特表 2024-519741 アンテナチューナー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-21

(54)【発明の名称】アンテナチューナー

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/50 20060101AFI20240514BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20240514BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20240514BHJP

   H04B 1/3827 20150101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/50

H01Q21/06

H01Q3/30

H04B1/3827 110

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023568587

(86)(22)【出願日】2022-04-21

(85)【翻訳文提出日】2023-11-07

(86)【国際出願番号】 US2022071846

(87)【国際公開番号】W WO2022246355

(87)【国際公開日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】17/322,294

(32)【優先日】2021-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】リ、ホン－ミン

(72)【発明者】

【氏名】ジェシー、ダリル・シェルドン

【テーマコード（参考）】

5J021

5J046

5K011

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA11

5J021CA04

5J021CA05

5J021CA06

5J021DB03

5J021FA05

5J021FA17

5J021FA26

5J021FA32

5J021GA02

5J021HA05

5J021JA10

5J046AA03

5J046AB01

5J046TA03

5K011AA06

5K011DA02

5K011DA12

5K011JA01

5K011KA13

(57)【要約】

アンテナチューナーを実装するための装置が開示される。例示的な態様では、装置は、基板と、基板上にまたは基板中に配設されたアンテナと、基板上に配設された無線周波数集積回路と、アンテナチューナーとを含む。無線周波数集積回路は増幅回路を含む。アンテナチューナーは、アンテナと増幅回路との間に結合される。アンテナチューナーは、基板上にまたは基板中に配設された誘導性構成要素と、無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
基板と、
前記基板上にまたは前記基板中に配設されたアンテナと、
前記基板上に配設された無線周波数集積回路と、前記無線周波数集積回路は増幅回路を備え、
前記アンテナと前記増幅回路との間に結合されたアンテナチューナーと、前記アンテナチューナーは、
前記基板上にまたは前記基板中に配設された誘導性構成要素と、
前記無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素と、
を備え、
を備える、装置。

【請求項2】

前記誘導性構成要素は、正のリアクタンスを提供するように構成され、
容量性構成要素は、負のリアクタンスを提供するように構成された、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記容量性構成要素は、前記誘導性構成要素と並列に接続された、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記容量性構成要素はバラクタを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記アンテナチューナーは、前記バラクタの負のリアクタンスを変化させるように構成された、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記誘導性構成要素は伝送線路を備える、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

前記アンテナチューナーは、
前記増幅回路の出力インピーダンスを前記アンテナの入力インピーダンスに整合させることと、
前記アンテナの出力インピーダンスを前記増幅回路の入力インピーダンスに整合させることと、
を選択的に行うように構成された、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記アンテナは、
第１の信号特性をもつ第１の無線周波数信号を送信することと、
前記第１の信号特性とは異なる第２の信号特性をもつ第２の無線周波数信号を送信することと、を行うように構成され、
前記アンテナチューナーは、
前記アンテナが前記第１の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第１のインピーダンスを提供することと、前記第１のインピーダンスは、前記誘導性構成要素の正のリアクタンスおよび前記容量性構成要素の負のリアクタンスに基づき、
前記第２の無線周波数信号が送信されるより前に、
前記誘導性構成要素の前記正のリアクタンス、または
前記容量性構成要素の前記負のリアクタンス、
のうちの少なくとも１つを変化させることと、
前記アンテナが前記第２の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第２のインピーダンスを提供することと、前記第２のインピーダンスは前記第１のインピーダンスとは異なり、
を行うように構成された、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記第１の信号特性は第１の位相を備え、
前記第２の信号特性は、前記第１の位相とは異なる第２の位相を備える、
請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記第１の信号特性は第１の周波数を備え、
前記第２の信号特性は、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を備える、
請求項８に記載の装置。

【請求項11】

前記第１の無線周波数信号および前記第２の無線周波数信号は、２４ギガヘルツ以上である少なくとも１つの周波数をそれぞれ備える、請求項８に記載の装置。

【請求項12】

前記誘導性構成要素は、第１の誘導性構成要素を備え、
前記容量性構成要素は、第１の容量性構成要素を備え、
前記アンテナチューナーは、
前記基板上にまたは前記基板中に配設された第２の誘導性構成要素と、
前記無線周波数集積回路内に実装された第２の容量性構成要素と、
前記無線周波数集積回路内に実装された第３の容量性構成要素と、
を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記アンテナチューナーは、
前記アンテナに結合されたアンテナノードと、
共有ノードと、
前記増幅回路に結合されたトランシーバノードと、
を備え、
前記第１の誘導性構成要素は、前記アンテナノードと前記共有ノードとの間に結合され、
前記第２の誘導性構成要素は、前記共有ノードと前記トランシーバノードとの間に結合され、
前記第１の容量性構成要素は、前記アンテナノードと前記共有ノードとの間に結合され、
前記第２の容量性構成要素が、前記共有ノードと前記トランシーバノードとの間に結合され、
前記第３の容量性構成要素は、前記共有ノードと接地との間に結合された、
請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記アンテナは、第１のアンテナを備え、
前記増幅回路は、第１の増幅回路を備え、
前記アンテナチューナーは、第１のアンテナチューナーを備え、
前記無線周波数集積回路は、第２の増幅回路を備え、
前記装置は、
前記第１のアンテナ、および
前記基板上にまたは前記基板中に配設された第２のアンテナ、
を備えるアンテナアレイと、
前記第２のアンテナと前記第２の増幅回路との間に結合された第２のアンテナチューナーと、前記第２のアンテナチューナーは、
前記基板上にまたは前記基板中に配設された誘導性構成要素、および
前記無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素、
を備え、
を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項15】

前記無線周波数集積回路内に実装されたミキサと、
前記無線周波数集積回路内に実装された第１の位相シフタと、前記第１の位相シフタは、前記ミキサと前記第１の増幅回路との間に結合され、
前記無線周波数集積回路内に実装された第２の位相シフタと、前記第２の位相シフタは、前記ミキサと前記第２の増幅回路との間に結合され、
をさらに備える、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記増幅回路は、
送信のために無線周波数信号を増幅するように構成された電力増幅器、または
受信のために他の無線周波数信号を増幅するように構成された低雑音増幅器、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項17】

アンテナモジュールをさらに備え、
前記基板と、前記アンテナと、前記無線周波数集積回路と、前記アンテナチューナーとは、前記アンテナモジュールの一部として一緒にパッケージングされた、
請求項１に記載の装置。

【請求項18】

ディスプレイスクリーンと、
前記ディスプレイスクリーンおよび前記アンテナモジュールに動作可能に結合されたプロセッサと、前記プロセッサは、前記アンテナモジュールによって通信される無線周波数信号に基づいて、前記ディスプレイスクリーン上に１つまたは複数のグラフィカル画像を提示するように構成され、
をさらに備える、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

装置であって、
基板と、
無線周波数信号を送信および受信するためのアンテナ手段と、前記アンテナ手段は前記基板上にまたは前記基板中に配設され、
無線周波数信号を調整するための手段を含む集積回路と、前記集積回路は前記基板上に配設され、
前記アンテナ手段と調整するための前記手段との間のインピーダンス整合を提供するための同調手段と、前記同調手段は、
正のリアクタンスを提供するための誘導性手段と、前記誘導性手段は前記基板上にまたは前記基板中に配設され、
負のリアクタンスを提供するための容量性手段と、前記容量性手段は前記集積回路の一部として実装され、
を備え、
を備える、装置。

【請求項20】

前記容量性手段は、前記誘導性手段と並列に結合された、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記容量性手段は、第１の負のリアクタンスおよび第２の負のリアクタンスを選択的に提供するようにさらに構成された、請求項１９に記載の装置。

【請求項22】

前記誘導性手段は、第１の正のリアクタンスおよび第２の正のリアクタンスを選択的に提供するようにさらに構成された、請求項１９に記載の装置。

【請求項23】

前記アンテナ手段は、
第１の信号特性をもつ前記無線周波数信号のうちの第１の無線周波数信号を送信することと、
前記第１の信号特性とは異なる第２の信号特性をもつ前記無線周波数信号のうちの第２の無線周波数信号を送信することと、を行うように構成され、
前記同調手段は、
前記アンテナ手段が前記第１の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第１のインピーダンスを提供することと、前記第１のインピーダンスは、前記誘導性手段の前記正のリアクタンスおよび前記容量性手段の前記負のリアクタンスに基づき、
前記第２の無線周波数信号が送信されるより前に、
前記誘導性手段の前記正のリアクタンス、または
前記容量性手段の前記負のリアクタンス、
のうちの少なくとも１つを変化させることと、
前記アンテナ手段が前記第２の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第２のインピーダンスを提供することと、前記第２のインピーダンスは前記第１のインピーダンスとは異なり、を行うように構成された、
請求項１９に記載の装置。

【請求項24】

アンテナチューナーを動作させるための方法であって、
前記アンテナチューナーを介して、無線周波数集積回路の増幅回路と基板上にまたは前記基板中に配設されたアンテナとの間のインピーダンスを提供することと、前記インピーダンスは、前記アンテナチューナーの誘導性構成要素の正のリアクタンスおよび前記アンテナチューナーの容量性構成要素の負のリアクタンスに基づき、前記誘導性構成要素は前記基板上にまたは前記基板中に配設され、前記容量性構成要素は前記無線周波数集積回路内に実装され、前記無線周波数集積回路は基板上に配設され、
前記インピーダンスを有する前記アンテナチューナーを介して、前記増幅回路から前記アンテナに無線周波数信号を受け渡すことと、
前記アンテナを介して、前記無線周波数信号を送信することと、
を備える、方法。

