JP2015517783A - トランスベースの信号分割を有する、搬送波アグリゲーションのための低ノイズ増幅器 - Google Patents

トランスベースの信号分割を有する、搬送波アグリゲーションのための低ノイズ増幅器 Download PDF

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Abstract

搬送波アグリゲーションをサポートする低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）を開示する。例示的な設計において、装置（例えば、ワイヤレスデバイス、集積回路等）は、増幅器回路、トランス、および複数のダウンコンバータを含んでいる。増幅器回路は、入力無線周波数（ＲＦ）信号受け取って増幅し、増幅されたＲＦ信号を提供する。入力ＲＦ信号は、異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含んでいる。トランスは、増幅器回路に結合された１次コイルおよび複数の２次コイルを含み、複数の出力ＲＦ信号を提供する。複数のダウンコンバータは、複数の出力ＲＦ信号を、異なる周波数における複数の局部発振器（ＬＯ）信号によりダウンコンバートする。それぞれのダウンコンバータは、１つの出力ＲＦ信号と１つのＬＯ信号とを受け取るミキサのペアを含み、受け取った１セットの搬送波に対して同位相および直角位相のダウンコンバートされた信号を提供する。【選択図】 図５

Description

米国特許法第１９９条の下での優先権主張
［０００１］
本願は、「搬送波アグリゲーションのための低ノイズ増幅器」と題し、２０１２年５月２５日に出願され、この出願の譲受人に譲渡され、参照によってここに明示的に組み込まれている米国仮出願番号第６１／６５２，０６４号［ドケット番号第１２１９７３Ｐ１号］に対して優先権を主張する。
背景
Ｉ．分野
［０００２］
本開示は、一般的に、エレクトロニクスに関連し、より具体的には、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）に関連する。
ＩＩ．背景
［０００３］
ワイヤレス通信システム中のワイヤレスデバイス（例えば、セルラ電話機またはスマートフォン）は、二方向通信のために、データを送受信する。ワイヤレスデバイスは、データ送信のための送信機とデータ受信のための受信機を含んでいる。データ送信のために、送信機は、データにより、無線周波数（ＲＦ）搬送波信号を変調して、変調されたＲＦ信号を取得し、変調されたＲＦ信号を増幅して、適切な出力電力レベルを有する増幅されたＲＦ信号を取得し、アンテナを通して、増幅されたＲＦ信号を基地局に送信してもよい。データ受信のために、受信機は、アンテナを通して受信されたＲＦ信号を取得し、受信されたＲＦ信号を増幅および処理して、基地局によって送られたデータを復元してもよい。
［０００４］
ワイヤレスデバイスは、搬送波アグリゲーションをサポートしてもよく、搬送波アグリゲーションは、複数の搬送波上の同時動作である。搬送波は、通信に使用される周波数の範囲を指してもよく、ある特徴に関係付けられてもよい。例えば、搬送波は、搬送波上の動作を記述するシステム情報と関係付けられてもよい。搬送波は、コンポーネント搬送波（ＣＣ）、周波数チャネル、セル等と呼ばれることもある。ワイヤレスデバイスによって、搬送波アグリゲーションを効率よくサポートすることが望ましい。
［０００５］ 図１は、ワイヤレスシステムと通信するワイヤレスデバイスを示している。 ［０００６］ 図２Ａは、搬送波アグリゲーション（ＣＡ）の例を示している。 図２Ｂは、搬送波アグリゲーション（ＣＡ）の例を示している。 図２Ｃは、搬送波アグリゲーション（ＣＡ）の例を示している。 図２Ｄは、搬送波アグリゲーション（ＣＡ）の例を示している。 ［０００７］ 図３は、図１中のワイヤレスデバイスのブロックダイヤグラムを示している。 ［０００８］ 図４は、ＣＡをサポートする受信機を示している。 ［０００９］ 図５は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 図６は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 図７は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 図８は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 図９は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 図１０は、ＣＡをサポートするためにトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡの例示的な設計を示している。 ［００１０］ 図１１は、ＣＡをサポートするために複数の２次コイルを有するトランスの例示的な設計を示している。 ［００１１］ 図１２は、信号増幅を実行するプロセスを示している。
詳細な説明
［００１２］
以下で述べる詳細な説明は、本開示の例示的な設計の説明として意図されており、本開示が実施できる設計のみを表すようには意図されていない。用語「例示的な」は、「例、事例、または実例として機能すること」を意味するようにここで使用される。「例示的な」ものとしてここで記述するいずれの設計も、他の設計と比較して、必ずしも好ましいまたは有利なものと解釈されるものではない。詳細な説明は、本開示の例示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んでいる。ここで記述する例示的な設計は、これらの特定の詳細なしで実現できることが当業者にとって明らかだろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、ここに提示される例示的な設計の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロックダイヤグラムの形で示されている。
［００１３］
トランスベースの信号分割を有する、搬送波アグリゲーションのためのＬＮＡをここで開示する。これらのＬＮＡは、ワイヤレス通信デバイスのような、さまざまなタイプの電子デバイスに使用してもよい。
［００１４］
図１は、ワイヤレス通信システム１２０と通信するワイヤレスデバイス１１０を示している。ワイヤレスシステム１２０は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システム、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、または、他の何らかのワイヤレスシステムであってもよい。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、ｃｄｍａ２０００、または、他の何らかのバージョンのＣＤＭＡを実現してもよい。簡略化のために、図１は、２つの基地局１３０および１３２と、１つのシステム制御装置１４０とを含むワイヤレスシステム１２０を示している。一般的に、ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局と任意のセットのネットワークエンティティとを含んでいてもよい。
［００１５］
