天線系統(tǒng)、諧波抑制元件及射頻裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供至少一種天線系統(tǒng)、諧波抑制元件及射頻裝置，其中一種天線系統(tǒng)，支持至少一第一天線，所述天線系統(tǒng)包含：第一分頻電路，耦接于所述第一天線；多個匹配電路，耦接于所述第一分頻電路；以及第二分頻電路，耦接于所述多個匹配電路；其中，所述多個匹配電路分別用于處理不同頻率信號。本發(fā)明的優(yōu)點之一在于可擴寬天線系統(tǒng)的帶寬以用于載波聚合。
【專利說明】
天線系統(tǒng)、諧波抑制元件及射頻裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明是有關于天線系統(tǒng)，更具體地，是有關于具有諧波抑制元件的天線系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]為了滿足高階長期演進(Long Term Evolut1n-Advance，LTE_A)技術的需求，需要比3GPP(第三代合作伙伴項目)版本8/9(ReleaSe 8/9，R8/9)中所定義的20MHz帶寬更寬的傳輸帶寬的支持。一種較佳的解決方案為載波聚合(carrier aggregat1n)，這也是4GLTE-A的最顯著特征。載波聚合通過同時使用跨越多個載波的無線電資源，允許傳遞至用戶終端的有效帶寬的擴展。多個分量(component)載波進行聚合以形成較大的總體傳輸帶寬。
[0003]然而，載波聚合技術需要多個頻率范圍以及寬廣的頻率范圍寬度。對于工程師們而言，如何設計天線系統(tǒng)以滿足載波聚合的需求成為業(yè)界的嚴峻挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供至少一種天線系統(tǒng)、諧波抑制元件及射頻(Rad1Frequency, RF)裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)，支持至少一第一天線，所述天線系統(tǒng)包含:第一分頻電路，耦接于所述第一天線；多個匹配電路，耦接于所述第一分頻電路；以及第二分頻電路，耦接于所述多個匹配電路;其中，所述多個匹配電路分別用于處理不同頻率的信號。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一實施例的諧波抑制元件，包含:第一分頻電路;第一匹配電路，耦接于所述第一分頻電路;第二匹配電路，耦接于所述第一分頻電路；以及第二分頻電路，耦接于所述第一匹配電路和所述第二匹配電路;其中，所述第一匹配電路和所述第二匹配電路分別用于處理不同頻率的信號。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一實施例的射頻裝置，支持至少一天線，包含:第一分頻電路，耦接于所述天線;多個匹配電路，耦接于所述第一分頻電路;第二分頻電路，耦接于所述匹配電路；以及射頻模塊，耦接于所述第二分頻電路;其中，所述多個匹配電路用于分別處理不同頻率的信號。
[0008]根據(jù)本發(fā)明另一實施例的天線系統(tǒng)，支持至少一第一天線，所述天線系統(tǒng)包含:頻率選擇元件，其中，當所述頻率選擇元件接收來自天線的第一頻率范圍時，所述頻率選擇元件將所述第一頻率范圍劃分為多個第一頻率子范圍，通過多個第一信號路徑中的至少一個分別傳遞至少一第一頻率子范圍，調(diào)諧(tune)所述至少一第一頻率子范圍，并將所述至少一第一頻率子范圍輸出至射頻模塊；以及當所述頻率選擇元件從所述射頻模塊接收第二頻率范圍時，所述頻率選擇元件將所述第二頻率范圍劃分為多個第二頻率子范圍，通過多個第二信號路徑中的至少一個分別傳遞至少一第二頻率子范圍，調(diào)諧所述至少一第二頻率子范圍，并將所述至少一第二頻率子范圍輸出至所述天線。
[0009]本發(fā)明所提供的至少一種天線系統(tǒng)、諧波抑制元件及射頻裝置，其優(yōu)點至少包含以下優(yōu)點中的至少一個:(I)可擴寬天線系統(tǒng)的帶寬以用于載波聚合；(2)抑制天線系統(tǒng)中的諧波干擾;(3)簡化天線系統(tǒng)的控制電路的結(jié)構(gòu)；以及(4)降低天線系統(tǒng)的制造成本。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)100的示意圖。
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)200的示意圖。
[0012]圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的第一分頻電路220的不意圖。
[0013]圖3B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的第二分頻電路250的示意圖。
[0014]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)400的示意圖。
[0015]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)500的示意圖。
[0016]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)600的不意圖。
[0017]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)700的示意圖。
[0018]圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)800的示意圖。
