圖 6.L 拓撲結構為自由空間、手部和頭部配置提供理想的阻抗匹配。電感器
L2 分別為 1.4nH、3.4nH 和¥(開路)。
然而,在這種情況下,我們可以使用可變分流電容在輸入中找到可調諧電路,手機天線后處理,如圖 7 所示,它為所有配置提供了基本上的阻抗匹配。該解決方案采用混合阻抗-孔徑調諧器技術,總效率比物理極限僅降低不到
0.1 dB。本研究中的效率降低基本上是在配置和頻帶的壞情況下測得的。
多頻段操作
后,讓我們考慮一下手機支持北斗 B1-2 和 3GPP 頻段 1 的應用。有幾種可能的情況和解決方案架構??赡苄枰瑫r支持這些頻段,或者一次支持一個頻段。我們可以采用閉環(huán)調諧、開環(huán)(頻率)調諧、兩者的組合、孔徑和/或阻抗調諧或全無源匹配。為了限制討論范圍,我們只考慮一次支持一個頻段的情況,并研究不同的調諧選項。我們上面發(fā)現(xiàn)的物理性能限制顯然也適用于要求更高的多頻段應用。
射頻設計自動化軟件平臺支持組合開環(huán)和閉環(huán)阻抗-孔徑調諧器架構的優(yōu)化,其中輸入匹配電路和孔徑端口處的調諧器組件適應環(huán)境和所服務的頻帶。對這樣的理論電路合成和優(yōu)化后的結果是能夠達到所有配置和頻帶相對于物理極限的
-1.0dB 或更好的性能。我們將此性能用作其他匹配體系結構的參考。理論電路如圖 11 所示,其中可變組件使用理想開關建模以方便說明。





頻段 1 的情況挑戰(zhàn)性更強,因為它的帶寬要寬得多。仔細觀察圖 5(a) 中的性能圖可以發(fā)現(xiàn),對于自由空間配置,5 nH 的孔徑組件值將提供阻抗帶寬
(240 Mhz),但相應的輻射效率非常低 (30-35%)。另一方面,1 nH 孔徑電感器將提供更好的輻射效率 (45-51%),但阻抗帶寬更窄 (205
MHz)。預期值在 1nH 和 5nH 之間。類似地,對于手部配置,1nH 到 5nH 之間的所有孔徑組件都有足夠的可用帶寬,并且頻段上的輻射效率也落在這些值之間。對于頭部配置,阻抗帶寬不是瓶頸,孔徑電感值接近
5 nH 時可實現(xiàn)。