JP2017017700A - 共振器付きハイブリッド回路を有するマルチプレクサ - Google Patents

Abstract

【課題】共振器付きハイブリッド回路を有するマルチプレクサを提供する。【解決手段】無線周波数信号を処理するマルチプレクサ１００は、複数のノードＡ１〜Ａ３と、共通ノードＢと、当該複数のノードＡ１〜Ａ３のそれぞれと当該共通ノードＢとの間に実装された信号経路１１２ａ〜１１２ｃとを含む。信号経路１１２ａ〜１１２ｃはそれぞれフィルタ１１４ａ〜１１４ｃを含む。信号経路１１２ａ〜１１２ｃの少なくともいくつかそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器１１６ａ〜１１６ｂを含む。共振器付きの信号経路が、共振器なしの信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与える。【選択図】図７

Description

本開示は、無線周波数（ＲＦ）アプリケーション用のマルチプレクサに関する。

関連出願の相互参照
本願は、共振器付きハイブリッド回路を有するマルチプレクサとの名称の、２０１５年６月２９日出願の米国仮出願第６２／１８６，３４８号の優先権を主張する。その開示は全体が、ここに参照により明示的に組み入れられる。

ワイヤレスアプリケーションのようないくつかの無線周波数（ＲＦ）アプリケーションにおいて、２以上のＲＦ信号を多重化（マルチプレクシング）により一緒にして、かかる信号が共通経路を通っての引き回しを可能にすることができる。２つのＲＦ信号を結合することは典型的に二重化（デュプレクシング）と称され、３つのＲＦ信号を結合することは典型的に三重化（トライプレクシング）と称され、以下同様である。

一定数の実装によれば、本開示は、無線周波数信号を処理するマルチプレクサに関する。マルチプレクサは、複数のノードと、共通ノードと、当該ノードのそれぞれと当該共通ノードとの間に実装された信号経路とを含む。信号経路はそれぞれがフィルタを含み、信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含む。

いくつかの実施形態において、共振器付き信号経路は、共振器なし信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与え得る。複数のノードは複数の入力ノードに対応し、共通ノードは出力ノードに対応する。マルチプレクサは、例えば、２つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って共通出力ノードに結合されるようなダイプレクサとし、３つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って共通出力ノードに結合されるようなトライプレクサとし、又は４つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って共通出力ノードに結合されるようなクワッドプレクサとすることができる。

いくつかの実施形態において、複数の信号経路はそれぞれが対応共振器を含み得る。いくつかの実施形態において、少なくとも一つの信号経路は共振器を含まなくともよい。それぞれの共振器を有する信号経路は、共振器なしの一以上の信号経路の周波数よりも高い周波数を有する無線周波数信号を処理するべく構成される。

いくつかの実施形態において、共振器及びフィルタは、対応信号経路において直列に接続することができる。共振器は、フィルタの上流側、又はフィルタの下流側に実装可能である。いくつかの実施形態において、対応信号経路はさらに、付加共振器を含み得る。かかるフィルタは、例えば２つの共振器間に実装可能である。

いくつかの実施形態において、各共振器は、対応フィルタのＱファクタ値よりも高いＱファクタ値を有し得る。いくつかの実施形態において、各フィルタは、帯域通過フィルタとすることができる。各共振器は、弾性表面波共振器、弾性バルク波共振器、又は高Ｑファクタ値の共振器とすることができる。

いくつかの教示において、本開示は、無線周波数信号を多重化する方法に関する。方法は、複数の無線周波数信号を受信する共通経路を与えることと、当該複数の無線周波数信号を処理して、当該無線周波数信号のそれぞれがフィルタリングされるように、かつ、当該無線周波数信号の少なくともいくつかのそれぞれがさらに共振器も通過するように対応信号経路を通すこととを含む。

いくつかの実施形態において、共振器及び対応フィルタを通過した無線周波数信号は、フィルタのみを通過した無線周波数信号よりも鋭いＶ字曲線を有し得る。

一定数の実装において、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、当該パッケージング基板に対して実装されたマルチプレクサとを含む無線周波数モジュールに関する。マルチプレクサは、複数のノードと、共通ノードと、当該複数のノードのそれぞれと当該共通ノードとの間に実装された信号経路とを含む信号経路はそれぞれがフィルタを含み、信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含む。