[0019]圖9A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在低頻子范圍中的天線系統(tǒng)800的天線效率的示意圖。
[0020]圖9B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在中頻子范圍中的天線系統(tǒng)800的天線效率的示意圖。
[0021]圖9C為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在高頻子范圍的天線系統(tǒng)800的天線效率的示意圖。
[0022]圖1OA為根據(jù)本發(fā)明一實施例的匹配電路(可調(diào)網(wǎng)絡)810的示意圖。
[0023]圖1OB為根據(jù)本發(fā)明一實施例的匹配電路(可調(diào)網(wǎng)絡)850的示意圖。
[0024]圖11為根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子裝置900的不意圖。
[0025]圖12為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)950的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”及“包括”為一開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮艿恼`差范圍內(nèi)，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電性連接至該第二裝置?！斑B接”一詞在此包含任何直接及間接、有線及無線的連接手段。以下所述為實施本發(fā)明的較佳方式，目的在于說明本發(fā)明的精神而非用以限定本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。
[0027]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)100的示意圖。例如，天線系統(tǒng)100可應用于通信裝置中，例如智能手機，平板電腦或筆記本計算機等。天線系統(tǒng)100可支持LTE-A技術領域的載波聚合技術。如圖1所示，天線系統(tǒng)100包含天線110，第一分頻電路120，多個匹配電路(例如但不僅限于圖中所示的兩個匹配電路130和140)，以及第二分頻電路150。天線110可以是單極天線(monopole antenna)，偶極天線(dipole antenna)，環(huán)形天線(loopantenna)，螺旋天線(helical antenna)或芯片天線(chip antenna)，本發(fā)明并不以此為限。第一分頻電路120耦接于天線110。匹配電路130和140耦接于第一分頻電路120。匹配電路130和140中的每一個可提供各自在不同阻抗值之間進行切換(switch)的可變阻抗值。第二分頻電路150耦接于匹配電路130和140。匹配電路130和140分別用于處理不同的頻率信號(例如，與不同的頻率子范圍有關的信號)。第一分頻電路120，匹配電路130和140及第二分頻電路150可共同形成用于分頻和頻率合成的頻率選擇元件105。
[0028]通常而言，天線110通過使用第一分頻電路120，第二分頻電路150及匹配電路130和140而工作在多個頻率范圍或多個頻率子范圍。第一分頻電路120和第二分頻電路150中的每一個可將接收到的頻率范圍劃分為多個頻率子范圍或分量，并分別地輸出該多個頻率子范圍或分量，以防止不同的頻率子范圍或分量之間相互干擾，從而允許天線110在獨立于其它頻率子范圍或分量的至少一頻率子范圍或分量上在匹配電路130和140中的相應一個所對應的不同阻抗值之間進行切換。另外，第一分頻電路120和第二分頻電路150可用于抑制天線系統(tǒng)100中的諧波干擾。請參考以下實施例中的詳細描述。
[0029]在一些實施例中，當?shù)谝环诸l電路120接收來自天線110的頻率范圍時，第一分頻電路120將該頻率范圍劃分為多個頻率子范圍或分量，并將該多個頻率子范圍或分量中的至少兩個分別輸出至匹配電路130和140。在相同實施例或者另一實施例中，當?shù)谝环诸l電路120從匹配電路130和140中的一個或多個分別接收一個或多個頻率子范圍或分量時，第一分頻電路120將接收到的該一個或多個頻率子范圍或分量輸出至天線110。例如，第一分頻電路120可將同時包含較低頻率子范圍或分量以及較高頻率子范圍或分量的信號輸出至天線110。
[0030]更具體地，在一些實施例中，第一分頻電路120包含耦接于天線110的第一端口，分別耦接于匹配電路130和140的多個第二端口，以及耦接于第一端口和第二端口之間的多個信號路徑。第一分頻電路120的多個信號路徑用于分別將多個頻率子范圍或分量從第一端口傳遞至第二端口，或者分別從多個第二端口傳遞至第一端口。
[0031 ]類似的，在一些實施例中，當?shù)诙诸l電路150從射頻模塊(圖中未示)接收頻率范圍時，第二分頻電路150將頻率范圍劃分為多個頻率子范圍或分量，并將多個頻率子范圍或分量中的至少兩個輸出至匹配電路130和140。在相同實施例或者另一實施例中，當?shù)诙诸l電路150從匹配電路130和140中的一個或多個中接收一個或多個頻率子范圍或分量時，第二分頻電路150將接收到的該一個或多個頻率子范圍或分量中的至少一個輸出至射頻模塊。例如，第二分頻電路150將包含較低頻率子范圍或分量以及較高頻率子范圍或分量的信號輸出至射頻模塊。
