天线调谐器

技术领域

本公开总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及用于无线设备的天线调谐器。

背景技术

电子设备可以使用射频集成电路和天线来传输或接收无线通信信号。射频集成电路和天线可以被设计为具有匹配阻抗，该匹配阻抗使得功率能够在射频集成电路与天线之间有效地传输而没有显著损耗。然而，在操作过程中，保持匹配阻抗可能很困难，因此一些功率可能被反射。这种反射功率可能降低电子设备的传输信号强度或接收灵敏度，从而使电子设备跨越更远距离与其他实体通信具有挑战性。

发明内容

公开了一种实现天线调谐器的装置。代替在基板上实现离散天线调谐器并且在天线与射频集成电路之间耦合离散天线调谐器，所描述的天线调谐器的组件分布在基板与模块的射频集成电路之间。特别地，天线调谐器可以包括设置在基板上的至少一个电感组件和集成在射频集成电路内的至少一个电容组件，它们都封装到模块中。利用该架构，天线调谐器可以具有节省空间的设计，该设计可以满足给定电子设备的尺寸约束。该架构还使得能够在电子设备内(例如，在单个天线模块内)集成多个天线调谐器，以动态地调谐与天线阵列的个体天线元件相关联的阻抗。

在一个示例方面，公开了一种装置。该装置包括基板、设置在基板上或基板中的天线、设置在基板上的射频集成电路、以及天线调谐器。射频集成电路包括放大电路。天线调谐器耦合在天线与放大电路之间。天线调谐器包括设置在基板上的电感组件和在射频集成电路内实现的电容组件。

在一个示例方面，公开了一种装置。该装置包括基板和用于传输和接收射频信号的天线部件。天线部件设置在基板上或基板中。该装置还包括集成电路，该集成电路包括用于调节射频信号的部件。集成电路设置在基板上。该装置还包括用于在天线部件与用于调节的部件之间提供阻抗匹配的调谐部件。调谐部件包括用于提供正电抗的电感部件和用于提供负电抗的电容部件。电感部件设置在基板上或基板中，并且电容部件被实现为集成电路的一部分。

在一个示例方面，公开了一种用于操作天线调谐器的方法。该方法包括经由天线调谐器在射频集成电路的放大电路与设置在基板上或基板中的天线之间提供阻抗。阻抗基于天线调谐器的电感组件的正电抗和天线调谐器的电容组件的负电抗。电感组件设置在基板上，并且电容组件在射频集成电路内实现。射频集成电路设置在基板上。该方法还包括经由具有该阻抗的天线调谐器从放大电路向天线传递射频信号。该方法还包括经由天线传输第一射频信号。

附图说明

图1示出了用于包括天线调谐器的设备的示例操作环境。

图2示出了具有天线调谐器的天线模块的示例实现方式。

图3示出了具有多个天线、多个天线调谐器和射频集成电路的天线模块的示例实现方式。

图4-1示出了用于调节天线调谐器的阻抗的示例序列流程图。

图4-2示出了用于调节天线调谐器的阻抗的另一示例序列流程图。

图5-1示出了天线调谐器的示例实现方式。

图5-2示出了天线调谐器的另一示例实现方式。

图5-3示出了天线调谐器的附加示例实现方式。

图6是示出用于操作天线调谐器的示例过程的流程图。

图7是示出用于操作天线调谐器的另一示例过程的另一流程图。

具体实施方式

电子设备可以使用射频集成电路和天线来传输或接收无线通信信号。射频集成电路和天线可以被设计为具有匹配阻抗，该匹配阻抗使得功率能够在射频集成电路与天线之间有效地传输而没有显著损耗。然而，天线的阻抗可能由于操作或环境条件的变化而变化。因此，射频集成电路和天线的阻抗可能变得不匹配，并且一些功率可能被反射。这种反射功率可能降低电子设备的传输信号强度或接收灵敏度，从而使电子设备跨更远距离与其他实体通信具有挑战性。

一些技术可以在电子设备的每个天线与射频集成电路之间直接连接天线调谐器。尽管每个天线调谐器都可以用于调节对应天线的阻抗，但一些天线调谐器架构体积庞大并且需要大量空间。因此，在满足给定电子设备的尺寸限制的同时为天线阵列配备多个天线调谐器可能是一项挑战，尤其是对于如智能手机或可穿戴设备等便携式电子设备。

为了解决这样的挑战，本文中描述了用于天线调谐器的技术。所描述的技术实现了具有紧凑设计的天线模块，该天线模块将至少一个天线和至少一个射频集成电路(RFIC)封装在基板上。天线模块还包括充当阻抗匹配电路的至少一个天线调谐器。天线调谐器耦合在天线与射频集成电路的放大电路之间。天线调谐器具有可变阻抗，该可变阻抗可以被调节为使天线的输入(或输出)阻抗与放大电路的输出(或输入)阻抗匹配。通过改变天线调谐器的阻抗，天线调谐器可以跨不同波束成形操作(例如，跨具有不同相位的信号)、不同频带(例如，跨具有不同频率的信号)、以及用户与天线之间的不同距离而保持类似的阻抗匹配性能。

天线调谐器的组件分布在射频集成电路与射频集成电路在其中实现的模块的基板之间，而不是在基板上实现离散天线调谐器并且将离散天线调谐器耦合在天线与射频集成电路之间。特别地，天线调谐器可以包括设置在基板上并且耦合到天线和射频集成电路的至少一个电感组件。天线调谐器还可以包括集成在射频集成电路内并且耦合到射频集成电路的电感组件和放大电路的至少一个电容组件。利用该架构，天线调谐器可以具有节省空间的设计，该设计使得天线模块能够满足电子设备的尺寸约束。该架构还使得能够在天线模块内集成多个天线调谐器，以动态地调谐与天线阵列的个体天线元件相关联的阻抗。

图1示出了用于操作包括天线调谐器的设备的示例环境100。在环境100中，计算设备102通过无线通信链路106(无线链路106)与基站104通信。在该示例中，计算设备102被描绘为智能手机。然而，计算设备102可以实现为任何合适的计算或电子设备，诸如调制解调器、蜂窝基站、宽带路由器、接入点、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、可穿戴计算机、服务器、网络连接存储(NAS)设备、智能家电或其他物联网(IoT)设备、医疗设备、基于车辆的通信系统、雷达、无线电设备等。

