本發(fā)明涉及用于使用一個或多個可調(diào)諧天線和天線調(diào)諧裝置的無線通信的方法。本發(fā)明也涉及用于使用一個或多個可調(diào)諧天線和天線調(diào)諧裝置的無線通信的裝置。所接收或發(fā)射的無線信號可攜帶任何性質(zhì)的信息，例如，用于語音傳輸和/或圖像傳輸(電視)和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?。所接收或發(fā)射的無線信號可用于任何類型的操作，例如，廣播、雙向點對點無線通信或在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的無線通信。

在2014年3月20日提交的、題目為“Communication radio utilisant des antennas accordables et un appareil d’accord d’antenne”的法國專利申請第14/00666號通過引用方式被并入。

背景技術(shù)：

由天線呈現(xiàn)的阻抗依賴于頻率和圍繞天線的空間的電磁特性。特別地，如果天線被內(nèi)置于便攜式收發(fā)器(例如移動電話機)中，則用戶身體對由天線呈現(xiàn)的阻抗有影響，并且該阻抗依賴于用戶身體的位置。這被稱為“用戶交互(user interaction)”、或者“人手效應(yīng)”或者“手指效應(yīng)”

天線調(diào)諧裝置，也被稱為天線調(diào)諧器，是意欲插在無線設(shè)備(例如無線發(fā)送器或無線接收器)和其天線之間以達到由無線設(shè)備所看到的阻抗與目標(biāo)值匹配的無源裝置。圖1示出了這樣的用于調(diào)諧單個天線(11)的天線調(diào)諧裝置(31)的典型使用的方框圖，所述天線在給定頻帶中運行(或被使用)。所述天線調(diào)諧裝置(31)包括：

天線端口(311)，所述天線端口通過饋電(21)耦合到天線(11)，所述天線

端口(311)在所述給定頻帶中的頻率上看到被稱為由天線端口所看到的

阻抗的阻抗；

無線端口(312)，所述無線端口通過互連(41)耦合到所述無線設(shè)備(5)，所

述無線端口(312)在所述給定頻帶中的所述頻率上呈現(xiàn)被稱為由所述無

線端口呈現(xiàn)的阻抗的阻抗；

一個或多個可調(diào)阻抗器件，所述可調(diào)阻抗器件中的每一個在所述給定頻

帶中的所述頻率上具有電抗，所述可調(diào)阻抗器件中的任一個的電抗都是

可調(diào)的并對由所述無線端口呈現(xiàn)的阻抗有影響。

無線設(shè)備(5)是用于無線通信的有源裝置，諸如發(fā)射器、接收器或收發(fā)器。饋電(21)例如可以是同軸電纜。在一些情況下，當(dāng)所述天線調(diào)諧裝置(31)被緊靠天線(11)放置時，所述饋電(21)不存在。互連(41)例如可以是同軸電纜。在一些情況下，當(dāng)天線調(diào)諧裝置(31)被緊靠無線設(shè)備(5)放置時，所述互連(41)不存在。

天線調(diào)諧裝置在給定頻帶中的任何頻率上基本表現(xiàn)為相對于所述天線端口和所述無線端口的無源線性的2端口裝置。這里，“無源”是以電路理論中的含義使用的，所以天線調(diào)諧裝置不提供放大。實際上，不期望在給定頻帶中施加到天線調(diào)諧裝置的天線端口或無線端口的信號有損失，因此，在給定頻帶中，理想的天線調(diào)諧裝置對于施加到其天線端口或無線端口的信號是無損的。

圖2示出了可用作在圖1中示出的用于調(diào)諧單個天線的無線調(diào)諧裝置(31)的示意圖，所述天線用在給定頻帶中。在圖2中示出的天線調(diào)諧裝置包括：

具有兩個端子(3111)(3112)的天線端口(311)，所述天線端口為單端；

具有兩個端子(3121)(3122)的無線端口(312)，所述無線端口為單端；

呈現(xiàn)負(fù)電抗并且與所述天線端口并聯(lián)的可調(diào)阻抗器件(313)；

線圈(315)；

呈現(xiàn)負(fù)電抗并且與所述無線端口并聯(lián)的可調(diào)阻抗器件(314)；

在圖2中示出的類型的天線調(diào)諧裝置例如被用在F.Chan Wai Po,E.de Foucault,D.Morche,P.Vincent和E.Kerhervé的、題目為“A Novel Method for Synthesizing an Automatic Matching Network and Its Control Unit”(出版于IEEE transactions on Circuits and Systems—I:Regular Papers,vol.58,No.9,pp.2225-2236in September 2011)的文章中。Q.Gu,J.R.De Luis,A.S.Morris和J.Hilbert的、題目為“An Analytical Algorithm for Pi-Network Impedance Tuners”(出版于IEEE Transactions on Circuits and Systems—I:Regular Papers,vol.58,No.12,pp.2894-2905in December 2011)的文章和K.R.Boyle,E.Spits，M.A.de Jongn,S.Sato,T.Bakker和A.vanBezooijen的、題目為“A Self-Contained Adaptive Antenna Tuner for Mobile Phones”(出版于Proceedings of the 6^th European Conference on Antenna and Propagation(EUCAP),pp.1804-1808in March 2012)的文章考慮了與在圖2中示出的類似的類型的天線調(diào)諧裝置，主要區(qū)別在于圖2的線圈(315)被可調(diào)阻抗器件代替，所述可調(diào)阻抗器件是可變電感器或與可變電容器并聯(lián)連接的電感器。

天線調(diào)諧裝置可用于補償由運行頻率的變化所引起的由天線端口所看到的阻抗的變化和/或補償用戶交互。

由多端口天線陣列呈現(xiàn)的阻抗矩陣依賴于頻率和圍繞天線的空間的電磁特性。尤其是，如果多端口天線陣列被內(nèi)置于同時使用多個天線以用于MIMO通信的便攜式收發(fā)器中(例如LTE無線網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備(UE))，則由多端口天線陣列呈現(xiàn)的阻抗矩陣受用戶交互的影響。

另一天線調(diào)諧裝置(其可被稱為“多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置”)是意欲插入在于一頻帶中同時使用多個天線的無線設(shè)備(例如用于MIMO通信的無線發(fā)送器或無線接收器)和所述多個天線之間以達到由所述所述無線設(shè)備看到的阻抗矩陣與目標(biāo)值相匹配的無源裝置。圖3示出了這樣的用于同時調(diào)諧4個天線(11)(12)(13)(14)的天線調(diào)諧裝置(3)的典型使用的方框圖，所述4個天線運行在給定頻帶中，所述4個天線形成天線陣列(1)。在圖3中，所述天線調(diào)諧裝置(3)包含：

n＝4個天線端口(311)(321)(331)(341)，所述天線端口的每一個通過饋電(21)(22)(23)(24)耦合到所述天線(11)(12)(13)(14)中的一個，在所述給定頻帶中的頻率上，所述天線端口看到被稱為由所述天線端口看到的阻抗矩陣的阻抗矩陣；

m＝4個無線端口(312)(322)(332)(342)，所述無線端口的每一個通過互連(41)(42)(43)(44)耦合到無線設(shè)備(5)，在所述給定頻帶中的所述頻率上，所述無線端口呈現(xiàn)被稱為由所述無線端口看到的阻抗矩陣的阻抗矩陣；p個可調(diào)阻抗器件，其中p為整數(shù)，通常大于或等于m，所述可調(diào)阻抗器件的每一個在所述給定頻帶中的所述頻率上具有電抗，所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗都是可調(diào)節(jié)的，并且對由所述無線端口呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響；

多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置在給定頻帶中的任何頻率上相對于n個天線端口和m個無線端口基本上表現(xiàn)為無源線性(n+m)端口裝置。其中，“無源”再次以電路理論的含義使用，從而，多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置不提供放大。在實踐中，對于施加到多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置的天線端口或無線端口的信號，不希望有損失。所以，在給定頻帶中，理想的多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置對于施加到其天線端口或無線端口的信號是無損的。

