(57)【要約】位相を直接測定することなしに、アンテナのインピーダンスを整合させることが可能である。これは、それが無線トランシーバのコスト及び複雑性を減らすということで、有利である。特に、アンテナの反射率の位相成分は、リターン損失測定に基づき推定され得る。例えば、トランシーバは、アンテナの初期リターン損失を測定し、少なくとも１つのチューナブル素子のインピーダンスを調整し、次いでアンテナの１つ以上の調整されたリターン損失を測定してよい。反射率の位相は、初期リターン損失と１つ以上の調整されたリターン損失との間の差に基づき推定され得る。
2019516263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナのインピーダンスを整合させる方法であって、
アンテナの初期リターン損失を測定し、該初期リターン損失は反射率の大きさに対応し、
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定し、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定し、
前記反射率の前記大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整する
ことを有する、方法。
【請求項２】
前記反射率の前記位相は、前記反射率の前記位相を直接測定することなしに、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に基づき推定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差に基づき、前記反射率の前記位相を推定すること
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べること
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・キャパシタを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・インダクタを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第２チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第２チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第２の調整されたリターン損失を測定する
ことを更に有し、
前記反射率の前記位相は、前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に基づき、推定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記反射率の前記位相を推定することは、
可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記反射率の前記位相を、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差が、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差と同じであるか、又は該差の閾範囲内にある、前記可能性のある位相の範囲に含まれる位相として識別する
ことを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べる
ことを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
プロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読出可能な記憶媒体と
を有し、
前記プログラミングは、
アンテナの初期リターン損失であり、反射率の大きさに対応する前記初期リターン損失を測定し、
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定し、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定し、
前記反射率の前記大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整する
命令を含む、トランシーバ。
【請求項１１】
前記反射率の前記位相は、前記反射率の前記位相を直接測定することなしに、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に基づき推定される、
請求項１０に記載のトランシーバ。
【請求項１２】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差に基づき、前記反射率の前記位相を推定する
命令を含む、請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１３】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べる
命令を含む、請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１４】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・キャパシタを含む、
請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１５】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・インダクタを含む、
請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１６】
前記プログラミングは、
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第２チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第２チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第２の調整されたリターン損失を測定する
命令を更に含み、
前記反射率の前記位相は、前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に基づき、推定される、
請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１７】
前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記反射率の前記位相を、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差が、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差と同じであるか、又は該差の閾範囲内にある、前記可能性のある位相の範囲に含まれる位相として識別する
命令を含む、請求項１６に記載のトランシーバ。
【請求項１８】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べる
命令を含む、請求項１７に記載のトランシーバ。
【請求項１９】
無線信号を放射するよう構成されるアンテナと、
前記アンテナのアンテナ経路へ結合される電力検出回路であり、前記アンテナ経路にわたって伝播する入射信号及び反射信号の電力レベルを検出するよう構成される前記電力検出回路と、
前記アンテナの前記アンテナ経路へ結合される１つ以上のチューナブル素子と、
前記電力検出回路へ及び前記１つ以上のチューナブル素子へ結合されるコントローラであり、前記電力検出回路からの初期電力レベル測定に基づき前記アンテナの初期リターン損失を決定し、前記１つ以上のチューナブル素子のインピーダンスを調整し、前記電力検出回路からの調整された電力レベル測定に基づき前記アンテナの１つ以上の調整されたリターン損失を決定し、前記初期リターン損失及び前記１つ以上の調整されたリターン損失に基づき反射率の位相を推定し、前記反射率に基づき前記アンテナへ結合されたインピーダンス整合要素を調整するよう構成される前記コントローラと
を有する無線トランシーバ。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記反射率の前記位相を直接測定すること又はその直接測定をトリガすることなしに、前記初期リターン損失及び前記１つ以上の調整されたリターン損失に基づき、前記反射率の前記位相を推定するよう構成される、
請求項１９に記載の無線トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［相互参照］