いくつかの実施形態において、共振器付き信号経路は、共振器なし信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与え得る。いくつかの実施形態において、無線周波数モジュールはさらに、マルチプレクサに結合された低雑音増幅器を含み得る。いくつかの実施形態において、低雑音増幅器の入力は、マルチプレクサの共通ノードに結合することができる。いくつかの実施形態において、低雑音増幅器は広帯域低雑音増幅器とすることができる。いくつかの実施形態において、低雑音増幅器は、所与の信号経路に固有に実装可能である。いくつかの実施形態において、低雑音増幅器は、フィルタの下流側、又はフィルタの上流側に置くことができる。

いくつかの実施形態において、無線周波数モジュールは、例えば、フロントエンドモジュール又はダイバーシティ受信モジュールとすることができる。

いくつかの実装によれば、本開示は、無線周波数信号を処理するべく構成された受信器と、当該受信器と通信する無線周波数モジュールとを含むワイヤレスデバイスに関する。無線周波数モジュールは、複数のノード及び共通ノードを有するマルチプレクサを含む。マルチプレクサさらに、複数のノードのそれぞれと共通ノードとの間に実装された信号経路を含む。信号経路はそれぞれがフィルタを含み、信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含む。ワイヤレスデバイスはさらに、無線周波数モジュールと通信するアンテナを含み、当該アンテナは、無線周波数信号を受信するべく構成される。

いくつかの実施形態において、共振器付き信号経路は、共振器なし信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与え得る。

本開示を要約する目的で本発明の一定の側面、利点及び新規な特徴がここに記載された。理解すべきことだが、かかる利点のすべてが必ずしも、本発明の任意の特定実施形態によって達成できるわけではない。すなわち、本発明は、ここに教示される一の利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化する態様で具体化又は実施をすることができる。

第１ノード及び第２ノード間にハイブリッド回路を有する無線周波数（ＲＦ）信号経路を描く。 図１のハイブリッド回路を一以上含み得るＲＦマルチプレクサを描く。 図３Ａは、いくつかの実施形態において、図２のマルチプレクサがダイプレクサであり得ること示す。図３Ｂは、いくつかの実施形態において、図２のマルチプレクサがトライプレクサであり得ることを示す。図３Ｃは、いくつかの実施形態において、図２のマルチプレクサがクワッドプレクサであり得ることを示す。 それぞれのノードを共通ノードに結合する３つの信号経路を有するトライプレクサの一例を示す。 図５Ａは、いくつかの実施形態において、図４の例と同様のトライプレクサが、共通ノードを低雑音増幅器（ＬＮＡ）の入力に結合するように実装可能であることを示す。図５Ｂは、いくつかの実施形態において、トライプレクサ構成が、３つのハイブリッド回路それぞれの出力を対応ＬＮＡの入力に結合するように実装可能であることを示す。図５Ｃは、いくつかの実施形態において、トライプレクサ構成が、３つのハイブリッド回路それぞれの入力ノードを対応ＬＮＡの出力に結合するように実装可能であることを示す。 ハイブリッド回路が帯域通過フィルタ及び弾性表面波（ＳＡＷ）共振器を含み、当該ＳＡＷ共振器が対応帯域通過フィルタの下流側に実装されるように配列されるトライプレクサ構成の一例を示す。 ハイブリッド回路が帯域通過フィルタ及び弾性表面波（ＳＡＷ）共振器を含み、当該ＳＡＷ共振器が対応帯域通過フィルタの上流側に実装されるように配列されるトライプレクサ構成の一例を示す。 ハイブリッド回路が帯域通過フィルタ並びに第１及び第２弾性表面波（ＳＡＷ）共振器を含み、当該帯域通過フィルタが対応第１及び第２ＳＡＷ共振器間に存在するように配列されるトライプレクサ構成の一例を示す。 図９Ａは、いくつかの実施形態において、マルチプレクサの少なくとも一つのハイブリッド回路が共振器バイパス機能を含み得ることを示す。図９Ｂは、いくつかの実施形態において、マルチプレクサの各ハイブリッド回路が共振器バイパス機能を含み得ることを示す。 は、３つの信号経路それぞれが帯域通過フィルタのみを有する従来型トライプレクサに対する挿入損失プロットを示す。 低帯域信号経路が帯域通過フィルタのみを有し、中間帯域及び高帯域信号経路それぞれが図７の例と同様のハイブリッド回路を含むトライプレクサに対する、図１０と同じ周波数範囲の挿入損失プロットを示す。 図１０の従来型トライプレクサ構成のアイソレーションプロットを示す。 図１１のトライプレクサ構成のアイソレーションプロットを示す。 いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサが一モジュールに実装可能であることを示す。 ここに記載される一以上の有利な特徴を有するワイヤレスデバイスの一例を描く。 ここに記載される一以上の有利な特徴を有するワイヤレスデバイスの他例を描く。