ワイヤレスデバイス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、局等として呼ばれることもある。ワイヤレスデバイス１１０は、セルラ電話機、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、パーソナルデジタルアシスタント（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、コードレス電話機、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス等であってもよい。ワイヤレスデバイス１１０は、ワイヤレスシステム１２０と通信することが可能であってもよい。ワイヤレスデバイス１１０は、ブロードキャスト局（例えば、ブロードキャスト局１３４）からの信号、１つ以上のグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）中の衛星（例えば衛星１５０）からの信号等を受信することも可能であってもよい。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥ、ｃｄｍａ２０００、ＷＣＤＭＡ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＳＭ８０２．１１等のような、ワイヤレス通信のための１つ以上の無線技術をサポートしていてもよい。
［００１６］
ワイヤレスデバイス１１０は、搬送波アグリゲーションをサポートしていてもよく、搬送波アグリゲーションは複数の搬送波上の動作である。搬送波アグリゲーションはまた、マルチ搬送波動作として呼ばれることがある。ワイヤレスデバイス１１０は、６９８〜９６０メガヘルツ（ＭＨｚ）の低帯域、１４７５〜２１７０ＭＨｚの中間帯域、ならびに／あるいは、２３００〜２６９０および３４００〜３８００ＭＨｚの高帯域中で動作できる。低帯域、中間帯域、および高帯域は、帯域の３つのグループ（または帯域グループ）を指し、それぞれの帯域グループは、多数の周波数帯域（または単に「帯域」）を含む。それぞれの帯域は、２００ＭＨｚまでカバーし、１つ以上の搬送波を含んでいてもよい。それぞれの搬送波は、ＬＴＥ中で２０ＭＨｚまでカバーしてもよい。ＬＴＥリリース１１は、３５帯域をサポートし、これはＬＴＥ／ＵＭＴＳ帯域として呼ばれ、３ＧＰＰ ＴＳ３６．１０１にリストアップされている。ワイヤレスデバイス１１０は、ＬＴＥリリース１１における１または２の帯域中の５までの搬送波で構成されていてもよい。
［００１７］
一般的に、搬送波アグリゲーション（ＣＡ）は、２つのタイプ−帯域内ＣＡおよび帯域間ＣＡにカテゴリ分けされることがある。帯域内ＣＡは、同じ帯域内の複数の搬送波上での動作を指す。帯域間ＣＡは、異なる帯域中の複数の搬送波上での動作を指す。
［００１８］
図２Ａは、隣接帯域内ＣＡの例を示している。図２Ａで示す例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域中の帯域である、同じ帯域中の４つの隣接搬送波で構成されている。ワイヤレスデバイス１１０は、同じ帯域内の複数の隣接搬送波上での送信を受信してもよい。
［００１９］
図２Ｂは、非隣接帯域内ＣＡの例を示している。図２Ｂで示す例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域中の帯域である、同じ帯域中の４つの非隣接搬送波で構成されている。搬送波は、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、または、他の何らかの量だけ離れていてもよい。ワイヤレスデバイス１１０は、同じ帯域内の複数の非隣接搬送波上での送信を受信してもよい。
［００２０］
図２Ｃは、同じ帯域グループ中での帯域間ＣＡの例を示している。図２Ｃ中で示す例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域である、同じ帯域グループ中の２つの帯域における４つの搬送波で構成されている。ワイヤレスデバイス１１０は、同じ帯域グループ（例えば、図２Ｃ中の低帯域）中の異なる帯域における複数の搬送波上での送信を受信してもよい。
［００２１］
図２Ｄは、異なる帯域グループ中での帯域間ＣＡの例を示している。図２Ｄ中で示す例では、ワイヤレスデバイス１１０は、低帯域中の１つの帯域中において２つの搬送波を、中間帯域中の別の帯域において２つの付加的な搬送波を含んでいる、異なる帯域グループ中の２つの帯域における４つの搬送波で構成されている。ワイヤレスデバイス１１０は、異なる帯域グループ（例えば、図２Ｄ中の低帯域および中間帯域）中の異なる帯域における複数の搬送波上での送信を受信してもよい。
［００２２］
図２Ａ〜図２Ｄは、搬送波アグリゲーションの４つの例を示している。搬送波アグリゲーションは、帯域および帯域グループの他の組み合わせに対してサポートしてもよい。例えば、搬送波アグリゲーションは、低帯域および高帯域、中間帯域および高帯域、高帯域および高帯域等に対してサポートしてもよい。
［００２３］
図３は、図１中のワイヤレスデバイス１１０の例示的な設計のブロックダイヤグラムを示している。この例示的な設計において、ワイヤレスデバイス１１０は、１次アンテナ３１０に結合されたトランシーバ３２０、２次アンテナ３１２に結合された受信機３２２、およびデータプロセッサ／制御装置３８０を含んでいる。トランシーバ３２０は、複数（Ｋ）の受信機３３０ａａ〜３３０ａｋと複数（Ｋ）の送信機３６０ａ〜３６０ｋとを含み、複数の帯域、搬送波アグリゲーション、複数の無線技術等をサポートする。受信機３２２は、複数（Ｍ）の受信機３３０ｂａ〜３３０ｂｍを含み、複数の帯域、搬送波アグリゲーション、複数の無線技術、受信ダイバーシティ、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）送信等をサポートする。
［００２４］
図３中に示す例示的な設計において、それぞれの受信機３３０は、入力回路３３２、ＬＮＡ３４０、および受信回路３４２を含んでいる。データ受信のために、アンテナ３１０は、基地局および／または他の送信機局から信号を受信して、受信したＲＦ信号を提供し、受信したＲＦ信号は、アンテナインターフェース回路３２４を通してルーティングされ、選択された受信機に提供される。アンテナインターフェース回路３２４は、スイッチ、デュプレクサ、送信フィルタ、受信フィルタ等を含んでいてもよい。以下の説明では、受信機３３０ａａが選択された受信機であると仮定している。受信機３３０ａａ内では、受信したＲＦ信号が入力回路３３２ａａを通過し、入力回路３３２ａａは、入力ＲＦ信号をＬＮＡ３４０ａａに提供する。入力回路３３２ａａは、整合回路、受信フィルタ等を含んでいてもよい。ＬＮＡ３４０ａａは、入力ＲＦ信号を、増幅し、出力ＲＦ信号を提供する。受信回路３４２ａａは、出力ＲＦ信号を、増幅し、フィルタし、ＲＦからベースバンドにダウンコンバートし、アナログ入力信号をデータプロセッサ３８０に提供する。受信回路３４２ａａは、ミキサ、フィルタ、増幅器、整合回路、発振器、局部発振器（ＬＯ）発生器、位相ロックループ（ＰＬＬ）等を含んでいてもよい。トランシーバ３２０中のそれぞれの残りの受信機３３０、および受信機３２２中のそれぞれの受信機３３０は、トランシーバ３２０中の受信機３３０ａａと類似した方法で動作することができる。
［００２５］
図３中で示す例示的な設計において、それぞれの送信機３６０は、送信回路３６２、電力増幅器（ＰＡ）３６４、および出力回路３６６を含んでいる。データ送信のために、データプロセッサ３８０は、送信されることになるデータを処理（例えば、エンコード、および、変調）し、選択された送信機にアナログ出力信号を提供する。以下の説明では、送信機３６０ａが選択された送信機であると仮定している。送信機３６０ａ内では、送信回路３６２ａは、アナログ出力信号を、増幅し、フィルタし、ベースバンドからＲＦにアップコンバートし、変調されたＲＦ信号を提供する。送信回路３６２ａは、増幅器、フィルタ、ミキサ、整合回路、発振器、ＬＯ発生器、ＰＬＬ等を含んでいてもよい。ＰＡ３６４ａは、変調されたＲＦ信号を受け取って増幅し、適切な出力電力レベルを有する送信ＲＦ信号を提供する。送信ＲＦ信号は、出力回路３６６ａを通過し、アンテナインターフェース回路３２４を介してルーティングされ、アンテナ３１０を通して送信される。出力回路３６６ａは、整合回路、送信フィルタ、方向性結合器等を含んでいてもよい。
［００２６］