基站104经由无线链路106与计算设备102通信，无线链路106可以实现为任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝网络的塔，但是基站104可以表示或被实现为另一设备，诸如卫星、服务器设备、地面电视广播塔、接入点、对等设备、网状网络节点、光纤线路等。因此，计算设备102可以经由有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一设备通信。

无线链路106可以包括从基站104传送到计算设备102的数据或控制信息的下行链路、从计算设备102传送到基站104的其他数据或控制信息的上行链路、或者下行链路和上行链路两者。无线链路106可以使用任何合适的通信协议或标准来实现，诸如第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)或第五代(5G)蜂窝；IEEE 802.11(例如，Wi-Fi

如图所示，计算设备102包括处理器108和计算机可读存储介质110(CRM 110)。处理器108可以包括执行由CRM 110存储的处理器可执行代码的任何类型的处理器，诸如多核处理器。CRM 110可以包括任何合适类型的数据存储介质，诸如易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，闪存)、光学介质、磁介质(例如，磁盘)等。在本公开的上下文中，CRM 110被实现为存储计算设备102的指令112、数据114和其他信息，并且因此不包括暂态传播信号或载波。

计算设备102还可以包括输入/输出端口116(I/O端口116)和显示器118。I/O端口116使得能够与其他设备、网络或用户进行数据交换或交互。I/O端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、并行端口、音频端口、红外(IR)端口、诸如触摸屏的用户接口端口等。显示器118呈现计算设备102的图形，诸如与操作系统、程序或应用相关联的用户界面。替代地或另外地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，通过该显示端口或虚拟接口，计算设备102的图形内容被呈现。

计算设备102的天线模块120提供到相应网络和与其连接的其他电子设备的连接。天线模块120可以促进通过任何合适类型的无线网络的通信，诸如无线局域网(WLAN)、对等(P2P)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(WWAN)和/或无线个域网(WPAN)。在示例环境100的上下文中，天线模块120使得计算设备102能够与基站104以及与其连接的网络通信。然而，天线模块120也可以使得计算设备102能够与其他设备或网络“直接”通信。

天线模块120包括用于传输和接收通信信号的电路系统和逻辑。特别地，如图所示的天线模块120包括基板122(例如，一个或多个基板层)、至少一个天线124和至少一个射频集成电路126(RFIC 126)(例如，射频前端集成电路(RFFE IC))。天线124和射频集成电路126可以封装在一起作为天线模块120的一部分，并且设置在基板122上。

天线124可以包括贴片天线、交叉贴片天线元件(例如，十字形的贴片天线)、缝隙天线元件、偶极天线、蝴蝶结天线、倒F天线、另一类型的微带天线、或另一类型的有线天线。天线124可以是水平极化的、垂直极化的、圆极化的或其某种组合。在一些实现方式中，天线模块120包括天线阵列，该天线阵列具有作为天线阵列的天线元件操作的多个天线124。

射频集成电路126包括用于调节经由天线124传输和接收的信号(例如，生成和/或处理信号)的电路系统和逻辑。射频集成电路126的组件可以包括放大器、移相器、开关、混频器、滤波器等。特别地，射频集成电路126包括至少一个放大电路128。放大电路128包括一个或多个放大器，诸如功率放大器(PA)或低噪声放大器(LNA)。在一些情况下，射频集成电路126的组件被实现为单独的传输器和接收器实体。另外地或替代地，射频集成电路126可以使用用于实现相应传输和接收操作的多个或不同部分来实现(例如，分离的传输链和接收链)。

射频集成电路126可以形成无线收发器(未示出)的一部分。无线收发器可以包括其他集成电路和/或处理器。尽管未示出，但是射频集成电路126可以连接到无线收发器内的另一集成电路，诸如中频集成电路或基带集成电路。射频集成电路126也可以(间接或直接)连接到处理器，诸如处理器108、另一处理器或无线收发器的调制解调器。

在一些实现方式中，天线124和射频集成电路126被联合配置为传输和接收具有在毫米波(mmW)频带内的一个或多个频率的射频信号，该mmW频带包括大于或等于24吉赫兹(GHz)的频率。示例mmW频带包括用于5G标准的mmW频带，诸如低mmW频带(例如，至少包括大约24至35GHz之间的频率的子集的频带)、中mmW频带(例如，至少包括大约35至50GHz之间的频率的子集的频带)、或者高mmW频带(例如，至少包括大约50至300GHz之间的频率的子集的频带)。

如图1所示，天线模块120可以包括至少一个天线调谐器130和至少一个阻抗控制电路132。天线调谐器130提供天线124与放大电路128之间的阻抗匹配。特别地，天线调谐器130的阻抗可以被改变以跨不同波束成形操作(例如，跨具有不同相位的信号)、不同频带(例如，跨具有不同频率的信号)、和/或改变天线124的阻抗的不同环境条件(诸如用户的一部分(例如，用户的手指或附属物)与天线124之间的变化的距离)而保持相似的阻抗匹配性能。

天线调谐器130可以包括至少一个基板调谐电路134和至少一个集成电路(IC)调谐电路136。天线调谐器130可以表示分布式天线调谐器，因为天线调谐器130的部分分布在天线模块120的单独组件之间(例如，集成这些单独组件内)。特别地，基板调谐电路134设置在基板122上，并且IC调谐电路136集成在射频集成电路126内。通过在射频集成电路126内实现这些组件中的一些，天线调谐器130可以具有紧凑的设计，该设计使得天线模块120能够满足计算设备102的尺寸约束。这种紧凑的设计还使得多个天线调谐器130能够在天线模块120内实现，以支持天线阵列的多个天线元件的动态调谐，如关于图3进一步描述的。

阻抗控制电路132控制天线调谐器130的阻抗。在一些实现方式中，阻抗控制电路132可以间接地测量天线124的阻抗和/或检测天线124的阻抗的变化。例如，阻抗控制电路132可以通过测量在天线124与放大电路128之间反射的功率量来确定和监测反射系数的大小。该反射系数指示天线124的阻抗。另外地或替代地，阻抗控制电路132可以测量接收信号的信号强度或与接收信号相关联的信噪比。

