JP2015508621A - 電力増幅器のためのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路 - Google Patents

電力増幅器のためのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路 Download PDF

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Abstract

電力増幅器のための少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が開示される。電力増幅器は、入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を供給する。インピーダンス整合回路は、電力増幅器のための出力インピーダンス整合を実行し、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを含む。各チューナブル・ノッチフィルタは、不要な信号のより良い減衰を提供するために、周波数において変更されうるノッチを有する。少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させる。少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、（i）増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるための第１のチューナブル・ノッチフィルタ、および／または（ii）増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるための第２のチューナブル・ノッチフィルタを含みうる。

Description

[0001] 本開示は、一般的にはエレクトロニクスに関し、より具体的には電力増幅器のためのインピーダンス整合回路に関する。
[0002] 無線通信システムにおける無線デバイス（例えば、セルラ電話またはスマートフォン）が、双方向通信のためにデータを送信および受信しうる。無線デバイスは、データ送信用の送信機と、データ受信用の受信機とを含みうる。データ送信の場合、送信機は、変調されたＲＦ信号を得るために、無線周波数（ＲＦ：radio frequency）キャリア信号をデータで変調し、適正な出力電力レベルを有する出力ＲＦ信号を得るために、変調されたＲＦ信号を増幅し、アンテナを介して出力ＲＦ信号を基地局に送信しうる。データ受信の場合、受信機は、アンテナを介して受信されたＲＦ信号を得ることができ、また、基地局によって送られたデータを回復するために、受信されたＲＦ信号を調整および処理することができる。
[0003] 送信機は、広い周波数範囲にわたって動作をサポートしうる。送信機は、広い周波数範囲にわたって送信機の要求仕様を満たすために、多くの回路（例えば、複数の増幅器および複数のフィルタ）を含みうる。これらの回路は、送信機のサイズおよびコストを増大させうる。
図１は、異なる無線通信システムと通信することが可能な無線デバイスを示す。 図２は、図１における無線デバイスのブロック図を示す。 図３は、増幅されたＲＦ信号の周波数スペクトルを示す。 図４は、広帯域電力増幅器の周波数スペクトルを示す。 図５は、電力増幅器モジュールのブロック図を示す。 図６は、チューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路の概略図を示す。 図７Ａは、チューナブル・ノッチフィルタを備えた３つのインピーダンス整合回路の概略図のうちの１つを示す。 図７Ｂは、チューナブル・ノッチフィルタを備えた３つのインピーダンス整合回路の概略図のうちの１つを示す。 図７Ｃは、チューナブル・ノッチフィルタを備えた３つのインピーダンス整合回路の概略図のうちの１つを示す。 図８は、調整可能なキャパシタの概略図を示す。 図９Ａは、異なる調整可能なキャパシタ値についての不要な信号の出力電力を示す。 図９Ｂは、異なる調整可能なキャパシタ値についての不要な信号の出力電力を示す。 図１０は、電力増幅器の概略図を示す。
詳細な説明
[0014] 以下に記載される詳細な説明は、本開示の典型的な設計の説明として意図され、本開示が実現されうる唯一の設計を表すようには意図されない。「典型的（exemplary）」という用語は、ここで「例、実例、または例示を提供する」という意味で用いられる。ここで「典型的」であると説明される任意の設計は、他の設計に対して、必ずしも好ましいまたは有利であるようには解釈されるべきでない。詳細な説明は、本開示の典型的な設計の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。ここに説明される典型的な設計がこれらの特定の詳細なしで実現されうることは、当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここに示される典型的な設計の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロック図形式で示される。
[0015] 電力増幅器のための少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が本明細書で説明される。このインピーダンス整合回路は、無線デバイスおよびその他の電子デバイスのために使用されうる。
[0016] 図１は、異なる無線通信システム１２０および１２２と通信することが可能な無線デバイス１１０を示す。無線システム１２０および１２２は、それぞれ符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）（登録商標）システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システム、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、または何らかの他の無線システムでありうる。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ｃｄｍａ２０００、または何らかの他のバージョンのＣＤＭＡをインプリメント（implement）しうる。簡単化のために、図１は、１つの基地局１３０および１つのシステムコントローラ１４０を含む無線システム１２０と、１つの基地局１３２および１つのシステムコントローラ１４２を含む無線システム１２２とを示す。一般に、各無線システムは、任意の数の基地局および任意のセットのネットワークエンティティを含みうる。
[0017] 無線デバイス１１０はまた、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局等と称されうる。無線デバイス１１０は、セルラ電話、スマートフォン、タブレット、無線モデム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、コードレス電話、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、ブルートゥース（登録商標）デバイス等でありうる。無線デバイス１１０は、無線システム１２０および／または１２２と通信することが可能でありうる。無線デバイス１１０はまた、ブロードキャスト局（例えば、ブロードキャスト局１３４）から信号を受信することが可能でありうる。無線デバイス１１０はまた、１つまたは複数の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）における衛星（例えば、衛星１５０）から信号を受信することが可能でありうる。無線デバイス１１０は、ＬＴＥ、ｃｄｍａ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＥＥＥ ８０２．１１等のような、無線通信のための１つまたは複数の無線技術をサポートしうる。
[0018] 図２は、無線デバイス１１０の典型的な設計のブロック図を示す。この典型的な設計では、無線デバイス１１０は、データプロセッサ／コントローラ２１０、トランシーバ２２０、およびアンテナ２５４を含む。トランシーバ２２０は、双方向無線通信をサポートする送信機２３０および受信機２６０を含む。
[0019] 送信経路において、データプロセッサ２１０は、送信されるデータを処理し（例えば、符号化するおよび変調する）、送信機２３０にアナログ出力信号を供給する。送信機２３０内では、送信回路２３２が、アナログ出力信号をベースバンドからＲＦに増幅、フィルタ、およびアップコンバートして、入力ＲＦ信号を供給する。送信回路２３２は、増幅器、フィルタ、ミキサ、インピーダンス整合回路、発振器、局部発振器（ＬＯ）ジェネレータ、位相ロックループ（ＰＬＬ）等を含みうる。電力増幅器（ＰＡ）２４０は、入力ＲＦ信号を受信および増幅して、適正な出力電力レベルを有する増幅されたＲＦ信号を供給する。インピーダンス整合回路２５０は、電力増幅器２４０のための出力インピーダンス整合を実行する。整合回路２５０は、電力増幅器２４０から増幅されたＲＦ信号を受信して、出力ＲＦ信号を供給し、これは、スイッチ／デュプレクサ２５２を通じてルーティングされて、アンテナ２５４を介して送信される。
[0020] 受信経路において、アンテナ２５４は、基地局および／またはその他の送信機局から信号を受信して、受信されたＲＦ信号を供給し、これは、スイッチ／デュプレクサ２５２を通じてルーティングされて、受信機２６０に供給される。受信機２６０内では、インピーダンス整合回路２６２が、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２６４のための入力インピーダンス整合を実行する。ＬＮＡ ２６４は、整合回路２６２からの受信されたＲＦ信号を増幅し、増幅された信号を供給する。受信回路２６６は、増幅された信号をＲＦからベースバンドに増幅、フィルタ、およびダウンコンバートして、データプロセッサ２１０にアナログ入力信号を供給する。受信回路２６６は、増幅器、フィルタ、ミキサ、インピーダンス整合回路、発振器、ＬＯジェネレータ、ＰＬＬ等を含みうる。