本願は、“Apparatus  and  Method  for  Impedance  Measurement  and  Adaptive  Antenna  Tuning”と題されて２０１６年３月９日付けで出願された米国仮特許出願第１５／０６５，３１３号に基づく優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願は、その全文においてあたかも再現されるように参照により本願に援用される。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、無線通信のためのアンテナ設計に、且つ、特定の実施形態では、インピーダンス測定及び適応アンテナ・チューニングのための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
［背景］
インピーダンス・チューニングは、一般に、アンテナのフィード・ラインへ結合されたインピーダンス整合要素をアンテナ回路の反射率に基づき調整することによって、アンテナ性能を改善する。反射率は、例えば、アンテナに近接しているヒト組織及び／又は導電性（金属）物体の存在に基づき、時間にわたって変化し得る。然るに、多くの最新の無線デバイスは、無線送信中にアンテナの反射率をモニタし、インピーダンス整合要素を然るべく調整することによって、適応インピーダンス・チューニングを実行する。アンテナの反射率をモニタするための従来のアプローチは、通常、入射信号及び反射信号の大きさ及び位相の両成分を測定することを含み、それらは次いで、反射率の大きさ成分及び位相成分を計算するために使用され得る。
【発明の概要】
【０００４】
［発明の概要］
技術的利点は、インピーダンス測定及び適応アンテナ・チューニングのための装置及び方法について記載する本開示の実施形態によって、概して達成される。
【０００５】
実施形態に従って、アンテナのインピーダンスを整合させる方法が提供される。この例において、方法は、アンテナの初期リターン損失を測定することと、前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整することと、前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定することと、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定することと、前記反射率の大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整することとを含む。この方法を実行する装置も提供される。
【０００６】
他の実施形態に従って、インピーダンス整合システムが、アンテナのインピーダンスを整合させるために使用される。インピーダンス整合システムは、アンテナの初期リターン損失であり、反射率の大きさに対応する前記初期リターン損失を測定する測定要素と、前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整し、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失が、前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスの調整後に測定される調整要素と、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき前記反射率の位相を推定し、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素が前記反射率の前記大きさ及び前記位相に基づき調整される推定要素とを含む。
【０００７】
他の実施形態に従って、無線トランシーバが提供される。この例において、無線トランシーバは、無線信号を放射するよう構成されるアンテナと、前記アンテナのアンテナ経路へ結合される電力検出回路と、前記アンテナの前記アンテナ経路へ結合される１つ以上のチューナブル素子と、前記電力検出回路へ及び前記１つ以上のチューナブル素子へ結合されるコントローラとを含む。前記電力検出回路は、前記アンテナ経路にわたって伝播する入射信号及び反射信号の電力レベルを検出するよう構成される。前記コントローラは、前記電力検出回路からの初期電力レベル測定に基づき前記アンテナの初期リターン損失を決定し、前記１つ以上のチューナブル素子のインピーダンスを調整し、前記電力検出回路からの調整された電力レベル測定に基づき前記アンテナの１つ以上の調整されたリターン損失を決定し、前記初期リターン損失及び前記１つ以上の調整されたリターン損失に基づき反射率の位相を推定し、前記反射率に基づき前記アンテナへ結合されたインピーダンス整合要素を調整するよう構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
［図面の簡単な説明］
ここで与えられる実施形態及びそれらの利点のより完全な理解のために、これより、添付の図面と併せて読まれる以下の記載が参照される。
【０００９】
【図１】無線通信ネットワークの実施形態の図を表す。
【図２】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するアンテナ回路の実施形態の図を表す。
【図３】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するアンテナ回路の他の実施形態の図を表す。
【図４】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するアンテナ回路の更なる他の実施形態の図を表す。
【図５】反射率の位相成分がリターン損失測定に基づき如何にして推定され得るかを記載するチャートを表す。
【図６】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定する方法の実施形態のフローチャートを表す。
【図７】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するアンテナ回路の更なる他の実施形態の図を表す。
【図８】反射率の位相成分がリターン損失測定に基づき如何にして推定され得るかを記載するチャートを表す。
【図９】リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定する方法の他の実施形態のフローチャートを表す。
【図１０】チューナブル整合回路の実施形態の図を表す。
【図１１】チューナブル整合回路の更なる実施形態の図を表す。
【図１２】電力検出回路の実施形態の図を表す。
【図１３】電力検出回路の更なる実施形態の図を表す。
【図１４】プロセッシング・システムの実施形態の図を表す。
【図１５】トランシーバの実施形態の図を表す。
【００１０】
異なる図中の対応する数字及び符号は、概して、別段示されない限りは、対応する部分を参照する。図は、実施形態の関連する態様を明らかに表すよう描かれており、必ずしも実寸通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実例となる実施形態の詳細な説明］
本開示の実施形態の形成及び使用は、以下で詳細に論じられる。なお、当然ながら、本発明は、多種多様な特定の状況において具現化され得る多数の適用可能な発明概念を提供する。論じられる具体的な実施形態は、本発明を構成及び使用するための特定の方法の実例に過ぎず、本発明の適用範囲を制限しない。
【００１２】
上述されたように、アンテナの反射率をモニタするための従来のアプローチは、通常は、入射信号及び反射信号の大きさ成分及び位相成分の両方を測定する。これは、一般に、トランシーバのアンテナへ結合された電力検出回路及び位相検出回路の両方を含むよう従来のトランシーバに要求し得る。送信電力制御機能が連邦通信委員会（ＦＣＣ）規制に従うよう要求されるということで、且つ、干渉の軽減及び管理のために、最新の無線デバイスは、一般に、電力検出回路を、それらがインピーダンス整合を実行するかどうかにかかわりなく、備えている。しかし、多くの最新の無線デバイスは、インピーダンス整合以外の理由のために、アンテナ回路にわたって伝播する信号の位相を直接モニタしない。
【００１３】
本開示の態様は、反射率の位相成分を直接測定することなしに、リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するインピーダンス整合技術を提供する。これは、無線トランシーバが、アンテナへ結合された位相検出回路に頼ることなしに、それによって無線トランシーバのコスト及び複雑性を減らしながら、適応インピーダンス整合を達成することを可能にし得る。特に、トランシーバは、方向性結合器を通じてアンテナへ結合された１つ以上のチューナブル素子及び電力検出器を含むチューナブル整合回路を含んでよい。１つの実施形態において、トランシーバは、アンテナの初期リターン損失を測定し、少なくとも１つのチューナブル素子のインピーダンスを調整し、次いでアンテナの１つ以上の調整されたリターン損失を測定する。反射率の位相は、初期リターン損失と１つ以上の調整されたリターン損失との間の差に基づき推定され得る。本明細書で使用されるように、反射率の位相を直接測定することなしに反射率の位相を推定するとの言い回しは、アンテナ回路にわたって伝播する入射信号及び反射信号の測定された位相成分を使用せずに反射率の位相が求められることを言う。受信又は送信信号の位相は、いくつかの他の目的のためにトランシーバによって測定されてよい。それら及び他の態様は、以下で更に詳細に論じられる。
