JP6573715B2 - 適応型アパーチャチューナブルアンテナのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願の参照）
本出願は、２０１５年９月２２日に出願され、かつ「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ」と題する米国非仮特許出願番号第１４／８６１，７４４号の優先権を主張し、その全体で再現されているかのように、参照により本明細書に組み込まれるものとする。

本開示は一般に、アンテナシステムに関し、特定の実施形態では、適応型アパーチャチューナブルアンテナのためのシステムおよび方法に関する。

アンテナは、無線通信を行う機器の重要な構成要素である。これらは、ラジオ放送、放送テレビ、双方向ラジオ、通信受信機、無線コンピュータネットワーク、携帯電話および衛星通信などのシステム、ならびにガレージドアオープナー、ワイヤレスマイク、ブルートゥース対応デバイス、ウォーキートーキー、ベビーモニター、および商品上のＲＦＩＤタグなどの他のデバイスである。通信技術が進歩するにつれて、マルチバンドおよびマルチモードサービスをサポートすること、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）および３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）を使用して追加の周波数帯域をサポートすること、より多くの無線アクセス技術およびシンナーＩＤをサポートすることの要求などの新たな課題に直面している。

頭または手などの人体の一部が、スマートフォンまたはタブレットなどの携帯型通信機器のアンテナに接近または接触すると、アンテナは低下するシステム効率を経験し、それが性能を低下させる。性能低下は、メタルハウジングまたはシャーシ内のアンテナにとって特に重大である。効率損失は、アンテナチューニング方法を利用することによって補償し得る。従来のアンテナチューニング方法は、位相または電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を使用して、アンテナのインピーダンスの変化を監視し、アンテナのインピーダンスをアンテナ給電線のインピーダンスと一致させようとする。これらの方法は、閉ループ制御を行うために、整合されたアンテナのＶＳＷＲまたは位相を測定する送信機に依存しており、チューニングは送信電力が低いときには最適でないことがある。

技術的な利点は、適応型アパーチャチューナブルアンテナのためのシステムおよび方法を記載する本開示の実施形態によって一般的に達成される。

実施形態によれば、装置が提供され、装置は、アンテナと、アンテナに結合されたチューナブルキャパシタと、アンテナに結合されたキャパシタンスセンシングデバイスと、キャパシタンスセンシングデバイスに結合されたコントローラとを含む。キャパシタンスセンシングデバイスは、アンテナの総負荷キャパシタンスを検出するように構成されている。コントローラは、検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてチューナブルキャパシタをチューニングするために使用されるチューニングキャパシタンスを決定し、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内にとどまるようにチューニングキャパシタンスに応じてチューナブルキャパシタのチューニングを制御するように構成される。

別の実施形態によれば、方法が提供される。方法は、アンテナの総負荷キャパシタンスを検出し、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内に入るように、アンテナの検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてアンテナの総負荷キャパシタンスを変更する。方法はさらに、チューナブルキャパシタをアンテナに結合し、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内にとどまるように、アンテナの検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてチューナブルキャパシタをチューニングしてもよい。

別の実施形態によれば、装置は、アンテナの負荷キャパシタンス（例えば、総負荷キャパシタンス）を検出する検出エレメントと、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲に収まるようにアンテナの検出された負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてアンテナの負荷キャパシタンスを変更する更新エレメントとを含む。

本開示およびその利点のより完全な理解のために、次に、添付図面と併せて以下の説明を参照する。
実施形態のアンテナシステムの概略図を示す。 図１Ａに示すアンテナシステムをモデル化した回路の概略図を示す。 図１Ａに示すアンテナシステムをモデル化する別の回路の概略図を示す。 図１Ａに示すアンテナシステムをモデル化する別の回路の概略図を示す。 図１Ａに示すアンテナシステムをモデル化する別の回路の概略図を示す。 周波数によって変化するアンテナのリターンロスのグラフを示す図である。 周波数によって変化するアンテナの効率のグラフを示す。 周波数によって変化するアンテナのリターンロスの別のグラフを示す図である。 周波数によって変化するアンテナのリターンロスの別のグラフを示す。 実施形態のアンテナシステムのブロック図である。 実施形態のアンテナシステムの概略図である。 チューニングキャパシタンスを決定するための実施形態のルックアップテーブルを示す。 チューニングキャパシタンスを決定するための実施形態の方法のフローチャートを示す。 アンテナの適応型アパーチャチューニングの実施形態の方法のフローチャートを示す。 実施形態の処理システムのブロック図を示す。 テレコミュニケーションネットワークを介してシグナリングを送受信するように適合されたトランシーバのブロック図を示す。

異なる図面における対応する数字および記号は、特段の指示がない限り、一般に、対応する部分を指す。図面は、実施形態の関連する態様を明確に示すために描かれたものであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。

本開示の実施形態の作成および使用については、以下で詳細に説明する。しかしながら、本明細書に開示された概念は、多種多様な特定の状況において具体化することができ、本明細書で論じる特定の実施形態は単なる例示であり、特許請求の範囲を限定するものではないことを理解されたい。さらに、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換および改変を行うことができることを理解されたい。

手などの人体の一部が、特定の周波数帯域および特定のアクセス技術に関して所定の動作共振周波数で動作するアンテナに接近または接触しているとき、人体の一部がアンテナに対してキャパシタンス負荷を形成し、それによりアンテナの共振周波数が所定の動作共振周波数からずれるため、アンテナの総負荷キャパシタンスは変化する。結果として、アンテナの効率は、その所定の動作共振周波数において低減される。

本開示の態様は、アンテナと、アンテナに結合されたチューナブルキャパシタと、アンテナに結合されたキャパシタンスセンシングデバイスと、キャパシタンスセンシングデバイスおよびチューナブルキャパシタに結合されたコントローラとを含むアンテナシステムを提供する。アンテナシステムは、アンテナの総負荷キャパシタンスを監視し、総負荷キャパシタンスが変化すると、アンテナシステムは、チューナブルキャパシタをチューニングすることによってアンテナの総負荷キャパシタンスをチューニングすることがあり、その結果アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲にとどまり、アンテナは、一般的なより高いシステム効率を提供するその所定の動作共振周波数でまたはその近傍で動作することができる。