[0021] 図２は、送信機２３０および受信機２６０の典型的な設計を示す。送信機２３０および／または受信機２６０は、図２に図示されない異なるおよび／または追加の回路を含みうる。例えば、送信機２３０は、電力増幅器２４０の前にドライバ増幅器を含みうる。トランシーバ２２０の全てまたは一部が、１つまたは複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣ等の上でインプリメントされうる。例えば、送信回路２３２、電力増幅器２４０、ＬＮＡ ２６４、受信回路２６６、およびインピーダンス整合回路２５０および２６２は、ＲＦＩＣ上でインプリメントされうる。電力増幅器２４０と場合によってはその他の回路もまた、個別のＩＣまたはモジュール上でインプリメントされうる。整合回路２５０および／または２６２と場合によってはその他の回路もまた、個別のＩＣまたはモジュール上でインプリメントされうる。
[0022] データプロセッサ／コントローラ２１０は、無線デバイス１１０のための様々な機能を実行しうる。例えば、データプロセッサ２１０は、送信機２３０を介して送信されるデータと受信機２６０を介して受信されるデータのための処理を実行しうる。コントローラ２１０は、送信回路２３２、受信回路２６６、電力増幅器２４０、整合回路２５０および／または２６２、スイッチ／デュプレクサ２５２等の動作を制御しうる。メモリ２１２は、データプロセッサ／コントローラ２１０のためのプログラムコードおよびデータを記憶しうる。データプロセッサ／コントローラ２１０は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／またはその他のＩＣ上でインプリメントされうる。
[0023] 電力増幅器２４０は、以下の伝達関数を有しうる：
Figure 2015508621
ここで、ｘは、電力増幅器２４０に供給される入力ＲＦ信号を示し、
ａ１、ａ２およびａ３は、電力増幅器２４０の線形性を定義する係数であり、
ｙ（ｘ）は、電力増幅器２４０からの増幅されたＲＦ信号を示す。
簡単化のために、３次を超える高次項は、式（１）では示されていない。
[0024] 式（１）において、ａ１＊ｘは、線形項であり、ａ１は、電力増幅器２４０の利得である。電力増幅器２４０の２次非線形性は、項ａ２＊ｘ２によって与えられ、電力増幅器２４０の３次非線形性は、項ａ３＊ｘ３によって与えられる。係数ａ２およびａ３は、それぞれ２次非線形性および３次非線形性の量を決定する。理想的な電力増幅器の場合、ａ１は、ゼロでない値であり、ａ２およびａ３は、ゼロに等しい。しかしながら、電力増幅器２４０は、本質的に理想的ではなく、かつ非線形であり、したがって、ａ２およびａ３がゼロでない値での非線形伝達関数を有するであろう。式（１）におけるこれら係数は、周波数、送信電力レベル、および／またはその他の要因に依存する値を有しうる。
[0025] 図３は、図２における電力増幅器２４０からの増幅されたＲＦ信号の周波数スペクトルを示す。電力増幅器２４０の非線形性により、増幅されたＲＦ信号は、（入力ＲＦ信号の周波数である）動作周波数ｆｓにおける所望の信号のみならず、第２高調波周波数２ｆｓにおける不要な信号、第３高調波周波数３ｆｓにおける別の不要な信号等を含む。第２高調波周波数における不要な信号の大きさ（magnitude）は、式（１）における係数ａ２に依存する。第３高調波周波数における不要な信号の大きさは、式（１）における係数ａ３に依存する。
[0026] 図２における電力増幅器２４０のような増幅器は、本質的に非線形回路である。結果として、電力増幅器２４０からの増幅されたＲＦ信号は、図３に示されるように、入力ＲＦ信号の増幅されたレプリカのみならず、入力ＲＦ信号の高調波周波数における不要な信号も含む。不要な信号の振幅は、一般に、スペクトルマスク要件によって与えられる指定されたレベル未満である必要がある。ローパスフィルタが、電力増幅器２４０の出力に結合されることができ、また、高調波周波数における不要な信号を減衰させるとともに、所望の信号を最小限に減衰させるために使用されうる。
[0027] ＧＳＭシステムのような、いくつかの無線システムは、高調波周波数において放出される（emitted）許容出力電力に対して厳しい放出要件を課すことができる。これらの無線システムでは、高次ローパスフィルタが、厳しい放出要件を満たすために、高調波周波数における不要な信号を十分に減衰させるために使用されうる。しかしながら、高次ローパスフィルタは、多くの回路コンポーネント（例えば、多くのインダクタおよびキャパシタ）を含み、これら回路コンポーネントの制限された品質係数（Ｑ）により、動作帯域におけるより多くの挿入損失を有する可能性が高くなる（likely）。より高い挿入損失は、電力増幅器２４０の電力付加効率（ＰＡＥ：power added efficiency）を低下させうる。したがって、高次ローパスフィルタは、一般に、より高いコスト、より大きな回路面積、より大きな帯域内挿入損失、およびより低いＰＡＥにより、高調波周波数における不要な信号を減衰させるために使用されない。
[0028] ノッチフィルタは、高調波周波数における不要な信号を減衰させるために使用されうる。ノッチフィルタは、ノッチ周波数と称される特定の周波数の周辺でより鋭い遷移（much sharper transition）（または、ノッチ）を提供しうる。ノッチフィルタは、一般に、狭い周波数範囲にわたって高い減衰を提供できるとともに、ノッチの帯域幅および減衰量は、ノッチフィルタをインプリメントするために使用される回路コンポーネントのＱに依存する。ノッチフィルタは、入力ＲＦ信号の高調波のうちの１つにおいてそのノッチを配置されることができ、この場合、高調波トラップと称されることができる。
[0029] 図３に示されるように、第１のノッチフィルタは、第２高調波周波数２ｆｓにおいてそのノッチを配置されることができ、第２高調波周波数における不要な信号を減衰させるために使用されることができる。第２のノッチフィルタは、第３高調波周波数３ｆｓにおいてそのノッチを配置されることができ、第３高調波周波数における不要な信号を減衰させるために使用されることができる。ノッチフィルタは、通過帯域と阻止帯域の間で鋭い遷移を有しうる。この鋭い遷移のために、ノッチフィルタの減衰は、入力ＲＦ信号の周波数がノッチ周波数から離れてシフトするときに急速に低減しうる。したがって、ノッチフィルタは、その鋭い遷移の性質により、そのノッチ周波数を高調波周波数と合わせる（align）ために、慎重にチューニングされる（tuned）べきである。ディスクリート回路コンポーネントでインプリメントされる固定ノッチフィルタの場合、慎重なチューニングは、コンポーネント値を変更することによって、またはその上にノッチフィルタがインプリメントされたプリント回路基板を僅かに修正することによって達成されうる。しかしながら、完全に一体化された回路設計では、上述の技法は利用可能でない場合がある。
[0030] 電力増幅器２４０は、広い全体的な（overall）動作帯域をサポートするように設計されることができ、これは、複数の周波数帯域をカバーすることができる。電力増幅器２４０の全体的な動作帯域は、電力増幅器の中心周波数の１０〜１５％ほどになりうる。このような広帯域電力増幅器の場合、高調波トラップは、高調波トラップの鋭い遷移により、全体的な動作帯域のほんの一部分のみ（only a fraction）にわたって、（特定のアプリケーションに依存しうる）所望の減衰を提供しうる。
[0031] 図４は、広帯域電力増幅器２４０の周波数スペクトルを示す。電力増幅器２４０は、周波数ｆｃを中心とする広い全体的な動作帯域をサポートしうる。電力増幅器２４０に供給される入力ＲＦ信号は、周波数ｆｓを中心とすることができ、これは、全体的な動作帯域内のどこにでも収まり（fall within）うる。広い全体的な動作帯域は、周波数２ｆｃを中心とする広い第２高調波帯域と関連付けられうる。電力増幅器２４０からの不要な信号は、周波数２ｆｓを中心とすることができ、これは、広い第２高調波帯域内のどこにでも収まりうる。
[0032] 図４に示されるように、Ｋ個の高調波トラップのセットが、各高調波トラップの制限された帯域幅を緩和するために使用されることができ、ここで、Ｋは、１より大きい任意の整数値であることができる。Ｋ個の高調波トラップは、図４に示されるように、それらのノッチ周波数が第２高調波帯域にわたって互い違いに配置（staggered）されうる。不要な信号の所望の減衰量は、Ｋ個の高調波トラップのノッチ周波数の適正な配置によって、より広い周波数範囲にわったて達成されうる。あるいは、またはこれに加えて、不要な信号のより大きな減衰は、この特定の周波数において、またはその近くに複数のノッチ周波数を配置することによって、特定の周波数において達成されうる。簡単化のために図４には示されていないが、複数のセットのノッチフィルタが、異なる高調波周波数のために使用されることができ、各高調波周波数について１セットのノッチフィルタである。
[0033] 図３および図４に示されるように、入力ＲＦ信号（したがって、その高調波）が、周波数にわたって著しく変化しうる場合、ノッチフィルタを高調波周波数における不要な信号をフィルタするための良い候補にするのと同じ鋭い遷移の性質がまた、課題も示す。例えば、図４に示されるように、複数の高調波トラップが、広い高調波帯域にわたって所望の減衰量を提供するために使用されうる。しかしながら、所望の減衰量を提供するためには多くの高調波トラップが必要とされ、より高いコスト、より大きな回路面積、および更なる回路の複雑さをもたらし、これらの全ては望ましくない。