【００１４】
図１は、データを通信するネットワーク１００を表す。ネットワーク１００は、カバレッジ・エリア１０１を有する基地局１１０と、複数の移動デバイス１２０と、バックホール・ネットワーク１３０とを有する。示されるように、基地局１１０は、移動デバイス１２０とのアップリンク（破線）及び／又はダウンリンク（点線）接続を確立する。接続は、移動デバイス１２０から基地局１１０へデータを運ぶ働きをし、その逆も同じである。アップリンク／ダウンリンク接続にわたって運ばれるデータは、移動デバイス１２０どうしの間で伝達されるデータに加えて、バックホール・ネットワーク１３０によってリモートエンド（図示せず。）へ／から伝達されるデータを含んでよい。本明細書で使用されるように、語“基地局”は、例えば、エンハンスド基地局（ｅＮＢ）、マクロセル、フェムトセル、Ｗｉ−Ｆｉアクセス・ポイント（ＡＰ）、又は他の無線対応デバイスのような、ネットワークへの無線アクセスを提供するよう構成された如何なるコンポーネント（又はコンポーネントの集合）も指す。基地局は、１つ以上の無線通信プロトコル、例えば、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスド（ＬＴＥ−Ａ）、ハイ・スピード・パケット・アクセス（ＨＳＰＡ）、Ｗｉ−Ｆｉ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ、などに従う無線アクセスを提供してよい。本明細書で使用されるように、語“移動デバイス”は、ユーザ設備（ＵＥ）、移動局（ＳＴＡ）、及び他の無線対応デバイスのような、基地局との無線接続を確立することが可能な如何なるコンポーネント（又はコンポーネントの集合）も指す。いくつかの実施形態において、ネットワーク１００は、リレー、低電力ノード、などのような、様々な他の無線デバイスを有してよい。
【００１５】
本開示の態様は、反射率の位相成分を直接測定することなしに、リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定するインピーダンス整合技術を提供する。図２は、アンテナ反射率の位相成分を推定するアンテナ回路２００の実施形態の図を表す。示されるように、アンテナ回路２００の実施形態は、アンテナ２０１と、ソース２０９と、チューナブル整合回路２１０と、電力検出回路２６０と、コントローラ２９０とを含む。アンテナ２０１は、無線信号を放射又は受信するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。ソース２０９は、アンテナ回路２００へ結合されたトランシーバ回路（例えば、デュプレクサ、電力増幅器、低雑音増幅器、ベースバンド・プロセッサ、など）のインピーダンスに対応してよい。チューナブル整合回路２１０は、１つ以上のチューナブル素子を含んでよい。チューナブル整合回路２１０に含まれる１つ以上のチューナブル素子は、チューナブル・キャパシタ及び／又はチューナブル・インダクタのような、インピーダンスが調整可能である如何なる回路素子も含んでよい。チューナブル整合回路２１０に含まれる１つ以上のチューナブル素子は、シャント及び／又は直列位置付けを含む、アンテナ２０１に対する様々な位置付けにおいて配置されてよい。チューナブル整合回路２１０のための構成の実施形態は、以下で更に詳細に記載される。
【００１６】
電力検出回路２６０の実施形態は、電圧又は電流検出器のような、アンテナ回路２００にわたって伝播する信号の電力を測定するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。いくつかの実施形態において、電力検出回路２６０は、ソース２０９からアンテナ２０１へ進む入射信号及びアンテナ２００からソース２０９へ進む反射信号の電圧又は電力を測定することによってアンテナ回路２００のリターン損失を測定するよう構成される。
【００１７】
コントローラ２９０は、チューナブル整合回路２１０を制御し、電力検出回路２６０を制御し且つそれから測定データを受信するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合であってもよい。一例として、コントローラ２９０は、チューナブル整合回路２１０に含まれる１つ以上のチューナブル素子のインピーダンスを変更し及び／又は電力検出回路２６０に電力測定を行わせるよう構成されたプロセッサ、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）、ゲート・ドライバ、及び／又は他のコンポーネントを含んでよい。コントローラ２９０はまた、電力検出回路２６０の電力測定に基づきアンテナ２０１の反射率の位相成分を推定するよう構成されてよい。いくつかの実施形態において、位相成分計算はオフラインで行われ、ルック・アップ・テーブルに記憶される。そのような実施形態では、コントローラ２９０は、ルック・アップ・テーブルを調べて、電力測定に基づき位相成分値を決定する。一例として、コントローラ２９０は、初期反射率及び１つ以上の調整された反射率に関連した位相成分値を決定してよい。他の実施形態において、位相成分計算は、コントローラ２９０によってオンラインで行われる。位相成分計算を行うことについての詳細は、以下で更に詳細に論じられる。コントローラ２９０は、反射率の大きさ及び位相に基づきアンテナのインピーダンス整合要素を調整するよう更に構成されてよい。
【００１８】
いくつかの実施形態において、チューナブル整合回路は、直列チューナブル素子を含む。図３は、アンテナ反射率の位相成分を推定するアンテナ回路３００の実施形態の図を表す。示されるように、アンテナ回路３００の実施形態は、アンテナ３０１と、ソース３０９と、直列チューナブル部品を含むチューナブル整合回路３１０と、整合回路３２０と、電力検出回路３６０と、コントローラ３９０とを含み、それらの夫々は、アンテナ回路２００の実施形態の同じコンポーネントと同様に構成されてよい。この例において、チューナブル整合回路３１０は、アンテナ３０１及び他の整合回路へ結合された直列チューナブル素子３１２を含む。直列チューナブル素子３１２は、チューナブル・キャパシタ、チューナブル・インダクタ、又はそれらの組み合わせを含んでよい。コントローラ３９０は、初期リターン損失を測定するよう電力検出回路３６０をトリガし、直列チューナブル素子３１２のインピーダンスを調整し、次いで、調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路３６０をトリガするように構成されてよい。コントローラ３９０は、次いで、初期リターン損失と、調整されたリターン損失と、アンテナ特性及び整合回路構成に基づき決定され得るアンテナ回路３００に関連した位相成分の範囲とに基づき、アンテナ３０１についての反射率の位相成分を推定してよい。
【００１９】
いくつかの実施形態において、チューナブル整合回路は、シャント・チューナブル素子を含む。図４は、アンテナ反射率の位相成分を推定するアンテナ回路４００の実施形態の図を表す。示されるように、アンテナ回路４００の実施形態は、アンテナ４０１と、ソース４０９と、チューナブル整合回路４１０と、整合回路４２０と、電力検出回路４６０と、コントローラ４９０とを含み、それらの夫々は、アンテナ回路２００の実施形態の同じコンポーネントと同様に構成されてよい。この例において、チューナブル整合回路４１０は、アンテナ４０１へ結合されたシャント・チューナブル素子４１４を含む。シャント・チューナブル素子４１４は、チューナブル・キャパシタ、チューナブル・インダクタ、又はそれらの組み合わせを含んでよい。コントローラ４９０は、初期リターン損失を測定するよう電力検出回路４６０をトリガし、シャント・チューナブル素子４１４のインピーダンスを調整し、調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路４６０をトリガしてよい。コントローラ４９０は、次いで、初期リターン損失と、調整されたリターン損失と、アンテナ回路４００に関連した位相成分の範囲とに基づき、アンテナ４０１についての反射率の位相成分を推定してよい。
【００２０】
