[發(fā)明專利]可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡電路拓撲選擇

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980113014.1
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN102017287A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 亞瑟·S.·Ⅲ·瑪瑞斯
• 申請（專利權）人: 維斯普瑞公司
• 主分類號: H01P5/00
• 分類號: H01P5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 瞿衛(wèi)軍

相關申請的交叉引用

本申請依照美國法典第35卷119(e)節(jié)要求下述共同待決且共同轉(zhuǎn)讓的美國臨時專利申請的權益，通過引用的方式將其并入于此：Arthur?S.Morris?Ⅲ于2008年4月25日提交、命名為“可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡電路拓撲選擇”、序列號為61/047,897的臨時申請。

技術領域

本發(fā)明一般涉及用于電子設備中的致動器，尤其涉及可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡和用于這種網(wǎng)絡的電路拓撲。

背景技術

伴隨著Matthaei、Young以及Jones在Microwave?Filters，Impedance-Matching?Networks，and?Coupling?Structures中總結的基礎性工作，固定匹配網(wǎng)絡的理論已經(jīng)發(fā)展了幾十年。

然而，利用可調(diào)諧部件來匹配可變負載和/或優(yōu)化在多個頻率處的性能的匹配網(wǎng)絡的文獻沒有得到很好的發(fā)展。該固網(wǎng)理論集中于網(wǎng)絡中所要求的匹配帶寬和損耗。通過僅僅要求在給定的操作頻道環(huán)境下的即時帶寬，這些要求能夠適合于可調(diào)諧的情況。為了最小化該網(wǎng)絡的尺寸和損耗，優(yōu)選使用最小化數(shù)目的部件。為了最大化頻率上限并最小化產(chǎn)品的尺寸，強烈建議使用較小的電容器和電感器元件值。可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡還要求最小化在匹配良好的負載情況下的插入損耗。匹配改善和電路損耗的組合可以通過可實現(xiàn)到指定負載的傳感器增益得到最好地表征。

可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡可用在蜂窩電話手機中，尤其是對于手機天線應用。用于匹配拓撲選擇的頂層約束是性能、成本和尺寸。與拓撲選擇相互影響的貢獻性能的關鍵技術包括可調(diào)諧元件比(可由元件獲得的最大和最小值之間的比率)、可調(diào)諧元件寄生效應(非理想元件表現(xiàn))、可調(diào)諧元件密度(單位體積的電抗)、可調(diào)諧元件的Q(無功存儲與能量損耗的比率)、封裝介電常數(shù)、封裝高度、封裝金屬導電性、封裝金屬厚度、封裝金屬表面光潔度和封裝設計規(guī)則。

接下來可以看到，在性能標準的技術領域中需要可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡。還可以看到，在將性能標準應用到特定的拓撲以確定合適拓撲的技術領域需要由給定的元件設置和封裝技術所約束的可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡的給定應用。

發(fā)明內(nèi)容

為了最小化現(xiàn)有技術中的限制，以及最小化將在閱讀和理解本說明書的基礎上而變得明顯的其它限制，本發(fā)明公開了可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡拓撲。

依據(jù)本發(fā)明的一個和更多個實施例的網(wǎng)絡包括至少一個電感器，以及至少一個可調(diào)諧電容器，與該電感器并聯(lián)，其中，所述至少一個可調(diào)諧電容器調(diào)節(jié)該至少一個電感器的自諧振頻率。

這種網(wǎng)絡進一步可選地包括為旁路雙π網(wǎng)絡的可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡，該旁路雙π網(wǎng)絡具有與該至少一個可調(diào)諧電感器并聯(lián)的單個可變電容器，選擇對至少一個可調(diào)諧電容器的電容分配以最大化可調(diào)諧網(wǎng)絡的頻率響應，從而使得該可調(diào)諧網(wǎng)絡在最低期望頻率(frequency?of?interest)具有最大可調(diào)諧度，選擇對至少一個可調(diào)諧電容器的電容分配以最大化該可調(diào)諧網(wǎng)絡的頻率響應，從而使得該可調(diào)諧網(wǎng)絡在最高期望頻率處獲得最大化的透明度，該可調(diào)諧網(wǎng)絡用在蜂窩電話系統(tǒng)中，且選擇對至少一個可調(diào)諧電容器的電容分配以最大化可調(diào)諧網(wǎng)絡的頻率響應，從而使得該可調(diào)諧網(wǎng)絡在最低的期望頻率處獲得電抗匹配以及在最高期望頻率處的透明度。

這種網(wǎng)絡進一步可選地包括為旁路雙π網(wǎng)絡的可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡，該旁路雙π網(wǎng)絡具有與至少兩部分電感器并聯(lián)的單個可變電容器。期望該可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡的響應提供跨越期望頻率范圍的所有角度下的大的阻抗變化。調(diào)諧狀態(tài)之一必須接近當系統(tǒng)不要求調(diào)諧時時理想的零損耗透明度(transparency)。在實現(xiàn)此功能的幅度中，兩個特定的區(qū)域提供最大的設計挑戰(zhàn)。可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡的響應必須提供最低期望頻率處的最大可調(diào)諧度，這要求相對大的電感器和電容器的值，同時也提供最高期望頻率處的最大透明度，這要求相對小的電感器和電容器的值。

該可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡可以用在蜂窩電話系統(tǒng)中，且該可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡的頻率響應被設計以在所有期望頻率處獲得寬調(diào)諧和高透明度。