[0034] 一態様では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が、電力増幅器の出力に結合されることができ、少なくとも１つの高調波周波数における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるために使用されることができる。インピーダンス整合回路は、電力増幅器の出力インピーダンスを負荷（例えば、アンテナ）に整合させるために使用されうる。インピーダンス整合回路は、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを含むようにインプリメントされうる。各チューナブル・ノッチフィルタは、周波数にわたって変更されうる（be varied）ノッチを有しうる。各チューナブル・ノッチフィルタのノッチ周波数は、不要な信号のより良い減衰を提供するために、（例えば、不要な信号の周波数と一致するように）変更されうる。このチューニング能力は、チューナブル・ノッチフィルタが、より広い周波数範囲をカバーすることを可能にすることができ、これは、ノッチフィルタの鋭い遷移の性質を仮定すると（given）有利でありうる。チューニング能力は、回路設計モデリングにおける不正確さ、回路コンポーネント値における変動等に起因するノッチ周波数の潜在的なミスチューニング（mis-tuning）を修正するのに役立ちうる。
[0035] 図５は、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを有するインピーダンス整合回路５５０を備えたＰＡモジュール５００の典型的な設計のブロック図を示す。ＰＡモジュール５００は、インピーダンス整合回路５５０に結合された電力増幅器５４０を含む。整合回路５５０は、電力増幅器５４０の出力インピーダンスと負荷５５４のインピーダンスとの間のインピーダンス整合を実行する。整合回路５５０はまた、電力増幅器５４０からの少なくとも１つの不要な信号を減衰させるために、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを含む。電力増幅器５４０は、図２における電力増幅器２４０に対応し、整合回路５５０は、図２における整合回路２５０に対応しうる。負荷５５４は、図２におけるデュプレクサ２５２および／またはアンテナ２５４に対応しうる。インピーダンス整合回路５５０内に少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを一体化することによって、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタをインプリメントするのに、ほんの少数の追加の回路コンポーネントで十分になりうる。さらに、整合回路５５０は、高調波周波数における不要な信号の追加の減衰を提供するために、ローパスフィルタ応答を示す（exhibit）ように設計されうる。
[0036] 図６は、４つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路５５０ａの概略図を示し、これは、図５におけるインピーダンス整合回路５５０の典型的な設計である。この典型的な設計では、整合回路５５０ａは、直列に結合された２つのＬセクション６５０ａおよび６５０ｂを含む。Ｌセクションは、シャント回路コンポーネントに結合された直列回路コンポーネントを含む。回路コンポーネントは、インダクタ、キャパシタ、抵抗器等でありうる。直列回路コンポーネントは、２つのノード間に結合された回路コンポーネントであり、シャント回路コンポーネントは、ノードと回路グラウンドとの間に結合された回路コンポーネントである。
[0037] 整合回路５５０ａの第１のＬセクション６５０ａ内では、インダクタ６５２および調整可能なキャパシタ６６２が、整合回路５５０ａの入力とノードＡとの間に並列に結合される。インダクタ６５４および調整可能なキャパシタ６６４が直列に結合され、この組み合わせは、ノードＡと回路グラウンドとの間に結合される。整合回路５５０ａの第２のＬセクション６５０ｂ内では、インダクタ６５６および調整可能なキャパシタ６６６が、ノードＡと整合回路５５０ａの出力との間に並列に結合される。インダクタ６５８および調整可能なキャパシタ６６８が直列に結合され、この組み合わせは、整合回路５５０ａの出力と回路グラウンドとの間に結合される。
[0038] 図６に示されるように、ノッチフィルタは、２つのノード間に並列に結合された直列インダクタと直列キャパシタ（例えば、インダクタ６５２およびキャパシタ６６２）によって形成されうる。ノッチフィルタはまた、ノードと回路グラウンドとの間に直列に結合されたシャントインダクタとシャントキャパシタ（例えば、インダクタ６５４およびキャパシタ６６４）によって形成されうる。インダクタ６５２とキャパシタ６６２は、第１のチューナブル・ノッチフィルタを形成する。インダクタ６５４とキャパシタ６６４は、第２のチューナブル・ノッチフィルタを形成する。インダクタ６５６とキャパシタ６６６は、第３のチューナブル・ノッチフィルタを形成する。インダクタ６５８とキャパシタ６６８は、第４のチューナブル・ノッチフィルタを形成する。チューナブル・ノッチフィルタは、チューナブル・ノッチフィルタのノッチ周波数をチューニングするために、調整可能なインダクタおよび／または調整可能なキャパシタを有しうる。調整可能なインダクタよりも、調整可能なキャパシタをインプリメントするほうがより簡単でありうる。したがって、図６は、４つのチューナブル・ノッチフィルタについての４つの調整可能なキャパシタ６６２、６６４、６６６および６６８を示す。
[0039] インピーダンス整合回路は、２つのＬセクションでインプリメントされることができ、直列インダクタ、シャントキャパシタ、別の直列インダクタ、および別のシャントキャパシタを含みうる。チューナブル・ノッチフィルタは、直列インダクタ（例えば、インダクタ６５２）と並列に調整可能なキャパシタ（例えば、キャパシタ６６２）を追加することによって形成されうる。チューナブル・ノッチフィルタはまた、シャントキャパシタ（例えば、キャパシタ６６４）と直列にインダクタ（例えば、インダクタ６５４）を追加し、キャパシタを調整可能にすることによって形成されうる。したがって、インピーダンス整合回路は、少なくとも１つの不要な信号を減衰させるために、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを用いて容易に設計されうる。
[0040] 一般に、インピーダンス整合回路は、任意の数のチューナブル・ノッチフィルタを含みうる。これらチューナブル・ノッチフィルタは、それらのノッチを、異なる高調波周波数および／または特定の高調波周波数の広い高調波帯域にわたる異なる周波数において配置されうる。１つの典型的な設計では、図４におけるインダクタ６５４とキャパシタ６６４によって形成されるチューナブル・ノッチフィルタは、第２高調波周波数にチューニングされることができ、インダクタ６５８とキャパシタ６６８によって形成されるチューナブル・ノッチフィルタもまた、第２高調波周波数にチューニングされることができる。インダクタ６５２とキャパシタ６６２によって形成されるチューナブル・ノッチフィルタは、第３高調波周波数にチューニングされることができ、インダクタ６５６とキャパシタ６６６によって形成されるチューナブル・ノッチフィルタもまた、第３高調波周波数にチューニングされることができる。
[0041] 図６は、チューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路５５０ａの典型的な設計を示す。チューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路はまた、他の回路設計に基づいてインプリメントされることができ、そのいくつかが、以下に説明される。
[0042] 図７Ａは、チューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路５５０ｂの概略図を示し、これは、図５におけるインピーダンス整合回路５５０の別の典型的な設計である。整合回路５５０ｂは、（i）整合回路５５０ｂの入力と出力との間に結合された直列インダクタ７１２、（ii）インダクタ７１２と並列に結合された調整可能なキャパシタ７１４、および（iii）整合回路５５０ｂの出力と回路グラウンドとの間に結合された調整可能なシャントキャパシタ７１６を含む。チューナブル・ノッチフィルタは、インダクタ７１２とキャパシタ７１４によって形成される。
[0043] 図７Ｂは、２つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路５５０ｃの概略図を示し、これは、図５におけるインピーダンス整合回路５５０のなお別の典型的な設計である。整合回路５５０ｃは、（i）整合回路５５０ｃの入力とノードＢとの間に結合された直列インダクタ７２２、（ii）インダクタ７２２と並列に結合された調整可能なキャパシタ７２４、（iii）ノードＢと回路グラウンドとの間に結合された調整可能なシャントキャパシタ７２６、（iv）ノードＢと整合回路５５０ｃの出力との間に結合された直列インダクタ７２８、および（v）インダクタ７２８と並列に結合された調整可能なキャパシタ７３０を含む。第１のチューナブル・ノッチフィルタは、インダクタ７２２とキャパシタ７２４によって形成される。第２のチューナブル・ノッチフィルタは、インダクタ７２８とキャパシタ７３０によって形成される。