本明細書で与えられる実施形態は、アンテナの反射率についての位相成分の範囲が知られている場合に、初期リターン損失の測定及び調整されたリターン損失の測定に基づき、反射率の位相成分を推定するために使用されてよい。図５は、反射率の位相成分がリターン損失測定に基づき如何にして推定され得るかを記載するスミス・チャート５０１及びグラフ５０２を表す。スミス・チャート５０１は、整合回路網を備えたアンテナの初期反射率（Γ０）の全てのとり得る位相にわたって複素反射率を表す第１円（Γ＝｜Γ０｜）と、チューナブル・インピーダンスを調整した後の反射率の全ての位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第２円（Γ＝ｆ（Γ０））とを表す。第１円（Γ＝｜Γ０｜）は、｜Γ０｜に対応する値を有して第１リターン損失測定の後に決定される。第３円Γ＝｜Γ１｜は、｜Γ１｜に対応する値を有して第２リターン損失測定の後に決定される。この第３円は、２つの点で第２円と交わる。グラフ５０２は、初期リターン損失測定（｜Γ０｜）と調整されたリターン損失（｜Γ｜）との間の差を、アンテナ初期反射率の位相の関数として表す。ただ１つの調整されたリターン損失測定しかとられない場合に（Γ＝｜Γ１｜として）、反射率の位相成分について２つのとり得る値、すなわち、Θ１及びΘ２が存在する。これらは、曲線との直線ｙ＝｜Γ１｜−｜Γ０｜の交点に対応する。この場合に、反射率の位相成分は、１００から２５０°の間の範囲を有することが知られる。然るに、Θ１は、アンテナ回路の反射率についての推定された位相係数である。
【００２１】
図６は、コントローラによって実行され得るような、リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定する方法６００の実施形態のフローチャートを表す。ステップ６１０で、コントローラは、整合回路網を備えたアンテナのリターン損失を測定する。これは、方向性結合器でリターン損失を測定することによって達成されてよい。これは、入射信号及び反射信号の大きさ（例えば、電圧又は電力）を測定し、次いで、入射信号の大きさと戻り信号の大きさとの間の比としてリターン損失を計算することを含んでよい。ステップ６２０で、コントローラは、アンテナへ結合されたチューナブル素子のインピーダンスを調整する。１つの実施形態において、これは、アンテナへ結合されたチューナブル・キャパシタのキャパシタンスを調整することを含む。他の実施形態において、これは、アンテナへ結合されたチューナブル・インダクタのインダクタンスを調整することを含む。いくつかの実施形態において、複数のチューナブル素子がステップ６２０の間に調整される。
【００２２】
ステップ６３０で、コントローラは、整合回路網を備えたアンテナの調整されたリターン損失を測定する。調整されたリターン損失の測定は、チューナブル素子のインピーダンスがステップ６２０で調整された後に行われる。ステップ６４０で、コントローラは、初期リターン損失及び調整されたリターン損失に基づき反射率の位相成分を推定する。これは、実時間の計算を行うことによって、あるいは、初期化時に計算されるか又はメモリから読み出された位相値とリターン損失測定を関連づけるルック・アップ・テーブルを参照することによって、達成されてよい。方向性結合器で測定された複素反射率によれば、アンテナ・インピーダンス（又はアンテナ・フィード面での反射率）は、アンテナから整合回路網を取り出すことによって求められ得る。これは、アンテナと電力検出器との間の整合回路網の知識を持って支援され得る。ステップ６５０で、コントローラは、反射率に基づき、アンテナへ結合されたインピーダンス整合要素を調整する。インピーダンス整合要素及びチューナブル素子は、同じ又は異なるコンポーネントを含んでよい。
【００２３】
本明細書で与えられる実施形態は、反射率の位相成分を推定するために初期リターン損失の測定及び複数の調整されたリターン損失の測定を利用してよい。これは、アンテナ回路についての位相成分の範囲が知られていない場合に有用であり得る。図７は、アンテナ反射率の位相成分を推定するアンテナ回路７００の実施形態の図を表す。示されるように、アンテナ回路７００の実施形態は、アンテナ７０１と、ソース７０９と、チューナブル整合回路７１０と、電力検出回路７６０と、コントローラ７９０とを含み、それらの夫々は、アンテナ回路２００の実施形態の同じコンポーネントと同様に構成されてよい。アンテナ回路７００の実施形態は、任意に、チューナブル整合回路７１０とアンテナ７０１との間に更なる整合回路を含んでよい。この例において、コントローラ７９０は、電力検出回路７６０の電力測定に基づきアンテナ７０１の反射率の位相成分を推定するよう構成されてよい。特に、コントローラ７９０は、初期リターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。コントローラ７９０は、次いで、チューナブル整合回路７１０に含まれる直列チューナブル素子７１２及びシャント・チューナブル素子７１２のうちの一方又は両方のインピーダンスを調整し、そして、第１の調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。その後に、コントローラ７９０は、直列チューナブル素子７１２及びシャント・チューナブル素子７１２のうちの一方又は両方のインピーダンスを再調整し、そして、第２の調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。最後に、コントローラ７９０は、初期リターン損失、第１の調整されたリターン損失、及び第２の調整されたリターン損失に基づき、アンテナ７０１についての反射率の位相成分を推定してよい。コントローラ７９０は、アンテナ回路７００に関連した位相成分の範囲を知ることなしに、３つのリターン損失測定に基づき位相成分を推定し得る。
【００２４】
図８は、反射率の位相成分がリターン損失測定に基づき如何にして推定され得るかを記載するスミス・チャート８０１及びグラフ８０２を表す。スミス・チャート８０１は、整合回路網を備えたアンテナの初期反射率（Γ０）の全てのとり得る位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第１円（Γ＝｜Γ０｜）を表す。スミス・チャート８０１は、第１の調整された反射率の全ての位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第２円（Γ＝ｆ１（Γ０））と、第２の調整された反射率の全ての位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第３円（Γ＝ｆ２（Γ））とを更に表す。第１円（Γ＝｜Γ０｜）は、初期リターン損失測定（｜Γ０｜）の関数として反射率（Γ）についての複素数値を表し得る。第２円（Γ＝ｆ１（Γ０））は、最初のインピーダンス調整の後の第１の調整された反射率（Γ１）の複素数値を表し得、第３円（Γ＝ｆ２（Γ０））は、第２のインピーダンス調整の後の第２の調整された反射率（Γ２）の複素数値を表し得る。グラフ８０２は、初期リターン損失測定（｜Γ０｜）と第１の調整されたリターン損失（｜Γ１｜）との間の差、及び初期リターン損失測定（｜Γ０｜）と第２の調整されたリターン損失（｜Γ２｜）との間の差を、アンテナの初期反射率の位相の関数として表す。初期反射率の２つのとり得る位相（Θ１Ａ及びΘ１Ｂ）は、第１の調整されたリターン損失の測定から導出され得る。初期反射率の２つのとり得る位相（Θ２Ａ及びΘ２Ｂ）も、第２の調整されたリターン損失の測定から導出され得る。初期反射率（Γ０）の正確な位相成分は、この場合に見られるように、２つの測定から導出された共通の値Θ１Ｂであってよい。
【００２５】
図９は、コントローラによって実行され得るような、リターン損失測定に基づき反射率の位相成分を推定する方法９００の実施形態のフローチャートを表す。ステップ９１０で、コントローラは、方向性結合器でリターン損失を測定することによって達成され得るように、整合回路網を備えたアンテナのリターン損失を測定する。このステップはまた、入射信号の大きさと戻り信号の大きさとの間の比を決定することを含んでよい。ステップ９２０で、コントローラは、アンテナへ結合された１つ以上のチューナブル素子のインピーダンスを調整する。チューナブル素子は、チューナブル・キャパシタ及び／又はチューナブル・インダクタを含んでよい。ステップ９２５で、コントローラは、アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定する。第１の調整されたリターン損失の測定は、チューナブル素子のインピーダンスがステップ９２０で調整された後に行われる。ステップ９３０で、コントローラは、アンテナへ結合された１つ以上のチューナブル素子のインピーダンスを調整する。ステップ９３０の間に調整されるチューナブル素子は、ステップ９２０の間に調整されたチューナブル素子のうちの１つ以上を含んでよい。代替的に、ステップ９３０の間に調整されるチューナブル素子は、ステップ９２０の間に調整されたものとは異なるチューナブル素子を含んでよい。ステップ９３５で、コントローラは、アンテナの第２の調整されたリターン損失を測定する。第２の調整されたリターン損失の測定は、チューナブル素子のインピーダンスがステップ９３０で調整された後に行われる。ステップ９４０で、コントローラは、初期リターン損失、第１の調整されたリターン損失、及び第２の調整されたリターン損失に基づき、反射率の位相成分を推定する。これは、オンラインの計算を行うことによって、あるいは、オフラインで計算された位相値とリターン損失測定を関連づけるルック・アップ・テーブルを参照することによって、達成されてよい。