図３は、受信機３３０および送信機３６０の例示的な設計を示している。受信機および送信機は、フィルタ、整合回路等のような、図３中に示されていない他の回路も含んでいてもよい。受信機および送信機のすべて、または、受信機および送信機の一部は、１つ以上の、アナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣ等の上で実現してもよい。例えば、ＬＮＡ３４０、受信回路３４２および送信回路３６２は、１つのモジュール上で実現してもよく、１つのモジュールはＲＦＩＣ等であってもよい。アンテナインターフェース回路３２４、３２６、入力回路３３２、出力回路３６６、およびＰＡ３６４は、別のモジュール上で実現してもよく、別のモジュールは、ハイブリッドモジュール等であってもよい。受信機３３０および送信機３６０中の回路も、他の方法で実現してもよい。
［００２７］
データプロセッサ／制御装置３８０は、ワイヤレスデバイス１１０に対してさまざまな機能を実行してもよい。例えば、データプロセッサ３８０は、受信機３３０を通して受信されるデータ、および、送信機３６０を通して送信されるデータの処理を実行してもよい。制御装置３８０は、アンテナインターフェース回路３２４、３２６、入力回路３３２、ＬＮＡ３４０、受信回路３４２、送信回路３６２、ＰＡ３６４、出力回路３６６、またはこれらの組み合わせの動作を制御してもよい。メモリ３８２は、データプロセッサ／制御装置３８０に対する、プログラムコードとデータとを記憶してもよい。データプロセッサ／制御装置３８０は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣ上で実現してもよい。
［００２８］
図４は、ＣＡ ＬＮＡ４４０を備えるＣＡ受信機４００の例示的な設計のブロックダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ４４０は、図３中の１つ以上のＬＮＡ３４０に対して使用してもよい。ＣＡ ＬＮＡ４４０は、単一の入力と複数（Ｍ）の出力とを含み、１×Ｍ ＬＮＡとして呼ばれることもあり、Ｍ＞１である。
［００２９］
ＣＡ受信機４００内で、入力整合回路４３２は、受信機入力信号ＲＸｉｎを受け取り、入力ＲＦ信号ＲＦｉｎをＣＡ ＬＮＡ４４０に提供する。整合回路４３２は、ＣＡ ＬＮＡ４４０と、アンテナインターフェース回路またはアンテナのいずれかとの間で、対象の帯域に対して、インピーダンスおよび／または電力の整合を実行する。整合回路４３２は、図３中の入力回路３３２のうちの１つの一部であってもよい。
［００３０］
図４中で示す例示的な設計において、ＣＡ ＬＮＡ４４０は、増幅器回路（Ａｍｐ Ｃｋｔ）４５０およびトランス４７０を含んでいる。増幅器回路は、増幅器ステージ、入力ステージ、利得回路等と呼ばれることもある。増幅器回路４５０は、整合回路４３２からの入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を提供する。トランス４７０は、増幅されたＲＦ信号を受け取り、Ｍ個の出力ＲＦ信号をＭ個のダウンコンバータ４８０ａ〜４８０ｍに提供する。入力ＲＦ信号は、Ｍセットの搬送波上での送信を含んでいてもよく、それぞれのセットは１つ以上の搬送波を含んでいる。ＣＡ ＬＮＡ４４０は、Ｍセットの搬送波に対するＭ個の出力ＲＦ信号を提供し、それぞれのセットの搬送波に対して１つの出力ＲＦ信号が受け取られる。
［００３１］
図４中で示す例示的な設計において、それぞれのダウンコンバータ４８０は、２つのミキサ４８２、４８４を含んでいる。ダウンコンバータ４８０ａ内で、ミキサ４８２ａは、トランス４７０から第１の出力ＲＦ信号ＲＦｏｕｔ１を受け取り、第１のセットの搬送波に対する第１の混合周波数における同位相ＬＯ信号ＩＬＯ１を受け取る。ミキサ４８２ａは、ＩＬＯ１信号により第１の出力ＲＦ信号をダウンコンバートし、同位相（Ｉ）のダウンコンバートされた信号を提供する。ミキサ４８４ａは、トランス４７０から第１の出力ＲＦ信号を受け取り、第１の混合周波数における直角位相ＬＯ信号ＱＬＯ１を受け取る。ミキサ４８４ａは、ＱＬＯ１信号により、第１の出力ＲＦ信号をダウンコンバートし、直角位相（Ｑ）のダウンコンバートされた信号を提供する。
［００３２］
ベースバンド回路４９０ａ〜４９０ｍは、ダウンコンバータ４８０ａ〜４８０ｍにそれぞれ結合されている。それぞれのベースバンド回路４９０は、フィルタ４９２、４９４、増幅器４９６、４９８を含んでいてもよい。ベースバンド回路４９０ａ内で、フィルタ４９２ａ、４９４ａは、ミキサ４８２ａ、４８４ａからの、ＩおよびＱのダウンコンバートされた信号をそれぞれ受け取ってフィルタし、ＩおよびＱのフィルタされた信号を提供する。増幅器４９６ａ、４９８ａは、ＩおよびＱのフィルタされた信号を増幅し、第１のセットの搬送波に対するＩおよびＱのベースバンド信号を提供する。
［００３３］
ダウンコンバータ４８０ａ〜４８０ｍは、Ｍセットの搬送波上での送信を受け取るようにイネーブルにしてもよい。それぞれのダウンコンバータ４８０は、それぞれの出力ＲＦ信号をトランス４７０から受け取り、適切な混合周波数におけるそれぞれのＬＯ信号により、その出力ＲＦ信号をダウンコンバートし、１セットの搬送波に対する、ＩおよびＱのダウンコンバートされた信号を提供してもよい。ダウンコンバータ４８０ａ〜４８０ｍは、受け取られるＭセットの搬送波に対する、異なる混合周波数におけるＭ個のＬＯ信号により、そのＭ個の出力ＲＦ信号をダウンコンバートしてもよい。
［００３４］
図４は、ダウンコンバータ４８０とベースバンド回路４９０の例示的な設計を示している。ダウンコンバータとベースバンド回路は、異なるおよび／または追加の回路も含んでいてもよい。例えば、ダウンコンバータはミキサより前に結合された増幅器を含んでいてもよい。ベースバンド回路は、フィルタより前の増幅器を、または、ＩおよびＱのダウンコンバートされた信号を中間周波数（ＩＦ）からベースバンドにさらにダウンコンバートするための追加のミキサを、または、他の回路を含んでいてもよい。
［００３５］
図４は、１つの増幅器回路４５０と１つのトランス４７０とを有するＣＡ ＬＮＡ４４０の例示的な設計を示している。ＣＡ ＬＮＡは、複数の増幅器回路および／または複数のトランスも含んでいてもよい。例えば、ＣＡ ＬＮＡは、複数のトランスに結合された１つの増幅器回路を含んでいてもよい。それぞれのトランスは、１つ以上の出力ＲＦ信号を提供してもよい。
［００３６］
図４中のＣＡ ＬＮＡ４４０は、さまざまな回路アーキテクチャで実現してもよい。ＣＡ ＬＮＡ４４０のいくつかの例示的な設計を、以下に記述する。ＣＡ ＬＮＡ４４０は、さまざまなタイプのトランジスタでも実現してもよい。Ｎ−チャネル金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタで実現される、ＣＡ ＬＮＡ４４０のいくつかの例示的な設計を、以下に記述する。
［００３７］
図５は、インダクティブデジェネレーションおよびトランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡ４４０ａの例示的な設計の概略的ダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ４４０ａは、図４中のＣＡ ＬＮＡ４４０の１つの例示的な設計である。ＣＡ ＬＮＡ４４０ａは、図４中の増幅器回路４５０とトランス４７０の１つの例示的な設計である、増幅器回路４５０ａとトランス４７０ａとを含んでいる。
［００３８］
図５中で示す例示的な設計において、増幅器回路４５０ａは、ソースデジェネレーションインダクタ５５２と、利得トランジスタ５５４と、カスコードトランジスタ５５６とを含んでいる。利得トランジスタ５５４は、入力ＲＦ信号を受け取るそのゲートと、インダクタ５５２の１つの端に結合されたそのソースを有する。インダクタ５５２の他の端は、回路グランドに結合されている。カスコードトランジスタ５５６は、利得トランジスタ５５４のドレインに結合されたそのソースと、制御信号Ｖｃｔｒｌを受け取るそのゲートと、トランス４７０ａに結合されているそのドレインとを有する。利得トランジスタ５５４およびカスコードトランジスタ５５６は、図５中に示すようなＮＭＯＳトランジスタで、または他のタイプのトランジスタで実現してもよい。
