СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ АДАПТИВНОЙ АПЕРТУРНОЙ НАСТРАИВАЕМОЙ АНТЕННЫ Российский патент 2019 года по МПК H01Q1/50 H01Q25/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет не-предварительной патентной заявки США № 11/861,744, поданной 22 сентября 2015 и озаглавленной ʺSystem and Method for Adaptive Aperture Tunable Antennaʺ, которая включена в настоящий документ посредством ссылки, как если бы она была воспроизведена во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее раскрытие относится, в общем, к антенным системам и, в конкретных вариантах осуществления, к системе и способу для адаптивных апертурных настраиваемых антенн.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Антенны являются важными компонентами оборудования, которое выполняет беспроводную связь. Они широко используются в таких системах, как радиовещание, вещательные телевизионные системы, устройства двусторонней радиосвязи, приемники связи, беспроводные компьютерные сети, сотовые телефоны и спутниковая связь, а также в других устройствах, таких как устройства открывания гаражных ворот, беспроводные микрофоны, устройства с поддержкой Bluetooth, портативные дуплексные радиостанции, мониторы слежения за младенцами и метки RFID на товарах. По мере развития технологий связи, проектирование антенны сталкивается с новыми проблемами, такими как требования поддержки многодиапазонных и многорежимных сервисов, поддержка дополнительных частотных диапазонов с использованием широкополосного мультиплексированного доступа с кодовым разделением (WCDMA) и 3GPP Долгосрочного развития (LTE), поддержка большего количества технологий радиодоступа и более тонкого ID.

[0004] При приближении или контактировании части человеческого тела, например, головы или руки пользователя с антенной портативного устройства связи, такого как смартфон или планшет, антенна испытывает снижение эффективности системы, что ухудшает производительность. Снижение производительности является особенно серьезным для антенн в металлическом корпусе или на монтажной панели (шасси). Потеря эффективности может быть скомпенсирована за счет использования методов настройки антенны. Обычные методы настройки антенны контролируют изменения в импедансе антенны с использованием фазы или коэффициента стоячей волны по напряжению (VSWR) и стремятся согласовать импеданс антенны с импедансом антенной фидерной линии. Эти методы основаны на использовании передатчика для измерения VSWR или фазы согласованной антенны для осуществления управления в замкнутом контуре, и настройка может быть не оптимальной, когда мощность передачи низкая.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Технические преимущества, в общем, достигаются вариантами осуществления настоящего раскрытия, которые описывают систему и способ для адаптивных апертурных настраиваемых антенн.

[0005] В соответствии с вариантом осуществления, обеспечено устройство, которое включает в себя антенну, перестраиваемый конденсатор, соединенный с антенной, устройство выявления емкости, соединенное с антенной, и контроллер, соединенный с устройством выявления емкости. Устройство выявления емкости выполнено с возможностью обнаруживать полную емкость нагрузки антенны. Контроллер выполнен с возможностью определять настроечную емкость, используемую для настройки перестраиваемого конденсатора, в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью и управлять настройкой перестраиваемого конденсатора в соответствии с настроечной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны оставалась в пределах диапазона контрольной емкости упомянутой контрольной емкости.

[0006] В соответствии с другим вариантом осуществления, обеспечен способ. Согласно способу обнаруживают полную емкость нагрузки антенны и изменяют полную емкость нагрузки антенны в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны оставалась в пределах диапазона контрольной емкости упомянутой контрольной емкости. Согласно способу могут дополнительно соединять перестраиваемый конденсатор с антенной и настраивать перестраиваемый конденсатор в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны оставалась в пределах диапазона контрольной емкости упомянутой контрольной емкости.

[0007] В соответствии с другим вариантом осуществления, устройство включает в себя элемент обнаружения, чтобы обнаруживать емкость нагрузки (например, полную емкость нагрузки) антенны; и элемент обновления, чтобы изменять емкость нагрузки антенны в соответствии с обнаруженной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны попадала в пределы диапазона контрольной емкости упомянутой контрольной емкости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Для более полного понимания настоящего раскрытия и его преимуществ, далее дается ссылка на последующие описания совместно с приложенными чертежами, на которых:

[0009] Фиг. 1А иллюстрирует схематичное представление антенной системы варианта осуществления;

[0010] Фиг. 1B иллюстрирует схематичное представление цепи, моделирующей антенную систему, изображенную на фиг. 1А;

[0011] Фиг. 1С иллюстрирует схематичное представление другой цепи, моделирующей антенную систему, изображенную на фиг. 1А;

[0012] Фиг. 1D иллюстрирует схематичное представление другой цепи, моделирующей антенную систему, изображенную на фиг. 1А;

[0013] Фиг. 1E иллюстрирует схематичное представление другой цепи, моделирующей антенную систему, изображенную на фиг. 1А;

[0014] Фиг. 2 иллюстрирует график обратных потерь (потерь на отражение) антенны, изменяющихся в зависимости от частот;

[0015] Фиг. 3 иллюстрирует график эффективности антенны, изменяющейся в зависимости от частот;

[0016] Фиг. 4 иллюстрирует другой график обратных потерь антенны, изменяющихся в зависимости от частот;

[0017] Фиг. 5 иллюстрирует другой график обратных потерь антенны, изменяющихся в зависимости от частот;

[0018] Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему антенной системы варианта осуществления;

[0019] Фиг. 7 иллюстрирует схематичное представление антенной системы варианта осуществления;

[0020] Фиг. 8 иллюстрирует таблицу поиска варианта осуществления для определения настроечной емкости;

[0021] Фиг. 9 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа варианта осуществления для определения настроечной емкости;

[0022] Фиг. 10 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа варианта осуществления адаптивной апертурной настройки антенны;

[0023] Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему системы обработки варианта осуществления и

[0024] Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему приемопередатчика, адаптированного для передачи и приема сигнализации по телекоммуникационной сети.

[0025] Соответствующие ссылочные позиции и символы на разных чертежах, как правило, относятся к соответствующим частям, если не указано иное. Чертежи приведены, чтобы ясно проиллюстрировать соответствующие аспекты вариантов осуществления и не обязательно представлены в масштабе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0026] Создание и использование вариантов осуществления настоящего раскрытия подробно обсуждаются ниже. Однако следует понимать, что раскрытые здесь концепции могут быть воплощены в широком спектре конкретных контекстов, и что конкретные варианты осуществления, обсуждаемые здесь, являются просто иллюстративными и не служат для ограничения объема формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что различные изменения, подстановки и изменения могут быть выполнены без отклонения от сущности и объема настоящего раскрытия, как определено прилагаемой формулой изобретения.

