DE102019107258A1 - Phased-array-antennenmodul und kommunikationsvorrichtung mit demselben - Google Patents

Phased-array-antennenmodul und kommunikationsvorrichtung mit demselben Download PDF

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Hyun-Seok Yu
Sang-Won Son
Siu-Chuang Ivan Lu
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Abstract

Es wird ein Antennenmodul (110) angegeben, das aufweist: ein Phased Array (111), das eine Mehrzahl von Antennen (221a-221d, 222) aufweist und dafür ausgelegt ist, ein erstes HF-Signal (RF1) und ein zweites HF-Signal (RF2), die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln; eine integrierte Frontend-Hochfrequenzschaltung (RFIC) (112), die eine erste HF-Schaltung (421), die dafür ausgelegt ist, das erste HF-Signal (RF1) zu verarbeiten oder zu erzeugen, und eine zweite HF-Schaltung (422), die dafür ausgelegt ist, das zweite HF-Signal (RF2) zu verarbeiten oder zu erzeugen, aufweist; und eine Vermittlungsschaltung (430), die dafür ausgelegt ist, gemäß einem Steuersignal sowohl die erste HF-Schaltung (421) als auch die zweite HF-Schaltung (422) mit einem ersten Anschluss oder einem zweiten Anschluss des Antennenmoduls (110) zu verbinden. Der erste und der zweite Anschluss sind jeweils mit einer Backend-RFIC (150) verbindbar, die ein Basisbandsignal verarbeitet oder erzeugt.

Description

  • VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Rechte aus der am 24. Mai 2018 beim US-Patent- und Markenamt eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/675,931 und aus der am 29. Juni 2018 beim koreanischen Patentamt eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0075949 , deren gesamte Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
  • Gebiet der Technik
  • Das Prinzip der Erfindung betrifft allgemein eine drahtlose Kommunikation, und genauer ein Phased-Array-Antennenmodul und eine Kommunikationsvorrichtung, in der dieses enthalten ist.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Eine Drahtloskommunikationsvorrichtung kann ein Multiple-Input/Multiple-Output(MIMO)-System für einen hohen Durchsatz und/oder eine verbesserte Signalqualität unterstützen. Diese Systeme können ein Diversitätsschema unterstützen, das die Auswahl einer (mehrerer) optimaler Antenne(n) oder einer optimalen Strahlrichtung abhängig von der Signalumgebung beinhaltet. Zu diesem Zweck kann eine Vorrichtung ein Antennenmodul aufweisen, das eine Mehrzahl von Antennen aufweist, die ein phasengesteuertes Feld bzw. Phased Array bilden, in dem die relative Phase zwischen Antennen bestimmend ist für die Strahlrichtung, was eine Strahllenkung und eine Kommunikation mit einem verbesserten Signal ermöglicht. MIMO kann zur Erhöhung des Durchsatzes ferner Multiplexing beinhalten, wobei voneinander unabhängige Informationssignale, die verschiedene Abschnitte eines Bitstroms darstellen, gleichzeitig mit unterschiedlichen Strahlrichtungen gesendet/empfangen werden.
  • Um ein Hochfrequenzband zu unterstützen, das durch starke Linearität gekennzeichnet ist, wie etwa Millimeterwellen (mmWave), bei denen die Wellen bestimmte Hindernisse nicht effizient umgehen oder durchdringen, kann die Drahtloskommunikationsvorrichtung eine Mehrzahl von Antennenmodulen aufweisen. Jedes Antennenmodul kann selbst ein Phased Array aufweisen. Die Antennenmodule sind so voneinander beabstandet, dass die Übermittlung eines Signals über ein ausgewähltes einzelnes Antennenmodul oder über eine ausgewählte Gruppe von Antennenmodulen ermöglicht wird. Wenn beispielsweise eine Kommunikation unter Verwendung eines zu Anfang ausgewählten Antennenmoduls durch ein Hindernis oder eine geänderte Orientierung/Ausrichtung der Drahtloskommunikationsvorrichtung unterbrochen wird, kann die Kommunikation an ein anderes Antennenmodul oder andere Antennenmodule, das bzw. die mit besserer Signalqualität kommunizieren, übergeben werden. Somit ist eine Struktur für eine effiziente Verarbeitung von Signalen, die über eine Mehrzahl von Antennenmodulen empfangen werden, und von Signalen, die über eine Mehrzahl von Antennenmodulen gesendet werden, erstrebenswert.
  • KURZFASSUNG
  • Ausführungsformen der erfinderischen Idee stellen ein Antennenmodul für die effiziente Verarbeitung von Signalen und eine Kommunikationsvorrichtung, in der das Antennenmodul enthalten ist, bereit.
  • Gemäß einem Aspekt der erfinderischen Idee wird ein Antennenmodul bereitgestellt, das aufweist: ein Phased Array, das eine Mehrzahl von Antennen aufweist und dafür ausgelegt ist, ein erstes HF-Signal und ein zweites HF-Signal, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln; eine integrierte Frontend-Hochfrequenzschaltung (RFIC), die eine erste HF-Schaltung, die dafür ausgelegt ist, das erste HF-Signal zu verarbeiten oder zu erzeugen, und eine zweite HF-Schaltung, die dafür ausgelegt ist, das zweite HF-Signal zu verarbeiten oder zu erzeugen, aufweist; und eine Vermittlungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, entsprechend einem Steuersignal sowohl die erste HF-Schaltung als auch die zweite HF-Schaltung mit einem ersten Anschluss oder einem zweiten Anschluss des Antennenmoduls zu verbinden. Der erste und der zweite Anschluss sind mit einer Backend-RFIC verbindbar, die ein Basisbandsignal verarbeitet oder erzeugt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der erfinderischen Idee wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine erste Signalleitung und eine zweite Signalleitung; eine integrierte Backend-Hochfrequenzschaltung (RFIC), die dafür ausgelegt ist, ein Basisbandsignal zu verarbeiten oder zu erzeugen; und ein erstes Antennenmodul, das über die erste Signalleitung und die zweite Signalleitung mit der Backend-RFIC verbunden ist und ein Phased Array aufweist, das dafür ausgelegt ist, ein erstes HF-Signal und ein zweites HF-Signal, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln, wobei das erste Antennenmodul dafür ausgelegt ist, so mit der Backend-RFIC zu kommunizieren, dass ein erstes internes Signal, das dem ersten HF-Signal entspricht, und ein zweites internes Signal, das dem zweiten HF-Signal entspricht, entsprechend einem Steuersignal jeweils durch die erste Signalleitung oder die zweite Signalleitung gelassen werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der erfinderischen Idee wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine integrierte Backend-Hochfrequenzschaltung (RFIC), die dafür ausgelegt ist, ein Basisbandsignal zu verarbeiten oder zu erzeugen; und ein erstes bis drittes Antennenmodul, die jeweils ein Phased Array aufweisen, das dafür ausgelegt ist, ein erstes HF-Signal und ein zweites HF-Signal, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln, wobei die Backend-RFIC einen ersten bis vierten 4-Wegeschalter aufweist, wobei das erste Antennenmodul mit einem zweiten Anschluss des ersten 4-Wegeschalters und einem ersten Anschluss des zweiten 4-Wegeschalters verbunden ist, das zweite Antennenmodul mit einem zweiten Anschluss des zweiten 4-Wegeschalters und einem ersten Anschluss des dritten 4-Wegeschalters verbunden ist und das dritte Antennenmodul mit einem zweiten Anschluss des dritten 4-Wegeschalters und einem zweiten Anschluss des vierten 4-Wegeschalters verbunden ist.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der erfinderischen Idee werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente oder Funktionen bezeichnen, und worin:
    • 1 ein Blockdiagramm eines Drahtloskommunikationssystems, das eine Kommunikationsvorrichtung enthält, gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 2 eine perspektivische Ansicht eines Antennenmoduls gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 3 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Antennenmoduls entlang der Linien III-III von 2 gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 4 ein Blockdiagramm eines Antennenmoduls und einer integrierten Backend-Hochfrequenzschaltung (RFIC) gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 5A und 5B Diagramme sind, die jeweilige Schaltzustände eines Betriebs einer Vermittlungsschaltung aus 4 gemäß Ausführungsformen sind;
    • 6A und 6B Blockdiagramme sind, die jeweils Beispiele für HF-Schaltungen, die in einer Frontend-RFIC enthalten sind, gemäß Ausführungsformen zeigen;
    • 7A und 7B Blockdiagramme sind, die jeweils Beispiele für eine Backend-RFIC und einen Datenprozessor gemäß Ausführungsformen zeigen;
    • 8 ein Blockdiagramm ist, das eine Backend-RFIC und Antennenmodule gemäß einer Ausführungsform zeigt;
    • 9 ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 10 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betätigen einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist; und
    • 11 ein Blockdiagramm ist, das Beispiele für eine Kommunikationsvorrichtung, die ein Antennenmodul aufweist, gemäß einer Ausführungsform zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen zur Erläuterung der erfinderischen Idee unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Hierin kann der Begriff Phased Array mindestens zwei Antennen bezeichnen, die gemeinsam ein oder mehrere Informationssignale übermitteln (d.h. senden und/oder empfangen). In einem Phased Array wird eine Einfügungsphase von Signalwegen, die mit den Antennen verbunden sind, so eingestellt oder dynamisch angepasst, dass ein Strahl erzeugt wird, der in eine gewünschte Richtung weist. Der Begriff Phased Array, wie hierin verwendet, kann auch mindestens zwei Sätze von Antennen zusammen bezeichnen, die innerhalb desselben Antennenmoduls angeordnet sind, wo jeder Antennensatz eine Mehrzahl von Antennenelementen aufweist. In diesem Fall kann ein erster Antennensatz des Phased Array verwendet werden, um eine Signalenergie zu übermitteln, die in einer ersten Richtung polarisiert ist, und ein zweiter Antennensatz kann verwendet werden, um eine Signalenergie zu übermitteln, die in einer zweiten Richtung polarisiert ist.
  • Hierin können die Begriffe Antennenelement und Antenne austauschbar verwendet werden.
  • Wenn hierin angegeben wird, dass eine Antenne ein Signal übermittelt, dann sendet und/oder empfängt die Antenne das Signal.
  • Hierin wird der Begriff Hochfrequenz (HF) so verwendet, dass er Frequenzen umfasst, die vom kHz-Bereich bis zu mmWave-Frequenzen reichen.
  • Hierin können die Wörter „Empfangs-“ und „Sende-“ adjektivisch verwendet werden. Zum Beispiel bezeichnet „ein Empfangssignal“ ein Signal, das empfangen wird, „ein Sendesignal“ bezeichnet ein Signal, das gesendet wird, „Empfangssignalleistung“ bezeichnet eine Leistung eines Empfangssignals usw.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Drahtloskommunikationssystems 5 gemäß einer Ausführungsform, das eine Kommunikationsvorrichtung aufweist. Das Drahtloskommunikationssystem 5 kann ein Drahtloskommunikationssystem beinhalten, das ein zelluläres Netz verwendet, wie etwa ein 5th-Generation-Wireless(5G)-System, ein Long-Term-Evolution(LTE)-System, ein LTE-Advanced-System, ein Code-Division-Multiple-Access(CDMA)-System, ein Global-System-for-Mobile-Communication(GSM)-System, ein Wireless-Local-Area-Network(WLAN)-System oder eine andere Art von Drahtloskommunikationssystem. Im Folgenden wird das Drahtloskommunikationssystem 5 hauptsächlich als Drahtloskommunikationssystem beschrieben, das ein zelluläres Netz nutzt, aber Ausführungsformen, die nicht-zelluläre Netze beinhalten, sind ebenso möglich. Wie in 1 gezeigt ist, können im Drahtloskommunikationssystem 5 Drahtloskommunikationsvorrichtungen, d.h. eine Basisstation (BS) 3 und ein Nutzer- bzw. Endgerät (UE) 100 miteinander kommunizieren. Im Folgenden kann eine Drahtloskommunikationsvorrichtung auch als Kommunikationsvorrichtung bezeichnet werden.
