特開 2022-189764 温度減衰器を使用したゲイン変動補償

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189764

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】温度減衰器を使用したゲイン変動補償

(51)【国際特許分類】

   H03G 3/30 20060101AFI20221215BHJP

   H03H 7/25 20060101ALI20221215BHJP

   H04B 1/40 20150101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

H03G3/30 E

H03H7/25

H04B1/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092082

(22)【出願日】2022-06-07

(31)【優先権主張番号】17/345,107

(32)【優先日】2021-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】518364964

【氏名又は名称】ルネサス エレクトロニクス アメリカ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＥＳＡＳ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＭＥＲＩＣＡ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１００１ Ｍｕｒｐｈｙ Ｒａｎｃｈ Ｒｏａｄ， Ｍｉｌｐｉｔａｓ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９５０３５， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ムハンマド・ガディリ・サドラバディ

(72)【発明者】

【氏名】トゥマイ・カナール

【テーマコード（参考）】

5J100

5K011

【Ｆターム（参考）】

5J100JA09

5J100QA02

5J100QA06

5J100SA01

5K011BA04

5K011DA02

5K011DA12

5K011EA03

5K011JA01

5K011KA13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】減衰器を使用したゲイン変動を制御するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】システム１００において、集積回路１０２の信号の減衰を実行する減衰器１３０は、周囲温度で減衰を変化させる。減衰器１３０は、減衰器１３０に適用される制御信号に基づいて減衰をさらに調整することができる。制御信号は、減衰器１３０の温度プロファイルと集積回路１０２の目標ゲイン変動とのうち１つ以上に基づくことがある。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
減衰器を備え、
前記減衰器は、集積回路の信号の減衰を実行し、
周囲温度で前記減衰を変化させ、
前記減衰器に適用された制御信号に基づいて前記減衰を調整する、
ように構成された、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置において、
前記制御信号は、
前記減衰の温度プロファイルと、
前記集積回路の目標ゲイン変動と、
のうち少なくとも１つ以上に基づく、装置。

【請求項3】

請求項１に記載の装置において、
前記減衰器は、少なくとも１つのダイオードを備え、
前記制御信号は、
前記減衰器の前記少なくとも１つのダイオードのバイアス電圧と、
前記減衰器の前記少なくとも１つのダイオードのバイアス電流と、
のうちの１つである、装置。

【請求項4】

請求項１に記載の装置において、
前記減衰器が、前記集積回路に統合された、装置。

【請求項5】

請求項１に記載の装置において、
前記集積回路が、ビームフォーマである、装置。

【請求項6】

請求項５に記載の装置において、
前記減衰器は、前記ビームフォーマの複数の通信チャンネルのうち共通の接続点に置かれている、装置。

【請求項7】

請求項１に記載の装置において、
前記減衰器は、前記減衰器の電流路に直列に接続された少なくとも１つのダイオードを備え
前記少なくとも１つのダイオードは、
前記周囲温度に反比例して減衰を変化させ、
前記制御信号によって表示されるバイアスの減少に応じて前記減衰を増加させる、
ように構成された、装置。

【請求項8】

請求項１に記載の装置において、
前記減衰器は、前記減衰器の電流路に接続されるカソード端子と、前記制御信号を受信するように構成された入力端子に接続されるアノード端子とを備え、
前記少なくとも１つのダイオードは、
前記周囲温度に比例して前記減衰を変化させ、
前記制御信号によって表示されるバイアスの増大に応じて前記減衰を増加させる、
ように構成された、装置。

【請求項9】

請求項１に記載の装置において、通信デバイスと、前記集積回路として、前記通信デバイスに接続されるビームフォーマとをさらに備える、装置。

【請求項10】

請求項１に記載の装置において、
前記減衰器が、前記ビームフォーマと前記通信デバイスとの間に接続された、装置。

【請求項11】

請求項１に記載の装置において、コントローラをさらに備え、
前記コントローラは、
前記集積回路の目標ゲイン変動を受け取り、
前記集積回路のゲイン変動を決定し、
決定した前記ゲイン変動を調整して前記目標ゲイン変動に一致させるために、前記制御信号を生成して前記集積回路に適用される前記減衰を調整する、
ように構成された、装置。

【請求項12】

方法であって、
減衰器によって集積回路の信号の減衰を実行し、
前記減衰器によって周囲温度で前記減衰を変化させ、
前記減衰器に適用される制御信号に基づいて、前記減衰器によって、前記減衰を調整する、方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法において、
コントローラによって、前記集積回路の目標ゲイン変動を受け取り、
前記コントローラによって、前記集積回路のゲイン変動を決定し、
決定した前記ゲイン変動を調整して前記目標ゲイン変動に一致させるために、前記コントローラによって、前記制御信号を生成して前記集積回路に適用される前記減衰を調整する、
ことをさらに備える方法。

【請求項14】

請求項１２に記載の方法において、
前記減衰器に統合された少なくとも１つのダイオードのバイアス電圧と、
前記減衰器に統合された前記少なくとも１つのダイオードのバイアス電流と、
のうちの一方として前記制御信号を生成する、
ことをさらに備える方法。