圖4示出了可用作在圖3中示出的調(diào)節(jié)4個天線的天線調(diào)諧裝置(3)的示意圖，所述天線用在給定頻帶中。在圖4中示出的天線調(diào)諧裝置包含：

n＝4個天線端口(311)(321)(331)(341)，所述天線端口的每一個為單端；

m＝4個無線端口(312)(322)(332)(342)，所述無線端口的每一個為單端；

n個可調(diào)阻抗器件(301)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個與所述天線端口中的一個并聯(lián)耦合；

n(n-1)/2個可調(diào)阻抗器件(302)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個具有耦合到所述天線端口中的一個的第一端子和耦合到所述天線端口中的不同于第一端子所耦合的天線端口的一個天線端口的第二端子；

n＝m個線圈(303)，每一個具有耦合到所述天線端口中的一個的第一端子和耦合到所述無線端口中的一個的第二端子；

m個可調(diào)阻抗器件(304)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個與所述無線端口中的一個并聯(lián)耦合；

m(m-1)/2個可調(diào)阻抗器件(305)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗，并且每一個具有耦合到所述無線端口中的一個的第一端子和耦合到所述無線端口中的不同于第一端子耦合的無線端口的一個無線端口的第二端子。在編號為12/02542、題目為“Appareil d’accord d’antenne pour un réseau d’antennes à accès multiples”的法國專利申請以及編號為PCT/IB2013/058423(WO 2014/049475)、題目為“Antenna tuning apparatus for a multiport antenna array”的相應(yīng)國際申請中公開了在圖4中示出的類型的多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置。

多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置可用于補償由運行頻率的變化引起的由天線端口看到的阻抗矩陣的變化和/或補償用戶交互。

天線調(diào)諧裝置可以是如此的：其可調(diào)阻抗器件中的任一個的電抗值被手動調(diào)節(jié)。該類型的手動調(diào)諧需要熟練的操作者，并且例如被執(zhí)行以為無線電愛好者調(diào)節(jié)一些天線調(diào)諧裝置(具有如在圖1和圖2示出的單天線端口和單無線端口)。

天線調(diào)諧裝置以是如此的：其可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)。這樣的天線調(diào)諧裝置可以是如此的：其可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗值可被自動或自適應(yīng)調(diào)節(jié)。在這種情況下，如果天線調(diào)諧裝置和提供其可調(diào)阻抗器件的自動或自適應(yīng)調(diào)節(jié)的電路組成單個裝置，則該裝置可被稱為“自動天線調(diào)諧裝置”或者“自動天線調(diào)諧器”或者“自適應(yīng)天線調(diào)諧器”。

自動天線調(diào)諧已經(jīng)被長期應(yīng)用到具有單天線端口和單無線端口的天線調(diào)諧裝置，如在編號為2,745,067、題目為“Automatic Imdepance Matching Apparatus”的美國專利中以及在編號為4,493,112、題目為“Antenna Tuner Discriminator”的美國專利中所示。應(yīng)用到具有單天線端口和單無線端口的天線調(diào)諧器的自動天線調(diào)諧也是當(dāng)前研究工作的主題，其中有一些例如在題目為“A Novel Method for Synthesizing an Automatic Matching Network and Its Control Unit”、“An Analytical Algorithm for Pi-Network Impedance Tuner”以及“A Self-Contained Adaptive Antenna Tuner for Mobile Phones”的技術(shù)文章中被描述。

自動天線調(diào)諧近來已被應(yīng)用到多天線端口和多無線端口的天線調(diào)諧裝置，如在編號為8,059,058、題目為“Antenna system and method for operating an antenna system”的美國專利、編號為12/02564、題目為“Procédé et dispositif pour la réceptionradio utilisant un appareil d’accord d’antenne et une pluralité d’antennes”的法國專利申請(對應(yīng)于編號為PCT/IB2013/058574(WO2014/049486)、題目為“Method and device for radio reception using an antenna tuning apparatus and a plurality of antennas”的國際申請)以及編號為13/00878、題目為“Procédéet appareil pour accorder automatiquement une matriceimpédance，et émetteurradio utilisant cet appareil”的法國專利申請(對應(yīng)于編號為PCT/IB2014/058933(WO 2014/170766)、題目為“Method and apparatus for automatically tuning an impedance matrix,and radio transmitter using this apparatus”的國際申請)中所示。

然而，與使用天線調(diào)諧裝置的天線調(diào)諧(手動或自動)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中的重要局限是天線調(diào)諧裝置沒有減少在天線和與其連接的饋電之間的任何不匹配。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解這種情況意味著即使在天線調(diào)諧裝置被正確地調(diào)整也可能在饋電的兩端上出現(xiàn)強反射。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解這樣的反射引起在饋電中的損耗，這降低了使用天線和饋電的無線電系統(tǒng)的性能。

在使用單天線的無線電裝置的情況下，對該問題的公知解決方法是：去除饋電；使用呈現(xiàn)低損耗的饋電；或者用可調(diào)諧無源天線代替所述天線和所述天線調(diào)諧裝置。在頻帶中同時使用多個天線的無線電裝置的情況下，這些解決方法都不令人滿意。例如，去除饋電是不可能的，這是因為天線彼此相距較遠(yuǎn)，所以天線調(diào)諧裝置不可能在所述天線的每一個附近。例如，當(dāng)使用低損耗電介質(zhì)時呈現(xiàn)低損耗的饋電比較昂貴，和/或?qū)τ诖蠖鄶?shù)當(dāng)前應(yīng)用來說要求太多的空間。例如，可調(diào)諧無源天線不能用于完全控制其呈現(xiàn)的阻抗矩陣以達到由無線裝置所看到的阻抗矩陣接近任意期望的矩陣。尤其是，當(dāng)在可調(diào)諧無源天線之間的互相影響不可忽略時，由可調(diào)諧無源天線的陣列所呈現(xiàn)的阻抗矩陣不是對角線的。因此，可調(diào)諧無源天線既不能用于達到期望的對角線矩陣，也不能完全補償用戶交互。尤其是，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員應(yīng)該理解，在移動電話機的情況時，因為要求小尺寸和低成本，以及因為在天線之間的互相影響不可避免，所以所述公知解決方法中沒有令人滿意的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是用于使用多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置的而沒有上述公知技術(shù)的局限的用于無線通信的方法和用于無線通信的裝置。

本發(fā)明的方法是用于在給定頻帶中利用幾個天線的無線通信的方法，所述方法使用包括n個天線的用于無線通信的裝置，其中n為大于等于2的整數(shù)，所述方法包含以下步驟：

使用至少一個天線控制裝置來控制所述天線的至少一個的一個或多個特征，所述至少一個天線控制裝置是所述天線的至少一個的一部分，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征產(chǎn)生影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置調(diào)節(jié)；

將所述n個天線直接或間接地耦合到包含n個天線端口、m個無線端口和p個可調(diào)阻抗器件的天線調(diào)諧裝置，其中m為大于或等于2的整數(shù)，以及其中p為大于或等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”以及是如此的：在所述給定頻帶的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述多個可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述天線調(diào)諧裝置的所述多個可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置調(diào)節(jié)；

生成“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧指令對所述多個參數(shù)的每一個具有影響，所述調(diào)諧指令對所述天線調(diào)諧裝置的多個可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗具有影響。