これは、方向性結合器で複素反射率を決定するだろう。方向性結合器での複素反射率によれば、アンテナ・インピーダンス（又はアンテナ・フィードでの反射率）は、電力検出器とアンテナとの間の整合回路網を取り出すことによって求められ得る。整合回路を取り出すことは、整合されたアンテナ・インピーダンスから生の（raw）アンテナ・インピーダンスを求めることを含み得る。実施形態において、整合回路内の各コンポーネントは、行列（例えば、ＡＢＣＤ行列）として表現される２ポート回路網要素として扱われてよく、整合回路全体は、直列−直列、並列−並列、直列−並列、並列−直列、又はカスケード接続を用いて２ポート回路網の各要素に関連した行列を結合することで求められる他の行列によって表される。そのような実施形態において、整合回路を取り出すことは、反射率に関係がある生のアンテナ散乱パラメータ（例えば、Ｓパラメータ）を、整合されたアンテナ散乱パラメータ及び整合回路網のＡＢＣＤ行列から抜き出すことを含んでよい。これは、アンテナと電力検出器との間の整合回路網の知識を持って支援され得る。ステップ９５０で、コントローラは、反射率に基づき、アンテナへ結合された１つ以上のインピーダンス整合要素を調整する。ステップ９５０の間に調整されるインピーダンス整合要素は、ステップ９２０、９３０の間に調整されたチューナブル素子のうちの１つ以上を含んでよい。代替的に、ステップ９５０の間に調整されるインピーダンス整合要素は、ステップ９２０、９３０の間に調整されたチューナブル素子とは異なってよい。
【００２６】
図１０は、チューナブル整合回路１００１、１００２、１００３及び１００４の実施形態の図を表す。示されるように、チューナブル整合回路１００１、１００４の実施形態は、インダクタ及びアンテナと直列に結合されたチューナブル・キャパシタ（Ｃｓ）と、インダクタ及びアンテナと並列に結合されたチューナブル・キャパシタ（Ｃｐ）とを含む。チューナブル整合回路１００２、１００３の実施形態は、アンテナと直列に結合されたチューナブル・キャパシタと、アンテナと並列に結合されたチューナブル・キャパシタとを含む。
【００２７】
以下は、チューナブル整合回路１００１を使用する開ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．現在のリターン損失｜Γ０｜を測定する；２．チューナブル・シャント・キャパシタＣｓの値をΔＣｓだけ変更する；３．リターン損失｜Γ１ｓ｜を測定し、元のＣｓを回復させる；４．｜Γ１ｓ｜−｜Γ０｜を計算する；５．チューナブル・シリアル・キャパシタＣｓの値をΔＣｓだけ変更する；６．リターン損失｜Γ１ｐ｜を測定し、元のＣｐを回復させる；７．｜Γ１ｐ｜−｜Γ０｜を計算する；８．反射率の異なる位相角度を使用し、シリアル及びシャント・キャパシタンスのキャパシタンスの変更をシミュレーションすることによって、テーブルが生成される；９．テーブルを検索して、整合された反射率角度φを見つける；１０．ΓＭ＝｜Γ０｜×ｅｘｐ（ｊ×φ）。
【００２８】
テーブル１は、閉ループ・インピーダンス・チューニングのために使用されるルック・アップ・テーブルの実施形態のテーブルである。以下は、チューナブル整合回路１００１を使用する閉ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．反射率ΓＭを測定する；２．チューナブル整合回路網の構成の知識を持ってアンテナ・インピーダンスを計算する；３．測定されたアンテナ・インピーダンスをテーブルで検索することによって使用ケースを見つける；４．チューナブル整合回路網構成をルック・アップ・テーブルから取得し、チューナブル整合回路網を設定する；５．Ｃｐ及びＣｓを１ステップずつ変更することによって、測定された反射率をモニタし、そして、目標反射率と比較する；６．Ｃｓ及びＣｐを変更することによって、最適な反射率設定を探索する。
【表１】
2019516263.tif 000003
【００２９】
以下は、チューナブル整合回路１００２を使用する開ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．現在のリターン損失｜Γ０｜を測定する；２．チューナブル・シャント・キャパシタＣｐの値をΔＣｐだけ変更する；３．リターン損失｜Γ１ｐ｜を測定し、元のＣｐを回復させる；４．｜Γ１ｐ｜−｜Γ０｜を計算する；５．チューナブル・シリアル・キャパシタＣｓの値をΔＣｓだけ変更する；６．リターン損失｜Γ１ｓ｜を測定し、元のＣｓを回復させる；７．｜Γ１ｓ｜−｜Γ０｜を計算する；８．反射率の異なる位相角度を使用し、シリアル及びシャント・キャパシタンスのキャパシタンスの変更をシミュレーションすることによって、テーブルが生成される；９．テーブルを検索して、整合された反射率角度を見つける；１０．ΓＭ＝｜Γ０｜×ｅｘｐ（ｊ×φ）。
【００３０】
テーブル２は、閉ループ・インピーダンス・チューニングのために使用されるルック・アップ・テーブルの実施形態のテーブルである。以下は、チューナブル整合回路１００１を使用する閉ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．反射率ΓＭを測定する；２．チューナブル整合回路網の構成の知識を持ってアンテナ・インピーダンスを計算する；３．測定されたアンテナ・インピーダンスをテーブルで検索することによって使用ケースを見つける；４．チューナブル整合回路網構成をルック・アップ・テーブルから取得し、チューナブル整合回路網を設定する；５．Ｃｐ及びＣｓを１ステップずつ変更することによって、測定された反射率をモニタし、そして、目標反射率と比較する；６．Ｃｓ及びＣｐを変更することによって、最適な反射率設定を探索する。
【表２】
2019516263.tif 000004
【００３１】
図１１は、チューナブル整合回路１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５及び１１０６の更なる追加の実施形態の図を表す。示されるように、チューナブル整合回路１１０１、１１０２の実施形態は、アンテナと直列に結合されたチューナブル素子と、アンテナと並列に結合されたチューナブル素子とを含む。チューナブル整合回路１１０３、１１０４の実施形態は、アンテナと直列に結合されたチューナブル素子と、アンテナと並列に結合された２つのチューナブル素子とを含む。チューナブル整合回路１１０５の実施形態は、アンテナと並列に結合されたチューナブル・キャパシタを含む。チューナブル整合回路１１０６の実施形態は、アンテナと直列に結合されたチューナブル・キャパシタを含む。
【００３２】
図１２は、電力検出回路１２０１、１２０２の実施形態の図を表す。示されるように、電力検出回路１２０１は、方向性結合器１２６１と、スイッチ１２６４と、電力検出器１２６５とを含む。方向性結合器１２６１は、アンテナと直列に結合されている。方向性結合器１２６１は、アンテナ及びソース（ＲＳ）へ接続された入力及び送信ポートと、スイッチ１２６２、１２６４へ接続された結合されたポートとを有している。スイッチ１２６２、１２６４の構成に依存して、電力検出器１２６５は、入射信号及び反射信号の電力（例えば、電圧）を測定するよう構成される。電力検出回路１２０２は、別個の電力検出器１２６６、１２６７が（夫々）入射信号及び反射信号の電力を測定するために使用される点を除いて、電力検出回路１２０１と同様である。図１３は、電力検出回路１２０４、１２０５の実施形態の図を表す。電力検出回路１２０４、１２０５の実施形態は、異なる構成において配置されている、電力検出回路１２０１、１２０２と同様のコンポーネントを含む。１２０１及び１２０２における１つのカップリング経路の代わりに、２つのカップリング経路がここでは使用される。いくつかの例において、スイッチ１２６２、１２６４は５０オーム負荷へ結合される。リターン損失は、折り返し電力で除された順方向電力として計算されてよい。スイッチ１２６２、１２６４は、単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチング構成を有するものとして表されているが、当業者には明らかなように、他のスイッチング構成も可能である。
【００３３】
本開示の実施形態は、チューナブル・キャパシタを調整し、リターン損失変動を使用することによって、折り返し及び順方向電力の比によりインピーダンス（例えば、反射率）を決定する方法を提供する。実施形態のシステムは、チューナブル整合回路網を対象のインピーダンス目標へと調整するよう提供される。そのようなシステムは、方向性結合器と、折り返し及び順方向経路のための電力検出器と、少なくとも１つのチューナブル・コンポーネントを含むチューナブル整合回路網とを含んでよい。チューナブル整合回路網は、開ループ又は閉ループ・スキームに従って調整され得る。開ループ・スキームを使用する場合に、検出された反射率は、開ループ・ルック・アップ・テーブルにおけるエントリに関連したインデックスを決定するために使用される。インデックスは、アンテナへ結合されたインピーダンス整合要素を調整するための情報を供給するために使用される。閉ループ・スキームを使用する場合に、測定された検出された反射率は、初期チューナブル整合回路網構成及び目標複素反射率についてルック・アップ・テーブルにおけるエントリに関連したインデックスを決定するために使用される。コントローラは、反射率をモニタし、それを探索アルゴリズムのための目標として使用して、目標とされた複素反射率を達成し得る。