[0032]更具體地，在一些實施例中，第二分頻電路250包含耦接于射頻模塊的第一端口，分別耦接于匹配電路130和140的多個第二端口，以及耦接于第一端口和第二端口之間的多個信號路徑。第二分頻電路250的多個信號路徑用于將多個頻率子范圍或分量從第一端口分別傳遞至多個第二端口，或者分別從多個第二端口傳遞至第一端口。
[0033]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)200的示意圖。圖2與圖1類似，顯示了分頻電路的更詳細結(jié)構(gòu)以說明天線系統(tǒng)的運作。在圖2所示的實施例中，天線系統(tǒng)200包含天線210，第一分頻電路220，多個匹配電路130和140，第二分頻電路250，以及射頻模塊260。射頻模塊260可以是用以發(fā)送和接收射頻信號的收發(fā)器。
[0034]在一些實施例中，第一分頻電路220和第二分頻電路250中的至少一個為無源元件(passive element)。在另一實施例中，第一分頻電路220和第二分頻電路250中的至少一個為有源元件(active element)。在一些實施例中，第一分頻電路220所分別輸出的頻率子范圍或分量的范圍是固定的。在一些實施例中，第一分頻電路220所輸出的多個頻率子范圍或分量中的至少一個的范圍是動態(tài)變化的。在一些實施例中，第二分頻電路250所分別輸出的頻率子范圍或分量的范圍是固定的。在一些實施例中，第二分頻電路250所輸出的多個頻率子范圍或分量中的至少一個的范圍是動態(tài)變化的。在一些實施例中，第一分頻電路220和第二分頻電路250中的每個可包含或?qū)嵤榈屯V波器，高通濾波器，帶通濾波器，分頻器(diplexer)，雙重復用器(duplexer)，三重復用器(tri_plexer)，四重復用器(quad-plexer)或其組合。在一些實施例中，用于測試裝置的一個或多個射頻車載接入點(carkitpoints)(圖中未示)可配置在天線系統(tǒng)200中的任意位置。
[0035]在圖2所示的實施例中，第一分頻電路220和第二分頻電路250中的每個均為分頻器。請參考圖3A和圖3B以便于理解其詳細結(jié)構(gòu)。
[0036]射頻模塊260可用作收發(fā)器。在第一種情形下，當射頻模塊用作接收器時，表示信號從天線210通過分頻器220，匹配電路130和140，以及分頻器250傳送至射頻模塊260。具體地，天線210將信號提供至分頻器220，以用于將信號劃分為兩個頻率范圍或頻率子范圍(例如，低頻子范圍和高頻子范圍)，將低頻子范圍和高頻子范圍通過兩條不同的信號路徑傳送以產(chǎn)生兩路輸出信號，并將這兩路輸出信號分別提供至匹配電路130和140。有關低頻子范圍的輸出信號在匹配電路130中進行處理，并產(chǎn)生第一處理信號，以及有關高頻子范圍的輸出信號在匹配電路140中進行處理，并產(chǎn)生第二處理信號。之后，第一處理信號和第二處理信號分別輸入分頻器250，分頻器250類似于分頻器220，允許第一處理信號和第二處理信號中的至少一個到達射頻模塊260。例如，分頻器250可輸出包含高頻子范圍和低頻子范圍的信號至射頻模塊260。
[0037]以此方式，天線210所傳送的信號中的低頻子范圍和高頻子范圍可分離為趨于相互無干擾的不同信號路徑，并最終提供至射頻模塊260。相應地，在與高頻子范圍或分量相互獨立的低頻子范圍或分量中，天線210可在可變阻抗匹配電路130的不同阻抗值之間進行切換，以及在與低頻子范圍或分量相互獨立的高頻子范圍或分量中，天線210可在可變阻抗匹配電路140的不同阻抗值之間進行切換。
[0038]在第二種情形下，當射頻模塊用作接收器時，表示信號從射頻模塊260，通過分頻器250，匹配電路130和140，以及分頻器220，傳送至天線210。具體地，射頻模塊260將信號提供至分頻器250，以將信號劃分為低頻子范圍和高頻子范圍，將低頻子范圍和高頻子范圍通過不同的信號路徑進行傳送以產(chǎn)生兩路輸出信號，并將這兩路輸出信號分別提供至匹配電路130和140。有關低頻子范圍的輸出信號在匹配電路130中進行處理，以產(chǎn)生第一處理信號，以及有關高頻子范圍的輸出信號在匹配電路140中進行處理，以產(chǎn)生第二處理信號。之后，第一處理信號和第二處理信號輸入至分頻器220，分頻器220類似于分頻器250，允許第一處理信號和第二處理信號中的至少一個到達射頻模塊220。例如，分頻器220可將包含高頻子范圍和低頻子范圍的信號輸出至天線220。
[0039]以此方式，射頻模塊260所傳送的信號中的低頻子范圍和高頻子范圍可分離為趨于相互無干擾的不同信號路徑，并提供至天線210。相應地，在與高頻子范圍或分量相互獨立的低頻子范圍或分量中，天線210可在可變阻抗匹配電路130的不同阻抗值之間進行切換，以及在與低頻子范圍或分量相互獨立的高頻子范圍或分量中，天線210可在可變阻抗匹配電路140的不同阻抗值之間進行切換。
[0040]圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的第一分頻電路220的示意圖。第一分頻電路220(分頻器)包含耦接于匹配電路130的第一頻率端221，耦接于匹配電路140的第二頻率端222，以及耦接于天線210的組合頻率端223。例如，第一分頻電路220的組合頻率端223可耦接于天線210的單一饋入點(single feeding point)FP。第一分頻電路220(分頻器)可包含低通信號路徑224和高通信號路徑225。低通信號路徑224用于傳遞低頻信號并阻隔高頻信號。高通信號路徑225用于傳遞高頻信號并阻隔低頻信號。低通信號路徑224耦接于第一分頻電路220的第一頻率端221和組合頻率端223之間。高通信號路徑225耦接于第一分頻電路220的第二頻率端222和組合頻率端223之間。在另一實施例中，低通信號路徑224與高通信號路徑225之間是可互換的。利用以上多種實施方式，高頻子范圍和低頻子范圍可分離為趨于相互無干擾的不同信號路徑。