在之前的句子中，“所述參數(shù)的每一個”清楚地表示“所述至少一個天線的每一個的所述至少一個天線控制裝置的每一個的所述至少一個參數(shù)的每一個”。在這句中，“具有影響”和“具有作用”具有相同的意思。

n個天線中的每一個具有端口，稱為“天線的信號端口”，包括兩個端子，其可用于接收和/或發(fā)射電磁波，所述天線的至少一個中的每一個包括至少一個天線控制裝置，其可包含用于其它電連接的一個或多個其它端子。假定所述n個天線的每一個在給定頻帶中的任何頻率上，相對于天線信號端口基本上表現(xiàn)為無源天線，也就是說表現(xiàn)為線性的并且不使用用于放大由所述天線接收的信號或由所述天線發(fā)射的信號的放大器的天線。作為線性的結(jié)果，可以定義由n個天線呈現(xiàn)的阻抗矩陣，其定義對于所述天線的每一個只考慮所述天線的信號端口。所述矩陣因此尺寸為n×n。因為在天線之間的互相影響，所以矩陣不需要為對角線的。尤其是，本發(fā)明可以是如此的：所述矩陣不是對角線矩陣。

所述一個或多個特征的每一個例如可以是電特性(諸如在指定頻率上的阻抗)或者電磁特性(諸如在指定頻率上的指向性圖案)。所述天線的所述至少一個中的每一個包括至少一個天線控制裝置，其具有對所述天線的所述至少一個中的所述每一個的一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)。因此，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員應(yīng)該理解所述天線的所述至少一個中的每一個是可調(diào)諧無源天線?？烧{(diào)諧無源天線也可被稱為“可重構(gòu)天線”。一些作者考慮三種類型的可調(diào)諧無源天線：極化捷變天線(polarization-agile antenna)、圖案可重構(gòu)天線(pattern-reconfigurable antenna)和頻率捷變天線(frequency-agile antenna)。關(guān)于頻率捷變天線的現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)在例如A.Petosa的、題目為“An Overview of Tuning Techniques for Frequency-Agile Antennas”(出版于IEEE antennas and propagation Magazine,vol.54,No.5,in October 2012)的文中被描述。

所述n個天線的每一個可直接或間接地耦合到所述天線調(diào)諧裝置的所述天線端口中的一個且僅一個。更準(zhǔn)確說，對于所述n個天線的每一個，所述天線的信號端口可被直接或間接耦合到所述天線調(diào)諧裝置的所述天線端口中的一個且僅一個。例如，間接耦合可以是通過饋電和/或通過定向耦合器的耦合。天線控制裝置和天線調(diào)諧裝置可用于調(diào)諧所述n個天線。

所述調(diào)諧指令可包括任何類型的電信號和/或這樣的電信號的任意組合。所述調(diào)諧指令可在用于無線通信的裝置內(nèi)自動生成。

執(zhí)行本發(fā)明的方法的裝置是用于在給定頻帶中使用幾個天線的無線通信的裝置，所述無線通信裝置包括：

n個天線，其中n為大于等于2的整數(shù)，在所述n個天線中有至少一個可調(diào)諧無源天線，所述至少一個可調(diào)諧無源天線包括至少一個天線控制裝置、所述至少一個可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征通過使用所述至少一個天線控制裝置來控制，所述至少一個天線控制裝置具有影響所述一個或多個特征的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可由電氣裝置來調(diào)節(jié)；

天線調(diào)諧裝置，包含n個天線端口、m個無線端口和p個可調(diào)阻抗器件，其中m為大于等于2的整數(shù)以及其中p為大于等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”并且是如此的：在給定頻帶中的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

處理單元，所述處理單元遞送“調(diào)諧指令”；調(diào)諧控制單元，所述調(diào)諧控制單元接收所述調(diào)諧指令，所述調(diào)諧控制單元遞送多個“調(diào)諧控制信號”，所述調(diào)諧控制信號被確定為所述調(diào)諧指令的函數(shù)，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗主要通過所述調(diào)諧控制信號中的一個或多個來確定，所述參數(shù)的每一個主要通過所述調(diào)諧控制信號的一個或多個來確定。

在之前的句子中，“所述參數(shù)的每一個”清楚地表示“所述至少一個可調(diào)諧無源天線的每一個的所述至少一個天線控制裝置的每一個的所述至少一個參數(shù)的每一個”。在這句中，“具有影響”和“具有作用”具有相同的意思。

無線端口在所述給定頻帶中的所述頻率上呈現(xiàn)被稱為“由無線端口呈現(xiàn)的阻抗矩陣”的阻抗矩陣，以及所述天線端口在所述給定頻帶中的所述頻率上看見被稱為“由天線端口所看到的阻抗矩陣”的阻抗矩陣。假定所述天線調(diào)諧裝置在給定頻帶中的任何頻率上相對于其天線端口和無線端口基本上表現(xiàn)為無源線性裝置(其中“無源”以電路理論中的含義使用)。更精確說，所述天線調(diào)諧裝置在給定頻帶中的任何頻率上相對于n個天線端口和m個無線端口基本表現(xiàn)為無線線性(n+m)端口裝置。作為線性的結(jié)果，可以定義由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣。作為無源的結(jié)果，所述天線調(diào)諧裝置不提供放大。

可調(diào)阻抗裝置是包括兩個端子的組件，其基本上表現(xiàn)為無源線性雙端子電路元件，并且其因此以依賴于頻率的阻抗來表征，該阻抗是可調(diào)節(jié)的。所述可調(diào)阻抗器件可通過機械裝置來調(diào)節(jié)，例如可變電阻器、可變電容器、包含多個電容器和用于使網(wǎng)絡(luò)的不同電容器構(gòu)成電抗的一個或多個開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、可變電感器、包含多個電感器和用于使網(wǎng)絡(luò)的不同電感器構(gòu)成電抗的一個或多個開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，或者包含多個開路或短路短線(stub)以及用于使網(wǎng)絡(luò)的不同短線構(gòu)成電抗的一個或多個開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。我們注意到該列表中的所有示例，除了可變電阻器之外，都意欲提供可調(diào)電抗。

具有可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)的電抗的可調(diào)阻抗器件可以是如此的：它在所述給定頻帶中的所述頻率上僅提供有限集合的電抗值，如果所述可調(diào)節(jié)阻抗器件是下列器件則例如可獲得這種特征：

-包含多個電容器或開路短線和用于引起所述網(wǎng)絡(luò)的不同電容器或開路短線構(gòu)成電抗的一個或多個電控制開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)(諸如機電式繼電器或微機電開關(guān)(MEMS開關(guān)))或者PIN二極管或者絕緣柵場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的網(wǎng)絡(luò)；或者

-包含多個線圈或短路短線以及用于引起網(wǎng)絡(luò)的不同線圈或短路短線構(gòu)成電抗的一個或多個電控開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。

具有可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)的電抗的可調(diào)阻抗器件可以是如此的：它在所述給定頻帶中的所述頻率上提供連續(xù)的集合的電抗值，例如如果可調(diào)阻抗器件基于變?nèi)荻O管或MOS變?nèi)莨?；或者微機電可變電容(MEMS可變電容)；或者鐵電可變電容的使用，則獲得該特征。

天線調(diào)諧裝置可以是如此的：如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定對角線阻抗矩陣，則所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件中的任一個的電抗在所述給定頻帶中的所述頻率上對由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響。這必須解釋為：所述天線調(diào)諧裝置可以是如此的：在所述給定頻帶中的所述頻率上，存在被稱為給定對角線阻抗矩陣的對角線阻抗矩陣，所給定對角線阻抗矩陣是如此的：如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于所述給定對角線阻抗矩陣，則所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗對由所述無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響。

如所述A.Petosa的文章中所說明的，很多不同類型的天線裝置可被用于控制所述可調(diào)諧無源天線的任一個的一個或多個特征。適合的天線控制裝置可以是例如：

-電控開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)，在這種情況下，對可調(diào)諧無源天線的一個或多個

特征具有影響的天線控制裝置的參數(shù)可以是開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)；

-可調(diào)阻抗器件，在這種情況下，對可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征具

有影響的天線控制裝置的參數(shù)可以是所述可調(diào)阻抗器件在所指示頻率

上的電抗或阻抗；或者

-致動器(actuator)，被配置以產(chǎn)生可調(diào)諧無源天線的機械變形，在這種情

況下，對可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征具有影響的天線控制裝置的

參數(shù)可以是變形的長度。

如果天線控制裝置是電控開關(guān)或者轉(zhuǎn)換開關(guān)，則它可以是例如機電式繼電器，或者微機電開關(guān)(MEMS開關(guān))，或者使用一個或多個PIN二極管或一個或多個絕緣柵場效應(yīng)晶體管(MOSFET)作為開關(guān)裝置的電路。

