特許 6660892 方向性結合器に関連するデバイスおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6660892

(24)【登録日】2020年2月13日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】方向性結合器に関連するデバイスおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/18 20060101AFI20200227BHJP

   H04B 1/04 20060101ALI20200227BHJP

   H04B 1/40 20150101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   H01P5/18 J

   H04B1/04 E

   H04B1/40

【請求項の数】18

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-572700(P2016-572700)

(86)(22)【出願日】2015年8月12日

(65)【公表番号】特表2017-523670(P2017-523670A)

(43)【公表日】2017年8月17日

(86)【国際出願番号】US2015044922

(87)【国際公開番号】WO2015192150

(87)【国際公開日】20151217

【審査請求日】2018年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】503031330

【氏名又は名称】スカイワークス ソリューションズ，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＫＹＷＯＲＫＳ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】サン，ウェイミン

(72)【発明者】

【氏名】ムー，シアオファン

(72)【発明者】

【氏名】シャオ，ホンシアオ

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４０９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０５７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２１３２０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Jia-Liang Chen,et al.，"A High-Directivity Microstrip Directional Coupler With Feedback Compensation"，2002 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest，２００２年，pp.101-104

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ ５／１８

Ｈ０４Ｂ １／０４

Ｈ０４Ｂ １／４０

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線周波数信号の電力を検出するための結合器であって、
前記無線周波数信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、
前記無線周波数信号の前記電力の一部分を検出するように前記ドライバアームに近接して配置された結合器アームであって、前記ドライバアームおよび前記結合器アームの部分は重複領域を形成し、前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有し、前記非直線アーム形状は、直線区画および、２つの接続点で前記直線区画に接続される第１のサイドループとを含み、前記第１のサイドループは、前記２つの接続点の間に単一の閉ループを形成するとともに、前記直線区画に平行に延伸する第１の部分を含み、前記第１のサイドループと前記直線区画とは、単一の平面に形成され、前記非直線アーム形状は、さらに、前記第１のサイドループに対して前記直線区画の反対側に位置決めされた第２のサイドループを含み、前記第２のサイドループは前記直線区画に平行に延伸する第２の部分を含み、前記直線区画と前記第１のサイドループと前記第２のサイドループとは、ともにΦ字形状を形成し、前記重複領域は、前記ドライバアームと前記結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む、結合器アームと
を備える、結合器。

【請求項2】

前記ドライバアームは、前記非直線アーム形状を含む、請求項１に記載の結合器。

【請求項3】

前記ドライバアームおよび前記結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含む、請求項１に記載の結合器。

【請求項4】

前記第２のサイドループは、前記単一の平面内で前記直線区画と前記第１のサイドループとともに形成される、請求項１に記載の結合器。

【請求項5】

前記第２のサイドループは、前記２つの接続点において前記直線区画に接続されて、前記２つの接続点の間に第２の単一の閉ループを形成する、請求項４に記載の結合器。

【請求項6】

無線周波数モジュールであって、
複数の層を有するパッケージング基板と、
前記パッケージング基板上に実装されている複数の電力増幅器と、
前記パッケージング基板に実装された結合器アセンブリとを備え、前記結合器アセンブリは、前記複数の電力増幅器のうちの第１の電力増幅器によって増幅されている第１の無線周波数信号の電力を検出するように構成されている第１の結合器を含み、前記第１の結合器は、前記第１の無線周波数信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、前記第１の無線周波数信号の前記電力の一部分を検出するように前記ドライバアームに近接して配置された結合器アームとを含み、前記ドライバアームおよび前記結合器アームの部分は重複領域を形成し、前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有し、前記非直線アーム形状は、直線区画と、前記直線区画の一方の側に接続されるとともに配置される第１のサイドループとを含み、かつ、前記直線区画に平行に延伸する第１の部分を含み、前記第１のサイドループと前記直線区画とは、前記パッケージング基板の単一の層に形成され、前記非直線アーム形状は、さらに、前記第１のサイドループに対して前記直線区画の反対側に位置決めされた第２のサイドループを含み、前記第２のサイドループは前記直線区画に平行に延伸する第２の部分を含み、前記直線区画と前記第１のサイドループと前記第２のサイドループとは、ともにΦ字形状を形成し、前記重複領域は、前記ドライバアームと前記結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む、無線周波数モジュール。

【請求項7】

前記パッケージング基板は、４つ以上の層を有する積層基板を含む、請求項６に記載の無線周波数モジュール。

【請求項8】

前記ドライバアームは、前記４つ以上の層のうちの１つ以上の層に実装されており、前記結合器アームは、前記４つ以上の層のうちの１つの層の下方に実装されている、請求項７に記載の無線周波数モジュール。

【請求項9】

前記結合器アセンブリは、前記結合器アームの一方の側の信号経路トレースをさらに含み、前記信号経路トレースは、前記結合器アセンブリの方向性性能を向上させるための幅および長さを有する、請求項６に記載の無線周波数モジュール。

【請求項10】

前記結合器アセンブリは、前記複数の電力増幅器のうちの第２の電力増幅器によって増幅されている第２の無線周波数信号の電力を検出するように構成されている第２の結合器をさらに含み、前記第２の結合器は、前記第２の無線周波数信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、前記第２の無線周波数信号の前記電力の一部分を検出するように前記ドライバアームに近接して配置されている結合器アームとを含む、請求項９に記載の無線周波数モジュール。

【請求項11】

前記第２の結合器の前記ドライバアームおよび前記結合器アームの部分は重複領域を形成し、前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有し、前記非直線アーム形状は、直線区画と、前記直線区画の一方の側に接続されるとともに配置される第１のサイドループとを含み、かつ、前記直線区画に平行に延伸する第１の部分を含み、前記第２の結合器の前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方の前記第１のサイドループと前記直線区画とは、前記パッケージング基板の単一の層に形成され、前記重複領域は、前記第２の結合器の前記ドライバアームと前記結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む、請求項１０に記載の無線周波数モジュール。

【請求項12】

前記第２の結合器の前記非直線アーム形状は、さらに、前記第１のサイドループに対して前記直線区画の反対側に位置決めされた第２のサイドループを含み、前記第２のサイドループは前記直線区画に平行に延伸する第２の部分を含み、前記直線区画と前記第１のサイドループと前記第２のサイドループとは、ともにΦ字形状を形成する、請求項１１に記載の無線周波数モジュール。

【請求項13】

前記第１の結合器および前記第２の結合器は、チェーン構成において接続されている、請求項１０に記載の無線周波数モジュール。

【請求項14】

前記第１の結合器の前記信号経路トレースは、前記第１の結合器および前記第２の結合器の前記チェーン構成の入力である、請求項１３に記載の無線周波数モジュール。

【請求項15】

前記結合器アセンブリは、前記ドライバアームおよび前記結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、前記第１の結合器の前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含む、請求項６に記載の無線周波数モジュール。

【請求項16】

前記第２のサイドループは、前記第１のサイドループおよび前記直線区画とともに、前記パッケージング基板の前記単一の層に形成される、請求項６に記載の無線周波数モジュール。

【請求項17】

無線周波数デバイスであって、
無線周波数信号を処理するように構成されている送受信機と、
前記送受信機と通信しているアンテナであって、増幅無線周波数信号の送信を促進するように構成されている、アンテナと、
前記送受信機および前記アンテナに接続されている無線周波数モジュールとを備え、前記無線周波数モジュールは、前記増幅無線周波数信号を生成し、アンテナにルーティングするように構成されており、前記無線周波数モジュールは、前記増幅無線周波数信号の電力を検出するように構成されている結合器を含み、前記結合器は、前記増幅無線周波数信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、前記増幅無線周波数信号の前記電力の一部分を検出するように前記ドライバアームに近接して配置されている結合器アームとを含み、前記ドライバアームおよび前記結合器アームの部分は重複領域を形成し、前記ドライバアームおよび前記結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有し、前記非直線アーム形状は、直線区画および、２つの接続点で前記直線区画に接続される第１のサイドループとを含み、前記第１のサイドループは、前記２つの接続点の間に単一の閉ループを形成するとともに、前記直線区画に平行に延伸する第１の部分を含み、前記第１のサイドループと前記直線区画とは、単一の平面に形成され、前記非直線アーム形状は、さらに、前記第１のサイドループに対して前記直線区画の反対側に位置決めされた第２のサイドループを含み、前記第２のサイドループは前記直線区画に平行に延伸する第２の部分を含み、前記直線区画と前記第１のサイドループと前記第２のサイドループとは、ともにΦ字形状を形成し、前記重複領域は、前記ドライバアームと前記結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む、無線周波数デバイス。

【請求項18】

前記第２のサイドループは、前記第１のサイドループおよび前記直線区画とともに、前記パッケージング基板の前記単一の層に形成される、請求項１７に記載の無線周波数デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、「ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＲＥＬＡＴＥＤ ＴＯ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ ＣＨＡＩＮ ＣＯＵＰＬＥＲＳ」と題する２０１４年６月１２日に提出された米国仮特許出願第６２／０１１，３７２号に対する優先権を主張する。当該仮特許出願の開示は、その全体が参照により明示的に本明細書に組み込まれる。

【0002】

背景
分野
本開示は、一般的に、無線周波数（ＲＦ）応用形態向けの方向性結合器に関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術の説明
一部のワイヤレスデバイスにおいて、電力結合器は、たとえば、複数の帯域の送信信号の電力を調整するために使用することができる。そのような電力結合器は、ともにデイジーチェーン接続して、結合線を共有し、それによって、回路基板上にスペースを空けることができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

概要
いくつかの実施形態において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号の電力を検出するための結合器に関する。結合器は、ＲＦ信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装されている結合器アームとを含む。ドライバアームおよび結合器アームの部分は重複領域を形成し、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有する。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む。

【0005】

いくつかの実施形態において、非直線アーム形状は、ドライバアームの一部分として実装される、直線区画と、直線区画と平行に延伸する第１のサイドループとを含むことができる。非直線アーム形状は、Φ字形状を形成するように直線区画と平行に延伸する第２のサイドループをさらに含むことができる。

【0006】

いくつかの実施形態において、ドライバアームは、非直線アーム形状としてＣ字形状を含むことができる。結合器アームは、非直線アーム形状としてＣ字形状を含むことができる。ドライバアームおよび結合器アームのＣ字形状は、Ｃ字形状の直線区画の部分が重複領域を形成するように、背中合わせの構成に配置することができる。横方向オフセットは、互いから外方に動かされるＣ字形状の直線区画を含むことができる。

【0007】

いくつかの実施形態において、ドライバアームは、非直線アーム形状として７字形状を含むことができる。結合器アームは、７字形状の直線区画との重複領域を形成する直線区画を含むことができる。

【0008】

いくつかの実施形態において、結合器は、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含むことができる。

【0009】

いくつかの実施態様によれば、本開示は、複数の層を有するパッケージング基板と、パッケージング基板上に実装された複数の電力増幅器（ＰＡ）とを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。ＲＦモジュールは、パッケージング基板に対して実装されており、第１のＰＡによって増幅されているＲＦ信号の電力を検出するように構成されている第１の結合器を含む結合器アセンブリをさらに含む。第１の結合器は、ＲＦ信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装されている結合器アームとを含む。ドライバアームおよび結合器アームの部分は重複領域を形成し、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有する。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む。