阻抗控制电路132可以在射频集成电路126内在放大电路128与天线调谐器130之间实现。基于测量或检测到的天线124的阻抗变化，阻抗控制电路132将天线调谐器130的阻抗动态地调节适当量，以促进阻抗匹配。

在其他实现方式中，阻抗控制电路132可以耦合到计算设备102内的处理器(例如，处理器108、通信处理器、调制解调器等)，并且可以基于由该处理器指示的计算设备102的操作配置来将天线调谐器130的阻抗设置为预定值。基板122、天线124、射频集成电路126、天线调谐器130和阻抗控制电路132可以被封装在一起作为天线模块120的一部分，如关于图2进一步描述的。

图2示出了具有天线调谐器130的天线模块120的示例实现方式。在所描绘的配置中，天线模块120包括天线124和射频集成电路126。在其他实现方式中，天线模块120可以包括多于一个的天线124和/或多于一个的射频集成电路126。

如图2所示，天线124、射频集成电路126和天线调谐器130的基板调谐电路134设置在基板122的表面202上。在其他实现方式中，这些实体中的一个或多个(例如，天线124和/或基板调谐电路134)可以设置在基板122的另一表面上、在基板122内的层中/上、和/或分散在多个层或内部层与基板122的表面之间。例如，射频集成电路126可以替代地安装到基板122的下侧(例如，设置在与表面202相对的另一表面上并且在图2中不可见)。天线124可以形成在表面202上和/或在基板122的比其上安装有射频集成电路126的表面更靠近表面202的层中。这可能导致天线124的瞄准线远离射频集成电路126，这有助于减轻不期望的耦合。在其他实施例中，天线124的瞄准线可以近似垂直于表面202。

射频集成电路126在裸片204上实现。放大电路128、阻抗控制电路132和天线调谐器130的IC调谐电路136设置在裸片204上。裸片204可以经由接口206安装到基板122的表面202。设置在表面202上的接口206被配置为接受并且连接到裸片204。尽管未明确描绘，但接口206可以包括将射频集成电路126连接到基板调谐电路134或天线模块120外部的其他组件(诸如另一集成电路或处理器)的端子。

如图2所示，天线调谐器130的组件(例如，基板调谐电路134和IC调谐电路136)可以分布在基板122与射频集成电路126之间。特别地，基板调谐电路134直接设置在基板122上(例如，放置在基板122的至少一个层上)，并且IC调谐电路136直接设置在射频集成电路126的裸片204上。因为IC调谐电路136在射频集成电路126内实现(例如，设置在裸片204上)，所以IC调谐电路136不直接设置在基板122上。天线124、基板调谐电路134和射频集成电路126电连接在一起，如关于图3进一步描述的。

图3示出了具有多个天线124-1至124-N、多个天线调谐器130-1至130-N、和射频集成电路126的天线模块120的示例实现方式。变量N表示正整数。射频集成电路126包括放大电路128-1至128-N。每个放大电路128-1至128-N可以包括一个或多个功率放大器、一个或多个低噪声放大器、或其某种组合。例如，放大电路128-1可以被配置为传输放大器，并且可以包括具有耦合到天线124-1的输出的功率放大器和/或驱动放大器，并且可以省略接收电路系统。在另一示例中，放大电路128-1可以被配置为接收放大器，并且可以包括具有耦合到天线124-1的输入的低噪声放大器，并且可以省略传输电路系统。在又一示例中，放大电路128-1可以被配置用于传输操作和接收操作两者，并且可以包括具有耦合到天线124-1的输出的功率放大器和具有耦合到天线124-1的输入的低噪声放大器。

在所描绘的配置中，天线124-1至124-N表示天线阵列302的天线元件。每个天线124-1至124-N耦合到相应天线调谐器130-1至130-N。例如，天线124-1耦合到天线调谐器130-1，并且天线124-N耦合到天线调谐器130-N。在一些这样的实施例中，天线124-1至124-N具有单个馈电。在其中天线124-1至124-N具有多个馈电的实现方式中，每个馈电可以耦合到单独的天线调谐器130。例如，天线124-1的第一馈电耦合到天线调谐器130-1至130-N中的第一天线调谐器，并且天线124-2的第二馈电耦合到天线调谐器130-1至130-N中的第二天线调谐器。在某些情况下，馈电可以与不同频率、相位和/或极化相关联。

每个天线调谐器130包括IC调谐电路136(也参见图1和图2)、基板调谐电路134(也参见图2)、天线节点304和收发器节点306。例如，天线调谐器130-1包括基板调谐电路134-1、IC调谐电路136-1、天线节点304-1和收发器节点306-1。基板调谐电路134-1设置在基板122上，并且IC调谐电路136-1集成在射频集成电路126内。天线节点304-1耦合到天线124-1，并且收发器节点306-1(间接或直接)耦合到放大电路128-1。类似地，天线调谐器130-N包括基板调谐电路134-N、IC调谐电路136-N、天线节点304-N和收发器节点306-N。基板调谐电路134-N设置在基板122上，并且IC调谐电路136-N集成在射频集成电路126内。天线节点304-N耦合到天线124-N，并且收发器节点306-N(间接或直接)耦合到放大电路128-N。基板调谐电路134-1至134-N和IC调谐电路136-1至136-N分别耦合在天线节点304-1至304-N与收发器节点306-1至306-N之间。

在示例实现方式中，IC调谐电路136-1至136-N各自包括至少一个电容组件308。基板调谐电路134-1至134-N各自包括至少一个电感组件310。电容组件308具有负电抗，并且电感组件310具有正电抗。示例电容组件308可以包括至少一个变容二极管(varactor)、至少一个开关电容器或可变电容器、至少一个电容器、或其某种组合。示例电感组件310可以包括至少一个传输线、至少一个可变电感器、至少一个电感器、或其某种组合。每个天线调谐器130-1至130-N的至少一个组件具有可调谐(例如，可变)阻抗。这样，电感组件310的正电抗和/或电容组件308的负电抗可以通过阻抗控制电路132来改变。