【００３４】
チューナブル素子を変更する効果に関して。測定された反射率を考えると、チューナブル素子は、異なる反射率を得るために調整され得る。位相角度は、その場合に、リターン損失の差分（例えば、反射率の絶対値）を比較することによって求められ得る。
【００３５】
本開示の実施形態は、閉ループ・アンテナ・チューニングを実装するための費用効果的な方法を提供し、部品表（ＢＯＭ）コストを下げ、アプリケーション・プロセッサ／モデム・プロセッサが閉ループ・コントローラとして再利用されることを可能にし、電力検出回路を再利用し、充実した使用経験、開ループ・ルック・アップ・テーブルによる高速収束、閉ループ・チューニングが、送信若しくは受信又はＴＸとＲＸとの間の如何なるトレードオフのためにも最適化され得る。
【００３６】
図１４は、ホスト・デバイスにおいて設置され得る、本明細書で記載される方法を実行するためのプロセッシング・システム１４００の実施形態のブロック図を表す。示されるように、プロセッシング・システム１４００は、プロセッサ１４０４と、メモリ１４０６と、インターフェイス１４１０〜１４１４とを含み、それらは、図１４に示されるように配置されてよい（あるいは、配置されなくてよい）。プロセッサ１４０４は、計算及び／又は他のプロセッシングに関連したタスクを実行するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合であってもよく、メモリ１４０６は、プロセッサ１４０４による実行のためにプログラミング及び／又は命令を記憶するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合であってもよい。実施形態において、メモリ１４０６は、非一時的なコンピュータ読出可能な媒体を含む。インターフェイス１４１０、１４１２、１４１４は、プロセッシング・システム１４００が他のデバイス／コンポーネント及び／又はユーザと通信することを可能にする如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合であってもよい。例えば、インターフェイス１４１０、１４１２、１４１４のうちの１つ以上は、プロセッサ１４０４からホスト・デバイス及び／又は遠隔のデバイスにインストールされているアプリケーションへデータ、制御、又は管理メッセージを伝達するよう構成されてよい。他の例として、インターフェイス１４１０、１４１２、１４１４のうちの１つ以上は、ユーザ又はユーザ・デバイス（例えば、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、など）がプロセッシング・システム１４００と相互作用／通信することを可能にするよう構成されてよい。プロセッシング・システム１４００は、長期記憶装置（例えば、不揮発性メモリ、など）のような、図１４に表されていない更なるコンポーネントを含んでよい。
【００３７】
いくつかの実施形態において、プロセッシング・システム１４００は、電気通信ネットワークにアクセスしているか又は別なふうにその部分であるネットワーク・デバイスに含まれる。１つの例において、プロセッシング・システム１４００は、基地局、中継局、スケジューラ、コントローラ、ゲートウェイ、ルータ、アプリケーション・サーバ、又は電気通信ネットワーク内の何らかの他のデバイスのような、無線又は有線電気通信ネットワーク内のネットワーク側デバイス内にある。他の実施形態において、プロセッシング・システム１４００は、移動局、ユーザ設備（ＵＥ）、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、タブレット、装着型通信デバイス（例えば、スマートウォッチ、など）、又は電気通信ネットワークにアクセスするよう構成された何らかの他のデバイスのような、無線又は有線電気通信ネットワークにアクセスするユーザ側デバイス内にある。
【００３８】
いくつかの実施形態において、インターフェイス１４１０、１４１２、１４１４のうちの１つ以上は、プロセッシング・システム１４００を、電気通信ネットワークにわたってシグナリングを送信及び受信するよう構成されたトランシーバへ接続する。図１５は、電気通信ネットワークにわたってシグナリングを送信及び受信するよう構成されたトランシーバ１５００のブロック図を表す。トランシーバ１５００は、ホスト・デバイスにおいて設置されてよい。示されるように、トランシーバ１５００は、ネットワーク側インターフェイス１５０２と、結合器１５０４と、送信器１５０６と、受信器１５０８と、信号プロセッサ１５１０と、デバイス側インターフェイス１５１２とを有する。ネットワーク側インターフェイス１５０２は、無線又は有線電気通信ネットワークにわたってシグナリングを送信又は受信するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。結合器１５０４は、ネットワーク側インターフェイス１５０２を介した双方向通信を容易にするよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。送信器１５０６は、ベースバンド信号を、ネットワーク側インターフェイス１５０２を介した送信に適した変調されたキャリア信号に変換するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合（例えば、アップコンバータ、電力増幅器、など）も含んでよい。受信器１５０８は、ネットワーク側インターフェイス１５０２を介して受信されたキャリア信号をベースバンド信号に変換するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合（例えば、ダウンコンバータ、低雑音増幅器、など）も含んでよい。信号プロセッサ１５１０は、ベースバンド信号を、デバイス側インターフェイス１５１２を介した通信に適したデータ通信に、あるいは、その逆も同様に変換するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。デバイス側インターフェイス１５１２は、信号プロセッサ１５１０とホスト・デバイス内のコンポーネント（例えば、プロセッシング・システム１４００、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）ポート、など）との間でデータ信号を通信するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。
【００３９】
トランシーバ１５００は、如何なるタイプの通信媒体も介してシグナリングを送信及び受信してよい。いくつかの実施形態において、トランシーバ１５００は、無線媒体を介してシグナリングを送信及び受信する。例えば、トランシーバ１５００は、セルラー・プロトコル（例えば、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）、など）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）プロトコル（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、など）又は何らかの他のタイプの無線プロトコル（例えば、ブルートゥース、近距離通信（ＮＦＣ）、など）のような無線電気通信プロトコルに従って通信するよう構成された無線トランシーバであってよい。そのような実施形態では、ネットワーク側インターフェイス１５０２は、１つ以上のアンテナ／放射要素を有する。例えば、ネットワーク側インターフェイス１５０２は、単一のアンテナ、複数の別個のアンテナ、又はマルチレイヤ通信のために構成されたマルチアンテナ・アレイ、例えば、単入力多出力（ＳＩＭＯ）、多入力単出力（ＭＩＳＯ）、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、などを含んでよい。他の実施形態において、トランシーバ１５００は、有線媒体、例えば、ツイストペア・ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ、などにわたってシグナリングを送信及び受信する。特定のプロセッシング・システム及び／又はトランシーバは、示されるコンポーネントの全て、又はコンポーネントの一部のみを利用してよく、集積化の度合いはデバイスごとに様々であってよい。
【００４０】