【0010】

いくつかの実施形態において、パッケージング基板は、最上層の１から開始する層番号ｉを有する４つ以上の層を有する積層基板を含むことができる。ドライバアームは、ｉ番目の層の上方に実装することができ、結合器アームは、ｉ番目の層の下方に実装することができる。ｉの値は２以上、または３以上とすることができる。

【0011】

いくつかの実施形態において、結合器アセンブリは、結合器アームの一方の側の信号経路トレースをさらに含むことができ、信号経路トレースは、結合器アセンブリの方向性性能を向上させるように構成されている。結合器アセンブリは、第２のＰＡによって増幅されるＲＦ信号の電力を検出するように構成されている第２の結合器をさらに含むことができる。第２の結合器は、ＲＦ信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装される結合器アームとを含むことができる。第２の結合器のドライバアームおよび結合器アームの部分は重複領域を形成することができ、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有する。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含むことができる。

【0012】

いくつかの実施形態において、第１の結合器および第２の結合器は、チェーン構成で接続することができる。第１の結合器の信号経路トレースは、第１の結合器および第２の結合器のチェーン構成の入力とすることができる。結合器アセンブリは、第２の結合器の結合器アームの出力側の信号経路トレースをさらに含むことができ、信号経路トレースは、結合器アセンブリの方向性性能を向上させるように構成することができる。

【0013】

いくつかの実施形態において、結合器アセンブリは、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、第１の結合器のドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールは、フロントエンドモジュールとすることができる。

【0014】

いくつかの教示によれば、本開示は、ＲＦ信号を処理するように構成されている送受信機と、送受信機と通信するアンテナとを含む無線周波数（ＲＦ）デバイスに関する。アンテナは、増幅ＲＦ信号の送信を促進するように構成されている。ＲＦデバイスは、送受信機に接続されているＲＦモジュールをさらに含む。ＲＦモジュールは、増幅ＲＦ信号を生成し、アンテナにルーティングするように構成されている。ＲＦモジュールは、増幅ＲＦ信号の電力を検出するように構成されている結合器を含む。結合器は、増幅ＲＦ信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、増幅ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装されている結合器アームとを含む。ドライバアームおよび結合器アームの部分は重複領域を形成し、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有する。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含む。いくつかの実施形態において、ＲＦデバイスは、ワイヤレスデバイスとすることができる。

【0015】

いくつかの実施態様において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号の電力を検出するための結合器に関する。結合器は、入力側および出力側を有するドライバアームを含み、ＲＦ信号をルーティングするように構成されている。結合器は、入力側および出力側を有し、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装されている結合器アームをさらに含む。結合器は、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含む。

【0016】

いくつかの実施形態において、ドライバアームと関連付けられる電力リップルは、ドライバアームの出力側における電力リップルを含み得る。結合器アームと関連付けられる電力リップルは、結合器アームの出力側における電力リップルを含み得る。

【0017】

いくつかの実施形態において、位相シフト特徴部は、対応するアームと関連付けられる湾曲した特徴部を含むことができる。湾曲した特徴部は、対応するアームの一部分とすることができる。湾曲した特徴部は、他方のアームの少なくとも一部分と重なり合うことができる。湾曲した特徴部は、他方のアームと実質的にまったく重なり合わなくてもよい。

【0018】

いくつかの実施形態において、湾曲した特徴部は、対応するアームへのまたは対応するアームからの接続の一部分とすることができる。湾曲した特徴部は、部分ループを含むことができる。湾曲した特徴部は、少なくとも１つのループを含むことができる。

【0019】

いくつかの実施形態において、ドライバアームおよび結合器アームの少なくともいくつかの部分は重複領域を形成することができ、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有することができる。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含むことができる。

【0020】

いくつかの実施態様において、本開示は、複数の層を有するパッケージング基板と、パッケージング基板上に実装された複数の電力増幅器（ＰＡ）とを含む無線周波数（ＲＦ）モジュールに関する。ＲＦモジュールは、パッケージング基板に対して実装されており、第１のＰＡによって増幅されるＲＦ信号の電力を検出するように構成されている第１の結合器を含む結合器アセンブリをさらに含む。第１の結合器は、入力側および出力側を有するドライバアームと、入力側および出力側を有し、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するようにドライバアームに対して実装されている結合器アームとを含む。第１の結合器は、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含む。

【0021】

いくつかの実施形態において、パッケージング基板は、最上層の１から開始する層番号ｉを有する４つ以上の層を有する積層基板を含むことができる。ドライバアームは、ｉ番目の層の上方に実装することができ、結合器アームは、ｉ番目の層の下方に実装することができる。ｉの値は２以上、または３以上とすることができる。

【0022】

いくつかの実施形態において、結合器アセンブリは、結合器アームの一方の側の信号経路トレースをさらに含むことができ、信号経路トレースは、結合器アセンブリの方向性性能を向上させるように構成することができる。結合器アセンブリは、第２のＰＡによって増幅されているＲＦ信号の電力を検出するように構成されている第２の結合器をさらに含むことができる。第２の結合器は、ＲＦ信号をルーティングするように構成されているドライバアームと、ドライバアームに対して、ＲＦ信号の電力の一部分を検出するように実装される結合器アームとを含むことができる。第２の結合器は、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含むことができる。

【0023】

いくつかの実施形態において、第１の結合器および第２の結合器は、チェーン構成で接続することができる。第１の結合器の信号経路トレースは、第１の結合器および第２の結合器のチェーン構成の入力とすることができる。

【0024】

いくつかの実施形態において、第１の結合器のドライバアームおよび結合器アームの少なくともいくつかの部分は重複領域を形成することができ、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方は、非直線アーム形状を有することができる。重複領域は、ドライバアームと結合器アームとの間の非ゼロ横方向オフセットを含むことができる。いくつかの実施形態において、ＲＦモジュールは、フロントエンドモジュールとすることができる。

【0025】

いくつかの教示において、本開示は、ＲＦ信号を処理するように構成されている送受信機と、送受信機と通信するアンテナとを含む無線周波数（ＲＦ）デバイスに関する。アンテナは、増幅ＲＦ信号の送信を促進するように構成されている。ＲＦデバイスは、送受信機に接続されているＲＦモジュールをさらに含む。ＲＦモジュールは、増幅ＲＦ信号を生成し、アンテナにルーティングするように構成されている。ＲＦモジュールは、増幅ＲＦ信号の電力を検出するように構成されている第１の結合器を有する結合器アセンブリを含む。第１の結合器は、入力側および出力側を有するドライバアームと、入力側および出力側を有し、ドライバアームに対して、増幅ＲＦ信号の電力を検出するように実装されている結合器アームとを含む。第１の結合器は、ドライバアームおよび結合器アームと関連付けられる電力リップルの位相差を低減するために、ドライバアームおよび結合器アームのうちの少なくとも一方に対して実装されている位相シフト特徴部をさらに含む。いくつかの実施形態において、ＲＦデバイスは、ワイヤレスデバイスを含むことができる。

【0026】

本開示を要約する目的で、本発明の特定の態様、利点および新規の特徴を本明細書において説明している。必ずしもそのような利点のすべてが、本発明の任意の特定の実施形態に従って達成されるとは限らないことは理解されたい。したがって、本発明は、本明細書において教示または示唆され得るような他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書において教示されているような１つの利点または一群の利点を達成または最適化するように、具現化または実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】ドライバアームおよび結合器アームを有する結合器を示す図である。

【図2】本明細書において説明されているような１つまたは複数の結合器を含むことができるマルチバンド無線周波数（ＲＦ）モジュールを示す図である。

【図3】２つの帯域を伴う電力増幅器（ＰＡ）応用形態のために結合器アセンブリを実装することができる、図２のより具体的な例を示す図である。

【図4】３つの帯域を伴う電力増幅器（ＰＡ）応用形態のために結合器アセンブリを実装することができる、図２の別の例を示す図である。

【図5A】縁部結合構成の平面図である。

【図5B】縁部結合構成の断面図である。

【図6A】幅広面結合構成の平面図である。

【図6B】幅広面結合構成の断面図である。

【図7A】図６Ａおよび図６Ｂの例と同様の狭い幅広面結合構成を有する結合器の斜視図である。

【図7B】図６Ａおよび図６Ｂの例と同様の狭い幅広面結合構成を有する結合器の平面図である。

【図7C】図６Ａおよび図６Ｂの例と同様の狭い幅広面結合構成を有する結合器の断面図である。

【図8A】サイドループを有するドライバアームを有する結合器の斜視図である。

【図8B】サイドループを有するドライバアームを有する結合器の平面図である。

【図8C】サイドループを有するドライバアームを有する結合器の断面図である。

【図9A】Φ字形状を有するドライバアームを有する結合器の斜視図である。

【図9B】Φ字形状を有するドライバアームを有する結合器の平面図である。

【図9C】Φ字形状を有するドライバアームを有する結合器の断面図である。

【図10】結合器長さの関数としての、図７Ａ〜図７Ｃ、図８Ａ〜図８Ｃ、および図９Ａ〜図９Ｃの例示的な結合器構成の方向性値の例を示す図である。

【図11】図１０の例と同様であるが、ドライバアームと結合器アームとの間の間隙寸法が異なる、方向性値の例を示す図である。

【図12A】背中合わせ構成に配置されている２つのＣ字形状アームを有する結合器を示す図である。

【図12B】ドライバアームおよび結合器アームが１つの向きにおいて横方向にずらされ得る、図１２Ａの結合器を示す図である。

【図12C】ドライバアームおよび結合器アームが別の向きにおいて横方向にずらされ得る、図１２Ａの結合器を示す図である。

【図13】横方向位置整合オフセットの関数としての、図１２Ａ〜図１２Ｃの例示的な背中合わせＣ字形状構成の結合度値の例を示す図である。

【図14】横方向位置整合オフセットの関数としての、図１２Ａ〜図１２Ｃの例示的な背中合わせＣ字形状構成の方向性値の例を示す図である。

【図15】Ｃ字形状構成の変形形態として実装されてもよいアーム形状の例を示す図である。

【図16】Ｃ字形状構成の変形形態として実装されてもよいアーム形状の別の例を示す図である。

【図17】Ｃ字形状構成の変形形態として実装されてもよいアーム形状のまた別の例を示す図である。

【図18】Ｃ字形状構成の変形形態として実装されてもよいアーム形状のまた別の例を示す図である。

【図19】図１５〜図１８の例示的な結合器の、周波数の関数としての方向性曲線を示す図である。

【図20】いくつかの実施形態において、結合器または一群の結合器と関連付けられる入力トレースおよび／または出力トレースを、所望の方向性値を達成するような寸法にすることができることを示す図である。