［００３９］
図５中に示す例示的な設計において、トランス４７０ａは、１次コイル５７２と、２つの２次コイル５７４ａ、５７４ｂとを含んでいる。コイルは、インダクタコイル、巻線、導線等とも呼ばれることもある。１次コイル５７２は、カスコードトランジスタ５５６のドレインに結合されている１つの端と、電源ＶＤＤに結合されている他の端とを有する。２次コイル５７４ａ、５７４ｂは、１次コイル５７２に磁気的に結合されている。２次コイル５７４ａは、第１のセットの搬送波に対する第１の差動出力ＲＦ信号をダウンコンバータ４８０ａに提供する。２次コイル５７４ｂは、第２のセットの搬送波に対する第２の差動出力ＲＦ信号をダウンコンバータ４８０ｂに提供する。例示的な設計において、２次コイル５７４ａおよび５７４ｂは、互いに関して対称的であってもよい。
［００４０］
図５は、増幅器回路４５０ａと、ダウンコンバータ４８０ａ、４８０ｂと
がトランス４７０ａに結合されており、他の回路コンポーネントは、トランス４７０ａに結合されていない例示的な設計を示している。別の例示的な設計において、キャパシタが、１次コイル５７２とパラレルに結合されてもよい。代替的に、または追加的に、キャパシタが、それぞれの２次コイル５７４と、または、１つの２次コイル５７４のみとパラレルに結合されてもよい。それぞれのキャパシタは、適切な値を有していてもよく、適切な値は、動作の望ましい帯域または周波数、キャパシタとパラレルに結合されているコイルのインダクタンス等のような、さまざまな要因に基づいて選択してもよい。
［００４１］
図５中に示す例示的な設計において、インダクティブにデジェネレートされた増幅器回路４５０ａは、入力ＲＦ信号を増幅して、トランス４７０ａの１次コイル５７２にＲＦ電流を提供する。２次コイル５７４ａ、５７４ｂは、１次コイル５７２と磁気的に結合され、２つの出力ＲＦ信号を２つのダウンコンバータ４８０ａ、４８０ｂに提供する。トランス４７０ａは、増幅器回路４５０ａに対する負荷として機能することから、負荷において、信号分割が達成される。それぞれのダウンコンバータ４８０は、ダウンコンバータによって受け取られる搬送波のセットに基づいて決定された周波数において、ミキサのぺア４８２、４８４により、それぞれの出力ＲＦ信号をダウンコンバートする。２つのダウンコンバータ４８０ａ、４８０ｂは、異なる周波数におけるＬＯ信号により、２つの出力ＲＦ信号をダウンコンバートする。
［００４２］
非−ＣＡ受信機は、単一のダウンコンバータに結合された３−コイルトランスを含んでいてもよい。３−コイルトランスは、１次コイルおよび２つの２次コイルを含んでいてもよい。ダウンコンバータはＩミキサおよびＱミキサを含んでいてもよい。１つの２次コイルはＩミキサに結合され、Ｉミキサに第１の出力ＲＦ信号を提供してもよい。他の２次コイルはＱミキサに結合され、Ｑミキサに第２の出力ＲＦ信号を提供してもよい。ＩミキサおよびＱミキサは、同じ周波数において、ＩＬＯ信号およびＱＬＯ信号のそれぞれにより、２つの出力ＲＦ信号をダウンコンバートしてもよい。
［００４３］
図４および図５中のＣＡ受信機４００は、いくつかの点で、上述の非−ＣＡ受信機とは異なる。第１に、ＣＡ受信機４００中の２つの２次コイル５７４ａ、５７４ｂは、２つのダウンコンバータ４８０ａ、４８０ｂを駆動し、それぞれのダウンコンバータ４８０は、ＩおよびＱミキサを含む。対照的に、非−ＣＡ受信機中の２つの２次コイルは、単一のダウンコンバータを駆動する。第２に、ＣＡ受信機４００中の２次コイル５７４ａ、５７４ｂからの２つの出力ＲＦ信号は、受け取られる２セットの搬送波に対する、異なる周波数におけるＬＯ信号により、ダウンコンバートされ、それぞれのＬＯ信号は、９０度位相を異にするＩＬＯ信号およびＱＬＯ信号を含んでいる。対照的に、非−ＣＡ受信機中の２次コイルからの２つのＲＦ信号は、同じ周波数におけるＩＬＯ信号およびＱＬＯ信号を含む単一のＬＯ信号によりダウンコンバートされる。
［００４４］
図６は、インダクティブデジェネレーション、トランスベースの信号分割、およびフィードバックを有するＣＡ ＬＮＡ４４０ｂの例示的な設計の概略的なダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｂは、図４中のＣＡ ＬＮＡ４４０の別の例示的な設計である。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｂは、図５中のＣＡ ＬＮＡ４４０ａと類似した、増幅器回路４５０ａと、トランス４７０ａとを含んでいる。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｂは、カスコードトランジスタ５５６のドレインと利得トランジスタ５５４のゲートとの間、すなわち、増幅器回路４５０ａの入力と出力との間に結合された、フィードバック回路５４０をさらに含んでいる。
［００４５］
図６中に示す例示的な設計において、フィードバック回路５４０は、直列に結合された、スイッチ５４２、抵抗器５４４、およびキャパシタ５４６を含んでいる。キャパシタ５４６の一番下の端子は、利得トランジスタ５５４のゲートに結合されている。スイッチ５４２は、カスコードトランジスタ５５６のドレインと抵抗器５４４の一番上の端子との間に結合されている。スイッチ５４２は、フィードバック回路５４０を増幅器回路４５０ａに結合するために閉じてもよく、フィードバック回路５４０を増幅器回路４５０ａから切断するために開いてもよい。フィードバック回路５４０は、トランジスタのような１つ以上の能動回路も含んでいてもよい。例示的な設計において、フィードバック回路５４０は、入力電力整合を提供するために、低帯域に対して、イネーブルされて使用されてもよい。フィードバック回路５４０は、中間帯域および高帯域に対して、ディセーブルされてもよく、ソースデジェネレーションインダクタ５５２は、入力電力整合のために、入力整合回路４３２とともに使用されてもよい。フィードバック回路５４０は、他の態様でも使用されてもよい。
［００４６］
フィードバック回路５４０は、入力整合を助けるかもしれない。特に、ＣＡ ＬＮＡ４４０ｂに対する入力整合は、増幅器回路４５０ａの周囲のフィードバック回路５４０とともに、ソースデジェネレーションインダクタ５５２により達成されてもよい。
［００４７］
フィードバック回路５４０は、増幅器回路４５０ａの直線性も改善するかもしれない。特に、増幅器回路４５０ａは、（ｉ）フィードバック回路５４０が選択されるときに、ソースデジェネレーションインダクタ５２２およびフィードバック回路５４０の両方によって、または、（ｉｉ）フィードバック回路５４０が選択されないときに、ソースデジェネレーションインダクタ５２２のみによって、直線化されてもよい。フィードバック回路５４０の支援により、より小さいインダクタ５５２を使用して、増幅器回路４５０ａのための望ましい直線性を得てもよい。
［００４８］
図７は、ソースデジェネレーションインダクタおよびトランスベースの信号分割を有していない、ＣＡ ＬＮＡ４４０ｃの例示的な設計の概略ダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｃは、図４中のＣＡ ＬＮＡ４４０のさらに別の例示的な設計である。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｃは、増幅器回路４５０ｂとトランス４７０ａとを含んでいる。
［００４９］
減衰回路５３０は、入力ＲＦ信号を受け取り、減衰された入力ＲＦ信号をＣＡ ＬＮＡ４４０ｃに提供する。減衰回路５３０は、（ｉ）減衰回路５３０の入力と出力との間に結合された抵抗器５３２と、（ｉｉ）減衰回路５３０の出力と回路グランドとの間に結合された可変抵抗器５３４とを含んでいる。ＡＣ結合キャパシタ５３８が、減衰回路５３０の出力と増幅器回路４５０ｂの入力との間に結合されている。
［００５０］
