JP2016042695A

JP2016042695A - 信号合成器、電力増幅器モジュール、および無線装置

Info

Publication number: JP2016042695A
Application number: JP2015159867A
Authority: JP
Inventors: クナル・ダッタ; Datta Kunal; レザ・カスナビ; Kasnavi Reza; アレクセイ・エイ・リャリン; A Lyalin Aleksey
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2016-03-31
Also published as: US9800207B2; HK1216462A1; US20180145636A1; US10355647B2; US20210384868A1; TWI660576B; US11101775B2; US20160049910A1; US20200014338A1; KR20160020380A; US11764734B2; TW201611514A

Abstract

【課題】調整可能インピーダンス終端回路を有するドハティ電力増幅器合成器を提供する。
【解決手段】信号合成器は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含み得る。第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現可能である。第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現可能である。第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合可能である。第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合可能である。第１のポートは第１の信号を受信するように構成可能である。第４のポートは第２の信号を受信するように構成可能である。第２のポートは第１の信号と第２の信号との組合せを産出するように構成可能である。信号合成器は、第３のポートを接地に結合する終端回路を含み得る。終端回路は調整可能インピーダンス回路を含み得る。
【選択図】図５

Description

関連出願との相互参照
本願は、２０１４年８月１３日に出願された、「広帯域高調波除去を有する調整可能広帯域ハイブリッドベースのドハティ合成器」（TUNABLE WIDE-BAND HYBRID-BASED DOHERTY COMBINER WITH WIDE-BAND HARMONIC REJECTION）と題された米国仮出願第６２／０３６，８５４号の優先権を主張する。当該仮出願の開示はこれにより、その全体がここに引用により明確に援用される。

背景
分野
この開示は一般に、無線周波数（ＲＦ：radio frequency）信号合成器に関する。

関連技術の説明
４ＧＬＴＥ（Long Term Evolution：ロングタームエボリューション）用途にとって有用なマルチモード／マルチバンド（multi-mode/multi-band：ＭＭＭＢ）電力増幅器モジュール（power amplifier module：ＰＡＭ）は、高い電力付加効率（power-added efficiency：ＰＡＥ）を維持しつつ、高いピーク対平均電力比（peak-to-average-power ratio：ＰＡＰＲ）仕様を満たすために、好ましくはバックオフで動作する。バックオフの下での効率向上のための包絡線追跡ＰＡＭと比較して、ドハティＰＡＭは、バックオフの下での高線形性を有する高効率を、大いに減少したシステム複雑性ならびに減少した較正およびデジタル予歪（digital pre-distortion：ＤＰＤ）仕様とともに満たすことができる。しかしながら、典型的なドハティ電力増幅器アーキテクチャは、既存のドハティ電力合成器の狭帯域の性質により、帯域幅制限されている。

概要
いくつかの実現化例によれば、この開示は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含む信号合成器に関する。第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現される。第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現される。第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合される。第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合される。第１のポートは第１の信号を受信するように構成される。第４のポートは第２の信号を受信するように構成される。第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を生成するように構成される。信号合成器はさらに、第３のポートを接地に結合する終端回路を含む。終端回路は調整可能インピーダンス素子を含む。

いくつかの実施形態では、信号合成器はさらに、帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラはさらに、第１のキャパシタまたは第２のキャパシタの少なくとも一方を調整するように構成可能である。

いくつかの実施形態では、第１のポートは、ドハティ電力増幅器（ＰＡ）からキャリア増幅信号を受信するように構成可能であり、第４のポートは、ドハティＰＡからピーキング増幅信号を受信するように構成可能である。いくつかの実施形態では、調整可能インピーダンス回路は複数のキャパシタを含む。複数のキャパシタの各々は、（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有し得る。いくつかの実施形態では、信号合成器は、動作周波数を示す帯域選択信号を受信し、（２×パイ×動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有するように調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラはさらに、調整可能インピーダンス回路のキャパシタンスの半分とほぼ等しいキャパシタンスを有するように第１のキャパシタおよび第２のキャパシタを調整するように構成可能である。

いくつかの実施形態では、第１のポートは、ドハティ電力増幅器（ＰＡ）からピーキング増幅信号を受信するように構成可能であり、第４のポートは、ドハティＰＡからキャリア増幅信号を受信するように構成可能である。いくつかの実施形態では、調整可能インピーダンス回路は複数のインダクタを含み得る。複数のインダクタの各々は、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有し得る。いくつかの実施形態では、信号合成器は、動作周波数を示す帯域選択信号を受信し、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有するように調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラを含み得る。

いくつかの実施形態では、調整可能インピーダンス整合回路は、並列に接続された複数のインピーダンス素子を含み得る。複数のインピーダンス素子の各々は、直列に接続されたインピーダンスとスイッチとを含む。