【図21】図２０の構成のより具体的な例であり得るレイアウト構成を示す図である。

【図22】図１２Ａの例と同様の、背中合わせ構成に配置されている２つのＣ字形状アームを有する結合器を示す図である。

【図23A】図２２の結合器のような結合器を、多層基板内の深さの方向にどのように位置付けることができるかの例を示す図である。

【図23B】図２２の結合器のような結合器を、多層基板内の深さの方向にどのように位置付けることができるかの例を示す図である。

【図23C】図２２の結合器のような結合器を、多層基板内の深さの方向にどのように位置付けることができるかの例を示す図である。

【図24】結合器長さの関数としての、結合器幅と結合器深さ位置との種々の組み合わせの様々な結合度プロットを示す図である。

【図25】結合器長さの関数としての、図２４にあるものと同じ組み合わせの様々な方向性プロットを示す図である。

【図26】いくつかの実施形態において、結合器が、電力検出誤差を低減するための電力リップル位置整合を可能にするための構成を含むことができることを示す図である。

【図27】電力リップルがどこに発生し得るかを実証するためにインピーダンス表現において示されている例示的な結合器を示す図である。

【図28】負荷電力リップルの可能性のある大きさを示す、ＶＳＷＲの関数としての様々なＰ_Ｌｐｋプロットを示す図である。

【図29】負荷電力リップルの可能性のある大きさを示す、ＶＳＷＲの関数としての様々なＰ_Ｃｐｋプロットを示す図である。

【図30】図２７の例示的な結合器構成と同様であり、ドライバアームの負荷側および結合器アームの出力側における例示的な電力リップルをさらに含む図である。

【図31A】負荷電力リップルの位相に対して結合器出力側電力リップルの位相を動かすために、結合器アームに対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図31B】負荷電力リップルの位相に対して結合器出力側電力リップルの位相を動かすために、結合器アームに対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図31C】負荷電力リップルの位相に対して結合器出力側電力リップルの位相を動かすために、結合器アームに対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図31D】負荷電力リップルの位相に対して結合器出力側電力リップルの位相を動かすために、結合器アームに対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図32A】対応する電力リップルの位相を互いに対して動かすために、ドライバアームと結合器アームの両方に対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図32B】対応する電力リップルの位相を互いに対して動かすために、ドライバアームと結合器アームの両方に対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図32C】対応する電力リップルの位相を互いに対して動かすために、ドライバアームと結合器アームの両方に対して調整を行うことができる例を示す図である。

【図33】１つまたは複数の電力リップルの位相（複数可）を動かすための１つまたは複数の位相シフト特徴部を有する結合器アセンブリの一例を示す図である。

【図34】本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有する例示的なモジュールを示す図である。

【図35A】本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有するワイヤレスデバイスの例を示す図である。

【図35B】本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有するワイヤレスデバイスの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

いくつかの実施形態の詳細な説明
本明細書に与えられている見出しは、もしある場合であっても、便宜上のものに過ぎず、必ずしも特許請求されている本発明の範囲または意義に影響を与えるものではない。

【0029】

本明細書では、無線周波数（ＲＦ）応用形態向けに構成することができる結合器に関連する様々な例について説明する。図１は、第１のノードＰ１と第２のノードＰ２の間に実装されるドライバアーム１０２と、第３のノードＰ３と第４のノードＰ４の間に実装される結合器アーム１０４とを有する結合器１００を示す。いくつかの実施形態において、ドライバアーム１０２は、電力増幅器（ＰＡ）からの出力経路のようなＲＦ信号経路の一部分とすることができ、結合器アーム１０４は、電力検出回路の一部分とすることができる。そのような電力検出構成に関連する様々な例が、本明細書においてより詳細に説明される。

【0030】

いくつかの実施形態において、ドライバアーム１０２および結合器アーム１０４、ならびに／またはそのようなアームをそれらの各ノードに接続する経路のうちのいくつかまたはすべては、望ましい性能特性を提供するように構成することができる。そのような望ましい構成の例が、本明細書においてより詳細に説明される。

【0031】

多くのＲＦ応用形態において、２０ｄＢ結合器または２０ｄＢチェーン結合器のような結合器は、フロントエンドモジュール（ＦＥＭ）製品内の重要な部品である。たとえば、マルチバンドＦＥＭにおいて、チェーン結合器を利用することができる。しかしながら、そのようなチェーン結合器は、たとえば、サイズが制限されること、マルチ周波数動作、および、結合器終端ポートにインピーダンス調節がないことから、利用可能な積層技術に関する仕様を満たすように設計することが困難になり得る。別の例において、ＲＦ出力電力を検出およびモニタリングするために利用されている結合器は、一般的に、最小限の検出誤差で正確である必要がある。しかしながら、電力検出誤差を低くする結合器は、たとえば、上記の理由のうちのいくつかまたはすべてに起因して、利用可能な積層技術に関する仕様を満たすように設計することが困難になり得る。

【0032】

いくつかの実施形態において、図１の結合器１００は、性能の向上および／または検出誤差の低減をもたらすため、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を含むことができる。いくつかの実施形態において、複数のそのような結合器は、たとえば、複数の周波数帯域を伴う効率的なＲＦ出力電力検出を可能にするための結合器アセンブリとして実装することができる。

【0033】

たとえば、図２は、複数の周波数帯域と関連付けられるＲＦ信号を処理することが可能であるように構成することができるマルチバンドＲＦモジュール３００（たとえば、ＦＥＭ）を示す。ここでの説明のために、「マルチバンド」は、セルラ帯域のような２つ以上の周波数帯域を含むことができることを理解されたい。

【0034】

図２の例において、ＲＦモジュール３００は、第１のＲＦ信号ＲＦ１＿ＩＮおよび第２のＲＦ信号ＲＦ２＿ＩＮを受信および処理し、それぞれの出力信号ＲＦ１＿ＯＵＴ、ＲＦ２＿ＯＵＴを生成するように構成されているＲＦ信号処理回路１１２を含むように図示されている。いくつかの実施形態において、そのようなＲＦ信号処理回路は、入力信号ＲＦ１＿ＩＮ、ＲＦ２＿ＩＮの電力を増幅するように構成されている電力増幅器（ＰＡ）回路を含むことができる。ＲＦモジュール３００は、２つのＲＦ信号のうちの一方を所与の時点において、２つのＲＦ信号の両方を同時に、またはそれらの任意の組み合わせを処理（たとえば、増幅）できることが理解されよう。

【0035】

図２を参照すると、結合器アセンブリ１１０を、ＲＦモジュール３００内に実装することができる。ＰＡ回路であるＲＦ信号処理回路１１２の例示的なコンテキストにおいて、そのような結合器アセンブリは、たとえば、ＰＡ回路と関連付けられる増幅経路のうちのいくつかまたはすべての電力を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、そのような結合器アセンブリは、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有する少なくとも１つの結合器（たとえば、図１の１００）を含むことができる。

【0036】

図３および図４は、結合器アセンブリ１１０を、マルチバンドＰＡ応用形態において実装することができるより具体的な例を示す。図３において、マルチバンドＰＡ応用形態は、２つの増幅経路を含むことができる。図４において、マルチバンドＰＡ応用形態は、３つの増幅経路を含むことができる。本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有する結合器アセンブリを用いて、他の数の増幅経路が実装されてもよいことが理解されよう。

【0037】

図３の例において、例示的な２帯域構成は、入力信号ＲＦｉｎ＿１を増幅して出力信号ＲＦｏｕｔ＿１をもたらすように構成されている第１の増幅経路と、入力信号ＲＦｉｎ＿２を増幅して出力信号ＲＦｏｕｔ＿２をもたらすように構成されている第２の増幅経路とを含むように図示されている。各増幅経路は、ＰＡと、出力整合網（ＯＭＮ）とを含むことができる。説明の目的のために、第１の増幅経路および第２の増幅経路のそのようなＰＡおよびＯＭＮから成るアセンブリをまとめて、図２の例のものと同様の、ＲＦ信号処理回路１１２として参照する場合がある。

【0038】

図３の例において、例示的な２帯域構成は、チェーン結合器として実装されている結合器アセンブリ１１０をさらに含むように図示されている。結合器は、対応するＰＡの出力側に沿って実装されるように図示されており、２つのそのような結合器が、検出器ノードの間にともに直列に連結されるように図示されている。より詳細には、第１の結合器１００ａは、第１の増幅経路のＯＭＮの後ろに実装されるように図示されており、第２の結合器１００ｂは、第２の増幅経路のＯＭＮの後ろに実装されるように図示されている。第１の結合器１００ａおよび第２の結合器１００ｂは、結合器ノードの間に直列に接続されるように図示されている。

【0039】

図４の例において、例示的な３帯域構成は、入力信号ＲＦｉｎ＿３を増幅して出力信号ＲＦｏｕｔ＿３をもたらすように構成されている第３の増幅経路をさらに含むように図示されている。そのような増幅経路は、ＰＡと、出力整合網（ＯＭＮ）とを含むことができる。説明の目的のために、３つの増幅経路のそのようなＰＡおよびＯＭＮから成るアセンブリをまとめて、図２の例のものと同様の、ＲＦ信号処理回路１１２として参照する場合がある。

【0040】

図４の例において、例示的な３帯域構成は、チェーン結合器として実装されている結合器アセンブリ１１０をさらに含むように図示されている。結合器は、対応するＰＡの出力側に沿って実装されるように図示されており、３つのそのような結合器が、検出器ノードの間にともに直列に連結されるように図示されている。より詳細には、図３の例と同様とすることができる第１の結合器および第２の結合器に加えて、第３の結合器１００ｃが、第３の増幅経路のＯＭＮの後ろに実装されるように図示されている。３つの結合器１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、結合器ノードの間に直列に接続されるように図示されている。

【0041】

図３および図４の例の各々において、各増幅経路は、結合器と関連付けられるように図示されている。いくつかの実施形態において、そのようなマルチバンド構成にある増幅経路は、結合器を有してもよく、または有しなくてもよいことを理解されたい。また、図３および図４の例の各々における結合器は、同じ構成でもよく、同じ構成でなくてもよいことも理解されたい。様々な例が本明細書においてチェーン結合器のコンテキストにおいて説明されているが、本開示の１つまたは複数の特徴はまた、他のタイプの結合器および結合器アセンブリにおいて実装されてもよいことも理解されたい。

【0042】

図５および図６は、チェーン結合器構成において利用することができる一般的な結合器の例を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、縁部結合構成の平面図および断面図を示しており、図６Ａおよび図６Ｂは、幅広面結合構成の平面図および断面図を示している。

【0043】

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、ドライバアーム１２および結合器アーム１４は、長さＬ、それぞれの幅Ｗ１およびＷ２を有する導電性ストリップとして実装することができる。そのような導電性ストリップは、隣接する縁部の間の間隙寸法ｄによって分離されるように、基板層１６上に形成することができる。そのような結合構成において、ドライバアームおよび結合器アームの導電性ストリップは、相対的に大きいフットプリントを有し得る。さらに、間隙寸法ｄは小さくする必要があり得、それによって、特に大量生産応用形態において作製が困難になる。