増幅器回路４５０ｂは、利得トランジスタ５６４とカスコードトランジスタ５６６とを含んでいる。利得トランジスタ５６４は、ＡＣ結合キャパシタ５３８に結合されているそのゲート、および、（図７中に示すように）回路グランドに結合されているそのソースまたは（図７中に示していない）ソースデジェネレーションインダクタに結合されているそのソースを有する。カスコードトランジスタ５６６は、Ｖｃｔｒｌ信号を受け取るそのゲート、利得トランジスタ５６４のドレインに結合されているそのソース、および、トランス４７０ａに結合されているそのドレインを有する。
［００５１］
周波数において、望ましい信号に近い、大きな望ましくない信号である、ジャマーを入力ＲＦ信号が含んでいるシナリオにおいて、ＣＡ ＬＮＡ４４０ｃが有利に使用されてもよい。減衰回路５３０は、（例えば、図７中に示すように）プログラム可能であってもよく、または、（図７中に示していない）固定されていてもよい。減衰回路５３０は、入力ＲＦ信号中のジャマーを減衰させることと、ＣＡ ＬＮＡ４４０ｃに対して良い入力整合を提供することとの両方の目的を担っていてもよい。
［００５２］
図８は、高利得増幅器回路と、低利得増幅器回路と、トランスベースの信号分割とを有するＣＡ ＬＮＡ４４０ｄの例示的な設計の概略ダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｄは、図４中のＣＡ ＬＮＡ４４０のさらに別の例示的な設計である。ＣＡ ＬＮＡ４４０ｄは、高利得増幅器回路４５０ａ、低利得増幅器回路４５０ｂ、およびトランス４７０ａを含んでいる。入力ＲＦ信号は、増幅器回路４５０ａ内の、利得トランジスタ５５４のゲートに提供される。入力ＲＦ信号は、減衰回路５３６にも提供され、減衰回路５３６は、減衰された入力ＲＦ信号を、利得トランジスタ５６４のゲートに提供する。減衰回路５３６は、図７中の、減衰回路５３０と、ＡＣ結合キャパシタ５３８とを含んでいてもよい。
［００５３］
入力ＲＦ信号が小さく、高利得が望まれるときに、増幅器回路４５０ａを選択して、入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号をトランス４７０ａに提供してもよい。入力ＲＦ信号は、その受信電力が第１のしきい値よりも小さい場合に、小さいとみなされてもよい。入力ＲＦ信号が大きいおよび／またはジャマーが存在し、低利得が望まれるときに、増幅器回路４５０ｂを選択して、入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号をトランス４７０ａに提供してもよい。その受信電力が第２のしきい値よりも大きい場合に、入力ＲＦ信号は大きいとみなされてもよい。第２のしきい値は、（ｉ）ヒステリシスが望まれない場合に、第１のしきい値と等しくてもよく、または、（ｉｉ）ヒステリシスを提供するために、第１のしきい値よりも高くてもよい。入力ＲＦ信号の受信電力が、第１および／または第２のしきい値に近いときに、ヒステリシスを使用して、増幅回路４５０ａと４５０ｂとの間の継続的なスイッチングを防ぐかまたは緩和してもよい。
［００５４］
図９は、トランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡ９４０の例示的な設計の概略ダイヤグラムを示している。ＣＡ ＬＮＡ９４０は、１つ以上の帯域中の複数のセットの搬送波上のＣＡをサポートすることができる。それぞれのセットの搬送波は、１つの帯域中で１つ以上の搬送波を含んでいてもよい。ＣＡ ＬＮＡ９４０は、Ｎ個のＬＮＡ入力に対するＮ個の増幅器回路９５０ａ〜９５０ｎと、Ｍ個のＬＮＡ出力に対してＭ個の出力ＲＦ信号を提供するトランス９７０とを含んでいてもよく、Ｍ＞１であり、Ｎ＞である。
［００５５］
Ｎ個の入力整合回路９３２ａ〜９３２ｎは、Ｎ個の受信機入力信号ＲＸｉｎ１〜ＲＸｉｎＮを受け取り、Ｎ個の入力ＲＦ信号ＲＦｉｎ１〜ＲＦｉｎＮを増幅器回路９５０ａ〜９５０ｎそれぞれに提供する。整合回路９３２ａ〜９３２ｎは、図３中の１つ以上の入力回路３３２の一部であってもよい。それぞれの整合回路９３２は、ＣＡ ＬＮＡ９４０と、アンテナインターフェース回路またはアンテナのいずれかとの間で、対象の１つ以上の帯域に対してインピーダンスおよび／または電力の整合を実行する。ＲＸｉｎ１〜ＲＸｉｎＮの信号は、異なる帯域および／または異なるアンテナに対するものであってもよい。例えば、ＲＸｉｎ１〜ＲＸｉｎＮ信号は、１つのアンテナからの同じ信号であってもよく、整合回路９３２ａ〜９３２ｎは、異なる帯域に対して入力整合を実行してもよい。別の例として、ＲＸｉｎ１〜ＲＸｉｎＮの信号は、異なるアンテナからの異なる信号であってもよく、整合回路９３２ａ〜９３２ｎは、同じ帯域または異なる帯域に対する入力整合を実行してもよい。
［００５６］
図９中に示す例示的な設計において、それぞれの増幅器回路９５０は、利得トランジスタ９５４、カスコードトランジスタ９５６、およびソースデジェネレーションインダクタ９５２を含んでおり、それらは図５中の利得トランジスタ５５４、カスコードトランジスタ５５６、およびインダクタ５５２と類似した方法で結合されている。利得トランジスタ９５４およびカスコードトランジスタ９５６は、図９中に示すようなＮＭＯＳトランジスタ、または、他のタイプのトランジスタによって実現してもよい。増幅器回路９５０ａ〜９５０ｎは、利得トランジスタ９５４およびカスコードトランジスタ９５６に対して、同じまたは異なるトランジスタサイズ、同じまたは異なるバイアス電流、および、同じまたは異なるバイアス電圧を有していてもよい。増幅器回路９５０ａ〜９５０ｎは、ソースデジェネレーションインダクタ９５２に対しても、同じまたは異なるサイズを有していてもよい。
［００５７］
利得トランジスタ９５４ａ〜９５４ｎは、入力整合回路９３２ａ〜９３２ｎそれぞれから、ＲＦｉｎ１〜ＲＦｉｎＮ信号を受け取る。カスコードトランジスタ９５６ａ〜９５６ｎは、制御信号Ｖｃｔｒｌ１〜ＶｃｔｒｌＮそれぞれを受け取る。それぞれの増幅器回路９５０は、制御信号上で適切な電圧を提供することにより、イネーブルにされてもよく、または、制御信号上で低電圧を提供することにより、ディセーブルにされてもよい。それぞれの増幅器回路９５０は、増幅器回路がイネーブルにされたときに、その入力ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を提供する。１つの増幅器回路９５０は、任意の所定の瞬間にイネーブルにされてもよい。
［００５８］
図９中に示す例示的な設計において、トランス９７０は、１次コイル９７２とＭ個の２次コイル９７４ａ〜９７４ｍとを含んでいる。１次コイル９７２は、カスコードトランジスタ９５６ａ〜９５６ｎのドレインに結合されている１つの端と、ＶＤＤ電源に結合されている他の端とを有する。２次コイル９７４ａ〜９７４ｍは、磁気的に１次コイル９７２に結合され、Ｍ個のダウンコンバータ９８０ａ〜９８０ｍにもそれぞれ結合されている。それぞれの２次コイル９７４は、異なるセットの搬送波に対する差動出力ＲＦ信号を提供し、差動出力ＲＦ信号は、関係するダウンコンバータ９８０に受け取られる。それぞれのダウンコンバータ９８０は、そのダウンコンバータが選択されたときに、適切な周波数におけるＬＯ信号により、その出力ＲＦ信号をダウンコンバートする。Ｍ個のダウンコンバータ９８０ａ〜９８０ｍは、異なる周波数におけるＭ個のＬＯ信号により、そのＭ個の出力ＲＦ信号をダウンコンバートし、Ｍセットの搬送波に対する、ＩおよびＱのダウンコンバートされた信号の、Ｍ個のペアを提供してもよい。
［００５９］
図９は、Ｍ個の出力ＲＦ信号を提供する、単一のトランスに結合された、Ｎ個の増幅器回路を有するＣＡ ＬＮＡ９４０の例示的な設計を示している。ＣＡ ＬＮＡ９４０は、Ｎ×Ｍ ＬＮＡと呼ばれることもある。Ｎ個の増幅器回路はＮ個の入力整合回路に結合されていてもよく、入力整合回路は、異なる帯域に対して設計され、および／または、異なるアンテナに結合されていてもよい。１つの増幅器回路が、選択され、トランスを駆動するようにイネーブルにされる。
［００６０］