【請求項25】

前記インピーダンスは、第１のインピーダンスを備え、
前記無線周波数信号は、第１の無線周波数信号を備え、
前記方法は、
前記誘導性構成要素の前記正のリアクタンスまたは前記容量性構成要素の前記負のリアクタンスのうちの少なくとも１つを変化させることと、
前記変化させたことに応答して、前記アンテナチューナーを介して、前記増幅回路と前記アンテナとの間の第２のインピーダンスを提供することと、前記第２のインピーダンスは前記第１のインピーダンスとは異なり、
前記第２のインピーダンスを有する前記アンテナチューナーを介して、前記増幅回路から前記アンテナに第２の無線周波数信号を受け渡すことと、
前記アンテナを介して、前記第２の無線周波数信号を送信することと、
を備える、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記第１のインピーダンスを前記提供することは、前記増幅回路の出力インピーダンスを前記アンテナの第１の入力インピーダンスに整合させることを備え、
前記第２のインピーダンスを前記提供することは、前記増幅回路の前記出力インピーダンスを前記アンテナの第２の入力インピーダンスに整合させることを備え、前記アンテナの前記第２の入力インピーダンスは前記第１の入力インピーダンスとは異なる、
請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記第２の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数信号とは異なる位相を有する、請求項２５に記載の方法。

【請求項28】

前記第２の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数信号とは異なる周波数を有する、請求項２５に記載の方法。

【請求項29】

前記容量性構成要素は、前記誘導性構成要素と並列に接続される、請求項２４に記載の方法。

【請求項30】

前記容量性構成要素はバラクタを備え、
前記誘導性構成要素は伝送線路を備える、
請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳細には、ワイヤレスデバイスのためのアンテナチューナーに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]電子デバイスは、ワイヤレス通信信号を送信または受信するために、無線周波数集積回路とアンテナとを使用し得る。無線周波数集積回路とアンテナとは、電力が著しい損失なしに無線周波数集積回路とアンテナとの間で効率的に転送されることを可能にする、整合しているインピーダンスを有するように設計され得る。しかしながら、整合したインピーダンスを維持することは動作中に困難であり得、その結果、何らかの電力が反射され得る。この反射された電力は、電子デバイスの送信信号強度または受信感度を低減し、それにより、電子デバイスがより遠い距離を介して他のエンティティと通信することを困難にさせ得る。

【発明の概要】

【0003】

[0003]アンテナチューナーを実装する装置が開示される。基板上に個別のアンテナチューナーを実装し、この個別のアンテナチューナーをアンテナと無線周波数集積回路との間に結合する代わりに、説明されるアンテナチューナーの構成要素は、モジュールの基板と無線周波数集積回路との間に分散される。特に、アンテナチューナーは、モジュール中にすべてパッケージングされた、基板上に配設される少なくとも１つの誘導性構成要素と、無線周波数集積回路内に組み込まれる少なくとも１つの容量性構成要素とを含むことができる。このアーキテクチャで、アンテナチューナーは、所与の電子デバイスのサイズ制約を満たすことができる省スペース設計を有することができる。またこのアーキテクチャにより、電子デバイス内への（たとえば、単一のアンテナモジュール内への）複数のアンテナチューナーの組込みが、アンテナアレイの個々のアンテナ要素に関連するインピーダンスを動的に同調させることが可能になる。

【0004】

[0004]例示的な態様では、装置が開示される。装置は、基板と、基板上にまたは基板中に配設されたアンテナと、基板上に配設された無線周波数集積回路と、アンテナチューナーとを含む。無線周波数集積回路は増幅回路を含む。アンテナチューナーは、アンテナと増幅回路との間に結合される。アンテナチューナーは、基板上に配設された誘導性構成要素と、無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素とを含む。

【0005】

[0005]例示的な態様では、装置が開示される。装置は、基板と、無線周波数信号を送信および受信するためのアンテナ手段とを含む。アンテナ手段は、基板上にまたは基板中に配設される。装置はまた、無線周波数信号を調整するための手段を含む集積回路を含む。集積回路は基板上に配設される。装置は、アンテナ手段と調整するための手段との間のインピーダンス整合を提供するための同調手段をさらに含む。同調手段は、正のリアクタンスを提供するための誘導性手段と、負のリアクタンスを提供するための容量性手段とを含む。誘導性手段は、基板上にまたは基板中に配設され、容量性手段は、集積回路の一部として実装される。

【0006】

[0006]例示的な態様では、アンテナチューナーを動作させるための方法が開示される。方法は、アンテナチューナーを介して、無線周波数集積回路の増幅回路と、基板上にまたは基板中に配設されたアンテナとの間のインピーダンスを提供することを含む。インピーダンスは、アンテナチューナーの誘導性構成要素の正のリアクタンスと、アンテナチューナーの容量性構成要素の負のリアクタンスとに基づく。誘導性構成要素は、基板上に配設され、容量性構成要素は、無線周波数集積回路内に実装される。無線周波数集積回路は基板上に配設される。方法はまた、インピーダンスを有するアンテナチューナーを介して、増幅回路からアンテナに無線周波数信号を受け渡すことを含む。方法は、アンテナを介して、第１の無線周波数信号を送信することをさらに含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】[0007]アンテナチューナーを含むデバイスのための例示的な動作環境を示す図。

【図2】[0008]アンテナチューナーをもつアンテナモジュールの例示的な実装形態を示す図。

【図3】[0009]複数のアンテナと、複数のアンテナチューナーと、無線周波数集積回路とをもつアンテナモジュールの例示的な実装形態を示す図。

【図4-1】[0010]アンテナチューナーのインピーダンスを調整するための例示的なシーケンスフロー図。

【図4-2】[0011]アンテナチューナーのインピーダンスを調整するための別の例示的なシーケンスフロー図。

【図5-1】[0012]アンテナチューナーの例示的な実装形態を示す図。

【図5-2】[0013]アンテナチューナーの別の例示的な実装形態を示す図。

【図5-3】[0014]アンテナチューナーの追加の例示的な実装形態を示す図。

【図6】[0015]アンテナチューナーを動作させるための例示的なプロセスを示すフロー図。

【図7】[0016]アンテナチューナーを動作させるための別の例示的なプロセスを示す別のフロー図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

[0017]電子デバイスは、ワイヤレス通信信号を送信または受信するために、無線周波数集積回路とアンテナとを使用し得る。無線周波数集積回路とアンテナとは、電力が著しい損失なしに無線周波数集積回路とアンテナとの間で効率的に転送されることを可能にする、整合しているインピーダンスを有するように設計され得る。しかしながら、アンテナのインピーダンスは、動作または環境条件の変化により変動し得る。結果的に、無線周波数集積回路とアンテナとのインピーダンスは不整合になり得、何らかの電力が反射され得る。この反射された電力は、電子デバイスの送信信号強度または受信感度を低減し、それにより、電子デバイスがより遠い距離を介して他のエンティティと通信することを困難にさせ得る。

【0009】

[0018]いくつかの技法は、アンテナチューナーを電子デバイスの各アンテナと無線周波数集積回路との間に直接接続し得る。各アンテナチューナーは対応するアンテナのインピーダンスを調整するために使用され得るが、いくつかのアンテナチューナーアーキテクチャは、かさばり、かなりのスペース量を必要とする。結果的に、特にスマートフォンまたはウェアラブルデバイスのようなポータブル電子デバイスでは、所与の電子デバイスのサイズ制約を満たしながら、アンテナアレイに複数のアンテナチューナーを装備することは困難になり得る。

【0010】

[0019]そのような困難に対処するために、本明細書ではアンテナチューナーのための技法について説明される。説明される技法は、基板上に少なくとも１つのアンテナと少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）とを一緒にパッケージングするコンパクト設計でアンテナモジュールを実装する。アンテナモジュールはまた、インピーダンス整合回路として働く、少なくとも１つのアンテナチューナーを含む。アンテナチューナーは、アンテナと無線周波数集積回路の増幅回路との間に結合される。アンテナチューナーは、アンテナの入力（または出力）インピーダンスを増幅回路の出力（または入力）インピーダンスに整合させるように調整され得る、可変インピーダンスを有する。アンテナチューナーのインピーダンスを変動させることによって、アンテナチューナーは、（たとえば、様々な位相をもつ信号にわたる）様々なビームフォーミング演算、（たとえば、様々な周波数をもつ信号にわたる）様々な周波数帯域、およびユーザとアンテナとの間の様々な距離にわたって、同様のインピーダンス整合性能を維持することができる。

【0011】

[0020]基板上に個別のアンテナチューナーを実装し、この個別のアンテナチューナーをアンテナと無線周波数集積回路との間に結合する代わりに、アンテナチューナーの構成要素は、無線周波数集積回路と、無線周波数集積回路が実装されたモジュールの基板との間に分散される。特に、アンテナチューナーは、基板上に配設され、アンテナおよび無線周波数集積回路に結合された、少なくとも１つの誘導性構成要素を含むことができる。アンテナチューナーはまた、無線周波数集積回路内に組み込まれ、誘導性構成要素および無線周波数集積回路の増幅回路に結合された、少なくとも１つの容量性構成要素を含むことができる。このアーキテクチャで、アンテナチューナーは、アンテナモジュールが電子デバイスのサイズ制約を満たすことを可能にする省スペース設計を有することができる。またこのアーキテクチャにより、アンテナモジュール内への複数のアンテナチューナーの組込みが、アンテナアレイの個々のアンテナ要素に関連するインピーダンスを動的に同調させることが可能になる。

【0012】

[0021]図１は、アンテナチューナーを含むデバイスを動作させるための例示的な環境１００を示す。環境１００では、コンピューティングデバイス１０２が、ワイヤレス通信リンク１０６（ワイヤレスリンク１０６）を介して基地局１０４と通信する。この例では、コンピューティングデバイス１０２はスマートフォンとして描かれている。しかしながら、コンピューティングデバイス１０２は、モデム、セルラー基地局、ブロードバンドルータ、アクセスポイント、セルラーフォン、ゲームデバイス、ナビゲーションデバイス、メディアデバイス、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、サーバ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）デバイス、スマートアプライアンスまたは他のモノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、医療デバイス、車両ベースの通信システム、レーダー、無線装置など、任意の好適なコンピューティングまたは電子デバイスとして実装され得る。

【0013】

[0022]基地局１０４は、任意の好適なタイプのワイヤレスリンクとして実装され得るワイヤレスリンク１０６を介してコンピューティングデバイス１０２と通信する。セルラーネットワークのタワーとして描かれているが、基地局１０４は、衛星、サーバデバイス、地上テレビジョン放送タワー、アクセスポイント、ピアツーピアデバイス、メッシュネットワークノード、光ファイバー回線など、別のデバイスを表すかまたは別のデバイスとして実装され得る。したがって、コンピューティングデバイス１０２は、ワイヤード接続、ワイヤレス接続、またはそれらの組合せを介して、基地局１０４または別のデバイスと通信し得る。