【0044】

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、ドライバアーム２２および結合器アーム２４は、長さＬ、幅Ｗを有する導電性ストリップとして実装することができる。典型的に、そのようなストリップ（２２、２４）の幅Ｗは、図５Ａおよび図５Ｂの例示的なストリップ（１２、１４）の幅よりも小さく、それによって、狭い幅広面結合構成がもたらされる。図６Ｂに示すように、そのような狭い幅広面結合は、１つの基板層上に１つのストリップを形成し（たとえば、基板層２６ｂ上のストリップ２４）、別の基板層上に他方のストリップを形成する（たとえば、基板層２６ａ上のストリップ２２）ことによって実現することができる。そのような構成において、上側ストリップ（２２）および下側ストリップ（２４）は、ほぼ基板層２６ａの厚さであり得る距離ｄだけ分離されるように示されている。

【0045】

図５および図６の例において、そのような結合器構成は、相対的に容易な設計およびルーティングによって実現することができることに留意されたい。さらに、単一の結合器として実装される場合（たとえば、単一帯域応用形態のために）、そのような設計は、適切な結合器終端インピーダンス（たとえば、５０オームで固定）による調節を含むことができる。しかしながら、チェーン結合器実施態様（たとえば、マルチバンド応用形態）において、そのような調節は一般的に、実現することができない。結果として、一般的に、チェーン結合器構成において方向性を向上させることは困難である。

【0046】

２０ｄＢ結合器およびチェーン結合器のような電力結合器は、マルチバンドマルチモードフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）応用形態において重要な要素であることに留意されたい。たとえば、結合器の方向性は、システムレベル電力制御精度および／または管理にとって重要である。しかしながら、方向性は一般的に、積層技術のような、一般的に使用されている技術においては、向上させることが困難である。

【0047】

本明細書において説明されているものとしては、マルチバンドＦＥＭ製品設計において、異なる周波数帯域において動作している複数の結合器がチェーン状にカスケード接続されて、チェーン結合器アセンブリがもたらされ得る。そのようなチェーン結合器設計において、良好な方向性を達成することはより困難であり得る。

【0048】

図７〜図３３は、性能向上をもたらすために実装することができる結合器構成に関する様々な非限定例を示す。図７〜図２５は概して、方向性および／または結合度性能に対処するために実装することができる結合器特徴に関する。図２６〜図３３は概して、電力検出誤差に対処するために実装することができる結合器特徴に関する。いくつかの実施形態において、結合器および／または結合器アセンブリは、方向性／結合度性能と電力検出性能のいずれかまたは両方に対処するために実装される１つまたは複数の特徴を含むことができることが理解されよう。

【0049】

いくつかの実施形態において、チェーン結合器は、ドライバアームおよび／または結合器アームの形状（複数可）、幅広面結合の位置整合オフセット、入力トレースおよび／または出力トレースのインピーダンス制御、および、基板アセンブリにおける深さ位置のような特徴のうちの１つまたは複数を含むように構成することができる。たとえば、図７〜図１１は、ドライバアームおよび／または結合器アームの形状（複数可）が、方向性性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。別の例において、図１２〜図１４は、幅広面結合における位置整合オフセットが、結合度および方向性の性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。また別の例において、図１５〜図１９は、Ｃ字形状の変形形態に基づく、ドライバアーム形状および／または結合器アーム形状のより具体的な例を示す。また別の例において、図２０および図２１は、異なる方向性レベルを得るために、入力トレースおよび／または出力トレースをどのように変更することができるかを示す。また別の例において、図２２〜図２５は、基板アセンブリにおける結合器の深さ位置が、結合度および方向性の性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。

【0050】

図７Ａ〜図７Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂの例と同様の狭い幅広面結合構成を有する結合器の斜視図、平面図、および断面図である。そのような構成において、ドライバアーム２２および結合器アーム２４の各々は、相対的に狭い直線状の導電性ストリップとすることができ、そのようなストリップは、たとえば、ラミネート層によって分離することができる。図７〜図１１に関連する説明の目的で、そのような構成は、ライン構成としてみなされ、また、基礎レベルの方向性性能を与えるものとも考えられ得る。

【0051】

図８Ａ〜図８Ｃは、たとえば、ラミネート層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を有する結合器１００の斜視図、平面図、および断面図を示す。ドライバアーム１０２は、相対的に狭い直線状の導電性ストリップ１２２と、概してストリップ１２２と平行に延伸するループ１２４とを含むことができる。結合器アーム１０４は、ドライバアーム１０２の直線状導電性ストリップ１２２のほぼ下方に位置付けられている相対的に狭い直線状の導電性ストリップを含むことができる。図７〜図１１に関連する説明の目的で、そのような構成は、ループ構成としてみなすことができる。いくつかの実施形態において、ドライバアーム１０２および結合器アーム１０４の上記の形状は、交換されてもよいことが理解されよう。

【0052】

図９Ａ〜図９Ｃは、たとえば、ラミネート層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を有する結合器１００の斜視図、平面図、および断面図を示す。ドライバアーム１０２は、相対的に狭い直線状の導電性ストリップ１２２と、ストリップ１２２の第１の辺に沿って概して平行に延伸する第１のループ１２４と、ストリップ１２２の第２の辺に沿って概して平行に延伸する第２のループ１２６とを含むことができる。そのような第１のループおよび第２のループは、概してΦ（ファイ）字形状を形成するように、互いに同様の寸法とすることができる。結合器アーム１０４は、ドライバアーム１０２の直線状導電性ストリップ１２２のほぼ下方に位置付けられている相対的に狭い直線状の導電性ストリップを含むことができる。図７〜図１１に関連する説明の目的で、そのような構成は、Φ字構成としてみなすことができる。いくつかの実施形態において、ドライバアーム１０２および結合器アーム１０４の上記の形状は、交換されてもよいことが理解されよう。

【0053】

図１０は、１．９ＧＨｚの例示的な周波数において得られる、結合器長さの関数としての、ライン構成（図７Ａ〜図７Ｃ）、ループ構成（図８Ａ〜図８Ｃ）、およびΦ字構成（図９Ａ〜図９Ｃ）の方向性値の例を示す。説明の目的のために、そのような結合器長さは、直線状導電性ストリップ（２２または１２２）の長さとすることができる。９つの曲線のうち３つは、約６０μｍの値を有する（直線状導電性ストリップ（２２または１２２）およびループ（複数可）（１２４、１２６）の）幅に対応し、もう３つの曲線は、約８０μｍの値を有するそのような幅に対応し、残りの３つの曲線は、約１００μｍの値を有するそのような幅に対応する。

【0054】

図１０の例において、ドライバアーム１０２と結合器アーム１０４との間の間隙は、約６０μｍである。図１１は、ドライバアーム１０２と結合器アーム１０４との間の間隙が約８０μｍであることを除いて、図１０と同様の例を示す。

【0055】

図１０（６０μｍ間隙）を参照すると、いくつかの観察が為され得る。たとえば、所与のストリップ幅（６０、８０または１００μｍ）について、ループ構成（図８Ａ〜図８Ｃ）は概して、０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの例示的な結合器長さ範囲全体を通じて、ライン構成（図７Ａ〜図７Ｃ）よりも高い方向性値を与える。同様に、所与のストリップ幅（６０、８０または１００μｍ）について、Φ字構成（図９Ａ〜図９Ｃ）は概して、０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの例示的な結合器長さ範囲全体を通じて、ライン構成（図７Ａ〜図７Ｃ）よりも高い方向性値を与える。

【0056】

ループ構成とΦ字構成との間では、ストリップ幅に応じて、一方が他方よりも高い方向性を与え得る。たとえば、ストリップ幅が６０μｍであるとき、Φ字構成は、ループ構成よりも高い方向性値を与える。ストリップ幅が８０μｍであるとき、Φ字構成は概して、ループ構成よりも高い方向性値を与える。しかしながら、Φ字構成の方向性は、結合器長さが増大するにつれて低減し、ループ構成の方向性は、結合器長さが増大するにつれて増大し、それによって、約１．６ｍｍの結合器長さにおいて、２つの構成はほぼ同じ方向性値を与える。ストリップ幅が１００μｍであるとき、ループ構成は、Φ字構成よりも大幅に高い方向性値を与える。

【0057】

図１１（８０μｍ間隙）を参照すると、図１０と同様の傾向を観察することができる。より詳細には、ループ構成およびΦ字構成の各々が概して、所与のストリップ幅（６０、８０、１００μｍ）についてライン構成よりも高い方向性値を与える。

【0058】

ループ構成とΦ字構成との間では、ストリップ幅に応じて、一方が他方よりも高い方向性を与え得る。図１０の例と同様に、ストリップ幅が６０μｍであるとき、Φ字構成は、ループ構成よりも高い方向性値を与える。ストリップ幅が８０μｍであるとき、（図１０の例と同様に）Φ字構成の方向性は、結合器長さが増大するにつれて低減し、ループ構成の方向性は、結合器長さが増大するにつれて増大し、それによって、約１．１ｍｍの結合器長さにおいて、方向性曲線の交差が起こる。したがって、結合器長さが約１．１ｍｍ未満であるとき、Φ字構成は、ループ構成よりも高い方向性値を与え、結合器長さが約１．１ｍｍよりも大きいとき、Φ字構成は、ループ構成よりも低い方向性値を与える。ストリップ幅が１００μｍであるとき、図１０の例と同様に、ループ構成は、Φ字構成よりも大幅に高い方向性値を与える。

【0059】

図７〜図１１に関連する上記の例に基づいて、結合器長さ、ストリップ幅、ドライバアームと結合器アームとの間の間隙、ならびに、ドライバアームおよび結合器アームの１つまたは複数の形状のような設計パラメータのうちの１つまたは複数に基づいて結合器を構成することによって、向上した望ましい結合器方向性性能を達成することができると考えられる。

【0060】

図１２〜図１４は、幅広面結合における位置整合オフセットが、結合度および方向性の性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。図１２Ａは、たとえば、ラミネート層または何らかの他の絶縁体層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を有する結合器１００の斜視図を示す。ドライバアーム１０２は、直線区画１４０と、直線区画１４０の両端からの垂直延伸区画とを含むＣ字形状になるよう実装することができる。そのような区画は、たとえば、Ｃ字形状を形成するような導電性ストリップとして実装することができ、延伸区画の端部は、それらの各端子に接続することができる。同様に、結合器アーム１０４は、直線区画１４２と、直線区画１４２の両端からの垂直延伸区画とを含むＣ字形状になるよう実装することができる。そのような区画は、たとえば、Ｃ字形状を形成するような導電性ストリップとして実装することができ、延伸区画の端部は、それらの各端子に接続することができる。