いくつかの実施形態では、終端回路はさらに、１つ以上の高調波の強度を第２のポートで減少させるように構成された高調波除去回路を含み得る。いくつかの実施形態では、高調波除去回路は、直列に接続された複数の共振素子を含み得る。複数の共振素子の各々は、並列に接続されたインダクタとキャパシタとを含む。いくつかの実施形態では、複数の共振素子の各々は、信号合成器の動作周波数の倍数とほぼ等しい共振周波数を有し得る。いくつかの実施形態では、複数の共振素子の各々は、信号合成器のそれぞれの動作周波数の２倍とほぼ等しい共振周波数を有し得る。いくつかの実施形態では、高調波除去回路は、第３のポートと調整可能インピーダンス回路との間に実現される。

いくつかの実現化例では、この開示は、複数のコンポーネントを受けるように構成された実装基板を含む電力増幅器モジュールに関する。電力増幅器モジュールは、実装基板上に実現された信号合成器を含む。信号合成器は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含む。第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現される。第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現される。第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合される。第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合される。第１のポートは第１の信号を受信するように構成される。第４のポートは第２の信号を受信するように構成される。第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を生成するように構成される。信号合成器はさらに、第３のポートを接地に結合する終端回路を含む。終端回路は調整可能インピーダンス回路を含む。

いくつかの実施形態では、ＰＡモジュールはさらに、実装基板上に実現されたコントローラを含み得る。コントローラは、帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成される。

いくつかの実現化例では、この開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成されたトランシーバを含む無線装置に関する。無線装置は、トランシーバと通信している電力増幅器（ＰＡ）モジュールを含む。ＰＡモジュールは、ＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を第１の部分および第２の部分へと分割するように構成された入力回路を含む。ＰＡモジュールはさらに、第１の部分を受信するために入力回路に結合されたキャリア増幅経路と、第２の部分を受信するために入力回路に結合されたピーキング増幅経路とを有するドハティＰＡを含む。ＰＡモジュールはさらに、ドハティ増幅器回路に結合された出力回路を含む。出力回路は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含む。第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現される。第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現される。第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合される。第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合される。第１のポートはキャリア増幅経路を介して第１の信号を受信するように構成される。第４のポートはピーキング増幅経路を介して第２の信号を受信するように構成される。第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を増幅されたＲＦ信号として生成するように構成される。ＰＡモジュールはさらに、第３のポートを接地に結合する終端回路を含む。終端回路は調整可能インピーダンス回路を含む。無線装置はさらに、ＰＡモジュールと通信しているアンテナを含む。アンテナは、増幅されたＲＦ信号の送信を容易にするように構成される。

いくつかの実施形態では、無線装置はさらに、帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラを含み得る。

この開示は、２０１５年７月１３日に出願され、これによりその全体がここに引用により援用される、「ドハティ電力増幅器用の合成器に関する回路、装置および方法」（CIRCUITS, DEVICES AND METHODS RELATED TO COMBINERS FOR DOHERTY POWER AMPLIFIERS）と題された米国特許出願第１４／７９７，２６１号に関する。

ここに説明されるような特徴を１つ以上有するドハティ合成器が実現され得る電力増幅器（ＰＡ）の例示的なアーキテクチャを示す図である。ドハティ合成器として利用可能なハイブリッド回路の一例を示す図である。ドハティ合成器として利用可能なハイブリッド回路の一例を示す図である。いくつかの実施形態において、信号合成器が、キャパシタを含む終端回路を含むことを示す図である。いくつかの実施形態において、信号合成器が、インダクタを含む終端回路を含むことを示す図である。いくつかの実施形態において、信号合成器が、調整可能インピーダンス回路を含む終端回路を含むことを示す図である。いくつかの実施形態において、調整可能インピーダンス回路が、並列に接続された複数のインピーダンス素子を含み得ることを示す図である。いくつかの実施形態において、信号合成器が、高調波除去回路を含む終端回路を含むことを示す図である。いくつかの実現化例において、高調波除去回路が、直列に接続された複数の共振素子を含み得ることを示す図である。ここに説明されるような特徴を１つ以上有するモジュールを示す図である。ここに説明される特徴を１つ以上有する無線装置を示す図である。