【0014】

[0023]ワイヤレスリンク１０６は、基地局１０４からコンピューティングデバイス１０２に通信されるデータもしくは制御情報のダウンリンク、コンピューティングデバイス１０２から基地局１０４に通信される他のデータもしくは制御情報のアップリンク、またはダウンリンクとアップリンクの両方を含むことができる。ワイヤレスリンク１０６は、第２世代（２Ｇ）、第３世代（３Ｇ）、第４世代（４Ｇ）、または第５世代（５Ｇ）セルラー、ＩＥＥＥ８０２．１１（たとえば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１５（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（たとえば、ＷｉＭＡＸ（登録商標））など、任意の好適な通信プロトコルまたは規格を使用して実装され得る。いくつかの実装形態では、ワイヤレスリンク１０６は電力をワイヤレス提供し得、基地局１０４は電源を備え得る。

【0015】

[0024]図示のように、コンピューティングデバイス１０２は、プロセッサ１０８と、コンピュータ可読記憶媒体１１０（ＣＲＭ１１０）とを含む。プロセッサ１０８は、ＣＲＭ１１０によって記憶されたプロセッサ実行可能コードを実行する、マルチコアプロセッサなどの任意のタイプのプロセッサを含むことができる。ＣＲＭ１１０は、揮発性メモリ（たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）、光媒体、磁気媒体（たとえば、ディスク）など、任意の好適なタイプのデータ記憶媒体を含むことができる。本開示のコンテキストでは、ＣＲＭ１１０は、コンピューティングデバイス１０２の命令１１２、データ１１４、および他の情報を記憶するように実装され、したがって、一時的な伝搬信号または搬送波を含まない。

【0016】

[0025]コンピューティングデバイス１０２はまた、入出力ポート１１６（Ｉ／Ｏポート１１６）と、ディスプレイ１１８とを含むことができる。Ｉ／Ｏポート１１６は、他のデバイス、ネットワーク、またはユーザとのデータ交換または対話を可能にする。Ｉ／Ｏポート１１６は、シリアルポート（たとえば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート）、パラレルポート、オーディオポート、赤外線（ＩＲ）ポート、タッチスクリーンなどのユーザインターフェースポートなどを含むことができる。ディスプレイ１１８は、オペレーティングシステム、プログラム、またはアプリケーションに関連するユーザインターフェースなど、コンピューティングデバイス１０２のグラフィックスを提示する。代替または追加として、ディスプレイ１１８は、ディスプレイポートまたは仮想インターフェースとして実装され得、これらを介してコンピューティングデバイス１０２のグラフィカルコンテンツが提示される。

【0017】

[0026]コンピューティングデバイス１０２のアンテナモジュール１２０は、それぞれのネットワークへの、およびネットワークに接続された他の電子デバイスへの接続性を提供する。アンテナモジュール１２０は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、メッシュネットワーク、セルラーネットワーク、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、および／またはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）など、任意の好適なタイプのワイヤレスネットワークを介した通信を容易にすることができる。例示的な環境１００のコンテキストでは、アンテナモジュール１２０は、コンピューティングデバイス１０２が、基地局１０４およびそれに接続されたネットワークと通信することを可能にする。しかしながら、アンテナモジュール１２０は、コンピューティングデバイス１０２が他のデバイスまたはネットワークと「直接」通信することも可能にすることができる。

【0018】

[0027]アンテナモジュール１２０は、通信信号を送信および受信するための回路およびロジック（logic）を含む。特に、図示のアンテナモジュール１２０は、基板１２２（たとえば、１つまたは複数の基板層）と、少なくとも１つのアンテナ１２４と、少なくとも１つの無線周波数集積回路１２６（ＲＦＩＣ１２６）（たとえば、無線周波数フロントエンド集積回路（ＲＦＦＥ ＩＣ））とを含む。アンテナ１２４と無線周波数集積回路１２６は、アンテナモジュール１２０の一部として一緒にパッケージングされ、基板１２２上に配設され得る。

【0019】

[0028]アンテナ１２４は、パッチアンテナ、クロスパッチアンテナ要素（たとえば、クロスの形状のパッチアンテナ）、スロットアンテナ要素、ダイポールアンテナ、ボウタイアンテナ、逆Ｆ型アンテナ、別のタイプのマイクロストリップアンテナ、または別のタイプのワイヤアンテナを含むことができる。アンテナ１２４は、水平偏波、垂直偏波、円偏波、またはそれらの何らかの組合せであり得る。いくつかの実装形態では、アンテナモジュール１２０は、アンテナアレイのアンテナ要素として動作する、複数のアンテナ１２４をもつアンテナアレイを含む。

【0020】

[0029]無線周波数集積回路１２６は、アンテナ１２４を介して送信および受信される信号を調整（たとえば、信号を生成および／または処理）するための回路およびロジックを含む。無線周波数集積回路１２６の構成要素は、増幅器、位相シフタ、スイッチ、ミキサ、フィルタなどを含むことができる。特に、無線周波数集積回路１２６は、少なくとも１つの増幅回路１２８を含む。増幅回路１２８は、電力増幅器（ＰＡ）または低雑音増幅器（ＬＮＡ）など、１つまたは複数の増幅器を含む。いくつかの場合には、無線周波数集積回路１２６の構成要素は、別個の送信機および受信機エンティティとして実装される。追加または代替として、無線周波数集積回路１２６は、それぞれの送信および受信動作を実装するために複数のまたは異なるセクション（たとえば、別個の送信および受信チェーン）を使用して実現され得る。

【0021】

[0030]無線周波数集積回路１２６は、ワイヤレストランシーバ（図示されず）の一部を形成することができる。ワイヤレストランシーバは、他の集積回路および／またはプロセッサを含むことができる。図示されていないが、無線周波数集積回路１２６は、中間周波数集積回路またはベースバンド集積回路など、ワイヤレストランシーバ内の別の集積回路に接続され得る。無線周波数集積回路１２６はまた、プロセッサ１０８、別のプロセッサ、またはワイヤレストランシーバのモデムなど、プロセッサに（間接的にまたは直接）接続され得る。

【0022】

[0031]いくつかの実装形態では、アンテナ１２４と無線周波数集積回路１２６は、２４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上である周波数を含むミリメートル波（ｍｍＷ）周波数帯域内の１つまたは複数の周波数を有する無線周波数信号を送信および受信するように一緒に構成される。例示的なｍｍＷ周波数帯域は、低ｍｍＷ周波数帯域（たとえば、約２４～３５ＧＨｚの間の周波数の少なくともサブセットを含む周波数帯域）、中間ｍｍＷ周波数帯域（たとえば、約３５～５０ＧＨｚの間の周波数の少なくともサブセットを含む周波数帯域）、または高ｍｍＷ周波数帯域（たとえば、約５０～３００ＧＨｚの間にある周波数の少なくともサブセットを含む周波数帯域）など、５Ｇ規格のためのｍｍＷ周波数帯域を含む。

【0023】

[0032]図１に示されているように、アンテナモジュール１２０は、少なくとも１つのアンテナチューナー１３０と、少なくとも１つのインピーダンス制御回路１３２とを含むことができる。アンテナチューナー１３０は、アンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を提供する。特に、アンテナチューナー１３０は、（たとえば、様々な位相をもつ信号にわたる）様々なビームフォーミング演算、（たとえば、様々な周波数をもつ信号にわたる）様々な周波数帯域、および／またはユーザの一部分（たとえば、ユーザの指もしくは外肢）とアンテナ１２４との間の距離の変化などのアンテナ１２４のインピーダンスを変化させる様々な環境条件にわたって、同様のインピーダンス整合性能を維持するように変動され得るインピーダンスを有する。

【0024】

[0033]アンテナチューナー１３０は、少なくとも１つの基板同調回路１３４と、少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）同調回路１３６とを含むことができる。アンテナチューナー１３０は、アンテナチューナー１３０の部分がアンテナモジュール１２０の別個の構成要素間に分散される（たとえば、それらの内に組み込まれる）ので、分散されたアンテナチューナーを表し得る。特に、基板同調回路１３４は基板１２２上に配設され、ＩＣ同調回路１３６は無線周波数集積回路１２６内に組み込まれる。無線周波数集積回路１２６内に構成要素のいくつかを実装することによって、アンテナチューナー１３０は、アンテナモジュール１２０がコンピューティングデバイス１０２のサイズ制約を満たすことを可能にするコンパクト設計を有することができる。このコンパクト設計はまた、図３に関してさらに説明されるように、複数のアンテナチューナー１３０が、アンテナアレイの複数のアンテナ要素の動的同調をサポートするようにアンテナモジュール１２０内に実装されることを可能にする。

【0025】

[0034]インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０のインピーダンスを制御する。いくつかの実装形態では、インピーダンス制御回路１３２は、間接的にアンテナ１２４のインピーダンスを測定しおよび／またはアンテナ１２４のインピーダンスの変化を検出することができる。たとえば、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナ１２４と増幅回路１２８との間で反射される電力量を測定することによって、反射係数の大きさを決定および監視することができる。この反射係数は、アンテナ１２４のインピーダンスを示す。追加または代替として、インピーダンス制御回路１３２は、受信信号の信号強度または受信信号に関連する信号対雑音比を測定することができる。

【0026】

[0035]インピーダンス制御回路１３２は、増幅回路１２８とアンテナチューナー１３０との間の無線周波数集積回路１２６内に実装され得る。アンテナ１２４のインピーダンスの測定または検出された変化に基づいて、インピーダンス制御回路１３２は、インピーダンス整合を容易にするために、アンテナチューナー１３０のインピーダンスを適切な量だけ動的に調整する。

【0027】

[0036]他の実装形態では、インピーダンス制御回路１３２は、コンピューティングデバイス１０２内のプロセッサ（たとえば、プロセッサ１０８、通信プロセッサ、モデムなど）に結合され得、このプロセッサによって示されるコンピューティングデバイス１０２の動作構成に基づいてアンテナチューナー１３０のインピーダンスを所定の値に設定することができる。基板１２２と、アンテナ１２４と、無線周波数集積回路１２６と、アンテナチューナー１３０と、インピーダンス制御回路１３２とは、図２に関してさらに説明されるように、アンテナモジュール１２０の一部として一緒にパッケージングされ得る。