別の例示的な設計において、ＣＡ ＬＮＡは、Ｋ個のトランスに結合されたＮ個の増幅器回路を含んでいてもよく、Ｎ＞１であり、Ｋ＞である。それぞれのトランスは、１つ以上の出力ＲＦ信号を提供してもよい。Ｎ個の増幅器回路は、Ｎ個の入力整合回路に結合されていてもよい。Ｋ個の増幅器回路は、Ｎ個の増幅器回路の中から選択され、Ｋ個のトランスを駆動してもよく、それは、集合的にＭ個の出力ＲＦ信号を提供してもよい。例えば、Ｋセットの増幅器回路は、Ｋ個のトランスに結合されていてもよい。それぞれのセットの増幅器回路は、１つのトランスに結合されていてもよく、任意の数の増幅器回路を含んでいてもよい。それぞれのセットの中の１つの増幅器回路は、選択され、関係するトランスを駆動してもよい。複数の増幅器回路中の（例えば、異なるセット中の）利得トランジスタは、インダクタの総数を減少させるために、同じソースデジェネレーションインダクタを共有してもよい。
［００６１］
図１０は、トランスベースの信号分割を有するＣＡ ＬＮＡ１０４０の例示的な設計を示している。ＣＡ ＬＮＡ１０４０は、トランス１０７０に結合された増幅器回路１０５０を含んでいる。増幅器回路１０５０は、入力整合回路１０３２から入力ＲＦ信号を受け取り、増幅されたＲＦ信号を提供する。増幅器回路１０５０は、図５中の増幅器回路４５０ａ、図７中の増幅器回路４５０ｂ、または、他の何らかの増幅器回路により実現してもよい。
［００６２］
トランス１０７０は、１次コイル１０７２および２つの２次コイル１０７４ａ、１０７４ｂを含んでいる。１次コイル１０７２は、増幅されたＲＦ信号を受け取るそのセンタータップと、ＶＤＤ電源に結合されているその２つの端とを有する。２次コイル１０７４ａ、１０７４ｂは、１次コイル１０７２に磁気的に結合されている。２次コイル１０７４ａは、第１のセットの搬送波に対する第１の差動出力ＲＦ信号を、ダウンコンバータ１０８０ａに提供する。２次コイル１０７４ｂは、第２のセットの搬送波に対する第２の差動出力ＲＦ信号を、ダウンコンバータ１０８０ｂに提供する。例示的な設計において、２次コイル１０７４ａ、１０７４ｂは、互いに対して対称的であってもよい。
［００６３］
図１０中に示す例示的な設計において、可変キャパシタ（バラクタ）１０７６ａは、１次コイル１０７２の上半分とパラレルに結合され、組み合わせは、第１の共振回路を形成する。バラクタ１０７６ｂは、１次コイル１０７２の下半分とパラレルに結合され、組み合わせは、第２の共振回路を形成する。第１および第２の共振回路は、バラクタ１０７６ａおよび１０７６ｂの値を変化させることにより、対象の帯域に同調させてもよい。
［００６４］
単一の１次コイルおよび複数の２次コイルを有するトランスは、さまざまな方法によって実現してもよい。１次コイルおよび２次コイルは、望ましいインダクタンスおよび結合を得るために、さまざまなパターンにより実現してもよい。１次コイルおよび２次コイルは、１つ以上の導電レイヤ上でも組み立ててもよい。
［００６５］
図１１は、１次コイル１１７２と２つの２次コイル１１７４ａ、１１７４ｂを具備するトランス１１７０の例示的な設計の３次元（３−Ｄ）のビューを示している。図１１中で示す例示的な設計において、１次コイル１１７２は、ＲＦＩＣまたは回路モジュールの第１の導電レイヤ上に組み立てられている。１次コイル１１７２は、センタータップに対して対称であり、センタータップの左に位置する左半分とセンタータップの右に位置する右半分とを含んでいる。１次コイル１１７２は、第１の端（Ｘ）と第２の端（Ｙ）を含んでおり、第１の端（Ｘ）と第２の端（Ｙ）は、図５または図１０中に示すように結合されてもよい。２次コイル１１７４ａ、１１７４ｂは、第２の導電レイヤ上に組み立てられ、１次コイル１１７２の左半分と右半分それぞれにオーバーラップしている。
［００６６］
図１１は、１次コイルと２次コイルとがらせんパターンにより実現されている例示的な設計を示している。１次コイル１１７２の左半分と２次コイルの１１７４ａは、第１の方向（例えば、図１１中で時計回り）で形成されてもよい。１次コイル１１７２の右半分と２次コイルの１１７４ｂは、第１の方向とは反対である第２の方向（例えば、図１１中で反時計回り）で形成されてもよい。２次コイル１１７４ａ、１１７４ｂを互いに反対の方向に形成すると、２つの２次コイルの間での相互結合を減少させることができ、これは、２つの出力ＲＦ信号間の分離を改善することができる。一般的に、異なる、トポロジー、レイアウトパターン、および組み立て技術は、単一の１次コイルおよび複数の２次コイルを有するトランスに対して、異なる利点を提供することができる。
［００６７］
図１１は、１次コイル１１７２と２次コイル１１７４ａ、１１７４ｂとが、積み重ねられ、２つの導電レイヤ上に組み立てられている、例示的な設計を示している。積み重ねられたトポロジーは、トランス１１７０が、より小さいダイ面積で組み立てられることになることを可能にし、結果として、２次コイル１１７４ａ、１１７４ｂからの２つの出力ＲＦ信号の間で、より良い整合にもなるかもしれない。別の例示的な設計において、トランスの１次コイルおよび２次コイルは、単一の導電レイヤ上で並列して組み立てられてもよい。並列トポロジーは、積み重ねられたトポロジーと比較して、１次コイルと２次コイルとの間で、より少ないキャパシタンスを有するかもしれない。より少ないキャパシタンスは、高周波数動作のための、トランスのより高い自己共振周波数（ＳＲＦ）を達成するために、望ましいかもしれない。さらなる別の例示的な設計において、トランスの１次および２次コイルは、３つ以上の導電レイヤ上で組み立てられてもよい。例えば、１次コイルは第１の導電レイヤ上に組み立てられてもよく、第１の２次コイルは、第１の導電レイヤより上の、第２の導電レイヤ上に組み立てられてもよく、第２の２次コイルは、第１の導電レイヤより下の第３の導電レイヤ上に組み立てられてもよい。
［００６８］
一般的に、トランスの１次コイルおよび２次コイルは、低損失金属（例えば銅）、より損失の大きい金属（例えばアルミニウム）または他の何らかの材料のような、さまざまな導電材料により組み立ててもよい。より高い品質ファクタ（Ｑ）は、低損失金属レイヤ上で組み立てられたコイルに対して達成されるかもしれない。より小さいサイズのコイルは、損失の大きい金属レイヤ上で組み立てられてもよく、それはなぜなら異なるＩＣ設計ルールを適用してもよいためである。
［００６９］
例示的な設計において、装置（例えば、ワイヤレスデバイス、ＩＣ、回路モジュール等）は、例えば図４または図５中の示すように、増幅器回路、トランス、複数のダウンコンバータを含んでいてもよい。増幅器回路（例えば、図５中の増幅器回路４５０ａ）は、異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含む入力ＲＦ信号を受け取って増幅し、増幅されたＲＦ信号を提供してもよい。トランス（例えば、図５中のトランス４７０ａ）は、増幅器回路に結合された１次コイル（例えば、１次コイル５７２）および複数の出力ＲＦ信号を提供する複数の２次コイル（例えば、２次コイル５７４）を備えていてもよい。複数のダウンコンバータ（例えば、図５中のダウンコンバータ４８０ａ、４８０ｂ）は、異なる周波数における複数のＬＯ信号により、複数の出力ＲＦ信号をダウンコンバートしてもよい。
［００７０］
例示的な設計において、１次コイルは、例えば図５中に示すような、増幅されたＲＦ信号を受け取る第１の端と、電源に結合された第２の端とを有していてもよい。別の例示的な設計において、１次コイルは、例えば図１０中に示すような、増幅されたＲＦ信号を受け取るセンタータップと、電源に結合された２つの端とを有していてもよい。複数の２次コイルは、それぞれの２次コイルに対して１つのコンダクタで複数のコンダクタにより実現されてもよい。それぞれのコンダクタは、（例えば、接続されていない）残りのコンダクタから電気的に分離されていてもよい。例示的な設計において、トランスは、第１および第２の出力ＲＦ信号をそれぞれ提供する、第１および第２の２次コイルを備えていてもよい。第１および第２の２次コイルは、例えば図１１中に示すような、対称的なレイアウトを有していてもよい。例示的な設計において、入力ＲＦ信号は、シングルエンド信号を含んでいてもよく、それぞれの出力ＲＦ信号は、差動信号を含んでいてもよい。