ここに与えられる見出しは、存在するとしても、便宜上に過ぎず、必ずしも特許請求の範囲に係る発明の範囲又は意味に影響するわけではない。

図１は、第１ノードＡ及び第２ノードＢ間にハイブリッド回路１１２を有する無線周波数（ＲＦ）信号経路１１０を描く。ここに記載されるように、かかるハイブリッド回路１１２は、一以上のフィルタと、一以上の弾性表面波（ＳＡＷ）共振器のような共振器との組み合わせを含み得る。説明を目的として、ハイブリッド回路１１２は、フィルタ／共振器アセンブリ、フィルタ／ＳＡＷアセンブリ等と言及され得る。ここに記載されるように、マルチプレクサを形成するべく、複数のかかるハイブリッド回路が実装可能である。

図２は、図１のハイブリッド回路１１２を一以上含み得るＲＦマルチプレクサ１００を描く。かかるＲＦマルチプレクサは、第１信号ＲＦｉ及び第２信号ＲＦｊに関連付けられた信号経路を含む複数の信号経路を共通経路ＲＦ＿ＯＵＴへと結合するべく構成可能である。説明を目的として、信号経路及び対応信号は互換可能に使用することができる。例えば、ＲＦｉは、文脈に応じて第１信号を、及び／又は当該信号に関連付けられた経路を言及するべく使用され得る。

理解されることだが、様々な例が、複数の信号がマルチプレクサ１００によって共通経路へとマージされ又は組み合わせられる上記文脈においてここに記載されるにもかかわらず、いくつかの実施形態においては、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサを、逆方向に動作させるべく構成することもできる。例えば、共通ＲＦ信号を複数の信号に分割することができるが、かかる構成も、ここに記載される一以上の特徴からの利益を得ることができる。

説明を目的として、マルチプレクサ又は多重化が、２以上の信号経路を共通信号経路へと結合することを含み得ることが理解される。例えば、図３Ａは、マルチプレクサが、２つの信号経路ＲＦ１、ＲＦ２を共通信号経路ＲＦ＿ＯＵＴへと結合するべく構成されたダイプレクサ１００となり得ることを示す。図３Ｂは、マルチプレクサが、３つの信号経路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３を共通信号経路ＲＦ＿ＯＵＴへと結合するべく構成されたトライプレクサ１００となり得ることを示す。図３Ｃは、マルチプレクサが、４つの信号経路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４を共通信号経路ＲＦ＿ＯＵＴへと結合するべく構成されたクワッドプレクサ１００となり得ることを示す。他の数の信号経路もまた、共通信号経路へと組み合わせられるように構成することができる。

図４〜１３は、マルチプレクサがトライプレクサである様々な例を示す。しかしながら、本開示の一以上の特徴は、他のタイプのマルチプレクサに実装可能であることも理解される。

図４は、ノードＡ１、Ａ２、Ａ３それぞれを共通ノードＢに結合する３つの信号経路を有するトライプレクサ１００の一例を示す。信号経路はそれぞれ、フィルタ及び共振器を含むハイブリッド回路を含むように示される。例えば、第１信号経路は、フィルタ及び共振器を有する第１ハイブリッド回路１１２ａを含むように示される。同様に、第２信号経路１１２ｂ及び第３信号経路１１２ｃのそれぞれは、フィルタ及び共振器を含むように示される。

図４の例において、トライプレクサ１００の３つの信号経路すべては、それぞれのハイブリッド回路（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）を有するように描かれる。しかしながら、ここに記載されるように、マルチプレクサは必ずしも、その信号経路すべてに対してハイブリッド回路を有する必要があるわけではない。

図５Ａ〜５Ｃは、ここに記載される一以上の特徴を有するトライプレクサが、ダウンリンクアプリケーションに実装可能である非制限的な例を示す。理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、アップリンクアプリケーションにも実装可能である。かかるアップリンクアプリケーションは、例えば、一以上の電力増幅器（ＰＡ）に関連付けられたＲＦ信号の引き回しを含み得る。

図５Ａは、いくつかの実施形態において、図４の例と同様のトライプレクサ１００が、共通ノードＢが低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２０の入力に結合されるように実装可能であることを示す。かかるＬＮＡは、例えば、３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃによって処理された異なる帯域の受信ＲＦ信号を増幅するべく構成された広帯域ＬＮＡとすることができる。