【0028】

[0037]図２は、アンテナチューナー１３０をもつアンテナモジュール１２０の例示的な実装形態を示す。描かれた構成では、アンテナモジュール１２０は、アンテナ１２４と、無線周波数集積回路１２６とを含む。他の実装形態では、アンテナモジュール１２０は、２つ以上のアンテナ１２４および／または２つ以上の無線周波数集積回路１２６を含むことができる。

【0029】

[0038]図２に示されているように、アンテナ１２４と、無線周波数集積回路１２６と、アンテナチューナー１３０の基板同調回路１３４とは、基板１２２の表面２０２上に配設される。他の実装形態では、これらのエンティティのうちの１つまたは複数（たとえば、アンテナ１２４および／または基板同調回路１３４）は、基板１２２の別の表面上に、基板１２２内の層中に／上に配設され、および／または基板１２２の複数の層もしくは内部層と表面の間に分散され得る。たとえば、無線周波数集積回路１２６は、代わりに、基板１２２の下面に取り付けられ得る（たとえば、表面２０２の反対側にあり、図２では見えない別の表面上に配設され得る）。アンテナ１２４は、表面２０２上に形成され、および／または無線周波数集積回路１２６が取り付けられた表面よりも表面２０２により近い基板１２２の層中に形成され得る。これは、望ましくない結合を緩和するに役立ち得る、無線周波数集積回路１２６から離れて対向するアンテナ１２４のボアサイトをもたらし得る。他の実施形態では、アンテナ１２４のボアサイト（boresight）は、表面２０２に対してほぼ直角であり得る。

【0030】

[0039]無線周波数集積回路１２６はダイ２０４上に実装される。増幅回路１２８と、インピーダンス制御回路１３２と、アンテナチューナー１３０のＩＣ同調回路１３６とは、ダイ２０４上に配設される。ダイ２０４は、界面（interface）２０６を介して基板１２２の表面２０２に取り付けられ得る。表面２０２上に配設された界面２０６は、ダイ２０４を受け入れ、それに接続するように構成される。明示的に描かれていないが、界面２０６は、無線周波数集積回路１２６を基板同調回路１３４に、または別の集積回路もしくはプロセッサなどのアンテナモジュール１２０の外部にある他の構成要素に接続する端子を含むことができる。

【0031】

[0040]図２に示されているように、アンテナチューナー１３０の構成要素（たとえば、基板同調回路１３４およびＩＣ同調回路１３６）は、基板１２２と無線周波数集積回路１２６との間に分散され得る。特に、基板同調回路１３４は、基板１２２上に直接配設され（たとえば、基板１２２の少なくとも１つの層上に置かれ）、ＩＣ同調回路１３６は、無線周波数集積回路１２６のダイ２０４上に直接配設される。ＩＣ同調回路１３６が無線周波数集積回路１２６内に実装される（たとえば、ダイ２０４上に配設される）ので、ＩＣ同調回路１３６は基板１２２上に直接配設されない。アンテナ１２４と、基板同調回路１３４と、無線周波数集積回路１２６とは、図３に関してさらに説明されるように、互いに電気的に接続される。

【0032】

[0041]図３は、複数のアンテナ１２４－１～１２４－Ｎと、複数のアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎと、無線周波数集積回路１２６と、をもつアンテナモジュール１２０の例示的な実装形態を示す。変数Ｎは正の整数を表す。無線周波数集積回路１２６は増幅回路１２８－１～１２８－Ｎを含む。各増幅回路１２８－１～１２８－Ｎ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、あるいはそれらの何らかの組合せを含むことができる。たとえば、増幅回路１２８－１は、送信増幅器として構成され得、アンテナ１２４－１に結合された出力を有する電力増幅器および／またはドライバ増幅器を含み得、受信回路を省略し得る。別の例では、増幅回路１２８－１は、受信増幅器として構成され得、アンテナ１２４－１に結合された入力を有する低雑音増幅器を含み得、送信回路を省略し得る。さらに別の例では、増幅回路１２８－１は、送信動作と受信動作の両方のために構成され得、アンテナ１２４－１に結合された出力を有する電力増幅器と、アンテナ１２４－１に結合された入力を有する低雑音増幅器とを含み得る。

【0033】

[0042]描かれた構成では、アンテナ１２４－１～１２４－Ｎは、アンテナアレイ３０２のアンテナ要素を表す。各アンテナ１２４－１～１２４－Ｎは、それぞれのアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎに結合される。たとえば、アンテナ１２４－１はアンテナチューナー１３０－１に結合され、アンテナ１２４－Ｎはアンテナチューナー１３０－Ｎに結合される。いくつかのそのような実施形態では、アンテナ１２４－１～１２４－Ｎは単一のフィードを有する。アンテナ１２４－１～１２４－Ｎが複数のフィードを有する実装形態では、各フィードは、別個のアンテナチューナー１３０に結合され得る。たとえば、アンテナ１２４－１の第１のフィードは、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのうちの第１のものに結合され、アンテナ１２４－２の第２のフィードは、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのうちの第２のものに結合される。いくつかの場合には、フィードは、様々な周波数、位相、および／または偏波に関連付けられ得る。

【0034】

[0043]各アンテナチューナー１３０は、（やはり図１および図２の）ＩＣ同調回路１３６と、（やはり図１および図２の）基板同調回路１３４と、アンテナノード３０４と、トランシーバノード３０６とを含む。たとえば、アンテナチューナー１３０－１は、基板同調回路１３４－１と、ＩＣ同調回路１３６－１と、アンテナノード３０４－１と、トランシーバノード３０６－１とを含む。基板同調回路１３４－１は基板１２２上に配設され、ＩＣ同調回路１３６－１は無線周波数集積回路１２６内に組み込まれる。アンテナノード３０４－１はアンテナ１２４－１に結合され、トランシーバノード３０６－１は増幅回路１２８－１に（間接的にまたは直接）結合される。同様に、アンテナチューナー１３０－Ｎは、基板同調回路１３４－Ｎと、ＩＣ同調回路１３６－Ｎと、アンテナノード３０４－Ｎと、トランシーバノード３０６－Ｎとを含む。基板同調回路１３４－Ｎは基板１２２上に配設され、ＩＣ同調回路１３６－Ｎは無線周波数集積回路１２６内に組み込まれる。アンテナノード３０４－Ｎはアンテナ１２４－Ｎに結合され、トランシーバノード３０６－Ｎは増幅回路１２８－Ｎに（間接的にまたは直接）結合される。基板同調回路１３４－１～１３４－ＮとＩＣ同調回路１３６－１～１３６－Ｎは、それぞれ、アンテナノード３０４－１～３０４－Ｎとトランシーバノード３０６－１～３０６－Ｎとの間で互いに結合される。

【0035】

[0044]例示的な実装形態では、ＩＣ同調回路１３６－１～１３６－Ｎは、少なくとも１つの容量性構成要素３０８をそれぞれ含む。基板同調回路１３４－１～１３４－Ｎは、少なくとも１つの誘導性構成要素３１０をそれぞれ含む。容量性構成要素３０８は、負のリアクタンスを有し、誘導性構成要素３１０は、正のリアクタンスを有する。例示的な容量性構成要素３０８は、少なくとも１つのバラクタ、少なくとも１つのスイッチドキャパシタもしくは可変キャパシタ、少なくとも１つのキャパシタ、またはそれらの何らかの組合せを含むことができる。例示的な誘導性構成要素３１０は、少なくとも１つの伝送線路、少なくとも１つの可変インダクタ、少なくとも１つのインダクタ、またはそれらの何らかの組合せを含むことができる。各アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎの少なくとも１つの構成要素は、同調可能（たとえば、可変）インピーダンスを有する。したがって、誘導性構成要素３１０の正のリアクタンスおよび／または容量性構成要素３０８の負のリアクタンスは、インピーダンス制御回路１３２によって変動され得る。

【0036】

[0045]描かれた構成では、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎと増幅回路１２８－１～１２８－Ｎとの間に結合される。たとえば、インピーダンス制御回路１３２のそれぞれの部分は、アンテナチューナー１３０の各々とそれぞれの増幅回路１２８との間に直列に電気的に接続され得る。他の実施形態では、増幅回路１２８のうちの１つまたは複数は、それぞれのアンテナチューナー１３０に直接（たとえば、トランシーバノード３０６に直接）接続される。そのような実施形態では、インピーダンス制御回路１３２（またはそれの部分）は、並列または分路パスで結合され得る。いくつかの実施形態では、インピーダンス制御回路１３２は、上記で説明されたように、アンテナチューナー１３０とそれぞれの増幅回路１２８との間で通信される信号の一部分を、アンテナ１２４のインピーダンスおよび／または反射係数の大きさを測定するように構成された回路に磁気的に結合するように構成された１つまたは複数のカプラを含む。

【0037】

[0046]図示されていないが、増幅回路１２８－１～１２８－Ｎは、位相シフタ、ミキサ、増幅器、または結合回路（たとえば、コンバイナもしくはスプリッタ）など、無線周波数集積回路１２６の他の構成要素（図示されず）に結合され得る。たとえば、１つまたは複数のミキサは、無線周波数集積回路１２６において実装され得、中間周波数通信信号を送信のためにｍｍＷ周波数にアップコンバートするように構成され得、および／またはｍｍＷ周波数信号を受信のために中間周波数にダウンコンバートするように構成され得る。さらに、少なくとも１つの位相シフタは、各増幅回路１２８に結合され、無線周波数集積回路１２６において実装され得る。たとえば、位相シフタは、１つまたは複数のミキサとそれぞれの増幅回路１２８との間に結合され得る。そのような実施形態では、アンテナ１２４はフェーズドアレイとして構成され得る。