図１Ａは、実施形態のアンテナシステム１００の概略図を示す。アンテナシステム１００は、アンテナ給電点１０６を介してシャーシ接地１０４に結合されたアンテナ１０２を含む。アンテナシステム１００は、携帯電話などの携帯型通信デバイスに含まれてもよい。アンテナシステム１００は、図１Ｂの電子回路１２０によってモデル化し得、それは直列に結合されたインダクタＬおよびキャパシタＣを含む。キャパシタＣは、アンテナ特性に応じたアンテナ１０２の等価キャパシタンス値を表す。携帯型通信デバイスが自由空間にある、つまり、人体の一部と携帯型通信デバイスとの間に相互作用がないことを意味し、かつ近くに人体がない状態で携帯電話が木製テーブル上のフォーム上部に置かれたときのように、デバイスアンテナが近接する他の物体によって電気的に負荷されていないときに、アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスは、キャパシタＣのキャパシタンスとほぼ同等である。アンテナ１０２は一般に、そのキャパシタンスおよびインダクタンスに基づく所定の動作共振周波数で動作するように設計されており、それは通常、そのシステム効率を最大化する。本明細書では、総負荷キャパシタンスは、アンテナ１０２とシャーシ接地１０４との間のキャパシタンスを指す。本明細書において、人体の一部と携帯型通信デバイスとの相互作用は、携帯型通信デバイスの異なる使用例、例えば、デバイスが左手、右手によって、またはポケットに保持されている、デバイスが頭部近くで左手によって保持されている、デバイスが左手で保持され、右手でデバイスの画面上をスワイピングすることなどを指す。

人体の一部が携帯型通信デバイス、ひいてはアンテナ１０２に接近または接触すると、人体の一部がアンテナ１０２に対してキャパシタンス負荷を形成するため、アンテナ１０２とシャーシ接地１０４との間のキャパシタンスが増加する。この場合、アンテナ１０２は、図１Ｃの回路１３０によってモデル化し得る。回路１３０は、並列に結合された人の負荷キャパシタＣ_Hとアンテナ１０２のキャパシタＣとを含み、両者はさらにインダクタＬと直列に結合されている。その結果、アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスは、（Ｃ_H＋Ｃ）に増加している。アンテナ１０２の増加した総負荷キャパシタンスは、アンテナ１０２の共振周波数をその所定の動作共振周波数からずらし、したがってアンテナのインピーダンス不整合損失を引き起こすことがある。ここでは、アンテナはインダクタ−キャパシタ（Ｌ−Ｃ）共振器としてモデル化される。ＣおよびＬは、アンテナ特性に応じた等価インダクタンスおよびキャパシタンス値を表し、アンテナの機械的構造に応じたシミュレートしたＣおよびＬと等しい。人の負荷キャパシタＣ_Hのキャパシタンスは、アンテナ１０２に対する等価負荷キャパシタンスを表し、測定される人の負荷キャパシタンス、または電磁（ＥＭ）場シミュレータを用いてシミュレートされた人の負荷キャパシタンスと等しくないことがある。アンテナのキャパシタンスを測定するためにキャパシタンスセンサを配置する異なる手法のため、アンテナに対する等価な負荷キャパシタンスと実際の測定された負荷キャパシタンスとの間の変換が必要となることがある。本開示を通して、アンテナの総負荷キャパシタンスは、アンテナのＬＣモデルによるアンテナの総実効キャパシタンスと呼ばれ、「総負荷キャパシタンス」という用語と「総実効キャパシタンス」という用語は同じ意味で使用される。

いくつかの実施形態によれば、チューナブルキャパシタはアンテナに結合されて、アンテナ１０２の総負荷容量を調整することがあり、この場合、アンテナシステム１００は、図１Ｄに示すように回路１４０としてモデル化し得る。回路１４０は、アンテナ１０２のキャパシタＣに並列に結合されたチューナブルキャパシタＣ１を含み、それはさらに直列のインダクタＬに結合される。自由空間にあるときにアンテナ１０２がその所定の動作共振周波数で動作することを可能にする総負荷キャパシタンス（Ｃ＋Ｃ１）を有するように、チューナブルキャパシタＣ１をチューニングし得る。一実施形態では、チューナブルキャパシタＣ１は、理論的に（Ｃ＋Ｃ１）が基準キャパシタンスＣ_refに等しくなるように予めチューニングされてもよい。基準キャパシタンスＣ_refは、所定のキャパシタンス値であり、アンテナの総負荷キャパシタンスがＣ_refに等しいとき、アンテナは所定の動作共振周波数で動作することができる。基準キャパシタンスＣ_refは、アンテナの異なるタイプ、およびアンテナがサポートし得る周波数帯域および動作モードに対して異なることがあり、アンテナの製造時に予め決定されてもよい。いくつかの実施形態によれば、チューナブルキャパシタＣ１は、（Ｃ＋Ｃ１）が基準キャパシタンスＣ_refの基準キャパシタンス範囲（Ｃ_ref−Δｃ、Ｃ_ref＋Δc）内になるように予めチューニングされてもよく、ここでΔｃはアンテナ１０２の総負荷キャパシタンスと基準キャパシタンスＣ_refとの間の最大許容キャパシタンス差である。アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンス範囲内にあるとき、アンテナは、その所定の動作共振周波数でまたはその近傍で動作し得る。

人体の一部がアンテナ１０２に接近または接触する場合、アンテナ１０２は、図１Ｅに示す回路１５０によって表し得る。回路１５０は、３つのキャパシタ、すなわち、並列に結合されたチューナブルキャパシタＣ１、キャパシタＣ、および人の負荷キャパシタＣＨを含む。３つのコンデンサは、直列のインダクタＬに結合される。人の負荷キャパシタンスの影響をキャンセルするには、チューナブルキャパシタのキャパシタンスはＣ１から別の値Ｃ１’にチューニングされ、理想的には（Ｃ＋Ｃ１）=（Ｃ＋Ｃ１’＋Ｃ_H）=Ｃ_refとなり得る。いくつかの実施形態によれば、チューナブルキャパシタのキャパシタンスは、（Ｃ＋Ｃ１’＋Ｃ_H）が基準キャパシタンス範囲（Ｃ_ref−Δc、Ｃ_ref＋Δc）内にあるように、Ｃ１から異なる値Ｃ１’までチューニングされてもよく、ここでΔcは、アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスと基準キャパシタンスＣ_refとの間の最大許容キャパシタンス差である。Δcは、アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンス範囲内にあるとき、アンテナの所定の動作共振周波数であるまたはその近傍にある共振周波数で動作するように選択されてもよい。Δcは、アンテナ１０２に要求される効率、およびチューナブルキャパシタをチューニングするための方法、およびアンテナの電力消費状態などの他の関連要因に応じて予め決定されてもよいし、または実行中に決定されてもよい。したがって、アンテナ１０２の総負荷キャパシタンスは基準キャパシタンス範囲内にとどまり、アンテナ１０２は、その所定の動作共振周波数であるまたはその近傍にある共振周波数で動作することができ、アンテナ１０２と人体の一部との間に相互作用があるときでも高い効率を実現する。チューナブルキャパシタＣ１は、アンテナ１０２に負荷を与え得る最小および最大の人の負荷キャパシタンスを含むことができるチューニング範囲を有してもよく、チューナブルキャパシタＣ１のチューニング範囲は、最小チューニング可能キャパシタンスおよび最大チューニング可能キャパシタンスを有してもよい。一実施形態では、最小チューニング可能キャパシタンスは、アンテナへの最大の人の負荷を有してその所定の動作共振周波数でまたはその近傍でアンテナを共振させるのに必要なキャパシタンス未満にすべきである一方、最大チューニング可能キャパシタンスは、人体の負荷が一切存在しないときに、アンテナをその所定の動作共振周波数またはその近傍で共振させることを可能にするキャパシタンスよりも大きくすべきものである。

