(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記回路は、前記方向性結合器の第1出力と前記出力端子との間に設けられ、かつ、前記方向性結合器の第2出力と前記出力端子との間に設けられた送信/反射スイッチを含む請求項7のスイッチングモジュール。
【発明を実施するための形態】
【0021】
ここに与えられる見出しは、たとえあったとしても、便宜のみのためであって、必ずしも請求項に係る発明の範囲又は意味に影響するわけではない。
【0022】
ここに記載されるのは、電力供給がないモジュール内の単極多投RFスイッチが、能動的随伴モジュールから単一のRF出力へとRF信号を能動的に切り替える技術である。ここに記載される実施形態において、制御指令及び関連制御ソフトウェアを不使用とし又は排除することができる。ここに記載される実施形態において、多重化スイッチを包含するモジュールは、電力供給を受けることもデジタル制御されることもない。さらに、ここに記載される実施形態は、複数モジュール間の個別的なスイッチ制御線を含まなくてもよい。
【0023】
図1は、多重送信モジュール110、120を含む無線通信構成100を示す。送信モジュール110、120はそれぞれ、アンテナ114、124を介して送信される無線周波数(RF)入力信号を受信する入力端子111、121を有する。送信モジュール110、120はそれぞれ、入力信号を増幅する電力増幅器115、125を含む。増幅された入力信号(出力信号と称する)は、出力端子112、122を介して出力され、アンテナ114、124を介して送信される。
【0024】
送信モジュール110、120はそれぞれ、電力増幅器115、125及び出力端子112、122間に方向性結合器116、126も含む。方向性結合器116、126は、アンテナ114、124を介して送信される信号(送信信号と称する)の測定値を与え、かつ、アンテナ114、124から反射される信号(反射信号)の測定値を与える。これら双方の測定値は、結合器端子113、123を介して当該測定値の一方を出力するべく選択する送信/反射(T/R)スイッチ117、127へと与えられる。
【0025】
送信モジュール110、120の結合器端子113、125は、伝送線141、142それぞれを介して、スイッチングモジュール130の入力端子131、132それぞれへと結合される。スイッチングモジュール130は、第1入力端子131、第2入力端子132及び出力端子133を含む。スイッチングモジュール130は、制御端子135を介して受信した制御信号に基づき、出力端子133における出力信号として、第1入力端子131又は第2入力端子132いずれかが受信した信号を与える。
【0026】
スイッチングモジュール130はさらに、スイッチングモジュール130に電源を供給するDC電圧を受ける電力端子134を有する。DC電圧は、例えば、(例えば電池からの)電池電圧又は(例えば電源からの)供給電圧とすることができる。DC電圧は、例えば、スイッチングモジュール内の一以上のトランジスタにバイアスを与えるべく使用することができる。
【0027】
送信モジュール110、120はそれぞれ、送信モジュールの電源用電力を受ける電力端子(図示せず)も有し得る。
【0028】
スイッチングモジュール130を制御するべく、(多重化RFスイッチを包含する)スイッチングモジュール130は、例えば電力端子134を介した受電のように電力供給を受け、制御信号が、所望の入力を選択するべく(例えば制御端子135を介して)与えられる。スイッチングモジュール130に電力を供給することは、望ましくないことに、電池寿命を低下させ得る。さらに、制御信号を発生させて送信することも、望ましくないことに、関連制御ソフトウェアのコストをかけて行われ得る。
【0029】
したがって、いくつかの実施形態において、無線通信構成は、電力端子を介した電力供給を受けない又は制御端子を介した制御を受けないスイッチングモジュールを含む。
【0030】
図2は、いくつかの実施形態において、無線通信構成200が電力端子又は制御端子が存在しないスイッチングモジュールを含み得ることを示す。
図1の無線通信構成100と同様に、
図2の無線通信構成200は2つの送信モジュール210、220を含む。わかることだが、
図2の無線通信構成200は2つの送信モジュール210、220を含むにもかかわらず、他の無線通信構成は3以上の送信モジュールを含み得る。
【0031】
送信モジュール210、220はそれぞれ、アンテナ214、224それぞれを介して送信される無線周波数(RF)入力信号を受信する入力端子211、221を有する。送信モジュール210、220はそれぞれ、入力信号を増幅する電力増幅器215、225を含む。増幅された入力信号(出力信号と称する)は、出力端子212、222を介して出力され、アンテナ214、224を介して送信される。
【0032】
送信モジュール210、220はそれぞれ、電力増幅器215、225及び出力端子212、222間に方向性結合器216、226を含む。方向性結合器216、226は、アンテナ214、224を介して送信される信号(送信信号と称する)の測定値を与え、かつ、アンテナ214、224から反射される信号(反射信号と称する)の測定値を与える。これら双方の測定値は、結合器端子213、223を介して当該測定値の一方を出力するべく選択される送信/反射(T/R)スイッチ217、227へと与えられる。