【0038】

[0047]送信および／または受信中に、インピーダンス制御回路１３２は、構成信号３１２－１～３１２－Ｎを生成し、それぞれ、構成信号３１２－１～３１２－Ｎをアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎに提供する。構成信号３１２－１～３１２－Ｎは、それぞれ、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎの特定の構成またはターゲットインピーダンスを指定する。アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、構成信号３１２－１～３１２－Ｎを受け入れ、それに応じて基板同調回路１３４－１～１３４－Ｎのインピーダンスおよび／またはＩＣ同調回路１３６－１～１３６－Ｎのインピーダンスを調整する（たとえば、変化させる）。特に、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、ＩＣ同調回路１３６－１～１３６－Ｎ内の容量性構成要素３０８のリアクタンスを同調させるか、基板同調回路１３４－１～１３４－Ｎ内の誘導性構成要素３１０のリアクタンスを同調させるか、またはそれらの何らかの組合せを行う。このようにして、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、インピーダンス制御回路１３２に従って、指定されたインピーダンスを提供する。

【0039】

[0048]いくつかの実装形態では、インピーダンス制御回路１３２は、コンピューティングデバイス１０２の動作構成（たとえば、ビームフォーミング構成および／または選定された周波数帯域）に基づいてアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのインピーダンスを構成する。送信中に、インピーダンス制御回路１３２は、追加または代替として、反射係数を測定し、反射係数を低減するようにアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのインピーダンスを設定することができる。受信中に、インピーダンス制御回路１３２は、追加または代替として、無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎに関連する信号強度を測定し、無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎに関連する信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加させるようにアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのインピーダンスを設定することができる。概して、インピーダンス制御回路１３２は、送信および／または受信中にアンテナ１２４－１～１２４－Ｎと増幅回路１２８－１～１２８－Ｎとの間のインピーダンス整合を改善するように、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎを適切に構成する。

【0040】

[0049]送信中に、増幅回路１２８－１～１２８－Ｎは、無線周波数集積回路１２６内の他の構成要素から、あるいはモジュール１２０内にあるかまたはそれの外部にある別の集積回路または構成要素から、それぞれの無線周波数信号３１４－１～３１４－Ｎを受け付ける。増幅回路１２８－１～１２８－Ｎは、無線周波数信号３１４－１～３１４－Ｎを増幅して、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎを生成する。

【0041】

[0050]アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、インピーダンス制御回路１３２によって指定された対応するインピーダンスを提供する。いくつかの場合には、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎに関連する各反射係数の大きさ（または絶対値）を所定のしきい値よりも小さくさせるために、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎによって提供されたインピーダンスを調整する。これらのインピーダンスを提供することによって、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、それぞれ、増幅回路１２８－１～１２８－Ｎの出力インピーダンスをアンテナ１２４－１～１２４－Ｎの入力インピーダンスに実質的に整合させる。さらに、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、トランシーバノード３０６－１～３０６－Ｎにおいて、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎを受け付け、アンテナノード３０４－１～３０４－Ｎを介して、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎをアンテナ１２４－１～１２４－Ｎに受け渡す。

【0042】

[0051]描かれた構成では、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、インピーダンス制御回路１３２を介して、増幅回路１２８－１～１２８－Ｎから間接的に、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎを受け付ける。インピーダンス制御回路１３２がアンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎと増幅回路１２８－１～１２８－Ｎとの間に電気的に結合されない他の実装形態（図示されず）では、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、増幅回路１２８－１～１２８－Ｎから「直接」（たとえば、他の介在する回路もあり得るが、インピーダンス制御回路１３２中を伝搬することなしに）、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎを受け付けることができる。

【0043】

[0052]アンテナ１２４－１～１２４－Ｎは、増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎを送信する。増幅された無線周波数信号３１６－１～３１６－Ｎは、たとえば、（図１の）コンピューティングデバイス１０２によって基地局１０４に送信されるアップリンク信号を形成することができる。

【0044】

[0053]受信中に、アンテナ１２４－１～１２４－Ｎは、（図１の）基地局１０４によって送信されコンピューティングデバイス１０２において受信されるダウンリンク信号の部分を表すことができる、無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎを受信する。アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、インピーダンス制御回路１３２によって指定された対応するインピーダンスを提供する。いくつかの場合には、インピーダンス制御回路１３２は、無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎに関連する信号対雑音比を所定のしきい値よりも大きくさせるために、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎによって提供されたインピーダンスを調整する。これらのインピーダンスを提供することによって、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、それぞれ、アンテナ１２４－１～１２４－Ｎの出力インピーダンスを増幅回路１２８－１～１２８－Ｎの入力インピーダンスに実質的に整合させる。さらに、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎは、アンテナノード３０４－１～３０４－Ｎにおいて無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎを受け付け、トランシーバノード３０６－１～３０６－Ｎを介して無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎを増幅回路１２８－１～１２８－Ｎに受け渡す。

【0045】

[0054]増幅回路１２８－１～１２８－Ｎは、無線周波数信号３１８－１～３１８－Ｎを増幅して、増幅された無線周波数信号３２０－１～３２０－Ｎを生成する。無線周波数集積回路１２６は、これらの増幅された無線周波数信号３２０－１～３２０－Ｎを、無線周波数集積回路１２６内の他の構成要素に、あるいはアンテナモジュール１２０内にあるかまたはそれの外部にある別の集積回路または構成要素に受け渡す。インピーダンス制御回路１３２は、図４－１および図４－２に関してさらに説明されるように、様々な異なるタイプの信号（たとえば、異なる周波数および／または位相をもつ信号）に対して、ならびに様々な異なる環境に対して、同様のインピーダンス整合性能を維持するように、アンテナチューナー１３０－１～１３０－Ｎのインピーダンスを動的に調整することができる。

【0046】

[0055]図４－１および図４－２は、時間が下向き方向に経過する、アンテナチューナー１３０（たとえば、図３のアンテナチューナー１３０－１または１３０－Ｎ）のインピーダンスを調整するための例示的なシーケンスフロー図４００－１および４００－２を示す。アンテナチューナー１３０のインピーダンスは、アンテナ１２４（たとえば、図３のアンテナ１２４－１または１２４－Ｎ）のインピーダンスを変化させる１つまたは複数のイベントに従って調整される。これらのイベントは、図４－１の４０２、４０４、および４０６に示されるようなコンピューティングデバイス１０２の動作構成の変化、または図４－２の４０８および４１０に示されるような外部環境の変化を含むことができる。

【0047】

[0056]図４－１の４０２において、コンピューティングデバイス１０２は、アンテナ１２４を介して第１の無線周波数（ＲＦ）信号４１４－１を送信する、第１の動作構成４１２－１にある。第１の無線周波数信号４１４－１は、（図３の）増幅された無線周波数信号３１６－１または３１６－Ｎを表し、特定の位相および／または周波数などの第１の信号特性４１６－１を有する。位相は、第１の動作構成４１２－１の一部として実施される、選択されたビームフォーミング演算に基づくことができる。このビームフォーミング演算は、（図３の）アンテナアレイ３０２がそれの放射パターンのメインローブを特定の方向にステアリングすることを可能にする。周波数は、第１の動作構成４１２－１に関連する、選択された周波数帯域に基づくことができる。第１の信号特性４１６－１により、アンテナ１２４は特定のインピーダンスを有する。

【0048】

[0057]アンテナ１２４と増幅回路１２８（たとえば、図３の増幅回路１２８－１または１２８－Ｎ）との間のインピーダンス整合を改善するために、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０に第１のインピーダンス４１８－１を有させる。この第１のインピーダンス４１８－１は、反射係数の大きさを第１の動作構成４１２－１の所定のしきい値未満に低減するように選択される。このようにして、アンテナチューナー１３０は、第１の無線周波数信号４１４－１の送信を容易にする。

【0049】

[0058]図４－１の４０４において、コンピューティングデバイス１０２の動作構成は、アンテナ１２４を介して第２の無線周波数信号４１４－２を送信する、第２の動作構成４１２－２に変化する。第２の無線周波数信号４１４－２はまた、（図３の）増幅された無線周波数信号３１６－１または３１６－Ｎを表す。第２の無線周波数信号４１４－２は、第１の信号特性４１６－１とは異なる第２の信号特性４１６－２を有する。たとえば、第２の無線周波数信号４１４－２は、第１の無線周波数信号４１４－１とは異なる位相および／または異なる周波数を有することができる。この変化は、第２の動作構成４１２－２が、第１の動作構成４１２－１とは異なるビームフォーミング演算を実施すること（たとえば、アンテナアレイ３０２のメインローブを異なる方向にステアリングすること）により生じ得る。追加または代替として、この変化は、第２の動作構成４１２－２が、第１の動作構成４１２－１とは異なる周波数帯域を使用することにより生じ得る。第２の信号特性４１６－２により、アンテナ１２４は、第２の動作構成４１２－２において、第１の動作構成４１２－１におけるのとは異なるインピーダンスを有する。

【0050】

[0059]第２の動作構成４１２－２に対してアンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を改善するために、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０に、第１のインピーダンス４１８－１とは異なる第２のインピーダンス４１８－２を有させる。この第２のインピーダンス４１８－２は、反射係数の大きさを第２の動作構成４１２－２の所定のしきい値未満に低減するように選択される。このようにして、アンテナチューナー１３０は、第２の無線周波数信号４１４－２の送信を容易にする。

【0051】

[0060]図４－１の４０６において、コンピューティングデバイス１０２の動作構成は、アンテナ１２４を介して第３の無線周波数信号４１４－３を受信する、第３の動作構成４１２－３に変化する。第３の無線周波数信号４１４－３は、（図３の）無線周波数信号３１８－１または３１８－Ｎを表す。第３の無線周波数信号４１４－３は、第１の信号特性４１６－１または第２の信号特性４１６－２と同様であるかまたは異なり得る、第３の信号特性４１６－３を有する。アンテナ１２４が送信する代わりに受信すると、アンテナ１２４は、第３の動作構成４１２－３において、第１の動作構成４１２－１および第２の動作構成４１２－２におけるのとは異なるインピーダンスを有する。

【0052】

[0061]第３の動作構成４１２－３に対してアンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を改善するために、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０に、第１のインピーダンス４１８－１および第２のインピーダンス４１８－２とは異なる第３のインピーダンス４１８－３を有させる。この第３のインピーダンス４１８－３は、無線周波数信号４１４－３の信号対雑音比を第３の動作構成４１２－３の所定のしきい値を超えて増加させるように選択される。このようにして、アンテナチューナー１３０は、第３の無線周波数信号４１４－３の受信を容易にする。