図５Ｂは、いくつかの実施形態において、トライプレクサ構成１００が、３つのハイブリッド回路それぞれの出力が対応ＬＮＡの入力に結合されるように実装可能であることを示す。すなわち、第１ハイブリッド回路１１２ａの出力が、第１ＬＮＡ１２０ａの入力に結合されるように示される。同様に、第２及び第３ハイブリッド回路１１２ｂ、１１２ｃの出力が、第２及び第３ＬＮＡ１２０ｂ、１２０ｃそれぞれの入力に結合されるように示される。いくつかの実施形態において、３つのＬＮＡ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃはそれぞれ、狭帯域ＬＮＡとすることができる。

図５Ｃは、いくつかの実施形態において、トライプレクサ構成１００が、３つのハイブリッド回路それぞれの入力ノードが対応ＬＮＡの出力に結合されるように実装可能であることを示す。すなわち、第１ハイブリッド回路１１２ａの入力が、第１ＬＮＡ１２０ａの出力に結合されるように示される。同様に、第２及び第３ハイブリッド回路１１２ｂ、１１２ｃの入力が第２及び第３ＬＮＡ１２０ｂ、１２０ｃそれぞれの出力に結合されるように示される。

図５Ｃの例において、ＬＮＡ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの入力は、それぞれの上流側フィルタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを通って共通入力ノードに結合することができる。図５Ｃにおいても、ハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの出力を共通ノードに結合することができる。

理解されることだが、ここに記載される一以上の特徴を有するトライプレクサは、他構成に実装することもできる。

図６〜８は、ハイブリッド回路が帯域通過フィルタ及び弾性表面波（ＳＡＷ）共振器を含み得る例を示す。図６の例において、トライプレクサ１００は、それぞれの入力ノードＡ１、Ａ２、Ａ３を共通ノードＢに結合する３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含むように示される。３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃはそれぞれ、ＳＡＷ共振器が対応帯域通過フィルタの下流側に実装される構成で示される。したがって、ＳＡＷ共振器１１６ａが、第１ハイブリッド回路１１２ａにおいて帯域通過フィルタ１１４ａの下流側となるように示される。同様に、第２及び第３ハイブリッド回路１１２ｂ、１１２ｃにおいてＳＡＷ共振器１１６ｂ、１１６ｃは、それぞれの帯域通過フィルタ１１４ｂ、１１４ｃの下流側となるように示される。

図７の例において、トライプレクサ１００は、それぞれの入力ノードＡ１、Ａ２、Ａ３を共通ノードＢに結合する３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含むように示される。３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、ＳＡＷ共振器が対応帯域通過フィルタの上流側に実装される構成で示される。したがって、ＳＡＷ共振器１１６ａが、第１ハイブリッド回路１１２ａにおいて帯域通過フィルタ１１４ａの上流側となるように示される。同様に、第２及び第３ハイブリッド回路１１２ｂ、１１２ｃにおいてＳＡＷ共振器１１６ｂ、１１６ｃは、それぞれの帯域通過フィルタ１１４ｂ、１１４ｃの上流側となるように示される。

図８の例において、トライプレクサ１００は、それぞれの入力ノードＡ１、Ａ２、Ａ３を共通ノードＢに結合する３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含むように示される。３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃはそれぞれが、第１ＳＡＷ共振器が対応帯域通過フィルタの上流側に実装され、第２ＳＡＷ共振器が同じ帯域通過フィルタの下流側に実装される構成で示される。したがって、第１ハイブリッド回路１１２ａにおいて、ＳＡＷ共振器１１６ａが帯域通過フィルタ１１４ａの上流側に示され、ＳＡＷ共振器１１８ａが帯域通過フィルタ１１４ａの下流側に示される。同様に、第２及び第３ハイブリッド回路１１２ｂ、１１２ｃにおいて、ＳＡＷ共振器１１６ｂ、１１６ｃがそれぞれの帯域通過フィルタ１１４ｂ、１１４ｃの上流側となるように示され、ＳＡＷ共振器１１８ｂ、１１８ｃが同じ帯域通過フィルタ１１４ｂ、１１４ｃの下流側となるように示される。