【0033】
結合器端子213、223を介してまたも出力されるのは、DCコンポーネント218、228から与えられる正のDC電圧(例えばトランジスタバイアスしきい値のようなしきい値よりも大きなDC電圧)である。すなわち、結合器端子213、223が出力するのは、正のDC電圧と、方向性結合器216、226のRF出力(例えば送信又は反射信号のRF測定値)との組み合わせである。
【0034】
送信モジュール210、220の結合器端子213、223は、伝送線241、242それぞれを介して、スイッチングモジュール230の入力端子231、232それぞれに結合される。スイッチングモジュール230は、第1入力端子231、第2入力端子232及び出力端子233を含む。
図1のスイッチングモジュール130とは異なり、
図2のスイッチングモジュール230は制御端子又は電力端子を含まない。
図2のスイッチングモジュール230は、第1入力端子231が受信した信号が正のDC電圧を含む場合に第1入力端子231が受信した信号のRF成分を出力し、第2入力端子232が受信した信号が正のDC電圧を含む場合に第2入力端子232が受信した信号のRF成分を出力する。
【0035】
すなわち、スイッチングモジュール230は、(第1入力端子231又は第2入力端子232いずれかにおける正のDC電圧を除く)電力又は制御信号を受け取ることなく、第1入力端子231又は第2入力端子232いずれかが受信した信号のRF成分を出力する。
【0036】
すなわち、無線通信構成200は、第2送信モジュール220又はスイッチングモジュール230に電力を供給することなく、第1送信モジュール210の送信信号又は反射信号の測定値を、スイッチングモジュール230の出力端子を介して出力することができる。同様に、無線通信構成200は、第1送信モジュール210又はスイッチングモジュール230に電力を供給することなく、第2送信モジュール220の送信信号又は反射信号の測定値を、スイッチングモジュール230の出力端子を介して出力することができる。
【0037】
送信モジュール210、220いずれかからの送信信号及び/又は反射信号の測定値は、例えば、送信電力を制御し、放射電力量を制御し、又はアンテナチューナをチューニングするべく、ベース帯域システムへと与えることができる。
【0038】
図3は、いくつかの実施形態において、スイッチングモジュール300が、電力端子又は制御端子を有しないことを示す。
図3のスイッチングモジュール300は、例えば、
図2の無線通信構成200において使用されて上述のスイッチング機能を果たすことができる。
【0039】
スイッチングモジュール300は、第1入力端子301、第2入力端子302及び出力端子303を有する。スイッチングモジュール300はさらに、接地電位に結合される接地端子304を有する。スイッチングモジュール300は、スイッチングモジュール300の電源用電力を受ける電力端子を含まない。スイッチングモジュール300は、第1入力端子301又は第2入力端子302からの信号出力を選択する制御信号を受信する制御端子を含まない。むしろ、上述のようにスイッチングモジュール300は、第1入力端子301又は第2入力端子302のいずれかが正のDC電圧を受信することに基づき、第1入力端子301又は第2入力端子302いずれかが受信した信号のRF成分を出力する。特に、第1入力端子301が受信した信号が正のDC電圧を含む場合、スイッチングモジュール300は、第1入力端子301が受信した信号のRF成分を(出力端子303から)出力する。同様に、第2入力端子302が受信した信号が正のDC電圧を含む場合、スイッチングモジュール300は、第2入力端子302が受信した信号のRF成分を(出力端子303から)出力する。
【0040】
スイッチングモジュール300は、第1入力端子301及び出力端子303間に結合された第1トランジスタ321を含む。第1トランジスタは、第1キャパシタ331を介して第1入力端子301に結合されたドレインと、第1抵抗器341を介して第1入力端子に結合されたゲートと、出力端子303に結合されたソースとを有する。理解されることだが、ここでは第1トランジスタ321が電界効果トランジスタ(FET)として記載されるにもかかわらず、第1トランジスタ321(及びここに記載される他のトランジスタ)は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)(例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT))のような他のタイプのトランジスタによって実装可能である。同様に、「ゲート」、「ドレイン」又は「ソース」のような特定の用語の使用は、特定のトランジスタのタイプを示唆するものと受け取るべきではなく、他のタイプのトランジスタを言及するべく使用されるのが典型的な(「ベース」、「コレクタ」又は「エミッタ」のような)他の用語と互換性があるものとみなすべきである。
【0041】