附圖說明

從下面參考附圖對通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的特定實施例的描述中，其它優(yōu)點和特征將更加清楚，在附圖中：

圖1示出了用于調(diào)諧單個天線的天線調(diào)諧裝置的典型使用的方框圖，在專門介紹現(xiàn)有技術(shù)的部分中已進行過討論；

圖2示出了可用于圖1中示出的調(diào)諧單個天線的天線調(diào)諧裝置的示意圖，在專門介紹現(xiàn)有技術(shù)的部分中已進行過討論；

圖3示出了用于同時調(diào)諧4個天線的天線調(diào)諧裝置的典型使用的方框圖，在專門介紹現(xiàn)有技術(shù)的部分中已進行過討論；

圖4示出了可用作如在圖3中示出的同時調(diào)諧4個天線的天線調(diào)諧裝置的示意圖，在專門介紹現(xiàn)有技術(shù)的部分中已進行過討論；

圖5示出了同時使用4個可調(diào)諧無源天線的本發(fā)明的用于無線通信的收發(fā)器的方框圖；

圖6示出了包含單個天線控制裝置的第一可調(diào)諧無源天線；

圖7示出了包含三個天線控制裝置的第二可調(diào)諧無源天線；

圖8示出了包含四個天線控制裝置的第三可調(diào)諧無源天線；

圖9示出了包含單個天線控制裝置的第四可調(diào)諧無源天線；

圖10示出了同時使用4個可調(diào)諧無源天線的本發(fā)明的用于無線通信的收發(fā)器的方框圖。

具體實施方式

第一實施例

作為通過非限制性示例方式給出的本發(fā)明的裝置的第一實施例，我們已經(jīng)在圖5中展示了用于無線通信的便攜式裝置的方框圖，所述用于無線通信的裝置是收發(fā)器，包括：

n＝4個天線(11)(12)(13)(14)，所述n個天線同時在給定頻帶中操作，n個天線構(gòu)成天線陣列(1)，所述天線的每一個是包含至少一個天線控制裝置的可調(diào)諧無源天線，所述可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征通過使用所述至少一個天線控制裝置來控制，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

無線設(shè)備(5)，包括在圖5中在其它地方未示出的用于無線通信的裝置的所有部分；

天線調(diào)諧裝置(3)，所述天線調(diào)諧裝置是多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置，所述天線調(diào)諧裝置包含n＝4個天線端口(311)(321)(331)(341)，所述天線端口的每一個通過饋電(21)(22)(23)(24)耦合到所述天線中的一個，所述天線調(diào)諧裝置包含m＝4個無線端口(312)(322)(332)(342)，所述無線端口的每一個通過互連(41)(42)(43)(44)耦合到無線設(shè)備(5)，所述天線調(diào)諧裝置包含p個可調(diào)阻抗器件，其中p是大于或等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”，并且是如此的，在所述給定頻帶中的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電阻，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

調(diào)諧控制單元(7)，調(diào)諧控制單元接收在用于無線通信的裝置內(nèi)自動生成的“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧控制單元將多個“調(diào)諧控制信號”遞送給所述天線調(diào)諧裝置和所述可調(diào)諧無源天線，所述調(diào)諧控制信號被確定為所述調(diào)諧指令的函數(shù)，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電阻主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定，所述參數(shù)的每一個主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定。

所述調(diào)諧指令由無線設(shè)備(5)重復(fù)生成。例如，所述調(diào)諧指令可被周期性地(例如每10毫秒)生成。所述調(diào)諧指令是如此的：在運行頻率上，所述多個參數(shù)的每一個的值減小在每個天線和與其耦合的饋電之間的不匹配。所述調(diào)諧指令也是如此的：在所述運行頻率上，所述無線端口呈現(xiàn)的阻抗矩陣接近于指定的矩陣。

所述調(diào)諧指令是一個或多個變量或量的函數(shù)，其中所述一個或多個變量或量諸如有關(guān)一個或多個天線的效率的信息、有關(guān)在所述天線之間的隔離度的信息、用于無線通信的裝置的一個或多個運行參數(shù)和/或用于無線通信的裝置的一個或多個性能度量。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員了解任何獲得并使用這樣的一個或多個變量或量。以下第八、第九、第十和第十一實施例是其中獲得和使用這樣的一個或多個變量或量的示例。因此，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員了解調(diào)諧指令在考慮每一個可調(diào)諧無源天線的特征、在天線之間的互相影響和天線調(diào)諧裝置的特征的情況下如何可被確定為所述一個或多個變量或量的函數(shù)。

所述指定矩陣是如此的：由無線設(shè)備(5)所看到的阻抗矩陣接近于任意所期望的矩陣。所述指定矩陣可以是例如對角線矩陣。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解因為在第一實施例中，在每一饋電的兩端上都沒有呈現(xiàn)強反射，因而在饋電中的損失被降低，以及因為由無線設(shè)備所看到的阻抗矩陣接近于任意所期望的矩陣，所以這克服了上述的公知技術(shù)的局限。

用戶身體對于由無線陣列所呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響，并且該阻抗矩陣依賴于用戶身體的位置。如以上現(xiàn)有技術(shù)部分所述，它被稱為“用戶交互”或者“人手效應(yīng)”或者“手指效應(yīng)”，像用戶身體對于由單個天線所呈現(xiàn)的阻抗的影響。由于無線設(shè)備所看到的阻抗矩陣可接近于任意所期望的矩陣而不管用戶交互，所以本發(fā)明補償所述用戶交互。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個的最優(yōu)阻抗值依賴于所述多個參數(shù)值的每一個的值，反之，所述多個參數(shù)的每一個的最優(yōu)值依賴于天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗值。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解由于互相影響，所以用于確定調(diào)諧指令的方法必須與包含多天線端口和多無線端口而沒有可調(diào)諧無源天線的現(xiàn)有技術(shù)的用于無線通信的裝置中使用的任何方法都不相同，所述現(xiàn)有技術(shù)的用于無線通信的裝置諸如在所述編號為12/02564的法國專利申請、在所述編號為PCT/IB2013/058574的國際申請、在所述編號為13/00878的法國專利申請或者所述編號為PCT/IB2014/058933的國際申請中公開的現(xiàn)有技術(shù)的用于無線通信的裝置。根據(jù)本發(fā)明，可能的方法將例如使用所述參數(shù)的每一個的值確定粗天線調(diào)諧，并且此后使用天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗值進行精細(xì)天線調(diào)諧。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員也理解，由于這種互相影響，所以適用于在本發(fā)明中使用的天線調(diào)諧裝置(3)的要求可比適用于在包含多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置而沒有可調(diào)諧無源天線的用于無線通信的現(xiàn)有技術(shù)的裝置中使用的天線調(diào)諧裝置的要求容易滿足。例如，如果使用所述可能的方法，則本發(fā)明中使用的天線調(diào)諧裝置(3)只用于得到精細(xì)調(diào)諧，從而，天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個所要求的電抗值的范圍被減小，并且達到提高的精度。

在第一實施例中，n＝m＝4，所以，可能n大于或等于3，可能n大于或等于4，可能m大于或等于3，可能m大于或等于4。

在第一實施例中，可調(diào)諧無源天線的數(shù)目等于4。因此，可能可調(diào)諧無源天線的數(shù)目大于等于2，可能可調(diào)諧無源天線的數(shù)目大于等于3，可能可調(diào)諧無源天線的數(shù)目等于n。