［００７１］
例示的な設計において、それぞれのダウンコンバータは、ミキサのペア（例えば、図５中のミキサ４８２、４８４）を備えていてもよく、ミキサのペアは、１つの出力ＲＦ信号と、１つのＬＯ信号とを受け取り、１セットの搬送波に対する、ＩおよびＱのダウンコンバートされた信号のペアを提供する。それぞれのＬＯ信号は、図５中に示すような、ＩおよびＱのＬＯ信号を含む直角位相信号であってもよい。複数のダウンコンバータは、第１および第２のダウンコンバータを備えていてもよい。第１のダウンコンバータ（例えば、図５中のダウンコンバータ４８０ａ）は、第１の周波数における第１のＬＯ信号により第１の出力ＲＦ信号をダウンコンバートするミキサの第１のペアを備えていてもよい。第２のダウンコンバータ（例えば、図５中のダウンコンバータ４８０ｂ）は、第１の周波数とは異なる第２の周波数における第２のＬＯ信号により第２の出力ＲＦ信号をダウンコンバートするミキサの第２のペアを備えていてもよい。
［００７２］
増幅器回路は、さまざまな方法で実現してもよい。１つの例示的な設計において、増幅器回路は、利得トランジスタと、カスコードトランジスタと、インダクタとを備えている。利得トランジスタ（例えば、図５中の利得トランジスタ５５４）は、入力ＲＦ信号を受け取ってもよい。カスコードトランジスタ（例えば、カスコードトランジスタ５５６）は、利得トランジスタに結合されていてもよく、増幅されたＲＦ信号を提供してもよい。インダクタ（例えば、インダクタ５５２）は、利得トランジスタのソースと回路グランドとの間に結合されていてもよい。別の例示的な設計において、増幅器回路は、利得トランジスタとカスコードトランジスタとを備えていてもよい。利得トランジスタ（例えば、図７中の利得トランジスタ５６４）は、回路グランドに結合されたそのソースを有してもよく、入力ＲＦ信号を受け取ってもよい。カスコードトランジスタ（例えば、カスコードトランジスタ５６６）は、利得トランジスタに結合されていてもよく、増幅されたＲＦ信号を提供してもよい。増幅器回路は、他の回路設計によっても実現してもよい。
［００７３］
例示的な設計において、フィードバック回路（例えば、図６中のフィードバック回路５４０）は、増幅器回路の出力および入力の間に結合されていてもよい。フィードバック回路は、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、他の何らかのコンポーネント、または、これらの組み合わせを備えていてもよい。
［００７４］
例示的な設計において、入力整合回路は、例えば、図４中に示すような、増幅器回路に結合されていてもよい。別の例示的な設計において、減衰回路は、例えば、図７中に示すような、増幅器回路に結合されていてもよい。減衰回路は、入力ＲＦ信号を受け取って、減衰された入力ＲＦ信号を増幅器回路に提供してもよい。減衰回路は、（例えば、図７中に示すように）調節可能であってもよく、または、（図７中に示していない）固定されていてもよい。
［００７５］
装置は、トランス回路に結合された第２の増幅器回路をさらに備えていてもよい。例示的な設計において、第２の増幅器回路は、入力ＲＦ信号または減衰された入力ＲＦ信号を受け取って、例えば図８中に示すような、第２の増幅されたＲＦ信号を提供してもよい。増幅器回路（例えば、図８中の増幅器回路４５０ａ）は、第２の増幅器回路（例えば、図８中の増幅器回路４５０ｂ）よりも高い利得を有していてもよい。別の例示的な設計において、第２の増幅器回路（例えば、図９中の増幅器回路９５０ｎ）は、第２の入力ＲＦ信号を受け取って、第２の増幅されたＲＦ信号を提供してもよい。両方の例示的な設計に対して、トランス回路の１次コイルは、増幅器回路または第２の増幅器回路によって駆動されてもよい。
［００７６］
図１２は、ワイヤレスシステム中で信号増幅を実行する、プロセス１２００の例示的な設計を示している。プロセス１２００は、ワイヤレスデバイスまたは他の何らかのエンティティによって実行されてもよい。異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含む入力ＲＦ信号は増幅され、増幅されたＲＦ信号を取得してもよい（ブロック１２１２）。１次コイルおよび複数の２次コイルを備えるトランスにより、増幅されたＲＦ信号は変換され、複数の出力ＲＦ信号を取得してもよい（ブロック１２１４）。複数の出力ＲＦ信号は、異なる周波数における複数のＬＯ信号によりダウンコンバートされてもよい（ブロック１２１６）。それぞれのＬＯ信号は、例えば、図５中に示すような、直角位相ダウンコンバートのために、ＩＬＯおよびＱＬＯ信号を含んでいてもよい。
［００７７］
１つの例示的な設計において、複数の出力ＲＦ信号は、第１および第２の出力ＲＦ信号を含んでいてもよく、複数のＬＯ信号は、第１および第２のＬＯ信号を含んでいてもよい。ブロック１２１６について、第１の出力ＲＦ信号は、第１の周波数における第１のＬＯ信号を使用して、ミキサの第１のペアによりダウンコンバートされてもよい。第２の出力ＲＦ信号は、第１の周波数とは異なる第２の周波数における第２のＬＯ信号を使用して、ミキサの第２のペアによりダウンコンバートされてもよい。
［００７８］
ここで記述するＬＮＡ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実現してもよい。ＬＮＡは、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、ＮＭＯＳ、ＰＯＭＯＳ、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＯＭＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ヘテロ結合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動体トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）等のような、さまざまなＩＣ処理技術により組み立てることもできる。
［００７９］
ここで記述するＬＮＡを実現する装置は、独立型のデバイスであってもよく、または、より大きなデバイスの一部であってもよい。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メモリＩＣを含んでいてもよい、１つ以上の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ていてもよいモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラ電話機、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、または移動体ユニット、（ｖｉｉ）等であってもよい。
［００８０］
１つ以上の例示的な設計において、記述した機能は、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実現してもよい。ソフトウェアで実現する場合、機能は、１つ以上の命令またはコードとしてコンピュータ読み取り可能媒体上に記憶されてもよく、あるいは、１つ以上の命令またはコードとしてコンピュータ読み取り可能媒体上に送信されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、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促進する任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。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他の磁気記憶デバイス、あるいはコンピュータによってアクセスできる命令またはデータ構成の形態で所望のプログラムコードを伝送または記憶するために使用できる他の何らかの媒体を含んでいてもよい。また、任意の接続は、コンピュータ読取可能媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイトから、サーバから、あるいは、同軸ケーブル、ファイバ光ケーブル、撚り対、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線や、無線や、マイクロ波のようなワイヤレス技術を使用している他の遠隔ソースから送信された場合、同軸ケーブル、ファイバ光ケーブル、撚り対、ＤＳＬ、あるいは、赤外線や、無線や、マイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用したようなディスク（ｄｉｓｋおよび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、デジタル汎用ディスク（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）ディスクを含むが、一般的に、ディスク（ｄｉｓｋ）は、データを磁気的に再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