在所描绘的配置中，阻抗控制电路132耦合在天线调谐器130-1至130-N与放大电路128-1至128-N之间。例如，阻抗控制电路132的相应部分可以串联电连接在天线调谐器130中的每个与相应放大电路128之间。在其他实施例中，放大电路128中的一个或多个放大电路直接连接到相应天线调谐器130(例如，直接连接到收发器节点306)。在这样的实施例中，阻抗控制电路132(或其部分)可以耦合在并联或分流(shunt)路径中。在一些实施例中，阻抗控制电路132包括一个或多个耦合器，该耦合器被配置为将在天线调谐器130与相应放大电路128之间传送的信号的一部分磁耦合到被配置为测量天线124的阻抗和/或反射系数的大小的电路系统，如上所述。

尽管未示出，但是放大电路128-1至128-N可以耦合到射频集成电路126的其他组件(未示出)，诸如移相器、混频器、放大器或耦合电路(例如，组合器或分路器)。例如，一个或多个混频器可以在射频集成电路126中实现，并且可以被配置为将中频通信信号上变频到mmW频率以用于传输，和/或可以被配置为将mmW频率信号下变频到中频以用于接收。此外，至少一个移相器可以耦合到每个放大电路128并且在射频集成电路126中实现。例如，移相器可以耦合在一个或多个混频器与相应放大电路128之间。在这样的实施例中，天线124可以被配置作为相控阵。

在传输和/或接收期间，阻抗控制电路132生成配置信号312-1至312-N，并且将配置信号312-1至312-N分别提供给天线调谐器130-1至130-N。配置信号312-1至312-N分别指定天线调谐器130-1至130-N的特定配置或目标阻抗。天线调谐器130-1至130-N接受配置信号312-1至312-N，并且相应地调节(例如，改变)基板调谐电路134-1至134-N的阻抗和/或IC调谐电路136-1至136-N的阻抗。特别地，天线调谐器130-1至130-N调谐IC调谐电路136-1至136-N内的电容组件308的电抗，调谐基板调谐电路134-1至134-N内的电感组件310的电抗，或者其某种组合。以这种方式，天线调谐器130-1至130-N根据阻抗控制电路132提供指定阻抗。

在一些实现方式中，阻抗控制电路132基于计算设备102的操作配置(例如，波束成形配置和/或所选择的频带)来配置天线调谐器130-1至130-N的阻抗。在传输期间，阻抗控制电路132可以另外地或替代地测量反射系数，并且设置天线调谐器130-1至130-N的阻抗以减小反射系数。在接收期间，阻抗控制电路132可以另外地或替代地测量与射频信号318-1至318-N相关联的信号强度，并且设置天线调谐器130-1至130-N的阻抗以增加与射频信号318-1至318-N相关联的信噪比(SNR)。通常，阻抗控制电路132适当地配置天线调谐器130-1至130-N，以在传输和/或接收期间改善天线124-1至124-N与放大电路128-1至128-N之间的阻抗匹配。

在传输期间，放大电路128-1至128-N从射频集成电路126内的其他组件或者从模块120内或在其外部的另一集成电路或组件接受相应射频信号314-1至314-N。放大电路128-1至128-N放大射频信号314-1至314-N以生成放大的射频信号316-1至316-N。

天线调谐器130-1至130-N提供由阻抗控制电路132指定的对应阻抗。在一些情况下，阻抗控制电路132调节由天线调谐器130-1至130-N提供的阻抗，以使与天线调谐器130-1至130-N相关联的每个反射系数的大小(或绝对值)小于预定阈值。通过提供这些阻抗，天线调谐器130-1至130-N分别使放大电路128-1至128-N的输出阻抗与天线124-1至124-N的输入阻抗基本匹配。此外，天线调谐器130-1至130-N在收发器节点306-1至306-N处接受放大的射频信号316-1至316-N，并且经由天线节点304-1至304-N将放大的射频信号316-1至316-N传递到天线124-1至124-N。

在所描绘的配置中，天线调谐器130-1至130-N经由阻抗控制电路132间接地从放大电路128-1至128-N接受放大的射频信号316-1至316-N。在其中阻抗控制电路132未电耦合在天线调谐器130-1至130-N与放大电路128-1至128-N之间的其他实现方式(未示出)中，天线调谐器130-1至130-N可以“直接”接受来自放大电路128-1至128-N的放大的射频信号316-1至316-N(例如，不传播通过阻抗控制电路132，尽管可以存在其他介入电路系统)。

天线124-1至124-N传输放大的射频信号316-1至316-N。放大的射频信号316-1至316-N可以形成例如由计算设备102传输到基站104(图1)的上行链路信号。

在接收期间，天线124-1至124-N接收射频信号318-1至318-N，该射频信号可以表示由基站104传输并且在(图1的)计算设备102处接收的下行链路信号的部分。天线调谐器130-1至130-N提供由阻抗控制电路132指定的对应阻抗。在一些情况下，阻抗控制电路132调节由天线调谐器130-1至130-N提供的阻抗，以使与射频信号318-1至318-N相关联的信噪比大于预定阈值。通过提供这些阻抗，天线调谐器130-1至130-N分别使天线124-1至124-N的输出阻抗与放大电路128-1至128-N的输入阻抗基本匹配。此外，天线调谐器130-1至130-N在天线节点304-1至304-N处接受射频信号318-1至318-N，并且经由收发器节点306-1至306-N将射频信号318-1至318-N传递到放大电路128-1至128-N。

放大电路128-1至128-N放大射频信号318-1至318-N，以生成放大的射频信号320-1至320-N。射频集成电路126将这些放大的射频信号320-1至320-N传递到射频集成电路126内的其他组件或者在天线模块120内或在其外部的另一集成电路或组件。阻抗控制电路132可以动态地调节天线调谐器130-1至130-N的阻抗，以对于各种不同类型的信号(例如，具有不同频率和/或相位的信号)和对于各种不同环境保持类似的阻抗匹配性能，如关于图4-1和图4-2进一步描述的。

