可調(diào)式阻抗匹配電路的制作方法
【專利摘要】一種可調(diào)式阻抗匹配電路，用以為信號(hào)源匹配天線的阻抗。上述可調(diào)式阻抗匹配電路包括兩個(gè)端點(diǎn)、一串聯(lián)路徑、以及兩個(gè)并聯(lián)路徑。其中第一端點(diǎn)用以耦接信號(hào)源，第二端點(diǎn)用以耦接天線。串聯(lián)路徑耦接于第一端點(diǎn)和第二端點(diǎn)之間，包括第一可調(diào)電容和至少一個(gè)可調(diào)電感。兩個(gè)并聯(lián)路徑其中之一耦接于第一端點(diǎn)和接地端之間，另一并聯(lián)路徑耦接于第二端點(diǎn)和接地端之間。每一上述并聯(lián)路徑包括第二可調(diào)電容。
【專利說明】可調(diào)式阻抗匹配電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種可調(diào)式阻抗匹配電路，且特別是有關(guān)于一種包括可調(diào)電感的可調(diào)式阻抗匹配電路。
【背景技術(shù)】
[0002]像手機(jī)這一類能發(fā)射無線信號(hào)的電子裝置必須注意阻抗匹配，在射頻(RF:radiofrequency)信號(hào)自功率放大器(power amplifier)傳送到天線途中，如果射頻信號(hào)遭遇不匹配的阻抗，就會(huì)有部分的信號(hào)能量被天線反射，使功率放大器輸出的信號(hào)能量不能完全由天線發(fā)射。因此，阻抗匹配在無線通訊領(lǐng)域是很重要的問題。
[0003]手機(jī)之中通常有一個(gè)阻抗匹配電路負(fù)責(zé)匹配天線的阻抗，使功率放大器發(fā)射的能量能完全傳達(dá)到天線，達(dá)到最佳傳輸效能。天線的阻抗可能受附近的物體影響而改變，此外，現(xiàn)在的手機(jī)大多支持多頻段通訊。以全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(GSM:Global System forMobile Communications)為例，GSM 900、GSM 1800、以及 GSM 1900 各使用不同頻段，支持這三者的手機(jī)必須在多個(gè)不同頻段進(jìn)行阻抗匹配。這些因素提高了阻抗匹配的復(fù)雜度，固定式的阻抗匹配電路已經(jīng)不敷使用，可調(diào)式的阻抗匹配電路才有較廣的匹配范圍，才能適用于多頻段的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境。
[0004]圖1是已知的一種可調(diào)式阻抗匹配電路100的示意圖，其中電壓源102提供直流偏壓(DC bias voltage),信號(hào)源101提供射頻(RF:radio frequency)信號(hào)至天線103,天線103發(fā)射此射頻信號(hào)?？烧{(diào)電容104可依據(jù)控制信號(hào)改變其電容值，藉此改變射頻信號(hào)所遭遇的阻抗，以匹配天線103的阻抗?？烧{(diào)式阻抗匹配電路100只有串聯(lián)路徑(seriespath)的阻抗可調(diào)整，并聯(lián)路徑(shunt path)的阻抗則無法調(diào)整，因此可調(diào)式阻抗匹配電路100的匹配范圍較小，可能不敷應(yīng)用。
[0005]圖2是已知的另一種可調(diào)式阻抗匹配電路200的示意圖?？烧{(diào)式阻抗匹配電路200的串聯(lián)路徑包括可調(diào)電容202，并聯(lián)路徑包括可調(diào)電容201和203?？烧{(diào)式阻抗匹配電路200的串聯(lián)路徑和并聯(lián)路徑的阻抗都可以調(diào)整，所以有較佳的匹配范圍。不過這種阻抗匹配電路為了擴(kuò)大匹配范圍，在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)給可調(diào)電容202比較大的可調(diào)阻抗范圍，例如從0.7pF到7pF，也就是1:10的可調(diào)阻抗范圍。這種可調(diào)范圍較大的電容會(huì)增加射頻信號(hào)的損耗，降低天線的發(fā)射效能(over-the-air performance)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種可調(diào)式阻抗匹配電路，不僅有寬廣的匹配范圍，而且不影響天線的發(fā)射效能。 [0007]本發(fā)明提出一種可調(diào)式阻抗匹配電路，用以為信號(hào)源匹配天線的阻抗。上述可調(diào)式阻抗匹配電路包括兩個(gè)端點(diǎn)、一串聯(lián)路徑、以及兩個(gè)并聯(lián)路徑。其中第一端點(diǎn)用以耦接信號(hào)源，第二端點(diǎn)用以耦接天線。串聯(lián)路徑耦接于第一端點(diǎn)和第二端點(diǎn)之間，包括第一可調(diào)電容和至少一個(gè)可調(diào)電感。兩個(gè)并聯(lián)路徑其中之一耦接于第一端點(diǎn)和接地端之間，另一并聯(lián)路徑耦接于第二端點(diǎn)和接地端之間。每一上述并聯(lián)路徑包括第二可調(diào)電容。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一可調(diào)電容和上述可調(diào)電感串聯(lián)于第一端點(diǎn)和第二端點(diǎn)之間。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二可調(diào)電容耦接第一端點(diǎn)或第二端點(diǎn)，而且每一上述并聯(lián)路徑還包括一電容和一二極管。上述電容耦接于第二可調(diào)電容和接地端之間。上述二極管的陽極耦接第二可調(diào)電容和上述電容，并接收一控制信號(hào)。上述二極管的陰極接地。 [0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)源發(fā)送第一射頻信號(hào)至天線時(shí)，上述控制信號(hào)使上述二極管導(dǎo)通；當(dāng)信號(hào)源發(fā)送第二射頻信號(hào)至天線時(shí)，上述控制信號(hào)使上述二極管截止。第一射頻信號(hào)的頻率低于第二射頻信號(hào)。
[0011]基于上述，本發(fā)明使用阻抗可調(diào)范圍較小的可調(diào)電容，并采用獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)彌補(bǔ)可調(diào)電容較小的范圍，所以能兼顧阻抗匹配范圍和天線的發(fā)射效能。
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1和圖2是已知的可調(diào)式阻抗匹配電路的示意圖。
[0014]圖3和圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種可調(diào)式阻抗匹配電路的示意圖。
[0015]圖5和圖6是依照本發(fā)明不同實(shí)施例的一種可調(diào)式阻抗匹配電路的串聯(lián)路徑的示意圖。
[0016]圖7、圖8和圖9是依照本發(fā)明某些實(shí)施例的一種可調(diào)電感的示意圖。
[0017]圖10是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種可調(diào)式阻抗匹配電路的并聯(lián)路徑的示意圖。
[0018][主要元件標(biāo)號(hào)說明]
[0019]100、200、320:可調(diào)式阻抗匹配電路 101、310:信號(hào)源
[0020]102:電壓源103、330:天線
[0021]104,201 ~203、422、428、1010:可調(diào)電容
[0022]411、412、711、712:電路端點(diǎn)420:串聯(lián)路徑
[0023]421、426、427:可調(diào)電感430、440:并聯(lián)路徑
[0024]721、722、823、824、925、926:電感 731、732、1040: 二極管
[0025]740、1020:控制信號(hào)821、822、1030:電容
[0026]825:電阻GND:接地端
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種可調(diào)式阻抗匹配電路320的示意圖。圖3的電路可以是手機(jī)或其它可發(fā)射無線信號(hào)的電子裝置，信號(hào)源310可以是功率放大器或其它可提供射頻信號(hào)的電路。信號(hào)源310輸出射頻信號(hào)以供天線330發(fā)射，可調(diào)式阻抗匹配電路320耦接于信號(hào)源310和天線320之間，為信號(hào)源310配天線330的阻抗。