図２は、本開示の一実施形態による、周波数に対して変化する通信デバイスのアンテナのリターンロスのグラフを示す。図２の横軸は周波数を表し、縦軸はアンテナのリターンロスを表す。曲線２０２は、アンテナが自由空間にあるときのアンテナのリターンロスを示し、曲線２０４は、携帯型通信デバイスが手で保持されているときのアンテナのリターンロスを示す。示されているように、アンテナの動作共振周波数ｆｒで、アンテナは約−２２ｄＢのリターンロスを有する。デバイスが手で保持されると、アンテナの共振周波数は共振周波数ｆｒからずれる、すなわち、約１２ＭＨｚだけ低下される。曲線２０４で示されるように、共振周波数の低下は結果的に、その所定の動作共振周波数でのその電力効率を低下させ、ここでリターンロスは約−１５ｄＢに増加される。

図３は、本開示の一実施形態による、周波数に対して変化する通信デバイスのアンテナの効率のグラフを示す。図３の横軸は周波数を表し、縦軸はアンテナのシステム効率を表す。曲線３０２は、アンテナが自由空間にあるときのアンテナの効率を示し、曲線３０４は、携帯型通信デバイスが手で保持されているときのアンテナの効率を示す。示されているように、アンテナの共振周波数ｆｒでは、アンテナは約−２ｄＢの効率を有する。しかし、デバイスが手で保持されるとき、アンテナの共振周波数は、約１２ＭＨｚだけ低下され、アンテナのピーク効率もまた、約−７ｄＢに低下される。

図４は、本開示の一実施形態による、周波数に対して変化する通信デバイスのアンテナのリターンロスのグラフを示す。図４の横軸は周波数を表し、縦軸はアンテナのリターンロスを表す。図４は、複数の曲線を示しており、それぞれはアンテナの特定の総負荷キャパシタンスに対するリターンロスと周波数との間の関係を表す。アンテナの総負荷キャパシタは、アンテナに結合されたチューナブルキャパシタをチューニングすることによって変更する。示されるように、アンテナの共振周波数は、その総負荷キャパシタンスとともに変化する。したがって、チューナブルキャパシタを介してアンテナの総負荷キャパシタを適応的に変化させることにより、アンテナの共振周波数はチューニングし得、結果的に、アンテナのアパーチャは適応的にチューニングされ、これにより人体の一部がアンテナと相互作用するときに、アンテナの改善されたシステム効率をもたらす。

図５は、本開示の一実施形態による、周波数に対して変化する通信デバイスのアンテナのリターンロスのグラフを示す。図５の横軸は周波数を表し、縦軸はアンテナのリターンロスを表す。曲線５０２は、アンテナが自由空間にあるときのアンテナのリターンロスを示し、曲線５０４は、携帯型通信デバイスが手で保持されているときのアンテナのリターンロスを示す。示されているように、デバイスが手で保持されているとき、そのアンテナの共振周波数は減少的にシフトされ、結果的に、そのアンテナの不整合損失は、その所定の動作共振周波数で増加する。アンテナに結合されたチューナブルキャパシタを、アンテナの総負荷キャパシタンスを基準キャパシタンス範囲内に維持するようにチューニングすることによって、アンテナは、曲線５０６によって示されるように、元の自由空間動作共振周波数に近い共振周波数で動作するようにチューニングされてもよい。

図６は、携帯型無線通信デバイスの実施形態のアンテナシステム６００のブロック図を示す。アンテナシステム６００は、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド６０４に結合されたアンテナ６０２を含む。アンテナ６０２は、総負荷キャパシタンスがチューニングされ得る任意のアンテナであってもよい。アンテナ６０２の例は、左手（ＬＨ）モードアンテナ、すなわち、メタマテリアルアンテナと、逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）、モノポール、Ｔアンテナ、または面状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）などの右手（ＲＨ）モードアンテナと、アパーチャチューナブルアンテナと、受動アンテナとを含む。アンテナ６０２はまた、開ループインピーダンスチューニングまたは閉ループアンテナインピーダンスチューニングなどの他のアンテナチューニング機構もサポートし得る。

ＲＦフロントエンド６０４は、アンテナ６０２によって受信され、トランシーバ６０６に送信される信号を処理するために使用される構成要素を含む。ＲＦフロントエンド６０４はまた、トランシーバ６０６から信号を受信し、受信した信号をアンテナ６０２によって送信されるＲＦ信号に変換する。ＲＦフロントエンド６０４は、トランシーバ６０６に結合される。トランシーバ６０６は、電子信号を送信および受信するための送信機および受信機として機能する。トランシーバ６０６は、半二重または全二重で動作し得る。ＲＦフロントエンド６０４およびトランシーバ６０６の詳細な動作および構造は、当該技術分野において周知であり、したがって本明細書では説明しない。

図６はまた、アンテナ６０２に結合されたチューナブルキャパシタ６０８を示す。チューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスを変更するために使用される。チューナブルキャパシタ６０８は、チューナブルＲＦキャパシタ、デジタルチューナブルキャパシタ、またはマイクロ電子機械（ＭＥＭ）システム可変キャパシタのように、キャパシタンスがチューニング範囲内でチューニングされ得る任意のキャパシタであってもよい。一実施形態では、チューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２に負荷を与え得る最大の人負荷キャパシタンスを含むことができるチューニング範囲を有し得る。チューナブルキャパシタ６０８はまた、所望のキャパシタンスチューニング範囲を実現するために互いに結合された複数のチューナブルキャパシタを含んでもよい。

チューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２のタイプに応じて、アンテナ６０２に並列または直列に結合されてもよい。いくつかの実施形態によれば、シャントチューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２がＲＨモードアンテナのときにアンテナ６０２に結合されてもよい。あるいは、アンテナ６０２が直列キャパシタおよびシャントインダクタを含む回路によってモデル化され得るＬＨモードアンテナである場合、直列チューナブルキャパシタ６０８がアンテナ６０２に結合されてもよい。上述したように、チューナブルキャパシタ６０８は、総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンス範囲内にとどまり得るように、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスをチューニングするために使用され、結果的に、アンテナ６０２は、その動作共振周波数であるまたはその近傍にある共振周波数で動作するようにチューニングされる。一実施形態では、チューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２の給電とアンテナ６０２の高インピーダンスポイントとの間に結合され、チューナビリティとリニアリティおよび／またはパワーハンドリングとの間のバランスを実現し得るようにする。アンテナ６０２が複数のアンテナ分岐を含み、それぞれが異なる所定の共振周波数で動作している場合、次にチューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２の給電と共振周波数がチューニングされることになる特定のアンテナ分岐との間に結合されてもよい。一実施形態では、チューナブルキャパシタ６０８は、アンテナ６０２に結合された外部キャパシタであってもよい。あるいは、チューナブルキャパシタ６０８は、キャパシタンスをチューニングするためのチューニング機構を有するアンテナ６０２と一体化されてもよい。

アンテナシステム６００はさらに、アンテナ６０２とコントローラ６１２とに結合されたキャパシタンスセンシングデバイス６１０を含む。キャパシタンスセンシングデバイス６１０は、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスを検出または測定するように構成されている。キャパシタンスセンシングデバイス６１０は、キャパシタンスセンサまたは容量近接センサなどの容量センサであってもよい。いくつかの実施形態によれば、キャパシタンスセンシングデバイス６１０は、ターゲットのキャパシタンスを検知するための、１つまたは複数のセンサまたはセンサヘッド（例えば、電極またはプローブ）などの１つまたは複数のセンシング回路、およびターゲットのキャパシタンスを決定するためのキャパシタンス測定および処理回路を含んでもよい。一実施形態では、キャパシタンスセンシングデバイス６１０は、シングルエンド型容量センサヘッドを有してもよい。あるいは、キャパシタンスセンシングデバイス６１０は、一対の差分容量センサヘッドを有してもよい。キャパシタンスセンシングデバイス６１０、または容量センサヘッドなどのキャパシタンスセンシングデバイス６１０のセンシング回路は、アンテナ６０２に対する人体の一部のキャパシタンス負荷を検出し得る場所に配置されてもよい。アンテナ６０２が複数の寄生放射アームを有する場合、それぞれの寄生放射アームのキャパシタンス検出のために、別個のキャパシタンスセンシングデバイス６１０または別個のセンサヘッドを寄生放射アームのそれぞれのために配置されるか、またはそれぞれに結合してもよい。

いくつかの実施形態によれば、同じ形状およびわずかに異なるサイズを有する容量検出デバイス６１０の２つのセンサヘッドは、差分容量検出構成を使用してアンテナ６０２のキャパシタンスを検出するために使用してもよく、ここでは２つのセンサヘッド間のキャパシタンスが検出される。一実施形態では、アンテナ６０２の同じ形状を有するセンサヘッドは、アンテナ６０２に対して重なり合って配置され、キャパシタンスセンシングデバイス６１０に差動的に接続されてもよい。

いくつかの他の実施形態によれば、アンテナ６０２はまた、差分容量検出構成を使用してその総負荷キャパシタンスを検出するための２つの容量センサヘッドのうちの１つとして機能するように構成されてもよい。この場合、アンテナ６０２と接地との間、およびアンテナ６０２とアンテナ給電との間に直流阻止を生成するために追加のキャパシタが使用されてもよい。例えば、アンテナ６０２は、接地にさらに結合される直流阻止キャパシタに接続されてもよい。アンテナ６０２は、直流阻止または整合キャパシタのいずれかとして機能する直列キャパシタによってアンテナ６０２のアンテナ給電に接続されてもよく、キャパシタンスセンシングデバイス６１０のセンサヘッドの１つとして使用される。アンテナ６０２と同じ形状を有する別のセンサヘッドは、アンテナ６０２と重なるように配置され、このようにして、アンテナ６０２の性能に対するキャパシタンスセンシングデバイスの結合の影響を排除する。

さらに他の実施形態によれば、アンテナ６０２は、接地およびアンテナ６０２のアンテナ給電に結合された直流阻止キャパシタに接続され、シングルエンド型容量検出構成の使用によってキャパシタンスセンシングデバイス６１０のセンサヘッドとして機能してもよく、ここではセンサヘッド、すなわちアンテナ６０２と仮想接地との間のキャパシタンスが検出される。この場合、キャパシタンスセンシングデバイス６１０に漏出するＲＦ信号をチョークするためにインダクタンスを使用してもよい。

差分容量検出構成の場合、キャパシタンスセンシングデバイス６１０の２つのセンサヘッドは、キャパシタの２つの電極として機能する。いくつかの実施形態によれば、キャパシタはブリッジ回路内に配置されてもよく、そのキャパシタンスは電圧−電流関係の使用により読み取られる。接地に対するシャントチューニング可能キャパシタンスでチューニングされたアンテナの総負荷キャパシタンスを検出するために、シングルエンド型および差分容量検出構成の両方が使用され得る。左手アンテナのチューニングのために、ここでは、左手アンテナの給電分岐と放射パッドとの間にチューナブルキャパシタが直列に配置され、給電分岐と放射パッドとの間のキャパシタンス負荷が測定されてもよい。この場合、差分容量測定構成が使用され得る。キャパシタンスセンシングデバイス６１０の詳細な動作および構造は、当該技術分野において周知であり、したがって本明細書では説明しない。当業者は、アンテナのキャパシタンスを検出するためにキャパシタンスセンシングデバイス６１０を実現するための多くの変形、代替および変更を認識するであろう。