图4-1和图4-2示出了用于随着时间在向下方向上流逝而调节天线调谐器130(例如，图3的天线调谐器130-1或130-N)的阻抗的示例序列流程图400-1和400-2。天线调谐器130的阻抗根据使天线124(例如，图3的天线124-1或124-N)的阻抗改变的一个或多个事件来调节。这些事件可以包括计算设备102的操作配置的改变，如图4-1中的402、404和406所示，或者外部环境的改变，如图4-2中的408和410所示。

在图4-1中的402处，计算设备102处于第一操作配置412-1中，其经由天线124传输第一射频(RF)信号414-1。第一射频信号414-1表示(图3的)放大的射频信号316-1或316-N，并且具有第一信号特性416-1，诸如特定相位和/或频率。该相位可以基于作为第一操作配置412-1的一部分而执行的所选择的波束成形操作。该波束成形操作使得(图3的)天线阵列302能够在特定方向上操纵其辐射方向图的主瓣。该频率可以基于与第一操作配置412-1相关联的所选择的频带。由于第一信号特性416-1，天线124具有特定阻抗。

为了改善天线124与放大电路128(例如，图3的放大电路128-1或128-N)之间的阻抗匹配，阻抗控制电路132使天线调谐器130具有第一阻抗418-1。该第一阻抗418-1被选择以将反射系数的大小降低到针对第一操作配置412-1的预定阈值以下。以这种方式，天线调谐器130促进第一射频信号414-1的传输。

在图4-1中的404处，计算设备102的操作配置改变为第二操作配置412-2，其经由天线124传输第二射频信号414-2。第二射频信号414-2还表示(图3的)放大的射频信号316-1或316-N。第二射频信号414-2具有不同于第一信号特性416-1的第二信号特性416-2。例如，第二射频信号414-2可以具有不同于第一射频信号414-1的相位和/或频率。这种改变可能是由于第二操作配置412-2执行不同于第一操作配置412-1的波束成形操作(例如，在不同方向上操纵天线阵列302的主瓣)而发生的。另外地或替代地，这种改变可能是由于第二操作配置412-2使用不同于第一操作配置412-1的频带而发生的。由于第二信号特性416-2，天线124在第二操作配置412-2中具有不同于在第一操作配置412-1中的阻抗。

为了改善针对第二操作配置412-2的天线124与放大电路128之间的阻抗匹配，阻抗控制电路132使天线调谐器130具有不同于第一阻抗418-1的第二阻抗418-2。该第二阻抗418-2被选择以将反射系数的大小降低到针对第二操作配置412-2的预定阈值以下。以这种方式，天线调谐器130促进第二射频信号414-2的传输。

在图4-1中的406处，计算设备102的操作配置改变为第三操作配置412-3，其经由天线124接收第三射频信号414-3。第三射频信号414-3表示(图3的)射频信号318-1或318-N。第三射频信号414-3具有可以与第一信号特性416-1或第二信号特性416-2相似或不同的第三信号特性416-3。由于天线124正在接收而不是传输，所以天线124在第三操作配置412-3中具有不同于在第一操作配置412-1和第二操作配置412-2中的阻抗。

为了改善针对第三操作配置412-3的天线124与放大电路128之间的阻抗匹配，阻抗控制电路132使天线调谐器130具有不同于第一阻抗418-1和第二阻抗418-2的第三阻抗418-3。该第三阻抗418-3被选择以将射频信号414-3的信噪比增加到针对第三操作配置412-3的预定阈值以上。以这种方式，天线调谐器130促进第三射频信号414-3的接收。

在图4-2中的408处，计算设备102在第一环境420-1内操作，在该第一环境中，用户的拇指被定位为远离天线124。在该示例中，用户的拇指不阻挡(或最小限度地阻挡)天线124。为了改善天线124与放大电路128之间的阻抗匹配，阻抗控制电路132可以测量反射系数或信噪比，并且基于该测量来使天线调谐器130具有第四阻抗418-4。在一些情况下，第四阻抗418-4可以是402处的第一阻抗418-1、404处的第二阻抗418-2、406处的第三阻抗418-3、或者不同于阻抗418-1至418-3的另一阻抗。第四阻抗418-4可以被选择以将反射系数的大小减小到针对环境420-1的预定阈值以下和/或将信噪比增大到针对环境420-1的预定阈值以上。

在410，计算设备102在第二环境420-2中操作，在该第二环境中，用户的拇指定位为靠近天线124。在该示例中，用户的拇指阻挡(或至少部分阻挡)天线124。为了改善天线124与放大电路128之间的阻抗匹配，阻抗控制电路132可以测量反射系数或信噪比，并且基于该测量来使天线调谐器130具有第五阻抗418-5。由于用户的拇指接近天线124，在410处测量的反射系数(或测量的信噪比)可能不同于在408处测量的反射系数(或测量的信噪比)。这样，天线调谐器130在410处的第五阻抗418-5可以不同于在408处的第四阻抗418-4。该第五阻抗418-5可以由阻抗控制电路132选择以将反射系数的大小减小到针对环境420-2的预定阈值以下和/或将信噪比增大到针对环境420-2的预定阈值以上。

被应用以实现这样的阻抗的基板调谐电路134和/或IC调谐电路136的阻抗418-1至418-5和/或设置可以不同或基本相同，或者可以以一种或多种方式重叠。例如，用于影响阻抗418-1至418-5中的第一阻抗的设置的子集也可以用于影响阻抗418-1至418-5中的第二阻抗。

在408和410处，天线124可以传输和/或接收射频信号。在一些情况下，阻抗控制电路132基于操作配置和环境两者来使天线调谐器130具有特定阻抗。关于图5-1进一步描述天线调谐器130的示例实现方式。

图5-1示出了天线调谐器130的示例实现方式。在所描绘的配置中，可以表示图3的天线调谐器130-1或130-N的天线调谐器130包括基板调谐电路134和IC调谐电路136。基板调谐电路134和IC调谐电路136耦合到共享节点502、天线节点304(例如，图3的天线节点304-1或304-N)和收发器节点306(例如，图3的收发器节点306-1或306-N)。

在示例实现方式中，基板调谐电路134包括第一电感组件310-1和第二电感组件310-2。尽管在图5-1中没有明确示出，但是第一电感组件310-1和第二电感组件310-2设置在基板122上或基板122中。第一电感组件310-1耦合在天线节点304与共享节点502之间。第二电感组件310-2耦合在共享节点502与收发器节点306之间。