【0053】

[0062]図４－２の４０８において、コンピューティングデバイス１０２は、ユーザの親指がアンテナ１２４から離れて配置された第１の環境４２０－１内で動作する。この例では、ユーザの親指はアンテナ１２４を遮らない（または最小に遮る）。アンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を改善するために、インピーダンス制御回路１３２は、反射係数または信号対雑音比を測定し、この測定に基づいて、アンテナチューナー１３０に第４のインピーダンス４１８－４を有させることができる。いくつかの場合には、第４のインピーダンス４１８－４は、４０２における第１のインピーダンス４１８－１、４０４における第２のインピーダンス４１８－２、４０６における第３のインピーダンス４１８－３、またはインピーダンス４１８－１～４１８－３とは異なる別のインピーダンスであり得る。第４のインピーダンス４１８－４は、反射係数の大きさを環境４２０－１の所定のしきい値未満に低減するように、および／または信号対雑音比を環境４２０－１の所定のしきい値を超えて増加させるように選択され得る。

【0054】

[0063]４１０において、コンピューティングデバイス１０２は、ユーザの親指がアンテナ１２４の近くに配置された第２の環境４２０－２において動作する。この例では、ユーザの親指はアンテナ１２４を遮る（または少なくとも部分的に遮る）。アンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を改善するために、インピーダンス制御回路１３２は、反射係数または信号対雑音比を測定し、この測定に基づいて、アンテナチューナー１３０に第５のインピーダンス４１８－５を有させることができる。アンテナ１２４に対するユーザの親指の近接性のために、４１０における測定された反射係数（または測定された信号対雑音比）は、４０８における測定された反射係数（または測定された信号対雑音比）とは異なり得る。したがって、４１０におけるアンテナチューナー１３０の第５のインピーダンス４１８－５は、４０８における第４のインピーダンス４１８－４とは異なり得る。第５のインピーダンス４１８－５は、反射係数の大きさを環境４２０－２の所定のしきい値未満に低減するように、および／または信号対雑音比を環境４２０－２の所定のしきい値を超えて増加させるように、インピーダンス制御回路１３２によって選定され得る。

【0055】

[0064]インピーダンス４１８－１～４１８－５、ならびに／あるいはそのようなインピーダンスを実装するために適用される基板同調回路１３４および／またはＩＣ同調回路１３６の設定は、異なるかまたは実質的に同じであり得るか、あるいは１つまたは複数の仕方で重複し得る。たとえば、インピーダンス４１８－１～４１８－５のうちの第１のものを実現するために使用される設定のサブセットは、インピーダンス４１８－１～４１８－５のうちの第２のものを実現するためにも使用され得る。

【0056】

[0065]４０８および４１０において、アンテナ１２４は、無線周波数信号を送信および／または受信していることが可能である。いくつかの状況では、インピーダンス制御回路１３２は、アンテナチューナー１３０に、動作構成と環境の両方に基づいて特定のインピーダンスを有させる。アンテナチューナー１３０の例示的な実装形態について、図５－１に関してさらに説明される。

【0057】

[0066]図５－１は、アンテナチューナー１３０の例示的な実装形態を示す。描かれた構成では、図３のアンテナチューナー１３０－１または１３０－Ｎを表すことができるアンテナチューナー１３０は、基板同調回路１３４とＩＣ同調回路１３６とを含む。基板同調回路１３４とＩＣ同調回路１３６とは、共有ノード５０２と、アンテナノード３０４（たとえば、図３のアンテナノード３０４－１または３０４－Ｎ）と、トランシーバノード３０６（たとえば、図３のトランシーバノード３０６－１または３０６－Ｎ）とに結合される。

【0058】

[0067]例示的な実装形態では、基板同調回路１３４は、第１の誘導性構成要素３１０－１と第２の誘導性構成要素３１０－２とを含む。図５－１には明示的に示されていないが、第１の誘導性構成要素３１０－１と第２の誘導性構成要素３１０－２とは、基板１２２上にまたは基板１２２中に配設される。第１の誘導性構成要素３１０－１は、アンテナノード３０４と共有ノード５０２との間に結合される。第２の誘導性構成要素３１０－２は、共有ノード５０２とトランシーバノード３０６との間に結合される。

【0059】

[0068]ＩＣ同調回路１３６は、第１の容量性構成要素３０８－１と、第２の容量性構成要素３０８－２と、第３の容量性構成要素３０８－３とを含む。図５－１には明示的に示されていないが、容量性構成要素３０８－１～３０８－３は、（たとえば、図２のダイ２０４上に配設された）無線周波数集積回路１２６内に組み込まれる。第１の容量性構成要素３０８－１は、アンテナノード３０４と共有ノード５０２との間に結合される。したがって、第１の容量性構成要素３０８－１と第１の誘導性構成要素３１０－１は、並列に互いに結合される。第２の容量性構成要素３０８－２は、共有ノード５０２とトランシーバノード３０６との間に結合される。したがって、第２の容量性構成要素３０８－２と第２の誘導性構成要素３１０－２は、並列に互いに結合される。第３の容量性構成要素３０８－３は、共有ノード５０２と接地５０４との間に結合される。接地５０４は、無線周波数集積回路１２６またはアンテナモジュール１２０の局所的接地であり得る。

【0060】

[0069]無線周波数集積回路１２６内のスペースを節約するために、容量性構成要素３０８－１～３０８－３は、誘導性構成要素３１０－１～３１０－２よりも小さいインピーダンスを有するように設計され得る。したがって、誘導性構成要素３１０－１～３１０－２のインピーダンスは、アンテナチューナー１３０のインピーダンスのより大きい部分に寄与することができる一方で、容量性構成要素３０８－１～３０８－３のインピーダンスは、アンテナチューナー１３０のインピーダンスのより小さい部分に寄与することができる。この場合、誘導性構成要素３１０－１～３１０－２は、アンテナチューナー１３０のインピーダンスの大部分を提供することができる一方で、容量性構成要素３０８－１～３０８－３は、アンテナチューナー１３０のインピーダンスを微調整するために使用され得る。一例として、ＩＣ同調回路１３６は、約０～１５０フェムトファラド（ｆＦ）の間の調整可能キャパシタンスを有することができる。他の実施形態では、容量性構成要素３０８－１～３０８－３のうちの１つまたは複数は、約０～１５０ｆＦの間の調整可能キャパシタンスをそれぞれ有する。いくつかの実施形態では、基板同調回路１３４は、１つまたは複数の動作周波数（たとえば、１つまたは複数のｍｍＷ周波数）において約５０オームである（または５０オームを中心として可変であり、約５０オームを含む）インピーダンスを有する。他の実施形態では、誘導性構成要素３１０－１および３１０－２のうちの一方または両方は、１つまたは複数の動作周波数（たとえば、１つまたは複数のｍｍＷ周波数）において約５０オームである（または５０オームを中心として可変であり、約５０オームを含む）インピーダンスをそれぞれ有する。

【0061】

[0070]いくつかの場合には、図５－２に関してさらに説明されるように、可変インピーダンスを有するように容量性構成要素３０８－１～３０８－３を設計し、固定インピーダンスを有するように誘導性構成要素３１０－１および３１０－２を設計することが、より安価およびより容易であり得る。

【0062】

[0071]図５－２は、アンテナチューナー１３０の別の例示的な実装形態を示す。描かれた構成では、容量性構成要素３０８－１～３０８－３は、それぞれのバラクタ（varactor）５０６－１～５０６－３を使用して実装される。バラクタ５０６－１～５０６－３は可変インピーダンスを有する。誘導性構成要素３１０－１および３１０－２は、それぞれの伝送線路５０８－１および５０８－２を使用して実装される。この場合、伝送線路５０８－１および５０８－２のインピーダンスは固定である。いくつかの実施形態では、伝送線路５０８の設計は、バラクタ５０６および／またはそれの設計に固有の制約を補償するために使用され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、バラクタ５０６に必要とされる同調範囲を低減するために、伝送線路５０８のサイズ（たとえば、長さ）は増加され得る。伝送線路５０８を基板１２２上にまたは基板１２２中に配設することにより、いくつかの実施形態ではそのような実装形態が可能になり得る。他の実装形態は、図５－３に関してさらに説明されるように、可変インピーダンスをもつ誘導性構成要素３１０を有することができる。

【0063】

[0072]図５－３は、アンテナチューナー１３０の追加の例示的な実装形態を示す。描かれた構成では、容量性構成要素３０８－１～３０８－３は、キャパシタ５１０－１～５１０－３を使用して実装される。キャパシタ５１０－１～５１０－３は、固定または可変インピーダンスを有することができる。誘導性構成要素３１０－１および３１０－２は、それぞれの同調可能インダクタ５１２－１および５１２－２を使用して実装される。同調可能インダクタ５１２－１および５１２－２は可変インピーダンスを有する。

【0064】

[0073]概して、アンテナチューナー１３０の実装形態は、ＩＣ同調回路１３６の容量性構成要素３０８－１～３０８－３、基板同調回路１３４の誘導性構成要素３１０－１～３１０－２、またはその両方を使用してインピーダンス同調を提供することができる。いくつかの実施形態では、誘導性構成要素３１０のうちの１つまたは複数を基板１２２上にまたは基板１２２中に実装するとき、設計の追加のスペースおよび／またはフレキシビリティが利用可能である。

【0065】

[0074]図５－１、図５－２、および図５－３の基板同調回路１３４が２つの誘導性構成要素３１０－１および３１０－２を含むことが示されているが、基板同調回路１３４は、１つの誘導性構成要素または３つ以上の誘導性構成要素を含む、任意の量の誘導性構成要素３１０を含むことができることを理解されたい。同様に、図５－１、図５－２、および図５－３のＩＣ同調回路１３６は、１つの容量性構成要素、２つの容量性構成要素、または４つ以上の容量性構成要素を含む、任意の量の容量性構成要素３０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、３つ以上の誘導性構成要素３１０が実装され、容量性構成要素３０８は、誘導性構成要素３１０の各々と並列に実装され、それぞれの他の容量性構成要素は、容量性構成要素と誘導性構成要素のペアを互いに結合する各ノードと、接地との間に結合される。概して、より大きい量の構成要素をもつ基板同調回路１３４および／またはＩＣ同調回路１３６の実装形態は、アンテナチューナー１３０の（図４－１または図４－２の）インピーダンス４１８に対して、より広いインピーダンス範囲と、より細かい制御とを可能にすることができる。