本明細書は、詳細に記載されているが、様々な変更、置換及び代替が、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び適用範囲から逸脱することなしに行われ得ることが理解されるべきである。更に、現在存在しているか又は後に開発されるプロセス、機械、製品、組成物、手段、方法、又はステップが、本明細書で記載されている対応する実施形態と実質的に同じ結果を達成するか又は実質的に同じ機能を実行し得ることを本開示から当業者が容易に認識するということで、開示の適用範囲は、本明細書で記載されている特定の実施形態に制限されるよう意図されない。然るに、添付の特許請求の範囲は、その適用範囲内にそのようなプロセス、機械、製品、組成物、手段、方法、又はステップを含めるよう意図される。
【図１】
2019516263.tif 000005
【図２】
2019516263.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019516263.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月15日(2018.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナのインピーダンスを整合させる方法であって、
アンテナの初期リターン損失を測定し、該初期リターン損失は反射率の大きさに対応し、
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定し、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定し、
前記反射率の前記大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整する
ことを有する、方法。
【請求項２】
前記反射率の前記位相は、前記反射率の前記位相を直接測定することなしに、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に基づき推定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差に基づき、前記反射率の前記位相を推定すること
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べること
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・キャパシタを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・インダクタを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第２チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第２チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第２の調整されたリターン損失を測定する
ことを更に有し、
前記反射率の前記位相は、前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に基づき、推定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記反射率の前記位相を推定することは、
可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記可能性のある位相の範囲にわたって、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差を決定し、
前記反射率の前記位相を、前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差が、前記初期リターン損失と前記第２の調整されたリターン損失との間の差と同じであるか、又は該差の閾範囲内にある、前記可能性のある位相の範囲に含まれる位相として識別する
ことを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定することは、
前記初期リターン損失、前記第１の調整されたリターン損失、及び前記第２の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べる
ことを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
プロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読出可能な記憶媒体と
を有し、
前記プログラミングは、
アンテナの初期リターン損失であり、反射率の大きさに対応する前記初期リターン損失を測定し、
前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整し、
前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定し、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定し、
前記反射率の前記大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整する
命令を含む、トランシーバ。
【請求項１１】
前記反射率の前記位相は、前記反射率の前記位相を直接測定することなしに、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に基づき推定される、
請求項１０に記載のトランシーバ。
【請求項１２】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
前記初期リターン損失と前記第１の調整されたリターン損失との間の差に基づき、前記反射率の前記位相を推定する
命令を含む、請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１３】
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の前記位相を推定する前記命令は、
前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に関連するエントリに基づき、ルック・アップ・テーブルにおいて、前記反射率の前記位相を調べる
命令を含む、請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１４】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・キャパシタを含む、
請求項１１に記載のトランシーバ。
【請求項１５】
前記第１チューナブル素子は、チューナブル・インダクタを含む、
請求項１１に記載のトランシーバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
実施形態に従って、アンテナのインピーダンスを整合させる方法が提供される。この例において、方法は、アンテナの初期リターン損失であり、反射率の大きさに対応する前記初期リターン損失を測定することと、前記アンテナへ結合される少なくとも１つの第１チューナブル素子のインピーダンスを調整することと、前記アンテナへ結合される前記第１チューナブル素子のインピーダンスを調整した後に、前記アンテナの第１の調整されたリターン損失を測定することと、前記初期リターン損失及び前記第１の調整されたリターン損失に少なくとも基づき、前記反射率の位相を推定することと、前記反射率の大きさ及び前記位相に基づき、前記アンテナへ結合されるインピーダンス整合要素を調整することとを含む。この方法を実行する装置も提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