コントローラ６１２は、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスに関する情報を取得し、検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスＣ_refに応じて、チューナブルキャパシタ６０８のチューニングを制御するように構成され、それによりアンテナ６０２の総負荷キャパシタンスは基準キャパシタンスＣ_refの基準キャパシタンス範囲（Ｃ_ref−Δc，Ｃ_ref＋Δc）内に収まる。上述したように、基準キャパシタンスＣ_refは、アンテナに対する所定のキャパシタンス値であり、アンテナの総負荷キャパシタンスが自由空間における基準キャパシタンスと等しいときに、アンテナはその所定の動作共振周波数で動作する。基準キャパシタンスは、アンテナの設計およびアンテナがどのようにモデル化されるかに依存する。基準キャパシタンスは、異なるタイプのアンテナに対して異なってもよく、またアンテナがサポートし得る周波数帯域および動作モードに対して変化もし得る。基準キャパシタンスは、メモリに予め格納され、必要に応じて取り出されてもよい。例えば、基準キャパシタンスは、メモリに格納された帯域テーブルから選択し得る。さらに、上述したように、最大の許容キャパシタンス差Δcは、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンス範囲内にあるときに、アンテナがアンテナの動作共振周波数であるまたはその近傍にある共振周波数で動作し得るように選択されてもよい。あるいは、基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲は、（Ｃ_ref1、Ｃ_ref2）で表してもよく、ここでＣ_ref1およびＣ_ref2は、基準キャパシタンス範囲の最小および最大キャパシタンスであり、かつＣ_ref1＜Ｃ_ref＜Ｃ_ref2である。同様に、Ｃ_ref1およびＣ_ref2もまた予め決定されてメモリに記憶されてもよく、Ｃ_ref1およびＣ_ref2は、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンス範囲内にあるとき、アンテナの所定の動作共振周波数であるまたはその近傍にある共振周波数でアンテナが動作し得るように選択されてもよい。基準キャパシタンスＣ_refと検出された総負荷キャパシタンス値との差は、チューナブルキャパシタがどのくらいチューニングされるべきかを示す。コントローラ６１２はさらに、検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスＣ_refに応じてチューニングキャパシタンスを決定するように構成されてもよい。チューニングキャパシタンスは、チューナブルキャパシタ６０８がチューニングされることになるキャパシタンス値である。一実施形態では、コントローラ６１２は、検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてチューニングキャパシタンスを計算し得る。あるいは、異なる検出された総負荷キャパシタンス値に対応するチューニングキャパシタンスは、予め計算してメモリに格納してもよく、コントローラ６１２は、メモリ内を検索することによって、検出された総負荷キャパシタンスの対応するチューニングキャパシタンスを見つけてもよい。

いくつかの実施形態によれば、コントローラ６１２は、キャパシタンスチューニング回路の使用によってチューナブルキャパシタ６０８のチューニングを制御するように構成されたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラなどのプロセッサであってもよい。あるいは、コントローラ６１２は、プロセッサと、チューナブルキャパシタ６０８のキャパシタンスがチューニングされるキャパシタンスチューニング回路とを含んでもよい。例えば、キャパシタンスチューニング回路は、キャパシタチューニング電圧を生成する高電圧デジタル−アナログ変換器（ＨＶＤＡＣ）であってよく、キャパシタチューニング電圧を制御することによって、チューナブルキャパシタ６０８は所望のキャパシタンスにチューニングされる。キャパシタンスチューニング回路の別の例は、離散方式または集積方式のいずれかで固定キャパシタをスイッチオンまたはオフするように構成されたスイッチまたはスイッチアレイであってもよい。当業者は、キャパシタンスチューニング回路を実現するための多くの変形、代替および変更を認識するであろう。

図７は、実施形態のアンテナシステム７００の概略図を示す。アンテナシステム７００は、そのアンテナ給電７０４に結合されたアンテナ７０２を含む。チューナブルキャパシタ７０６は、アンテナ７０２とアンテナ給電７０４との間に結合された第１の端子を有する。チューナブルキャパシタ７０６の第２の端子は、インダクタ７０８に直列に結合され、インダクタ７０８はさらに接地に結合される。あるいは、インダクタ７０８はバイパスされてもよく、または配置時にチューナブルキャパシタ７０６と交換されてもよい。中央処理装置（ＣＰＵ）７１０は、ＨＶＤＡＣ７１２に結合されており、これによりＣＰＵ７１０は、チューナブルキャパシタ７０６のキャパシタンスチューニングを制御する。容量近接センサ７１４は、アンテナ７０２の総負荷キャパシタンスを検出して提供するためにＣＰＵ７１０に結合される。容量近接センサ７１４は、アンテナ７０２の総負荷キャパシタンスを検出するための２つのセンサヘッド７１４Ａおよび７１４Ｂを含む。２つのセンサヘッド７１４Ａおよび７１４Ｂは、人体の一部がアンテナ７０２に接近または接触したときにアンテナ７０２の総負荷キャパシタンスの変化を検出し得るスポットに配置されてもよい。この実施形態における２つのセンサヘッド７１４Ａおよび７１４Ｂは、アンテナ７０２に対する近接センサ７１４の影響を最小に低減するために同じ形状を有し、アンテナ７０２に重なるように配置される。

図８は、アンテナシステム６００のチューナブルキャパシタのチューニングキャパシタンスを決定するための実施形態のルックアップテーブル８００を示す。ルックアップテーブル８００は、アンテナ６０２の多数の総負荷キャパシタンス値Ｃ_nxと多数のチューニングキャパシタンス値Ｃ_newを含み、各Ｃ_nxはＣ_newに対応している。ルックアップテーブル８００の第１の列は、それぞれ１対のキャパシタンス値、すなわち、Ｃ_nxおよび対応するＣ_new、を示す状態番号１〜Ｎである。ルックアップテーブル８００には、Ｎ対のそのようなキャパシタンス値がある。テーブル８００の第２の列は、アンテナが自由空間にあり、人体の一部と相互作用をしているときに検出され得るアンテナの総負荷キャパシタンスの最小から最大までの可能な値を含み得る総負荷キャパシタンスのＮ個の離散値を含む。テーブル８００の第３の列は、Ｎ個の総負荷キャパシタンス値に対応するＮ個のチューニングキャパシタンス値を含む。いくつかの実施形態によれば、Ｎ個の総負荷キャパシタンス値は、アンテナ６０２が人体の一部と携帯型無線通信デバイスとの間の、結果的に、アンテナ６０２との異なる相互作用によって負荷されたときに、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスを測定することによって、予め決定され得る。次いで、Ｎ個のチューニングキャパシタンス値が、検出されたキャパシタンス値および基準キャパシタンス値に応じて計算され得る。次いで、測定された総負荷キャパシタンス値および対応するチューニングキャパシタンスを含むルックアップテーブルを生成し得る。いくつかの実施形態によれば、変換されたキャパシタンスＣ_nxの代わりに、アンテナの総負荷キャパシタンスの測定された生データがルックアップテーブルにおいて使用される。いくつかの他の実施形態によれば、チューニングキャパシタンス値Ｃ_newの代わりにチューナブルキャパシタの構成または状態もルックアップテーブルにおいて使用し得る。ルックアップテーブル８００は、予め決定され、製造時に携帯型無線通信デバイスの不揮発性メモリに格納されてもよい。別々のルックアップテーブル８００が異なるアンテナに対して生成されてもよい。