  • BS 3 kann allgemein für eine feste Station stehen, die mit einem UE und/oder einer anderen BS kommuniziert und die durch eine Kommunikation mit dem UE und/oder der anderen BS Daten und Steuerinformationen austauschen kann. Zum Beispiel kann die BS 3 ein Knoten bzw. Node B, ein Evolved-Node B (eNB), ein Sektor, ein Ort, ein Basis-Transceiversystem (BTS), ein Zugangspunkt (AP), ein Relaisknoten, ein Remote Radio Head (RRH), eine Funkeinheit (RU) oder eine kleine Zelle sein. In der vorliegenden Offenbarung hat „Zelle“ eine umfassende Bedeutung, die eine Teilregion oder -funktion angibt, die z.B. innerhalb der Reichweite eines Basisstation-Controller (BSC) in CDMA, einem Knoten B in WCDMA, einem eNB oder Sektor (Ort) in LTE liegt. Beispiele für einen Bereich einer Zelle schließen Regionen mit unterschiedlicher Reichweite ein, wie etwa Megazelle, Makrozelle, Pikozelle, Femtozelle, Relaisknoten, RRH, RU und Kleinzellenkommunikationsbereiche.
  • Das UE 100 kann fest oder mobil sein und jede Vorrichtung bezeichnen, die in der Lage ist, Daten zu senden oder zu empfangen und/oder Informationen durch eine Kommunikation mit der BS 3 zu steuern. Zum Beispiel kann das UE 100 ein Terminal, eine Mobilstation (MS), ein mobiles Endgerät (MT), ein Benutzer-Terminal (UT), eine Teilnehmerstation (SS), eine drahtlose Vorrichtung oder eine in der Hand zu haltende Vorrichtung sein.
  • Ein drahtloses Kommunikationsnetz zwischen dem UE 100 und der BS 3 kann eine Kommunikation zwischen Benutzern unterstützten, indem es verfügbare Netzressourcen zur Nutzung bereitstellt. Zum Beispiel können in dem drahtlosen Kommunikationsnetz Informationen über verschiedene Mehrfachzugriffsverfahren, wie etwa CDMA, Frequenzmultiplexing (FDMA), Zeitmultiplexing (TDMA), orthogonales Frequenzmultiplexing (OFDMA), Einzelträger-Frequenzmultiplexing (SC-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA und OFDM-CDMA übertragen werden. Wie in 1 gezeigt ist, können das UE 100 und die BS 3 über eine Aufwärtsstrecke bzw. einen Uplink UL und eine Abwärtsstrecke bzw. einen Downlink DL miteinander kommunizieren. Gemäß manchen Ausführungsformen können Benutzervorrichtungen über einen Sidelink miteinander kommunizieren, wie bei Device-to-Device (D2D).
  • Wie in 1 gezeigt ist, kann das UE 100 eine Mehrzahl von Antennenmodulen 110, 120, 130 und 140, eine integrierte Back-End-Funkfrequenzschaltung (RFIC) 150 und einen Datenprozessor 160 einschließen. Die Antennenmodule 110-140 können mit der Backend-RFIC 150 kommunizieren, und die Backend-RFIC 150 kann mit dem Datenprozessor 160 kommunizieren. In 1 schließt die UE 100 vier Antennenmodule 110 bis 140 ein, aber in alternativen Beispielen können mehr oder weniger Antennenmodule verwendet werden.
  • Ein Signal mit einer kurzen Wellenlänge kann eine starke Linearität in einem Hochfrequenzband wie etwa einem Millimeterwellenband aufweisen und kann sich demgemäß von einem Hindernis leicht schwächen lassen. Bei kurzwelligen Signalen kann eine Signalleistung, die durch eine Antenne empfangen wird, verringert werden, wenn die Richtung, in welche die Antenne weist oder in der sie ausgerichtet/polarisiert ist, nicht zu der des ankommende Signals passt. Beim Senden kann eine umgekehrte Bedingung eintreten. Das UE 100 kann die Mehrzahl von Antennenmodulen 110-140 einschließen, die voneinander beabstandet sein können, wie in 1 gezeigt ist. Eine Empfangsleistung kann an den Standorten der Antennenmodule 110-140 jeweils verschieden sein. Unterschiede in der Empfangsleistung können auf Unterschiede in Mehrwegereflexionen an den verschiedenen Standorten der Antennenmodule zurückgehen, die z.B. Änderungen der Polarisierung des ankommenden Signals bewirken können. Ferner kann jedes Antennenmodul voreingestellt werden, um einen Strahl in einer jeweils anderen Richtung zu bilden, so dass alle Antennenmodule 110-140 zusammen einen breiteren Bereich abdecken. Durch dynamisches Auswählen eines oder mehrerer Antennenmodule 110-140 mit einem Signal von hoher Qualität ist eine Kommunikation mit der BS 3 trotz einer nichtoptimalen Richtung, in die das UE 100 weist, oder trotz der Nähe eines Hindernisses, wie etwa des Köpers eines Benutzers, immer noch möglich. In einem Beispiel können die Antennenmodule 110-140 entlang eines Randes des UE 100 voneinander beabstandet sein. Falls das UE 100 beispielsweise ein Profil mit der allgemeinen Form eines Rechtecks aufweist, können die Antennenmodule 110-140 jeweils an einer entsprechenden Ecke des Rechtecks montiert sein.
  • Jedes von den Antennenmodulen 110-140 kann ein Phased Array aufweisen. Zum Beispiel kann das Antennenmodul 110 ein Phased Array 111 aufweisen, das eine Mehrzahl von Antennen einschließt. Die Mehrzahl von Antennen des Phased Array 111 kann gemäß manchen Ausführungsformen so verwendet werden, dass sie gemeinsam einen Strahl bilden, und kann für ein auf MIMO basierendes Kommunikationsschema verwendet werden. Zum Beispiel können anhand von MIMO die Antennenmodule 110-140 gemeinsam genutzt werden, um gleichzeitig eine Mehrzahl unabhängiger Signal zu übermitteln, die das gleiche Frequenzbandbesetzen, die aber in unterschiedlichen Richtungen laufen, wodurch der Durchsatz erhöht wird. Ebenso kann gemäß manchen Ausführungsformen das Phased Array 111 eine Antenne aufweisen, die dafür ausgelegt ist, ein Signal zu übermitteln, das in einer vorgegebenen Richtung polarisiert ist, oder kann eine Antenne einschließen, die dafür ausgelegt ist, mindestens zwei Signale, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, gleichzeitig zu senden oder zu empfangen.
  • Jedes von den Antennenmodulen 110-140 kann eine Frontend-RFIC aufweisen. Zum Beispiel kann das Antennenmodul 110 eine Frontend-RFIC 112 aufweisen, die mit einer Mehrzahl von Antennen des Phased Array 111 gekoppelt sein kann. Die Frontend-RFIC 112 kann in einem Empfangsmodus an der Backend-RFIC 150 ein Signal bereitstellen, das durch Verarbeiten von Signalen erhalten wird, die vom Phased Array 111 empfangen worden sind, oder in einem Sendemodus am Phased Array 111 ein Signal bereitstellen, das durch Verarbeiten eines Signals erzeugt wird, das von der Backend-RFIC 150 erhalten worden ist.
  • Die Backend-RFIC 150 kann ein Basisbandsignal verarbeiten oder erzeugen. Zum Beispiel kann die Backend-RFIC 150 vom Datenprozessor 160 ein Basisbandsignal empfangen und ein Signal, das durch Verarbeiten des Basisbandsignals erzeugt wird, an mindestens einem der Antennenmodule 110-140 bereitstellen. Ferner kann die Backend-RFIC 150 am Datenprozessor 160 ein Signal bereitstellen, das durch Verarbeiten eines Signals erzeugt worden ist, das aus dem mindestens einen von den Antennenmodulen 110-140 empfangen wurde.
  • Der Datenprozessor 160 kann ein Basisbandsignal auf Basis von Daten erzeugen, die an die BS 3 gesendet werden sollen, und das Basisbandsignal an der Backend-RFIC 150 bereitstellen, oder kann Daten, die aus der BS 3 empfangen worden sind, aus einem Basisbandsignal extrahieren, das aus der Backend-RFIC 150 empfangen worden ist. Zum Beispiel kann der Datenprozessor 160 mindestens einen Digital-zu-AnalogWandler (DAC) aufweisen, der durch Umwandeln von digitalen Daten, die aus Daten moduliert wurden, die an die BS 3 gesendet werden sollen, ein Basisbandsignal ausgibt. Der Datenprozessor 160 kann auch mindestens einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) aufweisen, wobei der mindestens eine ADC durch Umwandeln eines Basisbandsignals digitale Daten ausgeben kann. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der Datenprozessor 160 mindestens einen Kern aufweisen, der eine Reihe von Befehlen ausführt, und kann als Modem bezeichnet werden.
  • Wie oben beschrieben, kann ein Phased Array (zum Beispiel ein Phased Array 111), das in einem Antennenmodul enthalten ist, eine Mehrzahl von Signalen übermitteln, wie etwa Signale mit unterschiedlichen Polarisierungen, und da das UE 100 die Mehrzahl von Antennenmodulen 110-140 enthalten kann, kann dies die Zahl der Verbindungen zwischen der Mehrzahl von Antennenmodulen 110-140 und der Backend-RFIC 150 erhöhen. Wenn die Backend-RFIC 150 aufgrund der größeren Zahl von Verbindungen eine größere Zahl von Anschlussstiften aufweist, können sowohl die Größe der Backend-RFIC 150 zunehmen als auch eine größere Zahl von Komponenten, die den Verbindungen entsprechen, bereitgestellt werden müssen. Wenn die Zahl von Signalleitungen zwischen der Mehrzahl von Antennenmodulen 110-140 und der Backend-RFIC 150 größer wird, kann die Struktur des UE 100 komplex werden, und eine Raumausnutzung des UE 100 kann aufgrund der Zuweisung von Raum für die Anordnungen der Signalleitungen schlechter werden. Infolgedessen kann die Miniaturisierung des UE 100 beschränkt sein. Gemäß der erfinderischen Idee, die weiter unten erläutert wird, kann eine solche Vergrößerung der Zahl von Verbindungen und Komponenten gebremst werden.
  • Manche von der Mehrzahl von Signalen, die den Phased Arrays der Antennenmodule 110-140 entsprechen, können für eine Kommunikation mit der BS 3 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Antennenmodul von den Antennenmodulen 110-140, das aufgrund eines Hindernisses und/oder wegen der Richtung, in der das UE 100 weist, eine nicht zufriedenstellende Kommunikation bereitstellt, von einer Kommunikation mit der BS 3 ausgeschlossen werden. Wenn die Kommunikation über ein Signal, das in einer bestimmten Richtung polarisiert ist, nicht zufriedenstellend ist, kann außerdem die Übermittlung des Signals ausgeschlossen werden. Wie nachstehend beschrieben wird, können die Antennenmodule 110-140 und die Backend-RFIC 150 im UE 100 so miteinander verbunden werden, dass manche von der Mehrzahl von Signalen, die den Antennenmodulen 110-140 entsprechen, weggelassen werden, während Signale, die für eine Kommunikation ausgewählt worden sind, verarbeitet werden. Zum Beispiel werden die weggelassenen Signalen nicht zur Backend-RFIC 150 hin/von dieser weg geführt. Demgemäß kann die Anzahl der Verbindungen zwischen den Antennenmodulen 110-140 und der Backend-RFIC 150, die andernfalls dazu bestimmt sind, jedes Signal jedes Mal zu führen, im UE 100 verringert sein, und das UE 100 kann eine einfache Struktur aufweisen. Ferner kann das UE 100 für eine gegebene Zahl von Verbindungen eine erhöhte Zahl von MIMO-Strömen unterstützen, und infolgedessen kann das UE 100 eine höhere Datenübertragungsrate bereitstellen. Im Folgenden wird mindestens eine Ausführungsform hauptsächlich des UE 100 als Beispiel für eine Kommunikationsvorrichtung beschrieben, aber es sei klargestellt, dass auf andere Arten von Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa die BS 3, andere Ausführungsformen angewendet werden können.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Antennenmoduls 200 gemäß einer Ausführungsform; 3 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Antennenmoduls 200 entlang der Linien III-III von 2 gemäß einer Ausführungsform. Genauer ist 3 eine Querschnittsansicht, in der das Antennenmodul 200 von 2 in der Z-Y-Ebene durchschnitten ist, wobei die Z-Achse senkrecht ist zu einer Hauptoberfläche des Antennenmoduls 200.
  • Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt ist, ist das Antennenmodul 200 ein Beispiel für irgendeines der Antennenmodule 110-140 und kann so innerhalb des UE 100 installiert sein, dass seine Oberseite (Hauptoberfläche) parallel zur Hauptoberfläche (z.B. einer Frontfläche) des UE 100 ist. Die Dickenrichtung des Antennenmoduls 200 kann mit der Dickenrichtung des UE 100 übereinstimmen. In diesem Fall können in einem Fall, wo der Benutzer die Vorrichtung so hält, dass ihre Frontfläche vertikal ausgerichtet ist (das UE z.B. mit der Vorderseite nach oben auf einer flachen Oberfläche liegt), die folgende Sprachregelung diesem Ausrichtungszustand entsprechen: eine X-Achsenrichtung und eine Y-Achsenrichtung, die zueinander senkrecht sind, können als erste horizontale Richtung bzw. als zweite horizontale Richtung bezeichnet werden, und die X-Y-Ebene kann als horizontale Ebene bezeichnet werden. Ebenso kann eine Richtung, die senkrecht ist zur horizontalen Ebene, d.h. eine Z-Achsenrichtung, als vertikale Richtung bezeichnet werden, wobei Komponenten, die in einer +Z-Achsenrichtung in Bezug auf andere Komponenten angeordnet sind, als oberhalb der anderen Komponenten liegend bezeichnet werden können und Komponenten, die in einer -Z-Achsenrichtung in Bezug auf andere Komponenten angeordnet sind, als unterhalb der anderen Komponenten liegend bezeichnet werden können. Von den Oberflächen einer Komponente kann eine Oberfläche in der +Z-Achsenrichtung als Oberseite bezeichnet werden und eine Oberfläche in der -Z-Achsenrichtung kann als Unterseite bezeichnet werden. Man beachte, dass es sich bei dem Antennenmodul 200 in 2 und 3 nur um Beispiele handelt, die gegen andere geeignete Konfigurationen ausgetauscht werden können.
  • Wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, kann das Antennenmodul 200 ein Phased Array 220, das eine Mehrzahl von Antennen aufweist, und eine Frontend-RFIC 210 aufweisen. Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Antennenmodul 200 anhand von Halbleiterprozessen hergestellt werden, und wie in 2 gezeigt, kann das Phased Array 220 an der Frontend-RFIC 210 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das Antennenmodul 200 ein erstes und ein zweites Substrat in einer gestapelten Konfiguration aufweisen. Das Phased Array 220 kann auf oder in dem ersten Substrat bereitgestellt werden, und die Frontend-RFIC 210 kann auf oder in dem zweiten Substrat bereitgestellt werden. Da die meisten Verlustparameter in einem Hochfrequenzband, wie etwa einem mmWave-Band, schlechter werden können, kann es schwierig sein, ein Layout eines Antennenmoduls, das in einem relativ niedrigen Frequenzband, wie etwa einem Band mit weniger als 6 GHz, verwendet wird, intern zu häusen. Genauer können das Phased Array 220 und die Frontend-RFIC 210 in einer Sandwich-Struktur angeordnet werden, wie in 2 gezeigt ist, um eine Signaldämpfung zu verringern, die durch eine Speiseleitung verursacht wird, die ein Signal zu einer Antenne liefert oder ein Signal aus der Antenne extrahiert. Eine Struktur wie sie in 2 gezeigt ist, bei der Antennen, d.h. das Phased Array 220, auf der Frontend-RFIC 210 angeordnet sind, kann als System-in-Package(SiP)-Struktur bezeichnet werden.
  • Wie in 2 gezeigt ist, kann das Phased Array 220 Patches 222 (auch als „Patch-Antennen“) und Dipolantennen 221a, 221b, 221c und 221d aufweisen. Zum Beispiel kann jedes von den Patches 222 elektromagnetische Wellen in der +Z-Achsenrichtung aussenden oder elektromagnetische Wellen in der -Z-Achsenrichtung absorbieren, während die Dipolantennen 221a-221d die Reichweite des Phased Array 220 erweitern können. Anordnungen von Patch-Antennen und Dipolantennen in 2 sind nur Beispiele. Jedes Phased Array 220 muss mindestens zwei Antennenelemente aufweisen, damit eine Phasenbeziehung zwischen den Antennenelementen genutzt werden kann, um einen Strahl in einer gewünschten Richtung zu bilden. Ferner kann mindestens eines von den Antennenelementen jedes Phased Array 220 so angesteuert werden oder angeordnet sein, dass es eine Polarisierung aufweist, die sich von der mindestens eines anderen Antennenelements des Phased Array 220 unterscheidet. Wie bereits angegeben, kann jedes Antennenmodul 110-140 so gestaltet sein, dass es einen Strahl in jeweils einer anderen Richtung bildet, was durch unterschiedliche gegenseitige Phasenbeziehungen zwischen den Antennenelementen verwirklicht werden kann.
  • Zum Beispiel können in dem Beispiel von 1 und 2 beliebige von den Patches 222 an einem ersten Speisepunkt 228 in der Nähe eines ersten Randes des Patch angesteuert werden, um einen Strahl mit einer ersten Polarisierung in der Y-Richtung zu bilden. Falls das Patch an einem zweiten Punkt 229 in der Nähe eines zweiten Seitenrands des Patch angesteuert wird (wobei die zweite Seite senkrecht zur ersten Seite ist), kann der resultierende Strahl eine zweite Polarisierung in der X-Richtung (einer orthogonalen Richtung) aufweisen. Mindestens eines von den Patches 222 eines gegebenen Phased Array 220 kann so angesteuert werden, dass es mit der ersten Polarisierung sendet/empfängt, während mindestens eines von den anderen Patches 222 so angesteuert werden kann, dass es mit der zweiten Polarisierung sendet/empfängt. Wie später erläutert wird, kann jedes Antennenmodul 200 einen Leistungsdetektor (z.B. einen Leistungsdetektor 911 von 9) aufweisen, um die HF-Leistung zu messen, die bei der ersten und der zweiten Polarisierung empfangen wird. Die Polarisierung mit dem stärkeren Signal kann dann ausgewählt werden, um ein Empfangs- und/oder Sendesignal für dieses Antennenmodul 200 bereitzustellen, während das Signal für die nicht ausgewählte Polarisierung nicht verwendet werden könnte. Man beachte, dass die erste und die zweite Polarisierung orthogonale Polarisierungen sein können, wie im obigen Beispiel, aber sie können in anderen Ausführungsformen auch nicht-orthogonal sein.
  • In der Beispielsstruktur des Antennenmoduls 200 sind die Dipole 221a, 221b parallel zur ersten Achse (z.B. der Y-Achse) ausgerichtet, und die Dipole 221c, 221d sind entlang der zweiten Achse (z.B. der X-Achse) ausgerichtet. Wenn das UE 100 in einem Beispiel von einem Benutzer so gehalten wird, dass seine Vorderseite im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, kann die Oberseite des Antennenmoduls 200 horizontal ausgerichtet sein. Falls das Antennenmodul 200 in einer Ecke des UE 100 montiert ist, können die Dipole 221a und 221b horizontal ausgerichtet werden und dadurch eine horizontale Polarisierung erzeugen, während die Dipole 221c, 221d vertikal ausgerichtet werden und dadurch eine vertikale Polarisierung erzeugen. Demgemäß kann eine Polarisierungsdiversität anhand der Dipole 221a-221d in dieser Art von Anordnung erzielbar sein.
  • Wie in 3 gezeigt ist, kann im Phased Array 220 jedes Patch 222 ein oberes Patch sein, das mittels eines unteren Patch 223 elektromagnetisch angesteuert wird. Alternativ dazu könnte nur ein einziges, oberes Patch enthalten sein und direkt von einer Antennenspeiseeinrichtung 225 angesteuert werden, die direkt zu ihm verläuft (wobei eine solche direkte Verbindung in 3 nicht gezeigt ist). Im Fall von 3 können das obere und das untere Patch 222, 223 in der Z-Achsenrichtung parallel voneinander beabstandet sein und können elektromagnetische Wellen in der +Z-Richtung aussenden. Das obere Patch 222 und das untere Patch 223 können ein leitendes Material, wie etwa ein Metall, aufweisen und können eine rechteckige Form aufweisen wie in 2 gezeigt oder können eine kreisrunde oder andere Form aufweisen. Wie in 3 gezeigt ist, kann das Phased Array 220 gemäß manchen Ausführungsformen ferner eine Bodenplatte 224 unterhalb des unteren Patch 223 aufweisen. Außerdem kann das Phased Array 220 die Speiseleitung 225 und eine Mehrzahl vergrabener Durchkontaktierungen 226 aufweisen. Die Speiseleitung 225 kann mit dem unteren Patch 223 verbunden sein, während die Mehrzahl vergrabener Durchkontaktierungen 226 so ausgelegt sein kann, dass ein konstantes Potential daran angelegt wird, und sie können beispielsweise mit der Bodenplatte 224 verbunden sein, wie in 3 gezeigt ist.
  • Die Frontend-RFIC 210 kann an einer Unterseite des Phased Array 220 montiert sein, und die Frontend-RFIC 210 kann über die Speiseleitung 225 elektrisch mit dem unteren Patch 223 verbunden sein. Gemäß manchen Ausführungsformen können das Phased Array 220 und die Frontend-RFIC 210 über Flip-Chip(controlled collapsed chip)-Verbindung (C4) miteinander verbunden werden. Die Struktur des Antennenmoduls 200 von 2 und 3 ist nur ein Beispiel; es kann gegen andere geeignete Konfigurationen ausgetauscht werden.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Antennenmoduls 400 und einer Backend-RFIC 300 gemäß einer Ausführungsform. Das Antennenmodul 400 ist ein Beispiel für ein beliebiges der Antennenmodule 110-140 und 200, und die Backend-RFIC 300 ist ein Beispiel für die RFIC 150. Wie in 4 gezeigt ist, können das Antennenmodul 400 und die Backend-RFIC 300 über eine erste Signalleitung 301 und eine zweite Signalleitung 302 miteinander kommunizieren, und gemäß manchen Ausführungsformen kann jede von der ersten und der zweiten Signalleitung 301 und 302 eine Differentialleitung zum Senden eines Differentialsignals aufweisen. Sowohl die erste Signalleitung 301 als auch die zweite Signalleitung 302 können einer der Leiter einer Sendeleitung sein, wie etwa eine Mikrostreifen- oder Streifenleitung (wobei der andere Leiter eine Massefläche ist), wo die Signalenergie innerhalb der Sendeleitung zwischen dem Antennenmodul 400 und der Backend-RFIC 300 läuft. (Im Falle einer Mikrostreifenleitung oder anderen Sendeleitung läuft das Signal zwar typischerweise innerhalb des dielektrischen Materials zwischen der Signalleitung und dem anderen Leiter in der Sendeleitung, z.B. einer Massefläche des Mikrostreifens, aber hierin kann es so ausgedrückt werden, dass ein Signal zwischen Komponenten an einander entgegengesetzten Enden der Sendeleitung reist, indem es durch die Signalleitung „durchgelassen“ wird.)
  • Das Antennenmodul 400 kann einen ersten Anschluss 441, der mit der ersten Leitung 301 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss 442, der mit der zweiten Leitung 302 verbunden ist, aufweisen. Ein Signal, das durch den ersten Anschluss 441 und die erste Leitung 301 gesendet wird, kann als erstes internes Signal INT1 bezeichnet werden, und ein Signal, das durch den zweiten Anschluss 442 und die zweite Leitung 302 gesendet wird, kann als zweites internes Signal INT2 bezeichnet werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann jedes vom ersten internen Signal INT1 und zweiten internen Signal INT2 ein Differentialsignal sein, und jeder vom ersten Anschluss 441 und zweiten Anschluss 442 kann ein Differentialanschluss für ein Differentialsignal sein. Wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, kann das Antennenmodul 400 ein Phased Array 410 (ein Beispiel für ein Phased Array 111 oder 220) und eine Frontend-RFIC 420 (ein Beispiel für die Frontend-RFIC 112 oder 210) aufweisen und kann ferner eine Vermittlungsschaltung 430 aufweisen. Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Vermittlungsschaltung 430 zusammen mit der Frontend-RFIC 210 von 2 unterhalb des Phased Array 220 angeordnet sein, wenn das Antennenmodul 400 eine SiP-Struktur aufweist, wie unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. Hierin kann eine Vermittlungsschaltung austauschbar als Schalter bezeichnet werden. Außerdem kann das Antennenmodul 400 den ersten und den zweiten Anschluss 441 und 442 aufweisen und kann über den ersten und den zweiten Anschluss 441 und 442 mit der Backend-RFIC 300 verbunden sein.