いくつかの実施形態の詳細な説明
ここに提供される見出しは、あるとしても便宜上のものにすぎず、請求される発明の範囲または意味に必ずしも影響を及ぼすとは限らない。

ここに説明されるのは、ドハティ電力増幅器アーキテクチャ用の広帯域調整可能ハイブリッドベースの合成器を提案することにより、ＭＭＭＢＰＡＭについての４ＧＬＴＥ規格の線形性要件の下で高いＰＡＥを維持するという問題に対処するための回路、システムおよび方法である。ドハティ電力増幅器を用いた負荷変調は、電力バックオフの下で高効率を維持する別の方法である。このアプローチでは、２つの並列のＰＡＭ、すなわちキャリア増幅器およびピーキング増幅器が使用される。ピーキング増幅器は、キャリア増幅器によって見られる負荷を変調し、このため、バックオフ時でさえ、キャリア増幅器が高効率の飽和した動作を保つことを可能にする。この負荷変調は、特定の周波数に整合されたインピーダンスを有するインピーダンス整合ネットワークを用いて達成可能である。このため、調整可能インピーダンス回路がないＭＭＭＢＰＡＭについては、いくつかの帯域をカバーするためにいくつかのドハティＰＡＭ（それらは各々、２つの増幅器を必要とする）が使用可能であるが、それは実現を費用のかかるものおよび／または非実用的なものにするかもしれない。

図１は、ここに説明されるような特徴を１つ以上有するドハティ合成器が実現され得る電力増幅器（ＰＡ）１００の例示的なアーキテクチャを示す。図示されたアーキテクチャは、ドハティＰＡアーキテクチャである。そのようなドハティＰＡアーキテクチャの文脈においてさまざまな例が説明されるが、この開示の１つ以上の特徴は他のタイプのＰＡシステムでも実現可能であるということが理解されるであろう。

例示的なＰＡ１００は、増幅されるべきＲＦ信号を受信するための入力ポート（ＲＦ＿ＩＮ）を含むよう図示されている。そのような入力ＲＦ信号は、プリドライバ増幅器１０２によって部分的に増幅されてから、キャリア増幅経路１１０およびピーキング増幅経路１３０へと分割され得る。そのような分割は、分割器１０４によって達成可能である。

図１では、キャリア増幅経路１１０は、減衰器１１２と、１１４としてまとめて示された増幅段とを含むよう図示されている。増幅段１１４は、ドライバ段１１６と出力段１２０とを含むよう図示されている。ドライバ段１１６は、バイアス回路１１８によってバイアスをかけられるよう図示され、出力段１２０は、バイアス回路１２２によってバイアスをかけられるよう図示されている。いくつかの実施形態では、より多い、またはより少ない増幅段があってもよい。ここに説明されるさまざまな例では、増幅段１１４は増幅器として説明される場合もある。しかしながら、そのような増幅器は１つ以上の段を含み得るということが理解されるであろう。

図１では、ピーキング増幅経路１３０は、移相回路１３２と、１３４としてまとめて示された増幅段とを含むよう図示されている。増幅段１３４は、ドライバ段１３６と出力段１４０とを含むよう図示されている。ドライバ段１３６は、バイアス回路１３８によってバイアスをかけられるよう図示され、出力段１４０は、バイアス回路１４２によってバイアスをかけられるよう図示されている。いくつかの実施形態では、より多い、またはより少ない増幅段があってもよい。ここに説明されるさまざまな例では、増幅段１３４は増幅器として説明される場合もある。しかしながら、そのような増幅器は１つ以上の段を含み得るということが理解されるであろう。

図１はさらに、増幅されたＲＦ信号を出力ポート（ＲＦ＿ＯＵＴ）で生成するように、キャリア増幅経路１１０およびピーキング増幅経路１３０が合成器１４４によって合成可能であることを示す。合成器１４４に関連する例を、ここにより詳細に説明する。たとえば、合成器１４４は、図３、図４、図５または図７の合成器のうちの１つとして実現されてもよい。

図２Ａおよび図２Ｂは、ドハティ合成器として利用可能なハイブリッド回路の一例を示す。そのようなハイブリッド回路は、ＲＦＩＣ（radio-frequency integrated circuit：無線周波数集積回路）、ＭＭＩＣ（monolithic microwave integrated circuit：モノリシックマイクロ波集積回路）、および他のＲＦモジュールといった用途にとって特に好適となるように構成可能である。図２Ａは、そのようなハイブリッド回路の概略表現を示し、図２Ｂは、その例示的な配置を示す。

図２Ａおよび図２Ｂのハイブリッド回路は、バランに基づいたセミランプ９０度ハイブリッド（semi-lumped 90-degree hybrid）として実現可能である。使用されるバランのコンパクトな性質により、そのような設計は、シリコン、ＧａＡｓおよびＩＰＤ（integrated passive device：集積受動装置）基板（たとえば、ガラスまたはシリコン）などの絶縁／半絶縁基板上に容易に実現可能である。

このため、図２Ａでは、信号合成器２４４は、第１のポート２３１と、第２のポート２３２と、第３のポート２３３と、第４のポート２３４とを含んで図示されている。第１のキャパシタ２２２は、第１のポート２３１と第２のポート２３２とを結合する。第２のキャパシタ２２３は、第３のポート２３３と第４のポート２３４とを結合する。信号合成器２４４はまた、信号合成器２４４の４つのポート２３１〜２３４にそれぞれ結合される４つのポートを有するトランス２２１を含む。図２Ｂでは、実質的に同様の信号合成器２５４が、第１のコイルと第２のコイルとを含むバラントランス２５１を含んで図示されている。