【請求項15】

請求項１２に記載の方法において、
前記減衰器の電流路に直列に接続された前記減衰器の少なくとも１つのダイオードによって前記減衰を適用し、
前記少なくとも１つのダイオードによって、前記周囲温度に反比例して前記減衰を変化させ、
前記少なくとも１つのダイオードのバイアスであって前記制御信号によって表示されるバイアスを減少させて、前記減衰を増加させる、
ことをさらに備える、方法。

【請求項16】

請求項１２に記載の方法において、
前記減衰器の少なくとも１つのダイオードによって前記減衰を適用し、前記少なくとも１つのダイオードが、前記減衰器の電流路に接続されるカソード端子と、前記制御信号を受信するように構成された入力端子に接続されるアノード端子とを含み、
前記少なくとも１つのダイオードによって、前記周囲温度に比例して前記減衰を変化させ、
前記少なくとも１つのダイオードのバイアスであって前記制御信号によって表示されるバイアスを増大させて、前記減衰を増加させる、
ことをさらに備える方法。

【請求項17】

集積回路の信号の減衰を実行するとともに周囲温度で前記減衰を変化させるように構成された減衰器を制御する装置であって、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
前記集積回路の目標ゲイン変動を受け取り、
前記集積回路のゲイン変動を決定し、
決定した前記ゲイン変動を調整して前記目標ゲイン変動に一致させるために、制御信号を生成して前記集積回路に適用される前記減衰を調整する、
ことをさらに備える装置。

【請求項18】

請求項１７に記載の装置において、
前記コントローラは、
前記減衰の温度プロファイルと、
前記集積回路の前記目標ゲイン変動と、
のうち１つ以上を使用して、前記制御信号を生成するように構成された、装置。

【請求項19】

請求項１７に記載の装置において、
前記減衰器は、少なくとも１つのダイオードを備え、
前記制御信号は、
前記減衰器の少なくとも１つのダイオードのバイアス電圧と、
前記減衰器の前記少なくとも１つのダイオードのバイアス電流と、
のうちの一方である、装置。

【請求項20】

請求項１７に記載の装置において、
前記集積回路は、ビームフォーマであり、
前記減衰器は、前記ビームフォーマの複数の通信チャンネルのうち共通の接続点に置かれた、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、減衰器を使用したゲイン変動を制御するための方法および装置に関する。特に、減衰器は、温度変化に対する損失を制御するプログラム可能な温度可変減衰器となり得る。

【背景技術】

【0002】

コンピュータチップまたは集積回路の性能は、周囲温度の変化などの温度変化に応じて変化し得る。一例では、ビームフォーマデバイスまたはチップのゲインは、その周囲温度が変化するにつれて変化し得る。特に、ゲインは、周囲温度が上昇するにつれて低下し得るが、低下したゲインは、温度変化によって変化する構成要（トランジスタなど）のパラメータにより生じ得る。周囲温度の変化に伴うゲイン変動により、集積回路が予測不可能で不安定な条件下で動作し得る。

【発明の概要】

【0003】

いくつかの例では、信号減衰の装置が一般的に説明されている。装置は、減衰器を含むことができる。減衰器は、集積回路の信号の減衰を実行するように構成することができる。減衰器は、周囲温度で減衰を変化させるようにさらに構成することができる。減衰器は、減衰器に適用される制御信号に基づいて減衰を調整するように構成することができる。

【0004】

いくつかの例では、信号減衰の方法が一般的に説明されている。方法は、減衰器によって、集積回路の信号の減衰を実行することを含むことができる。方法は、減衰器によって、周囲温度で減衰を変化させることをさらに含むことができる。方法は、減衰器によって、減衰器に適用される制御信号に基づいて減衰を調整することをさらに含むことができる。

【0005】

いくつかの例では、集積回路の信号と周囲温度で減衰を変化させるための信号との減衰を実行するように構成された減衰器を制御する装置が、一般的に説明されている。装置は、コントローラを含むことができる。コントローラは、集積回路の目標ゲイン変動を受信するように構成することができる。コントローラは、集積回路のゲイン変動を決定するようにさらに構成することができる。コントローラは、決定したゲイン変動を目標ゲイン変動に一致するように調整するために、制御信号を生成して集積回路に適用される減衰を調整するようにさらに構成することができる。

【0006】

様々な実施形態のさらなる特徴ならびに構造および動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。図面において、同様の参照番号は、同一または機能的に類似した要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償を実施することができる例示的なシステムを示す図である。

【図2A】一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の例を示す図である。

【図2B】一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の別の例を示す図である。

【図2C】一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の例を示す図である。

【図3A】一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の別の例を示す図である。

【図3B】一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の別の例を示す図である。

【図4】一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償の実施の例示的なシミュレーション結果を示す図である。

【図5】一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償を実施するプロセスを示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

温度が上昇するにつれて、ビームフォーマなどの集積回路のゲイン（利得）変動は、ビームフォーマの性能の不安定の状態を引き起こし得る。温度変化に応じてビームフォーマチップのゲイン変動に対処するために、さまざまなバイアス方式を使用することができる。たとえば、ビームフォーマへの電流量を増やし、より高い周囲温度でゲインを増大させるために、温度モデルを使用することができる。ただし、これらの温度モデルは、チップの性能を完全に予測できないため、信頼性を欠くことがあり、結果として生じるゲイン変動は、シミュレートされた結果と大幅に異なることがある。さらに、より高温で電流を増大してゲインを促進すると、かなりの電力消費を生じることがある。