  • Das Phased Array 410 weist eine Mehrzahl von Antennen auf und kann ein erstes HF-Signal RF1, das in einer ersten Richtung polarisiert ist, und ein zweites HF-Signal RF2, das in einer zweiten Richtung polarisiert ist, übermitteln. In der folgenden Erörterung kann die erste Richtung der Einfachheit halber als horizontale Richtung bezeichnet werden und das erste HF-Signal RF1 kann als horizontale (H-) Welle bezeichnet werden; und die zweite Richtung kann als vertikale Richtung bezeichnet werden und das zweite HF-Signal RF2 kann als vertikale (V-) Welle bezeichnet werden. Sowohl das erste als auch das zweite HF-Signal RF1 und RF2 können eine modulierte Trägerwelle sein, die dasselbe HF-Band belegt. (Im Folgenden können die Kennzeichnungen RF1 und RF2 jeweils entweder ein Empfangssignal oder ein Sendesignal bezeichnen, wie aus dem Kontext hervorgeht, in dem sie verwendet werden.)
  • Das Frontend-RFIC 420 kann eine erste HF-Schaltung 421 und eine zweite HF-Schaltung 422 aufweisen. Die erste HF-Schaltung 421 kann in einem Empfangsmodus durch Verarbeiten des ersten HF-Signals RF1, das aus dem Phased Array 410 empfangen wird, ein erstes Frontend-Empfangssignal FE1-r erzeugen und in einem Sendemodus durch Verarbeiten des ersten Frontend-Sendesignals FE1-t, das von der Vermittlungsschaltung 430 empfangen wird, das erste HF-Signal RF1 erzeugen. Die erste HF-Schaltung 422 kann in einem Empfangsmodus durch Verarbeiten des zweiten HF-Signals RF2, das aus dem Phased Array 410 empfangen wird, ein zweites Frontend-Empfangssignal FE2-r erzeugen und in einem Sendemodus durch Verarbeiten eines zweiten Frontend-Sendesignals FE1-t, das von der Vermittlungsschaltung 430 empfangen wird, das zweite HF-Signal RF2 erzeugen. Ein Beispiel für die Frontend-RFIC 420 wird weiter unten unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben. Im Folgenden wird der Einfachheit halber „FE1“ verwendet, um entweder das Sendesignal FE1-t oder das Empfangssignal FE1-r oder beide dieser Signale zu bezeichnen; und „FE2“ wird verwendet, um entweder das Sendesignal FE2-t oder das Empfangssignal FE2-r oder beide dieser Signale zu bezeichnen.
  • Die Vermittlungsschaltung 430 kann jede von der ersten und der zweiten HF-Schaltung 421 und 422 gemäß einem Steuersignal mit dem ersten Anschluss 441 oder dem zweiten Anschluss 442 verbinden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Vermittlungsschaltung 430 jeweils ausschließlich die erste oder die zweite HF-Schaltung 421 und 422 gemäß einem Steuersignal mit dem ersten Anschluss 441 und dem zweiten Anschluss 442 verbinden. Zum Beispiel kann die Vermittlungsschaltung 430 einen 4-Wege-Schalter aufweisen, der ein Schalter mit zwei Schaltzuständen sein kann. In einem ersten Schaltzustand (einem „Geradeauszustand“) des 4-Wege-Schalters wird das erste Frontend-Signal FE1, das an der ersten HF-Schaltung 421 bereitgestellt/von dieser ausgegeben wird, durch den ersten Anschluss 441 gelassen, und das zweite Frontend-Signal FE2, das an der zweiten HF-Schaltung 422 bereitgestellt/von dieser ausgegeben wird, wird durch den zweiten Anschluss 442 gelassen. In einem zweiten Schaltzustand (einem „Kreuzungszustand“) des 4-Wege-Schalters kreuzen sich die Eingänge und Ausgänge der Vermittlungsschaltung 430, so dass das erste Frontend-Signal FE1 durch den zweiten Anschluss 442 gelassen wird und das zweite Frontend-Signal FE2 durch den ersten Anschluss 441 gelassen wird. Der erste und der zweite Schaltzustand der Vermittlungsschaltung 430 können aus einem ersten bzw. einem zweiten Steuerzustand des Steuersignals resultieren. Beispiele für einen Betrieb der Vermittlungsschaltung 430 werden nachstehend unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der 4-Wege-Schalter eine Mehrzahl von 2-Wege-Schaltern aufweisen, die hierarchisch verbunden sind. Optional kann die Vermittlungsschaltung 430 außerdem so konfiguriert sein, dass er einen dritten und einen vierten Schaltzustand aufweist, die einem dritten bzw. einem vierten Steuerzustand entsprechen. In jedem dieser Zustände ist einer der Signalwege offen, während der andere geschlossen ist. Im dritten Schaltzustand wird das erste Frontend-Signal FE1 durch den ersten Anschluss 441 gelassen, während das zweite Frontend-Signal FE2 nicht durch den Schalter gelassen wird. Im vierten Schaltzustand wird das Signal FE2 zum zweiten Anschluss 442 gelassen, während das Signal FE1 nicht durch den Schalter gelassen wird. Es können auch ein fünfter und ein sechster Zustand konfiguriert werden, in denen das Signal FE1 zum zweiten Anschluss 442 gelassen wird, während das Signal FE2 nicht durch den Schalter gelassen wird (fünfter Zustand); und im sechsten Zustand wird das Signal zum ersten Anschluss 441 gelassen, während das Signal FE1 nicht durch den Schalter gelassen wird.
  • Wie oben beschrieben kann ein Signal, das in einer bestimmten Richtung polarisiert ist, gemäß einem Steuersignal durch unterschiedliche Leitungen gesendet werden, statt durch eine vorab dafür bestimmte Leitung von Leitungen, die mit dem Antennenmodul 400 und der Backend-RFIC 300 verbunden sind, gesendet zu werden, und demgemäß können das Antennenmodul 400 und die Backend-RFIC 300 über eine begrenzte Zahl von Leitungen effizient miteinander kommunizieren. Zum Beispiel kann verhindert werden, dass Signale mit einer Polarisierung, von der festgestellt wird, dass sie ineffizient empfangen wird (oder ineffizient gesendet werden wird), zwischen dem Antennenmodul 400 und der Backend-RFIC 300 ausgetauscht werden (z.B. durch Abbrechen unerwünschter Signale). Mit dieser Methode kann die Zahl der Signalleitungen im Vergleich zu Gestaltungen des Standes der Technik, in denen jedes Signal von/zu jeder Antenne kontinuierlich mit einer Backend-RFIC ausgetauscht wird, verringert werden. Die Vermittlungsschaltung 430 kann eine Mehrzahl von Transistoren aufweisen und kann eine beliebige Struktur aufweisen, die einen Weg eines Signals gemäß einem Steuersignal ändert. Wie weiter unten unter Bezugnahme auf 9 beschrieben wird, kann ein Steuersignal zum Steuern der Vermittlungsschaltung 430 von einem Datenprozessor, beispielsweise dem Datenprozessor 160 von 1, bereitgestellt werden.
  • In 4 können das Antennenmodul 400 und die Backend-RFIC 300 das erste und das zweite HF-Signal RF1 und RF2, die in zwei verschiedenen Richtungen polarisiert sind, verarbeiten. In anderen Ausführungsformen können das Antennenmodul 400 und die Backend-RFIC 300 mindestens drei HF-Signale verarbeiten, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind. Zum Beispiel kann die Frontend-RFIC 420 zur Verarbeitung der mindestens drei HF-Signale, die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, drei unabhängige HF-Schaltungen aufweisen, und die Vermittlungsschaltung 430 kann jede der drei HF-Schaltungen gemäß einem Steuersignal mit einem von drei Anschlüssen verbinden, die mit der Backend-RFIC 300 verbunden sind.
  • 5A und 5B sind Diagramme, die jeweilige Schaltzustände einer Operation der Vermittlungsschaltung 430 aus 4 gemäß Ausführungsformen zeigen. Genauer stellen 5A und 5B Signale dar, die gemäß einem Steuersignal durch die Vermittlungsschaltung 430 gelassen werden. Wie oben unter Bezug genommen auf 4 beschrieben wurde, kann die Vermittlungsschaltung 430 jede von der ersten und der zweiten HF-Schaltung 421 und 422 gemäß einem Steuersignal mit dem ersten Anschluss 441 oder dem zweiten Anschluss 442 verbinden. Im Folgenden werden 5A und 5B unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Vermittlungsschaltung 430 jeweils ausschließlich die erste oder die zweite HF-Schaltung 421 und 422 gemäß einem Steuersignal mit dem ersten Anschluss 441 und dem zweiten Anschluss 442 verbinden. Wie in 5A gezeigt ist, können im ersten Schaltzustand (im Geradeauszustand) der Vermittlungsschaltung 430 Signalwege auf solche Weise gebildet werden, dass das erste Frontend-Signal FE1 und das erste interne Signal INT1 einander entsprechen und das zweite Frontend-Signal FE2 und das zweite interne Signal INT2 einander entsprechen. Demgemäß kann die erste HF-Schaltung 421 mit dem ersten Anschluss 441 verbunden werden, während die zweite HF-Schaltung 422 mit dem zweiten Anschluss 442 verbunden wird. Wie in 5B gezeigt ist, werden indessen im zweiten Schaltzustand (im Kreuzungszustand) der Vermittlungsschaltung 430 Signalwege auf solche Weise gebildet, dass das erste Frontend-Signal FE1 und das zweite interne Signal INT2 einander entsprechen und das zweite Frontend-Signal FE2 und das erste interne Signal INT1 einander entsprechen. Demgemäß kann abhängig von dem Steuersignal, das an die Vermittlungsschaltung 430 angelegt wird, das erste Frontend-Signal FE1 dem ersten oder zweiten internen Signal INT1 oder INT2 entsprechen, und gleichzeitig kann das zweite Frontend-Signal FE2 dem zweiten oder ersten internen Signal INT2, INT1 entsprechen. Wie oben erörtert kann die Vermittlungsschaltung 430 außerdem so gestaltet sein, dass er einen dritten, vierten, fünften und/oder sechsten Schaltzustand aufweist, in denen nur eines von den Eingangssignalen FE1 oder FE2 durch den Schalter zu einem ausgewählten Ausgangsport gelassen wird und das andere Signal nicht durch den Schalter gelassen wird, wobei das ausgewählte Signal, das durchgelassen wird, und der ausgewählte Ausgangsport von einem anderen Steuerzustand des Steuersignals bestimmt werden.
  • 6A und 6B sind Blockdiagramme, die jeweils Beispiele gemäß Ausführungsformen für erste HF-Schaltungen 600a und 600b zeigen, die in einer Frontend-RFIC enthalten sind. Genauer stellen 6A und 6B Beispiele für die erste HF-Schaltung 421 von 4 dar, die das erste HF-Signal RF1, das in der ersten Richtung polarisiert ist, verarbeitet oder erzeugt. Gemäß manchen Ausführungsformen kann die zweite HF-Schaltung 422, die das zweite HF-Signal RF2, das in der zweiten Richtung polarisiert ist, verarbeitet oder erzeugt, eine Struktur aufweisen, die der ähnlich ist, die in 6A und 6B gezeigt ist. In 6A und 6B können die ersten HF-Schaltungen 600a und 600b mit vier Antennen kommunizieren, die in einem Phased Array enthalten sind, und demgemäß kann das erste HF-Signal RF1 vier HF-Signale RF11 bis RF14 aufweisen, die in der ersten Richtung polarisiert sind. Im Folgenden werden 6A und 6B unter Bezugnahme auf 4 beschrieben und Beschreibungen, die mit Bezug auf 4 Wiederholungen darstellen, werden weggelassen.