【0061】

図１２Ａの例において、結合器１００の２つのＣ字形状アームは、上から見たときに背中合わせの構成になるように実装される。図１２Ｂおよび図１２Ｃは、そのようなドライバアーム１０２および結合器アーム１０４の平面図を示す。直線区画１４０、１４２の各々は、Ｌの長さおよびＷの幅を有するように図示されている。図１２Ｂの例において、Ａの横方向位置整合オフセットは、直線区画１４０、１４２が実質的に整列している位置から、垂直延伸区画が互いから外方に動く方向にある。図１２〜図１４を説明する目的で、そのような方向は、正の方向と考えることができる。図１２Ｃの例において、Ａの横方向位置整合オフセットは、直線区画１４０、１４２が実質的に整列している位置から、垂直延伸区画が互いに向けて動く方向にある。図１２〜図１４を説明する目的で、そのような方向は、負の方向と考えることができる。

【0062】

図１３は、長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）との複数の異なる組み合わせについて、横方向位置整合オフセット（Ａ）の関数としての、図１２Ａ〜図１２Ｃの例示的な背中合わせＣ字形状構成の結合度値の例を示す。図１４は、長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）との同じ組み合わせについて、横方向位置整合オフセット（Ａ）の関数としての、図１２Ａ〜図１２Ｃの同じ構成の方向性値の例を示す。

【0063】

図１３を参照すると、結合度性能は、横方向位置整合オフセット（Ａ）がほぼ０であるときに最適であり、オフセットが正方向および負方向のいずれかに増大するにつれて劣化することが注目される。所与の長さ（Ｌ）について、より広い例（Ｗ＝８０μｍ）が概して、より狭い例（Ｗ＝６０μｍ）よりも良好な結合度性能を有する。たとえば、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線よりも高い。同様に、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線は概して、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。

【0064】

所与の幅（Ｗ）について、より長い例（Ｌ＝１，２００μｍ）が概して、より短い例（Ｌ＝１，０００μｍ）よりも良好な結合度性能を有する。たとえば、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。同様に、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。

【0065】

図１４を参照すると、方向性性能は概して、横方向位置整合オフセット（Ａ）が正方向に増大するときに増大することが注目される。所与の長さ（Ｌ）について、より狭い例（Ｗ＝６０μｍ）が概して、より広い例（Ｗ＝８０μｍ）よりも良好な方向性性能を有する。たとえば、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線よりも高い。同様に、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線は概して、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。

【0066】

所与の幅（Ｗ）について、より長い例（Ｌ＝１，２００μｍ）が概して、より短い例（Ｌ＝１，０００μｍ）よりも良好な方向性性能を有する。たとえば、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝８０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。同様に、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，２００μｍの曲線は概して、Ｗ＝６０μｍかつＬ＝１，０００μｍの曲線よりも高い。

【0067】

図１２〜図１４に関連する上記の例に基づいて、結合器長さ、ストリップ幅、および、ドライバアームと結合器アームとの間の横方向位置整合オフセットのような設計パラメータのうちの１つまたは複数に基づいて結合器を構成することによって、向上した望ましい結合度および／または方向性の性能を達成することができると考えられる。いくつかの実施形態において、そのような設計パラメータのうちの１つまたは複数は、ドライバアームおよび結合器アームの所与の形状（たとえば、Ｃ字形状アーム）を選択することができる。

【0068】

図１５〜図１９は、図１２〜図１４のＣ字形状の例の変形形態として実装することができるアーム形状に関する例を示す。図１５において、結合器１００は、たとえば、ラミネート層または何らかの他の絶縁体層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を含むように図示されている。ドライバアーム１０２は、図１２〜図１４の例と同様であるＣ字形状になるよう実装することができるが、Ｃ字形状の直線区画１５０からずれている区画１５２を有する。そのようなオフセット区画は、ドライバアーム１０２のＣ字形状の外側にあるように図示されている。

【0069】

図１５の例において、結合器アーム１０４は、図１２〜図１４の例と同様にドライバアーム１０２に対して配置されている部分Ｃ字形状になるよう実装されることが図示されている。しかしながら、直線区画１５４とともにＣ字形状を規定する２つの延伸区画のうちの一方は、同じ高さにあるトレースのために存在しない。結合器アーム１０４はまた、ドライバアーム１０２のものと同様の直線区画１５４からずれている区画１５６をも含むように図示されており、それによって、ドライバアーム１０２の直線区画／オフセット区画組み合わせ（１５０／１５２）は概して、結合器アーム１０４の直線区画／オフセット区画組み合わせ（１５４／１５６）と重なり合う。しかしながら、結合器アーム１０４において、オフセット区画１５６は、結合器アーム１０４の部分Ｃ字形状の内側にあるように図示されている。

【0070】

図１６において、結合器１００は、たとえば、ラミネート層または何らかの他の絶縁体層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を含むように図示されている。ドライバアーム１０２は、上側直線区画１６０が、対角直線区画１６２と接合されるような、数字「７」に類似する形状になるよう実装することができる。結合器アーム１０４は、概してドライバアーム１０２の対角直線区画１６２の下方にくるように寸法決めされ、配置されている直線区画１６４を含むように図示されている。

【0071】

図１５の例において、ドライバアーム１０２および結合器アーム１０４のオフセット区画１５２、１５６は、それらのそれぞれの直線区画１５０、１５２のほぼ中央部分に位置付けることができる。そのようなオフセット区画の長さは、直線区画の長さの約３分の１とすることができる。図１７は、そのようなオフセット区画が相対的により長くなっており、また、それらのそれぞれの直線区画の一方の側に位置付けられ得る例を示す。

【0072】

図１７において、結合器１００は、たとえば、ラミネート層または何らかの他の絶縁体層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を含むように図示されている。直線区画１７０は、垂直区画１７２を通じてオフセット区画１７４の一端に接合されるように図示されている。オフセット区画１７４の他端は、別の垂直区画を通じて端子に接合されるように図示されている。

【0073】

図１７の例において、結合器アーム１０４は、ドライバアーム１０２に対して配置されている形状で実装されるように示されている。より詳細には、直線区画１７６、垂直区画１７８、およびオフセット区画１７９は、ドライバアーム１０２のそれらのそれぞれの区画１７０、１７２、１７４の下方に位置付けられ得る。オフセット区画１７９の一端は、端子に接続されるように図示されている。

【0074】

図１８において、結合器１００は、たとえば、ラミネート層または何らかの他の絶縁体層によって分離することができるドライバアーム１０２および結合器アーム１０４を含むように図示されている。ドライバアーム１０２は、図１２Ａ〜図１２Ｃの例と同様であるＣ字形状になるよう実装することができる。より詳細には、直線区画１８２、および、直線区画１８２の両端にある延伸区画１８０、１８４が、Ｃ字形状を形成するように図示されている。図１８の例において、延伸区画１８４は、端子に接続されるように図示されており、延伸部１８０は、概して直線区画１８２と平行に延伸する区画を通じて別の端子に接続されるように図示されている。

【0075】

図１８の例において、結合器アーム１０４は、ドライバアーム１０２に対して配置されている部分Ｃ字形状になるよう実装されることが図示されている。より詳細には、直線区画１８６は、ドライバアーム１０２の直線区画１８２の下方に位置付けられるように図示されている。直線区画１８６の一端は、端子に接続されるように図示されており、直線区画１８６の他端は、延伸区画１８８を通じて別の端子に接続されるように図示されている。

【0076】

図１９は、図１５〜図１８を参照して説明されている例示的な結合器の、周波数の関数としての方向性曲線を示す。曲線１９０は図１８の結合器１００に対応し、曲線１９２は図１６の結合器１００に対応し、曲線１９４は図１７の結合器１００に対応し、曲線１９６は図１５の結合器１００に対応する。

【0077】

図１５〜図１９を参照すると、相対的により単純なＣ字形状を有する結合器またはその変形形態が、より複雑な形状を有するものよりも良好な方向性性能をもたらすことが注目される。たとえば、図１８および図１６の例示的な結合器１００は、相対的に単純な形状を有し（たとえばドライバアームと結合器アームとの間の重複部分は、オフセット区画のない直線区画である）、また、図１５および図１７のものよりも大幅に高い方向性レベルをもたらす。

【0078】

図１２Ａ〜図１２Ｃの例示的なＣ字形状結合器構成もまた、相対的に単純な形状を有すると考えられ得ることがさらに注目される。従って、図１４の例示的な方向性プロットに示すように、そのようなＣ字形状結合器構成は、適切なストリップ寸法（たとえば、６０μｍ幅、および１，０００または１，２００μｍの長さ）で約１５ｄＢ以上の方向性値をもたらすことができる。

【0079】

図２０は、いくつかの実施形態において、結合器または一群の結合器と関連付けられる入力トレースおよび／または出力トレースを、所望の方向性値を達成するような寸法にすることができることを示す。図２０の例において、レイアウト構成２００は、結合器アセンブリ１１０を含むように図示されている。そのような結合器アセンブリには、たとえば、結合器アセンブリ１１０を含む制御ループを可能にするための入力トレース（ＣＰＬ＿ｉｎ）２０２および出力トレース（ＣＰＬ＿ｏｕｔ）２０４を設けることができる。

【0080】

図２０は、入力トレースおよび出力トレースのいずれかまたは両方の幅（Ｗ＿ｉｎ、Ｗ＿ｏｕｔ）を、たとえば、結合器アセンブリ１１０と関連付けられる方向性値を変更するように選択することができることをさらに示す。入力トレースおよび／または出力トレースはまた、性能パラメータを変更するために他の様式で変更することもできることは理解されよう。

【0081】

図２１は、図２０のレイアウト２００のより具体的な例であり得るレイアウト構成２００を示す。図２１の例において、結合器アセンブリは、チェーン構成において接続されている第１の結合器１００ａおよび第２の結合器１００ｂを含むように図示されている。第１の結合器１００ａは、低帯域（ＬＢ）結合器として構成することができ、第２の結合器１００ｂは、高帯域（ＨＢ）結合器として構成することができる。第２の結合器１００ｂのこの特定の例は、図１６を参照して本明細書において説明されている例と同様であることが留意されるが、第２の結合器１００ｂ（および／または第１の結合器１００ａ）について他の構成が利用されてもよいことは理解されよう。

【0082】

図２１の例において、入力トレース２０２は、基板層上の入力経路を提供するように図示されている。同様に、出力トレース２０４は、基板層上の出力経路を提供するように図示されている。

【0083】

図２０および図２１を参照すると、入力トレース２０２および出力トレース２０４の幅は、異なる方向性値をもたらすために変更することができる。表１は、入力トレースおよび出力トレースの例示的な幅、ならびに、第１の結合器（１００ａ）および第２の結合器（１００ｂ）の結果としてもたらされる方向性値を挙げている。

【0084】

【表1】

【0085】

表１を参照すると、ＬＢ結合器（図２１の１００ａ）について、その方向性Ｄは、１７．１２ｄＢの低い値（１２０μｍおよび６０μｍ幅の入力トレースおよび出力トレース）から１８．２８ｄＢの高い値（１００μｍおよび１６０μｍ幅の入力トレースおよび出力トレース）まで変化して、約１．２ｄＢの全体的な変化をもたらすことができることが注目される。ＨＢ結合器（図２１の１００ｂ）について、その方向性Ｄは、１４．３８ｄＢの低い値（１２０μｍおよび１６０μｍ幅の入力トレースおよび出力トレース）から１４．８７ｄＢの高い値（６０μｍおよび１２０μｍ幅の入力トレースおよび出力トレース）まで変化して、約０．５ｄＢの全体的な変化をもたらすことができる。