【0066】

[0075]アンテナチューナー１３０の誘導性構成要素３１０と容量性構成要素３０８とは、アンテナノード３０４と、トランシーバノード３０６と、接地５０４との間で任意のタイプの回路網に構成され得る。例示的な回路網は、直列回路網、並列回路網、Ｔ形回路網、π形回路網、Δ形回路網、Ｙ形回路網、またはそれらの何らかの組合せを含む。概して、アンテナチューナー１３０のアーキテクチャは、コンピューティングデバイス１０２の様々な動作構成４１２および／またはコンピューティングデバイス１０２が動作し得る様々な環境４２０にインピーダンス整合を提供するために、アンテナチューナー１３０が特定のインピーダンス同調範囲および分解能を有することを可能にするように設計される。

【0067】

[0076]当業者は、図１～図５－３に示されたもの以外の構成が、本明細書で説明される概念に従って実装され得ることを諒解されよう。たとえば、いくつかの実施形態では、アンテナ１２４はアンテナモジュール１２０から省略される。そのような実施形態では、アンテナ１２４は、別個のモジュール中にまたは基板１２２とは別個の基板上に実装され、アンテナノード３０４に結合され得る。いくつかの実施形態では、増幅回路１２８は、ＩＣ同調回路１３６が実装されたＩＣとは異なるＩＣ中に実装される。したがって、無線周波数集積回路１２６は、同じモジュール中にまたは異なるモジュール中に配設され得るいくつかのＩＣにスプリットされ得る。いくつかの実施形態では、アンテナモジュール１２０は、中間周波数とｍｍＷ周波数との間で変換するように構成されたミキサを含み、および／または相互接続を通して増幅回路１２８に結合された位相シフタを含む、ＩＣを含む別のモジュールに結合される。いくつかの実施形態では、基板同調回路１３４とＩＣ同調回路１３６とは、モジュール内に含まれていないが、周波数変換および／または位相シフト回路を、アンテナ１２４が実装された基板またはボードに結合する、フレキシブルプリント回路などの基板上に実装される。

【0068】

[0077]図６は、アンテナチューナー１３０を動作させるための例示的なプロセス６００を示すフロー図である。プロセス６００は、実施され得る動作を指定するブロック６０２～６０６のセットの形式で説明される。しかしながら、動作は、代替の順序で、または完全にもしくは部分的に重複する様式で実装され得るので、動作は、図６に示されているまたは本明細書で説明される順序に必ずしも限定されない。また、より多くの、より少ない、および／または異なる動作が、プロセス６００または代替プロセスを実施するように実装され得る。プロセス６００の図示のブロックによって表される動作は、（たとえば、図１の）コンピューティングデバイス１０２または（たとえば、図１、図２、もしくは図３の）アンテナモジュール１２０によって実施され得る。より詳細には、プロセス６００の動作は、部分的に、図１～図５－３に示されているアンテナチューナー１３０によって実施され得る。

【0069】

[0078]ブロック６０２において、無線周波数集積回路の増幅回路とアンテナとの間のインピーダンスを提供する。アンテナと無線周波数集積回路とは、基板上に（または、たとえばアンテナに関しては、基板中に）配設され得る。インピーダンスは、アンテナチューナーによって提供され、アンテナチューナーの誘導性構成要素の正のリアクタンスと、アンテナチューナーの容量性構成要素の負のリアクタンスとに基づく。誘導性構成要素は基板上にまたは基板中に配設され得、容量性構成要素は無線周波数集積回路内に実装され得る。

【0070】

[0079]たとえば、アンテナチューナー１３０は、無線周波数集積回路１２６の増幅回路１２８とアンテナ１２４との間のインピーダンス（たとえば、図４－１および図４－２のインピーダンス４１８－１、４１８－２、４１８－４、または４１８－５のうちの１つ）を提供する。アンテナ１２４と無線周波数集積回路１２６とは、図２に示されているように、基板１２２上に（または、たとえばアンテナ１２４に関して、基板１２２中に）配設される。アンテナチューナー１３０のインピーダンスは、基板１２２上にまたは基板１２２中に配設された、アンテナチューナー１３０の１つまたは複数の誘導性構成要素３１０の正のリアクタンスに基づく。さらに、インピーダンスは、（たとえば、図２のダイ２０４上に配設された）無線周波数集積回路１２６内に実装された、アンテナチューナー１３０の１つまたは複数の容量性構成要素３０８の負のリアクタンスに基づく。いくつかの状況では、インピーダンスは、アンテナ１２４と増幅回路１２８との間の反射係数の大きさが所定のしきい値以下になることを可能にする。このようにして、アンテナチューナーは、アンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を提供する。

【0071】

[0080]ブロック６０４において、インピーダンスを有するアンテナチューナーを介して、増幅回路からアンテナに無線周波数信号を受け渡す。たとえば、アンテナチューナー１３０は、増幅回路１２８（たとえば、図３の増幅回路１２８－１または１２８－Ｎ）からアンテナ１２４（たとえば、図３のアンテナ１２４－１または１２４－Ｎ）に、増幅された無線周波数信号（たとえば、図３の増幅された無線周波数信号３１６－１または３１６－Ｎ）を受け渡す。

【0072】

[0081]ブロック６０６において、アンテナを介して、無線周波数信号を送信する。たとえば、アンテナ１２４は、図４－１の無線周波数信号４１４－１または４１４－２などの無線周波数信号を送信する。送信に関して説明されているが、同様の動作は、図７に関してさらに説明されるように、受信のために実施され得る。

【0073】

[0082]図７は、アンテナチューナー１３０を動作させるための例示的なプロセス７００を示す別のフロー図である。プロセス７００は、実施され得る動作を指定するブロック７０２～７０６のセットの形式で説明される。しかしながら、動作は、代替の順序で、または完全にもしくは部分的に重複する様式で実装され得るので、動作は、図７に示されているまたは本明細書で説明される順序に必ずしも限定されない。また、より多くの、より少ない、および／または異なる動作が、プロセス７００または代替プロセスを実施するように実装され得る。プロセス７００の図示のブロックによって表される動作は、（たとえば、図１の）コンピューティングデバイス１０２または（たとえば、図１、図２、もしくは図３の）アンテナモジュール１２０によって実施され得る。より詳細には、プロセス７００の動作は、部分的に、図１～図５－３に示されているアンテナチューナー１３０によって実施され得る。

【0074】

[0083]ブロック７０２において、基板上にまたは基板中に配設されたアンテナを介して、無線周波数信号を受信する。たとえば、アンテナ１２４は、図４－１の無線周波数信号４１４－３を受信する。アンテナ１２４は、図２に示されているように、基板１２２上にまたは基板１２２中に配設され得る。

【0075】

[0084]ブロック７０４において、無線周波数集積回路の増幅回路とアンテナとの間のインピーダンスを提供する。無線周波数集積回路は基板上に配設され得る。インピーダンスは、アンテナチューナーによって提供され、アンテナチューナーの誘導性構成要素の正のリアクタンスと、アンテナチューナーの容量性構成要素の負のリアクタンスとに基づく。誘導性構成要素は基板上にまたは基板中に配設され得、容量性構成要素は無線周波数集積回路内に実装され得る。

【0076】

[0085]たとえば、アンテナチューナー１３０は、無線周波数集積回路１２６の増幅回路１２８とアンテナ１２４との間のインピーダンス（たとえば、図４－１および図４－２のインピーダンス４１８－３～４１８－５のうちの１つ）を提供する。無線周波数集積回路１２６は、図２に示されているように、基板１２２上に配設される。アンテナチューナー１３０のインピーダンスは、基板１２２上にまたは基板１２２中に配設された、アンテナチューナー１３０の１つまたは複数の誘導性構成要素３１０の正のリアクタンスに基づく。さらに、インピーダンスは、（たとえば、図２のダイ２０４上に配設された）無線周波数集積回路１２６内に実装された、アンテナチューナー１３０の１つまたは複数の容量性構成要素３０８の負のリアクタンスに基づく。いくつかの状況では、インピーダンスは、受信された無線周波数信号４１４－３の信号対雑音比が所定のしきい値以上になることを可能にする。このようにして、アンテナチューナーは、アンテナ１２４と増幅回路１２８との間のインピーダンス整合を提供する。

【0077】

[0086]ブロック７０６において、インピーダンスを有するアンテナチューナーを介して、アンテナから増幅回路に無線周波数信号を受け渡す。たとえば、アンテナチューナー１３０は、アンテナ１２４（たとえば、図３のアンテナ１２４－１または１２４－Ｎ）から増幅回路１２８（たとえば、図３の増幅回路１２８－１または１２８－Ｎ）に、無線周波数信号４１４－３（たとえば、図３の無線周波数信号３１８－１または３１８－Ｎ）を受け渡す。

【0078】

[0087]コンテキストが別段に規定しない限り、本明細書における「または」という単語の使用は、「包含的なまたは」あるいは単語「または」によってリンクされた１つまたは複数の項目の包含または適用を可能にする用語の使用と見なされ得る（たとえば、「ＡまたはＢ」という句は、単に「Ａ」を可能にすることとして、単に「Ｂ」を可能にすることとして、または「Ａ」と「Ｂ」の両方を可能にすることとして解釈され得る）。さらに、添付の図に表される項目、および本明細書で論じられる用語は、１つまたは複数の項目または用語を示し得、したがって、この書面による記述では、項目および用語の単数形または複数形に対して交換可能に言及されることがある。最後に、主題について構造的特徴または方法的動作に特有の文言で記述されたが、添付の特許請求の範囲において定義される主題は、特徴が配置される組成または動作が実施される順序に必ずしも限定されないことを含めて、前述の具体的な特徴または動作に必ずしも限定されないことを理解されたい。

【0079】

[0088]本明細書で説明される概念によるいくつかの構成について説明するいくつかの態様が以下に含まれる。

【0080】

[0089]態様１：装置であって、
基板と、
基板上にまたは基板中に配設されたアンテナと、
基板上に配設された無線周波数集積回路と、無線周波数集積回路が増幅回路を備える、
アンテナと増幅回路との間に結合されたアンテナチューナーと、アンテナチューナーが、
基板上に配設された誘導性構成要素と、
無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素と
を備える、
装置。