【0009】

図１は、一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償を実施することができる例示的なシステム１００を示す図である。システム１００は、ＲＦ送信機またはＲＦトランシーバ（送受信機）などの通信デバイスによって実施される無線周波数（ＲＦ）伝送システムであり得る。システム１００は、一般的な無線周波数、ミリ波周波数、および／またはマイクロ波周波数で動作するように構成することができる。システム１００は、第４世代（４Ｇ）無線通信システム、第５世代（５Ｇ）無線通信システム、衛星通信システム、共通データリンクなどのポイントツーポイント通信システムなどの無線通信システム、および／または、他のタイプの無線通信ネットワークの一部であり得る。

【0010】

システム１００は、ビームフォーマチップ（または「ビームフォーマ」）１０２、回路１０４、複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、および減衰器１３０を含むことができる。回路１０４は、ＲＦ送信機またはＲＦトランシーバなどのＲＦ通信デバイスの一部となり得る。たとえば、回路１０４は、ベースバンドプロセッサ、アップダウンコンバータなどのミキサー回路、フィルタ、メモリデバイス、ローカル発振器、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、信号発生器、マイクロコントローラ、および／または、ＲＦ通信デバイスに属する他のタイプの構成要素（コンポーネント）または集積回路を含むことができる。回路１０４は、ＲＦ信号をビームフォーマ１０２に出力するように構成することができる。回路１０４がＲＦトランシーバの一部である例では、回路１０４は、ビームフォーマ１０２からＲＦ信号を受信するように構成することができる。回路１０４とビームフォーマ１０２との間でやりとりされるＲＦ信号は、情報またはデータを運ぶことができる無線周波数、ミリ波周波数、または、マイクロ波周波数信号であり得る。

【0011】

ビームフォーマ１０２は、複数の送信チャネル（伝送路）または複数のトランシーバチャネルを含むことができる。図１に示される例では、ビームフォーマ１０２は、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを含むことができ、この場合には複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、トランシーバチャネルであり得る。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄのうちの各チャネルは、送信チャネルおよび受信機チャネルを含むことができる。例としてチャネル１０６ａを使用すると、チャネル１０６ａは、送信チャネル１０８ａおよび受信機チャネル１０８ｂを含むことができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、それぞれ複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに接続することができる。図１の例では４つのチャネルが示されているが、当業者には、ビームフォーマ１０２が任意の数のチャネルを含むことができることが明らかであろう。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄのうちの各チャネルは、制御回路、電力増幅器、ゲイン制御回路、位相調整器または位相制御回路などの構成要素、および／または、ビームフォーミング技術の実行を容易にすることができる他のタイプの構成要素または集積回路を含むことができる。

【0012】

回路１０４がＲＦ送信機またはＲＦトランシーバの一部である例では、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄのうちの各チャネルは、回路１０４からビームフォーマ１０２に送信されたＲＦ信号のコピーを受信することができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、ノード１２０などの共通点を介してＲＦ信号のコピーを受信することができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄが送信チャネルである例では、ノード１２０は、ビームフォーマ１０２の通信バスにおける共通の接続点であり得る。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、それぞれの位相およびゲインを有するビームフォーミング信号を生成することができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄは、生成したビームフォーミング信号を複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにそれぞれ送信することができる。

【0013】

複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、生成したビームフォーミング信号を出力してビームを形成するように構成されたフェーズドアレイアンテナを形成することができる。ビームは、回路１０４により提供されるＲＦ信号によって運ばれた情報またはデータをブロードキャストすることができる。アンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄによって生成されたビームは、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄにより設定されたパラメータ（たとえば、ゲインおよび位相）に基づくことがある。たとえば、複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄによって設定された位相に基づいて、異なる時間にそれぞれのビームフォーミング信号を出力することができる。ビームフォーミング信号の異なる出力時間およびビームフォーミング信号の異なるゲインは、アンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄによって生成されたビームのフィールドパターンおよび方向を形成することができる。一例では、ビームはまた、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄにより設定された位相の異なる組み合わせに基づいて、システム１００によって誘導することができる。

【0014】

さらに、複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄのうちの各アンテナはまた、情報またはデータを運ぶビームを受信することができる。複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄにそれぞれのＲＦ信号をそれぞれ提供することができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄのうちの各アンテナは、それ自体の受信したＲＦ信号を復号することができ、復号した信号は、加算ノードまたはコンバイナ回路などの共通の接続点で組み合わせることができる。複数のチャネル１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄがトランシーバチャネルである例では、ノード１２０は、加算ノードまたはコンバイナ回路であり得る。コンバイナ回路は、複数のチャネル１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄからの信号を、回路１０４に送信できるＲＦ信号に結合するように構成することができる。