スイッチングモジュール300は、第2入力端子302及び出力端子303間に結合された第2トランジスタ322を含む。第2トランジスタは、第2キャパシタ332を介して第2入力端子302に結合されたドレインと、第2抵抗器を介して第2入力端子302に結合されたゲートと、出力端子303に結合されたソースとを有する。
【0042】
スイッチングモジュール300は、第1入力端子301及び接地端子304間に結合された第3トランジスタ323を含む。第3トランジスタ323は、第1入力端子301に結合されたドレインと、終端抵抗器343を介して接地端子304に結合されたソースと、第2抵抗器342を介して第2入力端子302に結合されたゲートとを有する。スイッチングモジュールは、第2入力端子302及び接地端子304間に結合された第4トランジスタ324を含む。第4トランジスタ324は、第2入力端子302に結合されたドレインと、終端抵抗器343を介して接地端子304に結合されたソースと、第1抵抗器341を介して第1入力端子301に結合されたゲートとを有する。
【0043】
第3トランジスタ323のゲート及び第4トランジスタ324のゲートはそれぞれ、キャパシタ333、334それぞれを介して接地端子304に結合される。いくつかの実装において、出力端子303及び接地端子304間にリーク抵抗器(図示せず)を結合することができる。リーク抵抗器の抵抗値は、例えば5キロオームとすることができる。
【0044】
第1入力端子301が受信した信号が正のDC電圧を含む場合、当該正のDC電圧は、第1トランジスタ321にバイアスを与えるべく第1抵抗器341を流れる。第1トランジスタ321がバイアスを受けると、第1入力端子301が受信した信号のRF成分は、第1トランジスタ321を経由して出力端子303へと流れる。また、正のDC電圧は、通常は50オームの接地された終端抵抗器343を介して、第2入力端子302で終端する第4トランジスタ324にバイアスを与える。同様に、第2入力端子302が受信した信号が正のDC電圧を含む場合、正のDC電圧は、第2トランジスタ322にバイアスを与えるべく第2抵抗器342を流れ、RF成分が出力端子303へと流れることを許容する。また、正のDC電圧は、接地された終端抵抗器343を介して、第1入力端子301で終端する第3トランジスタ323にバイアスを与える。
【0045】
すなわち、出力端子303は、第1入力端子301又は第2入力端子302が受信した入力信号のRF成分を、当該入力信号が正のDC電圧を含むことに応答して出力するべく構成される。いくつかの実装において、スイッチングモジュール300は、付加入力端子(例えば第3入力端子)を含み得る。出力端子303は、付加入力端子(例えば第3入力端子)が受信した入力信号のRF成分を、当該入力信号が正のDC電圧を含むことに応答して出力するべく構成することができる。さらに、第1入力端子301又は第2入力端子302が受信した第1入力信号は、第1入力端子301又は第2入力端子302の他方が受信した第2入力信号が正のDC電圧を含むことに応答して、接地終端抵抗器343を介して終端される。
【0046】
すなわち、スイッチングモジュール300は複数の入力端子301、302と、当該複数の入力端子が受信した入力信号の無線周波数(RF)成分を、当該入力信号が正の直流(DC)電圧を含むことに応答して出力するべく構成された出力端子303とを含む。
【0047】
図4は、いくつかの実装において、スイッチングモジュール430が、付加機能を含むモジュール400に実装可能であることを示す。モジュール400は、出力端子403を共有する回路490及びスイッチングモジュール430を含む。回路490は、モジュール400に電源を供給する電力を(例えば電池電圧又は供給電圧として)受ける電力端子405を有する。いくつかの実施形態において、回路490は、スイッチングモジュール430にバイアス電圧(Vb)を与える。回路490は、出力端子403を介してモジュール400から出力され得る出力信号を発生する。
【0048】
図3のスイッチングモジュール330と同様に、スイッチングモジュール430は、第1入力端子401及び出力端子303間に結合された第1トランジスタ421を含む。第1トランジスタ421は、第1キャパシタ431を介して第1入力端子401に結合されたドレインと、第1抵抗器441を介して第1入力端子に結合されたゲートと、出力端子403に結合されたソースとを有する。スイッチングモジュール430は、第2入力端子402及び出力端子403間に結合された第2トランジスタ422を含む。第2トランジスタ422は、第2キャパシタ432を介して第2入力端子402に結合されたドレインと、第2抵抗器を介して第2入力端子402に結合されたゲートと、出力端子403に結合されたソースとを有する。
【0049】
スイッチングモジュール430は、第1入力端子401及び接地端子404間に結合された第3トランジスタ423を含む。第3トランジスタ423は、第1入力端子401に結合されたドレインと、終端抵抗器443を介して接地端子404に結合されたソースと、第2抵抗器442を介して第2入力端子402に結合されたゲートとを有する。スイッチングモジュール430は、第2入力端子402及び接地端子404間に結合された第4トランジスタ424を含む。第4トランジスタ424は、第2入力端子402に結合されたドレインと、終端抵抗器443を介して接地端子404に結合されたソースと、第1抵抗器441を介して第1入力端子401に結合されたゲートとを有する。