アンテナが異なる共振周波数、周波数帯域またはモードで動作しているとき、人体の一部とアンテナとの間の相互作用は、アンテナの総負荷キャパシタンスに異なる影響を持つことがある。例えば、スマートフォンは、ＬＴＥ周波数分割二重（ＦＤＤ）、ＬＴＥ時分割二重（ＴＤＤ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）回線交換フォールバック（ＣＳＦＢ）ＦＤＤ、ＵＭＴＳ ＣＳＦＢ ＴＤＤなどのマルチモードをサポートし得、各モードに関して、スマートフォンは複数の周波数帯域で動作し得る。いくつかの実施形態によれば、マルチモードおよびマルチバンドをサポートするアンテナに対して、複数のルックアップテーブルが生成されてもよく、ルックアップテーブルのそれぞれは、アンテナがサポートしているモードおよび周波数帯域に対応している。複数のルックアップテーブルは、アンテナのモードおよび周波数帯域によってインデックスを付されてもよい。いくつかの実施形態によれば、アンテナがその動作共振周波数を切り替えるためにスイッチを使用する場合、アンテナの動作共振周波数によって基準キャパシタンスおよび総負荷キャパシタンスが変化するため、アンテナが使用し得る動作共振周波数のそれぞれについて別個のルックアップテーブルが生成されてもよい。スイッチ状態が共振周波数スイッチングを指示するために使用される場合、スイッチ状態はまた、ルックアップテーブルにインデックスを付するために使用されてもよい。さらに、様々なセンサを使用して携帯型通信デバイスの特定の使用事例を検出してもよく、ルックアップテーブルの検索を高速化するために、使用事例は、ルックアップテーブルにインデックスを付すためにも使用されてもよい。当業者は、ルックアップテーブルを配置してインデックスを付すための多くの変形、代替および変更を認識するだろう。

このような構築されたルックアップテーブルにより、コントローラ６１２がキャパシタンスセンシングデバイス６１０によって検出された総負荷キャパシタンスを取得すると、コントローラ６１２は、検出された総負荷キャパシタンスおよびアンテナの全負荷キャパシタンスに影響を及ぼし得る周波数帯域、アンテナが動作している動作モードおよびスイッチ状態、携帯型通信デバイスの使用事例などのその他の情報に従ってルックアップテーブルを検索し、対応するルックアップテーブル内の検出された総負荷キャパシタンスに対応するチューニングキャパシタンスを選択し、そしてチューナブルキャパシタ６０８をチューニングキャパシタンスにチューニングし得る。

図９は、図６におけるチューナブルキャパシタ６０８のチューニングキャパシタンスを決定するための別の実施形態の方法９００を示す。方法９００は、ステップ９０２において基準キャパシタンス値Ｃ_refを取得することから開始し、続いてステップ９０４において、アンテナ６０２の総負荷キャパシタンスを検出または測定する。方法９００は次いで、検出された総負荷キャパシタンス値および基準キャパシタンス値Ｃ_refに応じてチューナブルキャパシタ６０８をチューニングするためのチューニングキャパシタンスを決定する。一実施形態では、チューニングキャパシタンス値は、コントローラ６１２によって計算されてもよい。例えば、キャパシタンスセンシングデバイス６１０のセンサからのキャパシタンスの読み取り値は、先ずＣ_x=（Ｃ_xm−Ｃ_b）＊ｋ₀によって調整してもよく、ここで、Ｃ_xmはキャパシタンスの読み取り値であり、Ｃ_bはキャパシタンスセンシングデバイス６１０のベースラインキャパシタンスであり、ｋ₀はスケール係数であり、Ｃ_xはキャパシタンスの読み取り値の調整された結果である。調整された結果は、基準キャパシタンス値Ｃ_refに対するキャパシタンス差Ｃ_d’をＣ_d’=Ｃ_x−Ｃ_refによって計算するために使用される。キャパシタンス差Ｃ_d’は、次にローパスフィルタでフィルタリングされ、チューニングキャパシタンス値Ｃ_newを以下のように、すなわち、Ｃ_d=ＬＰＦ（Ｃ_d’）およびＣ_new=Ｃ_old＋ｋ＊Ｃ_dで計算するために使用され、ここでＬＰＦはローパスフィルタを表し、Ｃ_oldはチューナブルキャパシタ６０８の現在のキャパシタンス値であり、Ｃ_newは、計算されたチューニングキャパシタンスであり、ｋは、チューニングから生じるアンテナ６０２の位相変化が信号を中断しないようにチューニング速度を制御するために使用されるチューニング係数である。一実施形態では、チューニングアンテナ６０２の急激な位相変化を避けるために、
ａｂｓ（Ｃ_d）＜Ｃ_limitの場合、Ｃ_new=Ｃ_old＋Ｃ_d
Ｃ_d＞Ｃ_limitの場合、Ｃ_new=Ｃ_old＋Ｃ_limit
Ｃ_d＜−Ｃ_limitの場合、Ｃ_new=Ｃ_old−Ｃ_limit
となるように各チューニングステップについて最大キャパシタンス変化（Ｃ_limit＞０）を定義してもよい。

当業者は、チューナブルキャパシタ６０８をチューニングするために使用されるチューニングキャパシタンスを計算するための多くの変形、代替および変更を認識するであろう。

方法９００は、計算されたチューニングキャパシタンスＣ_newがチューナブルキャパシタ６０８のキャパシタンスチューニング範囲内にあるか否かを判定する。ステップ９０８において計算されたキャパシタンスＣ_newがチューニング範囲の最大チューニング可能キャパシタンス値Ｃ_maxより大きい場合、Ｃ_maxはチューナブルキャパシタ６０８がチューニングされ得る最大キャパシタンス値であるため、ステップ９１０においてＣ_maxはチューニングキャパシタンスに設定され、方法はステップ９１６に進み、ここでチューナブルキャパシタ６０８をチューニングするためにチューニングキャパシタンスが使用される。ステップ９０８において計算されたキャパシタンスＣ_newが最大チューニング可能キャパシタンス値Ｃ_max未満の場合、方法９００は、ステップ９１２に進む。ステップ９１２において、方法９００は、計算されたチューニングキャパシタンスＣ_newとキャパシタンスチューニング範囲の最小チューニング可能キャパシタンス値Ｃ_minとを比較する。Ｃ_newがＣ_min未満の場合、ステップ９１４においてＣ_minはチューニングキャパシタンスに設定され、方法はステップ９１６に進む。ステップ９１２においてＣ_newがＣ_min未満でなければ、計算されたチューニングキャパシタンスは、ステップ９１６においてチューナブルキャパシタ６０８をチューニングするためにチューニングキャパシタンスとして使用される。方法９００は、アンテナが周波数スイッチングをサポートする場合、アンテナの各スイッチング状態に対するアパーチャチューニングのためにも使用され得る。