第二實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第二實施例也對應(yīng)于在圖5中所展示的用于無線通信的便攜式裝置，并且針對第一實施例提供的所有說明也適用于本第二實施例。

在該第二實施例中使用的天線(11)如圖6所示。在該第二實施例中使用的其它天線(12)(13)(14)可與圖6中示出的天線相同。在圖6中示出的天線是包含建于地平面(115)上的平面金屬結(jié)構(gòu)(111)、其中不平衡饋電連接到金屬結(jié)構(gòu)的饋電連接點(116)以及天線控制裝置(112)的可調(diào)諧無源天線。所述金屬結(jié)構(gòu)被開槽并且是如此的：如果不存在天線控制裝置，則所述天線將是平面倒F天線也叫作PIFA的示例。所述天線控制裝置是包含在所述槽的第一側(cè)上的連接到金屬結(jié)構(gòu)(111)的第一端子(113)和在所述槽的第二側(cè)上的連接到金屬結(jié)構(gòu)(111)的第二端子(114)的MEMS開關(guān)。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解在所給定測試配置中和在所給定的頻率上，所述天線固有阻抗是可通過使用所述天線控制裝置而改變的可調(diào)諧無源天線的特征，從而，該特征通過使用所述天線控制裝置來控制。所述MEMS開關(guān)的狀態(tài)(接通或關(guān)斷)是對所述特征具有影響的所述天線控制裝置的參數(shù)。所述天線控制裝置的所述參數(shù)可由電氣裝置來調(diào)節(jié)，但是未在圖6中示出確定所述天線控制裝置的狀態(tài)所需的電路和控制鏈路。

第三實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第三實施例也對應(yīng)于在圖5中展示的用于無線通信的便攜式裝置，針對第一實施例提供的所有說明也適用于該第三實施例。

在該第三實施例中使用的天線(11)如圖7所示。在該第三實施例中使用的其它天線(12)(13)(14)可與在圖6中示出的天線或者在圖7中示出的天線相同。在圖7中示出的天線是包含建于地平面(115)上的平面金屬結(jié)構(gòu)(111)、其中不平衡饋電連接到位于在地平面和金屬結(jié)構(gòu)之間的金屬帶(117)的饋電連接點(116)以及三個天線控制裝置(112)。所述天線控制裝置的每一個是在給定頻率上具有電抗的可調(diào)阻抗器件，包含連接到金屬結(jié)構(gòu)(111)的第一端子(113)和連接到地平面(115)的第二端子(114)。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解在所給定測試配置中和在所給定頻率上，所述天線固有阻抗是可通過使用所述天線控制裝置而改變的所述可調(diào)諧無源天線的特征，從而，該特征通過使用所述天線控制裝置來控制。所述天線控制裝置的每一個在給定頻率上具有電抗，該電抗是所述天線控制裝置的所述每一個的參數(shù)，所述參數(shù)對所述特征具有影響。所述天線控制裝置的每一個的所述參數(shù)可由電氣裝置來調(diào)節(jié)，但是未在圖7中示出確定所述天線控制裝置的每一個的電抗所需的電路和控制鏈路。

第四實施例

通過非限制性示例方式給出的本發(fā)明的裝置的第四實施例也對應(yīng)于在圖5中表示的用于無線通信的便攜式裝置，并且針對第一實施例提供的所有說明也可應(yīng)用于該第四實施例。

在該第四實施例中使用的天線(11)如圖8所示。在該第四實施例中使用的其它天線(12)(13)(14)可與在圖6中示出的天線或在圖7中示出的天線或在圖8中示出的天線相同。在圖8中示出的天線(11)是具有正交于附圖的對稱的平面的可調(diào)諧無源天線。因此，該天線具有在圖8中左邊上的第一半天線和在圖8中右邊上的第二半天線。所述天線包含其中平衡饋電的第一導(dǎo)體連接到第一半天線的第一端子(118)和其中平衡饋電的第二導(dǎo)體連接到第二半天線的第二端子(119)。每一半天線包括三個部分和兩個天線控制器件(112)。天線控制器件的每一個是在給定頻率上具有電抗并且包含連接到半天線的一部分的第一端子和連接到該半天線的其它部分的第二端子的可調(diào)阻抗器件。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解：在給定測試配置中和在所給定頻率上的天線自有阻抗是可調(diào)諧無源天線的特征，其可通過使用所述天線控制器件而被改變，從而，該特征通過使用所述天線控制器件來控制。所述天線控制器件的每一個在給定頻率上具有電抗，該電抗是所述天線控制器件的每一個的參數(shù)，該參數(shù)對所述特征具有影響。所述天線控制器件的每一個的該參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)，但是在圖8中未示出確定天線控制器件的每一個的電抗所需的電路和控制鏈路。

第五實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第五實施例也對應(yīng)于在圖5中展示的用于無線通信的便攜式裝置，針對第一實施例提供的所有說明也適用于該第五實施例。

在該第五實施例中使用的天線(12)如圖9所示。在該第五實施例中使用的其它天線(11)(13)(14)可與在圖9中示出的天線相同。在圖9中示出的天線是包含主天線(121)、寄生天線(122)、其中非平衡饋電(128)連接主天線和地(126)的饋電連接點(127)和天線控制裝置(123)的可調(diào)諧無源天線。該天線控制裝置是在給定頻率具有電抗的可調(diào)阻抗器件，包含連接到寄生天線(122)的第一端子(124)和連接到地(126)的第二端子(125)。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解在所給定測試配置中和在所給定頻率上，天線(12)的指向性圖案是可通過使用所述天線控制裝置而改變的所述可調(diào)諧無源天線的特征，從而，通過使用所述天線控制裝置控制該特征。所述天線控制裝置在給定頻率上的電抗是對所述特征具有影響的所述天線控制裝置的參數(shù)，所述天線控制裝置的所述參數(shù)可由電氣裝置來調(diào)節(jié)，但是在圖9中未示出確定所述天線控制裝置的電抗所需的電路和控制鏈路。所述天線(12)也可包含每一個耦合到天線控制裝置的其它寄生天線。

第六實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第六實施例也對應(yīng)于在圖5中展示的用于無線通信的便攜式裝置，針對第一實施例提供的所有說明也適用于該第六實施例。

在該第六實施例中，天線調(diào)諧裝置(3)是所述編號為12/02542的法國專利申請和所述編號為PCT/IB2013/058423的國際申請中所公開的天線調(diào)諧裝置。因此，天線調(diào)諧裝置(3)是如此的：在所述給定頻帶中的所述頻率上，如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定對角線阻抗矩陣，則天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件中的任一個的電抗對由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響，并且因此，在給定頻帶中的給定頻率上，如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定對角線阻抗矩陣，則所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的至少一個的電抗對由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的至少一個非對角線元素具有影響。它必須這樣解釋：天線調(diào)諧裝置是如此的：在所述給定頻帶中的給定頻率上，存在被稱為給定對角線阻抗矩陣的對角線阻抗矩陣，給定對角線阻抗矩陣是如此的：如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定對角線阻抗矩陣，則(a)所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗對由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣具有影響，以及(b)所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的至少一個的電抗對由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的至少一個非對角元素具有影響。在以上兩句話中，“影響”可與“作用”互換。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解天線調(diào)諧裝置(3)不能由多個獨立和非耦合的天線調(diào)諧裝置(每一個均具有單天線端口和單無線端口)組成，這是因為在這種情況下，如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于任何對角線阻抗矩陣，則由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣為對角線矩陣，其非對角線元素不受任何影響。