【0050】
第3トランジスタ423のゲート及び第4トランジスタ424のゲートはそれぞれ、キャパシタ433、434それぞれを介して接地端子404に結合される。いくつかの実装において、出力端子403及び接地端子404間にリーク抵抗器(図示せず)を結合することができる。リーク抵抗器の抵抗値は、例えば5キロオームとすることができる。
【0051】
スイッチングモジュール430は、第1入力端子401及び接地端子404間に結合された第5トランジスタ451を含む。第5トランジスタ451は、第1入力端子401に結合されたドレインと、終端抵抗器443を介して接地端子404に結合されたソースと、回路490のバイアス電圧出力に結合されたゲートとを有する。スイッチングモジュール430は、第2入力端子402及び接地端子404間に結合された第6トランジスタ452を含む。第6トランジスタ452は、第2入力端子402に結合されたドレインと、終端抵抗器443を介して接地端子404に結合されたソースと、回路490のバイアス電圧出力に結合されたゲートとを有する。
【0052】
モジュール400に電力供給がない場合、例えば電力端子405に電力供給がない場合、モジュール400は
図3のスイッチングモジュール300として作用する。すなわち、第1入力端子401(又は第2入力端子402)が受信する信号が正のDC電圧を含む場合、当該正のDC電圧は、第1トランジスタ421(又は第2トランジスタ422)にバイアスを与えるべく第1抵抗器441(又は第2抵抗器442)を流れるので、RF成分は出力端子403へと流れることができる。
【0053】
モジュール400が電力供給を受ける場合、回路490は、第5トランジスタ451及び第6トランジスタ451のゲートにバイアス電圧を与え、回路490の出力は出力端子403から出力される。
【0054】
図5は、いくつかの実施形態において、モジュール500が送信モジュール590及びスイッチングモジュール430を含み得ることを示す。モジュール500は、
図4を参照して上述されたスイッチングモジュール430を含む。モジュール500はさらに、(
図1を参照して上述された送信モジュール110と同様の)送信モジュール590の形態にある回路を含む。
【0055】
送信モジュール590は、RF出力端子507に結合されたアンテナを介して送信されるRF入力信号を受信するRF入力端子506を有する。送信モジュール590は、RF入力信号を増幅する電力増幅器581を含む。増幅されたRF入力信号(RF出力信号と称する)は、RF出力端子507を介して出力され、アンテナを介して送信される。
【0056】
送信モジュール590はまた、電力増幅器581及びRF出力端子507間に方向性結合器582を含む。方向性結合器582は、アンテナを介して送信される信号(送信信号と称する)の測定値を与え、かつ、アンテナから反射される信号(反射信号と称する)の測定値を与える。これら双方の測定値は、モジュール500の出力端子403を介して当該測定値の一方を出力するべく選択される送信/反射(T/R)スイッチへと与えられる。
【0057】
T/Rスイッチは、方向性結合器582の第1出力に結合されたドレインと、出力端子403に結合されたソースとを有する第1逆方向トランジスタ561を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器582の第2出力に結合されたドレインと、抵抗器543を介して接地端子404に結合されたソースとを有する第2逆方向トランジスタ562を含む。
【0058】
T/Rスイッチは、方向性結合器582の第1出力に結合されたドレインと、抵抗器543を介して接地端子404に結合されたソースとを有する第1順方向トランジスタ563を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器582の第2出力に結合されたドレインと、出力端子403に結合されたソースとを有する第2順方向トランジスタ564を含む。
【0059】
第1逆方向トランジスタ561及び第2逆方向トランジスタ562が(例えば−2Vとなり得る逆方向電圧Vrにより)バイアスを受けると、反射信号の測定値が出力端子403を介して出力される。第1順方向トランジスタ563及び第2順方向トランジスタ564が(例えば2.5Vとなり得る順方向電圧Vfにより)バイアスを受けると、送信信号の測定値が出力端子を介して出力される。
【0060】
バイアス電圧(Vb)、逆方向電圧(Vr)及び順方向電圧(Vf)は、電力端子505を介して受信された電池電圧(Vbatt)又は供給電圧(Vcc)から発生し得る。それを目的として、送信モジュールは電力変換器を含み得る。
【0061】
図6は、いくつかの実施形態において、送信モジュール600が、RF結合器信号にDCバイアスを出力し得ることを示す。送信モジュール600は、RF出力端子607に結合されたアンテナを介して送信されるRF入力信号を受信するRF入力端子606を有する。送信モジュール600は、RF入力信号を増幅する電力増幅器681を含む。増幅されたRF入力信号(RF出力信号と称する)は、RF出力端子607を介して出力され、アンテナを介して送信される。
