靈活的l網絡天線調諧器電路的制作方法
【專利說明】靈活的L網絡天線調諧器電路
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請主張2013年06月28日提交的且題為“FLEXIBLEL-NETffORK ANTENNA TUNERCIRCUir的美國臨時申請N0.61/841，217的優先權，其公開內容通過引用明確地整體合并于此。
技術領域
[0003]本申請總體上涉及阻抗匹配元件。更具體地，本申請涉及靈活且可調的阻抗匹配元件。
【背景技術】
[0004]諸如晶體管開關之類的射頻(RF)開關可用于在一個或多個刀(pole)與一個或多個擲(throw)之間切換信號。晶體管開關或者其一些部分可通過晶體管偏置(biasing)和/或耦合(coupling)來被控制。與RF開關相關的偏置和/或耦合電路的設計和使用可能會影響開關性能。
[0005]在一些情況中，電路元件可能會產生不同的阻抗值。為了改善電路的性能，經常期望選擇具有匹配的阻抗值的電路元件。
【發明內容】
[0006]根據一些實施例，本申請涉及一種阻抗匹配電路，其包括定位于第一節點和第二節點之間的串聯元件。在一些情況中，所述第一節點可以與天線電通聯，而所述第二節點可以與雙工器電通聯。在其它情況中，所述第一節點和/或所述第二節點可以與低噪聲放大器、濾波器、功率放大器等電通聯。該阻抗匹配電路還可包括分路元件，其配置為在所述第一節點和所述第二節點之一與地之間電通聯。此外，所述阻抗匹配電路可包括開關，其配置為將所述分路元件從在所述第一節點與地之間電通聯切換至在所述第二節點與地之間電通聯。此外，所述開關可配置為將所述分路元件從在所述第二節點與地之間電通聯切換至在所述第一節點與地之間電通聯。
[0007]在一些情況中，所述串聯元件包括電容器或者電容器和電感器。所述電容器可以是可包括一個或多個電容器的數字開關電容器。在一些實施方式中，所述電容器是模擬可調電容器。
[0008]所述分路元件可包括電感器和電容器。所述電容器可以是包括一個或多個電容器的數字開關電容器或模擬可調電容器。此外，所述電感器和所述電容器可以并聯配置。
[0009]在一些實施方式中，所述開關包括場效應晶體管。此外，所述開關可配置為將所述阻抗匹配電路置于旁路模式中。在一些情況中，所述旁路模式可使得信號能夠在所述分路元件不與所述第一節點和所述第二節點電通聯的情況下從所述第一節點發送到所述第二節點。在其它情況中，所述旁路模式使得信號能夠在所述分路元件與所述第一節點和所述第二節點電通聯的情況下從所述第一節點發送到所述第二節點。
[0010]在本申請的某些實施例中，給出一種無線裝置。所述無線裝置可包括第一元件、第二元件和阻抗匹配電路。所述第一元件和所述第二元件可以至少在一時間段與不同的阻抗值相關聯。此外，所述阻抗匹配電路可以電連接在所述第一元件和所述第二元件之間，并且與所述第一元件和所述第二元件電通聯。
[0011 ]在一些實施例中，給出一種無線裝置，其包括與第一阻抗值相關聯的天線。此外，該無線裝置可包括與第二阻抗值相關聯的雙工器。所述第二阻抗值可以至少在一時間段不同于所述第一阻抗值。此外，所述無線裝置可包括電連接在所述天線和所述雙工器之間、并且與所述天線和所述雙工器電通聯的阻抗匹配電路。
[0012]對于一些實施方式，所述阻抗匹配電路包括定位于第一節點和第二節點之間的串聯元件。此外，所述阻抗匹配電路可包括分路元件，其配置為在所述第一節點和所述第二節點之一與地之間電通聯。此外，所述阻抗匹配電路可包括開關，其配置為將所述分路元件從在所述第一節點與地之間電通聯切換至在所述第二節點與地之間電通聯。
[0013]在一些情況中，所述無線裝置包括控制器，其配置為操作所述阻抗匹配電路的一個或多個開關。此外，所述無線裝置可包括一個或多個傳感器。在一些這樣的情況中，所述控制器配置為至少部分基于從所述一個或多個傳感器獲得的信息來操作所述一個或多個開關。
[0014]在一些設計中，所述天線是配置為接收信號的分集天線。一般而言，所述分集天線不配置為發射信號。替選地，在某些實施例中，所述天線是配置為既發射信號又接收信號的主天線。
[0015]在某些實施例中，公開了一種用于匹配一對電路元件的阻抗的方法。所述方法可由用于阻抗匹配電路的控制器執行。該方法可包括確定與阻抗匹配電路電通聯的第一電路元件的第一阻抗值。此外，該方法可包括確定與所述阻抗匹配電路電通聯的第二電路元件的第二阻抗值。此外，該方法可包括比較所述第一阻抗值和所述第二阻抗值以確定所述第一阻抗值是否大于所述第二阻抗值。此外，響應于確定所述第一阻抗值大于所述第二阻抗值，該方法可包括配置所述阻抗匹配電路的分路元件以與所述第一電路元件而非所述第二電路元件直接電通聯。在一些情況中，響應于確定所述第一阻抗值在一閾值程度上匹配所述第二阻抗值，該方法可包括將所述阻抗匹配電路配置為處于旁路模式。
【附圖說明】
[0016]貫穿附圖，附圖標記被重用以指示參考元件之間的對應關系。提供附圖以示范這里描述的發明主題的實施例，而不限制其范圍。