而且，天線調(diào)諧裝置(3)是如此的：在所述給定頻帶中的所述頻率上，如果由所述天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定對角線阻抗矩陣，則定義將由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣關(guān)聯(lián)到p個電抗的映射，該映射在p個電抗的每一個的給定值上，具有相對于p個電抗中的每一個的偏導(dǎo)數(shù)，所述p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間在被認(rèn)為是實向量空間的尺寸為m×n的復(fù)矩陣的集合中定義，尺寸為m×m的任何對角線復(fù)矩陣具有與p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的至少一個元素相同的對角線元素。這必須解釋如下：天線調(diào)諧裝置是如此的：在所述給定頻帶中的給定頻率上，存在被稱為給定非對角線阻抗矩陣的非對角線阻抗矩陣，該給定非對角線阻抗矩陣是如此的：如果由天線端口所看到的阻抗矩陣等于給定非對角線阻抗矩陣，則定義將由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣關(guān)聯(lián)到p個電抗的映射，該映射在p個電抗的每一個的給定值上，具有相對于p個電抗的每一個的偏導(dǎo)數(shù)，所述p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間在被認(rèn)為是實向量空間的尺寸為m×m的復(fù)矩陣的集合中被定義，尺寸為m×m的任何對角線復(fù)矩陣具有與p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間中的至少一個元素相同的對角線元素。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員了解被認(rèn)為是實向量空間的p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的維度已經(jīng)在以下中進行了使用和說明：在所述編號為12/02542的法國專利申請；在所述編號為PCT/IB2013/058423的國際申請；以及在F.Broydé和E.Clavelier的、題目為“Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-PortAntennaTuners”(出版于IEEE Trans.on Cricuits and Systems—I:Regular Papers,Vol.62,No.2,pp.423-432,in February 2015)的文章中的第I、III、VI、VII和VIII部分中，這里，所述p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的維度被稱為用戶端口阻抗范圍的局部維度，被表示為D_UR(Z_sant)。

因此，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解可以降低在饋電中的損耗以及同時達到由無線裝置所看到的阻抗矩陣接近于任意所期望的矩陣。因此，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解由運行頻率變化或者天線周圍媒介變化所引起的天線陣列的阻抗矩陣中的任何小的變化可以至少部分通過天線調(diào)諧裝置的天線控制裝置和可調(diào)阻抗器件的新的調(diào)節(jié)來補償。

一般地說，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解，為了達到尺寸為m×m的任何對角線復(fù)矩陣具有與p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的至少一個元素相同的對角線元素，必須的是被認(rèn)為是實向量空間的p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的維數(shù)大于或等于被認(rèn)為是實向量空間的尺寸為m×m的對角線復(fù)矩陣子空間的維數(shù)。由于被認(rèn)為是實向量空間的p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的維數(shù)小于或等于p，并且由于被認(rèn)為是實向量空間的尺寸為m×m的對角線復(fù)矩陣子空間的維數(shù)等于2m，所以必要條件隱含了p是大于或等于2m的整數(shù)。這就是為什么要求“p為大于或等于2m的整數(shù)”是本發(fā)明的基本特征的原因。

第七實施例(最佳模式)

通過非限制性示例方式給出的并且是實現(xiàn)本發(fā)明的最優(yōu)模式的本發(fā)明的裝置的第七實施例，也對應(yīng)于圖5中展示的用于無線通信的便攜式裝置，針對第一實施例和第六實施例提供的所有說明也適用于該第七實施例。另外，在該第七實施例中使用的天線調(diào)諧裝置(3)對應(yīng)于在圖4中示出的示意圖。該天線調(diào)諧裝置包含：

n＝4個天線端口(311)(321)(331)(341)，所述天線端口的每一個為單端；

m＝4個無線端口(312)(322)(332)(342)，所述無線端口的每一個為單端；

n個可調(diào)阻抗器件(301)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個與所述天線端口中的一個并聯(lián)耦合；

n(n-1)/2個可調(diào)阻抗器件(301)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個具有耦合到所述天線端口之一的第一端子和耦合到所述天線端口中的不同于第一端子所耦合的天線端口的一個天線端口的第二端子；

n＝m個線圈(303)，每一個具有耦合到所述天線端口之一的第一端子和耦合到所述無線端口之一的第二端子；m個可調(diào)阻抗器件(304)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個與所述無線端口之一并聯(lián)耦合；

m(m-1)/2個可調(diào)阻抗器件(305)，每一個呈現(xiàn)負(fù)電抗并且每一個具有耦合到所述無線端口之一的第一端子和耦合到所述無線端口中的不同于第一端子耦合的無線端口的一個無線端口的第二端子；

可能在線圈(303)之間存在相互感應(yīng)。在這種情況下，線圈的感應(yīng)矩陣不是對角線矩陣。

所述天線調(diào)諧裝置的所有可調(diào)阻抗器件(301)(302)(304)(305)都可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)，但是需要確定所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗的電路和控制鏈路未在圖4中示出。在該第七實施例中，我們使n＝m，我們使用所述天線調(diào)諧裝置的p＝m(m+1)＝20個可調(diào)阻抗器件。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解，在所述天線調(diào)諧裝置意欲運行的頻率上，如果由所述天線端口看到的阻抗矩陣是所有對角線元素為50Ω的對角線矩陣，則所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗對由所述無線端口呈現(xiàn)的阻抗矩陣都有影響，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的一個或多個的電抗對由所述無線端口呈現(xiàn)的阻抗矩陣的一個或多個非對角線元素具有影響。

由所述天線端口所看到的阻抗矩陣是給定對稱復(fù)矩陣，可以示出：對于合適的分量值，在以上關(guān)于第六實施例的部分中定義的p個偏導(dǎo)數(shù)在尺寸為m×m的復(fù)矩陣的實向量空間中是線性獨立的，該向量空間用E表示，為2m²維。因此，在E中的p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間是等于尺寸為m×m的對稱復(fù)矩陣集的p維的子空間。這里，尺寸為m×m的任何對稱復(fù)矩陣是p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的元素。因此，尺寸為m×m的任何對角線復(fù)矩陣具有與p個偏導(dǎo)數(shù)的生成子空間的至少一個元素相同的對角線元素。

天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的電抗對于一些類型的可調(diào)阻抗器件可能依賴于環(huán)境溫度。以類似方式，天線控制裝置的所述至少一個參數(shù)可依賴于環(huán)境溫度。所述調(diào)諧控制信號被確定為調(diào)諧指令的函數(shù)和為溫度的函數(shù)以補償溫度對所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的至少一個的電抗的影響和/或補償溫度對所述天線控制裝置的至少一個的所述參數(shù)的至少一個的影響。

所述調(diào)諧指令可在調(diào)諧序列的結(jié)尾處周期地生成，直到在下一個調(diào)諧序列的結(jié)束處生成下一個調(diào)諧指令為止有效。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解，如在所述題目為“Some Properties of Multiple-Antenna-Port and Multiple-User-Port Antenna Tuners”的文章和F.Broydé和E.Clavelier的、題目為“A New Multi-Antenna-Port and Multi-User-Port Antenna Tuner”(出版于proceeds of 2015IEEE Radio&Wireless Week,RWW 2015,in January 2015)的文章中所說明，由運行頻率的變化或者圍繞天線的媒介的變化所引起的天線陣列的阻抗矩陣的任何小的變化可用天線的天線控制裝置的新調(diào)整和天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的新調(diào)整來精確補償。因此，總是可以保持在饋電中的低反射和低損耗以及同時補償用戶交互。

如果在圖4中不存在每一個具有耦合到所述天線端口之一的第一端子和耦合到所述天線端口的不同于第一端子耦合的天線端口的一個天線端口的第二端子的可調(diào)阻抗器件(302)，如果在圖4中不存在每一個具有耦合到所述無線端口之一的第一端子和耦合到所述無線端口中的不同于第一端子耦合的無線端口的一個無線端口的第二端子的可調(diào)阻抗器件(305)，如果在線圈(303)之間不存在相互感應(yīng)，則包含n＝4個天線端口和m＝4個無線端口的天線調(diào)諧裝置(3)將實際上由每一個具有單天線端口和單無線端口的n＝4個天線調(diào)諧裝置組成，每一個具有單天線端口和單無線端口的這些天線調(diào)諧裝置是獨立的并且不耦合。在這種情況下，本發(fā)明的方法可變?yōu)橥ㄟ^使用包含n個天線的用于無線通信的裝置在給定頻帶中利用幾個天線的用于無線通信的方法，其中n為大于等于2的整數(shù)，所述方法包含步驟：