[0044] 図７Ｃは、２つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路５５０ｄの概略図を示し、これは、図５におけるインピーダンス整合回路５５０のなお別の典型的な設計である。整合回路５５０ｄは、（i）整合回路５５０ｄの入力に結合されたシャントインダクタ７４２、（ii）インダクタ７４２とさらに回路グラウンドとに直列に結合された調整可能なキャパシタ７４４、（iii）整合回路５５０ｄの入力と出力との間に結合された直列キャパシタ７４６、（iv）整合回路５５０ｄの出力と回路グラウンドとの間に結合されたシャントキャパシタ７４８、（v）整合回路５５０ｄの出力に結合されたシャントインダクタ７５０、および（vi）インダクタ７５０とさらに回路グラウンドとに直列に結合された調整可能なキャパシタ７５２を含む。第１のチューナブル・ノッチフィルタは、インダクタ７４２とキャパシタ７４４によって形成される。第２のチューナブル・ノッチフィルタは、インダクタ７５０とキャパシタ７５２によって形成される。
[0045] 少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路のいくつかの典型的な設計が、図６ないし図７Ｃにおいて上述された。一般に、インピーダンス整合回路は、任意の数の段（stage）を含みうる。より多くの回路コンポーネントという犠牲を払って、より多くの段が、帯域幅を増大させ、インピーダンス整合におけるより高い柔軟性を提供し、各段のインピーダンス変換比を低減させることによって損失を低減させ、および／またはその他の利益を提供するために使用されうる。各段は、Ｌトポロジ、Ｒトポロジ、Ｔトポロジ、πトポロジ（Pi topology）等に基づいてインプリメントされうる。Ｌトポロジは、例えば、図７Ａに示されるような、シャント回路コンポーネントに結合された直列回路コンポーネントを含む。Ｒトポロジは、直列回路コンポーネントに結合されたシャント回路コンポーネントを含む。Ｔトポロジは、シャント回路コンポーネントに結合され、かつ別の直列回路コンポーネントにも結合された直列回路コンポーネントを含む。πトポロジは、直列回路コンポーネントに結合されたシャント回路コンポーネントを含み、これは、別のシャント回路コンポーネントに結合される。異なる回路トポロジが、電力増幅器の異なる公称出力インピーダンス（nominal output impedances）のためにより適切でありうる。例えば、いくつかの回路トポロジは、出力インピーダンスが誘導性であるように見える場合により適切になりうる一方で、他の回路トポロジは、出力インピーダンスが容量性であるように見える場合により適切になりうる。
[0046] 一般に、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えた適切なインピーダンス整合回路が、電力増幅器のために使用されうる。インピーダンス整合回路は、任意の数のチューナブル・ノッチフィルタを含みうる。各チューナブル・ノッチフィルタは、例えば、図６ないし図７Ｃに示されるような、インダクタおよび調整可能なキャパシタでインプリメントされうる。少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、スプリアス放出要件を満たすために、対象の各高調波周波数において、広い周波数範囲にわたって不要な信号の減衰を可能にしうる。
[0047] チューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタは、様々な方法でインプリメントされうる。典型的な設計では、調整可能なキャパシタは、アナログ制御電圧に基づいて調整されうるキャパシタンスを有する可変キャパシタ（バラクタ）でインプリメントされうる。別の典型的な設計では、調整可能なキャパシタは、キャパシタンスを変更するために選択されるまたは選択されないキャパシタのバンクでインプリメントされうる。いずれの場合でも、チューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタは、ノッチ周波数を調整し、不要な信号の減衰を改善するために変更されうる。
[0048] 図８は、切り替え可能なキャパシタ（switchable capacitor）でインプリメントされる調整可能なキャパシタ８１０の典型的な設計の概略図を示す。調整可能なキャパシタ８１０は、図６ないし図７Ｃにおける任意の調整可能なキャパシタのために使用されうる。図８に示される典型的な設計では、調整可能なキャパシタ８１０は、Ｎ個の対の切り替え可能なキャパシタでインプリメントされ、ここで、Ｎは、任意の整数値でありうる。各対の切り替え可能なキャパシタは、関連する高電力スイッチ（high power switch）８４０と直列に結合されたキャパシタ８３０および８３２を含む。高電力スイッチ８４０は、スタックにおいて結合された（coupled in a stack）複数のＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタ８４２でインプリメントされる。ＮＭＯＳトランジスタのスタックは、各ＮＭＯＳトランジスタが、大きな信号スイングのほんの一部分のみを観測しうるように、増幅されたＲＦ信号の大きな信号スイングを分散しうる。抵抗器８４４は、スタックにおける連続したＮＭＯＳトランジスタのゲート間に結合される。抵抗器８４６は、一端が、スタックにおけるいちばん下のＮＭＯＳトランジスタのゲートに結合され、他端が、関連するスイッチ８４０のための制御信号を受信する。
[0049] 図８に示される典型的な設計では、Ｎ個の切り替え可能なキャパシタ８３０ａないし８３０ｎは、それぞれ、一端が第１の端子８１２に結合され、他端がスイッチ８４０ａないし８４０ｎの一端に結合される。Ｎ個の切り替え可能なキャパシタ８３２ａないし８３２ｎは、それぞれ、一端が第２の端子８１４に結合され、他端がスイッチ８４０ａないし８４０ｎの他端に結合される。スイッチ８４０ａないし８４０ｎは、Ｎ個の制御信号Ｓ１ないしＳＮをそれぞれ受信する。図８に示されるように、各スイッチ８４０は、その関連する制御信号に基づいて開閉されることができ、これは、そのスイッチのためのＮＭＯＳトランジスタのスタックの低電圧端に適用されることができる。
[0050] 図８は、調整可能なキャパシタ８１０がＮ個のブランチを含む典型的な設計を示し、各ブランチが、１つのスイッチ８４０と直列に結合された２つの切り替え可能なキャパシタ８３０および８３２を含む。ブランチはまた、スイッチと直列に結合された単一のキャパシタ（例えば、キャパシタ８３０のみ、またはキャパシタ８３２のみ）を含みうる。
[0051] １つの典型的な設計では、Ｎ個のキャパシタ８３０ａないし８３０ｎ（また、Ｎ個のキャパシタ８３２ａないし８３２ｎ）は、例えば、Ｃ、２Ｃ、４Ｃ等の異なるキャパシタンスを有することができ、ここで、Ｃはキャパシタンスの基本単位である。別の典型的な設計では、Ｎ個のキャパシタ８３０ａないし８３０ｎ（また、Ｎ個のキャパシタ８３２ａないし８３２ｎ）は、同じキャパシタンスＣを有しうる。
[0052] 切り替え可能なキャパシタ８３０および８３２に結合されたスイッチ８４０をインプリメントするために使用されるＮＭＯＳトランジスタ８４２は、全てのキャパシタについて目標Ｑ以上を提供するために、適切なトランジスタサイズを用いて設計されうる。図８に示される典型的な設計では、ＮＭＯＳトランジスタ８４２は、それらの関連するキャパシタ８３０および８３２のサイズに比例するサイズを有する。したがって、（キャパシタンスＣをそれぞれ有するキャパシタ８３０ａおよび８３２ａに結合された）スイッチ８４０ａのためのＮＭＯＳトランジスタ８４２ａは、Ｗ／Ｌのトランジスタサイズをそれぞれ有することができ、ここで、Ｗは、ＮＭＯＳトランジスタの幅であり、Ｌは、ＮＭＯＮＳトランジスタの長さである。（キャパシタンス２Ｃをそれぞれ有するキャパシタ８３０ｂおよび８３２ｂに結合された）スイッチ８４０ｂのためのＮＭＯＳトランジスタ８４２ｂは、２Ｗ／Ｌのトランジスタサイズをそれぞれ有しうる。同様に、残りのスイッチ８４０のためのＮＭＯＳトランジスタ８４２は、キャパシタについて目標Ｑ以上を得るために、それらの関連するキャパシタ８３０のキャパシタンスに基づいて決定されるサイズを有しうる。
[0053] 調整可能なキャパシタは、キャパシタンス値の適切なチューニング範囲を有するように設計されうる。図８におけるＮ＝４での典型的な設計では、調整可能なキャパシタ８１０は、約Ｃ〜１５Ｃのチューニング範囲を有するように設計されうる。このチューニング範囲は、インピーダンス整合回路における調整可能なキャパシタの一般的なチューニング範囲よりもはるかに大きくなりうる。より大きなチューニング範囲は、ノッチ周波数がより広い範囲にわたってチューニングされることを可能にしうる。一般に、チューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタのチューニング範囲は、チューナブル・ノッチフィルタが使用されるアプリケーションに依存しうる。チューナブル・ノッチフィルタは、１つの周波数帯域のみをカバーすることを必要とされることがあり、１５〜２０％のチューニング範囲で十分となる。チューナブル・ノッチフィルタはまた、（例えば、第２高調波または第３高調波を含む）広い周波数範囲をカバーすることを必要とされることがあり、チューニング範囲は、はるかに大きくなりうる。調整可能なキャパシタのためのより広いチューニング範囲は、チューナブル・ノッチフィルタをより広い周波数範囲にわたって変更されることを可能にしうるが、調整可能なキャパシタについてのより低いＱをもたらしうる。
[0054] 典型的な設計では、図６ないし図７Ｃに示され、上述されたように、固定インダクタがチューナブル・ノッチフィルタのために使用されうる。別の典型的な設計では、調整可能なインダクタがチューナブル・ノッチフィルタのために使用されうる。調整可能なインダクタは、例えば、インダクタの異なるセクションを接続または切断することによって、粗いステップ（coarse steps）において変更されうる。インダクタの粗いチューニングは、周波数帯域間の切り替えおよび／またはその他の目的のために使用されうる。