図２Ａおよび図２Ｂの例では、ドハティ作用を達成するために、特定の終端を、アイソレーションポート（たとえば、第３のポート２３１）で提供することができる。終端の例を、ここにより詳細に説明する。

いくつかの実施形態では、そのような特定の終端が、リアクタンスの大きさがシステムの特性インピーダンスと等しいキャパシタンス（たとえばキャパシタ）として実現可能である、ということが示され得る。したがって、そのようなキャパシタンスはＣ＝１／（２πｆＺ_０）として表わすことができ、ここで、ｆはドハティＰＡの動作周波数であり、Ｚ_０はドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンスである。

図３は、いくつかの実施形態において、信号合成器３００が、キャパシタ３２３を含む終端回路を含むことを示す。信号合成器３００は、ドハティＰＡのキャリア増幅信号を受信するように構成可能な第１の入力ポート３３１と、ドハティＰＡのピーキング増幅信号を受信するように構成可能な第２の入力ポート３３２と、第１の入力ポート３３１および第２の入力ポート４３２で受信された信号の合成を出力する出力ポート３３３とを含む。信号合成器３００は、第１のコイル３０１と第２のコイル３０２とを有するトランス（たとえばバラントランス）を含み、第１のコイル３０１は第１のポート３１１と第２のポート３１２との間に実現され、第２のコイル３０２は第３のポート３１３と第４のポート３１４との間に実現される。第１のポート３１１および第３のポート３１３は第１のキャパシタ３２１によって結合され、第２のポート３１２および第４のポート３１４は第２のキャパシタ３２２によって結合される。第３のポート３１３は、図３では第３のキャパシタ３２３を含む終端回路を介して接地に結合される。いくつかの実現化例では、第１のキャパシタ３２１および第２のキャパシタ３２２のキャパシタンスは等しい。いくつかの実現化例では、第３のキャパシタ３２３のキャパシタンスは、第１のキャパシタ３２１および／または第２のキャパシタ３２２のキャパシタンスの２倍である。

いくつかの実現化例では、第３のキャパシタ３２３のキャパシタンスは、（２×パイ×ドハティＰＡの動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数、たとえば、Ｃ＝１／（２πｆＺ_０）とほぼ等しく、ここで、ｆはドハティＰＡの動作周波数であり、Ｚ_０はドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンスである。

Ｌ＝Ｚ_０／（２πｆ）という誘導終端を有する代替的な構成は、ドハティ合成器の機能性を同様の態様で提供できる、ということが示され得る。この場合、キャリアおよびピーキング増幅器のポート位置は交換可能である。

図４は、いくつかの実施形態において、信号合成器４００が、インダクタ４２３を含む終端回路を含むことを示す。図４の信号合成器４００は、ドハティＰＡのキャリア増幅信号を受信するように構成可能な第１の入力ポート４３１と、ドハティＰＡのピーキング増幅信号を受信するように構成可能な第２の入力ポート４３２と、第１の入力ポート４３１および第２の入力ポート４３２で受信された信号の合成を出力する出力ポート４３３とを含む。信号合成器４００は、第１のコイル４０１と第２のコイル４０２とを有するトランス（たとえばバラントランス）を含み、第１のコイル４０１は第１のポート４１１と第２のポート４１２との間に実現され、第２のコイル４０２は第３のポート４１３と第４のポート４１４との間に実現される。第１のポート４１１および第３のポート４１３は第１のキャパシタ４２１によって結合され、第２のポート４１２および第４のポート４１４は第２のキャパシタ４２２によって結合される。第３のポート４１３は、図４ではインダクタ４２３を含む終端回路を介して接地に結合される。

いくつかの実現化例では、インダクタ４２３のインダクタンスは、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×ドハティＰＡの動作周波数）、たとえば、（２×パイ×ドハティＰＡの動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数、たとえば、Ｌ＝Ｚ_０／（２πｆ）とほぼ等しく、ここで、ｆはドハティＰＡの動作周波数であり、Ｚ_０はドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンスである。

信号合成器は、マルチモード／マルチバンド（ＭＭＭＢ）電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）の一部として、複数のモードまたは複数の動作周波数のために使用されてもよい。このため、いくつかの実現化例では、（図３および図４に示すような）単一のキャパシタまたは単一のインダクタではなく、調整可能インピーダンス回路を使用して、さまざまな周波数および／または構成のためにさまざまなインピーダンスに調整することができる。