【0062】
送信モジュール600はまた、電力増幅器681及びRF出力端子607間に方向性結合器682を含む。方向性結合器682は、アンテナを介して送信される信号(送信信号と称する)の測定値を与え、かつ、アンテナから反射される信号(反射信号と称する)の測定値を与える。これら双方の測定値は、送信モジュール600の結合器端子603を介して当該測定値の一方を出力するべく選択されるT/Rスイッチへと与えられる。
【0063】
T/Rスイッチは、方向性結合器682の第1出力に結合されたドレインと、(キャパシタ644を介して)結合器端子603に結合されたソースとを有する第1逆方向トランジスタ661を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器682の第2出力に結合されたドレインと、抵抗器643を介して(接地電位に結合される)接地端子604に結合されたソースとを有する第2逆方向トランジスタ662を含む。
【0064】
T/Rスイッチは、方向性結合器682の第1出力に結合されたドレインと、抵抗器643を介して接地端子604に結合されたソースとを有する第1順方向トランジスタ663を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器682の第2出力に結合されたドレインと、(キャパシタ631を介して)結合器端子603に結合されたソースとを有する第2順方向トランジスタ664を含む。
【0065】
第1逆方向トランジスタ661及び第2逆方向トランジスタ662が(例えば−2Vとなり得る逆方向電圧Vrにより)バイアスを受けると、反射信号の測定値が結合器端子603を介して出力される。第1順方向トランジスタ663及び第2順方向トランジスタ664が(例えば2.5Vであり得る順方向電圧Vfにより)バイアスを受けると、送信信号の測定値が結合器端子603を介して出力される。
【0066】
送信モジュール600はDCバイアス発生器618を含む。DCバイアス発生器618は、抵抗器644を介して結合器端子603へと供給されるDCバイアス電圧(Vb)を発生する。キャパシタ631及び抵抗器644は、RF結合器測定信号をDCバイアス電圧と組み合わせて結合器端子603を介して出力するRCコンバイナを形成する。
【0067】
バイアス電圧(Vb)、逆方向電圧(Vr)及び順方向電圧(Vf)は、電池電圧(Vbatt)又は電力端子605を介して受信した供給電圧(Vcc)から発生させることができる。それを目的として、送信モジュールは電力変換器を含み得る。
【0068】
図7は、いくつかの実施形態において、無線通信構成700が、ベースモジュール730及び多重随伴モジュール710、720を含み得ることを示す。無線通信構成700は、
図2の無線通信構成200の一特定例として示される。ここで、ベースモジュール730は、
図5のモジュール500と実質的に同様であり、随伴モジュール710、720はそれぞれ、
図6の送信モジュール600と実質的に同様である。
【0069】
すなわち、ベースモジュール730は、第1入力端子701及び結合器端子703間に結合された第1トランジスタ721を含む。第1トランジスタ721は、第1キャパシタ731を介して第1入力端子701に結合されたドレインと、第1抵抗器741を介して第1入力端子701に結合されたゲートと、結合器端子703に結合されたソースとを有する。ベースモジュール730は、第2入力端子702及び結合器端子703間に結合された第2トランジスタ722を含む。第2トランジスタ722は、第2キャパシタ732を介して第2入力端子702に結合されたドレインと、第2抵抗器742を介して第2入力端子702に結合されたゲートと、結合器端子703に結合されたソースとを有する。
【0070】
スイッチングモジュール430は、第1入力端子701及び接地端子704間に結合された第3トランジスタ723を含む。第3トランジスタ723は、第1入力端子701に結合されたドレインと、終端抵抗器743を介して接地端子704に結合されたソースと、第2抵抗器742を介して第2入力端子702に結合されたゲートとを有する。スイッチングモジュール730は、第2入力端子702及び接地端子704間に結合された第4トランジスタ724を含む。第4トランジスタ724は、第2入力端子702に結合されたドレインと、終端抵抗器743を介して接地端子704に結合されたソースと、第1抵抗器741を介して第1入力端子701に結合されたゲートとを有する。
【0071】
第3トランジスタ723のゲート及び第4トランジスタ724のゲートはそれぞれ、キャパシタ733、734それぞれを介して接地端子704に結合される。いくつかの実装において、リーク抵抗器(図示せず)を結合器端子703及び接地端子704間に結合することができる。リーク抵抗器の抵抗値は、例えば5キロオームとすることができる。
【0072】