[0017]圖1示意性示出配置為在一個或多個刀與一個或多個擲之間切換一個或多個信號的射頻(RF)開關。
[0018]圖2示出在一些實施方式中，圖1的RF開關可包括RF核芯(core)和能量管理(EM)核芯。
[0019]圖3示出以單刀雙擲(STOT)配置實施的RF核芯的示例。
[0020]圖4示出以SPDT配置實施的RF核芯的示例，其中每個開關臂可包括串聯連接的多個場效應晶體管(FET)。
[0021]圖5示意性示出可由配置為偏置和/或耦合FET的一個或多個部分的電路來促成對RF開關中的一個或多個FET的控制。
[0022]圖6示出在開關臂中的多個FET的不同部分上實施的偏置/耦合電路的示例。
[0023]圖7A和7B示出以絕緣體上硅(SOI)配置實施的示例性基于指(finger)的FET器件的平面和側面截面圖。
[0024]圖8A和8B示出以SOI配置實施的多指FET器件的示例的平面和側面截面圖。
[0025]圖9A-9D示意性示出各種基于FET的開關電路和偏置/耦合配置的非限制性示例。
[0026]圖1OA和1B示出可包括這里描述的一個或多個特征的封裝模塊的示例。
[0027]圖11示出在某些實施例中，本申請的一個或多個特征可實施在諸如配置為促成多頻帶多模式無線操作的單刀多擲(SPMT)開關之類的開關器件中。
[0028]圖12示出可包括這里描述的一個或多個特征的無線裝置的示例。
[0029]圖13示出阻抗匹配電路的示例。
[0030]圖14示出基于L網絡的阻抗匹配電路的示例。
[0031]圖15示出圖14所示的阻抗匹配電路的替代表示。
[0032]圖16A和16B示出用于圖14的阻抗匹配電路的開關配置，其通過修改電連接而有效地將分路(shunt)元件從一個節點移動到另一個節點。
[0033]圖17A-17D示出可利用圖14所示的L網絡阻抗匹配電路創建的附加電路配置的四個示例。
[0034]圖18示出L網絡阻抗匹配電路的另一示例。
[0035]圖19示出L網絡阻抗匹配電路的電路仿真的示例。
[0036]圖20示出史密斯(Smith)圖，該史密斯圖示出了使用圖19的電路仿真的阻抗匹配。
[0037]圖21示出能實施旁路(bypass)模式的L網絡阻抗匹配電路的示例。
[0038]圖22示出包括阻抗匹配電路的無線裝置的示例。
【具體實施方式】
[0039]如果有的話，這里提供的小標題僅是為了便利，而不一定影響要求保護的發明的范圍或意義。
[0040]
[0041]為了改善電路元件之間的功率傳輸，一般期望選擇具有匹配的阻抗的元件。然而，在一些情況中，電路元件可能設計有不同的阻抗值。此外，在一些情況中，諸如器件的位置確定之類的環境因素可能影響電路元件的阻抗。包含具有失配阻抗的元件會減小電路元件之間的功率傳輸。例如，天線與放大器電路或收發機的阻抗之間的失配可能導致天線與放大器電路或收發機之間減小的功率傳輸。阻抗失配問題的一種解決方案是在電路元件之間使用阻抗匹配電路，其可用于匹配兩個電路元件的阻抗。
[0042]通常，阻抗匹配電路將包括串聯元件的每一側的分路元件。然而，在許多情況中，分路元件可基于阻抗值而從阻抗匹配電路的一側省略。典型地，分路元件從阻抗匹配電路的較低阻抗側省略，而被包括在阻抗匹配電路的較高阻抗側。分路元件可包括多個電路元件，諸如電容器、電感器、電阻器等。有利地，在某些實施例中，從阻抗匹配電路的一側省略分路元件減小了阻抗匹配電路的大小和成本兩者。
[0043]然而，在某些情況中，先驗地確定從阻抗匹配電路省略哪個分路元件可能是挑戰性的并且有時候是不可行的。難以先驗地確定要省略的分路元件的一個原因是要由阻抗匹配電路進行匹配的各電路元件中的一個或多個電路元件的阻抗可能會波動。例如，如果阻抗匹配電路電定位于天線和另一器件元件之間，則天線的阻抗可能基于多個因素而波動，所述多個因素諸如天線的位置、用戶的手相對于天線的位置、無線裝置相對于環境中的阻擋元件(blocking element)的位置等。此外，在一些情況中，另一器件元件的阻抗也可能波動。例如，如果另一器件元件是功率放大器模塊，則其阻抗可能基于功率放大器模塊的增益設置而變化。
[0044]這里公開的某些實施例使得能夠使用與“L”形而非“Ir”形類似形狀的阻抗匹配電路。阻抗匹配電路可包括串聯元件和分路元件。L形阻抗匹配電路中的分路元件可基于與阻抗匹配電路的每側電通聯(electrical communicat1n)的電路元件的阻抗而被移動或修改。換言之，在某些實施例中，阻抗匹配電路可以是可基于包括該阻抗匹配電路的無線裝置的環境或配置而被動態修改的靈活電路。雖然在一些實施例中分路元件可以被物理移動，但是典型地移動分路元件指的是調整分路元件的電連接以導致阻抗匹配電路的重新配置。
[0045]移動或修改阻抗匹配電路的分路元件可以包括修改哪個器件元件與分路元件電通聯。在一些情況中，開關可用于改變哪個器件元件與分路元件電通聯。此外，在一些情況中，開關可修改阻抗匹配電路的與分路元件電通聯的部分。另外地，或替代地，修改阻抗匹配電路可包括修改包括在分路