[0028]圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)式阻抗匹配電路320的示意圖?？烧{(diào)式阻抗匹配電路320包括端點(diǎn)411和412、串聯(lián)路徑420、以及并聯(lián)路徑430和440。端點(diǎn)411用以耦接信號(hào)源310，端點(diǎn)412用以耦接天線330。串聯(lián)路徑420耦接于端點(diǎn)411和端點(diǎn)412之間，串聯(lián)路徑420包括一個(gè)可調(diào)電容和至少一個(gè)可調(diào)電感。并聯(lián)路徑430耦接于端點(diǎn)411和接地端GND之間，并聯(lián)路徑440則耦接于端點(diǎn)412和接地端GND之間，每一個(gè)并聯(lián)路徑包括一個(gè)可調(diào)電容。可調(diào)式阻抗匹配電路320通過上述的可調(diào)電感和可調(diào)電容匹配天線330的阻抗。
[0029]圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例的串聯(lián)路徑420的示意圖。如圖5所示，串聯(lián)路徑420包括串聯(lián)于端點(diǎn)411和412之間的可調(diào)電感421和可調(diào)電容422?？烧{(diào)電容422的可調(diào)阻抗范圍可以小于傳統(tǒng)的可調(diào)式阻抗匹配電路，例如圖2的可調(diào)電容202的可調(diào)阻抗范圍是1:10,而可調(diào)電容422的可調(diào)阻抗范圍可以是1:3。雖然可調(diào)電容422的可調(diào)阻抗范圍比較小，但是有可調(diào)電感421彌補(bǔ)，可調(diào)式阻抗匹配電路320的整體匹配范圍并不遜于圖2的可調(diào)式阻抗匹配電路200。因此本實(shí)施例的串聯(lián)路徑中的可調(diào)電容不需要太大的可調(diào)范圍，可改善天線的發(fā)射效能，而且能兼顧可調(diào)式阻抗匹配電路的整體匹配范圍。
[0030]本發(fā)明的串聯(lián)路徑420并不限定只能包括一個(gè)可調(diào)電感，在其它實(shí)施例中，串聯(lián)路徑420可以包括兩個(gè)或更多可調(diào)電感。例如圖6所示的串聯(lián)路徑420，依照本發(fā)明另一實(shí)施例，串聯(lián)路徑420包括串聯(lián)于端點(diǎn)411和412之間的可調(diào)電感426、427、以及可調(diào)電容428。通過更多可調(diào)電感，可調(diào)式阻抗匹配電路320可提供更廣泛的匹配范圍。
[0031]圖7是依照本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)電感421的示意圖，其它的可調(diào)電感例如426和427也可以采用同樣的設(shè)計(jì)，以下說明以可調(diào)電感421為例。圖7并非真實(shí)電路圖，而是繪示可調(diào)電感421的設(shè)計(jì)原理?？烧{(diào)電感421可包括端點(diǎn)711和712、電感721、722、以及二極管731和732。端點(diǎn)711和712用以串聯(lián)端點(diǎn)411、端點(diǎn)412、或串聯(lián)路徑420其中的可調(diào)電容或其余的可調(diào)電感。電感721耦接于端點(diǎn)711和712之間。二極管731耦接于端點(diǎn)711和電感722之間。二極管732耦接于端點(diǎn)712和電感722之間。二極管731和732根據(jù)控制信號(hào)740而導(dǎo)通或截止。當(dāng)二極管731和732截止時(shí)，只有電感721發(fā)揮作用；當(dāng)二極管731和732導(dǎo)通時(shí)，電感721和722并聯(lián)，因此可減少可調(diào)電感421的等效阻抗。
[0032]圖8是依照本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)電感421的示意圖，此實(shí)施例的可調(diào)電感421還包括電容821和822、電感823和824、以及電阻825。二極管731的陰極耦接電感722，電容821耦接于端點(diǎn)711和二極管731的陽極之間，二極管732的陽極耦接電感722，電容822耦接于二極管732的陰極和端點(diǎn)712之間。電感823耦接電容821和二極管731，電阻耦接于電感823和控制信號(hào)740之間。電感824的一端耦接二極管732的陰極和電容822，另一端則耦接接地端GND。