ベースモジュール730は、第1入力端子701及び接地端子704間に結合された第5トランジスタ751を含む。第5トランジスタ751は、第1入力端子701に結合されたドレインと、終端抵抗器743を介して接地端子704に結合されたソースと、制御器791のバイアス電圧出力に結合されたゲートとを有する。制御器791は、バイアス電圧出力を介してバイアス電圧を選択的に与える。ベースモジュール730は、第2入力端子702及び接地端子704間に結合された第6トランジスタ752を含む。第6トランジスタ752は、第2入力端子702に結合されたドレインと、終端抵抗器743を介して接地端子704に結合されたソースと、制御器791のバイアス電圧出力に結合されたゲートとを有する。
【0073】
ベースモジュール730は、RF出力端子707に結合されたアンテナ714を介して送信されるRF入力信号を受信するRF入力端子706を有する。ベースモジュール730は、RF入力信号を増幅する電力増幅器781を含む。増幅されたRF入力信号(RF出力信号と称する)は、RF出力端子707を介して出力され、アンテナ714を介して送信される。
【0074】
ベースモジュール730は、電力増幅器781及びRF出力端子707間に結合された方向性結合器782を含む。方向性結合器782は、アンテナ714を介して送信された信号(送信信号と称する)の測定値と、アンテナ714から反射された信号(反射信号と称する)の測定値とを与える。これら双方の測定値は、ベースモジュール730の結合器端子703を介して当該測定値の一方を出力するべく制御器791によって制御されるT/Rスイッチへと与えられる。
【0075】
T/Rスイッチは、方向性結合器782の第1出力に結合されたドレインと、結合器端子703に結合されたソースとを有する第1逆方向トランジスタ761を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器782の第2出力に結合されたドレインと、抵抗器744を介して接地端子704に結合されたソースとを有する第2逆方向トランジスタ762を含む。
【0076】
T/Rスイッチは、方向性結合器782の第1出力に結合されたドレインと、抵抗器744を介して接地端子704に結合されたソースとを有する第1順方向トランジスタ763を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器782の第2出力に結合されたドレインと、結合器端子703に結合されたソースとを有する第2順方向トランジスタ764を含む。
【0077】
ベースモジュール730が(例えば電力端子704へと供給される電圧により)電力供給を受けかつ第1逆方向トランジスタ761、第2逆方向トランジスタ762、第5トランジスタ751及び第6トランジスタ752が(例えば制御器791により)バイアスを受けると、反射信号の測定値が結合器端子703を介して出力される。ベースモジュール730が電力供給を受けかつ第1順方向トランジスタ763、第2順方向トランジスタ764、第5トランジスタ751及び第6トランジスタ752がバイアスを受けると、送信信号の測定値が出力端子を介して出力される。
【0078】
第5トランジスタ751及び第6トランジスタ752は、制御器791から発生するバイアス電圧(Vb)によるバイアスを受けることができる。第1逆方向トランジスタ761及び第2逆方向トランジスタ762は、制御器791から発生する逆方向電圧(Vr)によるバイアスを受けることができる。第1順方向トランジスタ763及び第2順方向トランジスタ764は、制御器791から発生する順方向電圧(Vf)によるバイアスを受けることができる。バイアス電圧(Vb)、逆方向電圧(Vr)及び順方向電圧(Vf)は、電力端子705を介して受信された電池電圧(Vbatt)又は供給電圧(Vcc)から発生し得る。それを目的として、制御器791は、電池電圧をバイアス電圧、逆方向電圧及び/又は順方向電圧へと変換する電力変換器を含み得る。
【0079】
ベースモジュール730に電力供給がなく、例えば電力端子705に電力が供給されず、かつ、信号第1入力端子701(又は第2入力端子702)が受信する信号が正のDC電圧を含む場合、当該正のDC電圧は、第1抵抗器741(又は第2抵抗器742)を流れて第1トランジスタ721(又は第2トランジスタ722)にバイアスを与え、RF成分が結合器端子703へと流れることを許容する。第1入力端子701(又は第2入力端子702)が受信した信号は、以下に述べるように、随伴モジュール710、720の送信信号又は反射信号を含み得る。
【0080】
随伴モジュール710、720はそれぞれ、RF出力端子807、907に結合されたアンテナ814、914を介して送信されるRF入力信号を受信するRF入力端子806、906を有する。随伴モジュール710、720はそれぞれ、RF入力信号を増幅する電力増幅器881、981を含む。増幅されたRF入力信号(RF出力信号と称する)は、RF出力端子807、907を介して出力され、アンテナ814、914を介して送信される。
【0081】
随伴モジュール710、720はそれぞれ、電力増幅器881、981とRF出力端子807、901との間に方向性結合器882、982も含む。方向性結合器882、982は、アンテナ814、914を介して送信された信号(送信信号と称する)の測定値と、アンテナ814、914から反射された信号(反射信号と称する)の測定値とを与える。これら双方の測定値は、随伴モジュール710、720の結合器端子803、903を介して当該測定値の一方を出力するべく制御器891、991によって制御されるT/Rスイッチへと与えられる。