[0027] При приближении или контактировании части тела пользователя, например руки, с антенной, которая работает на предопределенной рабочей резонансной частоте по отношению к конкретной полосе частот и конкретной технологии доступа, полная емкость нагрузки антенны будет изменяться, поскольку часть тела пользователя создает емкостную нагрузку антенны, что приводит к тому, что резонансная частота антенны отклоняется от предопределенной рабочей резонансной частоты. В результате, эффективность (кпд) антенны на ее предопределенной рабочей резонансной частоте снижается.

[0028] Аспекты настоящего раскрытия обеспечивают антенную систему, включающую в себя антенну, перестраиваемый конденсатор, соединенный с антенной, устройство выявления емкости, соединенное с антенной, и контроллер, соединенный с устройством выявления емкости и перестраиваемым конденсатором. Антенная система контролирует полную емкость нагрузки антенны, и когда полная емкость нагрузки изменяется, антенная система может регулировать полную емкость нагрузки антенны путем настройки перестраиваемого конденсатора, так что полная емкость нагрузки антенны остается в пределах диапазона контрольной емкости, присущего полной емкости, где антенна может работать на своей предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее, обеспечивая, как правило, более высокую эффективность системы.

[0029] Фиг. 1А иллюстрирует схематичное представление антенной системы 100 варианта осуществления. Антенная система 100 включает в себя антенну 102, соединенную с заземлением 104 шасси (монтажной панели) через точку 106 питания (фидера) антенны. Антенная система 100 может быть включена в портативное устройство связи, такое как сотовый телефон. Антенная система 100 может быть смоделирована электронной схемой (цепью) 120 на фиг. 1B, которая включает в себя индуктор (катушку индуктивности) L и конденсатор C, соединенные последовательно. Конденсатор C представляет эквивалентное значение емкости антенны 102 в соответствии с характеристиками антенны. Когда портативное устройство связи находится в свободном пространстве, что означает отсутствие взаимодействия между частью тела пользователя и портативным устройством связи, и антенна устройства не нагружается электрически каким-либо другим объектом в непосредственной близости, как в случае, когда сотовый телефон лежит на пенопласте на деревянном столе при отсутствии тела пользователя вблизи, полная емкость нагрузки антенны 102 примерно такая же, как и емкость конденсатора С. Как правило, антенна 102 сконструирована, чтобы работать на предопределенной рабочей резонансной частоте, основанной на ее емкости и индуктивности, что обычно максимизирует ее системную эффективность. Полная емкость нагрузки здесь относится к емкости между антенной 102 и заземлением 104 шасси. Взаимодействие части тела пользователя с портативным устройством связи здесь относится к различным случаям использования портативного устройства радиосвязи, например, когда устройство удерживается левой рукой, правой рукой или в кармане, устройство удерживается левой рукой около головы, устройство удерживается левой рукой, при этом правая рука проводит по экрану устройства.

[0030] При приближении или контактировании части тела пользователя с портативным устройством связи и, следовательно, с антенной 102, емкость между антенной 102 и заземлением 104 шасси будет увеличиваться, поскольку часть тела пользователя формирует емкостную нагрузку для антенны 102. В этом случае антенна 102 может быть смоделирована цепью 130 на фиг. 1С. Цепь 130 включает в себя конденсатор C_H нагрузки от пользователя и конденсатор C антенны 102, соединенные параллельно, которые дополнительно соединены с индуктором L последовательно. В результате, полная емкость нагрузки антенны 102 увеличилась до (C_H+C). Увеличенная полная емкость нагрузки антенны 102 может вызывать то, что резонансная частота антенны 102 будет отклоняться от ее предопределенной рабочей резонансной частоты и, таким образом, вызывать потери рассогласования импеданса антенны. Антенна здесь смоделирована как резонатор, состоящий из индуктора и конденсатора (L-C). C и L представляют эквивалентные значения емкости и индуктивности в соответствии с характеристиками антенны и равны смоделированным C и L в соответствии с механической конструкцией антенны. Емкость конденсатора C_H нагрузки от пользователя представляется как эквивалентная нагрузочная емкость для антенны 102 и может быть не равна измеренной емкости нагрузки от пользователя или емкости нагрузки от пользователя, смоделированной с помощью симулятора (устройства моделирования) электромагнитного (EM) поля. Ввиду различных способов размещения емкостного датчика для измерения емкости антенны, может потребоваться преобразование между эквивалентной нагрузочной емкостью для антенны и фактической измеренной нагрузочной емкостью. Во всем настоящем раскрытии, полная емкость нагрузки антенны упоминается как полная эффективная емкость антенны в соответствии с LC-моделью антенны, а термин ʺполная емкость нагрузкиʺ и термин ʺполная эффективная емкостьʺ используются взаимозаменяемым образом.

[0031] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, перестраиваемый конденсатор может быть соединен с антенной 102 для регулировки полной емкости нагрузки антенны 102, и в этом случае антенная система 100 может быть смоделирована как цепь 140, как показано на фиг. 1D. Цепь 140 включает в себя перестраиваемый конденсатор C1, соединенный параллельно конденсатору С антенны 102, который дополнительно соединен последовательно с индуктором L. Перестраиваемый конденсатор C1 может быть настроен так, чтобы антенна 102, когда она находится в свободном пространстве, имела полную емкость (C+C1) нагрузки, которая позволяет антенне работать на своей предопределенной рабочей резонансной частоте. В одном варианте осуществления, перестраиваемый конденсатор С1 может быть предварительно настроен таким образом, что, теоретически, (С+С1) равна контрольной емкости C_ref. Опорная емкость C_ref представляет собой предопределенное значение емкости, и антенна может работать на предопределенной рабочей резонансной частоте, когда полная емкость нагрузки антенны равна C_ref. Опорная емкость C_ref может варьироваться для разных типов антенн, а также частотных диапазонов и рабочих режимов, которые может поддерживать антенна, и может быть предварительно определена при изготовлении антенны. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, перестраиваемый конденсатор С1 может быть предварительно настроен таким образом, что (С+С1) находится в пределах диапазона (C_ref-Δc, C_ref+Δc) контрольной емкости упомянутой контрольной емкости C_ref, где Δc является максимальной допустимой разностью емкостей между полной емкостью нагрузки антенны 102 и контрольной емкостью C_ref. Когда полная емкость нагрузки антенны 102 находится в пределах диапазона контрольной емкости, антенна может работать на своей предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее.