【0015】

減衰器１３０は、ビームフォーマ１０２に統合されて、ビームフォーマ１０２の動作に関連する信号の減衰を実行することができる。たとえば、減衰器１３０は、ビームフォーマ１０２から複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに送信される信号、および、回路１０４および／または複数のアンテナ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄからビームフォーマ１０２によって受信される信号、または、ビームフォーマ１０２内でやりとりされる他の信号を減衰させることができる。減衰器１３０は、たとえば、可変制御電圧または可変制御電流によって構成可能またはプログラム可能であり得るプログラム可能な温度可変減衰器であり得る。減衰器１３０によって実行される減衰は、システム１００の周囲温度に反比例して変化することができ、この変化する減衰は、可変制御電圧または可変制御電流によってさらに微調整または調整され得る。減衰器１３０内の回路構成要素の配置および構成に応じて、減衰器１３０によって実行される減衰は、１）可変制御電圧または可変制御電流に比例して変化すること、または、２）可変制御電圧または可変制御電流に反比例して変化することができる。

【0016】

一例では、ビームフォーマ１０２の性能は、１つまたは複数のゲインパラメータによって測定することができる。これらのゲインパラメータは、たとえば、順方向電圧ゲイン、逆方向電圧ゲイン、および／または、ビームフォーマ１０２のチャネルの入力ポートおよび／または出力ポートに関連する他のゲインパラメータを含むことができる。減衰器１３０によって実行される減衰は、減衰器１３０内のダイオードなどのその構成要素の温度依存性に基づいて制御することができる。たとえば、減衰器１３０によって実行される減衰のレベルは、減衰器１３０の構成要素（たとえば、ダイオード）を、構成要素の温度プロファイルに従って、異なるレベルにバイアスすることによってプログラム可能になり得る。可変制御電圧または可変制御電流を使用して減衰器１３０によって実行される減衰をさらに微調整または調整することにより、より低い周囲温度でのビームフォーマ１０２のゲインを低減または抑制するために、より低い周囲温度で減衰を増加させることができる。周囲温度が上昇するにつれて、ビームフォーマ１０２の制御されたゲイン変動を得るために減衰器１３０によって実行される減衰を調整することができる。したがって、特定の目標のゲイン変動（たとえば、最小ゲイン変動）が望ましい場合、減衰器１３０は、制御された方法でビームフォーマ１０２内の信号を減衰させて目標のゲイン変動を得るように可変制御電圧または可変制御電流によって構成またはプログラムされ得る。さらに、より低い温度で減衰を増加させることにより、より高い温度でビームフォーマ１０２のゲインを増大させる必要がない場合があり、したがって、高温でゲインを増大させるためにビームフォーマ１０２による電力消費を逃れる（避ける）ことができる。

【0017】

さらに、減衰器１３０は、減衰器１３０が同じ量の損失または減衰を複数のチャンネルのそれぞれに適用できるように、ビームフォーマ１０２の複数のチャネル（たとえば、チャネル１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ）の間の共通の接続点に配置することができる。たとえば、図1に示す例では、減衰器１３０をノード１２０とビームフォーマ１０２のポート１３１との間に接続でき、この場合にはポート１３１は、ビームフォーマ１０２を回路１０４に接続することができる。減衰器１３０の別の可能な位置は、ポート１３１と回路１０４との間の位置１３２になり得る。複数のチャネル間の共通の接続点で減衰器１３０を統合することにより、減衰器１３０は、複数のチャンネルにおける各々のチャンネル内に減衰器１３０のコピーを統合する必要なしに、すべてのチャネルに同じ量の減衰を適用することができ、これにより、回路基板のスペースを保つ（維持する）ことができる。また、いくつかの例では、ビームフォーマ１０２は、所望のゲイン変動を達成するために、システム１００の異なる部分に異なる量の損失を適用するようにシステム１００内の異なる位置に統合された減衰器１３０の複数のコピーを含むことができる。別の例では、減衰器１３０の異なるコピーを、ビームフォーマ１０２の異なるチャネル内に配置することができる。

【0018】

図２Ａは、一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の例を示す図である。図２Ａに示される例では、減衰器１３０は、端子またはピン２０２、２０４、２１２、２１０を含むことができる。ピン２０２、２０４、２１２、２１４は、減衰器１３０の入出力（Ｉ／Ｏ）端子またはピンであり得る。図２Ａに示される例では、減衰器１３０は、一対の導体（たとえば、一対のワイヤ、一対のねじれたワイヤなど）を使用して接続用の差動信号伝達を実施する平衡減衰器であり得る。ピン２０２、２１２は、減衰器１３０の正チャネルを形成する正端子であり、ピン２０４、２１４は、減衰器１３０の負チャネルを形成する負端子であり得る。図２Ｂで示される別の例では、減衰器１３０はまた、単線伝送ラインを使用して接続用の単線信号伝達を実施する不平衡減衰器であり得る。図２Ａおよび図２Ｂに示される例が同様に機能することができ、図２Ａに関する本明細書の説明が図２Ｂに適用可能であり、逆もまた同様であることが当業者には明らかであろう。