図１０は、アンテナの適応型アパーチャチューニングの実施形態の方法１０００を示す。方法１０００は、ステップ１００２においてアンテナの総負荷キャパシタンスを検出することから開始する。一実施形態では、総負荷キャパシタンスを検出するために、キャパシタンスセンシングデバイスをアンテナに結合してもよい。方法１０００は、アンテナの総負荷キャパシタンスが基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内になるように、検出されたアンテナの総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてアンテナの総負荷キャパシタンスを変更するためにステップ１００４に進む。いくつかの実施形態によれば、アンテナの全負荷キャパシタンスは、アンテナに結合されたチューナブルキャパシタをチューニングすることによって変更されてもよい。上述したように、チューナブルキャパシタは、シャントまたは直列チューナブルキャパシタであってもよい。いくつかの実施形態によれば、方法１０００は、チューナブルキャパシタをチューニングするためのチューニングキャパシタンスを決定し得る。例えば、方法１０００は、それぞれアンテナの多数のチューニングキャパシタンス値および多数の総負荷キャパシタンス値を含む複数の予め生成されたルックアップテーブルを検索することによってチューニングキャパシタンスを選択してもよい。チューニングキャパシタンスの各々は、総負荷キャパシタンス値に対応している。あるいは、方法１０００は、検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じてチューナブルキャパシタをチューニングするためのチューニングキャパシタンスを計算してもよい。方法１０００はまた、計算されたチューニングキャパシタンスがチューナブルキャパシタのチューニング範囲内にあるか否かを判定し、計算されたチューニングキャパシタンスが最大チューニング可能キャパシタンスよりも大きい場合、チューニングキャパシタンスをチューナブルキャパシタの最大チューニング可能キャパシタンスに設定してもよい。方法１０００はさらに、計算されたチューニングキャパシタンスが最小チューニング可能キャパシタンス未満の場合、チューニングキャパシタンスをチューナブルキャパシタの最小チューニング可能キャパシタンスに設定してもよい。

図１１は、本明細書に記載の方法を実行するための実施形態の処理システム１１００のブロック図を示し、それはホスト装置にインストールし得る。示されているように、処理システム１１００は、プロセッサ１１０４、メモリ１１０６、およびインタフェース１１１０〜１１１４を含み、これらは図１１に示すように配置されてもよい（またはされなくてもよい）。プロセッサ１１０４は、計算および／または他の処理関連のタスクを実行するように構成された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよく、メモリ１１０６は、プロセッサによる実行のためのプログラミングおよび／または命令を格納するように構成された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよい。実施形態では、メモリ１１０６は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。インタフェース１１１０、１１１２、１１１４は、処理システム１１００が他のデバイス／コンポーネントおよび／またはユーザと通信することを可能にする任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよい。例えば、インタフェース１１１０、１１１２、１１１４のうちの１つまたは複数は、プロセッサ１１０４からのデータ、制御、または管理メッセージをホストデバイスおよび／またはリモートデバイスにインストールされたアプリケーションに通信するように適合されてもよい。別の例として、インタフェース１１１０、１１１２、１１１４のうちの１つまたは複数は、ユーザまたはユーザデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）など）が処理システム１１００と対話／通信することを可能にするように適合されてもよい。処理システム１１００は、長期ストレージ（例えば、不揮発性メモリなど）などの図１１に示されていない追加のコンポーネントを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、処理システム１１００は、移動局、ユーザ機器（ＵＥ）、タブレット、着用可能な通信デバイス（例えば、スマートウォッチなど）のような無線テレコミュニケーションネットワークにアクセスするユーザ側デバイス、または無線テレコミュニケーションネットワークにアクセスするように適合された任意の他の装置内にある。

いくつかの実施形態では、インタフェース１１１０、１１１２、１１１４のうちの１つまたは複数は、処理システム１１００をテレコミュニケーションネットワークを介して信号を送受信するように適合されたトランシーバに接続する。図１２は、テレコミュニケーションネットワークを介してシグナリングを送受信するように適合されたトランシーバ１２００のブロック図を示す。トランシーバ１２００は、ホストデバイスにインストールされ得る。示されるように、トランシーバ１２００は、ネットワーク側インタフェース１２０２、カプラ１２０４、送信機１２０６、受信機１２０８、シグナルプロセッサ１２１０、およびデバイス側インタフェース１２１２を備える。ネットワーク側インタフェース１２０２は、無線テレコミュニケーションネットワークを介してシグナリングを送信または受信するように適合された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでもよい。カプラ１２０４は、ネットワーク側インタフェース１２０２を介して双方向通信を容易にするように適合された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでもよい。送信器１２０６は、ベースバンド信号を、ネットワーク側インタフェース１２０２を介した送信に適する変調された搬送波信号に変換するように適合された任意のコンポーネントまた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）を含んでもよい。受信機１２０８は、ネットワーク側インタフェース１２０２を介して受信された搬送波信号をベースバンド信号に変換するように適合された任意のコンポーネントまた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）を含んでもよい。シグナルプロセッサ１２１０は、ベースバンド信号をデバイス側インタフェース１２１２を介した通信に適したデータ信号に変換する、またはその逆も可能になるように適合された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでもよい。デバイス側インタフェース１２１２は、シグナルプロセッサ１２１０とホストデバイス内のコンポーネント（例えば、処理システム１１００、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に適合された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでもよい。