[0032] Когда часть тела пользователя приближается или контактирует с антенной 102, антенна 102 может быть представлена цепью 150, показанной на фиг. 1E. Цепь 150 включает в себя три конденсатора, а именно, перестраиваемый конденсатор C1, конденсатор C и конденсатор C_H нагрузки от пользователя, соединенные параллельно. Это три конденсатора к тому же соединены последовательно с индуктором L. Чтобы компенсировать влияние емкости нагрузки от пользователя, емкость перестраиваемого конденсатора может быть перестроена от C1 на другое значение C1', так что, в идеале, (C+C1)=(C+C1'+C_H)=C_ref. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, емкость перестраиваемого конденсатора может быть перестроена от C1 на другое значение C1', так что (C+C1'+C_H) находится в пределах диапазона (C_ref-Δc, C_ref+Δc) контрольной емкости упомянутой контрольной емкости C_ref, где Δc является максимально допустимой разностью емкостей между полной емкостью нагрузки антенны 102 и контрольной емкостью C_ref. Δc может быть выбрана так, чтобы когда полная емкость нагрузки антенны 102 находится в пределах диапазона контрольной емкости, антенна могла работать на резонансной частоте, то есть, на предопределенной рабочей резонансной частоте антенны или вблизи нее. Δc может быть предварительно определенной или определяться ʺна летуʺ (оперативно в процессе работы) в соответствии с эффективностью, требуемой для антенны 102, и другими связанными факторами, такими как методы настройки перестраиваемого конденсатора и состояние энергопотребления антенны. Таким образом, полная емкость нагрузки антенны 102 остается в пределах диапазона контрольной емкости, и антенна 102 может работать на резонансной частоте, которая находится на ее предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее, достигая высокой эффективности, даже в присутствии взаимодействий между антенной 102 и частью тела пользователя. Перестраиваемый конденсатор C1 может иметь диапазон настройки, который может вмещать минимальную и максимальную емкость нагрузки от пользователя, которая может нагружать антенну 102, и диапазон настройки перестраиваемого конденсатора C1 может иметь минимальную настраиваемую емкость и максимальную настраиваемую емкость. В одном варианте осуществления, минимальная настраиваемая емкость должна быть меньше, чем емкость, требуемая для того, чтобы антенна резонировала на своей предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее с максимальной нагрузкой от тела пользователя для антенны, тогда как максимальная настраиваемая емкость должна быть больше, чем емкость, которая позволяет антенне резонировать на своей предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее в отсутствии нагрузки от тела пользователя.

[0033] Фиг. 2 иллюстрирует график обратных потерь антенны портативного устройства связи, изменяющихся в зависимости от частот, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Горизонтальная ось на фиг. 2 представляет частоту, а вертикальная ось представляет обратные потери антенны. Кривая 202 показывает обратные потери антенны, когда антенна находится в свободном пространстве, а кривая 204 показывает обратные потери антенны, когда портативное устройство связи удерживается рукой. Как показано, на рабочей резонансной частоте fr антенны, антенна имеет обратные потери около -22 дБ. Когда устройство удерживается рукой, резонансная частота антенны отклоняется от резонансной частоты fr, т.е. уменьшается примерно на 12 МГц. Как показано кривой 204, уменьшение резонансной частоты, как следствие, снижает ее выход по мощности на предопределенной рабочей резонансной частоте, где обратные потери увеличиваются примерно до -15 дБ.

[0034] Фиг. 3 иллюстрирует график эффективности (кпд) антенны портативного устройства связи, изменяющейся по отношению к частотам, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Горизонтальная ось на фиг. 3 представляет частоту, а вертикальная ось представляет эффективность системы антенны. Кривая 302 показывает эффективность антенны, когда антенна находится в свободном пространстве, а кривая 304 показывает эффективность антенны, когда портативное устройство связи удерживается рукой. Как показано, при резонансной частоте антенны fr, антенна имеет эффективность около -2 дБ. Однако когда устройство удерживается рукой, резонансная частота антенны уменьшается примерно на 12 МГц, и пиковая эффективность антенны также снижается примерно до -7 дБ.

[0035] Фиг. 4 иллюстрирует график обратных потерь антенны портативного устройства связи, изменяющихся по отношению к частотам в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Горизонтальная ось на фиг. 4 представляет частоту, а вертикальная ось представляет обратные потери антенны. Фиг. 4 иллюстрирует множество кривых, и каждая представляет соотношение между обратными потерями и частотой для конкретной полной емкости нагрузки антенны. Полная емкость нагрузки антенны изменяется путем настройки перестраиваемого конденсатора, соединенного с антенной. Как показано, резонансная частота антенны изменяется с изменением полной емкости нагрузки. Таким образом, при адаптивном изменении полной емкости нагрузки антенны с помощью перестраиваемого конденсатора, резонансная частота антенны может настраиваться, и, следовательно, апертура антенны адаптивно настраивается, что приводит к повышению эффективности системы антенны при взаимодействии части тела пользователя с антенной.

[0036] Фиг. 5 иллюстрирует график обратных потерь антенны портативного устройства связи, изменяющихся по отношению к частотам в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Горизонтальная ось на фиг. 5 представляет частоту, а вертикальная ось представляет обратные потери антенны. Кривая 502 показывает обратные потери антенны, когда антенна находится в свободном пространстве, а кривая 504 показывает обратные потери антенны, когда портативное устройство связи удерживается рукой. Как показано, когда устройство удерживается рукой, резонансная частота его антенны сдвигается в сторону уменьшения, и, следовательно, возрастают потери рассогласования антенны на ее предопределенной рабочей резонансной частоте. Путем настройки перестраиваемого конденсатора, соединенного с антенной, таким образом, чтобы полная емкость нагрузки антенны находилась в пределах диапазона контрольной емкости, антенна может быть настроена для работы на резонансной частоте вблизи ее исходной резонансной частоты свободного пространства, как показано кривой 506.

[0037] Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему антенной системы 600 варианта осуществления портативного устройства радиосвязи. Антенная система 600 включает в себя антенну 602, соединенную с радиочастотным (RF) внешним (выходным) каскадом 604. Антенна 602 может представлять собой любую антенну, полная емкость нагрузки которой может настраиваться. Примеры антенны 602 включают в себя антенну левостороннего (LH) режима, то есть антенну из метаматериала, антенну правостороннего (RH) режима, такую как перевернуая F-образная антенна (IFA), монополь, T-антенна или планарная перевернутая F-образная антенна (PIFA), апертурная настраиваемая антенна и пассивная антенна. Антенна 602 также может поддерживать другие механизмы настройки антенны, такие как настройка импеданса в разомкнутом контуре или настройка импеданса антенны в замкнутом контуре.