【0086】

図２２〜図２５は、いくつかの実施形態において、結合器のドライバアームおよび結合器アームの幅、ならびに、層アセンブリ内でのそのような結合器の深さ位置が、たとえば、結合度および方向性の性能に影響を与え得ることを示している。図２２〜図２５を説明するために、図１２Ａ〜図１２Ｃの例と同様のＣ字形状構成を有する結合器１００が使用され、ここで、直線区画（図１２Ａ〜図１２Ｃの１４０、１４２）は概して、横方向にずれずに重なり合う。図１２Ａ〜図１２Ｃおよび図２２を参照すると、直線区画（図１２Ａ〜図１２Ｃの１４０、１４２）は各々、長さＬおよび幅Ｗを有する。図１２〜図１４を参照して説明されているように、より長い長さ（直線区画の）を有するＣ字形状結合器は、より短いものよりも良好な結合度性能および方向性性能をもたらすことに留意されたい。図２４および図２５は、直線区画の幅が、そのような結合器性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。

【0087】

図２３Ａ〜図２３Ｃは、図２２の結合器１００を、多層基板内で深さの方向にどのように位置付けることができるか、および、そのような深さ位置が、結合度性能および方向性性能にどのように影響を与え得るかの例を示す。そのような目的のために４層基板構造が利用されるが、他の数の層も利用することができることは理解されよう。

【0088】

図２３Ａの例示的な構成において、ドライバアーム１０２は、最上層（層１）２１０ａ上に実装され、結合器アーム１０４は、次のより低い層（層２）２１０ｂ上に実装される。したがって、そのような構成は、図２４および図２５においては、「Ｌ１／Ｌ２」とされる。同様に、図２３Ｂに示すように、「Ｌ２／Ｌ３」構成は、層２（２１０ｂ）上のドライバアーム１０２と、層３（２１０ｃ）上の結合器アーム１０４とを含む。同様に、図２３Ｃに示すように、「Ｌ３／Ｌ４」構成は、層３（２１０ｃ）上のドライバアーム１０２と、層４（２１０ｄ）上の結合器アーム１０４とを含む。

【0089】

図２４は、結合器長さの関数としての、結合器幅と結合器深さ位置との種々の組み合わせの様々な結合度プロットを示す。図２５は、同じく結合器長さの関数としての、同じ組み合わせの様々な方向性プロットを示す。

【0090】

図２４を参照すると、概して、結合器長さとともに結合度性能が向上することが注目される。２つの例示的な結合器幅（Ｗ＝６０μｍおよび８０μｍ）について、より広い結合器（Ｗ＝８０μｍ）は概して、所与の深さ位置において、より狭い結合器（Ｗ＝６０μｍ）よりも高い結合度を有することが注目される。３つの結合器深さ（Ｌ１／Ｌ２、Ｌ２／Ｌ３およびＬ３／Ｌ４）の間で、より浅い位置が、より深い位置よりも高い結合度をもたらすことが注目される。より詳細には、Ｃｏｕｐｌｉｎｇ_{Ｌ１／Ｌ２}＞Ｃｏｕｐｌｉｎｇ_{Ｌ２／Ｌ３}＞Ｃｏｕｐｌｉｎｇ_{Ｌ３／Ｌ４}である。

【0091】

図２５を参照すると、概して、結合器長さとともに方向性性能が向上することが注目される。２つの例示的な結合器幅（Ｗ＝６０μｍおよび８０μｍ）について、より狭い結合器（Ｗ＝６０μｍ）は概して、所与の深さ位置において、より広い結合器（Ｗ＝８０μｍ）よりも大幅に高い方向性を有することが注目される。３つの結合器深さ（Ｌ１／Ｌ２、Ｌ２／Ｌ３およびＬ３／Ｌ４）の間で、概して、より深い位置が、より浅い位置よりも高い方向性をもたらすことが注目される。より詳細には、所与の結合器幅について、Ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ_{Ｌ３／Ｌ４}＞Ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ_{Ｌ２／Ｌ３}＞Ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ_{Ｌ１／Ｌ２}である。

【0092】

図２５の例において、方向性は、浅い深さ（Ｌ１／Ｌ２）と中程度の深さ（Ｌ２／Ｌ３）との間でそれほど大きく変わっているとは考えられないことが注目される。事実、より広い結合器（Ｗ＝８０μｍ）について、浅い深さ（Ｌ１／Ｌ２）の方向性は、中程度の深さ（Ｌ２／Ｌ３）の構成のものよりもわずかに高いことが示されている。しかしながら、深い（Ｌ３／Ｌ４）構成は、他の深さ構成よりも一貫してより高い方向性性能を示していることが注目される。

【0093】

図２４および図２５の例を参照すると、結合度および方向性の性能は、結合器長さ、結合器幅、および結合器の深さ位置のような設計パラメータのうちのいくつかまたはすべての適切な組み合わせを選択することによって調整することができる。さらに、本明細書において説明されているように、結合器形状および入力／出力トレース寸法のような他の設計パラメータも、所望の性能パラメータをもたらすように結合器または結合器アセンブリを設計するときに、考慮され得る。

【0094】

いくつかの実施形態において、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有する結合器または結合器アセンブリは、マルチバンドマルチモード（ＭＢＭＭ）フロントエンドモジュール（ＦＥＭ）製品のようなＲＦ応用形態において有利な向上をもたらすために利用することができる。そのような製品において、チェーン結合器は重要な構成要素として一般的に利用されているが、従来の結合器終端調節は、概して、そのようなチェーン結合器構成においては機能しない。

【0095】

いくつかの実施形態において、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴部は、方向性のような性能を向上させるために、チェーン結合器内に実装することができる。たとえば、本明細書において説明されているように、結合器をより低い層（たとえば、図２２〜図２５のＬ３／Ｌ４）に配置することによって、方向性を約１〜２ｄＢだけ向上させることができる。別の例において、相対的に単純なＣ字形状またはその変形形態（たとえば、図１２、図１６、図１８）において結合器を構成することによって、方向性を約３〜４ｄＢだけ向上させることができる。また別の例において、ドライバアームと結合器アームとの間の位置整合のずれ（たとえば、図１２Ａ〜図１２Ｃ）によって、方向性を約２ｄＢだけ向上させることができる。また別の例において、入力トレースおよび／または出力トレースの構成（たとえば、図２０および図２１における幅調整）によって、方向性を約１ｄＢだけ向上させることができる。上記の設計のうちのいくつかまたはすべてがともに実装されるとき、方向性を全体的に大きく向上させることを実現することができる。

【0096】

図２６〜図３３は概して、電力検出誤差に対処するために実装することができる結合器特徴に関する。図２６は、いくつかの実施形態において、結合器１００が、たとえば、電力検出誤差を低減するための電力リップル位置整合を可能にするための構成２２０を含むことができることを示す。

【0097】

電力結合器は、ＰＡの出力電圧を検出し、制御するために一般的に利用されていることに留意されたい。したがって、電力検出誤差が最小限であるかまたは低減されることが望ましい。理想的な結合器は典型的に、非常に高い方向性および非常に低いリターンロスを含むが、概して、現実的なフロントエンド製品設計においてそのような理想的な設定を満たすことは可能でなく、または、実践的でないことにさらに留意されたい。たとえば、結合器の方向性は、一般的に使用される積層技術においては向上することが困難である。

【0098】

いくつかの実施形態において、結合器は、（たとえば、本明細書において説明されているような）許容可能な方向性およびリターンロスをもたらすように構成することができ、負荷側および結合器出力側における電力リップル位相を、そのようなアラインメントに向けて位置整合または動かすことができる。本明細書において説明されているように、そのような位相の位置整合の結果として、電力検出誤差を大幅に低減することができる。いくつかの実施形態において、そのような位置整合は、たとえば、負荷と結合器出力との間の位相遅延を調整することによって達成することができる。そのような位相遅延は、たとえば、結合器アームと関連付けられるトレースの形状および／または寸法を調整することによって達成することができる。様々な例が上記のコンテキストにおいて説明されているが、本開示の１つまたは複数の特徴はまた、他の構成を用いて実装されてもよいことは理解されよう。

【0099】

さらに、ＲＦ出力リターンロスも重要な設計要因であり得ることに留意されたい。たとえば、完全な方向性による−２０ｄＢのリターンロスは、一部の設計においては、まだ０．５ｄＢの電力誤差を引き起こす可能性がある。

【0100】

一部の設計において、電力検出誤差は、結合器方向性を向上させることによって低減または最小限に抑えることができることにさらに留意されたい。しかしながら、結合器の方向性は、たとえば、モジュールサイズおよび利用されている技術に起因して、限られた範囲までしか向上させることができない。

【0101】

いくつかの実施形態において、結合器は、ドライバアームの負荷側における電力リップルおよび結合器アームの出力側における電力リップルが互いに対して動かされて、電力検出誤差の所望の低減をもたらすように構成することができる。そのような電力リップルの移動は、たとえば、２つの位相を実質的に位置整合させるか、または、そのアラインメントに向けて動かすために、電力リップルのいずれかまたは両方の位相（複数可）を調整することを含むことができる。

【0102】

図２７は、上記の電力リップがどこに発生し得るか、および、そのような電力リップルを本明細書において説明されているようにどのように調整することができるかを実証するためにインピーダンス表現において示されている例示的な結合器を示す。ドライバアームが２２２として示されており、結合器アームが２２４として示されている。ドライバアーム２２２の入力側は、たとえば、電力増幅器の出力からＲＦ信号（ＲＦｏｕｔ）を受信するように図示されている。ドライバアーム２２２の出力側は負荷に接続することができ、それゆえ、Ｌｏａｄ側として示されている。Ｌｏａｄ側は、負荷インピーダンスＺ_Ｌを有するように示されている。

【0103】

図２７の例において、結合器アーム２２４の入力側はＣＰＬｉｎとして示されており、出力側はＣＰＬｏｕｔとして示されている。結合器アーム２２４は、Ｚ_Ｔのインピーダンスを呈するように示されている。

【0104】

図２７を参照すると、Ｚ_Ｔが５０オームであり、Ｚ_Ｌがそうでないとき、ドライバアームの負荷側（Ｌｏａｄ）の電力は以下のように表すことができることが注目される。

【0105】

【数1】

【0106】

結合器の出力側（ＣＰＬｏｕｔ）の電力は以下のように表すことができる。

【0107】

【数2】

【0108】

式中、Ｋは以下のように表すことができる。

【0109】

【数3】

【0110】

式１〜３および図２７において、ドライバアーム２２２の入力をポート１とすることができ、ドライバアーム２２２の出力（Ｌｏａｄ）をポート２とすることができ、結合器アーム２２４の出力（ＣＰＬｏｕｔ）をポート３とすることができ、結合器アーム２２４の入力（ＣＰＬｉｎ）をポート４とすることができる。したがって、Γ_Ｌ（またはｓ_２２）はＬｏａｄポートにおける反射係数を表し、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）と関連付けることができ、ｓ_３３はＲＦリターンロスを表し、ｓ_３１は結合比を表し、Ｄは方向性を表す。