[0041]圖3B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的第二分頻電路250的示意圖。第二分頻電路250(分頻器)包含耦接于匹配電路130的第一頻率端251，耦接于匹配電路140的第二頻率端252，以及耦接于射頻模塊260的組合頻率端253。第二分頻電路220(分頻器)包含低通信號路徑254和高通信號路徑255。低通信號路徑254用于傳遞低頻信號并阻隔高頻信號。高通信號路徑255用于傳遞高頻信號并阻隔低頻信號。低通信號路徑254耦接于第二分頻電路250的第一頻率端251和組合頻率端253之間。高通信號路徑255耦接于第二分頻電路250的第二頻率端252和組合頻率端253之間。在另一實施例中，低通信號路徑254與高通信號路徑255之間是可互換的。利用以上多種實施方式，高頻子范圍和低頻子范圍可分離為趨于相互無干擾的不同信號路徑。
[0042I 再回到圖2，請參考圖2中的通信裝置200及其電路的詳細運作。匹配電路130和140中的每個可包含一個或多個電感元件及/或電容元件(inductive and/or capacitiveelements)，并可提供固定或可變的阻抗值。舉例而言，在圖2所示實施例中，匹配電路130用于處理低頻信號，匹配電路140用于處理高頻信號。當天線210接收到待發(fā)送至射頻模塊260的低頻信號或射頻模塊260所產(chǎn)生并待發(fā)送至天線210的低頻信號時，該低頻信號可通過第一分頻電路220的低通信號路徑224，低頻匹配電路130，及第二分頻電路250的低通信號路徑254進行傳送。當天線210接收到高頻信號或者射頻模塊260產(chǎn)生高頻信號時，該高頻信號可通過第一分頻電路220的高通信號路徑225，高頻匹配電路140，以及第二分頻電路250的高通信號路徑255進行傳送。換言之，在天線系統(tǒng)200中，低頻信號路徑完全獨立于高頻信號路徑。利用這種設計，不同頻帶或子范圍的不同信號路徑是分離的，且趨于相互無干擾。相應地，天線系統(tǒng)200中的諧波干擾可有效消除。在另一實施例中，低頻匹配電路130與高頻匹配電路140可互換。
[0043]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)400的示意圖。圖4類似于圖2。在圖4的實施例中，天線系統(tǒng)400的第一分頻電路420包含第一濾波器421和第二濾波器422，以及天線系統(tǒng)400的第二分頻電路250為分頻器(如圖3B所示)。第一濾波器421為低通濾波器，以及第二濾波器422為高通濾波器。匹配電路130通過第一濾波器421耦接于天線410上的第一饋入點FPl。匹配電路140通過第二濾波器422耦接于天線410上的第二饋入點FP2。第一饋入點FPl和第二饋入點FP2可以是天線410上的不同位置。在圖4的實施例中，匹配電路130用于處理低頻信號，以及匹配電路140用于處理高頻信號。當天線410接收的低頻信號提供至射頻模塊260或者射頻模塊260產(chǎn)生待天線410發(fā)送的低頻信號時，該低頻信號可通過第一濾波器421，低頻匹配電路130，以及第二分頻電路250的低通信號路徑254進行傳送。當天線410接收到高頻信號或者射頻模塊260產(chǎn)生高頻信號時，該高頻信號可通過第二濾波器422，高頻匹配電路140，以及第二分頻電路250的高通信號路徑255進行傳送。換言之，在天線系統(tǒng)400中，低頻信號路徑完全獨立于高頻信號路徑。使用這種設計，不同頻帶或子范圍的信號路徑是分離的，且趨于相互無干擾。相應地，天線系統(tǒng)400中的諧波干擾可有效消除。在另一實施例中，第一濾波器421可與第二濾波器422互換，且匹配電路130可與匹配電路140互換。
[0044]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)500的示意圖。圖5類似于圖2。在圖5的實施例中，天線系統(tǒng)500進一步包含第二天線510和第二射頻模塊560。第二射頻模塊560可直接耦接于第二天線510上的單一饋入點。第一天線210和第二天線510的組合可處理寬帶信號。例如，低頻信號路徑可通過第一分頻電路220(分頻器)的低通信號路徑224，匹配電路130，以及第二分頻電路250(分頻器)來形成。中頻信號路徑可通過第一分頻電路220(分頻器)的高通信號路徑225，匹配電路140，以及第二分頻電路250(分頻器)的高通信號路徑255來形成。高頻信號路徑可通過第二天線510和第二射頻模塊560之間的親接路徑(coup Iingpath)來形成。在另一實施例中，上述低頻/中頻/高頻信號路徑可互換。請主意，射頻模塊260和560可以是分離的模塊或者集成為單個裝置/模塊。此外，在另一實施例中，可使用一個射頻模塊，并(通過頻率選擇元件)使用分離的信號路徑耦接于天線。
[0045]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)600的示意圖。圖6類似于圖4.在圖6的實施例中，天線系統(tǒng)600進一步包含第二天線510和第二射頻模塊560。第二射頻模塊560可直接耦接于第二天線510上的單一饋入點。第一天線410和第二天線510的組合可處理寬帶信號。例如，低頻信號路徑可通過第一濾波器421，匹配電路130，以及第二分頻電路250(分頻器)的低通信號路徑254來形成。中頻信號路徑可通過第二濾波器422，匹配電路140，以及第二分頻電路250(分頻器)的高通信號路徑255來形成。高頻信號路徑可通過第二天線510和第二射頻模塊560之間的耦接路徑來形成。在另一實施例中，上述低頻/中頻/高頻信號路徑可互換。請注意，射頻模塊260和560可以是分離的模塊或者集成為單個裝置/模塊。此外，在一些實施例中，一個射頻模塊可使用分別(直接或者通過頻率選擇元件)耦接于不同天線的分離的信號路徑來實施。