理解されることだが、所与のハイブリッド回路に対し、一以上のフィルタと一以上のＳＡＷ共振器との他の組み合わせも実装可能である。またも理解されることだが、所与のマルチプレクサに対し、複数のハイブリッド回路が、互いの間で同様に構成されても又はされなくてもよい。例えば、一のハイブリッド回路がフィルタの上流側にＳＡＷ共振器を有する一方、同じマルチプレクサにおける他のハイブリッド回路が、フィルタの下流側にＳＡＷ共振器を有する。またも理解されることだが、マルチプレクサにおける信号経路のすべてが必ずハイブリッド回路を有しなければならないというわけではない。例えば、所与のマルチプレクサにおける一以上の信号経路がそれぞれのハイブリッド回路を含み得る一方、同じマルチプレクサにおける一以上の信号経路は、かかるハイブリッド回路機能を有しない。

図９Ａ及び９Ｂは、いくつかの実施形態において、マルチプレクサにおける一以上のハイブリッド回路のいくつか又はすべてが、対応共振器がスイッチング可能な態様で実装可能となる機能を含み得る。説明を目的として、図９Ａ及び９Ｂの例は、３つのハイブリッド回路を有するトライプレクサの文脈にあり、各ハイブリッド回路は、帯域通過フィルタ及びＳＡＷ共振器を含むことが仮定される。しかしながら、ここに記載されるように、ハイブリッド回路の他構成もまた一以上のスイッチを利用可能であることと、かかるスイッチング可能な共振器機能が他タイプのマルチプレクサに実装可能であることとが理解される。

図９Ａの例において、３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、それぞれの帯域通過フィルタ及びＳＡＷ共振器の点で図７の例と同様に配列される。しかしながら、３つのハイブリッド回路の一つ（例えばハイブリッド回路１１２ａ）が、ＳＡＷ共振器１１６ａに並列して実装されるスイッチＳ１を含むように示される。したがって、ハイブリッド回路１１２ａに対し、帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能が望まれる場合、スイッチＳ１を開にすることができる。かかる帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能が必要ない又は望ましくない場合、スイッチＳ１は、ＳＡＷ共振器１１６ａが実質的にＲＦ信号からバイパスされるように閉にすることができる。

図９Ｂの例において、３つのハイブリッド回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃもまた、それぞれの帯域通過フィルタ及びＳＡＷ共振器の点で図７の例と同様に配列される。しかしながら、３つのハイブリッド回路それぞれが、対応ＳＡＷ共振器に並列して実装されたスイッチを含むように示される。したがって、帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能がハイブリッド回路１１２ａに対して望まれる場合、スイッチＳ１を開にすることができる。かかる帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能が必要ない又は望ましくない場合、スイッチＳ１は、ＳＡＷ共振器１１６ａが実質的にＲＦ信号からバイパスされるように閉にすることができる。同様に、帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能がハイブリッド回路１１２ｂにとって望ましい場合、スイッチＳ２を開にすることができる。かかる帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能が必要ない又は望ましくない場合、スイッチＳ２は、ＳＡＷ共振器１１６ｂが実質的にＲＦ信号からバイパスされるように閉にすることができる。同様に、帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能がハイブリッド回路１１２ｃにとって望ましい場合、スイッチＳ３を開にすることができる。かかる帯域通過フィルタプラスＳＡＷ共振器機能が必要ない又は望ましくない場合、スイッチＳ３は、ＳＡＷ共振器１１６ｃが実質的にＲＦ信号からバイパスされるように閉にすることができる。

図１０は、３つの信号経路それぞれが帯域通過フィルタのみを有する従来型トライプレクサに対する挿入損失プロットを示す。第１信号経路の帯域通過フィルタは低帯域（ＬＢ）フィルタとして構成され、第２信号経路の帯域通過フィルタは中間帯域（ＭＢ）フィルタとして構成され、第３信号経路の帯域通過フィルタは高帯域（ＨＢ）フィルタとして構成される。したがって、３つの挿入損失プロットは、図１０においてＬＢ（左）、ＭＢ（中間）及びＨＢ（右）に示される。

図１１は、図１０と同じＬＢ、ＭＢ及びＨＢ周波数範囲に対する挿入損失プロットを示す。図１１の例において、トライプレクサは、帯域通過フィルタのみを有するＬＢ信号経路を含み、ＭＢ及びＨＢ信号経路のそれぞれが、図７の例と同様のハイブリッド回路を含む（ここでＳＡＷ共振器は帯域通過フィルタの上流側に実装される）。図１１において、かかる構成から得られる３つの挿入損失プロットが、ＬＢ（左）、ＭＢ（中間）及びＨＢ（右）として示される。

図１０及び１１それぞれにおいて、基準挿入損失レベルの一例は近似的に１．５ｄＢに示される。ＬＢ範囲における挿入損失プロットは、双方のトライプレクサにおいてＬＢ経路が同じに構成されるので、図１０及び１１において、一般に予測と同じである。