通過使用所述至少一個天線控制裝置來控制所述天線的至少一個的一個或多個特征，所述至少一個天線控制裝置是所述天線的所述至少一個的一部分，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

將所述n個天線直接或間接耦合到n個天線調(diào)諧裝置，所述天線調(diào)諧裝置的每一個包含一個天線端口、一個無線端口以及兩個或更多個可調(diào)阻抗器件以使在所述給定頻帶中的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述每一個的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

生成“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧指令對所述參數(shù)的每一個具有影響，所述調(diào)諧指令對所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗具有影響。

在該方法中，所述天線的每一個可被直接或間接地耦合到所述n個天線調(diào)諧裝置的一個且僅一個天線端口。

執(zhí)行該方法的裝置是用于在給定頻帶中使用多個天線的無線通信的裝置，所述用于無線通信的裝置包含：

n個天線，其中n為大于等于2的整數(shù)，在所述n個天線當(dāng)中有至少一個可調(diào)諧無源天線，所述至少一個可調(diào)諧無源天線包括至少一個天線控制裝置、使用所述至少一個天線控制裝置控制所述至少一個可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可由電氣裝置調(diào)節(jié)；

n個天線調(diào)諧裝置，所述天線調(diào)諧裝置是每一個包含一個天線端口、一個無線端口以及兩個或更多個可調(diào)阻抗器件以使在所述給定頻帶中的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述每一個的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；處理單元，所述處理單元發(fā)送“調(diào)諧指令”；

調(diào)諧控制單元，所述調(diào)諧控制單元接收所述調(diào)諧指令，所述調(diào)諧控制單元遞送多個“調(diào)諧控制信號”，所述調(diào)諧控制信號被確定為調(diào)諧指令的函數(shù)，所述天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定，所述參數(shù)的每一個主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定。

第八實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第八實施例是用于無線通信的裝置，包含：執(zhí)行用于在給定頻帶中利用幾個天線的無線接收的方法的無線接收器，所述用于無線通信的裝置包含n個天線，其中n是大于或等于2的整數(shù)，所述方法包含步驟：

通過使用至少一個天線控制裝置來控制所述天線的至少一個的一個或

多個特征，所述至少一個天線控制裝置是所述天線的至少一個的一部分，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

將所述n個天線直接或間接地耦合到包含n個天線端口、m個無線端口和p個可調(diào)阻抗器件的天線調(diào)諧裝置，其中m為大于或等于2的整數(shù)以及p為大于或等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”并且是如此的：在所述給定頻帶的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

處理多個數(shù)字信號以估計代表信道矩陣的一個或多個量；

遞送“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧指令是所述代表信道矩陣的一個或多個量的函數(shù)，所述調(diào)諧指令對所述參數(shù)的每一個具有影響，所述調(diào)諧指令對所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個電抗具有影響。

例如，如所述編號為12/02564的法國專利和所述編號為PCT/IB2013/058574的國際申請中，所述方法可以是如此的：所述無線端口的每一個遞送信號，所述數(shù)字信號的每一個主要通過一個且僅一個由無線端口遞送的信號來確定，并且是如此的：所述信道矩陣是在由發(fā)射器發(fā)送的多個信號和由無線端口發(fā)送的m個信號之間的信道矩陣。例如，代表信道容量的一個或多個量可以被計算為所述代表信道矩陣的量的函數(shù)，并且所述調(diào)諧指令可以被遞送作為所述代表信道容量的一個或多個量的函數(shù)。所述方法也是如此的：可在一個或多個訓(xùn)練序列中執(zhí)行自適應(yīng)過程。訓(xùn)練序列可包含多個準(zhǔn)正交或正交信號的發(fā)射。在最新完成的訓(xùn)練序列期間選擇的調(diào)諧指令用于無線接收。

在第八實施例中，用于獲得調(diào)諧指令的方法包含步驟：

遞送“調(diào)諧指令的第一部分”，所述調(diào)諧指令的第一部分基于用于利用天線的無線通信的頻率，從在查找表中存儲的一組預(yù)先定義的調(diào)諧指令中確定，所述調(diào)諧指令的第一部分對所述參數(shù)的每一個具有影響；

處理多個數(shù)字信號以估計代表在所述調(diào)諧指令的第一部分正被應(yīng)用的同時存在的信道矩陣的一個或多個量；

遞送“調(diào)諧指令的第二部分”，所述調(diào)諧指令的第二部分是代表在所述調(diào)諧指令的第一部分正被應(yīng)用的同時存在的信道矩陣的所述一個或多個量的函數(shù)，所述調(diào)諧指令的第二部分對所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗具有影響。

在該方法中，所述調(diào)諧指令由所述調(diào)諧指令的第一部分和所述調(diào)諧指令的第二部分組成。所述調(diào)諧指令的第一部分是如此的：在所述饋電的每一個中，反射有很大可能被減少。在所述調(diào)諧指令的一組可能的第二部分當(dāng)中選擇作為例如產(chǎn)生最大信道容量的指令的所述調(diào)諧指令的第二部分。

第九實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第九實施例是用于無線通信的裝置，包含：執(zhí)行在給定頻帶中利用幾個天線的無線發(fā)射的方法的無線發(fā)射器，所述用于無線通信的裝置包含n個天線，其中n是大于或等于2的整數(shù)，所述方法包含步驟：

使用至少一個天線控制裝置，控制所述天線的至少一個的一個或多個特

征，所述至少一個天線控制裝置是所述天線的至少一個的一部分，所述至少一個天線控制裝置具有對所述一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置調(diào)節(jié)；

將所述n個天線直接或間接地耦合到包含n個天線端口、m個無線端口和p個可調(diào)阻抗器件的天線調(diào)諧裝置，其中m為大于或等于2的整數(shù)，以及其中p為大于或等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”并且是如此的：在所述給定頻帶的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個具有電抗，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

使用持續(xù)對無線端口施加的m或更多個不同的激勵，估計依賴于無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的q個實數(shù)量，其中q是大于等于m的整數(shù)；

遞送“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧指令是依賴于無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的所述q個實數(shù)量的函數(shù)，所述調(diào)諧指令對所述參數(shù)的每一個具有影響，所述調(diào)諧指令對天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗具有影響。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解，所述第九實施例使用在編號為13/00878的法國專利和編號為PCT/IB2014/058933的國際申請中公開的技術(shù)的某些方面。

在本第九實施例中，對于所述n個天線的每一個，通過用于確定依賴于在饋電中的反射波和/或入射波的一個或多個量的饋電和定向耦合器，所述天線的信號端口被間接耦合到天線調(diào)諧裝置的一個且僅一個天線端口。用于獲得調(diào)諧指令的方法包含以下步驟：

對于所述饋電的每一個，估計依賴于在所述饋電的每一個中的反射波和/或入射波的一個或多個量；

遞送“調(diào)諧指令的第一部分”，所述調(diào)諧指令的第一部分是依賴于所述饋電的每一個中的反射波和/或入射波的所述量的函數(shù)，所述調(diào)諧指令的第一部分對所述參數(shù)的每一個具有影響；

依據(jù)在施加所述調(diào)諧指令的第一部分的同時由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣估計q個實數(shù)量，其中q是大于或等于m的整數(shù)，在調(diào)諧指令的第一部分被施加時，使用持續(xù)對無線端口施加的m或更多個不同的激勵；遞送“調(diào)諧指令的第二部分”，所述調(diào)諧指令的第二部分是依賴于在施加所述調(diào)諧指令的第一部分的同時由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的所述q個實數(shù)量的函數(shù)，所述調(diào)諧指令的第二部分對天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗具有影響。