[0046]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)700的示意圖。圖7類似于圖2.在圖7的實施例中，天線系統(tǒng)700進一步包含耦合器(coupler)770和處理器780，以及天線系統(tǒng)700的匹配電路為具有可變阻抗值的多個可調(diào)網(wǎng)絡730和740。耦合器770耦接于第二分頻電路250和射頻模塊260之間，并提供從天線210至處理器780的通信信息SA。通信信息SA可包含天線210的反射損失(return loss)，復數(shù)S參數(shù)(comp I ex S-parameters)或接收信號強度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)等。親合器770可配置于天線系統(tǒng)700的射頻路徑的任意位置。例如，耦合器770可位于天線210上。處理器780直接或間接地從天線210接收通信信息SA，并根據(jù)通信信息SA產(chǎn)生至少一控制信號SC。可調(diào)網(wǎng)絡730和740(匹配電路)的阻抗值是根據(jù)控制信號SC進行調(diào)節(jié)的。使用該設計，天線系統(tǒng)700可使用反饋機制進行自動微調(diào)。
[0047]圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)800的示意圖。圖8類似于圖2。在圖8的實施例中，天線系統(tǒng)800的匹配電路830包含切換元件831和多個電感832至835，以及天線系統(tǒng)800的匹配電路840為短路路徑(short-circuited path)。匹配電路830用于處理低頻信號，以及匹配電路840用于處理中頻/高頻信號。電感832至835可具有不同的電感值(inductances)。切換元件831可在電感832至835之間進行切換，以便匹配電路830可為低頻信號路徑提供多種阻抗值。另一方面，中頻/高頻信號路徑的阻抗值為常數(shù)。在另一實施例中，上述低頻/中頻/高頻信號路徑之間可互換。
[0048]圖9A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在低頻子范圍中的天線系統(tǒng)800的天線效率(antenna efficiency)的示意圖。圖9B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在中頻子范圍中的天線系統(tǒng)800的天線效率的示意圖。圖9C為根據(jù)本發(fā)明一實施例的工作在高頻子范圍的天線系統(tǒng)800的天線效率的示意圖。請聯(lián)合參考圖9A至圖9C。水平軸代表天線系統(tǒng)800的工作頻率(MHz)，以及垂直軸代表天線系統(tǒng)800的天線效率(dB)。曲線CCl至CC4代表匹配電路830的不同工作狀態(tài)。例如，當切換元件831切換至電感832至835時，天線系統(tǒng)800的對應天線效率可分別顯示為曲線CCl至CC4。在圖8的實施例中，天線系統(tǒng)800的第一分頻電路220和第二分頻電路250為用于分頻的分頻器。使用此設計，當匹配電路830執(zhí)行切換操作時，只有低頻信號路徑受到影響，而對于中頻/高頻信號路徑而言幾乎沒有影響。由于不同頻率子范圍或分量的信號路徑趨于相互消極無干擾，因此，可顯著改善天線系統(tǒng)800中的諧波干擾。
[0049]上述匹配電路(可調(diào)網(wǎng)絡)(130，140，730，740，830或840)可使用多種電路結(jié)構(gòu)來實施。請參考以下多個實施例。請理解，這些實施例僅為舉例說明，本發(fā)明并不以此為限。
[0050]圖1OA為根據(jù)本發(fā)明一實施例的匹配電路(可調(diào)網(wǎng)絡)810的示意圖。匹配電路810包含第一端811，第二端812，多個負載元件831至832，以及切換元件820。匹配電路810的第一端811耦接于第一分頻電路。匹配電路810的第二端812耦接于第二分頻電路。負載元件831至832耦接于第一端811和第二端812中的一個，且負載元件831至832具有不同的阻抗值。切換元件820耦接于第一端811和第二端812中的另一個，且切換元件820在負載元件831至832之間進行切換。切換元件820包含第一端和第二端，其中切換元件820的第一端耦接于第一分頻電路或第二分頻電路，切換元件820的第二端可切換性地耦接于負載元件831至832中的一個。負載元件831至832中的至少一個包含一個或多個電感，一個或多個可變電容，一個或多個固定電容或其組合。在另一實施例中，切換元件811和負載元件831至832可交換位置。
[0051 ]圖1OB為根據(jù)本發(fā)明一實施例的匹配電路(可調(diào)網(wǎng)絡)850的示意圖。在圖1OB的實施例中，匹配電路850包含第一端851，第二端852及調(diào)諧器(tuner)860。匹配電路850的第一端851耦接于第一分頻電路，匹配電路850的第二端852耦接于第二分頻電路。調(diào)諧器860耦接于第一端851和第二端852之間，并用于產(chǎn)生多種阻抗值。