ＭＢ及びＨＢの結果に関し、図１１に対応するトライプレクサは、図１０に対応するトライプレクサよりも著しく良好な挿入損失性能を有することがわかる。さらに、図１１における帯域画定は、図１０のものよりも著しく良好である。例えば、ＭＢの上端とＨＢの近隣下端は、図１０よりも図１１において良好に分離かつ画定されている。

図１２は、図１０の従来型トライプレクサ構成に対する、同じＬＢ、ＭＢ及びＨＢ周波数範囲でのアイソレーションプロットを示す。図１３は、図１１のトライプレクサ構成に対する、同じＬＢ、ＭＢ及びＨＢ周波数範囲でのアイソレーションプロットを示す。図１２及び１３を参照すると、基準アイソレーションレベルの一例が、３つの例示帯域それぞれに対して示される。図１３に対応するトライプレクサが、図１２に対応するトライプレクサと比較して、改善されたアイソレーション性能を有することがわかる。

ここに記載の様々な例において、帯域通過フィルタのようなフィルタが、例えば、集中コンポーネントベース、伝送線路ベース、キャビティベース、又はこれらの任意の組み合わせとし得ることが理解される。またも理解されるのは、様々な共振器がＳＡＷ共振器の文脈で記載される一方、他のタイプの共振器も利用可能ということである。例えば、弾性バルク波（ＢＡＷ）共振器又は圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ又はＴＦＢＡＲ）のような共振器も利用可能である。他例において、高Ｑファクタを有する共振器デバイス及び／又は回路（弾性波ベース又はそれ以外）も利用可能である。いくつかの実施形態において、ここに記載される共振器（ＳＡＷ又はその他）は、対応フィルタよりも高いＱファクタ値を有し得る。

ワイヤレスアプリケーションの例

とりわけ、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサは、例えばＬＴＥ（ロングタームエボリューション）通信技術に関連付けられた多重帯域キャリアアグリゲーション（ＣＡ）において利用することができる。かかるアプリケーションにおいて、凝集した帯域のいくつか同士の相対的に狭い周波数間隔が、アイソレーション及び挿入損失性能レベルを満たす上で課題をもたらし得る。かかる課題に対処するべく、特殊フィルタが実装可能である。しかしながら、かかる特殊フィルタはコストがかかるのが典型的であり、さらには、処理対象信号に過剰な損失を導入し得る。

いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するトライプレクサのようなマルチプレクサが、フロントエンドモジュール（ＦＥＭ）に実装可能である。かかるフロントエンドモジュールは、上記特殊フィルタの必要性を低減又はなくすことができるので、許容可能な性能レベルを有する多重帯域ＣＡ機能が容易となる。ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサは、例えば、良好な画定Ｖ字ノッチ（例えば鋭いロールオフを含む）を与えることができるので、隣接周波数帯域間の改善されたアイソレーションが得られる。またもここに記載されるように、通過帯域挿入損失の低下を、一以上のハイブリッド回路を有するマルチプレクサによって実現することができる。

ここに記載される一以上の特徴を有する製品の例

図１４は、いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサがモジュール３００に実装可能であることを示す。かかるモジュールは、例えば、上述のフロントエンドモジュールとすることができる。いくつかの実施形態において、かかるモジュールは、積層基板又はセラミック基板のようなパッケージング基板３０２を含み得る。モジュール３００は、パッケージング基板３０２に実装された一以上のＬＮＡ３０４を含み得る。モジュール３００はさらに、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサ１００を含み得る。

いくつかの実施形態において、図１４のモジュールは、ダイバーシティ受信（ＤＲｘ）モジュールとして構成することができる。かかるＤＲｘモジュールをワイヤレスデバイスに実装可能とする態様の一例がここに記載される。

いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するマルチプレクサは、ＬＮＡを含んでも又は含まなくてもよいがフィルタリング機能を利用するモジュールに実装可能である。かかるモジュールは、例えば、電力増幅器（ＰＡ）モジュール、又は複数のＲＦ信号経路が異なる周波数帯域のために構成される任意のモジュールを含み得る。