[0055] 少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が、様々な方法で制御されうる。１つの典型的な設計では、チューナブル・ノッチフィルタは、ノッチフィルタの事前特徴付け（pre-characterization）に基づいて調整されうる。例えば、ノッチ周波数は、チューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタの異なる可能な設定に関して（例えば、回路設計段階または製造段階中に）特徴付けられうる。ノッチ周波数およびノッチフィルタのためのそれらの関連する設定は、（例えば、図２のメモリ２１２における）ルックアップ表に記憶されうる。特徴付けは、インピーダンス整合回路における各チューナブル・ノッチフィルタのために実行されうる。特徴付けは、コンピュータシミュレーション、ラボ測定（lab measurement）、工場測定、現場測定等によって実行されうる。その後、現在の動作周波数についての所望の減衰を提供することができる各チューナブル・ノッチフィルタの設定が、ルックアップ表から取り出され、インピーダンス整合回路に適用されうる。
[0056] 別の典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が、例えば、動作中に、動的に調整されうる。例えば、信号電力のような１つまたは複数のパラメータが、チューナブル・ノッチフィルタの異なる可能な設定のために測定されうる。１つまたは複数のパラメータによって測定される最良なパフォーマンスを提供しうる設定が、使用のために選択されうる。
[0057] なお別の典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路が、整合回路の事前特徴付けと動的な調整との組み合わせに基づいて調整されうる。例えば、インピーダンス整合回路のパフォーマンスは、事前特徴付けされることができ、対象の周波数においてよいパフォーマンスを提供しうる設定は、ルックアップ表から取り出され、インピーダンス整合回路に適用されることができる。その後、インピーダンス整合回路は、動作中に（例えば、選択された設定に対応する公称値周辺のより狭い範囲内で）動的に調整されうる。
[0058] 少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路がまた、他の方法で調整されうる。いずれの場合でも、インピーダンス整合回路は、複数の設定を含みうる。各設定は、インピーダンス整合回路における全ての調整可能なキャパシタのための異なるセットの値に対応しうる。インピーダンス整合回路は、電力増幅器が、広い動作帯域にわたって（例えば、高調波周波数における不要な信号の除去という点で）良いパフォーマンスを達成することを可能にしうる。
[0059] 図９Ａは、図６のインダクタ６５４とキャパシタ６６４によって形成されたチューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタ６６４の異なる値についての第２高調波周波数における不要な信号の出力電力を示す。図９Ａにおいて、水平軸は、周波数を表し、ギガヘルツ（ＧＨｚ）の単位で与えられる。垂直軸は、第２高調波周波数における不要な信号の出力電力を表し、ｄＢｍの単位で与えられる。プロット９１２は、第２高調波周波数における不要な信号の出力電力と（versus）、図６におけるキャパシタ６６４の最大値（Ｃｍａｘ）のための周波数との関係を示す。プロット９１４ないし９２２は、キャパシタ６６４の徐々に小さくなる値についての不要な信号の出力電力を示す。
[0060] 図９Ｂは、図６のインダクタ６５８とキャパシタ６６８によって形成されたチューナブル・ノッチフィルタにおける調整可能なキャパシタ６６８の異なる値についての第２高調波周波数における不要な信号の出力電力を示す。図９Ｂにおいて、水平軸は、周波数を表し、垂直軸は、第２高調波周波数における不要な信号の出力電力を表す。プロット９３２は、第２高調波周波数における不要な信号の出力電力と、図６におけるキャパシタ６６８の最低値（Ｃｍｉｎ）のための周波数との関係を示す。プロット９３４ないし９４０は、キャパシタ６６８の徐々に大きくなる値についての不要な信号の出力電力を示す。
[0061] 電力増幅器は、例えば、様々なタイプのトランジスタを用いておよび様々な回路設計に基づいて、様々な方法でインプリメントされうる。電力増幅器の典型的な設計が、以下に説明される。
[0062] 図１０は、電力増幅器１０００の概略図を示し、これは、図２における電力増幅器２４０と図５および図６における電力増幅器５４０の１つの典型的な設計である。電力増幅器１０００は、スタックにおいて結合されたＭ個のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａないし１０１０ｍを含み、ここで、Ｍは、任意の整数値でありうる。いちばん下のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａは、そのソースが回路グラウンドに結合され、そのゲートが交流（ＡＣ）結合キャパシタ１０２２を介して入力信号（Ｖｉｎ）を受信する。スタックにおける各上方のＮＭＯＳトランジスタ１０１０は、そのソースが、スタックにおける下の別のＮＭＯＳトランジスタのドレインに結合される。いちばん上のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ｍは、そのドレインが、増幅されたＲＦ信号（Ｖｏｕｔ）を供給する。負荷インダクタ１０１２が、供給電圧（Ｖｄｄ）といちばん上のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ｍのドレインとの間に結合され、電力増幅器１０００のためのＤＣバイアス電流を供給する。負荷インダクタ１０１２は、電力増幅器１０００のためのインピーダンス整合回路の一部でありうる。ＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａないし１０１０ｍのゲートは、それぞれ、Ｍ個の抵抗器１０２０ａないし１０２０ｍを介して、Ｍ個のバイアス電圧、Ｖｂｉａｓ１ないしＶｂｉａｓＭ、を受信する。バイアス電圧は、それがイネーブルされた場合に、電力増幅器１０００をオンにし、それがディスエーブルされた場合に、電力増幅器１０００をオフにするように生成されうる。
[0063] 電力増幅器１０００からの増幅されたＲＦ信号は、大きな電圧スイングを有することがありえ、これは、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０の降伏電圧を超えうる。増幅されたＲＦ信号の大きな電圧スイングは、Ｍ個のＮＭＯＳトランジスタ１０１０ａないし１０１０ｍにわたってほぼ均等に分割または分散されうる。その後、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０は、電圧スイングのほんの一部分のみを観測することができ、これは、より高い信頼性を達成するために、各ＮＭＯＳトランジスタの降伏電圧未満になりうる。Ｍ個のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１ないしＶｂｉａｓＭは、例えば、各ＮＭＯＳトランジスタ１０１０が電圧スイングの約Ｍ分の１（1/M-th）を観測するように、増幅されたＲＦ信号の所望の電圧分割（voltage splitting）を提供するために選択されうる。
[0064] 図１０は、電力増幅器の典型的な設計を示し、これはまた、他の方法でインプリメントされうる。例えば、電力増幅器は、他のタイプのトランジスタ、または他の回路設計等でインプリメントされうる。スタックされたトランジスタの数、トランジスタサイズ、負荷インダクタ、バイアス電流、バイアス電圧、および／またはその他の回路特性が、電力増幅器の要件に基づいて選択されうる。
[0065] 典型的な設計では、装置（例えば、無線デバイス、ＩＣ、回路モジュール等）は、例えば、図５に示されるような、電力増幅器およびインピーダンス整合回路を備えうる。電力増幅器（例えば、図５における電力増幅器５４０）は、入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を供給しうる。インピーダンス整合回路（例えば、図５におけるインピーダンス整合回路５５０）は、電力増幅器のための出力インピーダンス整合を実行しうる。インピーダンス整合回路は、増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるために、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えうる。
[0066] １つの典型的な設計では、インピーダンス整合回路は、インダクタと調整可能なキャパシタによって形成された、直列結合されたチューナブル・ノッチフィルタを含みうる。インダクタ（例えば、図６におけるインダクタ６５２または６５６）は、インピーダンス整合回路の入力と出力との間の信号経路において直列に結合されうる。調整可能なキャパシタ（例えば、図６におけるキャパシタ６６２または６６６）は、インダクタと並列に結合されうる。
[0067] 別の典型的な設計では、インピーダンス整合回路は、インダクタと調整可能なキャパシタによって形成された、シャント結合された（shunt-coupled）チューナブル・ノッチフィルタを含みうる。インダクタ（例えば、図６におけるインダクタ６５４または６５８）は、インピーダンス整合回路のノードに結合されうる。調整可能なキャパシタ（例えば、図６におけるキャパシタ６６４または６６８）は、インダクタと直列に結合されうる。インダクタと調整可能なキャパシタの組み合わせは、ノードと回路グラウンドとの間に結合されうる。
