特開 2024-80669 スパーのない高速ホットスイッチング結合器構造

(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】P2024080669

(43)【公開日】2024-06-13

(54)【発明の名称】スパーのない高速ホットスイッチング結合器構造

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/40 20150101AFI20240606BHJP

   H03H 7/48 20060101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

H04B1/40

H03H7/48 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023202650

(22)【出願日】2023-11-30

(31)【優先権主張番号】63/429,274

(32)【優先日】2022-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/388,208

(32)【優先日】2023-11-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シャオ－ミン・シュ

(72)【発明者】

【氏名】スリーダー・ビニール・レディ・カイプ

(72)【発明者】

【氏名】リン・チュン－チェ

【テーマコード（参考）】

5K011

【Ｆターム（参考）】

5K011DA01

5K011DA23

5K011DA27

5K011JA01

5K011KA04

5K011KA13

5K011KA18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】無線周波数（ＲＦ）フロントエンドシステムを提供する。
【解決手段】ＲＦフロントエンドシステム１２０は、ＲＦ経路のポート間でＲＦ信号を伝播するＲＦ経路４７と、ＲＦ経路４７のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するＲＦ結合器７４と、第１のＲＦ結合器回路４８と、を備える。第１のＲＦ結合器回路４８はＲＦ結合器７４に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方をＲＦ経路４７から分離する第１のアイソレータ４８－１を含む。
【選択図】図７Ｇ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

RF経路であって、前記RF経路のポート間でRF信号を伝播するように構成されたRF経路と、
前記RF経路の前記ポート間を伝播する前記RF信号の電力の一部を抽出するように構成されたRF結合器と、
前記RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方を前記RF経路から分離するように構成された第１のアイソレータを含む第１のRF結合器回路と
を備える無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項2】

前記第１のアイソレータが、第１のパッシブアイソレータおよび第１のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項3】

前記第１のアイソレータが、第１の減衰器を含む第１のアクティブアイソレータである、請求項２に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項4】

前記第１のアクティブアイソレータが、第１の低雑音増幅器LNAをさらに含む、請求項３に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項5】

前記RF経路が第１のRFモジュールに結合され、前記第１のRF結合器回路が第２のRFモジュールに結合される、請求項１に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項6】

第１の終端インピーダンスをさらに備える、請求項１に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項7】

前記第１の終端インピーダンスを第１の終端ポートに結合するように構成された第１の終端スイッチをさらに備える、請求項６に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項8】

前記RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方を前記RF経路から分離するように構成された第２のアイソレータを含む第２のRF結合器回路をさらに備える、請求項１に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項9】

前記第２のアイソレータが、第２のパッシブアイソレータおよび第２のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む、請求項８に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項10】

前記第２のアイソレータが、第２の減衰器と第２の低雑音増幅器LNAとを含む第２のアクティブアイソレータである、請求項８に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項11】

前記RF経路が第１のRFモジュールに結合され、前記第２のRF結合器回路が第２のRFモジュールに結合される、請求項８に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項12】

第２の終端インピーダンスと、前記第２の終端インピーダンスを第２の終端ポートに結合するように構成された第２の終端スイッチとをさらに備える、請求項８に記載の無線周波数フロントエンドシステム。

【請求項13】

トランシーバと、
前記トランシーバに結合された無線周波数フロントエンドシステムであって、前記無線周波数フロントエンドシステムが、RF経路であって、前記RF経路のポート間でRF信号を伝播するように構成されたRF経路と、前記RF経路の前記ポート間を伝播する前記RF信号の電力の一部を抽出するように構成されたRF結合器と、前記RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方を前記RF経路から分離するように構成された第１のアイソレータを含む第１のRF結合器回路とを備える、無線周波数フロントエンドシステムと
を備える無線周波数デバイス。

【請求項14】

前記第１のアイソレータが、第１のパッシブアイソレータおよび第１のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む、請求項１３に記載の無線周波数デバイス。

【請求項15】

前記第１のアイソレータが、第１の低雑音増幅器LNAに結合された第１の減衰器を含む第１のアクティブアイソレータである、請求項１４に記載の無線周波数デバイス。

【請求項16】

前記RF経路が第１のRFモジュールに結合され、前記第１のRF結合器回路が第２のRFモジュールに結合される、請求項１３に記載の無線周波数デバイス。

【請求項17】

第１の終端インピーダンスと、前記第１の終端インピーダンスを第１の終端ポートに結合するように構成された第１の終端スイッチとをさらに備える、請求項１３に記載の無線周波数デバイス。

【請求項18】

前記RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方を前記RF経路から分離するように構成された第２のアイソレータを含む第２のRF結合器回路をさらに備え、前記第２のアイソレータが、第２のパッシブアイソレータおよび第２のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む、請求項１３に記載の無線周波数デバイス。

【請求項19】

前記第２のアイソレータが、第２の低雑音増幅器LNAに結合された第２の減衰器を含む第２のアクティブアイソレータである、請求項１８に記載の無線周波数デバイス。

【請求項20】

前記RF経路が第１のRFモジュールに結合され、前記第２のRF結合器回路が第２のRFモジュールに結合され、前記無線周波数デバイスが、第２の終端インピーダンスと、前記第２の終端インピーダンスを第２の終端ポートに結合するように構成された第２の終端スイッチとをさらに備える、請求項１８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】

背景
分野
本開示の実施形態は、電子システムに関し、特に、無線周波数(RF)回路に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の説明
RFシステムは、複数のRF結合器およびいくつかの電力検出器を含むことができる。そのようなRFシステムは、RF結合器の出力を受信し、かつ結合器信号を電力検出器に提供するように構成されたRF処理回路を含むことができる。

【0003】

RF結合器は、RF経路のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出することができる。RF結合器と通信する電力検出器は、RF信号の電力レベルを検出し、RF信号の電力レベルを示す出力を提供することができ、それによってRFシステムを制御するための手段を提供する。一例として、基地局からの距離に基づく動的な電力調整が挙げられ得る。

【0004】

５Ｇ規格の進歩に伴い、閉ループ電力増幅器電力制御またはアンテナ整合同調を行うために、異なる結合器モード間の高速ホットスイッチングが必要とされている。しかしながら、異なる結合器モードの高速な遷移は、深刻な受信機デセンス問題を招き、これは、高いビット誤り率(BER)等をもたらし得る。

【0005】

初期の解決策は、モード間遷移を遅くするという犠牲を払って、結合器スイッチングに起因する過渡インピーダンススパーを平滑化するために抵抗を追加する。結合器スイッチング波形の整形も試みられているが、プロセス変動、温度変動、供給電圧変動による波形整形変動により、波形整形は問題になる。

【0006】

概要
本開示のシステム、方法、およびデバイスは各々いくつかの態様を有し、そのうちの１つだけが本明細書に開示された望ましい属性を単独で担当するわけではない。

【0007】

上述の問題に対処するために、本開示の実施形態は、結合器と結合器回路（例えば、結合器マルチプレクサ）との間に分離部品を追加して、スイッチング過渡インピーダンスまたは電荷スパーが主RF経路から分離されるようにする。２つの変形例が提示されている。受動的な解決策では、従来のアイソレータが結合器と結合器マルチプレクサスイッチとの間に挿入される。能動的な解決策では、例えば５０Ωのダミー抵抗を有するユニティゲインバッファが結合器終端として挿入される。ユニティゲインバッファは、過渡スパーを分離するためのアクティブアイソレータとして機能する。

【0008】

本開示の一態様によれば、無線周波数フロントエンド(RFFE)システムが提供される。RFFEシステムは、RF経路であって、RF経路のポート間でRF信号を伝播するように構成されたRF経路と、RF経路のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するように構成されたRF結合器と、第１のRF結合器回路とを備える。第１のRF結合器回路はRF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方をRF経路から分離するように構成された第１のアイソレータを含む。