  • Wie in 6A gezeigt ist, kann die erste HF-Schaltung 600a vier Frontend-HF-Schaltungen 610a, 620a, 630a und 640a, RX- und TX-Puffer 650a und 660a und einen Senden-/Empfangen(T/R)-Schalter 670a aufweisen. Die vier Frontend-HF-Schaltungen 610a bis 640a können jeweils die vier HF-Signale RF11 bis RF14 verarbeiten oder erzeugen und können mit den Puffern 650a und 660a verbunden sein. Gemäß manchen Ausführungsformen können die vier Frontend-HF-Schaltungen 610a bis 640a die gleiche Struktur aufweisen. Die Frontend-HF-Schaltung 610a wird unter Bezugnahme auf 6A beschrieben.
  • Wie in 6A gezeigt ist, kann die Frontend-HF-Schaltung 610a das HF-Signal RF11 vom ersten HF-Signal RF1 senden oder empfangen und kann einen T/R-Schalter 611a, einen rauscharmen Verstärker (LNA) 612a, einen RX-Phasenschieber 613a, einen Leistungsverstärker (PA) 615a und einen TX-Phasenschieber 616a aufweisen. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann die Frontend-HF-Schaltung 610a gemäß manchen Ausführungsformen ferner mindestens ein Filter aufweisen.
  • Der T/R-Schalter 611a kann das HF-Signal RF11 in einem Empfangsmodus an den LNA 612a ausgeben, während er in einem Sendemodus ein Ausgangssignal des PA 615a als HF-Signal RF11 ausgibt. 6A stellt ein Beispiel für den T/R-Schalter 611a in einer Schaltposition des Sendemodus dar, und gemäß manchen Ausführungsformen kann der Schalter 611a eine Wechselschalter(single pole double throw, SPDT)-Struktur aufweisen. Im Empfangsmodus kann der LNA 612a das HF-Signal RF11, das vom T/R-Schalter 611a empfangen wird, verstärken, und der RX-Phasenschieber 613a kann eine Phase eines Ausgangssignals des LNA 612a verschieben. Ein Ausgangssignal des RX-Phasenschiebers 613a kann am RX-Puffer 650a bereitgestellt werden. Im Übertragungsmodus kann der TX-Phasenschieber 616a eine Phase eines Signals, das vom TX-Puffer 660a empfangen wird, verschieben, und der PA 615a kann ein Ausgangssignal des TX-Phasenschiebers 616a verstärken. Ein Ausgangssignal des PA 615a kann als HF-Signal RF11 durch den T/R-Schalter 611a ausgegeben werden.
  • Im Empfangsmodus kann der RX-Puffer 650a Ausgangssignale, die von den vier Frontend-HF-Schaltungen 610a bis 640a bereitgestellt werden, puffern (oder verstärken), und ein Ausgangssignal des HF-Puffers 650a kann am Schalter 670a bereitgestellt werden. Im Sendemodus kann der TX-Puffer 660a ein Signal, das vom T/R-Schalter 670a bereitgestellt wird, puffern (oder verstärken), und ein Ausgangssignal des TX-Puffers 660a kann an den vier Frontend-HF-Schaltungen 610a bis 640a bereitgestellt werden. Der Schalter 670a kann Wege unterschiedlicher Signale gemäß dem Sendesignal und dem Empfangssignal bereitstellen, ähnlich wie der T/R-Schalter 611a, der in der Frontend-HF-Schaltung 610a enthalten ist. Zum Beispiel kann der T/R-Schalter 670a im Empfangsmodus ein Ausgangssignal des RX-Puffers 650a als erstes Frontend-Signal FE1 ausgeben, während er im Sendemodus das erste Frontend-Signal FE1 am TX-Puffer 660a bereitstellt.
  • Die erste HF-Schaltung 600a kann das erste Frontend-Signal FE1 in einem HF-Band verarbeiten oder erzeugen. Zum Beispiel kann die erste HF-Schaltung 600a im Empfangsmodus das erste Frontend-Signal FE1 im HF-Band durch Verarbeiten des ersten HF-Signals RF1 im HF-Band erzeugen, während sie im Sendemodus das erste HF-Signal RF1 im HF-Band durch Verarbeiten des ersten Frontend-Signals FE1 im HF-Band erzeugt. Demgemäß können interne Signale (zum Beispiel das erste und das zweite interne Signal INT1 und INT2 von 4), die zwischen einem Antennenmodul (zum Beispiel dem Antennenmodul 400 von 4), das die erste HF-Schaltung 600a von 6A aufweist, und einer Backend-RFIC (zum Beispiel der Backend-RFIC 300 von 4) übertragen werden, in einem HF-Band liegen.
  • Wie in 6B gezeigt ist, kann die erste HF-Schaltung 600b vier Frontend-HF-Schaltungen 610b bis 640b, RX- und TX-Puffer 650b und 660b und einen T/R-Schalter 670b aufweisen. Die Frontend-HF-Schaltung 610b kann das HF-Signal RF11 vom ersten HF-Signal RF1 senden oder empfangen und kann einen T/R-Schalter 611b, einen LNA 612b, einen RX-Phasenschieber 613b, einen RX-Mischer 614b, einen PA 615b, einen TX-Phasenschieber 616b und einen TX-Mischer 617b aufweisen. Im Vergleich zur Frontend-HF-Schaltung 610a von 6A weist die Frontend-HF-Schaltung 610b von 6B ferner den RX-Mischer 614b und den TX-Mischer 617b auf. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann die Frontend-HF-Schaltung 610b gemäß manchen Ausführungsformen ferner mindestens einen Filter aufweisen.
  • In einem Empfangsmodus kann das HF-Signal RF11 durch den Schalter 611b am LNA 612b bereitgestellt werden und nacheinander vom LNA612b, vom RX-Phasenschieber 613b und vom RX-Mischer 614b verarbeitet werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der RX-Mischer 614b ein Ausgangssignal des RX-Phasenschiebers 613b in einem HF-Band in ein Signal in einem Zwischenfrequenz(IF)-Band abwärtswandeln. Ein IF-Band kann ein beliebiges Band zwischen einem HF-Band und einem Basisband bezeichnen. Ein Ausgangssignal des RX-Mischers 614b kann am RX-Puffer 650b bereitgestellt werden, und ein Ausgangssignal des RX-Puffers 650b kann als erstes Frontend-Signal FE1 durch den Schalter 670b ausgegeben werden. Demgemäß kann das erste Frontend-Signal FE1 im Empfangsmodus im IF-Band liegen.
  • In einem Sendemodus kann das erste Frontend-Signal FE1 durch den Schalter 670b am TX-Mischer 617b der Frontend-RF-Schaltung 610b bereitgestellt werden und nacheinander vom TX-Mischer 617b, vom TX-Phasenschieber 616b und vom PA 615b verarbeitet werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann das erste Frontend-Signal FE1, das am Schalter 670b bereitgestellt wird, im IF-Band liegen und der Mischer 617b kann das Ausgangssignal des TX-Puffers 660b im IF-Band in ein Signal im HF-Band aufwärtswandeln. Ein Ausgangssignal des PA 615b kann als HF-Signal RF11 durch den Schalter 611b ausgegeben werden.
  • Wie oben beschrieben kann im Unterschied zur ersten HF-Schaltung 600b von 6A die erste HF-Schaltung 600b das erste Frontend-Signal FE1 im IF-Band verarbeiten oder erzeugen. Zum Beispiel kann die erste HF-Schaltung 600b im Empfangsmodus das erste Frontend-Signal FE1 im IF-Band durch Verarbeiten des ersten HF-Signals RF1 im HF-Band erzeugen, während sie im Sendemodus das erste HF-Signal RF1 im HF-Band durch Verarbeiten des ersten Frontend-Signals FE1 im IF-Band erzeugt. Demgemäß können interne Signale (zum Beispiel das erste und das zweite interne Signal INT1 und INT2 von 4), die zwischen einem Antennenmodul (zum Beispiel dem Antennenmodul 400 von 4), das die erste HF-Schaltung 600b von 6B aufweist, und einer Backend-RFIC (zum Beispiel der Backend-RFIC 300 von 4) übertragen werden, in einem IF-Band liegen.
  • 7A und 7B sind Blockdiagramme, die jeweils Beispiele für Backend-RFICs 700a und 700b und Datenprozessoren 500a und 500b gemäß Ausführungsformen zeigen. In 7A und 7B können Basisbandsignale zwischen den Backend-RFICs 700a, 700b und den Datenprozessoren 500a, 500b gesendet/empfangen werden. Im Folgenden werden redundante Beschreibungen bei der Beschreibung von 7A und 7B weggelassen.
  • Wie in 7A gezeigt ist, kann die Backend-RFIC 700a vier Anschluss-Paare, d.h. ein erstes bis ein viertes Anschluss-Paar P10 bis P40 zur Verbindung mit Antennenmodulen aufweisen. Zum Beispiel kann das erste Anschluss-Paar P10 einen ersten Anschluss P11 und einen zweiten Anschluss P12 aufweisen, die jeweils mit Anschlüssen eines Antennenmoduls verbunden sein können (zum Beispiel mit dem ersten und dem zweiten Anschluss 441 und 442 von 4). Gemäß manchen Ausführungsformen können der erste und der zweite Anschluss P11 und P12 differentielle Anschlüsse für differentielle Signale sein. Ebenso kann das zweite Anschluss-Paar P20 einen ersten und einen zweiten Anschluss P21 und P22 aufweisen, das dritte Anschluss-Paar P30 kann einen ersten und einen zweiten Anschluss P31 und P32 aufweisen, und das vierte Anschluss-Paar P40 kann einen ersten Anschluss P41 und einen zweiten Anschluss P42 aufweisen. In Ausführungsformen können die Anschlüsse P11, P12 usw. Schnittstellen mit HF- oder IF-Sendeleitungen, wie einem Mikrostreifen, aufweisen.
  • Die Backend-RFIC 700a kann vier Schaltungsgruppen aufweisen, die dem ersten bis vierten Anschluss-Paar P10 bis P40 entsprechen. Wie in 7A gezeigt ist, kann die Backend-RFIC 700a einen ersten bis einen vierten Schalter 710a, 720a, 730a, 740a aufweisen, die jeweils mit dem ersten bis vierten Anschluss-Paar P10, P20, P30 und P40 verbunden sind, und können Schaltungen zum Verarbeiten eines Signals zwischen dem ersten bis vierten Schalter 710a bis 740a und dem Datenprozessor 500a aufweisen. Zum Beispiel kann ein Basisbandsignal, das aus einem DAC 522a des Datenprozessors 500a empfangen wird, von einem TX-Filter 711a, einem TX-Mischer 712a und einem Verstärker 713a verarbeitet werden, und ein Ausgangssignal des Verstärkers 713a kann am ersten Schalter 710a bereitgestellt werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der Verstärker 713a einen Variable-Gain-Verstärker (VGA) aufweisen. Ebenso kann ein Signal, das vom ersten Schalter 710a empfangen wird, von einem RX-Mischer 714a und einem RX-Filter 715a verarbeitet werden, und ein Ausgangssignal des RX-Filters 715a kann an einem ADC 513a des Datenprozessors 500a bereitgestellt werden. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann gemäß manchen Ausführungsformen die Backend-RFIC 700a eine Schaltung, z.B. eine Phasenregelschleife (phase locked loop, PLL) aufweisen, die ein oszillierendes Signal am RX-Filter 715a und am TX-Mischer 712a bereitstellt. Ferner kann der Datenprozessor 500a, 500b dafür ausgelegt sein, eine MIMO-Verarbeitung in Bezug auf mindestens eines vom ersten HF-Signal RF1 und vom zweiten HF-Signal RF2 durchzuführen.