[0038] RF внешний каскад 604 включает в себя компоненты, которые используются для обработки сигналов, принимаемых антенной 602 и передаваемых в приемопередатчик 606. RF внешний каскад 604 также принимает сигналы от приемопередатчика 606 и преобразует принятые сигналы в RF сигналы, которые будут передаваться антенной 602. RF внешний каскад 604 соединен с приемопередатчиком 606. Приемопередатчик 606 функционирует как передатчик и приемник для передачи и приема электронных сигналов. Приемопередатчик 606 может работать в полудуплексном и полнодуплексном режимах. Подробные операции и структуры RF внешнего каскада 604 и приемопередатчика 606 хорошо известны в данной области техники и поэтому здесь не обсуждаются.

[0039] На фиг. 6 также показан перестраиваемый конденсатор 608, соединенный с антенной 602. Перестраиваемый конденсатор 608 используется для изменения полной емкости нагрузки антенны 602. Перестраиваемый конденсатор 608 может быть любым конденсатором, емкость которого может настраиваться в пределах диапазона настройки, таким как перестраиваемый RF конденсатор, цифровой перестраиваемый конденсатор или переменный конденсатор микро-электромеханической (MEM) системы. В одном варианте осуществления, перестраиваемый конденсатор 608 может иметь диапазон настройки, который может вмещать максимальную емкость нагрузки от пользователя, которой может нагружаться антенна 602. Перестраиваемый конденсатор 608 может также включать в себя множество перестраиваемых конденсаторов, соединенных друг с другом для осуществления желательного диапазона настройки емкости.

[0040] Перестраиваемый конденсатор 608 может быть соединен с антенной 602 параллельно или последовательно в соответствии с типом антенны 602. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, шунтирующий (параллельный) перестраиваемый конденсатор 608 может быть соединен с антенной 602, когда антенна 602 является антенной RH режима. В качестве альтернативы, если антенна 602 является антенной LH режима, которая может быть смоделирована цепью, включающей в себя последовательный конденсатор и шунтирующий индуктор, последовательный перестраиваемый конденсатор 608 может быть соединен с антенной 602. Как обсуждалось выше, перестраиваемый конденсатор 608 используется для настройки полной емкости нагрузки антенны 602 так, чтобы полная емкость нагрузки могла оставаться в пределах диапазона контрольной емкости, и, следовательно, антенна 602 настраивается для работы на резонансной частоте, равной или близкой к ее рабочей резонансной частоте. В одном варианте осуществления, перестраиваемый конденсатор 608 может быть подсоединен между фидером антенны 602 и точкой высокого импеданса антенны 602, так что может быть достигнут баланс между возможностью настройки и линейностью и/или допустимой мощностью. Если антенна 602 включает в себя несколько антенных ветвей, и каждая из них работает на разной предварительно определенной резонансной частоте, то перестраиваемый конденсатор 608 может быть подсоединен между фидером антенны 602 и конкретной антенной ветвью, резонансная частота которой должна настраиваться. В одном варианте осуществления, перестраиваемый конденсатор 608 может быть внешним конденсатором, соединенным с антенной 602. Альтернативно, перестраиваемый конденсатор 608 может быть интегрирован с антенной 602 с настроечным механизмом для настройки ее емкости.

[0041] Антенная система 600 дополнительно включает в себя устройство 610 выявления (измерения) емкости, соединенное с антенной 602 и контроллером 612. Устройство 610 выявления емкости выполнено с возможностью обнаруживать или измерять полную емкость нагрузки антенны 602. Устройство 610 выявления емкости может представлять собой емкостной датчик, такой как датчик емкости или емкостной бесконтактный датчик. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, устройство 610 выявления емкости может включать в себя одну или несколько сенсорных схем, например, один или несколько датчиков или сенсорных головок (например, электродов или зондов) для выявления целевой емкости и схему измерения емкости и обработки для определения целевой емкости. В одном варианте осуществления, устройство 610 выявления емкости может иметь несимметричную емкостную сенсорную головку. Альтернативно, устройство 610 выявления емкости может иметь пару дифференциальных емкостных сенсорных головок. Устройства 610 выявления емкости или сенсорная схема устройства 610 выявления емкости, например, емкостная сенсорная головка, могут быть размещены там, где они могут обнаруживать емкостную нагрузку от части тела пользователя по отношению к антенне 602. Если антенна 602 имеет несколько ветвей паразитного излучения, отдельные устройства 610 выявления емкости или отдельные сенсорные головки могут размещаться или соединяться с каждой из ветвей паразитного излучения для обнаружения емкости соответствующих ветвей паразитного излучения.

[0042] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, две сенсорные головки устройства 610 выявления емкости одинаковой формы и несколько отличающегося размера могут использоваться для обнаружения емкости антенны 602 с использованием дифференциальной конфигурации определения емкости, где обнаруживается емкость между двумя сенсорными головками. В одном варианте осуществления, сенсорные головки с одинаковой формой антенны 602 могут быть расположены с перекрытием по отношению к антенне 602 и подсоединены по дифференциальной схеме к устройству 610 выявления емкости.

[0043] В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления, антенна 602 также может быть выполнена с возможностью функционировать в качестве одной из двух емкостных сенсорных головок для определения ее полной емкости нагрузки с использованием дифференциальной конфигурации обнаружения емкости. В этом случае дополнительный конденсатор может быть использован для создания блокировки по постоянному току (DC) между антенной 602 и заземлением и между антенной 602 и фидером антенны. Например, антенна 602 может быть подсоединена с конденсатором DC блокировки, который дополнительно соединен с заземлением. Антенна 602 может быть подсоединена с антенным фидером антенны 602 с последовательным конденсатором, функционирующим как конденсатор DC блокировки или согласующий конденсатор, и используется в качестве одной из сенсорных головок устройства 610 выявления емкости. Другая сенсорная головка такой же формы, что и антенна 602, может быть размещена так, чтобы перекрываться с антенной 602, тем самым устраняя влияние подсоединения устройства выявления емкости на характеристики антенны 602.

[0044] В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления, антенна 602 может соединяться с конденсатором DC блокировки, который соединен с заземлением и антенным фидером антенны 602, и функционировать как сенсорная головка устройства 610 выявления емкости с использованием несимметричной конфигурации обнаружения емкости, где обнаруживается емкость между сенсорной головкой, т.е. антенной 602, и виртуальным заземлением. В этом случае, может использоваться индуктор для подавления утечки RF сигналов в устройство 610 выявления емкости.