【0019】

図２Ａに示される例では、ピン２０２、２０４、２１２、２１４は、図１に示されるシステム１００の異なる部分または構成要素に接続することができる。図１に示される例では、減衰器１３０のピン２０２、２０４はビームフォーマ１０２のポート１３１に接続でき、減衰器１３０のピン２１２、２１４はビームフォーマ１０２のノード１２０に接続することができる。別の例では、減衰器１３０のピン２０２、２０４は、ビームフォーマ１０２のノード１２０に接続でき、減衰器１３０のピン２１２、２１４は、ビームフォーマ１０２のポート１３１に接続することができる。別の例では、減衰器１３０が位置１３２に配置された場合には、減衰器１３０のピン２０２、２０４は回路１０４に接続でき、減衰器１３０のピン２１２、２１４は、ビームフォーマ１０２のポート１３１に接続することができる。さらに、いくつかの例では、減衰器１３０が位置１３２に配置された場合には、減衰器１３０のピン２０２、２０４はビームフォーマ１０２のポート１３１に接続でき、減衰器１３０のピン２１２、２１４は回路１０４に接続することができる。減衰器１３０は、送信方向と受信方向の両方で実施することができる。たとえば、減衰器１３０とビームフォーマとの間、または、減衰器１３０と回路１０４との間の接続は、減衰器１３０がビームフォーマによって送受信される信号の減衰を実行できるように、送信モードと受信モードとの間で切り替えることができる。

【0020】

減衰器１３０は、ダイオード２０６およびダイオード２１６を含むことができる。一例では、ダイオード２０６、２１６は、ＰＩＮダイオード（たとえば、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域との間に、広くてドープされてない固有の半導体領域をもつダイオード）であり得る。ダイオード２０６、２１６は、ビームフォーマ１０２の設計、構成、および／または実装に応じて、任意のタイプのダイオードであり得ることが当業者には明らかであろう。ダイオード２０６、２１６は、減衰器１３０の電流路またはチャンネルに沿って直列に接続することができる。例えば、ダイオード２０６は、減衰器１３０の正チャネルに沿ってピン２０２、２１２と直列に接続することができ、ダイオード２１６は、減衰器１３０の負チャンネルに沿ってピン２０４、２１４と直列に接続することができる。ダイオード２０６およびダイオード２１６は、並列接続で互いに接続することができ、この場合には１つまたは複数の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、ダイオード２０６とダイオード２１６との間に接続されて、ダイオード２０６、２１６のインピーダンス整合およびバイアスを容易にすることができる。

【0021】

一例では、ダイオードが順方向にバイアスされているとき、ダイオードは、温度プロファイルまたは特性を有することができ、この場合には、ダイオードの損失（たとえば、挿入損失）が温度（たとえば、システム１００の内部および／またはシステム１００を囲む周囲温度）に逆比例して変化し得る。したがって、周囲温度が低下すると、ダイオードの損失が増大することがある。順方向にバイアスされたダイオードの損失が温度の上昇とともに減少するにつれ、より多くの電流が、順方向にバイアスされたダイオードを通過するように許容されてもよい。さらに、順方向にバイアスされたダイオードは、順方向にバイアスされたダイオードに印加されたバイアス電圧またはバイアス電流を増減することによって、異なる抵抗レベルまで順方向にバイアスすることができる。

【0022】

図２Ａに示される例では、減衰器１３０は、制御信号２３２を受信するように構成された入力端子２３０を含むことができる。制御信号２３２は、さまざまな抵抗レベルまでダイオード２０６、２１６を順方向へバイアスできるバイアス電圧またはバイアス電流であり得る。したがって、ダイオード２０６、２１６の損失が周囲温度に反比例して変化することに加えて、制御信号２３２は、ダイオード２０６、２１６のこの変化する損失をさらに調整して、減衰器１３０によって実行される減衰を調整および制御することができる。たとえば、制御信号２３２が入力端子２３０に供給されない場合、減衰器１３０によって実行される減衰は、周囲温度が上昇するにつれて、より少ない減衰（ダイオードの損失が減少している）を有するようにダイオード２０６、２１６の絶対温度（ＰＴＡＴ）プロファイルに比例する温度プロファイルに従うことができる。なお、周囲温度が上昇するにつれて、減衰器１３０の減衰は、ダイオード２０６、２１６により減少され、それらのダイオードは、それらの損失が減少するにつれ、および、周囲温度が上昇するにつれ、より多くの電流を、減衰器１３０のチャネルに通過させることを可能にすることに留意されたい。したがって、周囲温度が低下するにつれて、より少ない電流がダイオード２０６、２１６を通過してもよく、これにより、減衰器１３０によって加えられる減衰を増加させる。

【0023】

図２Ａに示される例では、制御信号２３２は、減衰器１３０によって適用される減衰（たとえば、ダイオードの損失を増大させて、ダイオードを流れる電流を減少させる）を増加させるために、ダイオード２０６、２１６に印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を減少させることができる。さらに、制御信号２３２は、減衰器１３０によって適用される減衰（たとえば、抵抗を増加させてダイオードを流れる電流を減少させる）を減少させるために、ダイオード２０６、２１６に印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を増大させることができる。

【0024】

減衰器１３０によって適用される減衰の増加は、ビームフォーマ１０２の損失を増大させることができ、この場合には、この損失は、ビームフォーマ１０２のゲインを相殺することができる。したがって、制御信号２３２は、減衰器１３０を制御して、ビームフォーマ１０２の損失を調整し、ビームフォーマ１０２のゲイン変動を制御することができる。制御信号２３２を使用して、減衰器１３０によってビームフォーマ１０２に適用される減衰（周囲温度の変化に応じてすでに変化している可能性がある）を増減することができる。

