可重新配置多帶天線解耦網絡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請一般涉及天線解耦網絡。
[0002] 置量
[0003] 移動計算設備在近些年已被廣泛采用。先前主要由個人計算機執行的許多功能， 諸如web瀏覽、流傳輸、以及媒體的上傳/下載現在常在移動設備上執行。消費者不斷要求 具有增強的計算能力和更快的數據速率來實現這些任務的更小、更輕的設備。
[0004] 許多移動設備包括多個天線來提供滿足消費者對上傳和下載速度的日益增長的 要求的數據速率。將多個天線集成到小型設備（諸如移動電話或平板）帶來了各天線間電 磁耦合的可能性。這種電磁耦合具有許多缺點。例如，因為從一個天線輻射的信號能量被 另一設備天線接收而不是朝預期目標輻射，所以減小了系統效率。當天線在相同或類似頻 帶操作時，各天線間的耦合變得更有問題。
[0005] 解耦網絡已被用于將各天線彼此解耦。通常，因為所傳送的信號是已知的，所以所 傳送信號的異相版本可被饋送到該所傳送信號電磁耦合至的其他天線。這帶來了將各天線 解親的相消干涉（destructive interference) 〇
[0006] 然而，傳統解耦網絡具有若干重大缺點。例如，傳統解耦網絡在單一頻率操作。這 妨礙了具有在多個頻帶操作的天線的設備對于所有這多個頻帶同時解耦。此外，用于解耦 的異相信號傳統上是使用提供所需結構條件的傳輸線長度來創建的。創建解耦條件所必需 的傳輸線長度是依賴于頻率的，這不僅將解耦網絡限制在一個操作頻率，而且對于較小型 設計中的更低頻率帶來了空間影響。
【發明內容】
[0007] 本文描述的實施例涉及可重配置多帶天線解耦網絡。使用本文描述的系統，兩個 附近的天線可在多個頻帶處被解耦。在一個實施例中，多帶解耦網絡連接至兩個或更多天 線并且可重新配置以在多個不同通信頻帶處解耦該兩個或更多天線。該多帶解耦網絡包括 多個集總組件。
[0008] 在一些實施例中，該多帶解耦網絡包括一個或多個可調諧集總組件并且可通過調 諧該一個或多個可調諧集總組件被重新配置以在多個不同通信頻帶處解耦兩個或更多天 線。
[0009] 在其他實施例中，該多帶解耦網絡是pi型網絡，其中提供電抗的第一元件連接至 第一天線。提供電抗的第二元件連接至第二天線。提供電納的第三元件連接在該第一元件 和第二元件的與該第一和第二天線相對的末端之間。
[0010] 提供本概要從而以簡要形式引入將在下面具體實施例中進一步描述的概念的選 擇。本概要不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用來限制所要 求保護的主題的范圍。
[0011] 參考附圖閱讀以下詳細描述，將更清楚本主題的前述和其他目標、特征和優點。
[0012] 附圖簡沐
[0013] 圖1是解說具有多帶解耦網絡的示例性系統的框圖。
[0014] 圖2是解說具有兩個匹配網絡和"pi"型多帶解耦網絡的示例性系統的框圖。
[0015] 圖3是示出pi型多帶解耦網絡元件的S21復合面的圖，所述元件包括用于在每個 象限中實現S 21值的解耦的集總組件。
[0016] 圖4A-4D解說示例性pi型多帶解耦網絡元件，每個元件包括諧振器。
[0017] 圖5解說示例性pi型多帶解親網絡元件，每個元件包括切換集總組件（switched lumped component)〇
[0018] 圖6A-6D解說示例性pi型多帶解耦網絡元件，每個元件包括可調諧諧振器。
[0019] 圖7解說示例性pi型多帶解耦網絡元件，每個元件包括包含一個可調諧集總組件 的切換集總組件。
[0020] 圖8A-8C解說示例性Pi型多帶解耦網絡元件，其中所述元件中的至少一些包括被 用作電抗式元件的傳輸線片段。
[0021] 圖9是經測試pi型多帶解耦網絡的圖。
[0022] 圖10是具有多個天線和多帶解耦網絡的示例性移動電話的圖。
[0023] 圖11是解說用于所公開的各實施例中的任一實施例的合適的實現環境的一般示 例的圖。
【具體實施方式】
[0024] 本文描述的實施例提供了可重新配置多帶天線解耦網絡。使用本文描述的系統， 緊密間隔的天線可被解耦。如果兩個天線是同一系統（例如，移動設備）的一部分，則此類 耦合經常是不期望的。對于緊密間隔的天線，天線的緊鄰不足以僅通過距離將各天線解耦。 相反，不期望的耦合可通過使用解耦網絡來解決。如本文使用的"緊密間隔"是指天線靠得 足夠近以使得由一個天線傳送的信號的一部分被電磁耦合到另一天線，所述耦合顯著到足 以在不使用解耦網絡的情況下不利地影響任一天線的性能。以下參考圖1-11詳細描述各 實施例。