【0009】

一例によれば、第１のアイソレータは、第１のパッシブアイソレータおよび第１のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む。一実施形態では、第１のアイソレータは、第１の減衰器を含む第１のアクティブアイソレータである。別の実施形態では、第１のアクティブアイソレータは、第１の低雑音増幅器LNAをさらに含む。

【0010】

別の例では、RF経路は第１のRFモジュールに結合され、第１のRF結合器回路は第２のRFモジュールに結合される。さらなる例では、システムは、第１の終端インピーダンスと、第１の終端インピーダンスを第１の終端ポートに結合するように構成された第１の終端スイッチとをさらに備える。

【0011】

さらなる例では、RFFEシステムは、RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方をRF経路から分離するように構成された第２のアイソレータを含む第２のRF結合器回路をさらに備える。一実施形態では、第２のアイソレータは、第２のパッシブアイソレータおよび第２のアクティブアイソレータのうちの少なくとも一方を含む。さらなる実施形態では、第２のアイソレータは、第２の減衰器と第２の低雑音増幅器LNAとを含む第２のアクティブアイソレータである。

【0012】

またさらなる例では、RF経路は第１のRFモジュールに結合され、第２のRF結合器回路は第２のRFモジュールに結合される。この例によれば、システムは、第２の終端インピーダンスと、第２の終端インピーダンスを第２の終端ポートに結合するように構成された第２の終端スイッチとをさらに備え得る。

【0013】

本開示の別の態様によれば、無線周波数デバイスが提供される。無線周波数デバイスは、トランシーバと、トランシーバに結合された無線周波数フロントエンド(RFFE)システムとを備える。RFFEシステムは、RF経路であって、RF経路のポート間でRF信号を伝播するように構成されたRF経路と、RF経路のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するように構成されたRF結合器と、RF結合器に結合され、スイッチング過渡インピーダンスおよび電荷スパーのうちの少なくとも一方をRF経路から分離するように構成された第１のアイソレータを含む第１のRF結合器回路とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】例による結合器回路の模式図である。

【図2】例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路の概略図である。

【図3】例による結合器回路の模式図である。

【図4】例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図5】別の例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図6】別の例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7A】例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7B】別の例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7C】別の例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7D】別の例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7E】別の例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7F】別の例による結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7G】本開示の一実施形態による、結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7H】本開示の別の実施形態による、結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7I】本開示の別の実施形態による、結合器回路を有するRFシステムの概略図である。

【図7J】本開示による結合器回路に含まれ得るパッシブアイソレータ、より詳細にはフェライトサーキュレータを示す。

【図7K】本開示による結合器回路に含まれ得るアクティブアイソレータ、例えば、一方向性バッファ、または低雑音増幅器に結合された減衰器を示す。

【図8】本開示の一実施形態による結合器回路を含むパッケージモジュールのブロック図である。

【図9】本開示の一実施形態による結合器回路を含む無線通信デバイスのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

詳細な説明
特定の実施形態の以下の説明は、特定の実施形態の様々な説明を提示する。しかしながら、本明細書に記載された技術革新は、例えば、特許請求の範囲によって定義および包含されるように、多数の異なる方法で実施することができる。この説明では図面を参照し、同じ参照番号は同一または機能的に同様の要素を示すことができる。図に示されている要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解されよう。さらに、特定の実施形態は、図面に示されているよりも多くの要素および／または図面に示されている要素のサブセットを含むことができることが理解されよう。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴の任意の適切な組み合わせを組み込むことができる。

【0016】

本開示は、上述の問題に対処し、主RF経路からスイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーを分離するための能動的および受動的解決策を提供する。実験室におけるシミュレーションおよび実現可能性研究は、異なる結合器モード間のホットスイッチングがデセンスなしに達成され得ることを示している。さらに、前述の解決策と比較して、モード間遷移の時間が大幅に短縮され得る。

【0017】

図１は、例による結合器回路１０の模式図である。結合器回路１０は、結合器信号がアクティブモジュールおよび非アクティブモジュールの両方を通って流れることを可能にするために、複数のモジュールの各々に実装することができる。複数のモジュール内の結合器回路は、デイジーチェーン状に配置することができる。結合器回路１０は、直流(DC)ブロッキングコンデンサおよびRCフィルタを含み、入力ポートCPL_INにおいてDC成分と無線周波数(RF)成分とを分離し、出力ポートCPL_OUTにおいてDC成分とRF成分とを結合する。結合器回路１０のDC経路内の追加の処理回路は、DC信号成分が入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTのみに流れること、または必要に応じてDC信号成分を出力ポートCPL_OUTに追加することを可能にすることができる。

【0018】

図１に示すように、結合器回路１０は、入力ポートCPL_INと、出力ポートCPL_OUTと、内部結合器信号ポートInternal_CPLoutと、内部結合器バイアスイネーブルポートInternal_CPL_Bias_Enと、内部結合器イネーブルポートInternal_CPL_Enと、外部結合器選択ポートExt_CPL_Selと、スイッチＭ１～Ｍ７と、コンデンサＣ１～Ｃ４と、抵抗Ｒ１～Ｒ９とを含む。結合器回路１０は、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTまでのRF経路を含む。結合器回路１０はまた、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTまでのDC経路を含む。結合器回路１０は、内部結合器信号ポートInternal_CPLoutから出力ポートCPL_OUTまでの内部RF経路を含む。結合器回路１０はまた、内部結合器バイアスイネーブルポートInternal_CPL_Bias_Enから出力ポートCPL_OUTまでの内部DC経路を含む。スイッチＭ１～Ｍ７のいずれも、任意の適切なスイッチによって実現することができる。例えば、スイッチＭ１～Ｍ７は、図示のように電界効果トランジスタとすることができる。いくつかの他の例では、スイッチＭ１～Ｍ７のうちの１つまたは複数は、別のタイプのトランジスタまたは微小電気機械システム(MEMS)スイッチによって実現することができる。技術にかかわらず、スイッチがオンにされると、信号を通過させることができる。

【0019】

入力ポートCPL_INは、他の結合器回路の出力ポートCPL_OUTから結合器信号を受信することができる。出力ポートCPL_OUTは、結合器回路１０からデイジーチェーンで下流の結合器回路の入力ポートCPL_INに結合器信号を提供することができる。出力ポートCPL_OUTは、結合器回路１０から電力検出器に結合器信号を提供することができる。出力ポートCPL_OUTの結合器信号は、DC信号成分にRF信号成分を重畳することができる。

【0020】

入力電力CPL_INで受信される結合器信号は、DC成分およびRF成分を有することができる。DC成分は、結合器回路１０を作動させることができる。したがって、結合器回路１０は、直流制御結合器回路と呼ぶことができる。図示の結合器回路１０において、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分は、スイッチＭ１をオンにして、結合器信号のRF成分を入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTに通過させることができる。結合器信号のRF成分は、RF信号経路の電力の表示とすることができる。例えば、RF成分は、無線周波数結合器の結合された出力ポートからの信号とすることができる。結合器回路１０に結合器信号のRF成分を提供するように構成されたRF信号経路およびRF結合器の例示的な例が、図７Ａ～図７Ｆに示されている。

【0021】

本明細書における任意の結合器回路は、例えば、方向性結合器、双方向性結合器、二重方向性結合器、マルチバンド結合器（例えば、デュアルバンド結合器）などを含む任意の適切な無線周波数結合器から信号を受信することができる。一例として、無線周波数結合器は、電力入力ポート、電力出力ポート、結合された出力ポート、および分離されたポートを有する４端子デバイスとすることができる。無線周波数結合器は、電力入力ポートから電力出力ポートに伝播するRF信号の電力の一部を抽出することができる。結合された出力ポートは、電力入力ポートから電力出力ポートに伝播するRF信号の電力の一部を提供することができる。終端インピーダンスは、分離されたポートに結合することができる。