IC调谐电路136包括第一电容组件308-1、第二电容组件308-2和第三电容组件308-3。尽管在图5-1中没有明确示出，但是电容组件308-1至308-3被集成在射频集成电路126内(例如，设置在图2的裸片204上)。第一电容组件308-1耦合在天线节点304与共享节点502之间。这样，第一电容组件308-1和第一电感组件310-1并联耦合在一起。第二电容组件308-2耦合在共享节点502与收发器节点306之间。这样，第二电容组件308-2和第二电感组件310-2并联耦合在一起。第三电容组件308-3耦合在共享节点502与地504之间。地504可以是射频集成电路126或天线模块120的本地接地。

为了节省射频集成电路126内的空间，电容组件308-1至308-3可以被设计为具有比电感组件310-1至310-2小的阻抗。这样，电感组件310-1至310-2的阻抗可以贡献天线调谐器130的阻抗的较大部分，而电容组件308-1至308-3的阻抗可以贡献天线调谐器130的阻抗的较小部分。在这种情况下，电感组件310-1至310-2可以提供天线调谐器130的阻抗的主体，而电容组件308-1至308-3可以用于微调天线调谐器130的阻抗。例如，IC调谐电路136可以具有在大约0至150毫微微法拉(fF)之间的可调节电容。在其他实施例中，电容组件308-1至308-3中的一个或多个电容组件各自具有在约0至150fF之间的可调节电容。在一些实施例中。基板调谐电路134具有在一个或多个操作频率(例如，一个或多个mmW频率)下约为50欧姆(或在50欧姆周围可变并且包括大约50欧姆)的阻抗。在其他实施例中，电感组件310-1和310-2中的一个或两个各自具有在一个或多个操作频率(例如，一个或多个mmW频率)下约为50欧姆(或在50欧姆周围可变并且包括大约50欧姆)的阻抗。

在一些情况下，将电容组件308-1至308-3设计为具有可变阻抗并且将电感组件310-1和310-2设计为具有固定阻抗可以更便宜、更容易，如关于图5-2进一步描述的。

图5-2示出了天线调谐器130的另一示例实现方式。在所描绘的配置中，电容组件308-1至308-3使用相应变容二极管506-1至506-3来实现。变容二极管506-1至506-3具有可变阻抗。电感组件310-1和310-2使用相应传输线508-1和508-2来实现。在这种情况下，传输线508-1和508-2的阻抗是固定的。在一些实施例中，传输线508的设计可以用于补偿变容二极管506和/或其设计中固有的约束。例如，在一些实施例中，传输线508的尺寸(例如，长度)可以增加，以便减小变容二极管506所需要的调谐范围。在一些实施例中，将传输线508设置在基板122上或基板122中可以实现这样的实现方式。其他实现方式可以具有带有可变阻抗的电感组件310，如关于图5-3进一步描述的。

图5-3示出了天线调谐器130的附加示例实现方式。在所描绘的配置中，电容组件308-1至308-3使用电容器510-1至510-3来实现。电容器510-1至510-3可以具有固定或可变阻抗。电感组件310-1和310-2使用相应可调谐电感器512-1和512-2来实现。可调谐电感器512-1和512-2具有可变阻抗。

通常，天线调谐器130的实现可以使用IC调谐电路136的电容组件308-1至308-3、基板调谐电路134的电感组件310-1至310-2、或这两者来提供阻抗调谐。在一些实施例中，当在基板122上或基板122中实现一个或多个电感组件310时，附加空间和/或设计的灵活性是可用的。

尽管图5-1、图5-2和图5-3的基板调谐电路134被示出为包括两个电感组件310-1和310-2，但应当理解，基板调谐电路134可以包括任何数量的电感组件310，包括一个电感组件或多于两个的电感组件。类似地，图5-1、图5-2和图5-3的IC调谐电路136可以包括任何数量的电容组件308，包括一个电容组件、两个电容组件或多于三个的电容组件。在一些实施例中，实现了多于两个的电感组件310，电容组件308与电感组件310中的每个电感组件并联实现，并且相应其他电容组件耦合在将各对电容组件和电感组件耦合在一起的每个节点与地之间。通常，具有更大量组件的基板调谐电路134和/或IC调谐电路136的实现方式可以实现对天线调谐器130的阻抗418(图4-1或图4-2)的更宽的阻抗范围和更精细的控制。

天线调谐器130的电感组件310和电容组件308可以以任何类型的网络布置在天线节点304、收发器节点306与地504之间。示例网络包括串联网络、并联网络、T网络、π网络、Δ网络、Y网络或其某种组合。通常，天线调谐器130的架构被设计为使得天线调谐器130能够具有特定阻抗调谐范围和分辨率，以针对计算设备102的各种操作配置412和/或计算设备102可以在其中操作的各种环境420提供阻抗匹配。

本领域技术人员将理解，除了图1至图5-3所示的配置之外的其他配置可以根据本文中描述的概念来实现。例如，在一些实施例中，天线模块120省略了(多个)天线124。在这样的实施例中，天线124可以在单独的模块中实现，或者在与基板122分离的基板上实现，并且耦合到(多个)天线节点304。在一些实施例中，放大电路128在与IC调谐电路136在其中实现的IC不同的IC中实现。因此，射频集成电路126可以被拆分为若干IC，这些IC可以设置在同一模块中或者不同模块中。在一些实施例中，天线模块120耦合到包括IC的另一模块，该IC包括被配置为在中频与mmW频率之间转换的混频器和/或包括通过互连而耦合到放大电路128的移相器。在一些实施例中，基板调谐电路134和IC调谐电路136未被包含在模块内，而是在诸如柔性印刷电路之类的基板上实现，诸如柔性印刷电路之类的该基板将频率转换和/或相移电路系统耦合到天线124在其上实现的基板或板。

