JP2004515185A - Vバンドtrモジュールにおけるミリ波出力調整のための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本発明は、請求項1中の上位概念に示す形式のVバンドTRモジュールにおけるミリ波出力調整の方法及び装置に関する。
【0002】
特に移動通信機器における出力電力は可能な限りコンスタントであることが必要であって、それも、大量の個数で生産される構成部材及び機器の個々の特性によって左右されないことが必要である。50KHzを下回る周波数の場合、調整可能な減衰部材はPINダイオードを備えたMMIC又はMESFETスイッチとして具体化される。また、より低い周波数のための別の電力調整コンセプトも従来技術によって知られている。しかし、調整された出力電力を有するVバンドTRモジュールは現在知られてない。また、MMICとしての60GHzでの調整可能な減衰部材も現在市場で入手することはできない。
【0003】
完成した機器の個々の調節は極めて高コストとなる。従って、相応の設計によって個々の調節を避けることが望ましい。同時に、必要とする付加的な構成部材は可能な限り少なくするべきである。というのは、こうした付加的な構成部品は一面では個々にばらつきを生じ、他面ではコスト増の要因となるからである。
【0004】
フランス国オルセー・セデックス91401、ユナイテッド・モノリシック・セミコンダクターズS.A.S.より、型式名“CHS2190a”で通信システム用の50−60GHzのSPDT(Single Pole Double Throw; 単極双投)−スイッチが市販されており、このスイッチは従来、送受信モジュール内の送受信切り替えスイッチとして使用されていた。本発明の課題は、このスイッチ又は同等のスイッチを使用して上述の特色を有する電力調整を可能にすることである。
【0005】
このような課題を本発明は請求項1もしくは請求項2に示す特徴事項によって解決した。
【0006】
調整可能な減衰部材としてのSPDT−MMICの使用は所望の送信電力の設定並びにチップのばらつきの補償を可能にする。また、電力調整用の中核構成部材(調整部材)をなす。さらに、チップの二重機能により著しいコスト節減をもたらす。
【0007】
第2のSPDT−MMICを電力検出器として使用することも二重機能によりコスト節減をもたらす。
【0008】
要するに、すべてのTRモジュール用の電力調整がチップのばらつきの補償及び温度効果によってモジュール“歩留まり”の向上につながる。スイッチ、減衰部材及び電力検出器としてのSPDT−MMICの多重利用によって前述の利点をもたらす。
【0009】
本発明の詳細は請求項3以降及び図示の実施の形態について説明する、以下の記載に示す通りである。
【0010】
知られたMMICは、本発明の場合、SPDT(単極双投)型のショットキーダイオードスイッチとしてか又は別の供給電圧の選択により調整可能な減衰部材として使用することができる。図2及び図3にSPDT−MMICのレイアウト並びに基本回路図が示されている。スイッチとしての使用の場合、ポートINにおける入力電力がポートO1又はO2へ接続される。可変の減衰部材として使用する場合にはゲートO2が無反射で閉じられて、スイッチアームIN−O2が通過方向で作動する。ゲートIN及びO1の間において直流供給電圧を介して3.5dBと25dBとの間の可変の減衰を行うことができる(図4及び図5参照)。
【0011】
図4は外部接続回路及び直流給電を示している。作動形式は次の通りである:
【0012】
スイッチ作動
スイッチアームIN−O1がオン状態、スイッチアームIN−O2はオフ状態である。
パッドA1、A2: −2.5V
パッドB1、B2: 12mA
オフ状態: スイッチアーム阻止
オン状態: スイッチアーム通過
【0013】
外部電圧供給は約250オームの直列抵抗を介して直列にパッドA1、A2、B1、B2へ行われる。
【0014】
検出器作動
スイッチアームIN−O1が検出器として作動、スイッチアームIN−O2はオフ状態である。
パッドA1、A2: 0V(パッドへ直列で1kオーム)
パッドB1、B2: 12mA
【0015】
可変の減衰部材としての作動
スイッチアームIN−O1はオン状態(ゲートO1が無反射で閉鎖)、スイッチアームIN−O2は減衰作動である。
パッドA1、A2: −2.5V
パッドB1、B2: 0−12mA(直列抵抗250オームにより0−4Vに相当)
【0016】
SPDT−MMIC上にはいずれのスイッチアームにも各2つのダイオード対4/5、6/7がHF導線とアースとの間へ配置されている。SPDT−MMICが出力電力検出器として作動する際には一方のアームが阻止され(例えばIN−O2)、他方のアームは0Vのバイアス電圧で通過側へ切り替えられる。オン状態のアームを通して流れるHF出力電力は並列のダイオードにおいて整流される。パッドA1もしくはA2において測定可能な基準電圧は図6に示すように通過する電力の尺度である。電力測定のためにはパッドA2における基準電圧が利用される。SPDT−MMICにおける電力検出はレベル3dBm<P<10dBmにわたって可能である。