[0033]二極管731的陽極經(jīng)由電感823和電阻825接收控制信號(hào)740。當(dāng)控制信號(hào)740處于預(yù)設(shè)的低電位，二極管731和732截止，此時(shí)電感721的阻抗就是可調(diào)電感421的等效阻抗。當(dāng)控制信號(hào)740上升到預(yù)設(shè)的高電位，可使二極管731和732導(dǎo)通，使電感721和722并聯(lián)，減少可調(diào)電感421的等效阻抗。
[0034]圖9是依照本發(fā)明另一實(shí)施例的可調(diào)電感421的示意圖，此實(shí)施例的可調(diào)電感421還包括電感925和926。二極管731的陰極耦接端點(diǎn)711，二極管731的陽極耦接電感722。電感925的一端耦接電感722和二極管732的陽極，另一端接收控制信號(hào)740。電感926的一端耦接電感721、二極管732的陰極、以及端點(diǎn)712，另一端則耦接接地端GND。
[0035]當(dāng)控制信號(hào)740處于預(yù)設(shè)的低電位，二極管731和732截止，此時(shí)電感721的阻抗就是可調(diào)電感421的等效阻抗。當(dāng)控制信號(hào)740上升到預(yù)設(shè)的高電位，可使二極管731和732導(dǎo)通，使電感721和722并聯(lián)，減少可調(diào)電感421的等效阻抗。
[0036]圖10是依照本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)式阻抗匹配電路320的并聯(lián)路徑的示意圖。本實(shí)施例的并聯(lián)路徑430和440使用相同電路，以下說明僅以并聯(lián)路徑430為例，并聯(lián)路徑440就不予贅述。
[0037]并聯(lián)路徑430包括可調(diào)電容1010、電容1030、以及二極管1040?？烧{(diào)電容1010耦接端點(diǎn)411，若是并聯(lián)路徑440的可調(diào)電容1010，則耦接端點(diǎn)412。電容1030耦接于可調(diào)電容1010和接地端GND之間。二極管1040的陽極耦接可調(diào)電容1010和電容1030，并接收控制信號(hào)1020，二極管1040的陰極耦接接地端GND。
[0038]一般而言，較低頻的信號(hào)需要較大的電容，而較高頻的信號(hào)則需要較小的電容。所以當(dāng)信號(hào)源310發(fā)送較低頻的射頻信號(hào)至天線330時(shí)，控制信號(hào)1020可升上預(yù)設(shè)的高電位，使二極管1040導(dǎo)通，進(jìn)而使電容1030失去作用。當(dāng)信號(hào)源310發(fā)送較高頻的射頻信號(hào)至天線330時(shí)，控制信號(hào)1020可降至預(yù)設(shè)的低電位，使二極管1040截止，進(jìn)而使電容1030和可調(diào)電容1010串聯(lián)，相當(dāng)于降低可調(diào)電容1010的電容值。因?yàn)殡娙?030的存在，可調(diào)電容1010只需要較小的可調(diào)阻抗范圍，不致于妨礙天線330的發(fā)射效能。
[0039]綜上所述，本發(fā)明的可調(diào)式阻抗匹配電路的串聯(lián)路徑和并聯(lián)路徑都有較廣的可調(diào)范圍，因此能提供寬廣的匹配范圍。本發(fā)明的可調(diào)式阻抗匹配電路可在多種不同頻段匹配多種不同的天線，使手機(jī)之類的移動(dòng)電子裝置達(dá)到最佳輸出功率，以達(dá)到最佳發(fā)射效能。
