控制設備，和天線的自動匹配方法
【專利說明】控制設備，和天線的自動匹配方法
[0001]相關申請的引用
[0002]本申請基于并要求2014年6月17日提交的日本專利申請N0.2014-124470的優先權；該申請的整個內容通過引用包含于此。
技術領域
[0003]這里說明的實施例涉及控制設備，和天線的自動匹配方法。
【背景技術】
[0004]通常，已知一種天線設備，其中安裝匹配電路，以便實現天線的輸入阻抗和無線單元的輸出阻抗的自動匹配。所述天線設備還包括用于生成參照信號，以便匹配阻抗的生成電路；并根據參照信號，匹配天線的阻抗。結果，當進行基于發射功率控制的無線通信時，能夠穩定地進行阻抗匹配。
[0005]然而，在常規的天線設備中，在匹配天線的阻抗的時候，無線單元與天線分離；生成電路連接到天線。因此，在阻抗匹配期間，不能進行無線通信。
【發明內容】
[0006]實施例的目的是提供一種控制設備，和天線的自動匹配方法，所述控制設備和天線的自動匹配方法能夠在基于發射功率控制的無線通信期間，匹配天線的阻抗。
[0007]按照實施例，控制設備包括功率檢測器，所述功率檢測器檢測天線發射的信號的功率，信號的發射功率因發射功率控制而變動；和
[0008]控制器，所述控制器根據基準值與功率檢測器的檢測功率的比較結果，按照功率增大的方式，調整可變匹配電路的設定值，根據檢測功率的時間變化，檢測發射功率的變動，并根據發射功率的變動，校正基準值。
[0009]按照上面說明的控制設備，控制設備能夠在基于發射功率控制的無線通信期間，匹配天線的阻抗。
【附圖說明】
[0010]圖1是圖解說明按照實施例的無線設備的結構的示圖；
[0011]圖2是說明按照實施例的調整處理的流程圖；
[0012]圖3是說明按照實施例的發射功率控制的示圖；
[0013]圖4是說明按照實施例的終止處理的流程圖；
[0014]圖5是圖解說明按照實施例的變形例的無線設備的結構的示圖。
【具體實施方式】
[0015]下面參考圖1，說明按照實施例的無線設備1的結構。無線設備1包括天線設備10，和通過天線設備10發射和接收信號的無線單元20。
[0016]天線設備10包括發射和接收信號的天線100 ;匹配天線100的阻抗的可變匹配電路200 ;和接收由天線100發射的信號的探測器(probe) 300。此外，天線設備10包括檢測利用探測器300接收的信號的功率的功率檢測器400 ;和控制可變匹配電路200的控制器500。包括功率檢測器400和控制器500的設備被稱為控制設備。控制設備還可包括無線單元20。
[0017]天線100發射其發射功率根據發射功率控制而變動的信號。這些信號由無線單元20生成。天線100把接收的信號輸出給無線單元20。只要天線100發射和接收信號，它可以是任意形狀和類型。天線100的例子包括單極天線、雙極天線和環形天線。
[0018]可變匹配電路200 —端連接到天線100的饋電點，另一端連接到無線單元20。可變匹配電路200按照無線單元20生成的信號的頻率、通信狀態等，匹配天線100的阻抗。
[0019]可變匹配電路200包括第一可變元件210和第二可變元件220。按照控制器500的指令，可變匹配電路200控制第一可變元件210和第二可變元件220，并匹配天線100的輸入阻抗和無線單元20的輸出阻抗。
[0020]第一可變元件210是一端連接到天線100的饋電點，另一端連接到無線單元20的可變電容元件。第二可變元件220是一端連接到天線100的饋電點，另一端被短路的可變電容元件。第一可變元件210和第二可變元件220是利用例如半導體或微機電系統(MEMS)構成的元件。
[0021]這里，說明其中第一可變元件210和第二可變元件220是可變電容元件的例子。不過，只要第一可變元件210和第二可變元件220能夠調整可變匹配電路200的阻抗，它們可以是可變電感器或開關。可變匹配電路200可由這樣的不同種類的元件的組合構成。
[0022]此外，包含在可變匹配電路200中的可變元件的數目并不局限于2個。S卩，可以使用任意數目的可變元件，只要能夠調整可變匹配電路200的阻抗即可。此外，為了調整阻抗的可變范圍，可進一步包括具有固定電容值的電容元件和具有固定電感值的電感元件。
[0023]探測器300被布置在天線100附近，接收由天線100發射的信號。例如，探測器300具有雙極形狀或單極形狀。只要探測器300能夠接收天線100發射的信號，探測器300可具有任意各種其它形狀。
[0024]功率檢測器400通過探測器300，檢測天線發射的信號的功率，并生成檢測值。隨后，功率檢測器400向控制器500輸出直流電壓、直流電流或二進制數據，作為檢測值。
[0025]控制器500控制可變匹配電路200，以匹配天線100的阻抗。控制器500包括調整單元510、檢測單元520和校正單元530。
[0026]調整單元510按照信號的功率增大的方式，根據基準值和功率檢測器400的檢測值之間的比較結果，調整可變匹配電路200的設定值。由于可變匹配電路200包括可變電容元件，即，第一可變元件210和第二可變元件220，因此調整單元510調整第一可變元件210的電容值C1，和第二可變元件220的電容值C2。
[0027]檢測單元520根據功率檢測器400的檢測值的時間變化，檢測發射功率的變動。檢測單元520根據隨時間變化的檢測值的變化量，檢測發射功率的變動。校正單元530根據檢測單元520檢測的發射功率的變動，校正基準值。
[0028]利用例如微計算機1C，實現控制器500。從而，控制器500或者包括如上所述的調整單元510、檢測單元520和校正單元530，或者可被配置成實現這些組成元件的功能。控制器500對于可變匹配電路200進行的調整處理的細節將在后面給出。
[0029]無線單元20包括信號處理單元(未圖示)和放大單元(未圖示)，生成具有受控發射功率的信號。無線單元20確定信號的發射功率。無線單元20按照以確定的發射功率發射生成的信號的方式，放大信號并把信號輸出給天線設備10。這樣，無線單元20生成信號，并按恒定時段T2，進行生成的信號的發射功率控制(參見圖3)。此外，無線單元20對于通過天線100接收的信號，進行信號處理。
[0030]調整處理
[0031]下面參考圖2和3，說明控制器500進行的控制可變匹配電路200的調整處理。圖2是說明對于可變匹配電路200進行的調整處理的流程圖。圖3是圖解說明無線單元20進行的發射功率控制的例子的示圖。在圖3中，水平軸表示時間，垂直軸表示無線單元20確定的信號的發射功率P。
[0032]例如，響應來自無線單元20或更高層(未圖示)的關于對可變匹配電路200進行調整處理的需要的指令，控制器500開始可變匹配電路200的控制。例如，當無線通信開始時，或者當在通信期間通信質量惡化時，無線單元20或更高層判定必須對于可變匹配電路200進行調整處理，并把判定結果通知控制器500。
[0033]當收到開始對于可變匹配電路200的調整處理的指令時，控制器500初始化各種變量(步驟S101)。作為變量的初始化，控制器500的調整單元510把第一可變元件210的電容值C1，和第二可變元件220的電容值C2設定為預定值。