用于自動調諧阻抗矩陣的方法和裝置及使用該裝置的無線電發送器的制造方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及用于自動調諧阻抗矩陣（例如，由同時使用多個天線的無線電發送器的功率放大器看到的阻抗矩陣）的方法和裝置。本發明也涉及使用該裝置的無線電發送器。[0002]標題為"Procedeetappareilpouraccorderautomatiquementunematriceimpedance,etemetteurradioutilisantcetappareil'，白勺2013年4月15El白勺編號13/00878的法國專利申請通過引用的方式并入。【
背景技術：
】[0003]調諧阻抗意味著獲得由設備的輸入端口呈現的阻抗近似期望的阻抗，并且同時在由輸出端口看到的阻抗可以改變的情況下提供從設備的輸入端口到輸出端口的無損或者幾乎無損的功率傳送。由此，如果呈現與期望的阻抗的復共輒相等的阻抗的信號發生器連接到輸入端口，則其將向輸入端口傳遞最大功率，并且輸出端口將傳遞接近該最大功率的功率。在本專利申請中，用于調諧阻抗的設備稱為"單輸入端口和單輸出端口調諧單元"。單輸入端口和單輸出端口調諧單元的兩個示例呈現在標題為"Appareild'accordd'antermepourunreseaud'antermes?acesmultiple'，白勺2012年9月25El白勺編號12/02542的法國專利申請的現有技術部分中，并且呈現在標題為"Antennatuningapparatusforamultiportantennaarray"的2013年9月10的對應國際申請PCT/IB2013/058423中，其中，這些示例中的每個被指定為可以用以調諧單個天線的天線調諧裝置。單輸入端口和單輸出端口調諧單元包括一個或者更多可調節阻抗設備，每個具有可調節電抗。為了調諧阻抗，可調節阻抗設備的電抗必須被調節為由輸入端口看到的阻抗的函數。[0004]已經描述用于自動調諧阻抗的許多方法和裝置，其使用依賴于由輸入端口呈現的阻抗的一個或者更多實量，這些實量被處理以獲取"調諧控制信號"，調諧控制信號用以控制單輸入和單輸出調諧單元的可調節阻抗設備的電抗。[0005]例如，在標題為"AutomaticTuningSystem"的編號2,523,791的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中、在標題為"AutomaticImpedanceMatchingApparatus"的編號2,745,067的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中以及在標題為"ImpedanceMatchingSystem"的編號3,443,231的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中，期望的阻抗是電阻。我們應使用Rc以表示這個電阻。在這些裝置的每個中，在電路中的給定點處感測到電壓V和電流i，由輸入端口呈現的阻抗是Z=v/i。在這些裝置的每個中，依賴于由輸入端口呈現的阻抗的實量是由相對于i的V的相位確定的電壓，這個相位等于Z的輻角，并且電壓基本與差IvI-RlJiI成比例。在這些裝置的每個中，如果由輸入端口呈現的阻抗基本等于期望的阻抗，則依賴于由輸入端口呈現的阻抗的第二實量基本等于零，但反之不真。在所述專利號2,745,067和專利號3,443,231的情況下，當且僅當由輸入端口呈現的阻抗基本等于期望的阻抗，則依賴于由輸入端口呈現的阻抗的兩個實量基本等于零。在所述專利號3,443,231的情況下，表示與由輸入端口呈現的阻抗不同的阻抗的兩個其他實量也用以獲取調諧控制信號。[0006]例如，在標題為"AutomaticImpedanceMatchingApparatus"的編號4,356,458的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中以及在標題為"AutomaticAntennaTuningSystem"的編號5,225,847的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中，感測兩個電壓：基本與復入射電壓（入射電壓也稱為前向電壓）的絕對值成比例的電壓和基本與復反射電壓的絕對值成比例的電壓。使用與上面相同的符號，^表示復入射電壓，并且vR表示復反射電壓，專家理解所述絕對值分別由|vF|=Iv+R〇i1/2和|vR|=Iv-R(ji1/2給出。在這些裝置的每個中，使用依賴于由輸入端口呈現的阻抗的單個實量。這是在電路中處理的數。在這些裝置之一中，這個數基本等于復反射電壓的絕對值與復入射電壓的絕對值的比率，也就是說等于|vR|/|vF|。在這些裝置的其他中，這個數基本等于這個比率的平方反比，也就是說等于IVf12/1VrI2。[0007]例如，在標題為"AntennaTunerDiscriminator"的編號4,493,112的美國專利中公開的用于自動調諧阻抗的裝置中，感測兩個復電壓：基本與入射電壓成比例的電壓和基本與反射電壓成比例的電壓。使用入射電壓作為相位的基準，獲取與反射電壓的實部成比例的電壓和與反射電壓的虛部分成比例的電壓。