図５は、いくつかの実施形態において、信号合成器５００が、調整可能インピーダンス回路５２３を含む終端回路を含むことを示す。図５の信号合成器５００は、ドハティＰＡのキャリア増幅信号（または、代替的な一実現化例では、ドハティＰＡのピーキング増幅信号）を受信するように構成可能な第１の入力ポート５３１と、ドハティＰＡのピーキング増幅信号（または、代替的な一実現化例では、ドハティＰＡのキャリア増幅信号）を受信するように構成可能な第２の入力ポート５３２と、第１の入力ポート５３１および第２の入力ポート５３２で受信された信号の合成を出力する出力ポート５３３とを含む。信号合成器５００は、第１のコイル５０１と第２のコイル５０２とを有するトランス（たとえばバラントランス）を含み、第１のコイル５０１は第１のポート５１１と第２のポート５１２との間に実現され、第２のコイル５０２は第３のポート５１３と第４のポート５１４との間に実現される。第１のポート５１１および第３のポート５１３は第１のキャパシタ５２１によって結合され、第２のポート５１２および第４のポート５１４は第２のキャパシタ５２２によって結合される。第３のポート５１３は、図５では調整可能インピーダンス回路５２３を含む終端回路を介して接地に結合される。

信号合成器５００は、信号合成器５００が一部となっているシステムの現在の動作周波数を示す帯域選択信号を受信するように構成されたコントローラ５２０によって制御される。コントローラ５２０はさらに、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路５２３を調整するように構成される。いくつかの実現化例では、コントローラ５２０はさらに、第１のキャパシタ５２１または第２のキャパシタ５２２の少なくとも一方を調整するように構成される。

いくつかの実現化例では、第１のポート５１１は、ドハティＰＡから（たとえば第１の入力ポート５３１を介して）キャリア増幅信号を受信するように構成され、第４のポート５１４は、ドハティＰＡから（たとえば第２の入力ポート５３２を介して）ピーキング増幅信号を受信するように構成される。このため、コントローラ５２０は、（２×パイ×（帯域選択信号によって示されるような）動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有するように調整可能インピーダンス回路５２３を調整するように構成可能である。コントローラ５２０はさらに、調整可能インピーダンス回路５２３のキャパシタンスの半分とほぼ等しいキャパシタンスを有するように第１のキャパシタ５２１および／または第２のキャパシタ５２２を調整可能である。

いくつかの実現化例では、第１のポート５１１は、ドハティＰＡから（たとえば第１の入力ポート５３１を介して）ピーキング増幅信号を受信するように構成され、第４のポート５１４は、ドハティＰＡから（たとえば第２の入力ポート５３２を介して）キャリア増幅信号を受信するように構成される。このため、コントローラ５２０は、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×（帯域選択信号によって示されるような）動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有するように調整可能インピーダンス回路５２３を調整するように構成可能である。

図６は、いくつかの実施形態において、調整可能インピーダンス回路６２３が、並列に接続された複数のインピーダンス素子を含み得ることを示す。並列に接続されたインピーダンス素子の各々は、直列に接続されたインピーダンス６１０ａ〜６１０ｄとスイッチ６１２ａ〜６１２ｄとを含む。インピーダンス６１０ａ〜６１０ｄは、１つ以上の抵抗器、キャパシタ、および／またはインダクタを含み得る。スイッチ６１２ａ〜６１２ｄは、特定のインピーダンスを有するように調整可能インピーダンス回路６２３を調整するために、コントローラ（たとえば、図５のコントローラ５２０）によって開状態または閉状態になるように制御され得る。

いくつかの実現化例では、調整可能インピーダンス回路６２３は、１つ以上の動作周波数で動作するように構成されたドハティＰＡを含むシステムの一部である。このため、インピーダンス６１０ａ〜６１０ｄは複数のキャパシタを含んでいてもよく、複数のキャパシタの各々は、（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有する。これに代えて（またはこれに加えて）、インピーダンス６１０ａ〜６１０ｄは複数のインダクタを含んでいてもよく、複数のインダクタの各々は、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有する。

図７は、いくつかの実施形態において、信号合成器７００が、高調波除去回路７２４を含む終端回路を含むことを示す。図７の信号合成器７００は、第３のポート５１３と調整可能インピーダンス回路５２３との間に実現された高調波除去回路７２４を含む点以外は、図５の信号合成器５００と実質的に同様である。

高調波除去回路７２４は、１つ以上の高調波の強度を第２のポート５１２（ひいては出力ポート５３３）で減少させるように構成される。第１の入力ポート５３１がキャリア増幅信号を受信するように構成され、第２の入力ポート５３２がピーキング増幅信号を受信するように構成される場合、キャリア増幅信号およびピーキング増幅信号は、増幅中のＲＦ信号の不要な高調波を含むかもしれない。高調波除去回路７２４は、これらの高調波の強度を出力ポート５３３で減少させるように構成される。