【0081】

[0090]態様２：
誘導性構成要素が、正のリアクタンスを提供するように構成され、
容量性構成要素が、負のリアクタンスを提供するように構成された、
態様１の装置。

【0082】

[0091]態様３：容量性構成要素が、誘導性構成要素と並列に接続された、態様１または２の装置。

【0083】

[0092]態様４：容量性構成要素がバラクタを備える、いずれかの先行する態様の装置。

【0084】

[0093]態様５：アンテナチューナーが、バラクタの負のリアクタンスを変化させるように構成された、態様４の装置。

【0085】

[0094]態様６：誘導性構成要素が伝送線路を備える、いずれかの先行する態様の装置。

【0086】

[0095]態様７：アンテナチューナーが、選択的に、
増幅回路の出力インピーダンスをアンテナの入力インピーダンスに整合させることと、
アンテナの出力インピーダンスを増幅回路の入力インピーダンスに整合させることと
を行うように構成された、いずれかの先行する態様の装置。

【0087】

[0096]態様８：
アンテナが、
第１の信号特性をもつ第１の無線周波数信号を送信することと、
第１の信号特性とは異なる第２の信号特性をもつ第２の無線周波数信号を送信することと
を行うように構成され、アンテナチューナーは、
アンテナが第１の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第１のインピーダンスを提供することと、第１のインピーダンスが、誘導性構成要素の正のリアクタンスおよび容量性構成要素の負のリアクタンスに基づく、
第２の無線周波数信号が送信されるより前に、
誘導性構成要素の正のリアクタンス、または
容量性構成要素の負のリアクタンス
のうちの少なくとも１つを変化させることと、
アンテナが第２の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第２のインピーダンスを提供することと、第２のインピーダンスが第１のインピーダンスとは異なる、
を行うように構成された、いずれかの先行する態様の装置。

【0088】

[0097]態様９：
第１の信号特性が第１の位相を備え、
第２の信号特性が、第１の位相とは異なる第２の位相を備える、
態様８の装置。

【0089】

[0098]態様１０：
第１の信号特性が第１の周波数を備え、
第２の信号特性が、第１の周波数とは異なる第２の周波数を備える、
態様８の装置。

【0090】

[0099]態様１１：第１の無線周波数信号および第２の無線周波数信号が、２４ギガヘルツ以上である少なくとも１つの周波数をそれぞれ備える、態様８の装置。

【0091】

[0100]態様１２：
誘導性構成要素が、第１の誘導性構成要素を備え、
容量性構成要素が、第１の容量性構成要素を備え、
アンテナチューナーが、
基板上にまたは基板中に配設された第２の誘導性構成要素と、
無線周波数集積回路内に実装された第２の容量性構成要素と、
無線周波数集積回路内に実装された第３の容量性構成要素と
を備える、
いずれかの先行する態様の装置。

【0092】

[0101]態様１３：
アンテナチューナーが、
アンテナに結合されたアンテナノードと、
共有ノードと、
増幅回路に結合されたトランシーバノードと
を備え、
第１の誘導性構成要素が、アンテナノードと共有ノードとの間に結合され、
第２の誘導性構成要素が、共有ノードとトランシーバノードとの間に結合され、
第１の容量性構成要素が、アンテナノードと共有ノードとの間に結合され、
第２の容量性構成要素が、共有ノードとトランシーバノードとの間に結合され、
第３の容量性構成要素が、共有ノードと接地との間に結合された、
態様１２の装置。

【0093】

[0102]態様１４：
アンテナが、第１のアンテナを備え、
増幅回路が、第１の増幅回路を備え、
アンテナチューナーが、第１のアンテナチューナーを備え、
無線周波数集積回路が、第２の増幅回路を備え、
装置は、
第１のアンテナ、および
基板上にまたは基板中に配設された第２のアンテナ
を備えるアンテナアレイと、
第２のアンテナと第２の増幅回路との間に結合された第２のアンテナチューナーと、第２のアンテナチューナーが、
基板上にまたは基板中に配設された誘導性構成要素、および
無線周波数集積回路内に実装された容量性構成要素
を備える、
を備える、
いずれかの先行する態様の装置。

【0094】

[0103]態様１５：
無線周波数集積回路内に実装されたミキサと、
無線周波数集積回路内に実装された第１の位相シフタと、第１の位相シフタが、ミキサと第１の増幅回路との間に結合された、
無線周波数集積回路内に実装された第２の位相シフタと、第２の位相シフタが、ミキサと第２の増幅回路との間に結合された、
をさらに備える、態様１４の装置。

【0095】

[0104]態様１６：増幅回路が、
送信のために無線周波数信号を増幅するように構成された電力増幅器、または
受信のために他の無線周波数信号を増幅するように構成された低雑音増幅器
のうちの少なくとも１つを備える、いずれかの先行する態様の装置。

【0096】

[0105]態様１７：
アンテナモジュールをさらに備え、
ここにおいて、基板と、アンテナと、無線周波数集積回路と、アンテナチューナーとが、アンテナモジュールの一部として一緒にパッケージングされた、
いずれかの先行する態様の装置。

【0097】

[0106]態様１８：
ディスプレイスクリーンと、
ディスプレイスクリーンおよびアンテナモジュールに動作可能に結合されたプロセッサと、プロセッサが、アンテナモジュールによって通信される無線周波数信号に基づいて、ディスプレイスクリーン上に１つまたは複数のグラフィカル画像を提示するように構成された、
をさらに備える、態様１７の装置。

【0098】

[0107]態様１９：装置であって、
基板と、
無線周波数信号を送信および受信するためのアンテナ手段と、アンテナ手段が基板上にまたは基板中に配設された、
無線周波数信号を調整するための手段を備える集積回路と、集積回路が基板上に配設された、
アンテナ手段と調整するための手段との間のインピーダンス整合を提供するための同調手段と、同調手段は、
正のリアクタンスを提供するための誘導性手段と、誘導性手段が基板上にまたは基板中に配設された、
負のリアクタンスを提供するための容量性手段と、容量性手段が集積回路の一部として実装された、
を備える、
を備える、装置。

【0099】

[0108]態様２０：容量性手段が、誘導性手段と並列に結合された、態様１９の装置。

【0100】

[0109]態様２１：容量性手段が、第１の負のリアクタンスおよび第２の負のリアクタンスを選択的に提供するようにさらに構成された、態様１９または２０の装置。

【0101】

[0110]態様２２：誘導性手段が、第１の正のリアクタンスおよび第２の正のリアクタンスを選択的に提供するようにさらに構成された、態様１９～２１のいずれか１つの装置。

【0102】

[0111]態様２３：
アンテナ手段が、
第１の信号特性をもつ無線周波数信号のうちの第１の無線周波数信号を送信することと、
第１の信号特性とは異なる第２の信号特性をもつ無線周波数信号のうちの第２の無線周波数信号を送信することと
を行うように構成され、同調手段は、
アンテナ手段が第１の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第１のインピーダンスを提供することと、第１のインピーダンスが、誘導性手段の正のリアクタンスおよび容量性手段の負のリアクタンスに基づく、
第２の無線周波数信号が送信されるより前に、
誘導性手段の正のリアクタンス、または
容量性手段の負のリアクタンス
のうちの少なくとも１つを変化させることと、
アンテナ手段が第２の無線周波数信号を送信したことに基づいて、第２のインピーダンスを提供することと、第２のインピーダンスが第１のインピーダンスとは異なる、
を行うように構成された、態様１９～２２のいずれか１つの装置。

【0103】

[0112]態様２４：アンテナチューナーを動作させるための方法であって、方法は、
アンテナチューナーを介して、無線周波数集積回路の増幅回路と基板上にまたは基板中に配設されたアンテナとの間のインピーダンスを提供することと、インピーダンスが、アンテナチューナーの誘導性構成要素の正のリアクタンスおよびアンテナチューナーの容量性構成要素の負のリアクタンスに基づき、誘導性構成要素が基板上にまたは基板中に配設され、容量性構成要素が無線周波数集積回路内に実装され、無線周波数集積回路が基板上に配設された、
インピーダンスを有するアンテナチューナーを介して、増幅回路からアンテナに無線周波数信号を受け渡すことと、
アンテナを介して、無線周波数信号を送信することと
を備える、方法。

【0104】

[0113]態様２５：
インピーダンスが、第１のインピーダンスを備え、
無線周波数信号が、第１の無線周波数信号を備え、
方法が、
誘導性構成要素の正のリアクタンスまたは容量性構成要素の負のリアクタンスのうちの少なくとも１つを変化させることと、
変化させたことに応答して、アンテナチューナーを介して、増幅回路とアンテナとの間の第２のインピーダンスを提供することと、第２のインピーダンスが第１のインピーダンスとは異なる、
第２のインピーダンスを有するアンテナチューナーを介して、増幅回路からアンテナに第２の無線周波数信号を受け渡すことと、
アンテナを介して、第２の無線周波数信号を送信することと
を備える、態様２４の方法。

【0105】

[0114]態様２６：
第１のインピーダンスを提供することが、増幅回路の出力インピーダンスをアンテナの第１の入力インピーダンスに整合させることを備え、
第２のインピーダンスを提供することが、増幅回路の出力インピーダンスをアンテナの第２の入力インピーダンスに整合させることを備え、アンテナの第２の入力インピーダンスが第１の入力インピーダンスとは異なる、
態様２５の方法。

【0106】

[0115]態様２７：第２の無線周波数信号が、第１の無線周波数信号とは異なる位相を有する、態様２５または２６の方法。

【0107】

[0116]態様２８：第２の無線周波数信号が、第１の無線周波数信号とは異なる周波数を有する、態様２５～２７のいずれか１つの方法。

【0108】

[0117]態様２９：容量性構成要素が、誘導性構成要素と並列に接続される、態様２４～２８のいずれか１つの方法。

【0109】

[0118]態様３０：
容量性構成要素がバラクタを備え、
誘導性構成要素が伝送線路を備える、
態様２４～２９のいずれか１つの方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-1】

【図4-2】

【図5-1】

【図5-2】

【図5-3】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】