[0052]圖11為根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子裝置900的示意圖。在圖11的實施例中，電子裝置900包含天線110，第一分頻電路120，多個匹配電路130和140，第二分頻電路150及射頻模塊260。電子裝置900也可稱為射頻裝置。第一分頻電路120耦接于天線110。匹配電路130和140耦接于第一分頻電路120。第二分頻電路150耦接于匹配電路130和140。射頻模塊260耦接于第二分頻電路150。匹配電路130和140用于分別處理不同的頻率信號。請理解，圖1至圖10所示實施例的天線系統(tǒng)的所有特征均可應用于圖11中的電子裝置900。
[0053]圖12為根據(jù)本發(fā)明一實施例的天線系統(tǒng)950的示意圖。在圖12的實施例中，天線系統(tǒng)950包含天線110和頻率選擇元件905。當頻率選擇元件905從天線110接收第一頻率范圍時，頻率選擇元件905講第一頻率范圍劃分為多個第一頻率子范圍，將至少一第一頻率子范圍分別通過多個第一信號路徑中的至少一個進行傳遞，調(diào)諧該至少一第一頻率子范圍，并將該至少一第一頻率子范圍輸出至射頻模塊(圖中未示)。當頻率選擇元件905從射頻模塊接收第二頻率范圍時，頻率元件元件905將第二頻率范圍劃分為多個第二頻率子范圍，將至少一第二頻率子范圍分別通過多個第二信號路徑中的至少一個進行傳遞，調(diào)諧該至少一第二頻率子范圍，并將該至少一第二頻率子范圍輸出至天線110。請理解，圖1至圖10所示實施例中的天線系統(tǒng)的所有特征均可應用于圖12中的天線系統(tǒng)950，然而，本發(fā)明并不以此為限。例如，頻率選擇元件905可包含圖1中的頻率選擇元件105中的一個或多個元件，或者圖2-8、1(^-1(?和11中的對應元件。
[0054]請注意，盡管天線及其頻率選擇元件和組件及射頻模塊顯示為不同的方塊，但在具體實施中，這些元件、組件及/或模塊等可配置為分離的不同電路，或者多個方塊相互之間可部分或全部地集成。舉例而言，部分頻率選擇元件，例如第一分頻電路120/220/420可集成于天線110/210/410之中。另外地或者可選擇地，部分頻率選擇元件，例如第一分頻電路150/250可集成于射頻模塊260之中。
[0055]本發(fā)明的多個實施例提供了一種具有分頻電路的新的天線系統(tǒng)。每個分頻電路可實施為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，分頻器，雙重復用器，三重復用器，四重復用器或其組合。使用此設計，低頻/中頻/高頻分量趨于相互消極無干擾，且天線系統(tǒng)中的諧波干擾可有效消除。與傳統(tǒng)設計相比，本發(fā)明的多個實施例可提供以下優(yōu)點中的至少一個:
(I)擴寬天線系統(tǒng)的帶寬以用于載波聚合；(2)抑制天線系統(tǒng)中的諧波干擾；(3)簡化天線系統(tǒng)的控制電路的結(jié)構(gòu)；以及(4)降低天線系統(tǒng)的制造成本。
[0056]上述多個實施例僅為較佳舉例說明，本發(fā)明并不僅限于此。請理解，天線系統(tǒng)并不僅限于圖1至圖12所示的配置。本發(fā)明僅包含圖1至圖12中任意一個或多個實施例中的任意一個或多個特征。換言之，并非圖中所示全部特征均應實施于本發(fā)明的天線系統(tǒng)中。
[0057]上述用語“至少一”或“一個或多個”指大于或等于I的任意正整數(shù)。本發(fā)明并不限制圖1至圖12中的元件的數(shù)量。例如，在圖1的實施例中，盡管圖中顯示兩個匹配電路130和140，請理解，匹配電路的數(shù)量，可以是2，3，4，5或更多個，均可使用并耦接于第一分頻電路120和第二分頻電路150之間。舉例而言，在圖8的實施例中，盡管圖中顯示四個電感832至835，請理解，電感的數(shù)量，可以是2，3，4，5或更多個，均可用于提供不同的電感值。
[0058]諸如“第一”、“第二”、“第三”等用語的使用，在說明書及權利要求中用于元件/元素之前并不指代任何優(yōu)先級，先后，或者元件/元素在方法操作時間上的執(zhí)行順序，僅用于標識以區(qū)分該元件/元素與另一具有相同名稱的元件/元素。
[0059]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。
【主權項】
1.一種天線系統(tǒng)，支持至少一第一天線，所述天線系統(tǒng)包含: 第一分頻電路，耦接于所述第一天線； 多個匹配電路，耦接于所述第一分頻電路；以及 第二分頻電路，耦接于所述多個匹配電路； 其中，所述多個匹配電路分別用于處理不同頻率信號。2.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，當所述第一分頻電路從所述第一天線接收頻率范圍時，所述第一分頻電路將所述頻率范圍劃分為多個頻率子范圍，并將所述多個頻率子范圍中的至少兩個分別輸出至所述多個匹配電路；以及當所述第一分頻電路從所述多個匹配電路中的一個或多個分別接收一個或多個頻率子范圍時，所述第一分頻電路將接收到的所述一個或多個頻率子范圍輸出至所述第一天線。3.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路包含: 第一端口，耦接于所述第一天線； 多個第二端口，分別耦接于所述多個匹配電路；以及 多個信號路徑，耦接于所述第一端口和所述多個第二端口之間，并分別用于將多個頻率子范圍從所述第一端口傳遞至所述多個第二端口、或?qū)⑺龆鄠€頻率子范圍從所述多個第二端口傳遞至所述第一端口。4.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，當所述第二分頻電路從射頻模塊接收頻率范圍時，所述第二分頻電路將所述頻率范圍劃分為多個頻率子范圍，并將所述多個頻率子范圍中的至少兩個分別輸出至所述多個匹配電路；以及當所述第二分頻電路從所述多個匹配電路中的一個或多個中接收一個或多個頻率子范圍時，所述第二分頻電路將接收到的所述一個或多個頻率子范圍中的至少一個輸出至所述射頻模塊。