【0111】

図２８は、負荷電力リップルの可能性のある大きさを示す、ＶＳＷＲの関数としての様々なＰ_Ｌｐｋプロットを示す図である。そのようなＰ_Ｌｐｋプロットは、リターンロスの複数の異なる値について示されている。

【0112】

図２９は、結合器側電力リップルの可能性のある大きさを示す、ＶＳＷＲの関数としての様々なＰ_Ｃｐｋプロットを示す。そのようなＰ_Ｃｐｋプロットは、−２０ｄＢの所与のリターンロス値において、図示されているような様々な方向性値について示されている。

【0113】

図２７〜図２９および式１〜３を参照して本明細書において説明されているように、Ｌｏａｄ側の電力リップルは負荷ＶＳＷＲおよびＲＦリターンロスによって影響を受ける可能性があり、結合器出力側の電力リップルは、負荷ＶＳＷＲ、ＲＦリターンロス、および方向性によって影響を受ける可能性があることに留意されたい。

【0114】

図３０は、図２７の例示的な結合器構成と同様であるが、ドライバアーム２２２のＬｏａｄ側および結合器アーム２２４の出力側における例示的な電力リップルをも示す。より詳細には、そのような電力リップルは、たとえば、均一なピーク電力がドライバアーム２２２の入力側において与えられるときにもたらされ得る。そのような均一な入力ピーク電力分布は２３０として示されており、Ｌｏａｄ側および結合器出力側において結果としてもたらされる電力リップル分布はそれぞれ２３２および２３８として示されている。そのような電力分布は、反射係数の位相角の関数として示されている（ａｎｇ（Γ_Ｌ））。

【0115】

図３０の例において、Ｌｏａｄ側の電力リップル分布（ＰＬｏａｄ）は、ピーク２３４を含むように示されている。同様に、結合器出力側の電力リップル分布（ＰＣｐｌ）は、ピース２３８を含むように示されている。そのような電力リップルピークは、図３０の例においては位置整合されていないように示されている。

【0116】

【数4】

【0117】

図３０の例に見られるように、Ｌｏａｄ側の電力リップルの位相は、概して、一般的に結合器出力側のものと同じではない。そのような状況においては、電力検出誤差は、２つのリップルの差に基づき得る。

【0118】

いくつかの実施形態において、Ｌｏａｄ側および結合器出力側の電力リップルのいずれかまたは両方の位相（複数可）を調整するために、結合器構成において１つまたは複数の調整を実施することができる。図３１Ａ〜図３１Ｄは、Ｌｏａｄ電力リップルの位相に対して結合器出力側電力リップルの位相を動かすために、結合器アームに対して調整を行うことができる例を示す。図３２Ａ〜図３２Ｃは、対応する電力リップルの位相を互いに対して動かすために、ドライバアームと結合器アームの両方に対して調整を行うことができる例を示す図である。結合器出力側電力リップルの位相に対してＬｏａｄ電力リップルの位相を動かすために、ドライバアームに対して調整が行われてもよいことは理解されよう。

【0119】

図３１Ａ〜図３１Ｄの例において、ドライバアームは固定であると仮定され、したがって、Ｌｏａｄ側におけるその電力分布（Ｐ＿Ｌｏａｄ）は、入力電力（Ｐ＿Ｓｒｃ）が加えられるとき、４つの例の間で実質的に同じ位相を有する。Ｐ＿Ｌｏａｄは、Ｐ＿Ｓｒｃに対してわずかな位相差を有するように示されている。

【0120】

図３１Ａは、Ｐ＿Ｌｏａｄの位相に対して最も大きい位相差（図３１Ａ〜図３１Ｄの４つの例の間で）を有する結合器（出力側）電力分布（Ｐ＿ｃｐｌｒ）の例を示す。したがって、結果としてもたらされる１．１ｄＢの電力検出誤差は、４つの例の間で最悪である。図３１Ｃは、Ｐ＿ｃｐｌｒとＰ＿ｌｏａｄとの間の位相差が図３１Ａの例のものよりも小さい例を示す。したがって、結果としてもたらされる０．９６ｄＢの電力検出誤差は、図３１Ａの例のものよりも小さい。同様に、図３１Ｄは、Ｐ＿ｃｐｌｒとＰ＿ｌｏａｄとの間の位相差が図３１Ａ、図３１Ｃの例よりも小さい例を示す。したがって、結果としてもたらされる０．４７ｄＢの電力検出誤差は、図３１Ａ、図３１Ｃの例のものよりも小さい。同様に、図３１Ｂは、Ｐ＿ｃｐｌｒとＰ＿ｌｏａｄとの間の位相差が４つの例の間で最も小さい例を示す。したがって、結果としてもたらされる０．１５ｄＢの電力検出誤差は、図３１Ａ、図３１Ｃ、図３１Ｄの例のものよりも小さい。

【0121】

図３２Ａ〜図３２Ｃの例において、対応する電力リップルの位相を互いに対して動かすために、ドライバアームと結合器アームの両方を調整することができる。Ｌｏａｄの電力分布（ＰＬｐｋ）および結合器出力の電力分布（ＰＣｐｋ）が、対応する電力検出誤差分布（２４０、２４２、２４４）に沿ってプロットされている。ＰＬｐｋおよびＰＣｐｋの例示的な振幅も示されている。

【0122】

図３２Ｃの例において、ＰＬｐｋおよびＰＣｐｋの位相は、約１８０度と、大きく異なっている。したがって、結果としてもたらされる電力検出誤差（２４４）は、約１．８ｄＢほどの高さになり得る。図３２Ａおよび図３２Ｂの例において、ＰＬｐｋとＰＣｐｋとの間の位相差は、図３２Ｃのものよりもはるかに小さい。したがって、結果としてもたらされる電力検出誤差（２４０、２４２）もより小さい（約０．５ｄＢ以下）。

【0123】

図３３は、第１の結合器構成１００ａおよび第２の結合器構成１００ｂを有する結合器アセンブリ１１０の例を示す。第１の結合器構成１００ａは、たとえば、高帯域（ＨＢ）結合器とすることができ、第２の結合器構成１００ｂは、たとえば、低帯域（ＬＢ）結合器とすることができる。

【0124】

第１の結合器構成１１０ａは、その端子の間に湾曲した形状（たとえば、部分ループ）を有するドライバアーム１０２ａを含むように図示されている。第２の結合器構成１１０ｂは、その端子の間に湾曲した形状（たとえば、部分レーストラック形状）を有するドライバアーム１０２ｂを含むように図示されている。

【0125】

第１の結合器構成１００ａは、ドライバアーム１０２ａに対して重なり合う区画をもたらし、それによって、結合機能を促進するように、その端子の間に湾曲した形状（たとえば、部分ループ）を有する結合器アーム１０４ａをさらに含むように図示されている。第２の結合器構成１００ｂは、ドライバアーム１０２ｂに対して重なり合う区画をもたらし、それによって、結合機能を促進するように、その端子の間に湾曲した形状（たとえば、部分レーストラック形状）を有する結合器アーム１０４ｂをさらに含むように図示されている。

【0126】

図３３の例において、第１の結合器１００ａの結合器アーム１０４ａは、チェーン結合器構成を形成するように、第２の結合器１００ｂの結合器アーム１０４ｂに接続されるように示されている。

【0127】

図３３は、いくつかの実施形態において、チェーン結合器の１つまたは複数の結合器アームを、位相オフセット（複数可）をもたらし、それによって、ドライバアーム（複数可）の対応する電力リップル（複数可）に対して対応する電力リップル（複数可）を動かすように構成することができることをさらに示している。本明細書において説明されているように、そのような位相オフセットは、電力検出誤差を低減することができる。

【0128】

図３３に示す例において、結合器アーム１０４ａは、その電力リップルの位相オフセットをもたらすように実装されている、２５０として示されている湾曲した特徴部（たとえば、部分ループ）を含むように図示されている。同様に、結合器アーム１０４ｂは、その電力リップルの位相オフセットに寄与するために実装されている複数の特徴部と関連付けられているように図示されている。たとえば、第１の結合器１０４ａと第２の結合器アーム１０４ｂとの間の湾曲した特徴部２５２が、そのような位相オフセットに寄与するように実装されてもよい。同様に、完全なループ２５４が、そのような位相オフセットに寄与するように実装されてもよい。同様に、湾曲した特徴部（たとえば、部分ループ）２５６が、そのような位相オフセットに寄与するように実装されてもよい。

【0129】

図３３の例において、位相オフセットをもたらすように実装される特徴部は、他のアーム（たとえば、ドライバアーム）と重なり合う部分にあるアーム（たとえば、結合器アーム）の一部分、他のアームと重なり合わないアームの一部分、または、それらの任意の組み合わせであってもよいことに留意されたい。図３３の例は、位相オフセットが結合器アームの特徴部によって導入されることを示しているが、１つまたは複数のドライバアームと関連付けられる特徴部によって同様の位相オフセットが導入されてもよいことが理解されることにさらに留意されたい。

【0130】

本明細書において説明されているように、結合器の電力検出誤差は、負荷側および結合器出力側と関連付けられる電力リップルから生じる可能性がある。結合器の方向性が非常に高いとき、電力検出誤差は主に、負荷電力リップルに由来し得ることに留意されたい。方向性が非常に低いとき、電力検出誤差は主に、結合器出力電力リップルに由来し得る。

【0131】

いくつかの実施形態において、結合器は、相互結合インダクタンスのような、重要な寄与要因を考慮することによって、良好な方向性を有して設計することができる。本明細書において説明されているように、そのような結合器はまた、電力検出誤差の低減を得るように、負荷電力リップルおよび結合器出力電力リップルを位置整合し、または、それらのより近密なアラインメントを有するように構成することもできる。

【0132】

本明細書において説明されている様々な例において、結合器関連長さ、結合器関連幅、結合器関連横方向オフセット、および結合器関連深さ位置のような様々な結合器設計パラメータが説明されている。説明の目的のために、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を有する結合器は、たとえば、０．６ｍｍから２．０ｍｍの間、０．８ｍｍから１．６ｍｍの間、または１．０ｍｍから１．４ｍｍの間である長さを有することができることは理解されよう。いくつかの実施形態において、そのような長さは、たとえば、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、または１．４ｍｍよりも大きくてもよい。

【0133】

説明の目的のために、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴部を有する結合器は、たとえば、４０μｍから２００μｍの間、５０μｍから１６０μｍの間、５０μｍから１２０μｍの間、５０μｍから１００μｍの間、または５０μｍから８０μｍの間である幅を有することができることは理解されよう。いくつかの実施形態において、そのような幅は、たとえば、１６０μｍ、１２０μｍ、１００μｍ、８０μｍ、または６０μｍ以下であってもよい。