图6是示出用于操作天线调谐器130的示例过程600的流程图。过程600以指定可以执行的操作的一组框602-606的形式来描述。然而，操作不一定限于图6中所示或本文中所述的顺序，因为操作可以以替代顺序或以完全或部分重叠的方式来实现。此外，可以实现更多、更少和/或不同的操作来执行过程600或替代过程。由过程600的所示框表示的操作可以由(例如，图1的)计算设备102或(例如，图1、图2或图3的)天线模块120执行。更具体地，过程600的操作可以部分地由如图1至图5-3所示的天线调谐器130来执行。

在框602，在射频集成电路的放大电路与天线之间提供阻抗。天线和射频集成电路可以设置在基板上(或者例如相对于天线设置在基板中)。阻抗由天线调谐器提供，并且基于天线调谐器的电感组件的正电抗和天线调谐器的电容组件的负电抗。电感组件可以设置在基板上或基板中，并且电容组件在射频集成电路内实现。

例如，天线调谐器130在射频集成电路126的放大电路128与天线124之间提供阻抗(例如，图4-1和图4-2的阻抗418-1、418-2、418-4或418-5中的一个)。如图2所示，天线124和射频集成电路126设置在基板122上(或者例如相对于天线124设置在基板中)。天线调谐器130的阻抗基于天线调谐器130的一个或多个电感组件310的正电抗，该一个或多个电感组件310设置在基板122上或基板122中。此外，阻抗基于天线调谐器130的一个或多个电容组件308的负电抗，该一个或多个电容组件308在射频集成电路126内实现(例如，设置在图2的裸片204上)。在一些情况下，该阻抗使得天线124与放大电路128之间的反射系数的大小能够小于或等于预定阈值。以这种方式，天线调谐器在天线124与放大电路128之间提供阻抗匹配。

在框604，射频信号经由具有该阻抗的天线调谐器从放大电路向天线传递。例如，天线调谐器130将放大的射频信号(例如，图3的放大的射频信号316-1或316-N)从放大电路128(例如，图3的放大电路128-1或128-N)传递到天线124(例如，图3的天线124-1或124-N)。

在框606，射频信号经由天线传输。例如，天线124传输射频信号，诸如图4-1的射频信号414-1或414-2。尽管关于传输进行了描述，但是可以针对接收执行类似的操作，如关于图7进一步描述的。

图7是示出用于操作天线调谐器130的示例过程700的另一流程图。过程700以指定可以执行的操作的一组框702-706的形式来描述。然而，操作不一定限于图7中所示或本文中所述的顺序，因为操作可以以替代顺序或以完全或部分重叠的方式来实现。此外，可以实现更多、更少和/或不同的操作来执行过程700或替代过程。由过程700的所示框表示的操作可以由(例如，图1的)计算设备102或(例如，图1、图2或图3的)天线模块120执行。更具体地，过程700的操作可以部分地由如图1至图5-3所示的天线调谐器130来执行。

在框702，射频信号经由设置在基板上或基板中的天线接收。例如，天线124接收图4-1的射频信号414-3。天线124可以设置在基板122上或基板122中，如图2所示。

在框704，阻抗在射频集成电路的放大电路与天线之间提供。射频集成电路可以设置在基板上。阻抗由天线调谐器提供，并且基于天线调谐器的电感组件的正电抗和天线调谐器的电容组件的负电抗。电感组件可以设置在基板上或基板中，并且电容组件在射频集成电路内实现。

例如，天线调谐器130在射频集成电路126的放大电路128与天线124之间提供阻抗(例如，图4-1和图4-2的阻抗418-3至418-5中的一个)。射频集成电路126设置在基板122上，如图2所示。天线调谐器130的阻抗基于天线调谐器130的一个或多个电感组件310的正电抗，该一个或多个电感组件310设置在基板122上或基板122中。此外，阻抗基于天线调谐器130的一个或多个电容组件308的负电抗，该一个或多个电容组件308在射频集成电路126内实现(例如，设置在图2的裸片204上)。在一些情况下，阻抗使得接收的射频信号414-3的信噪比大于或等于预定阈值。以这种方式，天线调谐器在天线124与放大电路128之间提供阻抗匹配。

在框706，射频信号经由具有该阻抗的天线调谐器从天线向放大电路传递。例如，天线调谐器130将射频信号414-3(例如，图3的射频信号318-1或318-N)从天线124(例如，图3的天线124-1或124-N)传递到放大电路128(例如，图3的放大电路128-1或128-N)。

除非上下文另有规定，否则本文中使用“或”一词可以被视为使用“包括性的或”、或者允许包括或应用由“或”一词链接的一个或多个项目的术语(例如，短语“A或B”可以被解释为仅允许“A”、仅允许“B”、或允许“A”和“B”两者)。此外，在本文中讨论的附图和术语中表示的项目可以指示一个或多个项目或术语，因此可以互换地参考本书面描述中的项目和术语的单数或复数形式。最后，尽管主题已经用特定于结构特征或方法操作的语言进行了描述，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于上述特定特征或操作，包括不一定限于布置特征的组织或执行操作的顺序。