[0068] 別の典型的な設計では、インピーダンス整合回路は、直列結合されたチューナブル・ノッチフィルタとシャント結合されたチューナブル・ノッチフィルタの両方を含みうる。インピーダンス整合回路は、並列に結合された第１のインダクタと第１の調整可能なキャパシタによって形成された第１のチューナブル・ノッチフィルタを含みうる。インピーダンス整合回路は、直列に結合された第２のインダクタと第２の調整可能なキャパシタによって形成された第２のチューナブル・ノッチフィルタをさらに含みうる。
[0069] 典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、増幅されたＲＦ信号の第２高調波周波数にチューニングされたチューナブル・ノッチフィルタを備えうる。このチューナブル・ノッチフィルタは、第２高調波周波数における不要な信号を減衰させうる。別の典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、増幅されたＲＦ信号の第３高調波周波数にチューニングされたチューナブル・ノッチフィルタを備えうる。このチューナブル・ノッチフィルタは、第３高調波周波数における不要な信号を減衰させうる。
[0070] なお別の典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、（i）増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるための第１のチューナブル・ノッチフィルタ、および（ii）増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるための第２のチューナブル・ノッチフィルタを備えうる。一般に、インピーダンス整合回路は、任意の数のチューナブル・ノッチフィルタを含むことができ、これは、増幅されたＲＦ信号の任意の高調波および任意の数の高調波をカバーすることができる。
[0071] 典型的な設計では、電力増幅器は、複数の周波数帯域にわたって動作しうる。例えば、電力増幅器は、電力増幅器の中心周波数の１０パーセント以上をカバーする広い動作帯域にわたって動作しうる。少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、複数の周波数帯域に対応する周波数範囲にわたってチューニング可能でありうる。
[0072] 典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、例えば、図６ないし図７Ｃに示されるように、少なくとも１つの調整可能なキャパシタを備えうる。各調整可能なキャパシタは、その調整可能なキャパシタのためのそれぞれの制御信号に基づいて選択されるまたは選択されない少なくとも１つの切り替え可能なキャパシタを備えうる。
[0073] 典型的な設計では、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、第１および第２の切り替え可能なキャパシタおよび第１および第２のセットのトランジスタを含む調整可能なキャパシタを備えうる。第１の切り替え可能なキャパシタ（例えば、図８におけるキャパシタ８３０ａ）は、第１のキャパシタサイズを有することができ、第２の切り替え可能なキャパシタ（例えば、図８におけるキャパシタ８３０ｂ）は、第２のキャパシタサイズを有することができる。第１のセットのトランジスタ（例えば、図８におけるＮＭＯＳトランジスタ８４２ａ）は、第１の切り替え可能なキャパシタのためのスイッチとして動作し、第１の切り替え可能なキャパシタに結合され、第１のトランジスタサイズを有しうる。第２のセットのトランジスタ（例えば、図８におけるＮＭＯＳトランジスタ８４２ｂ）は、第２の切り替え可能なキャパシタのためのスイッチとして動作し、第２の切り替え可能なキャパシタに結合され、第２のトランジスタサイズを有しうる。典型的な設計では、例えば、図８に示されるように、第２のキャパシタサイズは、第１のキャパシタサイズの２倍であることができ、第２のトランジスタサイズは、第１のトランジスタサイズの２倍であることができる。典型的な設計では、第１および第２のトランジスタサイズは、第１および第２のキャパシタについてほぼ一定のＱを維持するために、第１および第２のキャパシタサイズに基づいて決定されうる。調整可能なキャパシタはまた、追加の切り替え可能なキャパシタと、追加の切り替え可能なキャパシタのためのスイッチとして動作する追加のセットのトランジスタとを含みうる。
[0074] 典型的な設計では、装置は、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの各々の複数の設定を記憶するためにルックアップ表をさらに備えうる。ルックアップ表は、現在の動作周波数のインジケーションを受信することができ、各チューナブル・ノッチフィルタのための現在の動作周波数に対応する複数の設定のうちの１つを提供することができる。
[0075] 図１１は、無線デバイスによって実行されるプロセス１１００の典型的な設計を示す。増幅されたＲＦ信号を得るために、入力ＲＦ信号が電力増幅器を用いて増幅されうる（ブロック１１１２）。インピーダンス整合が、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えるインピーダンス整合回路を用いて電力増幅器のために実行されうる（ブロック１１１４）。増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号が、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを用いて減衰されうる（ブロック１１１６）。
[0076] ブロック１１１６の典型的な設計では、増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号が、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第１のチューナブル・ノッチフィルタを用いて減衰されうる。典型的な設計では、増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号が、少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第２のチューナブル・ノッチフィルタを用いて減衰されうる。増幅されたＲＦ信号の第２、第３、および／またはその他の高調波における不要な信号は、追加のチューナブル・ノッチフィルタを用いて減衰されうる。
[0077] 本明細書で説明されたような、電力増幅器のための少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路は、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、電子デバイス等の上でインプリメントされうる。電力増幅器およびインピーダンス整合回路はまた、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、Ｎ−チャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、Ｐ−チャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラ−ＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）等のような、様々なＩＣの加工技術を用いて製造されうる。
[0078] 少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えたインピーダンス整合回路をインプリメントする装置は、独立型（stand-alone）デバイスであることができ、または、より大きなデバイスの一部であることができる。デバイスは、（i）独立型ＩＣ、（ii）データおよび／または命令を記憶するためのメモリＩＣを含みうる１つまたは複数のＩＣのセット、（iii）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）のようなＲＦＩＣ、（iv）移動局モデム（ＭＳＭ）のようなＡＳＩＣ、（v）他のデバイス内に組み込まれうるモジュール、（vi）受信機、セルラ電話、無線デバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（vii）その他、でありうる。
[0079] １つまたは複数の典型的な設計では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせでインプリメントされうる。ソフトウェアでインプリメントされる場合、これら機能は、コンピュータ読取可能な媒体上で、１つまたは複数の命令またはコードとして送信または記憶されうる。コンピュータ読取可能な媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体とコンピュータ記憶媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、このようなコンピュータ読取可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、データ構造または命令の形式で所望のプログラムコードを記憶または伝送するために使用可能であり、かつコンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。また、任意の接続は、コンピュータ読取可能な媒体と厳密には称されうる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、電波、およびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合には、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、電波、およびマイクロ波のような無線技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用される場合、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ここでディスク（disks）は、通常磁気的にデータを再生し、一方ディスク（discs）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