[0025] 圖1解說示例性系統100。系統100包括緊密間隔的天線102和104。多帶解耦 網絡106將天線102和104解耦并且連接于天線102和104和連接器108和110之間。連 接器108和110經由多帶解耦網絡106將通信系統112連接至天線102和104。通信系統 112在本申請的范圍之外，但是可包括各種硬件和/或軟件組件，例如，所述硬件和/或軟件 組件生成用于由天線102和104傳送的信號或處理由天線102和104接收的信號。在一些 實施例中，系統1〇〇(包括通信系統112)是移動設備（諸如移動電話、智能電話或平板計算 機）的一部分。
[0026] 在一些實施例中，天線102和104能夠既接收又傳送信號。所接收信號通過連接 器108和110被傳達至通信系統112,而所傳送信號被通過連接器108和110從通信系統傳 達至天線102和104。
[0027] 多帶解耦網絡106能被重新配置以在多個不同的通信頻帶處解耦天線102和104。 多帶解耦網絡106通過將所傳送信號的異相版本發送給沒有正在傳送的天線而將天線102 和104解耦。例如，如果通過連接器108將信號提供至天線102,則該信號的異相版本被提 供至天線104以產生相消干涉并消除天線102和天線104之間的耦合。
[0028] 在一些實施例中，天線102和104被設計成在多個不同的通信頻帶處操作。例如， 在諸如4G LTE通信等通信標準中，可使用多達40或更多的不同通信頻帶。在一個實施例 中，天線102和104被設計成在約4到12個不同的通信頻帶之間通信。因為其是"多帶" 的，所以多帶解耦網絡106能夠在多個不同通信頻帶處解耦天線102和104,而傳統解耦網 絡一般僅在單一頻帶處解耦。
[0029] 多帶解耦網絡106包括多個集總組件（未示出），所述多個集總組件包括電容器和 /或電感器。如本文使用的"集總組件"是分立組件并且可具有指定值或者可以是在一值范 圍內可調節或"可調諧"的。集總組件的示例包括小而不貴的表面安裝組件（SMC，也被稱為 表面安裝器件，SMD)。在本申請中不將傳輸線片段認為是"集總組件"。
[0030] 多帶解耦網絡106通過提供電抗和/或電納來產生異相信號。電抗和電納由下式 定義：
[0031] Z = R+jX (1)
[0032] Y = G+jB (2)
[0033] 如式1和2中所示，阻抗Z和導納（admittance) Y既有實分量也有虛分量。阻抗 等于實電阻R和虛電抗jX之和（式1)。導納等于實電導G和虛電納jB之和（式2)。導 納是阻抗的逆。電抗和電納可使用電容器和電感器來提供。諸如同軸電纜、微帶、帶線、以 及其他傳輸線等傳輸線的片段也可提供電抗和電納的組合。
[0034] 在一些實施例中，多帶解耦網絡106中的所述多個集總組件中的一個或多個是可 調諧的，并且多帶解耦網絡106可重新配置以通過調諧該一個或多個可調諧集總組件來在 多個不同通信頻帶處解耦天線102和104。可調諧組件（諸如可調諧電容器和可調諧電感 器）允許選擇不同的電容/電感值，這進而改變可調諧組件的電抗或電納并且調節多帶解 耦網絡106解耦天線102和104的通信頻帶。在一些實施例中，多帶解耦網絡106包括使 用該一個或多個可調諧集總組件中的至少一個形成的至少一個可調諧諧振器。
[0035] 在其他實施例中，多帶解耦網絡106可通過至少一個開關重新配置，該至少一個 開關將該多個集總組件中的至少一個切換進或切換出至天線102或104的信號路徑。切換 進/出兩個不同的集總組件例如允許在與由這兩個不同的組件提供的電抗相對應的兩個 不同通信頻帶處解親天線102和104。如果具有使用更高輸出擲數（output throws)的開 關，則可在附加不同通信頻帶處解耦天線102和104。如果使用至少一個可調諧集總組件， 則天線102和104可在進而更多的不同通信頻帶處被解耦。
[0036] 在一些實施例中，天線102和104的解耦基本上是使用該多個集總組件實現的，而 不是用由傳輸線提供的電抗或電納來促進解耦。在其他實施例中，多帶解耦網絡106可包 括被用作電抗式元件的至少一個傳輸線片段。傳輸線片段將S21頻率無關復數值在復平面 (該復平面如圖3中所示）中沿同心圓移動。角度移動量將取決于操作頻率（更高的頻率 比更低的頻率經歷更高的角度移動量）。如果傳輸線長度被恰適設計，則要解耦