トランシーバ１２００は、任意のタイプの通信媒体を介してシグナリングを送信および受信することができる。いくつかの実施形態では、トランシーバ１２００は、無線媒体を介してシグナリングを送受信する。例えば、トランシーバ１２００は、セルラプロトコル（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）、または任意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）などの無線テレコミュニケーションプロトコルに従って通信するように適合された無線トランシーバであってもよい。そのような実施形態では、ネットワーク側インタフェース１２０２は、１または複数のアンテナ／放射素子を備える。例えば、ネットワーク側インタフェース１２０２は、単一のアンテナ、複数の別個のアンテナ、または例えば、１入力複数出力（ＳＩＭＯ）、複数入力１出力（ＭＩＳＯ）、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）などの多層通信用に構成されたマルチアンテナアレイを含んでもよい。特定の処理システムおよび／またはトランシーバは、図示されたコンポーネントのすべて、またはコンポーネントのサブセットのみを利用してもよく、統合化レベルは、デバイスごとに異なってもよい。

説明を詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変形、置換および変更を行うことができることを理解されたい。さらに、当業者は、この開示から、現存するまたは将来開発されるプロセス、機械、製造、物質の組成物、手段、方法、またはステップが本明細書に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たし得る、または実質的に同じ結果を達成し得ることは容易に理解するので、本開示の範囲は、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質の組成物、手段、方法、またはステップをその範囲内に包含することを意図されている。

Claims (14)

1. アンテナと、
   前記アンテナに結合されたチューナブルキャパシタと、
   前記アンテナに結合され、前記アンテナの総負荷キャパシタンスを検出するように構成されたキャパシタンスセンシングデバイスと、
   前記キャパシタンスセンシングデバイスに結合され、かつ検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じて前記チューナブルキャパシタをチューニングするために使用されるチューニングキャパシタンスを決定し、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスが前記基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内に収まるように、前記チューニングキャパシタンスに応じて前記チューナブルキャパシタをチューニングすることによって前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスを変更するように構成されるコントローラと
   を含み、前記基準キャパシタンス範囲は、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスが前記基準キャパシタンス範囲内にあるときに、前記アンテナが前記アンテナの所定の動作共振周波数であるかまたはその近傍にある共振周波数で動作し得るように選択され、前記チューナブルキャパシタは、前記アンテナとアンテナ給電との間に結合された第１の端子と、接地にまたはインダクタを介して接地に結合される第２の端子とを有する、装置。
2. 前記アンテナは、左手（ＬＨ）モードアンテナ、右手（ＲＨ）モードアンテナ、受動アンテナ、インピーダンスチューニングを有するアンテナ、またはアパーチャチューナブルアンテナを備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記キャパシタンスセンシングデバイスは、キャパシタセンサまたは容量近接センサを備える、請求項１に記載の装置。
4. 前記アンテナは、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスを検出するための前記キャパシタンスセンシングデバイスの容量センサヘッドとなるように構成される、請求項１に記載の装置。
5. 前記コントローラは、ルックアップテーブルに従って前記チューナブルキャパシタをチューニングさせるための前記チューニングキャパシタンスを決定するようにさらに構成され、前記ルックアップテーブルは前記アンテナの多数の総負荷キャパシタンス値、および前記チューナブルキャパシタをチューニングするための多数のチューニングキャパシタンス値を含み、前記多数の総負荷キャパシタンス値のそれぞれは、前記多数のチューニングキャパシタンス値の１つに対応している、請求項１に記載の装置。
6. 前記コントローラは、前記ルックアップテーブルから前記アンテナの前記検出された総負荷キャパシタンスに対応するチューニングキャパシタンス値を選択するようにさらに構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記コントローラは、前記基準キャパシタンスおよび前記アンテナの前記検出された総負荷キャパシタンスに応じて第１のチューニングキャパシタンスを計算し、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが前記チューナブルキャパシタのチューニング範囲内にあるとき、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスを選択するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
8. 前記コントローラは、前記チューナブルキャパシタの最大チューニング可能キャパシタンスを、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが前記最大チューニング可能キャパシタンスより大きいとき、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして選択し、前記チューナブルキャパシタの最小チューニング可能キャパシタンスを、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが前記最小チューニング可能キャパシタンス未満のとき、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして選択するようにさらに構成される、請求項７に記載の装置。
9. 前記コントローラの制御下で前記チューナブルキャパシタをチューニングするためのキャパシタンスチューニング回路をさらに含む、請求項１に記載の装置。
10. チューナブルキャパシタをアンテナに結合するステップであって、前記チューナブルキャパシタは、前記アンテナとアンテナ給電との間に結合された第１の端子と、接地にまたはインダクタを介して接地に結合される第２の端子とを有する、ステップと、
    前記アンテナの総負荷キャパシタンスを検出するステップと、
    前記アンテナの検出された総負荷キャパシタンスおよび基準キャパシタンスに応じて、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスが前記基準キャパシタンスの基準キャパシタンス範囲内に収まるように、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスを変更するステップと
    を含み、前記基準キャパシタンス範囲は、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスが前記基準キャパシタンス範囲内にあるときに、前記アンテナが前記アンテナの所定の動作共振周波数であるかまたはその近傍にある共振周波数で動作し得るように選択され、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスを変更する前記ステップは、前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスが前記基準キャパシタンスの前記基準キャパシタンス範囲内に収まるように前記アンテナの前記検出された総負荷キャパシタンスおよび前記基準キャパシタンスに応じて前記チューナブルキャパシタをチューニングするステップを含む、方法。
11. 前記チューナブルキャパシタをチューニングするためのチューニングキャパシタンスを決定するステップをさらに含み、前記チューニングキャパシタンスは、ルックアップテーブルに従って決定され、前記ルックアップテーブルは多数の総負荷キャパシタンス値および多数のチューニングキャパシタンス値を含み、前記多数の総負荷キャパシタンス値のそれぞれは、前記多数のチューニングキャパシタンス値の１つに対応している、請求項１０に記載の方法。
12. 前記チューナブルキャパシタをチューニングするためのチューニングキャパシタンスを決定するステップをさらに含み、前記チューナブルキャパシタをチューニングするためのチューニングキャパシタンスを決定する前記ステップは、前記基準キャパシタンスおよび前記アンテナの前記検出された総負荷キャパシタンスに応じて第１のチューニングキャパシタンスを計算するステップと、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが前記チューナブルキャパシタのチューニング範囲内にあるとき、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして、前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスを選択するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが最大チューニング可能キャパシタンスより大きいとき、前記チューナブルキャパシタの前記最大チューニング可能キャパシタンスを、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして選択するステップと、
    前記第１の計算されたチューニングキャパシタンスが最小チューニング可能キャパシタンス未満のとき、前記チューナブルキャパシタの前記最小チューニング可能キャパシタンスを、前記チューナブルキャパシタをチューニングするための前記チューニングキャパシタンスとして選択するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記アンテナの前記総負荷キャパシタンスを検出するためにキャパシタンスセンシングデバイスを前記アンテナに結合するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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