電力検出回路２６０の実施形態は、電圧又は電流検出器のような、アンテナ回路２００にわたって伝播する信号の電力を測定するよう構成された如何なるコンポーネント又はコンポーネントの集合も含んでよい。いくつかの実施形態において、電力検出回路２６０は、ソース２０９からアンテナ２０１へ進む入射信号及びアンテナ２０１からソース２０９へ進む反射信号の電圧又は電力を測定することによってアンテナ回路２００のリターン損失を測定するよう構成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本明細書で与えられる実施形態は、反射率の位相成分を推定するために初期リターン損失の測定及び複数の調整されたリターン損失の測定を利用してよい。これは、アンテナ回路についての位相成分の範囲が知られていない場合に有用であり得る。図７は、アンテナ反射率の位相成分を推定するアンテナ回路７００の実施形態の図を表す。示されるように、アンテナ回路７００の実施形態は、アンテナ７０１と、ソース７０９と、チューナブル整合回路７１０と、電力検出回路７６０と、コントローラ７９０とを含み、それらの夫々は、アンテナ回路２００の実施形態の同じコンポーネントと同様に構成されてよい。アンテナ回路７００の実施形態は、任意に、チューナブル整合回路７１０とアンテナ７０１との間に更なる整合回路を含んでよい。この例において、コントローラ７９０は、電力検出回路７６０の電力測定に基づきアンテナ７０１の反射率の位相成分を推定するよう構成されてよい。特に、コントローラ７９０は、初期リターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。コントローラ７９０は、次いで、チューナブル整合回路７１０に含まれる直列チューナブル素子７１２及びシャント・チューナブル素子７１４のうちの一方又は両方のインピーダンスを調整し、そして、第１の調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。その後に、コントローラ７９０は、直列チューナブル素子７１２及びシャント・チューナブル素子７１４のうちの一方又は両方のインピーダンスを再調整し、そして、第２の調整されたリターン損失を測定するよう電力検出回路７６０をトリガしてよい。最後に、コントローラ７９０は、初期リターン損失、第１の調整されたリターン損失、及び第２の調整されたリターン損失に基づき、アンテナ７０１についての反射率の位相成分を推定してよい。コントローラ７９０は、アンテナ回路７００に関連した位相成分の範囲を知ることなしに、３つのリターン損失測定に基づき位相成分を推定し得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図８は、反射率の位相成分がリターン損失測定に基づき如何にして推定され得るかを記載するスミス・チャート８０１及びグラフ８０２を表す。スミス・チャート８０１は、整合回路網を備えたアンテナの初期反射率（Γ０）の全てのとり得る位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第１円（Γ＝｜Γ０｜）を表す。スミス・チャート８０１は、第１の調整された反射率の全ての位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第２円（Γ＝ｆ１（Γ０））と、第２の調整された反射率の全ての位相にわたって複素反射率（Γ）を表す第３円（Γ＝ｆ２（Γ０））とを更に表す。第１円（Γ＝｜Γ０｜）は、初期リターン損失測定（｜Γ０｜）の関数として反射率（Γ）についての複素数値を表し得る。第２円（Γ＝ｆ１（Γ０））は、最初のインピーダンス調整の後の第１の調整された反射率（Γ１）の複素数値を表し得、第３円（Γ＝ｆ２（Γ０））は、第２のインピーダンス調整の後の第２の調整された反射率（Γ２）の複素数値を表し得る。グラフ８０２は、初期リターン損失測定（｜Γ０｜）と第１の調整されたリターン損失（｜Γ１｜）との間の差、及び初期リターン損失測定（｜Γ０｜）と第２の調整されたリターン損失（｜Γ２｜）との間の差を、アンテナの初期反射率の位相の関数として表す。初期反射率の２つのとり得る位相（Θ１Ａ及びΘ１Ｂ）は、第１の調整されたリターン損失の測定から導出され得る。初期反射率の２つのとり得る位相（Θ２Ａ及びΘ２Ｂ）も、第２の調整されたリターン損失の測定から導出され得る。初期反射率（Γ０）の正確な位相成分は、この場合に見られるように、２つの測定から導出された共通の値Θ１Ｂであってよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
以下は、チューナブル整合回路１００１を使用する開ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．現在のリターン損失｜Γ０｜を測定する；２．チューナブル・シリアル・キャパシタＣｓの値をΔＣｓだけ変更する；３．リターン損失｜Γ１ｓ｜を測定し、元のＣｓを回復させる；４．｜Γ１ｓ｜−｜Γ０｜を計算する；５．チューナブル・シャント・キャパシタＣｐの値をΔＣｐだけ変更する；６．リターン損失｜Γ１ｐ｜を測定し、元のＣｐを回復させる；７．｜Γ１ｐ｜−｜Γ０｜を計算する；８．反射率の異なる位相角度を使用し、シリアル・キャパシタ及びシャント・キャパシタのキャパシタンスの変更をシミュレーションすることによって、テーブルが生成される；９．テーブルを検索して、整合された反射率角度φを見つける；１０．ΓＭ＝｜Γ０｜×ｅｘｐ（ｊ×φ）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以下は、チューナブル整合回路１００２を使用する開ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．現在のリターン損失｜Γ０｜を測定する；２．チューナブル・シャント・キャパシタＣｐの値をΔＣｐだけ変更する；３．リターン損失｜Γ１ｐ｜を測定し、元のＣｐを回復させる；４．｜Γ１ｐ｜−｜Γ０｜を計算する；５．チューナブル・シリアル・キャパシタＣｓの値をΔＣｓだけ変更する；６．リターン損失｜Γ１ｓ｜を測定し、元のＣｓを回復させる；７．｜Γ１ｓ｜−｜Γ０｜を計算する；８．反射率の異なる位相角度を使用し、シリアル・キャパシタ及びシャント・キャパシタのキャパシタンスの変更をシミュレーションすることによって、テーブルが生成される；９．テーブルを検索して、整合された反射率角度を見つける；１０．ΓＭ＝｜Γ０｜×ｅｘｐ（ｊ×φ）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
テーブル２は、閉ループ・インピーダンス・チューニングのために使用されるルック・アップ・テーブルの実施形態のテーブルである。以下は、チューナブル整合回路１００２を使用する閉ループ・インピーダンス・チューニングのためのスキームの実施形態を提供する：１．反射率ΓＭを測定する；２．チューナブル整合回路網の構成の知識を持ってアンテナ・インピーダンスを計算する；３．測定されたアンテナ・インピーダンスをテーブルで検索することによって使用ケースを見つける；４．チューナブル整合回路網構成をルック・アップ・テーブルから取得し、チューナブル整合回路網を設定する；５．Ｃｐ及びＣｓを１ステップずつ変更することによって、測定された反射率をモニタし、そして、目標反射率と比較する；６．Ｃｓ及びＣｐを変更することによって、最適な反射率設定を探索する。
【表２】
2019516263.tif 000020
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図１２は、電力検出回路１２０１、１２０２の実施形態の図を表す。示されるように、電力検出回路１２０１は、方向性結合器１２６１と、スイッチ１２６２、１２６４と、電力検出器１２６５とを含む。方向性結合器１２６１は、アンテナと直列に結合されている。方向性結合器１２６１は、アンテナ及びソース（ＲＬ）へ接続された入力及び送信ポートと、スイッチ１２６２、１２６４へ接続された結合されたポートとを有している。スイッチ１２６２、１２６４の構成に依存して、電力検出器１２６５は、入射信号及び反射信号の電力（例えば、電圧）を測定するよう構成される。電力検出回路１２０２は、別個の電力検出器１２６６、１２６７が（夫々）入射信号及び反射信号の電力を測定するために使用される点を除いて、電力検出回路１２０１と同様である。図１３は、電力検出回路１２０４、１２０５の実施形態の図を表す。電力検出回路１２０４、１２０５の実施形態は、異なる構成において配置されている、電力検出回路１２０１、１２０２と同様のコンポーネントを含む。１２０１及び１２０２における１つのカップリング経路の代わりに、２つのカップリング経路がここでは使用される。いくつかの例において、スイッチ１２６２、１２６４は５０オーム負荷へ結合される。リターン損失は、折り返し電力で除された順方向電力として計算されてよい。スイッチ１２６２、１２６４は、単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチング構成を有するものとして表されているが、当業者には明らかなように、他のスイッチング構成も可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
チューナブル素子を変更する効果に関して、測定された反射率を考えると、チューナブル素子は、異なる反射率を得るために調整され得る。位相角度は、その場合に、リターン損失の差分（例えば、反射率の絶対値）を比較することによって求められ得る。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本開示の実施形態は、閉ループ・アンテナ・チューニングを実装するための費用効果的な方法を提供し、部品表（ＢＯＭ）コストを下げ、アプリケーション・プロセッサ／モデム・プロセッサが閉ループ・コントローラとして再利用されることを可能にし、電力検出回路を再利用し、使用経験を充実させ、開ループ・ルック・アップ・テーブルによる高速収束を可能にすることができ、且つ、閉ループ・チューニングは、送信若しくは受信又はＴＸとＲＸとの間の如何なるトレードオフのためにも最適化され得る。
【国際調査報告】
2019516263.tif 000021
2019516263.tif 000022