【0025】

一例では、減衰器１３０は、コントローラ２００に接続することができる。コントローラ２００は、例えば、制御信号２３２を生成し、制御信号２３２を入力端子２３０に入力するように構成されたマイクロコントローラまたは制御論理であり得る。コントローラ２００は、目標ゲイン変動を表す信号またはデータを受信することができる。図２Ｃに示される例では、コントローラ２００は、ビームフォーマ１０２の目標ゲイン変動２４２を示す入力データを受信することができる。目標ゲイン変動２４２は、Ｇ_Ｔ／ΔＴなどのビームフォーマ１０２のゲインの変化率を示すことができる。コントローラ２００は、ビームフォーマ１０２の周囲温度およびゲインを監視することができる。コントローラ２００は、監視したゲインおよび周囲温度を使用して、ビームフォーマ１０２の現在または瞬間的なゲイン変動２４０、たとえばΔＧ／ΔＴを決定することができる。

【0026】

図２Ｃに示される例では、ゲイン変動ΔＧは、目標ゲイン変動ΔＧ_Ｔよりも大きい。コントローラ２００は、周囲温度が特定の温度閾値Ｔ_ＴＨより下であることに応えて減衰器１３０によって適用される減衰を増加させるために、制御信号２３２によって印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を減らすように構成またはプログラムすることができる。Ｔ_ＴＨ以下の温度で増加した減衰は、Ｔ_ＴＨより下、および、時にはＴ_ＴＨを超える温度でビームフォーマのゲインを低下させることができる。一例では、温度閾値Ｔ_ＴＨは、約２０℃から２７℃などの室温であり、低温は室温より低い温度と呼ばれるとともに高温は室温より高い温度と呼ばれ得るようにしている。Ｔ_ＴＨより下の温度で減衰を増加させるとともにゲインを減少させる結果として、結果として生じたゲイン変動２４４を達成することができる。なお、ゲイン変動２４４は、目標ゲイン変動２４２と全く同一ではないかもしれないことに留意されたい。しかし、制御信号２３２は、ゲイン変動が目標ゲイン変動２４２に一致または可能な限り近くなるように、目標ゲイン変動２４２に基づいて調整可能であり得る。コントローラ２００は、ビームフォーマ１０２の動作を連続的に監視することができ、減衰器１３０の減衰を連続的に微調整して、ビームフォーマ１０２の所望のゲイン変動を得ることができるようにプログラムすることができる。

【0027】

図３Ａは、一実施形態において、プログラム可能な温度可変減衰器の別の例を示す図である。図３に示される例では、減衰器１３０は、端子またはピン３０２、３０４、３１２、３１４を含むことができる。ピン３０２、３０４、３１２、３１４は、減衰器１３０の入力／出力（Ｉ／Ｏ）端子またはピンであり得る。図３Ａに示される例では、減衰器１３０は、一対の導体（たとえば、一対のワイヤ、一対のねじれたワイヤなど）を使用して接続のための差動信号伝達を実施することができる。ピン３０２、３１２は、減衰器１３０の正チャネルを形成する正端子であり、ピン３０４、３１４は、減衰器１３０の負チャネルを形成する負端子であり得る。図３Ｂによって示される例では、減衰器１３０はまた、単線伝送ラインを使用して接続用の単線信号伝達を実施する不平衡減衰器であり得る。図３Ａおよび図３Ｂに示される例が同様に機能することができ、図３Ａに関する本明細書の説明が図３Ｂに適用可能であり、逆もまた同様であることが当業者には明らかであろう。

【0028】

図３Ｂに示される例では、ピン３０２、３０４、３１２、３１４は、図１に示されるシステム１００の異なる部分または構成要素に接続することができる。減衰器１３０のピン３０２，３０４はビームフォーマ１０２のポート１３１に接続でき、減衰器１３０のピン３１２，３１４はビームフォーマ１０２のノード１２０に接続することができる。別の例では、減衰器１３０のピン３０２，３０４は、ビームフォーマ１０２のノード１２０に接続することができ、減衰器１３０のピン３１２、３１４は、ビームフォーマ１０２のポート３１１に接続することができる。別の例では、減衰器１３０が位置１３２に置かれる場合、減衰器１３０のピン３０２、３０４は回路１０４に接続することができ、減衰器１３０のピン３１２、３１４はビームフォーマ１０２のポート３１０に接続することができる。さらに、いくつかの例では、減衰器１３０が位置１３２に置かれる場合、減衰器１３０のピン３０２、３０４はビームフォーマ１０２のポート３１１に接続され、減衰器１３０のピン３１２、３１４は回路１０４に接続することができ。減衰器１３０は、送信方向および受信方向の両方で実装することができる。たとえば、減衰器１３０とビームフォーマとの間または減衰器１３０と回路１０４との間の接続は、減衰器１３０がビームフォーマ１０２によって送受信される信号の減衰を実行できるように、送信モードと受信モードとの間で切り替えることができる。