【0022】

結合器回路１０は、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTまでのRF経路を含む。結合器回路１０は、RF信号を処理することができる。したがって、結合器回路１０は、RF回路と呼ぶことができる。RF経路は、第１のDCブロッキングコンデンサＣ１、スイッチＭ１、および第２のDCブロッキングコンデンサＣ２を含む。第１のDCブロッキングコンデンサＣ１は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分をブロックすることができる。これにより、スイッチＭ１は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のRF信号成分を受信することができる。抵抗Ｒ１などのバイアス素子は、スイッチＭ１の端子に直流電圧を設定することができる。スイッチＭ１が電界効果トランジスタである場合、スイッチＭ１のドレインおよび／またはソースに直流電圧を設定することができる。図示のように、スイッチＭ１は、ｎ型の電界効果トランジスタである。スイッチＭ１は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分の信号レベルに基づいてオンにすることができる。例えば、DC成分がアサートされると（すなわち、図示されている結合器回路１０内の論理１レベルにおいて）、スイッチＭ１はオンになり、第１のブロッキングコンデンサＣ１を介して受信された結合器信号のRF成分を通過させることができる。入力ポートCPL_INと、図１の電界効果トランジスタのゲートであるスイッチＭ１の制御端子との間には、抵抗Ｒ４を接続することができる。

【0023】

第２のDCブロッキングコンデンサＣ２は、結合器回路１０の内部結合器信号ポートInternal_CPLoutに供給される内部結合器信号のDC成分をブロックすることができる。内部結合器信号は、結合器回路１０を含むモジュールの無線周波数結合器によって提供することができる。内部結合器信号は、結合器回路１０を含む同じモジュールによって生成することができる。対照的に、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号は、結合器回路を含むモジュールの外部で生成される。

【0024】

結合器回路１０は、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTまでのDC経路を含む。DC経路は、第１のRCフィルタと、スイッチＭ４と、第２のRFフィルタとを含む。図１において、第１のRFフィルタは、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のRF成分をフィルタリングするように配置された抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ３を含む。例えば、第１のRFフィルタは、結合器信号のRF成分をブロックし、結合器信号のDC成分を通過させるように構成されたローパスフィルタとすることができる。このようなローパスフィルタのコーナー周波数は、例えば、３０メガヘルツ(MHz)程度とすることができる。スイッチＭ４は、結合器回路１０が入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTに結合器信号を通過させているときに、結合器信号のDC成分を通過させることができる。スイッチＭ４は、結合器回路１０が内部DC信号のDC成分を内部結合器バイアスイネーブルポートInternal_CPL_Bias_Enから出力ポートCPL_OUTに供給しているときにオフにすることができる。内部DC信号は、結合器回路１０を含むモジュールによって提供される。スイッチＭ４は、図示のように、ｐ型の電界効果トランジスタとすることができる。

【0025】

別のスイッチＭ５は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分がアサートされている（例えば、論理１レベルに対応する）ことに応答して、スイッチＭ４をオンにし、および／またはスイッチＭ４をオン状態に維持することができる。スイッチＭ５は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分がデアサートされる（例えば、論理０レベルに対応する）とき、スイッチＭ５の制御端子における信号に応答してスイッチＭ４がオフになることを可能にすることができる。図１において、第２のRCフィルタは、内部DC信号のRF成分をフィルタリングするように配置された抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ４を含む。第２のRCフィルタは、RF成分をブロックするように構成されたローパスフィルタとすることができる。このようなローパスフィルタは、例えば、３０MHz程度のコーナー周波数を有することができる。

【0026】

結合器回路１０は、出力ポートCPL_OUTへの内部RF経路を含む。内部結合器信号は、内部結合器信号ポートInternal_CPLoutに提供することができる。内部結合器信号ポートInternal_CPLoutは、スイッチＭ１と第２のDCブロッキングコンデンサＣ２との間のノードに接続される。内部結合器信号は、電力増幅器の出力または電力増幅器からの送信経路の下流の信号など、送信経路内の信号の電力の表示とすることができる。内部結合器信号は、無線周波数結合器の結合された出力ポートによって提供することができ、無線周波数結合器および結合器回路１０は同じモジュールに含まれる。第２のDCブロッキングコンデンサＣ２は、内部結合器信号のDC成分をブロックすることができる。

【0027】

結合器回路１０は、内部結合器バイアスイネーブルポートInternal_CPL_Bias_Enから出力ポートCPL_OUTまでの内部DC経路を含む。内部DC経路が起動されると、内部DC信号をスイッチＭ３によってスイッチＭ４と第２のRCフィルタとの間のノードに渡すことができる。第２のRCフィルタは、内部DC信号の任意のRF成分を除去することができる。スイッチＭ３およびＭ４は通過ゲートとして共に機能することができ、スイッチＭ３は内部DC信号を通過させ、スイッチＭ４は入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC信号成分を通過させる。図示のように、スイッチＭ３およびＭ４は両方ともｐ型の電界効果トランジスタによって実施することができる。内部結合器イネーブルポートInternal_CPL_Enで受信される内部結合器イネーブル信号は、内部DC経路をイネーブルするようにスイッチＭ４をオフにすることができる。図示の結合器回路１０において、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分が論理０レベルにあるとき、スイッチＭ３は、内部DC信号を通過させるためにオンにすることができ、スイッチＭ４およびＭ５はオフにすることができる。したがって、図示の結合器回路１０は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号が論理０レベルに対応するDCレベルを有するとき、内部DC信号を出力ポートCPL_OUTに渡すことができる。

【0028】

結合器回路１０はまた、結合器信号を通過させるためにMIPIベースの外部制御モードと互換性がある。したがって、図示の結合器回路１０は、結合器信号のDC成分レベルに基づいて結合器信号がデイジーチェーンで渡されるDCバイアスモード、またはMIPIベースのモードで動作することができる。MIPIベースのモードでは、外部結合器制御信号をスイッチＭ２に提供して、入力ポートCPL_INで受信されたRF成分を通過させることができる。抵抗Ｒ２およびＲ３は、MIPIベースのモードにおいて所望の機能を達成するのを助けることができる。スイッチＭ２は、外部結合器選択ポートExt_CPL_Selで受信された信号に応答してオフおよびオンにすることができる。

【0029】

結合器回路１０はまた、分離および／または静電放電(ESD)保護を提供することができる。シャントスイッチＭ６は、入力ポートCPL_INにおける分離および／またはESD保護を提供することができる。シャントスイッチＭ６は、内部DCおよびRF経路が出力ポートCPL_OUTにおいてDCおよびRF成分を提供しているときにオンにすることができる。シャントスイッチＭ７は、出力ポートCPL_OUTにおけるESD保護を提供することができる。シャントスイッチＭ６およびＭ７は、それぞれ抵抗Ｒ８およびＲ９を介してそれらの制御端子で信号を受信することができる。

【0030】

結合器回路１０は、特定の論理レベル（例えば、論理０または論理１）を有する信号で説明され得るが、結合器回路は、異なる（例えば、相補的）論理レベルを有する１つまたは複数の信号で実装することができる。これは、異なる導電型を有するトランジスタなどを使用することを含むことができる。