いくつかの実装において、ここに記載の一以上の特徴を有するアーキテクチャ、デバイス及び／又は回路が、ワイヤレスデバイスのようなＲＦデバイスに含まれ得る。かかるアーキテクチャ、デバイス及び／又は回路は、ワイヤレスデバイスに直接的に、ここに記載される一以上のモジュール形態で、又はこれらの所定の組み合わせで実装可能である。いくつかの実施形態において、かかるワイヤレスデバイスは、例えば、セルラー電話、スマートフォン、電話機能有り又はなしのハンドヘルドワイヤレスデバイス、ワイヤレスタブレット、ワイヤレスルータ、ワイヤレスアクセスポイント、ワイヤレス基地局等を含み得る。ワイヤレスデバイスで記載されるにもかかわらず、本開示の一以上の特徴はまた、基地局のような他のＲＦシステムにも実装可能であることが理解される。

図１５は、ここに記載の一以上の有利な特徴を有するワイヤレスデバイス４００の一例を描く。いくつかの実施形態において、かかる有利な特徴は、フロントエンド（ＦＥ）モジュール又はＬＮＡモジュール３００に実装可能である。いくつかの実施形態において、かかるモジュールは、破線枠により示されるよりも多い又は少ないコンポーネントを含み得る。

ＰＡモジュール４１２における複数の電力増幅器（ＰＡ）は、それぞれのＲＦ信号を送受信器４１０から受信することができる。送受信器４１０は、増幅及び送信対象のＲＦ信号を生成し及び受信信号を処理するべく構成かつ動作可能である。送受信器４１０は、ユーザに適したデータ及び／又は音声信号と送受信器４１０に適したＲＦ信号との変換を与えるべく構成されたベース帯域サブシステム４０８と相互作用をするように示される。送受信器４１０はまた、ワイヤレスデバイス４００の動作電力を管理するべく構成された電力管理コンポーネント４０６に接続されるように示される。かかる電力管理部はまた、ワイヤレスデバイス４００のベース帯域サブシステム４０８及び他のコンポーネントの動作を制御することもできる。

ベース帯域サブシステム４０８は、ユーザに与えられ及びユーザから受信する音声及び／又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス４０２に接続されるように示される。ベース帯域サブシステム４０８はまた、データ及び／又は命令を格納するべく構成されたメモリ４０４に接続されることにより、ワイヤレスデバイスの動作を容易にし及び／又はユーザ用の情報を格納することもできる。

ワイヤレスデバイス４００の例において、モジュール３００は、ここに記載される一以上の機能を与えるべく構成されたマルチプレクサ１００を含み得る。かかるマルチプレクサは、アンテナ４２０及びアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）４１４を通って受信された信号の処理を容易にし得る。マルチプレクサ１００からの増幅及び多重化された信号が、送受信器４１０へと引き回されるように示される。

図１６は、本開示の一以上の特徴をダイバーシティ受信（ＤＲｘ）モジュール３００に実装可能なワイヤレスデバイス５００の他例を示す。かかるワイヤレスデバイスにおいて、ユーザインタフェイス５０２、メモリ５０４、電力管理５０６、ベース帯域サブシステム５０８、送受信器５１０、電力増幅器（ＰＡ）５１２、アンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）５１４及びアンテナ５２０のようなコンポーネントは一般に、図１５の例と同様である。

いくつかの実施形態において、ＤＲｘモジュール３００は、一以上のダイバーシティアンテナ（例えばダイバーシティアンテナ５３０）とＡＳＭ５１４との間に実装可能である。かかる構成により、ダイバーシティアンテナ５３０を通って受信されたＲＦ信号を、ダイバーシティアンテナ５３０からのＲＦ信号がほとんど若しくは全く損失されずに、及び／又は当該ＲＦ信号にノイズがほとんど若しくは全く付加されずに処理（いくつかの実施形態においてＬＮＡによる増幅を含む）をすることができる。ＤＲｘモジュール３００からのかかる処理済み信号はその後、相対的に損失性であり得る一以上の信号経路５３２を通ってＡＳＭへと引き回される。

図１６の例において、ＤＲｘモジュール３００からのＲＦ信号は、ＡＳＭ５１４を通って引き回され、一以上の受信（Ｒｘ）経路を通って送受信器５１０に至る。かかるＲｘ経路のいくつか又はすべては、それぞれのＬＮＡを含み得る。いくつかの実施形態において、ＤＲｘモジュール３００からのＲＦ信号は、かかるＬＮＡによってさらに増幅されても又はされなくてもよい。

一定数の他のワイヤレスデバイス構成は、ここに記載の一以上の特徴を利用することができる。例えば、ワイヤレスデバイスは、多重帯域デバイスにする必要がない。他例において、ワイヤレスデバイスは、ダイバーシティアンテナのような付加的アンテナ、並びにＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＧＰＳのような付加的接続機能を含み得る。