【0029】

減衰器１３０は、ダイオード３０６およびダイオード３１６を含むことができる。一例では、ダイオード３０６、３１６は、ＰＩＮダイオードであり得る。ダイオード２０６、２１６は、ビームフォーマ１０２の設計、構成、および／または実装に応じて、任意のタイプのダイオードであり得ることが当業者には明らかであろう。ダイオード３０６、３１６は、ダイオード３０６のアノード端子をダイオード３１６のアノード端子に接続することができるように、互いに直列に反対方向に接続することができる。ダイオード３０６のカソード端子は、減衰器１３０の正チャネルに接続することができ、ダイオード３１６のカソード端子は、減衰器１３０の負チャネルに接続することができる。１つまたは複数の抵抗器Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅは、減衰器１３０の正チャネルおよび負チャネルに沿って直列に接続して、ダイオード３０６、３１６のインピーダンス整合およびバイアスを容易にすることができる。

【0030】

図３Ａに示される例では、減衰器１３０は、制御信号３３２を受信するように構成された入力端子３３０を含むことができる。制御信号３３２は、ダイオード３０６、３１６をさまざまな抵抗レベルまで順方向にバイアスをかけることができる。したがって、周囲温度に反比例して変化するダイオード３０６、３１６の損失に加えて、制御信号３３２は、ダイオード３０６、３１６のこの変化した損失をさらに調整して、減衰器１３０によって実行される減衰を調整および制御することができる。たとえば、制御信号３３２が入力端子３３０に供給されない場合、減衰器１３０によって実行される減衰は、周囲温度が上昇するにつれて、より多くの減衰（ダイオードの損失が減少している）を持つように、ダイオード３０６、３１６の温度プロファイル（たとえば、絶対温度（ＣＴＡＴ）プロファイルを補完するもの）に対抗することができる。なお、減衰器１３０の減衰は、周囲温度が上昇するにつれてダイオード３０６、３１６により増加され、それらのダイオードは、それらの損失が減少するにつれておよび周囲温度が上昇するにつれて、より多くの電流に、減衰器１３０のチャンネルを通過させることを可能にすることに留意されたい。ダイオード３０６、３１６を通って流れる電流の増大は、減衰器の正チャネルおよび負チャネルを流れる電流を減少させ、こうして、減衰を増加させる。したがって、周囲温度が低下するにつれて、より多くの電流がダイオード３０６、３１６を通過する可能性があり、これにより、減衰器１３０によって適用される減衰が増加する。

【0031】

図３Ａに示される例では、制御信号３３２は、減衰器によって適用される減衰（たとえば、ダイオードの損失を減少させて、より多くの電流に、減衰器１３０の正チャンネルおよび負チャンネルからダイオードにリダイレクトされることを可能にする）を減少させるために、ダイオード３０６、３１６に印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を増大させることができる。さらに、制御信号３３２は、減衰器１３０によって適用される減衰（たとえば、ダイオードの損失を増大させて、減衰器１３０の正チャンネルおよび負チャネルからダイオードに向け直された電流を低減する）を増加させるために、ダイオード３０６、３１６に印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を減少させることができる。

【0032】

減衰器１３０によって適用される減衰の増加は、ビームフォーマ１０２の損失を増大させることができ、この場合には、この損失は、ビームフォーマ１０２のゲインを相殺することができる。したがって、制御信号３３２は、減衰器１３０を制御して、ビームフォーマ１０２の損失を調整することができ、ビームフォーマ１０２のゲイン変動を制御することができる。制御信号３３２を使用して、減衰器１３０によってビームフォーマ１０２に適用される減衰（周囲温度の変化に応じてすでに変化している可能性がある）を増減することができる。

【0033】

一例では、減衰器１３０は、コントローラ３００に接続することができる。コントローラ３００は、たとえば、制御信号２３２を生成し、制御信号２３２を減衰器１３０の入力端子２３０に入力するように構成されたマイクロコントローラまたは制御論理であり得る。コントローラ３００は、目標ゲイン変動を表す信号またはデータを受信することができる。図２に示されるコントローラ２００と同様に、コントローラ３００は、ビームフォーマ１０２の目標ゲイン変動２４２（図２Ｂに示される）を示す入力データを受信することができる。コントローラ３００は、周囲温度とビームフォーマのゲインとを監視することができる。コントローラ３００は、監視したゲインおよび周囲温度を使用して、ビームフォーマ１０２のΔＧ／ΔＴなどのゲイン変動２４０を決定することができる。ゲイン変動ΔＧが目標ゲイン変動ΔＧ_Ｔよりも大きいことに応じて、コントローラ３００は、周囲温度が温度閾値Ｔ_ＴＨより下であるときに減衰器１３０によって適用される減衰を増加させるために、制御信号３３２によって印加されるバイアス電圧またはバイアス電流を増大させるように構成またはプログラムすることができる。

【0034】

制御信号２３２、３３２は、減衰器１３０によって適用さられる減衰を調整するために、ダイオード２０６、２１６およびダイオード３０５、３１６の変化する損失に対して追加の微調整または調整を提供することができる。制御信号２３２、３３２は、ダイオード２０６、２１６、３０６、３１６に任意の値または量のバイアス電圧またはバイアス電流を提供することができ、これにより、動作中における制御電圧の離散レベルおよびプリセットレベル（固定され、かつ、変更され得る）を利用する可能性があるいくつかの可変減衰器と比較すると、有利であり得る。さらに、制御信号２３２、３３２を使用して減衰器１３０の変動した損失を調整することは、サーミスタなどの追加の構成要素が回路基板スペースを占有できるとともにそれらの温度係数が設定されて積分用に選択された後に変更不可能であるので、その追加の構成要素を使用して温度補償を支援する可能性がある減衰器と比較すると、有利であり得る。したがって、本明細書に記載の減衰器１３０は、小さなサイズ（たとえば、より少ない基板面積を使い尽くす）を持つことができ、より少ない電力を消費することができ、双方向（たとえば、受信構成と送信構成の両方で使用される）であり得、さらに、ビームフォーマ１０２にすでに適用されている様々な減衰を微調整することができる。