【0134】

説明の目的のために、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴部を有する結合器は、たとえば、０μｍから６０μｍの間、０μｍから５０μｍの間、０μｍから４０μｍの間、０μｍから３０μｍの間、または０μｍから２０μｍの間である横方向オフセットの大きさを有することができることは理解されよう。いくつかの実施形態において、そのような横方向オフセットの大きさは、たとえば、０μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、または２０μｍよりも大きくてもよい。

【0135】

いくつかの実施態様において、本明細書において説明されている１つまたは複数の特徴部は、モジュール内に含まれてもよい。図３４は、複数のＰＡ３０７ａ、３０７ｂを有する電力増幅器（ＰＡ）ダイ３０２を含む例示的なモジュール３００を示す。例として、第１のＰＡ３０７ａおよび第２のＰＡ３０７ｂは、入力ＲＦ信号（ＲＦＩＮ＿Ａ、ＲＦＩＮ＿Ｂ）を受信し、増幅するように示されている。そのような増幅ＲＦ信号は、それぞれの出力整合回路３０９ａ、３０９ｂを通され、それぞれの出力ＲＦＯＵＴ＿Ａ、ＲＦＯＵＴ＿Ｂにルーティングされ得る。

【0136】

ＰＡ３０７ａ、３０７ｂは、バイアス／制御回路３０５と通信するように示されている（ライン３０６ａ、３０６ｂ）。バイアス／制御回路３０５は、たとえば、制御信号入力３０４に基づいてＰＡ３０７ａ、３０７ｂに対するバイアスおよび／または制御機能をもたらすように構成することができる。いくつかの実施形態において、バイアス／制御回路３０５は、ＰＡダイ３０２から分離されているダイ内に実装されてもよい。いくつかの実施形態において、バイアス／制御回路３０５は、ＰＡダイ３０２と同じダイ内に実装されてもよい。

【0137】

第１の整合網３０９ａの出力は、第１の結合器１００ａに接続されるように示されている。同様に、第２の整合網３０９ｂの出力は、第２の結合器１００ｂに接続されるように示されている。結合器１００ａ、１００ｂのいずれかまたは両方が、本明細書において説明されているような１つまたは複数の特徴を含むことができる。

【0138】

図示されている例において、第１の結合器１００ａおよび第２の結合器１００ｂは結合器入力３１０と出力３１２との間でともにデイジーチェーン接続されるように示されている。そのような結合器は、図示されているようにともに連結されてもよく、または、連結されなくてもよいことは理解されよう。

【0139】

図３４の例示的なモジュール３００において、本明細書において説明されている様々な構成要素は、パッケージング基板３２０の上または中に提供または設置することができる。いくつかの実施形態において、パッケージング基板３２０は、積層基板を含むことができる。いくつかの実施形態において、モジュール３００はまた、たとえば、モジュール３００の保護を提供し、そのより容易な取り扱いを促進するための１つまたは複数のパッケージング構造をも含むことができる。そのようなパッケージング構造は、パッケージング基板３２０の上方に形成され、その上の様々な回路および構成要素を実質的に封入するように寸法決めされているオーバーモールドを含むことができる。

【0140】

いくつかの実施態様において、本明細書において説明されている１つまたは複数の特徴を有するデバイスおよび／または回路は、ワイヤレスデバイスのようなＲＦデバイス内に含まれてもよい。そのようなデバイスおよび／または回路は、ワイヤレスデバイス内に直に、本明細書において説明されているようなモジュール形式で、または、それらの何らかの組み合わせにおいて実装されてもよい。いくつかの実施形態において、そのようなワイヤレスデバイスは、たとえば、携帯電話、スマートフォン、電話機能を有するかまたは有しない手持ち式ワイヤレスデバイス、ワイヤレスタブレットなどを含んでもよい。

【0141】

図３５Ａおよび図３５Ｂは、本明細書において説明されている１つまたは複数の有利な特徴を有する例示的なワイヤレスデバイス４００を概略的に示す。図３５Ａに示す例は、周波数分割二重（ＦＤＤ）構成のためのものであり、図３５Ｂに示す例は、時分割二重（ＴＤＤ）構成のためのものである。

【0142】

図３５Ａおよび図３５Ｂの２つの例示的なワイヤレスデバイスの各々において、ＰＡ３０７、それらの入力および出力整合回路（３０９）、ならびに結合回路１００は、図３４において説明されているように、モジュール３００上に実装することができる。ＰＡ３０７は、知られている様式で構成および操作することができる送受信機４１０からそれらの各ＲＦ信号を受信することができる。送受信機４１０は、増幅および送信されるべきＲＦ信号を生成し、受信信号を処理するように構成することができる。送受信機４１０は、ユーザにとって適切なデータおよび／または音声信号と、送受信機４１０にとって適切なＲＦ信号との間の変換を可能にするように構成されているベースバンドサブシステム４０８とやり取りするように示されている。送受信機４１０はまた、ワイヤレスデバイスの動作のための電力を管理するように構成されている電力管理構成要素４０６に接続されるようにも示されている。そのような電力管理はまた、ベースバンドサブシステム４０８およびモジュール３００の動作をも制御することができる。

【0143】

ベースバンドサブシステム４０８は、ユーザに与えられる音声および／またはデータ、ならびに、ユーザから受信される音声および／またはデータの様々な入力および出力を促進するためのユーザインターフェース４０２に接続されるように示されている。ベースバンドサブシステム４０８はまた、ワイヤレスデバイスの動作を促進し、かつ／または、ユーザのための情報を記憶することを可能にするためのデータおよび／または命令を記憶するように構成されているメモリ４０４にも接続され得る。

【0144】

図３５Ａの例示的なワイヤレスデバイス４００において、モジュール３００の出力は、それらの各デュプレクサ４１０ａ、４１０ｂおよび帯域選択スイッチ４１４を介してアンテナ４１６にルーティングされるように示されている。帯域選択スイッチ４１４は、たとえば、動作帯域の選択を可能にするための単極双投（たとえば、ＳＰＤＴ）スイッチを含むことができる。モジュール３００の２帯域出力のコンテキストにおいて示されているが、動作帯域の数は異なってもよいことは理解されよう。複数の帯域が関与する構成において、そのような帯域選択スイッチは、たとえば、ＳＰＭＴ（単極多投）構成を有することができる。

【0145】

図３５Ａの例において、各デュプレクサ４１０は、共通のアンテナ（たとえば、４１６）を使用して、送信および受信動作が実質的に同時に実施されることを可能にすることができる。図３５Ａにおいて、受信信号は、たとえば、低雑音増幅器（ＬＮＡ）を含むことができる「Ｒｘ」経路（図示せず）にルーティングされるように示されている。

【0146】

図３５Ｂの例示的なワイヤレスデバイス４００において、時分割二重（ＴＤＤ）機能は、モジュール３００の２つの例示的な出力に接続されているフィルタ４１２ａ、４１２ｂによって促進することができる。フィルタ４１２ａ、４１２ｂから出る経路は、スイッチ４１４を通じてアンテナ４１６に接続されるように示されている。そのようなＴＤＤ構成において、Ｒｘ経路（複数可）が、スイッチ４１４から出ることができる。したがって、スイッチ４１４は、帯域選択器（たとえば、本明細書において説明されているような高帯域と低帯域との間の）として、また、Ｔｘ／Ｒｘ（ＴＲ）スイッチとして機能することができる。

【0147】

図３５Ａおよび図３５Ｂに示す例示的なワイヤレスデバイス４００において、例示的なモジュール３００は、ＰＡ（３０７ａ、３０７ｂ）およびそれらの各整合回路（３０９ａ、３０９ｂ）、ならびに結合器区画（１００ａ、１００ｂ）を含むものとして示されている。いくつかの実施形態において、図３５Ａのモジュール３００は、デュプレクサ４１０ａ、４１０ｂおよびスイッチ４１４のうちのいくつかまたはすべてを含んでもよい。いくつかの実施形態において、図３５Ｂのモジュール３００は、フィルタ４１２ａ、４１２ｂおよびスイッチ４１４のうちのいくつかまたはすべてを含んでもよい。

【0148】

いくつかの他のワイヤレスデバイス構成は、本明細書において説明されている１つまたは複数の特徴を有することができる。たとえば、ワイヤレスデバイスは、マルチバンドデバイスである必要はない。別の例において、ワイヤレスデバイスは、ダイバーシティアンテナのような追加のアンテナ、および、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、およびＧＰＳのような追加の接続機構を含んでもよい。

【0149】

特に明記しない限り、本明細書および特許請求項の範囲全体を通じて、「備える」（“ｃｏｍｐｒｉｓｅ”、“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）などの単語は、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味、すなわち、「含むが、限定されない」という意味において解釈されるべきである。「結合されている」という単語は、概して本明細書においては、直に接続されているか、または、１つもしくは複数の中間要素によって接続されているかのいずれかであり得る２つ以上の要素を参照する。加えて、「本明細書において」、「上記」、「下記」という単語、および、同様の趣旨の単語は、本出願においては、本出願を全体として参照するものとし、本出願のいかなる特定の部分も参照しないものとする。文脈が許容すれば、単数または複数を使用した上記の説明における単語はまた、それぞれ複数または単数をも含み得る。２つ以上の項目を挙げるときに使用する「または」という単語は、その単語の以下の解釈、すなわち、挙げられた項目のいずれか、挙げられた項目のすべて、および、挙げられた項目の任意の組み合わせのすべてを包含する。

【0150】

上記の本発明の実施形態の詳細な説明は、網羅的であるようには意図されておらず、または、本発明を、上記で開示されている厳密な形式に限定することも意図されていない。本発明の特定の実施形態および例を、上記で例示を目的として説明しているが、当業者には認められるように、本発明の範囲内で様々な均等な修正が可能である。たとえば、プロセスまたはブロックが所与の順序において提示されているが、代替的な実施形態は、異なる順序において、複数のステップを有する手順を実施してもよく、または、複数のブロックを有するシステムを利用してもよく、いくつかのプロセスまたはブロックは、削除、移動、追加、分割、組み合わせ、および／または修正されてもよい。これらのプロセスまたはブロックの各々は、様々な異なる様式で実施されてもよい。また、プロセスまたはブロックは、時間において、連続して実施されるように示されているが、その代わりに、これらのプロセスまたはブロックは並行して実施されてもよく、または、異なる時点において実施されてもよい。

【0151】

本明細書において与えられている本発明の教示は、必ずしも上述したシステムではなく、他のシステムに適用されてもよい。上述した様々な実施形態の要素および動作を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。

【0152】

本発明のいくつかの実施形態が説明されているが、これらの実施形態は例としてのみ提示されており、本開示の範囲を限定するようには意図されていない。事実、本明細書において説明されている新規の方法およびシステムは、様々な他の形態で具現化されてもよく、さらに、本開示の趣旨から逸脱することなく、本明細書において説明されている方法およびシステムの形態に様々な省略、置換および変更を行うことができる。添付の特許請求項の範囲およびそれらの均等物は、本開示の範囲および趣旨に含まれるそのような形態または修正を包含するように意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【図23C】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31A】

【図31B】

【図31C】

【図31D】

【図32A】

【図32B】

【図32C】

【図33】

【図34】

【図35A】

【図35B】