[0080] 本開示の先の説明は、いかなる当業者であっても、本開示の製造または使用を可能にするように提供される。本開示への様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のバリエーションにも適用されうる。したがって、本開示は、ここに説明された例および設計に限定されるようには意図されず、ここに開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることとなる。
[0080] 本開示の先の説明は、いかなる当業者であっても、本開示の製造または使用を可能にするように提供される。本開示への様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のバリエーションにも適用されうる。したがって、本開示は、ここに説明された例および設計に限定されるようには意図されず、ここに開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることとなる。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］ 入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を供給するように構成された電力増幅器と、
前記電力増幅器に結合され、前記電力増幅器の出力インピーダンスを整合するように構成されたインピーダンス整合回路と、前記インピーダンス整合回路は、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるように構成される少なくとも1つのチューナブル・ノッチフィルタを備える、
を備える装置。
［Ｃ２］ 前記インピーダンス整合回路は、
前記インピーダンス整合回路の入力と出力との間の信号経路において直列に結合されたインダクタと、
前記インダクタと並列に結合された調整可能なキャパシタと、前記インダクタと前記調整可能なキャパシタは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの１つを形成する、
を備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ３］ 前記インピーダンス整合回路は、
前記インピーダンス整合回路のノードに結合されたインダクタと、
前記インダクタと直列に結合された調整可能なキャパシタと、前記インダクタと前記調整可能なキャパシタは、前記ノードと回路グラウンドとの間に結合され、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの１つを形成する、
を備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ４］ 前記インピーダンス整合回路は、
並列に結合された第１のインダクタと第１の調整可能なキャパシタによって形成された第１のチューナブル・ノッチフィルタと、
直列に結合された第２のインダクタと第２の調整可能なキャパシタによって形成された第２のチューナブル・ノッチフィルタと、
を備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ５］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波周波数にチューニングされ、かつ前記第２高調波周波数における不要な信号を減衰させるように構成されたチューナブル・ノッチフィルタを備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ６］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波周波数にチューニングされ、かつ前記第３高調波周波数における不要な信号を減衰させるように構成されたチューナブル・ノッチフィルタを備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ７］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、
前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるように構成された第１のチューナブル・ノッチフィルタと、
前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるように構成された第２のチューナブル・ノッチフィルタと、
を備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ８］ 前記電力増幅器は、複数の周波数帯域にわたって動作するように構成され、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記複数の周波数帯域に対応する周波数範囲にわたってチューニング可能である、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ９］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、少なくとも１つの調整可能なキャパシタを備え、各調整可能なキャパシタは、前記調整可能なキャパシタのための制御信号に基づいて選択されるまたは選択されない少なくとも１つの切り替え可能なキャパシタを備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１０］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、調整可能なキャパシタを備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１１］ 前記調整可能なキャパシタは、
第１のキャパシタサイズを有する第１の切り替え可能なキャパシタと、
前記第１の切り替え可能なキャパシタに結合され、第１のトランジスタサイズを有する第１のセットのトランジスタと、
第２のキャパシタサイズを有する第２の切り替え可能なキャパシタと、
前記第２の切り替え可能なキャパシタに結合され、かつ第２のトランジスタサイズを有する第２のセットのトランジスタと、
を備える、Ｃ１０に記載の装置。
［Ｃ１２］ 前記第２のキャパシタサイズは、前記第１のキャパシタサイズの２倍であり、前記第２のトランジスタサイズは、前記第１のトランジスタサイズの２倍である、Ｃ１１に記載の装置。
［Ｃ１３］ 前記第１および第２のトランジスタサイズは、前記第１および第２のキャパシタについて目標品質係数（Ｑ）以上を得るために、前記第１および第２のキャパシタサイズに基づいて決定される、Ｃ１１に記載の装置。
［Ｃ１４］ 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの各々についての複数の設定を記憶し、現在の動作周波数のインジケーションを受信し、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの各々についての前記現在の動作周波数に対応する前記複数の設定のうちの１つを提供するように構成されたルックアップ表、
をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１５］ 増幅されたＲＦ信号を得るために、電力増幅器を用いて入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅することと、
少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えるインピーダンス整合回路を用いて前記電力増幅器をインピーダンス整合することと、
前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させることと、
を備える方法。
［Ｃ１６］ 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させることは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第１のチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させることを備える、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１７］ 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させることは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第２のチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させることをさらに備える、Ｃ１６に記載の方法。
［Ｃ１８］ 増幅されたＲＦ信号を得るために、入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するための手段と、
前記増幅するための手段をインピーダンス整合するための手段と、前記増幅するための手段は、少なくとも１つのチューナブル・ノッチを備える、
前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段と、
を備える装置。