  • Wenn die Backend-RFIC 700a ein internes Signal in einem HF-Band von einem Antennenmodul empfängt oder ein internes Signal in einem HF-Band an einem Antennenmodul bereitstellt, kann gemäß manchen Ausführungsformen, wie oben unter Bezugnahme auf 6A beschrieben, der TX-Mischer 712a ein Signal im Basisband auf ein HF-Band aufwärtswandeln und der RX-Mischer 714a kann ein Signal in einem HF-Band auf ein Basisband abwärtswandeln. Wenn andererseits die Backend-RFIC 700a ein internes Signal in einem IF-Band von einem Antennenmodul empfängt oder ein internes Signal in einem IF-Band an einem Antennenmodul bereitstellt, kann gemäß manchen Ausführungsformen, wie oben unter Bezugnahme auf 7B beschrieben wurde, der TX-Mischer 712a ein Signal im Basisband auf ein IF-Band aufwärtswandeln, und der RX-Mischer 714a kann ein Signal in einem IF-Band auf ein Basisband abwärtswandeln.
  • Gemäß manchen Ausführungsformen kann jeder vom ersten bis vierten Schalter 710a bis 740a ein 4-Wege-Schalter sein, wie oben in Verbindung mit 4, 5A und 5B beschrieben. Zum Beispiel kann der erste Schalter 710a gemäß einem Steuersignal sowohl den ersten als auch den zweiten Anschluss P11 und P12 mit dem Verstärker 713a oder dem RX-Mischer 714a verbinden. Ebenso kann gemäß manchen Ausführungsformen der erste Schalter 710a gemäß einem Steuersignal jeweils ausschließlich den ersten oder den zweiten Anschluss P11 oder P12 mit dem Verstärker 713a und dem RX-Mischer 714a verbinden, ähnlich wie bei der Vermittlungsschaltung 430 aus 4, die unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben wurde. Demgemäß kann ein Signal, das von der Backend-RFIC 700a aus einem Antennenmodul empfangen wird, verarbeitet werden, nachdem es durch irgendeinen vom ersten und vom zweiten Anschluss P11 und P12 durchgelassen wurde, und ein Signal, das von der Backend-RFIC 700a an einem Antennenmodul bereitgestellt wird, kann auch durch irgendeinen vom ersten und zweiten Anschluss P11 und P12 durchgelassen werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der 4-Wege-Schalter eine Mehrzahl von 2-Wege-Schaltern aufweisen, die hierarchisch auf bekannte Weise verbunden sind. Falls irgendeiner der Schalter 710a bis 740a dafür ausgelegt ist, den dritten, vierten, fünften und/oder sechsten Schaltzustand aufzuweisen , wie oben beschrieben, kann gemäß einem Steuersignalzustand einer von den Schaltwegen durch den Schalter so gesteuert werden, dass er offen ist, während der andere geschlossen ist.
  • Der Datenprozessor 500a kann eine Mehrzahl von ADCs 511a, 512a, 513a und 514a, eine Mehrzahl von DACs 521a, 522a, 523a und 524a und einen Controller 550a aufweisen. Jeder von den ADCs 511a bis 514a kann ein Basisbandsignal von der Backend-RFIC 700a empfangen und das Basisbandsignal in ein digitales Signal umwandeln. Jeder von den DACs 521a bis 524a kann ein Basisbandsignal zum Umwandeln eines digitalen Signals erzeugen und das Basisbandsignal an der Backend-RFIC 700a bereitstellen. In 7A kann der Prozessor 500a vier ADCs 511a bis 514a und vier DACs 521a bis 524a aufweisen, die dem zweiten, dem ersten, dem vierten bzw. dem dritten Anschluss-Paar P20, P10, P40 und P30 entsprechen.
  • Der Controller 550a kann mindestens ein Steuersignal erzeugen und das Steuersignal nicht nur an der Backend-RFIC 700a, sondern auch an einer Mehrzahl von Antennenmodulen (z.B. den Antennenmodulen 110-140 von 1 bereitstellen). Zum Beispiel kann der Controller 550a ein Steuersignal erzeugen, das einen Sendemodus oder einen Empfangsmodus angibt, und ein T/R-Schalter eines Antennenmoduls (zum Beispiel der T/R-Schalter 611a und/oder 670a von 6A) kann als Reaktion auf das Steuersignal einen Weg für ein Signal einstellen. Ebenso kann der Controller 550a ein Steuersignal erzeugen, damit mit einem Antennenmodul von einer Vielzahl von Antennenmodulen, das eine zufriedenstellende Kommunikation ermöglicht, ein Signalweg gebildet wird, und ein Schalter eines Antennenmoduls (z.B. die Vermittlungsschaltung 430 aus 4) und ein Schalter der Backend-RFIC 700a (z.B. der Schalter 710a) können als Reaktion auf das Steuersignal einen Weg für ein Signal einstellen. Beispiele für Operationen des Controllers 550a werden nachstehend unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben.
  • In der Ausführungsform von 7A werden vier Empfangswege bereitgestellt und vier Sendewege werden bereitgestellt, um insgesamt acht Empfangssignale, die selektiv von den vier Antennenmodulen 110-140 bereitgestellt werden können, und acht potentielle Sendesignale, die an den Antennenmodulen 110-140 bereitgestellt werden können, handhaben zu können. Der Grund dafür ist, dass jedes Antennenmodul 110-140 während des Empfangsmodus nur HF-Signale ein und derselben ausgewählten Polarisierung bereitstellen kann und im Sendemodus nur Signale mit ein und derselben ausgewählten Polarisierung senden kann. Auf diese Weise kann die Zahl der Verbindungen zwischen den Antennenmodulen 110-140 und der Backend-RFIC 150 (oder 300) um die Hälfte verringert werden (im Vergleich zu dem Fall, wo Signale aller Polarisierungen beim Empfang kontinuierlich zu einem Demodulator geführt werden und beim Senden kontinuierlich an den Antennenmodulen 110-140 bereitgestellt werden).
  • Unter Bezugnahme auf 1, 4 und 7A sei beispielsweise betrachtet, dass das Antennenmodul 110 mit der Konfiguration des Antennenmoduls 400 durch eine Verbindung von Anschluss 441 zu Anschluss P11 und von Anschluss 440 zu Anschluss P12 mit einem Anschluss-Paar P10 verbunden ist. Wenn in einem Empfangsmodus ein Empfangssignal einer ersten Polarisierung ausgewählt wird, z.B. ein Signal RF1, und die Vermittlungsschaltung 430 im Geradeaus-Schaltzustand ist, wird das Signal RF1 als Signal INT1 ausgegeben, das am Anschluss P11 bereitgestellt wird. Falls der Schalter 710a im fünften Schaltzustand ist, wird das Signal INT1 auf dem Empfangsweg geführt, der einen Mischer 714a, ein Filter 715a und einen ADC 512a einschließt, wodurch es durch eine Demodulation geschleust wird. Gleichzeitig wird die Signalenergie des Empfangssignals RF2 mit der zweiten Polarisierung nicht durch den Schalter 710a gelassen. Falls dagegen das Signal mit der ersten Polarisierung ausgewählt wird, z.B. das Signal RF2, kann der Schalter 430 im Geradeauszustand bleiben, während der Zustand des Schalters 710a in den vierten Schaltzustand geändert werden kann, in dem das Signal INT2 (das dem Signal RF2 entspricht), zum Empfangsweg mit dem Mischer 714a gelassen wird, während das Signal INT1 nicht durch den Schalter 710a gelassen wird. Ähnliche Schaltschemata können im Sendemodus angewendet werden.
  • Wie in 7B gezeigt ist, kann die Backend-RFIC 700b das erste bis vierte Anschluss-Paar P10 bis P40 in einer Anordnung aufweisen, die derjenigen der Backend-RFIC 700a von 7A ähnlich ist. Ebenso kann die Backend-RFIC 700b vier Schalter 710b bis 740b aufweisen, die dem ersten bis vierten Anschluss-Paar P10 bis P40 entsprechen. Im Vergleich zur Backend-RFIC 700a von 7A kann die Backend-RFIC 700b ferner einen SPDT-Schalter 750 aufweisen. Wie in 7B gezeigt ist, kann der SPDT-Schalter 750 ein Basisbandsignal von einem DAC 522b des Datenprozessors 500b empfangen und kann das empfangene Basisbandsignal gemäß einem Steuersignal an einem TX-Filter 711b, das dem ersten Anschluss-Paar P10 entspricht, oder einem TX-Filter 741b, das dem vierten Anschluss-Paar P40 entspricht, bereitstellen.
  • Der Datenprozessor 500b kann vier ADCs 511b bis 514b und einen Controller 550b aufweisen, wie den Datenprozessor 500a von 7A, und kann drei DACs 521b bis 523b aufweisen, anders als der Datenprozessor 500a von 7A. Anders ausgedrückt kann ein Basisbandsignal, das vom DAC 523b von 7B ausgegeben wird, von der Backend-RFIC 700b verarbeitet und durch das erste Anschluss-Paar P10 oder das vierte Anschluss-Paar P40 ausgegeben werden. Ebenso kann der Controller 550b ein Steuersignal am SPDT-Schalter 750 der Backend-RFIC 700b bereitstellen.
  • In dem Beispiel von 7B ist gezeigt, dass der Weg vom SPDT 750 zum Schalter 740b das Filter 741b, einen Mischer 742b und einen Verstärker 743b aufweist; und es ist gezeigt, dass der Weg vom SPDT 750 zum Schalter 710b das Filter 711b, einen Mischer 712b und einen Verstärker 713b aufweist. In einer alternativen Ausführungsform kann der Weg vom DAC 522b direkt mit dem Eingang des Filters 711b verbunden sein und der SPDT-Schalter 750 kann zwischen dem Ausgang des Verstärkers 713b und dem Eingang des Schalters 710b platziert sein. Der Eingang des Schalters 750 würde dann mit dem Ausgang des Verstärkers 713b verbunden werden; ein erster Ausgang des SPDT-Schalters 750 würde mit einem Eingang des Schalters 710b verbunden werden; und der zweite Ausgang des SPDT-Schalters 750 könnte dann direkt mit einem Eingang des Schalters 750b verbunden werden. In diesem Fall können das Filter 741b, der Mischer 742b und der Verstärker 743b weggelassen werden (für den Fall, dass diese Komponenten ansonsten so gestaltet sind, dass sie gleiche Eigenschaften wie das Filter 711b, der Mischer 712b und der Verstärker 713b aufweisen). Ebenso könnten die Elemente 711b, 712b und 713b auf der linken Seite alternativ weggelassen werden, während die Elemente auf der rechten Seite bleiben, falls der Schalter 750 zwischen den Ausgang des Verstärkers 743b und einen Eingang des Schalters 740b geschaltet wird.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Backend-RFIC 810 und ein erstes bis drittes Antennenmodul 821 bis 823 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Genauer stellt 8, wie oben unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben wurde, ein erstes bis drittes Antennenmodul 821, 822 und 823 und die Backend-RFIC 810, die vier Anschluss-Paare aufweist, dar, und stellt einen ersten bis vierten Schalter 811 bis 814 dar, in denen gemäß einem Steuersignal ein Signalweg eingestellt wird. Die Backend-RFIC 810 ist ein Beispiel für die Backend-RFIC 150 von 1; und die Antennenmodule 821, 822 und 823 sind Beispiele für beliebige drei von den Antennenmodulen 110, 120, 130 und 140. In der Ausführungsform von 8 kann ein viertes Antennenmodul vom Benutzergerät (UE) weggelassen werden, in dem die Backend-RFIC 810 und die Antennenmodule 821-823 enthalten sind (somit kann das UE genau drei Antennenmodule aufweisen).
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann die Backend-RFIC 810 die vier Anschluss-Paare, d.h. acht Anschlüsse, und den ersten bis vierten Schalter 811 bis 814 aufweisen. Gemäß manchen Ausführungsformen kann jeder vom ersten bis vierten Schalter 811 bis 814 ein 4-Wege-Schalter sein und kann mit einem Anschluss-Paar verbunden sein. In 8 können die acht Anschlüsse der erste und der zweite Anschluss P11 und P12 des ersten Schalters 811, der erste und der zweite Anschluss P21 und P22 des zweiten Schalters 812, der erste und der zweite Anschluss P31 und P32 des dritten Schalters 813 und der erste und der zweite Anschluss P41 und P42 des vierten Schalters 814 sein. In 8 sind Beispiele für Schaltzustände der Schalter 811-814 für einen Empfangsmodus gezeigt.
  • Jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul 821 bis 823 kann ein Phased Array und eine Frontend-RFIC aufweisen, wobei das Phased Array ein Signal, das in einer ersten Richtung, z.B. in einer horizontalen Richtung, polarisiert ist, und ein Signal, das in einer zweiten Richtung, z.B. einer vertikalen Richtung, polarisiert ist, übermitteln kann. Somit kann jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul 821 bis 823 für ein Signal, das in einer horizontalen (H-) Richtung polarisiert ist, über eine Leitung 301a, 301b oder 301c und für ein Signal, das in einer vertikalen (V-) Richtung polarisiert ist, über eine Leitung 302a, 302b oder 302c mit der Backend-RFIC 810 verbunden sein. (Falls die Schaltzustände der 4-Wege-Schalter 430 in 4 in irgendeinem der Antennenmodule 821-823 geändert werden, z.B. als Ergebnis von Signalleistungsmessungen, wie nachstehend erörtert, kann H auf den entsprechenden Leitungen 301, 302 mit V vertauscht werden.)
  • Gemäß manchen Ausführungsformen kann jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul 821-823 über Anschlüsse unterschiedlicher Anschluss-Paare mit der Backend-RFIC 810 verbunden werden. Wie in 8 gezeigt ist, kann beispielsweise das erste Antennenmodul 821 mit dem zweiten Anschluss P12 des ersten Schalters 811 und dem ersten Anschluss P21 des zweiten Schalters 812 verbunden sein, kann das zweite Antennenmodul 822 mit dem zweiten Anschluss P22 des zweiten Schalters 812 und dem ersten Anschluss P31 des dritten Schalters 813 verbunden sein und kann das dritte Antennenmodul 823 mit dem ersten Anschluss P31 des dritten Schalters 813 und dem zweiten Anschluss P42 des vierten Schalters 814 verbunden sein. Wie in 8 gezeigt ist, können somit Signale, die in einer horizontalen Richtung polarisiert sind, aus dem ersten und dritten Antennenmodul 821 und 823 empfangen werden, während ein Signal, das in einer vertikalen Richtung polarisiert ist und ein Signal, das in einer horizontalen Richtung polarisiert ist, aus dem zweiten Antennenmodul 822 empfangen werden können.
  • Gemäß manchen Ausführungsformen kann jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul 821 bis 823 eine Vermittlungsschaltung aufweisen (zum Beispiel die Vermittlungsschaltung 430 von 4). Somit kann jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul 821 bis 823 so mit der Backend-RFIC 810 kommunizieren, dass jedes von einem internen Signal, das einem Signal entspricht, das in einer horizontalen Richtung polarisiert ist, und einem internen Signal, das einem Signal entspricht, das in einer vertikalen Richtung polarisiert ist, gemäß einem Steuersignal durch verschiedene Schalter der Backend-RFIC 810 gelassen wird.
  • Zum Beispiel soll unter Bezugnahme auf 4 und 8 der Fall betrachtet werden, dass das Antennenmodul 821 als Antennenmodul 400 ausgeführt ist, der Anschluss 441 über die Leitung 301a mit dem Anschluss P12 verbunden ist und der Anschluss 442 über die Leitung 302a mit dem Anschluss P21 verbunden ist. Wie in 8 gezeigt ist, kann, wenn das interne Signal INT1 H ist (einem empfangenen Signal RF1 und einem Geradeaus-Verbindungszustand des Schalters 430 entspricht), das Signal RF1 von der Backend-RFIC 810 einer Demodulation zugeführt werden, wohingegen das empfangene Signal RF2 (das einem internen Signal INT2 entspricht) keiner Demodulation zugeführt wird. Wenn dagegen der Schaltzustand des Schalters 430 in den „Kreuzungszustand“ geändert wird, kann das Signal RF2 einer Demodulation zugeführt werden, während das Signal RF1 keiner Demodulation zugeführt wird. Eine ähnliche Schaltoperation kann innerhalb des Antennenmoduls 823 durchgeführt werden.
  • 9 ist ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung 900 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 9 gezeigt ist, kann die Kommunikationsvorrichtung 900 eine Mehrzahl von Antennenmodulen 910, eine Backend-RFIC 920 und einen Datenprozessor 930 einschließen.
  • Die Mehrzahl von Antennenmodulen 910 kann ein Phased Array und eine Frontend-RFIC aufweisen wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, und kann am Rand der Kommunikationsvorrichtung 900 gegenseitige Abstände aufweisen. Ebenso kann die Mehrzahl von Antennenmodulen 910 über eine Mehrzahl interner Signale INTS mit der Backend-RFIC 920 kommunizieren. Wie in 9 gezeigt ist, kann gemäß manchen Ausführungsformen die Mehrzahl von Antennenmodulen 910 einen Leistungsdetektor 911 aufweisen. Der Leistungsdetektor 911 kann mit einem Signalweg im Antennenmodul 910 parallel verbunden sein, Leistung eines Signals, das auf dem Signalweg unterwegs ist, erfassen und ein erstes Erfassungssignal DET1 auf Basis der erfassten Leistung am Datenprozessor 930 bereitstellen.
  • Die Backend-RFIC 920 kann über die Mehrzahl interner Signale INTS mit der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 und durch ein Basisbandsignal BB mit dem Datenprozessor 930 kommunizieren. Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Backend-RFIC 920 einen Leistungsdetektor 921 aufweisen, wie in 9 gezeigt ist. Der Leistungsdetektor 921 kann mit einem Signalweg in der Backend-RFIC 920 parallel verbunden sein und durch Erfassen einer Leistung eines Signals, das auf dem Signalweg unterwegs ist, ein zweites Erfassungssignal DET2 am Datenprozessor 930 bereitstellen.
  • Der Datenprozessor 930 kann über das Basisbandsignal BB mit der Backend-RFIC 920 kommunizieren und das erste und das zweite Erfassungssignal DET1 bzw. DET2 von der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 und der Backend-RFIC 920 empfangen. Ein Controller 931 kann ein Steuersignal CTRl auf Basis des ersten und des zweiten Erfassungssignals DET1 und DET2 erzeugen. Eine Operation des Controllers 931, die das Steuersignal CTRL erzeugt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
  • Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Steuersignal CTRL an der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 und der Backend-RFIC 920 über mindestens eine der Leitungen, durch die die Mehrzahl interner Signale INTS und das Basisbandsignal BB gesendet werden, bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das Steuersignal CTRL an Schaltern (zum Beispiel den Schaltern 710a usw. von 7A), die in der Backend-RFIC 920 enthalten sind, über dieselbe Leitung bereitgestellt werden wie das Basisbandsignal BB, während das Basisbandsignal BB nicht zwischen der Backend-RFIC 920 und dem Datenprozessor 930 gesendet wird. Nachdem es über dieselbe Leitung wie das Basisbandsignal BB zur Backend-RFIC 920 gesendet wurde, kann das Steuersignal über dieselben Leitungen wie die Mehrzahl interner Signale INTS an den Schaltern (zum Beispiel am Schalter 611a usw. von 6A), die in der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 enthalten sind, und/oder die Vermittlungsschaltungen (zum Beispiel Vermittlungsschaltung 430 von 4) bereitgestellt werden, während die Mehrzahl interner Signale INTS nicht zwischen der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 und der Backend-RFIC 920 gesendet wird. Zum Beispiel kann die Vermittlungsschaltung 430, die im Antennenmodul 400 von 4 enthalten ist, das Steuersignal CTRL über den ersten Anschluss 441 und/oder den zweiten Anschluss 442 empfangen. (Diese Anschlüsse können mit Signalleitern einer HF- oder IF-Sendeleitung verbunden werden.)
  • Gemäß manchen Ausführungsformen können das erste und das zweite Erfassungssignal DET1 und DET2 über mindestens eine der Leitungen, durch welche die Mehrzahl interner Signale INTS und das Basisbandsignal BB gesendet werden, am Datenprozessor 930 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das zweite Erfassungssignal DET2, das vom Leistungsdetektor 921, der in der Backend-RFIC 920 enthalten ist, erzeugt wird, über dieselbe Leitung wie das Basisbandsignal BB am Datenprozessor 930 bereitgestellt werden, während das Basisbandsignal BB nicht zwischen der Backend-RFIC 920 und dem Datenprozessor 930 gesendet wird. Ebenso kann das erste Erfassungssignal DET1, das vom Leistungsdetektor 911 erzeugt wird, der im Antennenmodul 910 enthalten ist, über dieselben Leitungen wie die Mehrzahl interner Signale INTS an der Backend-RFIC 920 bereitgestellt werden, während die Mehrzahl interner Signale INTS nicht zwischen der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 und der Backend-RFIC 920 gesendet wird und dem Datenprozessor 930 über dieselbe Leitung wie das Basisbandsignal BB bereitgestellt wird, wie beim zweiten Erfassungssignal DET2.
  • 10 ist ein Ablaufschema einer Betriebsweise einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Genauer stellt 10 ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationsvorrichtung dar, die eine Mehrzahl von Antennenmodulen und eine Backend-RFIC aufweist. Zum Beispiel kann das Betriebsverfahren von 10 von der Kommunikationsvorrichtung 900 von 9 durchgeführt werden und wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
  • Wie in 10 gezeigt ist, können in einer Operation S20 Leistungen auf Wegen erfasst werden. Zum Beispiel kann der Leistungsdetektor 911, der im Antennenmodul 910 enthalten ist, Signalleistungen innerhalb von Signalwegen im Antennenmodul 910 erfassen, zum Beispiel in einem Weg, auf dem ein Signal läuft, das in einer ersten Richtung polarisiert ist, einem Weg, auf dem ein Signal läuft, das in einer zweiten Richtung polarisiert ist, und in Wegen, die einer Mehrzahl von Antennen eines Phased Array entsprechen. Ebenso kann der Leistungsdetektor 921, der in der Backend-RFIC 920 enthalten ist, Leistungen innerhalb von Signalwegen in der Backend-RFIC 920 erfassen, beispielsweise in Signalwegen, die der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 entsprechen. Das erste und das zweite Signal DET1 und DET2, die durch Erfassen der Leistungen erzeugt werden, können am Controller 931 des Datenprozessors 930 bereitgestellt werden.
  • In einer Operation S40 kann eine Qualität von Signalen evaluiert werden. Zum Beispiel kann der Controller 931 eine Qualität von Signalen, die auf den Wegen laufen, auf Basis des ersten und des zweiten Erfassungssignals DET1 und DET2 evaluieren. Gemäß manchen Ausführungsformen kann der Controller 931 einen Signalrauschabstand (SNR) berechnen und auf Basis des SNR bestimmen, welcher Weg ein Signal transportiert, das eine zufriedenstellende Qualität hat.
  • In einer Operation S60 können Schalter gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Controller 931 mindestens ein Steuersignal erzeugen, so dass eine Kommunikation auf einem Weg durchgeführt wird, auf dem ein Signal mit zufriedenstellender Qualität unterwegs ist, während eine Kommunikation auf einem Weg, auf dem ein Signal mit nicht zufriedenstellender Qualität unterwegs ist, blockiert wird. Somit können Schalter (zum Beispiel die Schalter 611a usw. von 6A), die in der Mehrzahl von Antennenmodulen 910 enthalten sind, und/oder Vermittlungsschaltungen (zum Beispiel die Vermittlungsschaltung 430 von 4) gesteuert werden und können Schalter (zum Beispiel der Schalter 710a usw. von 7A), die in der Backend-RFIC 920 enthalten sind, gesteuert werden.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das Beispiele für eine Kommunikationsvorrichtung, die ein Antennenmodul aufweist, gemäß einer Ausführungsform zeigt. Genauer stellt 11 ein Beispiel dar, in dem verschiedene drahtlose Kommunikationsvorrichtungen in einem drahtlosen Kommunikationssystem unter Verwendung von WLAN miteinander kommunizieren. Anders als das drahtlose Kommunikationssystem 5 von 1, das ein zelluläres Netz verwendet, können die drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen von 11 über WLAN miteinander kommunizieren.