図８は、いくつかの実現化例において、高調波除去回路８２３が、直列に接続された複数の共振素子を含み得ることを示す。共振素子の各々は、並列に接続されたインダクタ８１２ａ〜８１２ｄとキャパシタ８１０ａ〜８１０ｄとを含む。複数の共振素子の各々は、高調波除去回路８２３が一部となっているシステムの動作周波数（１組の動作周波数のうちの１つ）の倍数とほぼ等しい共振周波数を有し得る。たとえば、いくつかの実現化例では、複数の共振素子の各々は、信号合成器のそれぞれの動作周波数の２倍とほぼ等しい共振周波数を有する。このため、高調波除去回路８２３を含むシステムが、第１の周波数、第２の周波数、および第３の周波数のうちの１つ以上で動作するように構成される場合、共振素子は、第１の周波数の２倍、第２の周波数の２倍、および第３の周波数の２倍というそれぞれの共振周波数を有していてもよい。

図９は、いくつかの実施形態において、構成（たとえば、図１、図２Ａ、図２Ｂおよび図３〜８に示す構成）のうちの一部またはすべてが、全体的にまたは部分的にモジュールで実現され得ることを示す。そのようなモジュールは、たとえばフロントエンドモジュール（front-end module：ＦＥＭ）であってもよい。図９の例では、モジュール９００は実装基板９０２を含んでいてもよく、そのような実装基板９０２上に多くのコンポーネントが搭載され得る。たとえば、ＦＥ−ＰＭＩＣコンポーネント９０４、（調整可能インピーダンス回路を含む合成器９０７を含み得る）電力増幅器アセンブリ９０６、整合コンポーネント９０８、およびマルチプレクサ・アセンブリ９１０が、実装基板９０２上および／または内に搭載および／または実現され得る。多くのＳＭＴ装置９１４およびアンテナスイッチモジュール（antenna switch module：ＡＳＭ）９１２などの他のコンポーネントも、実装基板９０２上に搭載され得る。さまざまなコンポーネントはすべて、実装基板９０２上に配置されているとして示されているが、あるコンポーネントが他のコンポーネント上に実現され得ることが理解されるであろう。

いくつかの実現化例では、ここに説明された特徴を１つ以上有する装置および／または回路が、無線装置などのＲＦ電子装置に含まれ得る。そのような装置および／または回路は、直接無線装置で実現されてもよく、ここに説明されるようなモジュール形式で実現されてもよく、またはそれらの何らかの組合せで実現されてもよい。いくつかの実施形態では、そのような無線装置は、たとえば携帯電話、スマートフォン、電話機能性を有する、または有さない携帯型無線装置、無線タブレットなどを含み得る。

図１０は、ここに説明される有利な特徴を１つ以上有する例示的な無線装置１０００を示す。ここに説明されるような特徴を１つ以上有するモジュールの文脈では、そのようなモジュールは概して、破線ボックス９００で示すことができ、たとえばフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）として実現可能である。

図１０を参照して、電力増幅器（ＰＡ）１００ａ〜１００ｄは、それらのそれぞれのＲＦ信号をトランシーバ１０１０から受信でき、トランシーバ１０１０は、増幅され送信されるべきＲＦ信号を生成し、受信した信号を処理するように、公知の態様で構成および動作可能である。トランシーバ１０１０は、ベースバンド・サブシステム１００８と相互作用するよう図示されており、ベースバンド・サブシステム１００８は、ユーザにとって好適なデータ信号および／または音声信号と、トランシーバ１０１０にとって好適なＲＦ信号との間の変換を提供するように構成される。トランシーバ１０１０はまた、電力管理コンポーネント１００６と通信可能であり、電力管理コンポーネント１００６は、無線装置１０００の動作のために電力を管理するように構成されている。そのような電力管理は、ベースバンド・サブシステム１００８およびモジュール９００の動作も制御できる。

ベースバンド・サブシステム１００８は、ユーザに提供され、およびユーザから受信された音声および／またはデータのさまざまな入力および出力を容易にするために、ユーザインターフェイス１００２に接続されるよう図示されている。ベースバンド・サブシステム１００８はメモリ１００４にも接続可能であり、メモリ１００４は、無線装置の動作を容易にするための命令および／またはデータを格納するように、および／または、情報のストレージをユーザに提供するように構成されている。