【0082】
T/Rスイッチは、方向性結合器882、982の第1出力に結合されたドレインと、(キャパシタ844、944を介して)結合器端子803、903に結合されたソースとを有する第1逆方向トランジスタ861、961を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器882、982の第2出力に結合されたドレインと、抵抗器843、943を介して(接地電位に結合される)接地端子804、904に結合されたソースとを有する第2逆方向トランジスタ862、962を含む。
【0083】
T/Rスイッチは、方向性結合器882、982の第1出力に結合されたドレインと、抵抗器843、943を介して接地端子804、904に結合されたソースとを有する第1順方向トランジスタ863、963を含む。T/Rスイッチは、方向性結合器882、982の第2出力に結合されたドレインと、(キャパシタ831、931を介して)結合器端子803、903に結合されたソースとを有する第2順方向トランジスタ864、964を含む。
【0084】
随伴モジュール710、720はそれぞれ、制御器891、991のバイアス電圧出力と結合器端子803、903とを結合する抵抗器944を含む。キャパシタ831、931及び抵抗器844、944は、RF結合器測定信号をDCバイアス電圧と組み合わせて結合器端子803、903を介して出力するRCコンバイナを形成する。
【0085】
随伴モジュール710、720の一方が(例えば電力端子805、905に供給される電圧により)電力供給を受け、かつ、第1逆方向トランジスタ861、961及び第2逆方向トランジスタ862、962が(例えば制御器891、991により)バイアスを受ける場合、反射信号の測定値が(DCバイアス電圧とともに)結合器端子803、903を介して出力される。随伴モジュール710、720の一方が電力供給を受け、かつ、第1順方向トランジスタ863、963及び第2順方向トランジスタ864、964がバイアスを受ける場合、送信信号の測定値が(DCバイアス電圧とともに)結合器端子803、903を介して出力される。
【0086】
第1逆方向トランジスタ761及び第2逆方向トランジスタ762は、制御器791から発生する逆方向電圧(Vr)によるバイアスを受けることができる。第1順方向トランジスタ763及び第2順方向トランジスタ764は、制御器791から発生する順方向電圧(Vf)によるバイアスを受けることができる。バイアス電圧(Vb)、逆方向電圧(Vr)及び順方向電圧(Vf)は、電力端子805、905を介して受信された電池電圧(Vbatt)又は供給電圧(Vcc)から発生し得る。それを目的として、制御器891、991は電力変換器を含み得る。
【0087】
第1随伴モジュール710の結合器端子803は、伝送線を介してベースモジュールの第1入力端子701に結合される。第2随伴モジュール720の結合器端子903は、伝送線を介してベースモジュール710の第2入力端子702に結合される。ベースモジュールの結合器端子703は、上述の処理(例えば電力管理及びアンテナチューニング)を目的としてベース帯域システムに結合することができる。
【0088】
すなわち、無線通信構成700により、第1随伴モジュール710に電力を供給するが第2随伴モジュール720、ベースモジュール710又は別個のスイッチングモジュールには電力を供給することなく、第1随伴モジュール710の送信信号及び反射信号の測定値を、ベースモジュール710の結合器端子703から出力することができる。同様に、無線通信構成700により、第2随伴モジュール720に電力を供給するが第1随伴モジュール720、ベースモジュール710又は別個のスイッチングモジュールには電力を供給することなく、第2随伴モジュール720の送信信号及び反射信号の測定値を、ベースモジュール710の結合器端子703から出力することができる。ベースモジュール710の送信信号及び反射信号の測定値は、随伴モジュール710、720又は別個のスイッチングモジュールに電力供給することなく、ベースモジュール710の結合器端子703から出力することができる。
【0089】
図8は、いくつかの実施形態において、無線通信システム(例えば
図1〜7に示したもの)のいくつか又はすべてを一モジュールに完全に又は部分的に実装することができる。かかるモジュールは、例えば、フロントエンドモジュール(FEM)とすることができる。
図8の例において、モジュール1000はパッケージング基板1002を含み、一定数のコンポーネントは、かかるパッケージング基板に搭載可能である。例えば、FE−PMICコンポーネント1004、電力増幅器アセンブリ1006、整合コンポーネント1008及びデュプレクサアセンブリ1010を、パッケージング基板1002上に及び/又はパッケージング基板1002内に搭載及び/又は実装可能である。電力増幅器アセンブリ1006は、