以下包括一些方面，这些方面描述根据本文中描述的概念的某些配置。

方面1：一种装置，包括：

基板；

天线，设置在基板上或基板中；

射频集成电路，设置在基板上，射频集成电路包括放大电路；以及

天线调谐器，耦合在天线与放大电路之间，天线调谐器包括：

电感组件，设置在基板上；以及

电容组件，在射频集成电路内实现。

方面2.根据方面1所述的装置，其中：

电感组件被配置为提供正电抗；并且

电容组件被配置为提供负电抗。

方面3.根据方面1或2所述的装置，其中电容组件与电感组件并联连接。

方面4.根据任一前述方面所述的装置，其中电容组件包括变容二极管。

方面5.根据方面4所述的装置，其中天线调谐器被配置为改变变容二极管的负电抗。

方面6.根据任一前述方面所述的装置，其中电感组件包括传输线。

方面7.根据任一前述方面所述的装置，其中天线调谐器被配置为选择性地：

将放大电路的输出阻抗与天线的输入阻抗匹配；以及

将天线的输出阻抗与放大电路的输入阻抗匹配。

方面8.根据任一前述方面所述的装置，其中：

天线被配置为：

传输具有第一信号特性的第一射频信号；以及

传输具有第二信号特性的第二射频信号，第二信号特性不同于第一信号特性；并且

天线调谐器被配置为：

基于天线传输第一射频信号来提供第一阻抗，第一阻抗基于电感组件的正电抗和电容组件的负电抗；

在第二射频信号被传输之前，改变以下中的至少一项：

电感组件的正电抗；或者

电容组件的负电抗；以及

基于天线传输第二射频信号来提供第二阻抗，第二阻抗不同于第一阻抗。

方面9.根据方面8所述的装置，其中：

第一信号特性包括第一相位；并且

第二信号特性包括不同于第一相位的第二相位。

方面10.根据方面8所述的装置，其中：

第一信号特性包括第一频率；并且

第二信号特性包括不同于第一频率的第二频率。

方面11.根据方面8所述的装置，其中第一射频信号和第二射频信号各自包括大于或等于二十四吉赫兹的至少一个频率。

方面12.根据任一前述方面所述的装置，其中：

电感组件包括第一电感组件；

电容组件包括第一电容组件；并且

天线调谐器包括：

第二电感组件，设置在基板上或基板中；

第二电容组件，在射频集成电路内实现；以及

第三电容组件，在射频集成电路内实现。

方面13.根据方面12所述的装置，其中：

天线调谐器包括：

天线节点，耦合到天线；

共享节点；以及

收发器节点，耦合到放大电路；

第一电感组件耦合在天线节点与共享节点之间；

第二电感组件耦合在共享节点与收发器节点之间；

第一电容组件耦合在天线节点与共享节点之间；

第二电容组件耦合在共享节点与收发器节点之间；并且

第三电容组件耦合在共享节点与地之间。

方面14.根据任一前述方面所述的装置，其中：

天线包括第一天线；

放大电路包括第一放大电路；

天线调谐器包括第一天线调谐器；

射频集成电路包括第二放大电路；并且

装置包括：

天线阵列，包括：

第一天线；以及

第二天线，设置在基板上或基板中；以及

第二天线调谐器，耦合在第二天线与第二放大电路之间，第

二天线调谐器包括：

电感组件，设置在基板上或基板中；以及

电容组件，在射频集成电路内实现。

方面15.根据方面14所述的装置，还包括：

混频器，在射频集成电路内实现；

第一移相器，在射频集成电路内实现，第一移相器耦合在混频器与第一放大电路之间；以及

第二移相器，在射频集成电路内实现，第二相移器耦合在混频器与第二放大电路之间。

方面16.根据任一前述方面所述的装置，其中放大电路包括以下中的至少一项：

功率放大器，被配置为放大用于传输的射频信号；或者

低噪声放大器，被配置为放大用于接收的其他射频信号。

方面17.根据任一前述方面所述的装置，还包括：

天线模块，

其中基板、天线、射频集成电路和天线调谐器被封装在一起作为天线模块的一部分。

方面18.根据方面17所述的装置，还包括：

显示屏；以及

处理器，可操作地耦合到显示屏和天线模块，处理器被配置为基于由天线模块传送的射频信号在显示屏上呈现一个或多个图形图像。

方面19.一种装置，包括：

基板；

天线部件，用于传输和接收射频信号，天线部件设置在基板上或基板中；

集成电路，包括用于调节射频信号的部件，集成电路设置在基板上；以及

调谐部件，用于在天线部件与用于调节的部件之间提供阻抗匹配，调谐部件包括：

用于提供正电抗的电感部件，电感部件设置在基板上或基板中；以及

用于提供负电抗的电容部件，电容部件被实现为集成电路的一部分。

方面20.根据方面19所述的装置，其中电容部件与电感部件并联耦合。

方面21.根据方面19或20所述的装置，其中电容部件还被配置为选择性地提供第一负电抗和第二负电抗。

方面22.根据方面19至21中一项所述的装置，其中电感部件还被配置为选择性地提供第一正电抗和第二正电抗。

方面23.根据方面19至22中一项所述的装置，其中：

天线部件被配置为：

传输射频信号中的具有第一信号特性的第一射频信号；以及传输射频信号中的具有第二信号特性的第二射频信号，第二信号特性不同于第一信号特性；并且

调谐部件被配置为：

基于天线部件传输第一射频信号来提供第一阻抗，第一阻抗基于电感部件的正电抗和电容部件的负电抗；

在第二射频信号被传输之前，改变以下中的至少一项：

电感部件的正电抗；或者

电容部件的负电抗；以及

基于天线部件传输第二射频信号来提供第二阻抗，第二阻抗不同于第一阻抗。

方面24.一种用于操作天线调谐器的方法，方法包括：

经由天线调谐器在射频集成电路的放大电路与设置在基板上或基板中的天线之间提供阻抗，阻抗基于天线调谐器的电感组件的正电抗和天线调频器的电容组件的负电抗，电感组件设置在基板上或基板中，电容组件在射频集成电路内实现，射频集成电路设置在基板上；

经由具有阻抗的天线调谐器从放大电路向天线传递射频信号；以及

经由天线传输射频信号。

方面25.根据方面24所述的方法，其中：

阻抗包括第一阻抗；

射频信号包括第一射频信号；并且

方法包括：

改变电感组件的正电抗或电容组件的负电抗中的至少一项；

响应于改变，经由天线调谐器在放大电路与天线之间提供第二阻抗，第二阻抗不同于第一阻抗；

经由具有第二阻抗的天线调谐器从放大电路向天线传递第二射频信号；以及

经由天线传输第二射频信号。

方面26.根据方面25所述的方法，其中：

第一阻抗的提供包括将放大电路的输出阻抗与天线的第一输入阻抗匹配；以及

第二阻抗的提供包括将放大电路的输出阻抗与天线的第二输入阻抗匹配，天线的第二输入阻抗不同于第一输入阻抗。

方面27.根据方面25或26所述的方法，其中第二射频信号具有不同于第一射频信号的相位。

方面28.根据方面25至27中一项所述的方法，其中第二射频信号具有不同于第一射频信号的频率。

方面29.根据方面24至28中一项所述的方法，其中电容组件与电感组件并联连接。

方面30.根据方面24至29中一项所述的方法，其中：

电容组件包括变容二极管；并且

电感组件包括传输线。