例示的な無線装置１０００では、ＰＡ１００ａ〜１００ｄの出力は、（それぞれの整合回路１０２０ａ〜１０２０ｄを介して）整合され、それらのそれぞれのダイプレクサ１０１２ａ〜１０１２ｄにルーティングされるよう図示されている。そのような増幅されフィルタリングされた信号は、送信のためにアンテナスイッチ１０１４を通ってアンテナ１０１６（または複数のアンテナ）にルーティングされ得る。いくつかの実施形態では、ダイプレクサ１０１２ａ〜１０１２ｄは、共通のアンテナ（たとえば１０１６）を使用して、同時に行なわれるべき動作を送受信することを可能にし得る。図１０では、受信信号は、たとえば低雑音増幅器（low-noise amplifier：ＬＮＡ）を含み得る「Ｒｘ」経路（図示せず）にルーティングされるよう図示されている。

多数の他の無線装置構成が、ここに説明された特徴の１つ以上を利用することができる。たとえば、無線装置はマルチバンド装置である必要はない。別の例では、無線装置は、ダイバーシティアンテナなどの付加的なアンテナ、ならびにＷｉ−Ｆｉ、ブルートゥース（登録商標）、およびＧＰＳなどの付加的な接続性特徴を含み得る。

文脈が明確にそうでないことを要件としていなければ、説明および請求項全体を通し、「含む」［含んで」などの用語は、排他的または網羅的な意味とは対照的なものとしての、包括的な意味で、すなわち、「〜を含むもののそれに限定されない」という意味で解釈すべきである。ここに概して使用される「結合される」という用語は、直接接続されるかまたは１つ以上の中間要素によって接続され得る２つ以上の要素を指す。加えて、「ここに」「上述の」「以下に」という用語、および同様の趣旨の用語は、本願で使用される場合、本願全体を指しており、本願のある特定の部分を指すものではない。文脈上許容される場合、上述の説明で単数形または複数形を用いた用語はそれぞれ、複数形または単数形も含み得る。２つ以上の項目のリストに関する「または」という用語は、リストの項目のいずれか、リストの項目のすべて、リストの項目の任意の組合せといった、用語のあらゆる解釈を網羅する。

この発明の実施形態の上述の詳細な説明は、網羅的であるよう、またはこの発明を上に開示されたとおりの形に限定するように意図されてはいない。この発明の具体的な実施形態およびこの発明についての例が、例示的な目的のために上述されているが、当業者であれば認識するように、さまざまな同等の修正がこの発明の範囲内で可能である。たとえば、プロセスまたはブロックは所与の順序で提示されているものの、代替的な実施形態は異なる順序で、ステップを有するルーチンを行ない、またはブロックを有するシステムを採用してもよく、いくつかのプロセスまたはブロックは削除され、移動され、追加され、さらに分割され、組合され、および／または修正されてもよい。これらのプロセスまたはブロックの各々は、さまざまな異なるやり方で実現されてもよい。また、プロセスまたはブロックは、時には連続して行なわれるように示されているものの、これらのプロセスまたはブロックはその代わりに、並行して行なわれてもよく、または異なる時期に行なわれてもよい。

ここに提供されるこの発明の教示は、必ずしも上述のシステムにではなく、他のシステムに適用可能である。上述のさまざまな実施形態の要素および行為は、さらに別の実施形態を提供するために組合せ可能である。

この発明のいくつかの実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は単なる例として提示されたものであり、この開示の範囲を限定するように意図されてはいない。実際、ここに説明された新規の方法およびシステムは、さまざまな他の形で具現化されてもよく、さらに、ここに説明された方法およびシステムの形におけるさまざまな省略、置換、および変更が、この開示の精神から逸脱することなく行なわれてもよい。添付された請求項およびそれらの均等物は、この開示の範囲および精神に該当するであろうそのような形または修正を網羅するように意図されている。

１４４、２４４、２５４、３００、４００、５００、７００、９０７合成器、２５１バラントランス、３０１、４０１、５０１第１のコイル、３０２、４０２、５０２第２のコイル、２３１、３１１、４１１、５１１第１のポート、２３２、３１２、４１２、５１２第２のポート、２３３、３１３、４１３、５１３第３のポート、２３４、３１４、４１４、５１４第４のポート、２２２、３２１、４２１、５２１第１のキャパシタ、２２３、３２２、４２２、５２２第２のキャパシタ、５２３、６２３調整可能インピーダンス回路。