［００８１］
本開示の先の説明は、当業者が本開示を製造または使用することを可能にするために提供されている。本開示に対するさまざまな修正は、当業者にとって容易に明らかとなり、ここで定義される一般的な原理は、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適用してもよい。したがって、本開示は、ここで記述される例および設計に限定するように意図されておらず、ここで開示される原理および新規の特徴と一致して最も広い範囲が与えられるべきである。

Claims (19)

  1. 装置において、
    異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含む入力無線周波数（ＲＦ）信号を受け取って増幅し、増幅されたＲＦ信号を提供するように構成されている増幅器回路と、
    前記増幅器回路に結合された１次コイルおよび複数の２次コイルを備え、複数の出力ＲＦ信号を提供するトランスと、
    前記複数の出力ＲＦ信号を、異なる周波数における複数の局部発振器（ＬＯ）信号によりダウンコンバートするように構成されている複数のダウンコンバータとを具備する装置。
  2. 前記トランスは、
    第１および第２の出力ＲＦ信号をそれぞれ提供する、第１および第２の２次コイルを備える請求項１記載の装置。
  3. 前記１次コイルは、
    前記増幅されたＲＦ信号を受け取る第１の端と、電源に結合された第２の端とを有する請求項１記載の装置。
  4. 前記１次コイルは、
    前記増幅されたＲＦ信号を受け取るセンタータップと、電源に結合された２つの端とを有する請求項１記載の装置。
  5. 前記複数の２次コイルは、
    複数の導線により実現され、ぞれぞれの２次コイルに対して１つの導線であり、それぞれの導線は、前記複数の導線の中の残りの導線から電気的に分離されている請求項１記載の装置。
  6. 前記複数のダウンコンバータのそれぞれは、
    前記複数の出力ＲＦ信号のうちの１つと前記複数のＬＯ信号のうちの１つとを受け取り、１セットの搬送波に対して同位相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）のダウンコンバートされた信号のペアを提供するように構成されているミキサのペアを備える請求項１記載の装置。
  7. 前記複数のダウンコンバータは、
    第１の出力ＲＦ信号を、第１の周波数における第１のＬＯ信号によりダウンコンバートするように構成されているミキサの第１のペアを含む第１のダウンコンバータと、
    第２の出力ＲＦ信号を、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数における第２のＬＯ信号によりダウンコンバートするように構成されているミキサの第２のペアを含む第２のダウンコンバータとを備える請求項１記載の装置。
  8. 前記増幅器回路は、
    前記入力ＲＦ信号を受け取るように構成されている利得トランジスタと、
    前記利得トランジスタに結合され、前記増幅されたＲＦ信号を提供するように構成されているカスコードトランジスタと、
    前記利得トランジスタのソースと回路グラウンドとの間に結合されているインダクタとを備える請求項１記載の装置。
  9. 前記増幅器回路は、
    回路グラウンドに結合されたソースを有し、前記入力ＲＦ信号を受け取るように構成されている利得トランジスタと、
    前記利得トランジスタに結合され、前記増幅されたＲＦ信号を提供するように構成されているカスコードトランジスタとを備える請求項１記載の装置。
  10. 前記増幅器回路の出力および入力の間に結合されているフィードバック回路をさらに具備する請求項１記載の装置。
  11. 前記フィードバック回路は、
    抵抗器、キャパシタ、またはトランジスタのうちの少なくとも１つを備える請求項１０記載の装置。
  12. 前記増幅器回路に結合され、前記入力ＲＦ信号を受け取って減衰入力ＲＦ信号を前記増幅器回路に提供するように構成されている減衰回路をさらに具備する請求項１記載の装置。
  13. 前記入力ＲＦ信号は、
    シングルエンド信号を含み、
    前記複数の出力ＲＦ信号のそれぞれは、差動信号を含む請求項１記載の装置。
  14. 前記トランス回路に結合され、前記入力ＲＦ信号または減衰された入力ＲＦ信号を受け取って第２の増幅されたＲＦ信号を提供するように構成されている第２の増幅器回路をさらに具備し、
    前記増幅器回路は、前記第２の増幅器回路よりもより高い利得を有している請求項１記載の装置。
  15. 前記トランス回路に結合され、第２の入力ＲＦ信号を受け取って第２の増幅されたＲＦ信号を提供するように構成されている第２の増幅器回路をさらに具備する請求項１記載の装置。
  16. 方法において、
    異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含む入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して、増幅されたＲＦ信号を取得することと、
    １次コイルおよび複数の２次コイルを備えるトランスにより、前記増幅されたＲＦ信号を変換して、複数の出力ＲＦ信号を取得することと、
    前記複数の出力ＲＦ信号を、異なる周波数における複数の局部発振器（ＬＯ）信号によりダウンコンバートすることとを含む方法。
  17. 前記ダウンコンバートすることは、
    第１の周波数における第１のＬＯ信号を使用して、第１の出力ＲＦ信号をミキサの第１のペアによりダウンコンバートすることと、
    前記第１の周波数とは異なる第２の周波数における第２のＬＯ信号を使用して、第２の出力ＲＦ信号をミキサの第２のペアによりダウンコンバートすることとを含む請求項１６記載の方法。
  18. 装置において、
    異なる周波数における複数の搬送波上で、ワイヤレスデバイスに送られる送信を含む入力無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して、増幅されたＲＦ信号を取得する手段と、
    前記増幅されたＲＦ信号を変換して、複数の出力ＲＦ信号を取得する手段と、
    前記複数の出力ＲＦ信号を、異なる周波数における複数の局部発振器（ＬＯ）信号によりダウンコンバートする手段とを具備する装置。
  19. 前記ダウンコンバートする手段は、
    第１の周波数における第１のＬＯ信号により、第１の出力ＲＦ信号をダウンコンバートする第１の手段と、
    前記第１の周波数とは異なる第２の周波数における第２のＬＯ信号により、第２の出力ＲＦ信号をダウンコンバートする第２の手段とを備える請求項１８記載の装置。
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