図1〜7を参照して記載されたもののようなスイッチングモジュール1007を含み得る。一定数のSMTデバイス1014及びアンテナスイッチモジュール(ASM)1012のような他のコンポーネントもまた、パッケージング基板1002に搭載することができる。様々なコンポーネントのすべてがパッケージング基板1002上にレイアウトされるように描かれるにもかかわらず、何らかのコンポーネント(複数可)が、他のコンポーネント(複数可)の上又は下に実装できることが理解される。
【0090】
いくつかの実装において、ここに記載される一以上の特徴を有するデバイス及び/又は回路は、無線デバイスのようなRFデバイスに含めることができる。かかるデバイス及び/又は回路は、直接的に、ここに記載されるモジュラー形態で、又はこれらの何らかの組み合わせで無線デバイスに実装することができる。いくつかの実施形態において、かかる無線デバイスは、例えば、セルラー電話、スマートフォン、電話機能あり又はなしのハンドヘルド無線デバイス、無線タブレット等を含み得る。
【0091】
図9は、ここに記載される一以上の有利な特徴を有する代表的な無線デバイス1100を描く。ここに記載される一以上の特徴を有するモジュールの文脈において、かかるモジュールは一般に、破線枠1000によって描くことができ、例えばフロントエンドモジュール(FEM)として実装することができる。
【0092】
図9を参照すると、電力増幅器(PA)1120は、増幅及び送信対象のRF信号を発生させるべくかつ受信信号を処理するべく周知の態様で構成かつ動作し得る送受信器1110からそれぞれのRF信号を受信することができる。送受信器1110は、ユーザに適したデータ及び/又は音声信号と送受信器1110に適したRF信号との間の変換を与えるべく構成されたベース帯域サブシステム1108と相互作用をするように示される。送受信器1110はまた、無線デバイス1100の動作のために電力を管理するべく構成された電力管理コンポーネント1106と通信することもできる。かかる電力管理はまた、ベース帯域サブシステム1108及びモジュール1000の動作を制御することもできる。
【0093】
ベース帯域サブシステム1108は、ユーザに与えられ及びユーザから受けた音声及び/又はデータの様々な入出力を容易にするべく、ユーザインタフェイス1102に接続されるように示される。ベース帯域サブシステム1108はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び/又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び/又は命令を記憶するべく構成されたメモリ1104に接続することもできる。
【0094】
代表的な無線デバイス1100において、PA1120の出力は、(整合回路1122それぞれを介して)それぞれのデュプレクサ1124に整合かつ引き回されるように示される。かかる増幅されかつフィルタリングされた信号は、送信を目的としてアンテナスイッチ1114を介してアンテナ1116へと引き回すことができる。いくつかの実施形態において、デュプレクサ1124により、共通アンテナ(例えば1116)を使用して送受信動作を同時に行うことができる。
図9において、受信信号は、例えば低雑音増幅器(LNA)を含み得る「Rx」経路(図示せず)へと引き回されるように示される。
【0095】
一定数の他の無線デバイス構成も、ここに記載される一以上の特徴を利用することができる。例えば、無線デバイスは、多重帯域デバイスである必要はない。他例において、無線デバイスは、ダイバーシティアンテナのような付加アンテナ、並びにWi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)及びGPSのような付加的な接続機能を含み得る。
【0096】
ここに記載されるように、本開示の一以上の特徴は、
図9の無線デバイスを含むもののようなシステムに実装される場合に一定数の利点を与えることができる。例えば、開示の実施形態は、複数モジュール間のスイッチ制御を、最小限の入力/出力(I/O)によって達成することができる。他例として、RF及びDC制御は同じ導体上に担持することができる。他例として、多重化スイッチを制御するのに、付加的なソフトウェア指令又は個別的なI/Oを必要としない。
【0097】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る2以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。2以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【0098】
本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び/又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。
【0099】
ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。
【0100】
本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際、ここに記載される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。