5.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分頻電路包含: 第一端口，耦接于射頻模塊； 多個第二端口，分別耦接于所述多個匹配電路；以及 多個信號路徑，耦接于所述第一端口和所述多個第二端口之間，并分別用于將多個頻率子范圍從所述第一端口傳遞至所述多個第二端口、或從所述多個第二端口傳遞至所述第一端口。6.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于進一步包含: 第一射頻模塊，耦接于所述第二分頻電路。7.根據(jù)權利要求6所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分頻電路包含耦接于所述多個匹配電路中的第一匹配電路的第一頻率端，耦接于所述多個匹配電路中的第二匹配電路的第二頻率端，以及耦接于所述第一射頻模塊的組合頻率端。8.根據(jù)權利要求7所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分頻電路包含低通信號路徑和高通信號路徑，所述低通信號路徑耦接于所述第二分頻電路的所述第一頻率端和所述組合頻率端之間，以及所述高通信號路徑耦接于所述第二分頻電路的所述第二頻率端和所述組合頻率端之間。9.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路為分頻器，所述分頻器包含耦接于所述多個匹配電路中的第一匹配電路的第一頻率端，耦接于所述多個匹配電路中的第二匹配電路的第二頻率端，以及耦接于所述第一天線的組合頻率端。10.根據(jù)權利要求9所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述分頻器包含低通信號路徑和高通信號路徑，所述低通信號路徑耦接于所述分頻器的所述第一頻率端與所述組合頻率端之間，以及所述高通信號路徑耦接于所述分頻器的所述第二頻率端與所述組合頻率端之間。11.根據(jù)權利要求9所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述分頻器的所述組合頻率端耦接于所述第一天線上的單一饋入點。12.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路包含第一濾波器和第二濾波器，所述多個匹配電路中的第一匹配電路通過所述第一濾波器耦接于所述第一天線上的第一饋入點，以及所述多個匹配電路中的第二匹配電路通過所述第二濾波器耦接于所述第一天線上的第二饋入點。13.根據(jù)權利要求12所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一濾波器為低通濾波器，以及所述第二濾波器為高通濾波器。14.根據(jù)權利要求6所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述天線系統(tǒng)進一步支持第二天線，以及所述天線系統(tǒng)進一步包含: 第二射頻模塊，耦接于所述第二天線上的單一饋入點。15.根據(jù)權利要求14所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述多個匹配電路中的每一個包含各自的可調(diào)網(wǎng)絡，其中各個可調(diào)網(wǎng)絡分別具有各自的阻抗值。16.根據(jù)權利要求15所述的天線系統(tǒng)，其特征在于進一步包含: 耦合器，耦接于所述第二分頻電路和所述第一射頻模塊之間；以及 處理器，通過耦合器從所述第一天線接收通信信息，并根據(jù)所述通信信息產(chǎn)生控制信號； 其中，所述多個匹配電路的各自的阻抗值是根據(jù)所述控制信號進行調(diào)節(jié)的。17.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的至少一個為無源元件，或者所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的至少一個為有源元件。18.根據(jù)權利要求2或4所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路所輸出的所述多個頻率子范圍中的至少一個的各自的范圍是動態(tài)變化的。19.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的每個包含低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，分頻器，雙重復用器，三重復用器，四重復用器或其任意組合。20.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述多個匹配電路中的至少一個包含: 第一端，耦接于所述第一分頻電路； 第二端，耦接于所述第二分頻電路； 多個負載元件，耦接于所述第一端和所述第二端中的一個，并具有不同阻抗；以及切換元件，耦接于所述第一端和所述第二端中的另一個，并在所述多個負載元件之間進行切換。21.根據(jù)權利要求20所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述多個負載元件中的至少一個包含一個或多個電感，一個或多個可變電容，一個或多個固定電容或其任意組合。22.根據(jù)權利要求1所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述多個匹配電路中的至少一個包含: 調(diào)諧器，耦接于所述第一分頻電路和所述第二分頻電路，并產(chǎn)生不同阻抗值。23.