[0045] Для дифференциальной конфигурации выявления емкости, две сенсорных головки устройства 610 выявления емкости функционируют как два электрода конденсатора. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, конденсатор может быть помещен в мостовую схему, и его емкость считывается с использованием соотношения напряжение-ток. Для определения полной емкости нагрузки антенны, настраиваемой с помощью шунтирующей перестраиваемой емкости, относительно земли, могут использоваться как несимметричная, так дифференциальная конфигурации обнаружения емкости. Для настройки антенны левостороннего режима, где перестраиваемый конденсатор помещен последовательно между фидерной линией и излучающей площадкой антенны левостороннего режима, может измеряться емкостная нагрузка между фидерной линией и излучающей площадкой. В этом случае можно использовать дифференциальную конфигурацию измерения емкости. Детальная операция и структура устройства 610 выявления емкости хорошо известны в данной области техники и поэтому здесь не обсуждаются. Специалисту в данной области техники будут понятны многие варианты, альтернативы и модификации для осуществления устройства 610 выявления емкости для обнаружения емкости антенны.

[0046] Контроллер 612 выполнен с возможностью получать информацию о полной емкости нагрузки антенны 602 и управлять настройкой перестраиваемого конденсатора 608 в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью C_ref, так что полная емкость нагрузки антенны 602 находится в пределах диапазона контрольной емкости, (C_ref-Δc, C_ref+Δc), упомянутой контрольной емкости C_ref. Как описано выше, опорная емкость C_ref представляет собой предопределенное значение емкости для антенны, и антенна работает на своей предопределенной рабочей резонансной частоте, когда полная емкость нагрузки антенны равна контрольной емкости в свободном пространстве. Опорная емкость зависит от конструкции антенны и того, как антенна моделируется. Опорная емкость может быть разной для разных типов антенн и может также изменяться в отношении частотных диапазонов и рабочих режимов, которые могут поддерживаться антенной. Опорная емкость может быть предварительно сохранена в памяти и извлечена, когда это необходимо. Например, опорная емкость может быть выбрана из таблицы диапазонов, хранящейся в памяти. Кроме того, как обсуждалось выше, максимальная допустимая разность емкостей, Δc, может быть выбрана так, что, когда полная емкость нагрузки антенны 602 находится в пределах диапазона контрольной емкости, антенна может работать на резонансной частоте, которая находится на рабочей резонансной частоте антенны или вблизи нее. В качестве альтернативы, диапазон контрольной емкости упомянутой контрольной емкости может быть представлен как (C_ref1, C_ref2), где С_ref1 и С_ref2 являются минимальной и максимальной емкостями диапазона контрольной емкости и С_ref1<С_ref<С_ref2. Аналогично, С_ref1 и С_ref2 также могут быть предварительно определены и сохранены в памяти, и С_ref1 и С_ref2 могут быть выбраны так, что, когда полная емкость нагрузки антенны находится в пределах диапазона контрольной емкости, антенна может работать на резонансной частоте, которая находится на предопределенной рабочей резонансной частоте антенны или вблизи нее. Разность между контрольной емкостью C_ref и обнаруженным значением полной емкости нагрузки указывает, насколько перестраиваемый конденсатор должен быть перестроен. Контроллер 612 может быть дополнительно выполнен с возможностью определять настроечную емкость в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью C_ref. Настроечная емкость представляет собой значение емкости, на которое будет перестроен перестраиваемый конденсатор 608. В одном варианте осуществления, контроллер 612 может вычислять настроечную емкость в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью. В качестве альтернативы, настроечные емкости, соответствующие различным обнаруженным значениям полной емкости нагрузки, могут быть предварительно вычислены и сохранены в памяти, и контроллер 612 может найти соответствующую настроечную емкость для обнаруженной полной емкости нагрузки путем поиска в памяти.

[0047] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, контроллер 612 может быть процессором, таким как микропроцессор или микроконтроллер, выполненный с возможностью управления настройкой перестраиваемого конденсатора 608 с использованием схемы настройки емкости. В качестве альтернативы, контроллер 612 может включать в себя процессор и схему настройки емкости, посредством которой настраивается емкость перестраиваемого конденсатора 608. Например, схема настройки емкости может быть высоковольтным цифроаналоговым преобразователем (HVDAC), который генерирует напряжения настройки конденсатора, и, путем управления напряжениями настройки конденсатора, перестраиваемый конденсатор 608 настраивается на желательную емкость. Другим примером схемы настройки емкости может быть коммутатор или коммутационная матрица, выполненная с возможностью включения и выключения фиксированных конденсаторов либо в дискретной форме, либо в интегральной форме. Специалисту в данной области техники должны быть понятны многие варианты, альтернативы и модификации для реализации схемы настройки емкости.

[0048] Фиг. 7 иллюстрирует блок-схему антенной системы 700 варианта осуществления. Антенная система 700 включает в себя антенну 702, соединенную с ее антенным фидером 704. Перестраиваемый конденсатор 706 имеет первый вывод, подсоединенный между антенной 702 и антенным фидером 704. Второй вывод перестраиваемого конденсатора 706 последовательно соединен с индуктором 708, который также соединен с заземлением. В качестве альтернативы, индуктор 708 может шунтироваться или меняться по месту расположения с перестраиваемым конденсатором 706. Центральный процессорный блок 710 (CPU) соединен с HVDAC 712, посредством которого CPU 710 управляет настройкой емкости перестраиваемого конденсатора 706. Емкостной бесконтактный датчик 714 соединен с CPU 710 для обнаружения и предоставления обнаруженной полной емкости нагрузки антенны 702. Емкостной бесконтактный датчик 714 включает в себя две сенсорные головки 714А и 714В датчиков для выявления полной емкости нагрузки антенны 702. Две сенсорные головки 714А и 714В могут быть расположены в точке, где они могут воспринимать изменение полной емкости нагрузки антенны 702 при приближении или контактировании части тела пользователя с антенной 702. Две сенсорные головки 714А и 714В в этом варианте осуществления имеют одинаковую форму и размещены с перекрытием антенны 702, чтобы уменьшить воздействие бесконтактного датчика 714 на антенну 702 до минимума.