【0031】

本明細書で説明する結合器回路は、モジュールに実装することができる。モジュールは、共通のパッケージ内に含まれる処理回路を含むことができる。このようなモジュールは、パッケージ化モジュールと呼ぶことができる。パッケージ化モジュールは、半導体ダイと、共通のパッケージ内に封入されたパッケージ基板上の１つまたは複数の受動部品とを含むことができる。いくつかのそのようなパッケージ化モジュールは、マルチチップモジュールであり得る。半導体ダイは、任意の適切な処理技術を使用して製造することができる。一例として、半導体ダイは半導体・オン・インシュレータ・ダイとすることができる。別の例として、半導体ダイはガリウムヒ素ダイとすることができる。

【0032】

図２は、一例による、結合器回路１０ａ、１０ｂ、および１０ｃがデイジーチェーン状に配置された無線周波数システム２０の概略図である。結合器回路１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの各々は、図１の結合器回路１０を異なるモジュールに実装することができる。特に、結合器回路１０ａはモジュール１に実装することができ、結合器回路１０ｂはモジュール２に実装することができ、結合器回路１０ｃはモジュール３に実装することができる。図示のように、結合器回路１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの各々は、同じ回路トポロジを有する。これにより、これらの結合器回路を含むモジュールをデイジーチェーンで配置すること、および／または１つまたは複数の結合器回路を、１つまたは複数の他のモジュールからの１つまたは複数の結合器回路と異なるデイジーチェーン配置で含むことにおいて、柔軟性を提供することができる。異なるモジュールの結合器回路は、モジュールの接点（例えば、ピン、パッドなど）によって互いに電気的に接続することができる。結合器回路１０ａ、１０ｂ、および１０ｃのうちの１つのみが、RF結合器からの内部結合器信号を一度に受信することができる。DCブロッキング素子２２は、デイジーチェーンの出力とトランシーバ２４との間に結合することができる。DCブロッキング素子２２は、デイジーチェーンの出力のDC成分をブロックするように構成されたDCブロッキングコンデンサとすることができる。トランシーバ２４の電力検出器は、DC成分が取り除かれたデイジーチェーンの出力を受信し、アクティブモジュールの信号経路に関連する信号の電力の表示を提供することができる。図２に示すように、モジュール１および３は非アクティブであり、モジュール２はアクティブである。したがって、電力検出器は、図２に対応する状態でモジュール２の信号経路の電力の表示を提供することができる。

【0033】

図２において、モジュール１は非アクティブであり、結合器回路１０ａは非アクティブとすることができる。モジュール１の結合器回路１０ａは、結合器回路１０ａがモジュール１のRF結合器からの電力の指示を提供していないことを示す信号レベルに対応するDC成分を有する結合器信号を、モジュール２の結合器回路１０ｂに提供することができる。例えば、図示のように、モジュール１によってモジュール２に提供される結合器信号は、論理０レベルを有するDC成分を有する。

【0034】

図２では、モジュール２はアクティブである。モジュール２の結合器回路１０ｂは、RF結合器から内部結合器信号を受信することができる。結合器回路１０ｂはまた、内部DC信号を受信することができる。内部結合器信号および内部DC信号は、それぞれ結合器回路１０ｂの内部RF経路および内部DC経路を介して、結合器回路１０ｂの出力ポートCPL_OUTで結合することができる。結合器回路１０ｂは、結合器１０ｂがモジュール２のRF結合器からの電力の指示を提供していることを示す信号レベルに対応するDC成分を有する結合器信号を提供することができる。結合器信号１０ｂによって提供される結合器信号はまた、モジュール２のRF結合器からの電力の指示に対応するRF成分を有することができる。

【0035】

結合器回路１０ｂによって結合器回路１０ｃに提供される結合器信号は、結合器回路１０ｃを作動させることができる。結合器回路１０ｃは、モジュール３が他の様態で非アクティブである間に作動させることができる。結合器回路１０ｂからの結合器信号のDC成分は、結合器回路１０ｃのRF経路を作動させることができる。図２に示すように、結合器回路１０ｃのRF経路のスイッチＭ１は、結合器回路１０ｂによって提供される結合器信号のDC成分が論理１レベルにあることに応答してオンにすることができる。また、図２に示すように、DC経路のスイッチＭ４は、論理１レベルにある結合器回路１０ｂによって提供される結合器信号のDC成分に応答してオンにするおよび／またはオンに維持することができる。結合器回路１０ｃでは、スイッチＭ５は、結合器回路１０ｂによって提供される結合器信号が論理１レベルにあることに応答してオンにすることができ、その結果、スイッチＭ４をオンに維持および／またはスイッチＭ４をオンにすることができる。RF経路およびDC経路がアクティブであることにより、結合器回路１０ｂからの結合器信号は、結合器回路１０ｃを通過することができる。結合器回路は、結合器回路１０Ｃの出力ポートCPL_OUTからDCブロッキング素子２２を介してトランシーバ２４の電力検出器まで伝播することができる。

【0036】

図２は、同じ回路トポロジを含む３つの結合器回路１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを示しているが、結合器回路のデイジーチェーン内の結合器回路の１つまたは複数は、デイジーチェーンの１つまたは複数の他の回路とは異なる回路トポロジを含むことができる。例えば、デイジーチェーンの他のすべての結合器回路が電力検出器に接続される結合器回路は、場合によってはDC経路なしで実装することができる。そのような場合、デイジーチェーンの出力と電力検出器との間でDCブロッキング素子を省略することができる。別の例として、デイジーチェーンの別の結合器回路から入力を受け取らない結合器回路は、別の結合器回路によって提供される結合器信号を処理するための回路要素を省略することができる。

【0037】

図３は、例による結合器回路３０の模式図である。本明細書で説明する原理および利点のいずれかに従って、複数の結合器回路３０をデイジーチェーン状に配置することができる。結合器回路３０は、図１の結合器回路１０のいくつかの特徴を含む。結合器回路３０は、結合器回路１０と同様の機能を実装することができる。

【0038】

結合器回路３０は、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTへのRF経路と、入力ポートCPL_INから出力ポートCPL_OUTへのDC経路とを含む。RF経路は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のRF成分を通過させることができる。RF経路は、第１のDCブロッキング素子３２、スイッチＭ１、および第２のDCブロッキング素子３４を含む。DCブロッキング素子３２は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分をブロックするために、コンデンサなどの任意の適切な回路素子とすることができる。スイッチＭ１は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分の信号レベルに基づいてオンにすることができる。

【0039】

結合器回路３０のDC経路は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のDC成分を通過させることができる。DC経路は、第１のRFブロッキング素子３６、スイッチＭ４、および第２のRFブロッキング素子３８を含む。RFブロッキング素子３６は、入力ポートCPL_INで受信された結合器信号のRF成分をブロックするために、ローパスフィルタなどの任意の適切な回路素子とすることができる。スイッチＭ４は、結合器回路３０を含むモジュールが非アクティブであるときにオンにすることができる。スイッチＭ４は、内部結合器信号ポートInternal_CPLoutがRF信号経路内の電力を示すRF結合器からの結合された出力信号を提供していないときにオンにすることができる。スイッチＭ４は、RF結合器がRF電力を示す結合された出力信号を提供しているかどうかを示す、内部結合器イネーブルポートInternal_CPL_Enで受信される信号に基づいて制御することができる。

【0040】

結合器回路３０では、内部結合器信号は、内部結合器信号ポートInternal_CPLoutで受信され、スイッチＭ１とDCブロッキング素子３４との間のノードに提供することができる。内部DC信号は、内部結合器バイアスイネーブルポートInternal_CPL_Bias_Enで受信され、スイッチＭ３を介してスイッチＭ４とRFブロッキング素子３８との間のノードに提供することができる。

【0041】

図４は、例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有する無線周波数システム４０の概略図である。RFシステム４０は、キャリアアグリゲーションされた信号を送信することができる。したがって、RFシステム４０は、キャリアアグリゲーションシステムと呼ぶことができる。