  • Gemäß manchen Ausführungsformen können ein Haushalts-Gadget 31, ein Haushaltsgerät 32, eine Unterhaltungsvorrichtung 33 und ein Zugangspunkt (AP) 20 ein Netzsystem des Internet of Things (IoT) bilden. Sowohl das Haushalts-Gadget 31 als auch das Haushaltsgerät 32, die Unterhaltungsvorrichtung 33 und der AP 20 können eine Mehrzahl von Antennenmodulen und eine Backend-RFIC gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen aufweisen. Das Haushalts-Gadget 31, das Haushaltsgerät 32 und die Unterhaltungsvorrichtung 33 können drahtlos mit dem AP 20 kommunizieren, und das Haushalts-Gadget 31, das Haushaltsgerät 32 und die Unterhaltungsvorrichtung 33 können miteinander kommunizieren.
  • Die Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, werden lediglich verwendet, um bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und sollen den Bereich der erfinderischen Idee nicht beschränken. Auch wenn die erfinderische Idee konkret unter Bezugnahme auf Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben worden ist, sei klargestellt, dass verschiedene Änderungen an der Form und an Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Bereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • KR 1020180075949 [0001]

Claims (25)

  1. Antennenmodul, aufweisend: ein Phased Array (111; 220; 410), das eine Mehrzahl von Antennen (221a, 221b, 221c, 221d, 222) aufweist und dafür ausgelegt ist, ein erstes Hochfrequenz (HF)-Signal (RF1) und ein zweites HF-Signal (RF2), die in verschiedenen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln; eine integrierte Frontend-Hochfrequenzschaltung (HFIC) (112; 210; 420), die eine erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b), die dafür ausgelegt ist, das erste HF-Signal (RF1) zu verarbeiten oder zu erzeugen, und eine zweite HF-Schaltung (422), die dafür ausgelegt ist, das zweite HF-Signal (RF2) zu verarbeiten oder zu erzeugen, aufweist; und eine Vermittlungsschaltung (430), die dafür ausgelegt ist, sowohl die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) als auch die zweite HF-Schaltung (422) gemäß einem Steuersignal mit einem ersten Anschluss (441) oder einem zweiten Anschluss (442) des Antennenmoduls (400) zu verbinden, wobei der erste Anschluss (441) und der zweite Anschluss (442) mit einer Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) verbindbar sind, die ein Basisbandsignal verarbeitet oder erzeugt.
  2. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei die Vermittlungsschaltung (430) ferner dafür ausgelegt ist, die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) und die zweite HF-Schaltung (422) als Reaktion auf einen ersten Zustand des Steuersignals mit dem ersten Anschluss (441) bzw. dem zweiten Anschluss (442) zu verbinden und die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) und die zweite HF-Schaltung (422) als Reaktion auf einen zweiten Zustand des Steuersignals mit dem zweiten Anschluss (442) bzw. dem ersten Anschluss (441) zu verbinden.
  3. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) als auch die zweite HF-Schaltung (422) mindestens einen von einem Leistungsverstärker (615a; 615b), einem rauscharmen Verstärker (612a; 612b) und einem Phasenschieber (613a, 616a; 613b, 616b) aufweisen.
  4. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) als auch die zweite HF-Schaltung (422) mindestens einen Mischer (614b, 617b) aufweisen, der dafür ausgelegt ist, ein Signal zwischen einem HF-Band und einem Zwischenfrequenz (IF)-Band umzuwandeln, und die Vermittlungsschaltung (430) ferner dafür ausgelegt ist, ein Signal eines IF-Bands durchzulassen.
  5. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste HF-Schaltung (421; 600a; 600b) als auch die zweite HF-Schaltung (622) mindestens einen Schalter (670a; 670b) aufweist, der für eine Verbindung mit der Vermittlungsschaltung (430) ausgelegt ist und um in einem Sende- und einem Empfangsmodus jeweils unterschiedliche Signalwege zu bilden.
  6. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei die Vermittlungsschaltung (430) dafür ausgelegt ist, das Steuersignal von dem ersten Anschluss (441) oder von dem zweiten Anschluss (442) zu empfangen.
  7. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei das Antennenmodul (110, 120, 130, 140; 200; 400) ein erstes und ein zweites Substrat in einer gestapelten Konfiguration aufweist, wobei das Phased Array (111; 220; 410) auf oder in dem ersten Substrat bereitgestellt ist, die Frontend-RFIC auf oder in dem zweiten Substrat bereitgestellt ist und wobei das Antennenmodul ferner eine Mehrzahl von Speiseleitungen umfasst, durch die das erste HF-Signal und das zweite HF-Signal durchgelassen werden, wobei die Speiseleitungen zwischen der Mehrzahl von Antennen (221a, 221b, 221c, 221d, 222) und der Frontend-RFIC angeordnet sind.
  8. Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen orthogonal zueinander sind.
  9. Antennenmodul nach Anspruch 8, wobei die Mehrzahl von Antennen (221a, 221b, 221c, 221d, 222) eine Mehrzahl von Patch-Antennen (222), die jeweils so gespeist werden, dass sie das erste HF-Signal oder das zweite HF-Signal übermitteln, und eine Mehrzahl von Dipolen (221a, 221b, 221c, 221d) aufweist, wobei ein erster Satz von Dipolen so ausgerichtet ist, dass er das erste HF-Signal (RF1), das in einer ersten Richtung von den unterschiedlichen Richtungen polarisiert ist, übermittelt, und ein zweiter Untersatz der Dipole so ausgerichtet, ist, dass er das zweite HF-Signal (RF2), das in einer zweiten Richtung von den unterschiedlichen Richtungen polarisiert ist, übermittelt.
  10. Kommunikationsvorrichtung, aufweisend: eine erste Signalleitung (301; 301a) und eine zweite Signalleitung (302; 302a); eine integrierte Backend-Hochfrequenzschaltung (RFIC) (150; 300; 700a; 700b; 810; 920), die dafür ausgelegt ist, ein Basisbandsignal zu verarbeiten oder zu erzeugen; und ein erstes Antennenmodul (110; 400; 821), das über die erste und die zweite Signalleitung (301, 302; 301a, 302a) mit der Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) verbunden ist und ein Phased Array (111; 220; 410) aufweist, das dafür ausgelegt ist, ein erstes und ein zweites HF-Signal (RF1, RF2), die in unterschiedlichen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) dafür ausgelegt ist, so mit der Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) zu kommunizieren, dass ein erstes internes Signal (INT1), das dem ersten HF-Signal (RF1) entspricht, und ein zweites internes Signal (INT2), das dem zweiten HF-Signal (RF2) entspricht, gemäß einem Steuersignal jeweils durch die erste Signalleitung (301; 301a) oder die zweite Signalleitung (302; 302a) durchgelassen werden.
  11. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) ferner dafür ausgelegt ist, so mit der Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) zu kommunizieren, dass jeweils ausschließlich das erste interne Signal (INT1) oder das zweite interne Signal (INT2) durch die erste Signalleitung (301; 301a) und die zweite Signalleitung (302; 302a) gesendet werden.
  12. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) ferner einen 4-Wege-Schalter aufweist, der mit sowohl der ersten Signalleitung (301; 301a) als auch der zweiten Signalleitung (302; 302a) verbunden ist.
  13. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) ferner eine Frontend-RFIC (112; 210; 420) aufweist, die dafür ausgelegt ist, das erste HF-Signal (RF1) zu verarbeiten oder zu erzeugen oder das erste interne Signal (INT1) und das zweite interne Signal (INT2) zu verarbeiten oder zu erzeugen.
  14. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Frontend-RFIC (112; 210; 420) mindestens einen Mischer (614b, 617b) aufweist, der dafür ausgelegt ist, ein Signal zwischen einem HF-Band und einem Zwischenfrequenz (IF)-Band umzuwandeln, und die Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) mindestens einen Mischer (712a, 714a) umfasst, der dafür ausgelegt ist, ein Signal zwischen Basisband und IF-Band umzuwandeln.
  15. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) einen Schalter (710a, 720a, 730a, 740a; 710b, 720b, 730b, 740b; 811-814) umfasst, der für eine Verbindung mit der ersten Signalleitung (301; 301a) und der zweiten Signalleitung (302; 302a) ausgelegt ist und um sowohl die erste Signalleitung (301; 301a) als auch die zweite Signalleitung (302; 302a) gemäß einem Sendemodus und einem Empfangsmodus mit unterschiedlichen Wegen zu verbinden.
  16. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) mindestens einen Mischer (712a; 712b, 742b) aufweist, der dafür ausgelegt ist, ein Signal zwischen dem Basisband und einem HF-Band umzuwandeln.
  17. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) dafür ausgelegt ist, das Steuersignal über die erste Signalleitung (301) und die zweite Signalleitung (302) zu empfangen.
  18. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, ferner einen Datenprozessor (160) aufweisend, der dafür ausgelegt ist, ein Basisbandsignal vom Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) zu empfangen oder das Basisbandsignal am Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) bereitzustellen und das Steuersignal zu erzeugen.
  19. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, ferner aufweisend: mindestens ein zweites Antennenmodul (120, 130, 140; 822, 823), das ein Phased Array (220; 410) aufweist; und mindestens ein Leitungspaar (301b, 302b, 301c, 302c), das dafür ausgelegt ist, interne Signale (INT1, INT2) zwischen der Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) und dem mindestens einen zweiten Antennenmodul (120, 130, 140; 822, 823) zu senden.
  20. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) und das mindestens eine zweite Antennenmodul (120, 130, 140; 822, 823) an einem Rand der Kommunikationsvorrichtung (100) voneinander beabstandet sind.
  21. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Kommunikationsvorrichtung (100) ein rechteckiges Profil aufweist, wobei das erste Antennenmodul (110; 400; 821) und das zweite Antennenmodul (120, 130, 140; 822, 823) an jeweiligen Ecken des rechteckigen Profils montiert sind und die Backend-RFIC (150; 300; 700a; 700b; 810; 920) in einer mittleren Region des rechteckigen Profils angeordnet ist.
  22. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei sowohl die erste als auch die zweite Signalleitung (301, 302; 301a, 302a) ein Leiter einer Mikrostreifen-Sendeleitung sind.
  23. Kommunikationsvorrichtung, aufweisend: eine integrierte Backend-Hochfrequenzschaltung (RFIC) (810; 920), die dafür ausgelegt ist, ein Basisbandsignal zu verarbeiten oder zu erzeugen; und ein erstes, ein zweites und ein drittes Antennenmodul (821-823), die jeweils ein Phased Array (410) aufweisen, das dafür ausgelegt ist, ein erstes HF-Signal (RF1) und ein zweites HF-Signal (RF2), die in unterschiedlichen Richtungen polarisiert sind, zu übermitteln, wobei die Backend-RFIC (810; 920) einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten 4-Wege-Schalter (811-814) aufweist, das erste Antennenmodul (821) mit einem zweiten Anschluss (P21) des ersten 4-Wege-Schalters (811) und einem ersten Anschluss (P21) des zweiten 4-Wege-Schalters (812) verbunden ist, das zweite Antennenmodul (822) mit einem zweiten Anschluss (P22) des zweiten 4-Wege-Schalters (812) und einem ersten Anschluss (P32) des dritten 4-Wege-Schalters (813) verbunden ist und das dritte Antennenmodul (823) mit einem zweiten Anschluss (P42) des dritten 4-Wege-Schalters (813) und einem zweiten Anschluss (P42) des vierten 4-Wege-Schalters (814) verbunden ist.
  24. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 23, ferner einen Datenprozessor (930) aufweisend, der dafür ausgelegt ist, das Basisbandsignal (BB) vom Backend-RFIC (810; 920) zu empfangen oder das Basisbandsignal (BB) am Backend-RFIC (920) bereitzustellen.
  25. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei jedes vom ersten bis dritten Antennenmodul (821-823) dafür ausgelegt ist, so mit der Backend-RFIC (810; 920) zu kommunizieren, dass ein erstes internes Signal (INT1), das dem ersten HF-Signal (RF1) entspricht, und ein zweites internes Signal (INT2), das dem zweiten HF-Signal (RF2) entspricht, gemäß einem Steuersignal jeweils durch unterschiedliche 4-Wege-Schalter gelassen werden.
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