[0049] Фиг. 8 иллюстрирует таблицу 800 поиска варианта осуществления для определения настроечной емкости для перестраиваемого конденсатора антенной системы 600. Таблица 800 поиска включает в себя некоторое количество значений полной емкости C_nx нагрузки антенны 602 и некоторое количество значений настроечных емкостей С_new, и каждое C_nx соответствует C_new. Первый столбец таблицы 800 поиска представляет собой номер состояния от 1 до N, каждый из которых указывает пару значений емкости, т.е. C_nx и соответствующее C_new. В таблице 800 поиска имеется N пар таких значений емкости. Второй столбец таблицы 800 включает в себя N дискретных значений полной емкости нагрузки, которые могут включать в себя возможные значения от наименьшей до наибольшей полной емкости нагрузки антенны, которая может быть обнаружена, когда антенна находится в свободном пространстве и взаимодействует с частью тела пользователя. Третий столбец таблицы 800 включает в себя N значений настроечной емкости, соответствующих N значениям полной емкости нагрузки. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, N значений полной емкости нагрузки могут быть предварительно определены путем измерения полной емкости нагрузки антенны 602, когда антенна 602 нагружается посредством различных взаимодействий между частью тела пользователя и портативным устройством радиосвязи, следовательно, антенной 602. N значений настроечной емкости затем могут быть вычислены в соответствии с обнаруженными значениями емкости и опорным значением емкости. Затем может быть сгенерирована таблица поиска, содержащая измеренные значения полной емкости нагрузки и соответствующую настроечную емкость. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, измеренные исходные данные полной емкости нагрузки антенны, вместо преобразованной емкости C_nx, используются в таблице поиска. В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления, конфигурации или состояния перестраиваемого конденсатора, вместо значений настроечной емкости C_new, также могут использоваться в таблице поиска. Таблица 800 поиска может быть предварительно определена и сохранена в энергонезависимой памяти портативного устройства радиосвязи во время изготовления. Отдельные таблицы 800 поиска могут генерироваться для разных антенн.

[0050] Взаимодействия между частью тела пользователя и антенной могут оказывать различное влияние на полную емкость нагрузки антенны, когда антенна работает на разных резонансных частотах, в разных частотных диапазонах или режимах. Например, смартфон может поддерживать множество режимов, таких как дуплексный режим с частотным разделением (FDD) LTE, дуплексный режим с временным разделением (TDD) LTE, FDD с переводом в сеть с поддержкой коммутации каналов (CSFB) Универсальной мобильной телекоммуникационной системы (UMTS) и UMTS CSFB TDD, и в отношении каждого режима смартфон может работать в нескольких частотных диапазонах. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, для антенны, поддерживающей множество режимов и множество диапазонов, может генерироваться множество таблиц поиска, и каждая из таблиц поиска соответствует режиму и частотному диапазону, которые поддерживает антенна. Множество таблиц поиска может быть проиндексировано режимом и частотным диапазоном антенны. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, если антенна использует переключатели для переключения своей рабочей резонансной частоты, то для каждой рабочей резонансной частоты, которую может использовать антенна, может быть сгенерирована отдельная таблица поиска, поскольку опорная емкость и полная емкость нагрузки изменяются с изменением рабочих резонансных частот антенны. Если состояния переключения используются для указания переключения резонансной частоты, состояния переключения также могут использоваться для индексации таблиц поиска. Более того, определенные случаи использования портативного устройства связи могут быть обнаружены с использованием различных датчиков, и такие случаи использования также могут использоваться для индексации таблиц поиска для ускорения поиска в таблицах поиска. Специалисту в данной области техники должны быть понятны многие варианты, альтернативы и модификации для организации и индексации таблиц поиска.

[0051] При создании таких таблиц поиска, когда контроллер 612 получает полную емкость нагрузки, обнаруженную устройством 610 выявления емкости, контроллер 612 может выполнять поиск в таблице поиска в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и другой информацией, которая может влиять на полную емкость нагрузки антенны, такой как частотный диапазон, рабочий режим и состояние переключения, при котором работает антенна, и случай использования портативного устройства связи, выбирать настроечную емкость, соответствующую обнаруженной полной емкости нагрузки, в соответствующей таблице поиска и настраивать перестраиваемый конденсатор 608 на настроечную емкость.

[0052] Фиг. 9 иллюстрирует другой вариант осуществления способа 900 для определения настроечной емкости для перестраиваемого конденсатора 608 на фиг. 6. Способ 900 начинается с получения контрольного значения емкости C_ref на этапе 902, и переходит к обнаружению или измерению полной емкости нагрузки антенны 602 на этапе 904. Способ 900 затем определяет настроечную емкость для настройки перестраиваемого конденсатора 608 в соответствии с обнаруженным значением полной емкости нагрузки и значением контрольной емкости C_ref. В одном варианте осуществления, значение настроечной емкости может быть вычислено контроллером 612. Например, отсчет емкости из датчика устройства 610 выявления емкости может быть сначала скорректирован посредством: C_x=(C_xm-C_b)*k₀, где C_xm - отсчет емкости, C_b - базовая емкость устройства 610 выявления емкости, k₀ - масштабирующий коэффициент и C_x - скорректированный результат отсчета емкости. Скорректированный результат используется для вычисления разности емкостей, C_d', по отношению к значению контрольной емкости C_ref посредством: C_d'=C_x-С_ref. Разность емкостей, C_d', затем фильтруется фильтром нижних частот и используется для вычисления значения настроечной емкости C_new следующим образом: C_d=LPF(C_d') и C_new=C_old+k*C_d, где LPF представляет фильтрацию нижних частот, C_old является текущим значением емкости перестраиваемого конденсатора 608, C_new является вычисленной настроечной емкостью, и k является коэффициентом настройки, который используется для управления скоростью настройки так, чтобы изменение фазы антенны 602 в результате настройки не могло нарушать декодирование сигналов. В одном варианте осуществления, чтобы избежать резких изменений фазы настраиваемой антенны 602, максимальное изменение емкости (C_limit>0) может быть определено для каждого этапа настройки, так что:

C_new=C_old+C_d, если abs(C_d)<C_limit

C_new=C_old+C_limit, если C_d>C_limit

C_new=C_old-C_limit, если C_d<-C_limit

[0053] Специалисту в данной области техники должны быть понятны многие варианты, альтернативы и модификации для вычисления настроечной емкости, используемой для настройки перестраиваемого конденсатора 608.

[0054] Способ 900 определяет, находится ли вычисленная настроечная емкость C_new в пределах диапазона настройки емкости перестраиваемого конденсатора 608. Если вычисленная емкость C_new больше, чем максимальное значение настраиваемой емкости, C_max, диапазона настройки на этапе 908, то C_max на этапе 910 устанавливается как настроечная емкость, поскольку C_max представляет собой максимальное значение емкости, на которое может быть настроен перестраиваемый конденсатор 608, и способ переходит к этапу 916, где настроечная емкость используется для настройки перестраиваемого конденсатора 608. Если вычисленная емкость C_new меньше, чем максимальное значение настраиваемой емкости, C_max, на этапе 908, то способ 900 переходит к этапу 912. На этапе 912, способ 900 сравнивает вычисленную настроечную емкость C_new с минимальным значением настраиваемой емкости, C_min, диапазона настройки емкости. Если С_new меньше, чем C_min, то C_min устанавливается как настроечная емкость на этапе 914, и способ переходит к этапу 916. Если С_new не меньше, чем C_min, на этапе 912, то вычисленная настроечная емкость используется как настроечная емкость для настройки перестраиваемого конденсатора 608 на этапе 916. Способ 900 также может использоваться для апертурной настройки по отношению к каждому состоянию переключения антенны, если антенна поддерживает переключение частоты.