【0042】

図示のように、RFシステム４０は、第１のモジュール４１ａと、第２のモジュール４１ｂと、第３のモジュール４２と、トランシーバ４３と、RFスイッチ４４と、ダイプレクサ４５と、アンテナ４６とを含む。モジュール４１ａ，４１ｂ，４２の各々は、RF信号経路４７ａ，４７ｂ，４７ｃをそれぞれ含む。モジュール４１ａ、４１ｂの各々は、結合器回路４８ａ、４８ｂをそれぞれ含む。結合器回路４８ａおよび４８ｂは、本明細書で説明される任意の適切な原理および利点に従って実装することができる。例えば、結合器回路４８ａは、図１の結合器回路１０または図３の結合器回路３０によって実装することができる。モジュール４１ａ、４１ｂ、４２は各々、出力としてRF信号を提供することができる。RFスイッチ４４は、第１のモジュール４１ａの出力または第２のモジュール４１ｂの出力をダイプレクサ４５に選択的に電気的に結合することができる。ダイプレクサ４５は、キャリアアグリゲーションされた信号を生成するために、RFスイッチ４４からの出力信号を第３のモジュール４２からの出力信号と周波数多重化することができる。キャリアアグリゲーションされた信号は、アンテナ４６によって送信することができる。

【0043】

RFシステム４０では、第１のモジュール４１ａは低帯域モジュールとすることができ、第２のモジュール４１ｂは中帯域モジュールとすることができ、第３のモジュール４２は高帯域モジュールとすることができる。アンテナ４６によって送信されるキャリアアグリゲーションされた信号は、（１）低帯域キャリアおよび高帯域キャリア、または（２）中帯域キャリアおよび高帯域キャリアのいずれかを含むことができる。したがって、モジュール４１ａ、４１ｂ、および４２のうちの２つのみを同時にアクティブにすることができる。この例では、第１のモジュール４１ａまたは第２のモジュール４１ｂの一方のみが一時にアクティブになることができる。第１のモジュール４１ａと第２のモジュール４１ｂは同時に送信していないので、これらのモジュールの一方はアクティブになることができ、他方は非アクティブになることができる。

【0044】

第１のモジュール４１ａおよび第２のモジュール４１ｂのそれぞれの結合器回路４８ａ，４８ｂは、デイジーチェーン状に配置されている。結合器回路４８ａまたは４８ｂの一方のみが、それぞれのRF信号経路４７ａまたは４７ｂからアンテナ４６によって送信されているキャリアの電力を示す内部結合器信号を受信することができる。結合器信号は、キャリアに関連する電力を検出するためにトランシーバ４３の電力検出器４９ｂに提供することができる。DCブロッキングコンデンサ５０は、DC信号成分をブロックするために、結合器回路のデイジーチェーンと電力検出器４９ｂとの間に結合することができる。

【0045】

図示のように、トランシーバ４３は、第１の電力検出器４９ａおよび第２の電力検出器４９ｂを含む。第１の電力検出器４９ａは、第３のモジュール４２のキャリアに関連する電力を検出可能である。第２の電力検出器４９ｂは、第１のモジュール４１ａまたは第２のモジュール４１ｂのいずれがアクティブであるかに応じて、これらのモジュールに関連付けられたキャリアの電力を検出できる。トランシーバ４３は、電力検出器の出力を処理し、それぞれのモジュール４１ａ、４１ｂ、および４２にフィードバック信号を送信して、検出された電力レベルに基づいて電力を調整することができる。

【0046】

図５は、別の例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有する無線周波数システム５２の概略図である。無線周波数システム５２は、デイジーチェーンに配置された結合器回路４８ａ１～４８ｎ１をそれぞれ有する第１のモジュール群４１ａ１～４１ｎ１と、別のデイジーチェーンに配置された結合器回路４８ａ２～４８ｍ２を有する第２のモジュール群４１ａ２～４１ｍ２とを含む。無線周波数システム５２の結合器回路は、本明細書で説明する任意の適切な原理および利点に従って実装することができる。例えば、図示された結合器回路のいずれも、図１の結合器回路１０または図３の結合器回路３０によって実装することができる。本明細書で説明する原理および利点のいずれかに従って、任意の適切な数の結合器回路をデイジーチェーン状に配置することができる。各デイジーチェーンは、内部結合器信号を一度に受信するように１つの結合器回路のみが配置され、残りの結合器回路は非アクティブであるか、または内部結合器信号を受信している１つの結合器信号から結合器信号を通過させるように配置される結合器回路を含むことができる。任意の適切な数のデイジーチェーン結合器回路を無線周波数システムに実装することができる。RFシステム５２では、トランシーバ４３は、各々が異なるデイジーチェーンの出力を受信するように配置された電力検出器４９ａおよび４９ｂを含む。DCブロッキングコンデンサ５０ａおよび５０ｂは、それぞれのデイジーチェーンの出力とそれぞれの検出器４９ａおよび４９ｂとの間に結合することができる。

【0047】

図６は、別の例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を有する無線周波数システム６０の概略図である。RFシステム６０は、モジュール６２が、結合器回路の異なるデイジーチェーンに含まれる複数の結合器回路４８ａ１および４８ａ２を含むことができることを示している。モジュール６２のRF信号経路４７ａは、モジュール４１ｃがアクティブであるときにアクティブである第１部分と、モジュール４１ｂがアクティブであるときにアクティブである第２部分とを含むことができる。RF信号経路４７ａの第１部分は、内部結合器信号を第１の結合器回路４８ａ１に提供するように構成された結合された出力ポートを有する第１のRF結合器を含むことができる。RF信号経路４７ａの第２部分は、内部結合器信号を第２の結合器回路４８ａ２に提供するように構成された結合された出力ポートを有する第２のRF結合器を含むことができる。したがって、図６に示すデイジーチェーンの各々は、内部結合器信号を一度に受信するように配置された１つ以下の結合器回路を有することができる。

【0048】

図７Ａ～図７Ｆは、様々な例による結合器回路を有する無線周波数システムの概略図である。デイジーチェーンに配置された結合器回路を含む異なるモジュールは、図７Ａ～図７ＦのRFシステムの１つまたは複数の特徴を含むRF信号経路を含むことができる。異なるモジュールのRF信号経路は、異なるRF信号経路および／または同様のRF信号経路を含むことができる。図７Ａ～図７ＦのRFシステムは、図４～図６の任意の適切なRF信号経路に実装することができるRF信号経路の例示的な例を含む。図７Ａ～図７ＦのRFシステムは、結合器回路４８を実装することができる例示的なシステムを示す。結合器回路４８は、図１の結合器回路１０および／または図３の結合器回路３０など、本明細書で説明する任意の結合器回路の任意の適切な原理および利点に従って実装することができる。さらに、図７Ａ～図７Ｆの例示的なRFシステムの特徴の任意の適切な組み合わせを互いに実装することができる。図７Ａ～図７Ｆの例示的なRFシステムの各々では、通過経路内の電力増幅器によって提供される増幅RF信号に関連付けられた電力の表示を結合器回路に提供することができる。

【0049】

図７Ａは、RF信号を増幅するように構成された電力増幅器７２と、電力増幅器７２の出力に結合されたRF結合器７４とを含むRFシステム７０の概略図である。図示のRF結合器７４は、方向性結合器と呼ぶことができる。RF結合器７４は、終端ポートに結合された終端インピーダンス７６（例えば、終端抵抗）を有する。RF結合器７４は、結合された出力ポートにおいて電力増幅器７２によって提供される増幅RF信号の電力の表示を提供するように構成される。結合器回路４８は、増幅RF信号の電力の表示を内部結合器信号として受信するように構成される。内部結合器信号は、結合器回路４８の内部RF経路に提供することができる。例えば、内部結合器信号は、図１の結合器回路１０の内部結合器信号ポートInternal_CPLoutに対応するポートに提供することができる。