［Ｃ１９］ 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段は、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチにおける第１のチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるための手段を備える、Ｃ１８に記載の装置。
［Ｃ２０］ 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段は、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチにおける第２のチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるための手段をさらに備える、Ｃ１９に記載の装置。

Claims (20)

  1. 入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を供給するように構成された電力増幅器と、
    前記電力増幅器に結合され、前記電力増幅器の出力インピーダンスを整合するように構成されたインピーダンス整合回路と、前記インピーダンス整合回路は、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるように構成される少なくとも1つのチューナブル・ノッチフィルタを備える、
    を備える装置。
  2. 前記インピーダンス整合回路は、
    前記インピーダンス整合回路の入力と出力との間の信号経路において直列に結合されたインダクタと、
    前記インダクタと並列に結合された調整可能なキャパシタと、前記インダクタと前記調整可能なキャパシタは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの１つを形成する、
    を備える、請求項１に記載の装置。
  3. 前記インピーダンス整合回路は、
    前記インピーダンス整合回路のノードに結合されたインダクタと、
    前記インダクタと直列に結合された調整可能なキャパシタと、前記インダクタと前記調整可能なキャパシタは、前記ノードと回路グラウンドとの間に結合され、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの１つを形成する、
    を備える、請求項１に記載の装置。
  4. 前記インピーダンス整合回路は、
    並列に結合された第１のインダクタと第１の調整可能なキャパシタによって形成された第１のチューナブル・ノッチフィルタと、
    直列に結合された第２のインダクタと第２の調整可能なキャパシタによって形成された第２のチューナブル・ノッチフィルタと、
    を備える、請求項１に記載の装置。
  5. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波周波数にチューニングされ、かつ前記第２高調波周波数における不要な信号を減衰させるように構成されたチューナブル・ノッチフィルタを備える、請求項１に記載の装置。
  6. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波周波数にチューニングされ、かつ前記第３高調波周波数における不要な信号を減衰させるように構成されたチューナブル・ノッチフィルタを備える、請求項１に記載の装置。
  7. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、
    前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるように構成された第１のチューナブル・ノッチフィルタと、
    前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるように構成された第２のチューナブル・ノッチフィルタと、
    を備える、請求項１に記載の装置。
  8. 前記電力増幅器は、複数の周波数帯域にわたって動作するように構成され、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、前記複数の周波数帯域に対応する周波数範囲にわたってチューニング可能である、請求項１に記載の装置。
  9. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、少なくとも１つの調整可能なキャパシタを備え、各調整可能なキャパシタは、前記調整可能なキャパシタのための制御信号に基づいて選択されるまたは選択されない少なくとも１つの切り替え可能なキャパシタを備える、請求項１に記載の装置。
  10. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタは、調整可能なキャパシタを備える、請求項１に記載の装置。
  11. 前記調整可能なキャパシタは、
    第１のキャパシタサイズを有する第１の切り替え可能なキャパシタと、
    前記第１の切り替え可能なキャパシタに結合され、第１のトランジスタサイズを有する第１のセットのトランジスタと、
    第２のキャパシタサイズを有する第２の切り替え可能なキャパシタと、
    前記第２の切り替え可能なキャパシタに結合され、かつ第２のトランジスタサイズを有する第２のセットのトランジスタと、
    を備える、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記第２のキャパシタサイズは、前記第１のキャパシタサイズの２倍であり、前記第２のトランジスタサイズは、前記第１のトランジスタサイズの２倍である、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記第１および第２のトランジスタサイズは、前記第１および第２のキャパシタについて目標品質係数（Ｑ）以上を得るために、前記第１および第２のキャパシタサイズに基づいて決定される、請求項１１に記載の装置。
  14. 前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの各々についての複数の設定を記憶し、現在の動作周波数のインジケーションを受信し、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタの各々についての前記現在の動作周波数に対応する前記複数の設定のうちの１つを提供するように構成されたルックアップ表、
    をさらに備える、請求項１に記載の装置。
  15. 増幅されたＲＦ信号を得るために、電力増幅器を用いて入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅することと、
    少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを備えるインピーダンス整合回路を用いて前記電力増幅器をインピーダンス整合することと、
    前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させることと、
    を備える方法。
  16. 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させることは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第１のチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させることを備える、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させることは、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチフィルタにおける第２のチューナブル・ノッチフィルタを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させることをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
  18. 増幅されたＲＦ信号を得るために、入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するための手段と、
    前記増幅するための手段をインピーダンス整合するための手段と、前記増幅するための手段は、少なくとも１つのチューナブル・ノッチを備える、
    前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号における少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段と、
    を備える装置。
  19. 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段は、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチにおける第１のチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第２高調波における第１の不要な信号を減衰させるための手段を備える、請求項１８に記載の装置。
  20. 前記少なくとも１つの不要な信号を減衰させるための手段は、前記少なくとも１つのチューナブル・ノッチにおける第２のチューナブル・ノッチを用いて、前記増幅されたＲＦ信号の第３高調波における第２の不要な信号を減衰させるための手段をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
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