手機(jī)自適應(yīng)天線調(diào)諧方案

1、手機(jī)自適應(yīng)天線調(diào)諧方案在蜂窩手機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線調(diào)諧的最大障礙是缺少一種損耗低、調(diào)諧率高的高性能、可電調(diào)諧電抗元件。這種元件的最大挑戰(zhàn)是功率處理能力和線性度。作為和bst辦法的一種替代計(jì)劃，peregrine semiconductor采納其ultra工藝技術(shù)和harp設(shè)計(jì)創(chuàng)新，開發(fā)了一種已申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)辦法學(xué)專利的dune技術(shù)，來(lái)創(chuàng)造有用的數(shù)字調(diào)諧器(dtc)。那么如何利用dune技術(shù)構(gòu)建自適應(yīng)天線調(diào)諧器的關(guān)鍵構(gòu)建模塊呢？如今的手機(jī)不僅僅是通話設(shè)備，它還必需支持移動(dòng)電視、wlan和等應(yīng)用。因?yàn)樾绿匦?、新功能以及輕薄短小的工業(yè)設(shè)計(jì)要求，留給手機(jī)天線的空間十分有限。天線被裹包在設(shè)計(jì)內(nèi)并被施以彎曲布線，因而降

2、低了其效率。幸運(yùn)地是，這種天線性能損失可以通過(guò)天線調(diào)諧來(lái)補(bǔ)償，天線調(diào)諧利用動(dòng)態(tài)阻抗調(diào)諧技術(shù)來(lái)優(yōu)化天線性能。當(dāng) 無(wú)源天線無(wú)法滿足預(yù)期性能要求時(shí)，通常采納開環(huán)天線調(diào)諧系統(tǒng)，對(duì)天線在設(shè)定頻段和工作模式的性能舉行微調(diào)。這種技術(shù)還會(huì)把與放射/接收頻率、調(diào)諧機(jī)制或手 機(jī)用法狀態(tài)(滑蓋或折疊)等相關(guān)的環(huán)境因素考慮在內(nèi)。當(dāng)設(shè)計(jì)手機(jī)的時(shí)候，這些信息被存儲(chǔ)在基帶存儲(chǔ)器內(nèi)的查找表中。但開環(huán)系統(tǒng)不對(duì)天線的工作情況舉行實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)，所以它無(wú)法把變幻的環(huán)境因素考慮在內(nèi)。在蜂窩手機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線調(diào)諧的最大障礙是缺少一種損耗低、調(diào)諧率高的高性能、可電 調(diào)諧電抗元件。這種元件的最大挑戰(zhàn)是功率處理能力和線性度。用于gsm放射器的天線功

3、率要達(dá)到+33dbm，但在不匹配條件下，可調(diào)諧元件必需要能處理功 率達(dá)+40dbm(30v峰值)的rf信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧天線和，設(shè)計(jì)人員采納微機(jī)電系統(tǒng)(mems)和諸如鈦酸鍶鋇(bst)等鐵電材料技術(shù)舉行了試驗(yàn)。雖然這些技術(shù)具有很大應(yīng)用前景，但現(xiàn)在尚不能大批量生產(chǎn)。為解決手機(jī)天線的可調(diào)諧問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需采納經(jīng)過(guò)驗(yàn)證且可立刻投入大批量生產(chǎn)的新技術(shù)。手機(jī)rf部分的阻抗被設(shè)計(jì)成50。抱負(fù)狀況下，天線應(yīng)在囫圇頻段的阻抗都為50。但這種狀況幾乎不會(huì)浮現(xiàn)，由于小巧手機(jī)的天線與生俱來(lái)就具有帶寬窄、匹配性能較差、放射效率低等特征。帶寬限制迫使手機(jī)天線設(shè)計(jì)人員在囫圇工作頻段內(nèi)不將天線阻抗目標(biāo)設(shè)定為50。用 戶拿

4、持手機(jī)的方式等環(huán)境因素也將影響手機(jī)天線的阻抗。普通狀況下，手機(jī)天線工作的駐波比(vswr)小于3.0:1，但當(dāng)用戶的手指放在天線放射器上 時(shí)，vswr會(huì)被惡化至9.0:1?？紤]到信號(hào)鏈上全部設(shè)備都被設(shè)計(jì)為工作在抱負(fù)的1.0:1的vswr，所以即便在開闊無(wú)障礙的地方，這種性能惡化的后 果也十分嚴(yán)峻。為滿足這些嚴(yán)苛的功率要求，自適應(yīng)天線調(diào)諧大概是唯一挑選。這個(gè)辦法強(qiáng)制天線在怎樣環(huán)境下都具有50阻抗， 從而使系統(tǒng)其它部分工作在最優(yōu)狀態(tài)下。雖然當(dāng)天線阻抗為50(1.0:1 vswr)時(shí)，天線調(diào)諧器將自身的損耗增強(qiáng)到了中，但與未經(jīng)過(guò)校正的系統(tǒng)相比，自適應(yīng)天線調(diào)諧技術(shù)可以顯著降低調(diào)諧器輸入到天線輸入之間的

5、整體插入損 耗，從而提升pa和rf濾波器的性能。手機(jī)天線設(shè)計(jì)人員瀕臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是放射和接收的頻率不同。多頻段天線要求電路在頻段邊沿具有很好的性能，并能主動(dòng)跟蹤天線的失諧，并在很短的時(shí)光對(duì)重新將天線調(diào)諧到合適的狀態(tài)。有 幾項(xiàng)技術(shù)被建議用作天線調(diào)諧計(jì)劃，包括采納mems開關(guān)電容和bst電容。不過(guò)，采納mems和bst技術(shù)的主要挑戰(zhàn)在于：它們都需要高偏置電壓(30v 或更高)才干實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，通常需要一個(gè)自立cmos充電泵和控制芯片。普通無(wú)法將這些技術(shù)與rf、模擬和數(shù)字電路集成在同一裸片上，因此，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)天線調(diào) 諧器需要用到多個(gè)ic。典型狀況下，基于mems和bst技術(shù)的自適應(yīng)天線調(diào)諧器都是采納多芯片模塊(mcm)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。作 為mems和bst辦法的一種替代計(jì)劃，peregrine semiconductor采納其ultracmos工藝技術(shù)和harp設(shè)計(jì)創(chuàng)新，開發(fā)了一種已申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)辦法學(xué)專利的dune技術(shù)，來(lái)創(chuàng)造有用的數(shù)字調(diào)諧 (dtc)(圖)。它們帶數(shù)字控制功能的可變電容器，可滿足蜂窩手機(jī)天線調(diào)諧對(duì)低偏置電壓、高線性和高調(diào)諧精度的要求。該dtc采納倒芯片封裝，尺 寸僅1.36×0.81mm。采納dune技術(shù)能在單芯片中集成自適應(yīng)天線調(diào)諧器的關(guān)鍵構(gòu)建模塊。與 體cmos和絕緣硅(soi)技術(shù)不同，ultracmos(fet)因采納徹低絕緣的藍(lán)寶石基