【0050】

図７Ｂは、電力増幅器７２とRFスイッチ８２との間の信号経路に結合されたRF結合器７４を含むRFシステム８０の概略図である。図示のRFスイッチ８２は、バンド選択スイッチなどの多投スイッチである。図示のように、RF結合器７４は、電力増幅器７２の出力とRFスイッチ７４の共通ポートとの間に結合される。

【0051】

図７Ｃは、電力増幅器７２によって提供される増幅RF信号の電力を調整することができる閉ループを示すRFシステム８５の概略図である。閉ループは、デイジーチェーンに配置された結合器回路と、デイジーチェーンの出力を受信するように配置された電力検出器４９とを含むことができる。電力増幅器７２への入力は、電力検出器４９によって検出された検出電力レベルに基づいて調整することができる。トランシーバ８６によって電力増幅器７２に提供される信号は、電力検出器４９の出力に基づいて調整することができる。

【0052】

図７Ｄは、電力増幅器７２と送信／受信スイッチ９２との間の信号経路に結合されたRF結合器７４を含むRFシステム９０の概略図である。送信／受信スイッチ９２は、電力増幅器７２または低雑音増幅器９４を送信／受信スイッチ９２の共通ポートに選択的に電気的に結合することができる。

【0053】

図７Ｅは、RFスイッチ１０２および１０６と、電力増幅器７２とRF結合器７４との間に結合されたデュプレクサ１０４とを含む、RFシステム１００の概略図である。電力増幅器７２の出力とRF結合器７４に接続されたRFスイッチ１０６の共通ポートとの間の様々な経路は、特定のRF信号を増幅するために調整されたフィルタリングおよび／または他の処理を含むことができる。

【0054】

図７Ｆは、電力増幅器７２とRF結合器７４との間の信号経路に結合されたフィルタ１１２およびRFスイッチ１１４を含むRFシステム１１０の概略図である。

【0055】

図７Ｇは、本開示の一実施形態による、結合器回路４８を有するRFシステム１２０の概略図である。RFシステム１２０は、RF経路４７を備える。RF経路４７は、RF経路４７のポート間でRF信号を伝播するように構成される。RF経路４７は、図７Ａ～図７Ｆに概略的に示すように、スイッチ間および／または電力増幅器とスイッチとの間に結合されてもよい。図７Ｇに示すRFシステム１２０は、図７Ａ～図７Ｆに示す例のいずれか１つまたは複数と組み合わせてもよい。

【0056】

RFシステム１２０は、RF結合器７４を備える。RF結合器７４は、RF経路４７のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するように構成される。RFシステム１２０は、終端インピーダンス７６（例えば、終端抵抗）を備え得る。終端インピーダンス７６は、終端ポートに結合されてもよい。終端インピーダンス７６は、RF結合器７４と終端ポートとの間に結合されてもよい。RFシステム１２０は、終端スイッチ７７を備え得る。終端スイッチ７７は、終端インピーダンス７６に結合されてもよい。終端スイッチ７７は、RF結合器７４と終端インピーダンス７６との間、または終端インピーダンス７６と終端ポートとの間に結合されてもよい。

【0057】

結合器回路４８は、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成されたアイソレータ４８－１を含み得る。図７Ｇでは、アイソレータ４８－１は、RF結合器７４（例えば、RF結合器の結合されたポート）と結合器回路４８の入力ポートCPL_INとの間に配置される。結合器回路４８は、図１の結合器回路１０または図３の結合器回路３０によって実装することができる。

【0058】

アイソレータ４８－１は、パッシブアイソレータ４８－１－１、アクティブアイソレータ４８－１－２、またはその両方を含んでもよい。一般に、パッシブアイソレータまたはアクティブアイソレータのいずれかが使用されるが、任意の受信機において送信機の影響に対する感度をさらに下げることが望まれる場合、パッシブアイソレータとアクティブアイソレータの両方が使用されてもよい。パッシブアイソレータ４８－１－１は、図７Ｊに示すように、表面実装型のフェライトサーキュレータ１６１であってもよい。あるいは、アイソレータは、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成されたアクティブアイソレータ４８－１－２を含んでもよい。アクティブアイソレータ４８－１－２は、図７Ｋに示すように、一方向性バッファ１６２を備えてもよい。代替的または追加的に、アクティブアイソレータ４８－１－２は、図７Ｋに示すように、減衰器１６４および低雑音増幅器(LNA)１６６を備えてもよい。LNA１６６は、１４dB LNAであってもよい。減衰器１６４は、１３dBまたは２０dBの固定減衰器であってもよいが、可変減衰器が代わりに使用され得ることを理解されたい。

【0059】

スイッチング過渡および／または電荷スパーは、図７Ｇにドットで示すように、結合器回路４８の後の事象から生じ得る。図７Ｉは、限定を暗示することなく具体例を提供する。図７Ｇの例示的なRFシステム１２０では、アイソレータ４８－１は結合器回路４８の一部として示されているが、アイソレータ４８－１は代替的に、結合器回路４８の外側の別個の要素として実装されてもよいことを理解されたい。

【0060】

図７Ｈは、本開示の一実施形態による、第１の結合器回路４８ａと第２の結合器回路４８ｂとを有するRFシステム１３０の概略図である。RFシステム１３０は、RF経路４７を備える。RF経路４７は、RF経路４７のポート間でRF信号を伝播するように構成される。RF経路４７は、図７Ａ～図７Ｆに概略的に示すように、スイッチ間および／または電力増幅器とスイッチとの間に結合されてもよい。図７Ｇに示すRFシステム１３０は、図７Ａ～図７Ｆに示す例のいずれか１つまたは複数と組み合わせてもよい。

【0061】

RFシステム１３０は、RF結合器７４を含む。RF結合器７４は、RF経路４７のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するように構成される。RFシステム１３０は、第１の終端インピーダンス７６ａ（例えば、終端抵抗）を備え得る。第１の終端インピーダンス７６ａは、第１の終端ポートに結合されてもよい。第１の終端インピーダンス７６ａは、RF結合器７４と第１の終端ポートとの間に結合されてもよい。RFシステム１３０は、第１の終端スイッチ７７ａを備え得る。第１の終端スイッチ７７ａは、第１の終端インピーダンス７６ａに結合されてもよい。第１の終端スイッチ７７ａは、RF結合器７４と第１の終端インピーダンス７６ａとの間、または第１の終端インピーダンス７６ａと第１の終端ポートとの間に結合されてもよい。

【0062】

RFシステム１３０は、第２の終端インピーダンス７６ｂ（例えば、終端抵抗）を備え得る。第２の終端インピーダンス７６ｂは第２の終端ポートに結合されてもよい。第２の終端インピーダンス７６ｂは、RF結合器７４と第２の終端ポートとの間に結合されてもよい。RFシステム１３０は、第２の終端スイッチ７７ｂを備え得る。第２の終端スイッチ７７ｂは、第２の終端インピーダンス７６ｂに結合されてもよい。第２の終端スイッチ７７ｂは、RF結合器７４と第２の終端インピーダンス７６ｂとの間、または第２の終端インピーダンス７６ｂと第２の終端ポートとの間に結合されてもよい。