在這個裝置中，依賴于由輸入端口呈現的阻抗的實量是與反射電壓的實部成比例的電壓和與反射電壓的虛部成比例的電壓。在這個裝置中，當且僅當由輸入端口呈現的阻抗基本等于期望的電壓，依賴于由輸入端口呈現的阻抗的兩個實量基本等于零。[0008]我們注意到，在編號4,356,458和編號5,225,847的所述專利中公開的裝置中，必須使用包含時序邏輯的數字反饋環，以獲取調諧控制信號并且調諧由輸入端口呈現的阻抗，因為依賴于由輸入端口呈現的阻抗的單個實量不提供關于由輸入端口呈現的阻抗的完整信息。在上面考慮的其他裝置中，可以獲得更快的調諧，因為依賴于由輸入端口呈現的阻抗的兩個實量提供關于由輸入端口呈現的阻抗的完整信息，以便可以使用簡單負反饋環(degenerativefeedbackloop)，以獲取調諧控制信號并且調諧由輸入端口呈現的阻抗。然而，專家理解使用提供關于由輸入端口呈現的阻抗的完整信息的、依賴于由輸入端口呈現的阻抗的兩個實量的自動調諧阻抗的裝置可以實現最快的調諧，如果其基于在給定時間獲取的該完整信息，計算獲取準確調諧所需的調諧控制信號的值并且迅速傳遞對應的調諧控制信號。[0009]當輸入端口意圖耦合到無線接收器或者無線發送器的無線電頻率信號端口時，例如在標題為"Methodfortuninganadaptiveimpedancematchingnetworkwithalook-uptable"的編號8,072,285的美國專利中或者在標題為"Adaptiveimpedancematchingmodule"的編號8,299,867的美國專利中，用于自動調諧阻抗的裝置有時稱為"自動天線調諧器"或者稱為"自適應阻抗匹配模塊"。用于自動調諧阻抗的裝置實際上是自適應的，在這個意義上，一些電路參數（即，可調節阻抗設備的電抗）作為諸如感測到的電壓或者電流之類的電路變量的函數隨時間改變。[0010]調諧阻抗矩陣意味著獲取由設備的多個輸入端口呈現的阻抗矩陣近似期望的阻抗矩陣，并且同時在由多個輸出端口看到的阻抗矩陣可以改變的情況下提供從設備的多個輸入端口到多個輸出端口的功率的無損或者幾乎無損的傳遞。由此，如果呈現等于期望阻抗矩陣的厄密伴隨矩陣（也就是說，等于矩陣復共輒的轉置矩陣的矩陣）的阻抗矩陣的多端口信號發生器的端口適合地連接到多個輸入端口，則所述多端口信號發生器向多個輸入端口傳遞最大功率，并且多個輸出端口傳遞接近這個最大功率的功率。在本專利申請中，用于調諧阻抗矩陣的設備稱為"多輸入端口和多輸出端口調諧單元"。在編號12/02542的所述法國專利申請和所述對應國際申請PCT/IB2013/058423中公開多輸入端口和多輸出端口調諧單元的示例，這些示例中的每個指定為"用于多端口天線陣列的天線調諧裝置"。多輸入端口和多輸入端口調諧單元包括若干可調節阻抗設備，每個具有可調節電抗。為了調諧阻抗矩陣，可調節阻抗設備的電抗必須調節為由多個輸出端口看到的阻抗矩陣的函數。[0011]專家理解用于自動調諧阻抗的多個裝置可以在耦合到它們的輸出端口的多端口負載的各端口之間的相互作用很小并且期望的阻抗矩陣是對角的特定情況下，用于自動調諧阻抗矩陣。遺憾的是，沒有在耦合到輸出端口的多端口負載的各端口之間的相互作用不是很小的情況下（也就是在由輸出端口看到的阻抗矩陣基本不是對角的情況下）自動調諧阻抗矩陣的問題的已知解決方案。【
發明內容】[0012]本發明的目的是在沒有已知技術的上述限制的情況下用于自動調諧阻抗矩陣的方法和裝置，并且也是使用該裝置的無線電發送器。[0013]本發明的方法是用于自動調諧由裝置的m個端口以給定頻率呈現的阻抗矩陣的方法，其中，m是大于或者等于2的整數，所述m個端口中的每個稱為"用戶端口"，裝置具有所述m個用戶端口和η個其他端口，其中，η是大于或者等于2的整數，所述η個其他端口中的每個稱為"目標端口"，所述阻抗矩陣稱為"由用戶端口呈現的阻抗矩陣"并且由Zu指示，裝置允許以所述給定頻率從用戶端口向目標端口的功率傳送，所述方法包括以下步驟：[0014]使用相繼應用于用戶端口的m個或更多不同的激勵，估計依賴于由用戶端口呈現的阻抗矩陣的q個實量，其中q是大于或者等于m的整數；[0015]使用依賴于由用戶端口呈現的阻抗矩陣的q個實量，以獲取"調諧控制信號"；[0016]使用多輸入端口和多輸出端口調諧單元調節由用戶端口呈現的阻抗矩陣，并且多輸入端口和多輸出端口調諧單元包括P個可調節阻抗設備，其中，P是大于或者等于2m的整數，可調節阻抗設備的每個具有在所述給定頻率的電抗，可調節阻抗設備中的任一個的電抗對由用戶端口呈現的阻抗矩陣有影響，可調節阻抗設備中的任一個的電抗可由電部件調節；[0017]將調諧控制信號的每個應用于一個或者更多可調節阻抗設備，可調節阻抗設備的每個的電抗主要由一個或者更多調諧控制信號確定。[0018]根據本發明，給定頻率例如是大于或者等于150kHz的頻率。專家理解由用戶端口呈現的阻抗矩陣是大小mXm的復矩陣。從用戶端口向目標端口的所述功率傳送是具有小或者可忽略或者零損耗的功率傳送，這個特性是優選的。[0019]根據本發明，相繼應用于用戶端口的m個或者更多不同的激勵中的每個例如可以包括在所述給定頻率的正弦信號，例如，應用于一個且僅一個用戶端口的在所述給定頻率的正弦電流，所述一個且僅一個用戶端口是m個或者更多不當前第1頁1 2 3 4 5 6