[0055] Фиг. 10 показан способ 1000 варианта осуществления адаптивной апертурной настройки антенны. Способ 1000 начинается с обнаружения полной емкости нагрузки антенны на этапе 1002. В одном варианте осуществления, устройство выявления емкости может быть соединено с антенной для обнаружения полной емкости нагрузки. Способ 1000 продолжается на этапе 1004, чтобы изменить полную емкость нагрузки антенны в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны находилась в пределах диапазона контрольной емкости упомянутой контрольной емкости. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, полная емкость нагрузки антенны может быть изменена путем настройки перестраиваемого конденсатора, соединенного с антенной. Как обсуждалось выше, перестраиваемый конденсатор может быть шунтирующим (параллельным) или последовательным перестраиваемым конденсатором. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ 1000 может определять настроечную емкость для настройки перестраиваемого конденсатора. Например, способ 1000 может выбирать настроечную емкость путем поиска в множестве предварительно сгенерированных таблиц поиска, каждая из которых включает в себя некоторое количество значений настроечной емкости и некоторое количество значений полной емкости нагрузки антенны. Каждая из настроечных емкостей соответствует значению полной емкости нагрузки. В качестве альтернативы, способ 1000 может вычислять настроечную емкость для настройки перестраиваемого конденсатора в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью. Способ 1000 также может определять, находится ли вычисленная настроечная емкость в пределах диапазона настройки перестраиваемого конденсатора, и устанавливать настроечную емкость на максимальную настраиваемую емкость перестраиваемого конденсатора, если вычисленная настроечная емкость больше, чем максимальная настраиваемая емкость. Способ 1000 может также устанавливать настроечную емкость на минимальную настраиваемую емкость перестраиваемого конденсатора, если вычисленная настроечная емкость меньше, чем минимальная настраиваемая емкость.

[0056] Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему системы 1100 обработки варианта осуществления для выполнения описанных здесь способов, которая может быть установлена в хост-устройстве. Как показано, система 1100 обработки включает в себя процессор 1104, память 1106 и интерфейсы 1110-1114, которые могут быть (или могут не быть) расположены, как показано на фиг. 11. Процессор 1104 может представлять собой любой компонент или набор компонентов, адаптированных для выполнения вычислений и/или других задач, связанных с обработкой, и память 1106 может представлять собой любой компонент или набор компонентов, адаптированных для хранения программ и/или инструкций для исполнения процессором 1104. В варианте осуществления, память 1106 включает в себя не-временный (не-транзиторный) считываемый компьютером носитель. Интерфейсы 1110, 1112, 1114 могут представлять собой любой компонент или набор компонентов, которые позволяют системе 1100 обработки взаимодействовать с другими устройствами/компонентами и/или пользователем. Например, один или несколько интерфейсов 1110, 1112, 1114 могут быть адаптированы для передачи данных, контроля или управления сообщениями из процессора 1104 в приложения, установленные на хост-устройстве и/или удаленном устройстве. В качестве другого примера, один или несколько интерфейсов 1110, 1112, 1114 могут быть адаптированы, чтобы позволить пользователю или пользовательскому устройству (например, персональному компьютеру (РС) и т.д.) взаимодействовать/осуществлять связь с системой 1100 обработки. Система 1100 обработки может включать в себя дополнительные компоненты, не изображенные на фиг. 11, например, долговременное хранилище (например, энергонезависимую память и т.д.).

[0057] В некоторых вариантах осуществления, система 1100 обработки находится в устройстве пользовательской стороны осуществляющем доступ к беспроводной телекоммуникационной сети, таком как мобильная станция, пользовательское оборудование (UE), планшет, носимое устройство связи (например, смарт-часы и т.д.), или любом другом устройстве, адаптированном для получения доступа к беспроводной телекоммуникационной сети.

[0058] В некоторых вариантах осуществления, один или несколько интерфейсов 1110, 1112, 1114 подсоединяют систему 1100 обработки с приемопередатчиком, адаптированным для передачи и приема сигналов по телекоммуникационной сети. Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему приемопередатчика 1200, адаптированного для передачи и приема сигналов по телекоммуникационной сети. Приемопередатчик 1200 может быть установлен в хост-устройстве. Как показано, приемопередатчик 1200 содержит интерфейс 1202 сетевой стороны, соединитель 1204, передатчик 1206, приемник 1208, сигнальный процессор 1210 и интерфейсе 1212 стороны устройства. Интерфейс 1202 сетевой стороны может включать в себя любой компонент или набор компонентов, адаптированных для передачи или приема сигнализации по беспроводной телекоммуникационной сети. Соединитель 1204 может включать в себя любой компонент или набор компонентов, адаптированных для обеспечения двунаправленной связи через интерфейс 1202 сетевой стороны. Передатчик 1206 может включать в себя любой компонент или набор компонентов (например, повышающий преобразователь, усилитель мощности и т. д.), адаптированных для преобразования сигнала основной полосы частот в сигнал модулированной несущей, подходящий для передачи по интерфейсу 1202 сетевой стороны. Приемник 1208 может включать в себя любой компонент или набор компонентов (например, понижающий преобразователь, усилитель с низким уровнем шума и т.д.), адаптированных для преобразования сигнала несущей, принятого по интерфейсу 1202 сетевой стороны, в сигнал основной полосы. Сигнальный процессор 1210 может включать в себя любой компонент или набор компонентов, адаптированных для преобразования сигнала основной полосы частот в сигнал данных, подходящий для передачи через интерфейс(ы) 1212 стороны устройства, или наоборот. Интерфейс(ы) 1212 стороны устройства может (могут) включать в себя любой компонент или набор компонентов, адаптированных для передачи сигналов данных между сигнальным процессором 1210 и компонентами в хост-устройстве (например, в системой 1100 обработки, портами локальной сети (LAN) и т.д.).