[0040]雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)式阻抗匹配電路，包括: 一第一端點(diǎn)，用以耦接一信號(hào)源； 一第二端點(diǎn)，用以耦接一天線，其中該可調(diào)式阻抗匹配電路用以為該信號(hào)源匹配該天線的阻抗； 一串聯(lián)路徑，耦接于該第一端點(diǎn)和該第二端點(diǎn)之間，包括一第一可調(diào)電容和至少一可調(diào)電感；以及 兩個(gè)并聯(lián)路徑，其中一并聯(lián)路徑耦接于該第一端點(diǎn)和一接地端之間，另一并聯(lián)路徑耦接于該第二端點(diǎn)和該接地端之間，每一上述并聯(lián)路徑包括一第二可調(diào)電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該第一可調(diào)電容和上述至少一可調(diào)電感串聯(lián)于該第一端點(diǎn)和該第二端點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中上述可調(diào)電感其中之一包括: 一第三端點(diǎn)，用以串聯(lián)該第一端點(diǎn)、該第二端點(diǎn)、該第一可調(diào)電容、或其余的上述可調(diào)電感； 一第四端點(diǎn)，用以串聯(lián)該第一端點(diǎn)、該第二端點(diǎn)、該第一可調(diào)電容、或其余的上述可調(diào)電感； 一第一電感，耦接于該第三端點(diǎn)和該第四端點(diǎn)之間； 一第二電感； 一第一二極管，耦接于該第三端點(diǎn)和該第二電感之間；以及 一第二二極管，耦接于該第四端點(diǎn)和該第二電感之間，其中該第一二極管和該第二二極管根據(jù)一第一控制信號(hào)而導(dǎo)通或截止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該第一二極管的陽極耦接該第三端點(diǎn)并接收該第一控制信號(hào)，該第一二極管的陰極耦接該第二電感，該第二二極管的陽極耦接該第二電感，該第二二極管的陰極耦接該第四端點(diǎn)和該接地端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該可調(diào)電感還包括: 一第一電容，耦接于該第三端點(diǎn)和該第一二極管的陽極之間；以及 一第二電容，耦接于該第二二極管的陰極和該第四端點(diǎn)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該可調(diào)電感還包括: 一第三電感，稱接該第一電容和該第一二極管； 一電阻，稱接于該第三電感和該第一控制信號(hào)之間；以及 一第四電感，耦接于該第二二極管、該第二電容以及該接地端之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該第一二極管的陰極耦接該第三端點(diǎn)，該第一二極管的陽極耦接該第二電感，該第二二極管的陽極耦接該第二電感并接收該第一控制信號(hào)，第二二極管的陰極耦接該第四端點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該可調(diào)電感還包括: 一第五電感，耦接于該第二電感、該第二二極管和該第一控制信號(hào)之間；以及 一第六電感，耦接于該第一電感、該第二二極管，該第四端點(diǎn)和該接地端之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中該第二可調(diào)電容耦接該第一端點(diǎn)或該第二端點(diǎn)，而且每一上述并聯(lián)路徑還包括: 一第三電容，耦接于該第二可調(diào)電容和該接地端之間；以及`一第三二極管，該第三二極管的陽極耦接該第二可調(diào)電容和該第三電容并接收一第二控制信號(hào)，該第三二極管的陰極耦接該接地端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式阻抗匹配電路，其中當(dāng)該信號(hào)源發(fā)送一第一射頻信號(hào)至該天線時(shí)，該第二控制信號(hào)使該第三二極管導(dǎo)通，當(dāng)該信號(hào)源發(fā)送一第二射頻信號(hào)至該天線時(shí)，該第二控制信號(hào)使該第三二極管截止，該第一射頻信號(hào)的頻率低于該第二射頻信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B1/04GK103634016SQ201210378594
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】嚴(yán)育盟, 戴禎坊, 饒佩宗, 童維信, 陳萬明 申請(qǐng)人:宏達(dá)國際電子股份有限公司