【0017】
図5は制御電圧に関連した減衰態様を示している。この場合に次の値が該当する。
【0018】
直流接続回路及び電圧供給
パッドA1、A2: −2.5V
パッドB1、B2: 制御電圧が直列抵抗250オームを介して加えられる。
【0019】
HFコンフィギュレーション
58GHzでのウエーハプローバにおける測定。
ゲートINにおける入力電力、ゲートO2、ゲートO1における出力電力は10dBの減衰部材で閉じられている。
【0020】
図6は検出器としてのSPDT−MMICの使用例を示している。線図中には、検出器電圧が、測定された出力電力に関連して示されている。
【0021】
直流接続回路及び電圧供給
パッドA1、A2: 1kオームの直列抵抗を介して0V供給
制御電圧
パッドB1、B2: 12mA
【0022】
HFコンフィギュレーション
58GHzでのウエーハプローバにおける測定。
ゲートO1における入力電力、ゲートIN、ゲートO2における出力電力は10dBの減衰部材で閉じられている。
【0023】
以上に述べた部材を用いることによって、図1の構成図にまとめられているように、本発明による送受信モジュール用の送信電力調整が開発された。受信の場合では両方のSPDT−MMICがスイッチとして用いられる。LO電力(Pin_LO)及び受信電力(Pin_RX)はミクサーへ接続される。送信の場合ではSPDT−MMIC1が調整可能な減衰部材として、またSPDT−MMIC2が電力検出器としてそれぞれ機能する。電力調整回路はアナログ式の電子装置を介して閉じられる。電子装置における目標値を介して所望の出力レベルが設定される。図7は周波数分析器において測定された出力電力が調整されない場合(最大供給可能電力)と、調整された場合(Pout=5dBm=const)との両方について示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明による送信電力調整の構成図。
【図2】
従来例のSPDT−MMICのレイアウト及び送受信路を示す平面図。
【図3】
図2のMMICの基本回路図。
【図4】
外部接続回路及び直流供給を示す図。
【図5】
制御電圧に関連した減衰態様を示す線図。
【図6】
検出器としてのSPDT−MMICの使用例を示す線図
【図7】
最大可能かつ調整された送信電力の例を示す線図。
Claims (4)
- 50GHz及びそれ以上の範囲の周波数でのVバンドTRモジュールにおけるミリ波出力調整のための方法であって、送信並びに受信路を2つのSPDT(Single Pole Double Throw; 単極双投)−MMICスイッチを介して分離する形式のものにおいて、送信の場合、第1のSPDT−MMICスイッチを調整可能な減衰部材として、かつ第2のSPDT−MMICスイッチを出力電力用の検出器として用い、電子装置を介して所定のレベルへの出力電力の調整を行うことを特徴とする、ミリ波出力調整の方法。
- 50GHz及びそれ以上の範囲の周波数でのVバンドTRモジュールにおけるミリ波出力調整のための装置であって、送信並びに受信路の分離用の2つのSPDT(Single Pole Double Throw; 単極双投)−MMICスイッチを備えている形式のものにおいて、送信の場合、第1のSPDT−MMICスイッチが調整可能な減衰部材として、かつ第2のSPDT−MMICスイッチが出力電力用の検出器として用いられており、出力電力の調整を行うために電子装置が設けられていることを特徴とする、ミリ波出力調整のための装置。
- 2つのスイッチアームを有するSPDT−MMICにおいて、切り替え作動の場合にポートINにおける入力電力が選択的にポートO1又はポートO2へ接続可能であり、調整可能な減衰部材としての作動の場合にゲートO2が無反射で閉鎖されていて、ゲートIN及びO1相互間で供給電圧を介して可変の減衰が設定可能であることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
- 2つのスイッチアームを有するSPDT−MMICにおいて、各スイッチアームには各2つの並列のダイオード対がHF導線とアースとの間に配置されており、電力検出器としての作動の場合、一方のアームが阻止され、他方の第2のアームが0Vのバイアスで通過路へ接続されており、第2のアームを介して流れるHF電力が前記ダイオードにおいて整流され、測定可能な基準電圧が通過する電力の尺度として役立てられることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
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