在該方法中，調(diào)諧指令由調(diào)諧指令的第一部分和調(diào)諧指令的第二部分組成。所述調(diào)諧指令的第一部分是如此的：在所述饋電的每一個中反射被減少。所述調(diào)諧指令的第二部分是如此的：由無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣接近于給定矩陣。因此，可以減少在饋電中的損耗，并且同時使得由無線裝置所視的阻抗矩陣接近于任意所期望的矩陣是可能的。

第十實施例

作為通過非限制示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第十實施例，我們已經(jīng)在圖10中展示了用于無線通信的便攜式裝置的方框圖，所述用于無線通信的裝置是收發(fā)器，包括：

n＝4個天線(11)(12)(13)(14)，所述n個天線同時運行在給定頻帶中，所述n個天線構(gòu)成天線陣列(1)，所述天線的每一個是包含至少一個天線控制裝置的可調(diào)諧無源天線，所述至少一個天線控制裝置具有對所述可調(diào)諧無源天線的一個或多個特征有影響的至少一個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

無線設(shè)備(5)，其包括圖10中在其它地方未示出的用于無線通信的裝置的所有部分；

傳感器單元(8)，用于估計多個定位變量；天線調(diào)諧裝置(3)，所述天線調(diào)諧裝置是多天線端口和多無線端口天線調(diào)諧裝置，所述天線調(diào)諧裝置包含n＝4個天線端口(311)(321)(331)(341)，所述天線端口的每一個通過饋電(21)(22)(23)(24)耦合到所述天線中的一個，所述天線調(diào)諧裝置包含m＝4個無線端口(312)(322)(332)(342)，所述無線端口的每一個通過互連(41)(42)(43)(44)耦合到所述無線裝置(5)，所述天線調(diào)諧裝置包含p個可調(diào)阻抗器件，其中p為大于等于2m的整數(shù)，所述p個可調(diào)阻抗器件被稱為“天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件”并且是如此的：在所述給定頻帶中的頻率上，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件中的每一個具有電抗，所述天線調(diào)諧裝置的所述可調(diào)阻抗器件的任一個的電抗可通過電氣裝置來調(diào)節(jié)；

調(diào)諧控制單元(7)，所述調(diào)諧控制單元接收在用于無線通信的裝置內(nèi)自動生成的“調(diào)諧指令”，所述調(diào)諧控制單元將多個“調(diào)諧控制信號”遞送給所述天線調(diào)諧裝置和所述可調(diào)諧無源天線的每一個，所述調(diào)諧控制信號被確定為調(diào)諧指令的函數(shù)，所述天線調(diào)諧裝置的可調(diào)阻抗器件的每一個的電抗主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定，所述參數(shù)的每一個主要通過一個或多個調(diào)諧控制信號來確定。

傳感器單元(8)估計在給定使用配置中每一個均依賴于在人體的一部分與用于無線通信的裝置的區(qū)域之間的距離的多個定位變量。所述傳感器單元包含多個傳感器。所述區(qū)域的每一個可以是由相應(yīng)傳感器占用的空間的一部分，該空間位于用于無線通信的裝置占用的空間的內(nèi)部，因而，在這種情況下，所述區(qū)域的每一個的體積遠(yuǎn)小于用于無線通信的裝置的體積。對于所述天線的每一個，所述定位變量的至少一個可依賴于在人體的一部分和所述天線附近的一個小區(qū)域之間的距離。如果使用合適的傳感器，則所述區(qū)域可能是一個點，或基本上是一個點。

例如，所述定位變量的至少一個可以是響應(yīng)于由人體的一部分所施加的壓力的傳感器的輸出。例如，至少一個定位變量可以是接近傳感器的輸出。

傳感器單元(8)評估(或等同于估計)在給定使用配置中每一個均依賴于在人體的一部分與用于無線通信的裝置的區(qū)域之間的距離的多個定位變量。然而，可能在給定使用配置中每一個均依賴于在人體一部分與用于無線通信的裝置的區(qū)域之間的距離的一個或多個其它定位變量沒有被傳感器單元估計。例如，所述多個定位變量的至少一個可通過觸摸屏的輸出的狀態(tài)的改變來確定。因此，傳感器單元(8)可以被認(rèn)為是評估(或估計)每一個均依賴于在人體一部分與用于無線通信的裝置區(qū)的域之間的距離的多個定位變量的定位單元的一部分。所述定位單元的所述部分可以是整個定位單元。

可能所述多個定位變量的第一定位變量依賴于在人體的一部分與用于無線通信的裝置的第一區(qū)域之間的距離，而所述多個定位變量的第二定位變量依賴于在人體的一部分與用于無線通信的裝置的第二區(qū)域之間的距離，所述用于無線通信的裝置的所述第一區(qū)域和所述用于無線通信的裝置的所述第二區(qū)域互不相同。不同區(qū)域可具有空的交集或非空交集。

調(diào)諧指令在無線設(shè)備(5)內(nèi)部自動生成。更準(zhǔn)確說，無線設(shè)備(5)包含遞送調(diào)諧指令的處理單元(圖10中未示出)，所述定位變量的每一個對調(diào)諧指令具有影響。例如，可基于定位變量和用于使用多個天線(11)(12)(13)(14)的無線通信的頻率，從存儲在處理單元中實現(xiàn)的查找表中的一組預(yù)先定義的調(diào)諧指令中確定調(diào)諧指令。

本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解該第十實施例使用在編號為14/00606，題目為“Communication radio utilisant des antennes multiples et des variables de localisation”的法國專利申請(對應(yīng)于編號為PCT/IB2015/051548，題目為“Radio communication using multiple antennas and localization variables”的國際申請)中公開的技術(shù)的某些方面。

第十一實施例

通過非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的裝置的第十一實施例，也對應(yīng)于在圖10中展示的用于無線通信的便攜式裝置，并且針對第十實施例提供的所有說明也適用于該第十一實施例。

在該第十一實施例中，調(diào)諧指令被確定為以下參數(shù)的函數(shù)：

定位變量，所述定位變量的每一個對調(diào)諧指令具有影響；

用于利用天線的無線通信的頻率；

一個或多個附加變量，所述多個附加變量的每一個存在于一組附加變量中，所述附加變量組的元素包含：指示無線通信會話是語音通信會話、數(shù)據(jù)通信會話還是其它類型的通信會話的通信類型變量；免提模式激活指示符；揚聲器激活指示符；使用一個或多個加速度計獲得的變量；依賴于當(dāng)前用戶身份的用戶身份變量；例如包括表示第八實施例的信道矩陣的量的接收質(zhì)量變量；和例如包括依賴于第九實施例的無線端口所呈現(xiàn)的阻抗矩陣的實數(shù)量的無線端口變量。

所述附加變量組的元素還可包含不同于定位變量以及表征用戶用來握住用于無線通信的裝置的握力的一個或多個變量。

在該第十一實施例中，調(diào)諧指令可通過例如使用在處理單元中實現(xiàn)的查找表來確定。

基于編號為8,204,446，題目為“Adaptive Antenna Tuning System and Method”的美國專利的示教，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員理解在該第十一實施例中獲得的天線調(diào)諧可比其中調(diào)諧指令僅為定位變量的函數(shù)的天線調(diào)諧更精確。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員還理解，在該第十一實施例中獲得的天線調(diào)諧可以是同時精確的，并且從而調(diào)諧指令被快速地生成并且不需要大的計算資源。

工業(yè)應(yīng)用的指示

本發(fā)明適合于使用多個天線的無線通信。因此，本發(fā)明適合于MIMO無線通信。用于無線通信的裝置可以是用于MIMO無線通信的裝置，也就是說，用于MIMO無線接收和/或用于MIMO無線發(fā)射的裝置。

本發(fā)明提供使用非常靠近天線的最佳可能的特征，因此，呈現(xiàn)了在天線之間的強相互作用。本發(fā)明因此尤其適合于用于無線通信的移動裝置，例如移動電話機、平板電腦和便攜式計算機。