Claims

信号合成器であって、
第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含み、第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現され、第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現され、第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合され、第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合され、第１のポートは第１の信号を受信するように構成され、第４のポートは第２の信号を受信するように構成され、第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を生成するように構成され、前記信号合成器はさらに、
第３のポートを接地に結合する終端回路を含み、終端回路は調整可能インピーダンス回路を含む、信号合成器。
帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１に記載の信号合成器。
コントローラはさらに、第１のキャパシタまたは第２のキャパシタの少なくとも一方を調整するように構成される、請求項２に記載の信号合成器。
第１のポートは、ドハティ電力増幅器（ＰＡ）からキャリア増幅信号を受信するように構成され、第４のポートは、ドハティＰＡからピーキング増幅信号を受信するように構成される、請求項１に記載の信号合成器。
調整可能インピーダンス回路は複数のキャパシタを含み、複数のキャパシタの各々は、（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有する、請求項４に記載の信号合成器。
動作周波数を示す帯域選択信号を受信し、（２×パイ×動作周波数×ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス）の逆数とほぼ等しいキャパシタンスを有するように調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項４に記載の信号合成器。
コントローラはさらに、調整可能インピーダンス回路のキャパシタンスの半分とほぼ等しいキャパシタンスを有するように第１のキャパシタおよび第２のキャパシタを調整するように構成される、請求項６に記載の信号合成器。
第１のポートは、ドハティ電力増幅器（ＰＡ）からピーキング増幅信号を受信するように構成され、第４のポートは、ドハティＰＡからキャリア増幅信号を受信するように構成される、請求項１に記載の信号合成器。
調整可能インピーダンス回路は複数のインダクタを含み、複数のインダクタの各々は、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×ドハティＰＡのそれぞれの動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有する、請求項８に記載の信号合成器。
動作周波数を示す帯域選択信号を受信し、ドハティＰＡに結合された負荷の特性インピーダンス÷（２×パイ×動作周波数）とほぼ等しいインダクタンスを有するように調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項８に記載の信号合成器。
調整可能インピーダンス整合回路は、並列に接続された複数のインピーダンス素子を含み、複数のインピーダンス素子の各々は、直列に接続されたインピーダンスとスイッチとを含む、請求項１に記載の信号合成器。
終端回路はさらに、１つ以上の高調波の強度を第２のポートで減少させるように構成された高調波除去回路を含む、請求項１に記載の信号合成器。
高調波除去回路は、直列に接続された複数の共振素子を含み、複数の共振素子の各々は、並列に接続されたインダクタとキャパシタとを含む、請求項１２に記載の信号合成器。
複数の共振素子の各々は、信号合成器の動作周波数の倍数とほぼ等しい共振周波数を有する、請求項１３に記載の信号合成器。
複数の共振素子の各々は、信号合成器のそれぞれの動作周波数の２倍とほぼ等しい共振周波数を有する、請求項１４に記載の信号合成器。
高調波除去回路は、第３のポートと調整可能インピーダンス回路との間に実現される、請求項１２に記載の信号合成器。
電力増幅器（ＰＡ）モジュールであって、
複数のコンポーネントを受けるように構成された実装基板と、
実装基板上に実現された信号合成器とを含み、信号合成器は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含み、第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現され、第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現され、第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合され、第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合され、第１のポートは第１の信号を受信するように構成され、第４のポートは第２の信号を受信するように構成され、第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を生成するように構成され、前記信号合成器はさらに、第３のポートを接地に結合する終端回路を含み、終端回路は調整可能インピーダンス回路を含む、電力増幅器（ＰＡ）モジュール。
実装基板上に実現されたコントローラをさらに含み、コントローラは、帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成される、請求項１７に記載のＰＡモジュール。
無線装置であって、
無線周波数（ＲＦ）信号を生成するように構成されたトランシーバと、
トランシーバと通信している電力増幅器（ＰＡ）モジュールとを含み、ＰＡモジュールは、ＲＦ信号を受信し、ＲＦ信号を第１の部分および第２の部分へと分割するように構成された入力回路を含み、ＰＡモジュールはさらに、第１の部分を受信するために入力回路に結合されたキャリア増幅経路と、第２の部分を受信するために入力回路に結合されたピーキング増幅経路とを有するドハティＰＡを含み、ＰＡモジュールはさらに、ドハティ増幅器回路に結合された出力回路を含み、出力回路は、第１のコイルと第２のコイルとを有するバラントランス回路を含み、第１のコイルは第１のポートと第２のポートとの間に実現され、第２のコイルは第３のポートと第４のポートとの間に実現され、第１のポートおよび第３のポートは第１のキャパシタによって結合され、第２のポートおよび第４のポートは第２のキャパシタによって結合され、第１のポートはキャリア増幅経路を介して第１の信号を受信するように構成され、第４のポートはピーキング増幅経路を介して第２の信号を受信するように構成され、第２のポートは第１の信号と第２の信号との合成を増幅されたＲＦ信号として生成するように構成され、ＰＡモジュールはさらに、第３のポートを接地に結合する終端回路を含み、終端回路は調整可能インピーダンス回路を含み、前記無線装置はさらに、
ＰＡモジュールと通信しているアンテナを含み、アンテナは、増幅されたＲＦ信号の送信を容易にするように構成される、無線装置。
帯域選択信号を受信し、帯域選択信号に基づいて調整可能インピーダンス回路を調整するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１９に記載の無線装置。