一種諧波抑制元件，包含: 第一分頻電路； 第一匹配電路，耦接于所述第一分頻電路； 第二匹配電路，耦接于所述第一分頻電路；以及 第二分頻電路，耦接于所述第一匹配電路和所述第二匹配電路； 其中，所述第一匹配電路和所述第二匹配電路分別用于處理不同頻率的信號。24.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第二分頻電路包含耦接于所述第一匹配電路的第一頻率端，耦接于所述第二匹配電路的第二頻率端，以及組合頻率端。25.根據(jù)權利要求24所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第二分頻電路包含低通信號路徑和高通信號路徑，所述低通信號路徑耦接于所述第二分頻電路的所述第一頻率端和所述組合頻率端之間，以及所述高通信號路徑耦接于所述第二分頻電路的所述第二頻率端和所述組合頻率端之間。26.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一分頻電路為分頻器，所述分頻器包含耦接于所述第一匹配電路的第一頻率端，耦接于所述第二匹配電路的第二頻率端，以及組合頻率端。27.根據(jù)權利要求26所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述分頻器包含低通信號路徑和高通信號路徑，所述低通信號路徑耦接于所述分頻器的所述第一頻率端和所述組合頻率端之間，以及所述高通信號路徑耦接于所述分頻器的所述第二頻率端和所述組合頻率端之間。28.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一分頻電路包含第一濾波器和第二濾波器，所述第一匹配電路通過所述第一濾波器耦接于所述第一天線上的第一饋入點，以及所述第二匹配電路通過所述第二濾波器耦接于所述第一天線上的第二饋入點。29.根據(jù)權利要求28所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一濾波器為低通濾波器，以及所述第二濾波器為高通濾波器。30.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一匹配電路為具有第一阻抗值的第一可調(diào)網(wǎng)絡，所述第二匹配電路為具有第二阻抗值的第二可調(diào)網(wǎng)絡，以及所述第一阻抗值和所述第二阻抗值是根據(jù)控制信號進行調(diào)節(jié)的。31.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的至少一個為無源元件，或者所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的至少一個為有源元件。32.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一分頻電路和所述第二分頻電路中的每個包含低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，分頻器，雙重復用器，三重復用器，四重復用器或其組合。33.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一匹配電路和所述第二匹配電路中的至少一個包含: 第一端，耦接于所述第一分頻電路； 第二端，耦接于所述第二分頻電路； 多個負載元件，耦接于所述第一端和所述第二端中的一個，并具有不同阻抗；以及 切換元件，耦接于所述第一端和所述第二端中的另一個，并在所述多個負載元件之間進行切換。34.根據(jù)權利要求33所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述多個負載元件中的至少一個包含一個或多個電感，一個或多個可變電容，一個或多個固定電容或其任意組合。35.根據(jù)權利要求23所述的諧波抑制元件，其特征在于，所述第一匹配電路和所述第二匹配電路中的至少一個包含: 調(diào)諧器，耦接于所述第一分頻電路和所述第二分頻電路之間，并產(chǎn)生不同阻抗值。36.一種射頻裝置，支持至少一天線，包含: 第一分頻電路，耦接于所述天線； 多個匹配電路，耦接于所述第一分頻電路； 第二分頻電路，耦接于所述匹配電路；以及 射頻模塊，耦接于所述第二分頻電路； 其中，所述多個匹配電路用于分別處理不同頻率的信號。37.一種天線系統(tǒng)，支持至少一第一天線，所述天線系統(tǒng)包含: 頻率選擇元件，其中，當所述頻率選擇元件接收來自天線的第一頻率范圍時，所述頻率選擇元件將所述第一頻率范圍劃分為多個第一頻率子范圍，通過多個第一信號路徑中的至少一個分別傳遞至少一第一頻率子范圍，調(diào)諧所述至少一第一頻率子范圍，并將所述至少一第一頻率子范圍輸出至射頻模塊；以及當所述頻率選擇元件從所述射頻模塊接收第二頻率范圍時，所述頻率選擇元件將所述第二頻率范圍劃分為多個第二頻率子范圍，通過多個第二信號路徑中的至少一個分別傳遞至少一第二頻率子范圍，調(diào)諧所述至少一第二頻率子范圍，并將所述至少一第二頻率子范圍輸出至所述天線。
【文檔編號】H01Q23/00GK106099370SQ201610057445
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年1月28日 公開號201610057445.2, CN 106099370 A, CN 106099370A, CN 201610057445, CN-A-106099370, CN106099370 A, CN106099370A, CN201610057445, CN201610057445.2
【發(fā)明人】康庭維, 葉世晃
【申請人】聯(lián)發(fā)科技股份有限公司