[0059] Приемопередатчик 1200 может передавать и принимать сигнализацию по среде связи любого типа. В некоторых вариантах осуществления приемопередатчик 1200 передает и принимает сигнализацию по беспроводной среде. Например, приемопередатчик 1200 может быть беспроводным приемопередатчиком, адаптированным для осуществления связи в соответствии с протоколом беспроводной связи, таким как сотовый протокол (например, Долгосрочное развитие (LTE) и т.д.), протокол беспроводной локальной сети (WLAN) (например, Wi-Fi и т.д.) или беспроводный протокол любого другого типа (например, Bluetooth, связи в ближней зоне (NFC) и т.д.). В таких вариантах осуществления, интерфейс 1202 сетевой стороны содержит один или несколько антенных/излучающих элементов. Например, интерфейс 1202 сетевой стороны может включать в себя одну антенну, несколько отдельных антенн или многоэлементную антенную решетку, выполненную с возможностью многоуровневой связи, например, с одиночным входом/множественным выходом (SIMO), множественным входом/одиночным выходом (MISO), множественным входом/множественным выходом (MIMO) и т.д. Конкретные системы обработки и/или приемопередатчики могут использовать все показанные компоненты или только поднабор компонентов, и уровни интеграции могут варьироваться от устройства к устройству.

[0060] Хотя описание было изложено подробно, должно быть понятно, что могут выполняться различные изменения, подстановки и модификации без отклонения от сущности и объема настоящего раскрытия, как определено прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, объем раскрытия не ограничивается конкретными вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, так как специалист в данной области легко поймет из настоящего раскрытия, что процессы, машины, производство, композиции материала, средства, способы или этапы, существующие в настоящее время или те, которые будут разработаны в будущем, смогут выполнять по существу ту же самую функцию или достигать по существу практически тот же результат, что и соответствующие варианты осуществления, описанные здесь. Соответственно, прилагаемые пункты формулы изобретения предназначены для включения в их объем таких процессов, машин, производства, композиций материалов, средств, способов или этапов.

Резонансная частота антенны расстраивается при приближении или контактировании части тела пользователя с антенной и приводит в результате к потере эффективности. Антенна может быть настроена путем изменения ее полной емкости нагрузки таким образом, что полная емкость нагрузки антенны попадает в диапазон контрольной емкости упомянутой контрольной емкости, где антенна может работать на предопределенной рабочей резонансной частоте или вблизи нее. Перестраиваемый конденсатор может быть соединен с антенной для настройки полной емкости нагрузки антенны. Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает обеспечение границ для полной емкости антенной системы, для которой отключение емкости, обусловленной разрегулированной антенной, удерживается в допустимом диапазоне. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Антенная система, содержащая:

антенну;

перестраиваемый конденсатор, соединенный с антенной;

устройство выявления емкости, соединенное с антенной и выполненное с возможностью обнаруживать полную емкость нагрузки антенны; и

контроллер, соединенный с устройством выявления емкости и выполненный с возможностью определять настроечную емкость, используемую для настройки перестраиваемого конденсатора, в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки и контрольной емкостью и управлять настройкой перестраиваемого конденсатора в соответствии с настроечной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны попадала в диапазон контрольной емкости упомянутой контрольной емкости, при этом

контроллер дополнительно выполнен с возможностью определять настроечную емкость для настройки перестраиваемого конденсатора в соответствии с таблицей поиска, причем таблица поиска содержит некоторое количество значений полной емкости нагрузки антенны и некоторое количество значений настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, причем каждое из упомянутого количества значений полной емкости нагрузки соответствует одному из упомянутого количества значений настроечной емкости, и

контроллер дополнительно выполнен с возможностью выбирать значение настроечной емкости, соответствующее обнаруженной полной емкости нагрузки антенны, из таблицы поиска.

2. Антенная система по п.1, в которой антенна содержит антенну левостороннего (LH) режима, антенну правостороннего (RH) режима, пассивную антенну, антенну с настройкой импеданса или апертурную настраиваемую антенну.

3. Антенная система по п.1, в которой устройство выявления емкости содержит емкостной датчик.

4. Антенная система по п.1, в которой устройство выявления емкости содержит емкостной бесконтактный датчик.

5. Антенная система по п.1, в которой антенна выполнена в качестве емкостной сенсорной головки устройства выявления емкости для обнаружения полной емкости нагрузки антенны.

6. Антенная система по п.1, в которой перестраиваемый конденсатор содержит шунтирующий перестраиваемый конденсатор или последовательный перестраиваемый конденсатор.

7. Антенная система по п.1, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью вычислять первую настроечную емкость в соответствии с контрольной емкостью и обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и выбирать первую вычисленную настроечную емкость в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость находится в пределах диапазона настройки перестраиваемого конденсатора.

8. Антенная система по п.7, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью выбирать максимальную настраиваемую емкость перестраиваемого конденсатора в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость больше, чем максимальная настраиваемая емкость, и выбирать минимальную настраиваемую емкость перестраиваемого конденсатора в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость меньше, чем минимальная настраиваемая емкость.

9. Антенная система по п.1, дополнительно содержащая схему настройки емкости для настройки перестраиваемого конденсатора под управлением контроллера.

10. Способ измерения полной емкости антенной системы, содержащий этапы:

соединения перестраиваемого конденсатора с антенной;

обнаружения полной емкости нагрузки антенны;

изменения полной емкости нагрузки антенны в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны попадала в диапазон контрольной емкости упомянутой контрольной емкости, причем данное изменение полной емкости нагрузки антенны содержит настройку перестраиваемого конденсатора в соответствии с обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и контрольной емкостью так, чтобы полная емкость нагрузки антенны попадала в диапазон контрольной емкости упомянутой контрольной емкости; и

определение настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, при этом настроечную емкость определяют в соответствии с таблицей поиска, причем таблица поиска содержит некоторое количество значений полной емкости нагрузки и некоторое количество значений настроечной емкости, причем каждое из упомянутого количества значений полной емкости нагрузки соответствует одному из упомянутого количества значений настроечной емкости.

11. Способ по п.10, в котором упомянутое определение настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора содержит этапы, на которых вычисляют первую настроечную емкость в соответствии с контрольной емкостью и обнаруженной полной емкостью нагрузки антенны и выбирают первую вычисленную настроечную емкость в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость находится в пределах диапазона настройки перестраиваемого конденсатора.

12. Способ по п.10, дополнительно содержащий этапы:

выбора максимальной настраиваемой емкости перестраиваемого конденсатора в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость больше, чем максимальная настраиваемая емкость; и

выбора минимальной настраиваемой емкости перестраиваемого конденсатора в качестве настроечной емкости для настройки перестраиваемого конденсатора, когда первая вычисленная настроечная емкость меньше, чем минимальная настраиваемая емкость.

13. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап соединения устройства выявления емкости с антенной для обнаружения полной емкости нагрузки антенны.

14. Способ по п.13, в котором устройство выявления емкости содержит емкостной датчик.

15. Способ по п.13, в котором устройство выявления емкости содержит емкостной бесконтактный датчик.