【0063】

第１の結合器回路４８ａおよび／または第２の結合器回路４８ｂは、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成されたアイソレータ４８ａ－１および４８ｂ－１を含み得る。アイソレータ４８ａ－１および４８ｂ－１は、パッシブアイソレータ４８ａ－１－１、４８ｂ－１－１、アクティブアイソレータ４８ａ－１－２、４８ｂ－１－２、またはアクティブアイソレータとパッシブアイソレータとの組み合わせであってもよい。パッシブアイソレータ４８ａ－１－１および／または４８ｂ－１－１は、図７Ｊに示すように、表面実装型のフェライトサーキュレータ１６１であってもよい。アクティブアイソレータ４８ａ－１－２および４８ｂ－１－２は各々、図７Ｋに示すように、一方向性バッファ１６２を備えてもよい。代替的または追加的に、アクティブアイソレータ４８ａ－１－２および４８ｂ－１－２は各々、図７Ｋに示すように、減衰器１６４および低雑音増幅器(LNA)１６６を備えてもよい。LNA１６６は、１４dB LNAであってもよい。減衰器１６４は、１３dBまたは２０dB減衰器であってもよい。

【0064】

スイッチング過渡および／または電荷スパーは、図７Ｈのそれぞれのドットで示すように、結合器回路４８ａおよび／または４８ｂの後の１つまたは複数の事象から生じ得る。図７Ｈの例示的なRFシステム１３０では、アイソレータ４８ａ－１、４８ｂ－１は結合器回路４８ａ、４８ｂの一部として示されているが、アイソレータ４８ａ－１および／または４８ｂ－１は、代替的に、結合器回路４８ａ、４８ｂの外側の別個の要素として実装されてもよいことを理解されたい。

【0065】

図７Ｉは、RFFEシステムの第１のRFフロントエンド(RFFE)モジュール１５０に結合された、図７ＧによるRFシステム１４０の概略図である。RFFEシステムは、１つまたは複数のさらなるRFFEモジュールを備えてもよい。RFシステム１４０は、RF経路４７を備える。RF経路４７は、RF経路４７のポート間でRF信号を伝播するように構成される。RF経路４７は、図７Ａ～図７Ｆに概略的に示すように、スイッチ間およびまたは電力増幅器とスイッチとの間に結合されてもよい。図７Ｇに示すRFシステム１４０は、図７Ａ～図７Ｆに示す例のいずれか１つまたは複数と組み合わせてもよい。

【0066】

RFシステム１４０は、RF結合器７４を備える。RF結合器７４は、RF経路４７のポート間を伝播するRF信号の電力の一部を抽出するように構成される。RFシステム１４０は、終端インピーダンス７６（例えば、終端抵抗）を備え得る。終端インピーダンス７６は、終端ポートに結合されてもよい。終端インピーダンス７６は、RF結合器７４と終端ポートとの間に結合されてもよい。RFシステム１４０は、終端スイッチ７７（図７Ｉには示されていないが、図７Ｇには示されている）を備えてもよい。終端スイッチ７７は、終端インピーダンス７６に結合されてもよい。終端スイッチ７７は、RF結合器７４と終端インピーダンス７６との間、または終端インピーダンス７６と終端ポートとの間に結合されてもよい。

【0067】

結合器回路４８は、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成されたアイソレータ４８－１を含み得る。アイソレータ４８－１は、パッシブアイソレータ４８－１－１であってもよいし、アクティブアイソレータ４８－１－２であってもよい。パッシブアイソレータ４８－１－１は、図７Ｊに示すように、表面実装型のフェライトサーキュレータ１６１であってもよい。アクティブアイソレータ４８－１－２は、図７Ｋに示すように、一方向性バッファ１６２を備えてもよい。代替的または追加的に、アクティブアイソレータ４８－１－２は、図７Ｋに示すように、減衰器１６４および低雑音増幅器(LNA)１６６を備えてもよい。LNA１６６は、１４dB LNAであってもよい。減衰器１６４は、１３dBまたは２０dBの固定減衰器であってもよいが、可変減衰器が代わりに使用され得ることを理解されたい。

【0068】

図７Ｊは、本開示による結合器回路に含まれ得るパッシブアイソレータ、より詳細にはフェライトサーキュレータを示す。図示のように、ポート１に入るエネルギーはポート２に存在し、ポート２に入るエネルギーはポート３から出る。

【0069】

図７Ｋは、本開示による結合器回路に含まれ得るアクティブアイソレータ、例えば、一方向性バッファ、または低雑音増幅器に結合された減衰器を示す。一方向性バッファ１６２は、ハイインピーダンス入力および出力を有する。減衰器１６４は、入力信号を受け取るための入力と、減衰された出力信号を提供するための出力とを有する。いくつかの例では、減衰器への入力信号の大きさは、出力信号の大きさ以上であってもよく、他の例では、出力の大きさは、減衰器への入力信号の大きさと同じであってもよく、またはそれより小さくてもよい。減衰器１６４の出力は、受信信号を増幅する低雑音増幅器(LNA)１６６の入力に提供される。LNAは、高インピーダンス入力を提供する。

【0070】

表１は、異なる構成における図７ＩのRFFEシステム１５０の性能を比較するための結果を要約している。

【0071】

【表1】

【0072】

構成「ベースライン」（１EVB）：RFFEシステムは、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成された結合器回路４８内の分離がないRFシステム１４０を含む。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0073】

構成「１アイソレータ追加」（１EVB）：結合器回路４８は、アイソレータを備える。結合器回路４８は、図７Ｉに示すように第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0074】

構成「２アイソレータカスケード」（１EVB）：結合器回路４８は、カスケード接続されたアイソレータを備える。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0075】

構成「２アイソレータカスケード＋６dB減衰器」（１EVB）：結合器回路４８は、カスケード接続されたアイソレータと６dB減衰器とを備える。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0076】

構成「２アイソレータカスケード＋１０dB減衰器」（１EVB）：結合器回路４８は、カスケード接続されたアイソレータと１０dB減衰器とを備える。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0077】

構成「ＣＰＬ→１３dB減衰器＋１４dB LNA」（１EVB）：結合器回路４８は、１３dB減衰器および１４dB LNAを備える。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0078】

構成「ＣＰＬ→２０dB減衰器＋１４dB LNA」（１EVB）：結合器回路４８は、２０dB減衰器および１４dB LNAを備える。結合器回路４８は第１のRFFEモジュール１５０に結合されている。

【0079】

構成「ベースライン」（２EVB）：RFFEシステム１５０は、スイッチング過渡インピーダンスおよび／または電荷スパーをRF経路４７から分離するように構成された結合器回路４８内の分離がないRFシステム１４０を含む。結合器回路４８は第２のRFFEモジュール（図７Ｉには示されていない）に結合されている。

【0080】

構成「１アイソレータ追加」（２EVB）：結合器回路４８は、アイソレータを備える。結合器回路４８は、第２のRFFEモジュール（図７Ｉには示されていない）に結合されている。

【0081】

構成「２アイソレータカスケード」（２EVB）：結合器回路４８は、カスケード接続されたアイソレータを備える。結合器回路４８は、第２のRFFEモジュール（図７Ｉには示されていない）に結合されている。

【0082】

構成「２アイソレータカスケード＋６dB減衰器」（２EVB）：結合器回路４８は、カスケード接続されたアイソレータと６dB減衰器とを備える。結合器回路４８は、第２のRFFEモジュール（図７Ｉには示されていない）に結合されている。

【0083】

表１から分かるように、パッシブアイソレータを追加することによって、約０．５μｓの結合器スイッチング遷移を伴う１dB未満のデセンスが達成され得る。同じレベルのLNA出力スパーをアクティブおよびパッシブアイソレーションによって達成することができる。０．９３dBのデセンスを達成するには、約２０dBの逆分離が必要である。０．５８dBのデセンスを達成するためには、約４０～５０dBの逆分離が必要である。より低いデセンスレベルが必要とされる場合に対処される必要がある２次ホットスイッチングスパー経路が存在する。