【0035】

図４は、一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償の実施の例示的なシミュレーション結果を示す図である。図４に示される例では、シミュレーション４０２は、減衰器１３０がシステム１００に統合されていない、または、アクティブ化（作動）されていないときのビームフォーマ１０２のゲインのシミュレーションである。シミュレーション４０４は、減衰器１３０がシステム１００に統合され、または、アクティブ化されているときのビームフォーマ１０２のゲインのシミュレーションである。シミュレーション４０２において、ビームフォーマ１０２のゲインは、周囲温度が－３０℃から１１０℃に上昇したときに約２．５デシベル（ｄＢ）減少した。シミュレーション４０４では、周囲温度が－３０℃から１１０℃に上昇すると、ビームフォーマ１０２のゲインは約１．０ｄＢ減少した。したがって、減衰器１３０の統合は、温度変化に応じてビームフォーマ１０２のゲイン変動を減少させることができる。

【0036】

図５は、一実施形態において、温度減衰器を使用してゲイン変動補償を実施するプロセスを示すフロー図である。プロセスは、ブロック５０２、５０４、および／または、５０６のうちの１つ以上によって例示されるような１つ以上の操作、アクション、または、機能を含むことができる。個別のブロックとして例示されるが、様々なブロックは、所望の実装に応じて、追加のブロックに分割され、より少ないブロックに結合され、削除され、並行に実行され得る。

【0037】

プロセス５００は、ブロック５０２で開始することができる。ブロック５０２で、装置の減衰器は、集積回路の信号の減衰を実行することができる。プロセス５００は、ブロック５０２からブロック５０４に進むことができる。ブロック５０４では、減衰器は、周囲温度に伴って減衰を変化させることができる。プロセス５００は、ブロック５０４からブロック５０６に進むことができる。ブロック５０６では、減衰器は、減衰器に適用される制御信号に基づいて減衰を調整することができる。

【0038】

一例では、装置のコントローラ、または、装置に接続されたコントローラは、集積回路の目標ゲイン変動を受け取ることができる。コントローラは、集積回路のゲイン変動を決定することができる。コントローラは、決定したゲイン変動を調整して目標ゲイン変動に一致させるために、制御信号を生成して、集積回路に適用される減衰を調整することができる。一例では、制御信号は、減衰器に統合された少なくとも１つのＰＩＮダイオードのバイアス電圧と、減衰器に統合された少なくとも１つのＰＩＮダイオードのバイアス電流のうちの１つであり得る。

【0039】

一例では、減衰器の少なくとも１つのダイオードは、減衰を適用することができ、その場合には、少なくとも１つのダイオードは、減衰器の電流路（パス）と直列に接続することができる。少なくとも１つのダイオードは、周囲温度に反比例して減衰を変化させることができる。コントローラは、少なくとも１つのダイオードのバイアスであって制御信号によって表されるものを減少させて、減衰を増加させることができる。

【0040】

一例では、減衰器の少なくとも１つのダイオードは、減衰を作用することができ、この場合には、少なくとも１つのダイオードは、減衰器の電流路に接続されたカソード端子と、制御信号を受信するように構成された入力端子に接続されるアノード端子とを含むことができる。少なくとも１つのダイオードは、周囲温度に比例して減衰を変化させることができる。コントローラは、少なくとも１つのダイオードのバイアスであって制御信号によって表されるものを増大させて、減衰を増加させることができる。

【0041】

図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を例示している。これに関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能命令を備えたモジュール、セグメント、または、命令の一部を表すことができる。いくつかの代替の実装では、ブロックに書き留められた機能は、図中に書き留められた順序とは異なって生じるかもしれない。たとえば、連続して表示される2つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行される場合があり、または、そのブロックは、関連する機能に応じて、時には逆の順序で実行される場合がある。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロックと、ブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組み合わせとは、指定された機能または動作を実行する、または、特殊目的のハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせを実行する特殊目的のハードウェアベースのシステムによって実装することができることにも留意されたい。

【0042】

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的であり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、「comprises（含む）」および／または「comprising（含む）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の機能、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／または、それらのグループの存在または追加を排除するものではないことが理解される。

【0043】

以下の特許請求の範囲では、もしあれば、すべての手段またはステッププラス機能要素の対応する構造、材料、行為、および同等物は、具体的に特許請求の範囲に記載されたように、他の請求された要素と組み合わせて機能を実行するための任意の構造、材料、または、行為を含むことを意図している。本発明の説明は、例示および説明の目的で提示されているが、網羅的であること、または、開示された形態の本発明に限定されることを意図するものではない。多くの変更および変形は、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本発明の原理および実際の適用を最もよく説明するとともに、当業者が、企図される特定の使用に適した様々な変更を伴う様々な実施形態について本発明を理解できるようにするために、実施形態は選択および説明された。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】