【0084】

図８は、一例による結合器回路、例えば図７Ａ～図７Ｉのいずれか１つによる結合器回路を含む、パッケージモジュール１４０のブロック図である。図示のパッケージモジュール１４０は、パッケージ基板１４２と、RF回路１４６と、RF結合器７４と、結合器回路４８とを含む。パッケージ基板１４２は、例えば、積層基板とすることができる。RF回路１４６、RF結合器７４、および結合器回路４８は、パッケージ基板１４２上に配置することができる。RF回路１４６は、電力増幅器を含む回路など、RF信号を提供するように構成された任意の適切な回路とすることができる。モジュール１４０の結合器回路４８は、本明細書で説明する原理および利点のいずれかに従って、１つまたは複数の他の結合器回路とデイジーチェーン状に配置することができる。

【0085】

図９は、一例によるデイジーチェーン状に配置された結合器回路を含む無線通信デバイス１５０のブロック図である。結合器回路は、図７Ａ～図７Ｉのいずれか１つによる結合器回路のいずれか１つまたは複数であり得る。無線通信デバイス１５０は、任意の適切な無線通信デバイスとすることができる。例えば、無線通信デバイス１５０は、スマートフォンなどの携帯電話とすることができる。図示のように、無線通信デバイス１５０は、アンテナ１５１、RFフロントエンド１５２、トランシーバ１５３、プロセッサ１５４、およびメモリ１５５を含む。アンテナ１５１は、RFフロントエンド１５２によって提供されるRF信号を送信することができる。アンテナ１５１は、RFフロントエンド１５２によって提供されるキャリアアグリゲーションされた信号を送信することができる。アンテナ１５１は、受信したRF信号を処理のためにRFフロントエンド１５２に提供することができる。

【0086】

RFフロントエンド１５２は、１つまたは複数の電力増幅器、１つまたは複数の低雑音増幅器、RFスイッチ、受信フィルタ、送信フィルタ、二重フィルタ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。RFフロントエンド１５２は、任意の適切な通信規格に関連するRF信号を送受信することができる。例えば、RFフロントエンド１５２は、キャリアアグリゲーションされた信号をアンテナ１５１に提供することができる。本明細書で説明するRF信号経路は、RFフロントエンド１５２に実装することができる。RFフロントエンド１５２は、デイジーチェーン状に配置された結合器回路を含むことができる。

【0087】

RFトランシーバ１５３は、増幅および／または他の処理のためにRF信号をRFフロントエンド１５２に提供することができる。RFトランシーバ１５３はまた、RFフロントエンド１５２の低雑音増幅器によって提供されるRF信号を処理することができる。RFトランシーバ１５３は、結合器回路のデイジーチェーンの出力を受信するように構成された１つまたは複数の電力検出器を含むことができる。RFトランシーバ１５３は、結合器回路のデイジーチェーンの出力を受信するように構成された１つまたは複数の電力検出器を含むことができる。RFトランシーバ１５３は、結合器回路のデイジーチェーンの出力を受信するように配置された電力検出器の出力に基づいてキャリアの電力を調整するために、送信経路に１つまたは複数の信号を提供することができる。

【0088】

RFトランシーバ１５３は、プロセッサ１５４と通信している。プロセッサ１５４は、ベースバンドプロセッサとすることができる。プロセッサ１５４は、無線通信デバイス１５０のための任意の適切なベースバンド処理機能を提供することができる。メモリ１５５には、プロセッサ１５４によってアクセスすることができる。メモリ１５５は、無線通信デバイス１５０のための任意の適切なデータを格納することができる。

【0089】

本明細書で説明する原理および利点のいずれも、上述したシステムだけでなく、他のシステムにも適用することができる。上述した様々な例の要素および動作を組み合わせて、さらなる例を提供することができる。上述した例のいくつかは、電力増幅器および／または無線通信デバイスに関連する例を提供した。しかしながら、例の原理および利点は、本明細書の教示のいずれかから利益を得ることができる任意の他のシステム、装置、または方法に関連して使用することができる。例えば、本明細書で説明される原理および利点のいずれも、一度に１つのみがアクティブである複数の異なる信号経路のうちの１つからの電力の検出に関連して実施することができる。本明細書で説明される原理および利点のいずれも、約３０キロヘルツ(kHz)～３００ギガヘルツ(GHz)の範囲、例えば約４５０MHz～６GHzの範囲の信号を処理するように構成されたRF回路に関連して実施することができる。

【0090】

本開示の態様は、様々な電子デバイスにおいて実施することができる。電子デバイスの例は、消費者向け電子製品、消費者向け電子製品の部品、例えばパッケージ化された無線周波数モジュール、無線周波数フィルタダイ、アップリンク無線通信デバイス、無線通信インフラ、電子試験機器などを含むことができるが、これらに限定されない。電子デバイスの例には、スマートフォンなどの携帯電話、スマートウォッチまたはイヤーピースまたはスマートアイグラスまたは仮想現実機器などのウェアラブルコンピューティングデバイス、電話、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子レンジ、冷蔵庫、車載電子機器システムなどの車両電子機器システム、産業用ロボットなどのロボット、モノのインターネット、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤ、ラジオ、IoTラジオ、デジタルカメラなどのカメラ、携帯用メモリチップ、洗濯機または乾燥機などの家電機器、周辺機器、腕時計、時計などを含むことができるが、これらに限定されない。また、電子デバイスは、未完成品を含むことができる。

【0091】

文脈上別段の指示がない限り、明細書および特許請求の範囲を通して、「備える(comprise)」、「備える(comprising)」、「含む(include)」、「含む(including)」などの語は、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味で一般に解釈されるべきである。すなわち、「限定されないが含む」という意味である。本明細書で使用される条件付き言語、とりわけ、「できる(can)」、「し得る(could)」、「し得る(might)」、「し得る(may)」、「例えば(e.g.)」、「例えば(for example)」、「など(such as)」などは、特に明記しない限り、または使用される文脈内で他の意味で理解されない限り、一般に、特定の例は特定の特徴、要素、および／または状態を含むが、他の例は含まないことを伝えることを意図している。本明細書で一般的に使用される「結合された」という用語は、直接結合され得るか、または１つ以上の中間要素によって結合され得る２つ以上の要素を指す。同様に、本明細書で一般的に使用される「接続された」という用語は、直接接続され得るか、または１つ以上の中間要素によって接続され得る２つ以上の要素を指す。さらに、「本明細書」、「上記」、「以下」という単語、および同様の意味の単語は、本出願で使用される場合、本出願全体を指すものとし、本出願の特定の部分を指すものではない。文脈が許す場合、単数または複数の数を用いる上記の詳細な説明の単語はまた、それぞれ複数または単数を含み得る。

【0092】

特定の例を説明したが、これらの例は例として提示したにすぎず、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。実際、本明細書に記載の新規な共振器、フィルタ、マルチプレクサ、デバイス、モジュール、無線通信デバイス、装置、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い。さらに、本明細書に記載の共振器、フィルタ、マルチプレクサ、デバイス、モジュール、無線通信デバイス、装置、方法、およびシステムの形態における様々な省略、置換、および変更は、本開示の趣旨から逸脱することなく行われ得る。例えば、ブロックは所与の構成で提示されているが、代替例は、異なる構成要素および／または回路トポロジで同様の機能を実行することができ、いくつかのブロックは、削除、移動、追加、細分化、結合、および／または修正され得る。これらのブロックの各々は、様々な異なる方法で実装されてもよい。上述した様々な例の要素および／または動作の任意の適切な組み合わせを組み合わせて、さらなる例を提供することができる。添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物は、本開示の範囲および精神に含まれるような形態または修正を包含することを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】

【図7G】

【図7H】

【図7I】

【図7J】

【図7K】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】