本開示の一以上の特徴は、ここに記載される様々なセルラー周波数帯域に実装可能である。かかる帯域の例を表１に列挙する。理解されることだが、当該帯域の少なくともいくつかはサブ帯域へと分割することができる。またも理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、表１の例のような指定を有しない周波数範囲に関しても実装可能である。

一般的なコメント

本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。

本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。

ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。

本発明のいくつか実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。

Claims (32)

1. 無線周波数信号処理用のマルチプレクサであって、
   複数のノードと、
   共通ノードと、
   前記複数のノードのそれぞれと前記共通ノードとの間に実装された信号経路と
   を含み、
   前記信号経路はそれぞれがフィルタを含み、
   前記信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含むマルチプレクサ。
2. 前記共振器を有する信号経路が、前記共振器なしの信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与える請求項１のマルチプレクサ。
3. 前記複数のノードは複数の入力ノードに対応し、
   前記共通ノードは出力ノードに対応する請求項２のマルチプレクサ。
4. 前記マルチプレクサは、２つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って前記共通出力ノードに結合されるようなダイプレクサである請求項３のマルチプレクサ。
5. 前記マルチプレクサは、３つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って前記共通出力ノードに結合されるようなトライプレクサである請求項３のマルチプレクサ。
6. 前記マルチプレクサは、４つの入力ノードがそれぞれの信号経路を通って前記共通出力ノードに結合されるようなクワッドプレクサである請求項３のマルチプレクサ。
7. 前記複数の信号経路はそれぞれが対応共振器を含む請求項３のマルチプレクサ。
8. 少なくとも一つの信号経路が共振器を含まない請求項３のマルチプレクサ。
9. それぞれの共振器を有する信号経路が、共振器なしの一以上の信号経路の周波数よりも高い周波数を有する無線周波数信号を処理するべく構成される請求項８のマルチプレクサ。
10. 前記共振器及び前記フィルタは、前記対応信号経路において直列に接続される請求項３のマルチプレクサ。
11. 前記共振器は前記フィルタの上流側に実装される請求項１０のマルチプレクサ。
12. 前記共振器は前記フィルタの下流側に実装される請求項１０のマルチプレクサ。
13. 前記対応信号経路はさらに付加共振器を含む請求項１０のマルチプレクサ。
14. 前記フィルタは前記２つの共振器の間に実装される請求項１３のマルチプレクサ。
15. 各共振器が、対応フィルタのＱファクタ値よりも高いＱファクタ値を有する請求項３のマルチプレクサ。
16. 各フィルタが帯域通過フィルタである請求項１５のマルチプレクサ。
17. 各共振器が弾性表面波共振器である請求項１６のマルチプレクサ。
18. 各共振器が、弾性バルク波共振器又は高Ｑファクタ値を有する共振器である請求項１６のマルチプレクサ。
19. 無線周波数信号を多重化する方法であって、
    複数の無線周波数信号を受信する共通経路を与えることと、
    前記複数の無線周波数信号を処理して、前記無線周波数信号のそれぞれがフィルタリングされるように、かつ、前記無線周波数信号の少なくともいくつかのそれぞれがさらに共振器も通過するように対応信号経路を通すことと
    を含む方法。
20. 前記共振器及び前記対応フィルタを通過した無線周波数信号は、フィルタのみを通過した無線周波数信号よりも鋭いＶ字曲線を有する請求項１９の方法。
21. 無線周波数モジュールであって、
    複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージング基板と、
    前記パッケージング基板に対して実装されたマルチプレクサと
    を含み、
    前記マルチプレクサは、
    複数のノードと、
    共通ノードと、
    前記複数のノードのそれぞれと前記共通ノードとの間に実装された信号経路と
    を含み、
    前記信号経路はそれぞれがフィルタを含み、
    前記信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含む無線周波数モジュール。
22. 前記共振器を有する信号経路が、前記共振器なしの信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与える請求項２１の無線周波数モジュール。
23. 前記マルチプレクサに結合された低雑音増幅器をさらに含む請求項２２の無線周波数モジュール。
24. 前記低雑音増幅器の入力が、前記マルチプレクサの前記共通ノードに結合される請求項２３の無線周波数モジュール。
25. 前記低雑音増幅器は広帯域低雑音増幅器である請求項２４の無線周波数モジュール。
26. 前記低雑音増幅器は、所与の信号経路に固有に実装される請求項２３の無線周波数モジュール。
27. 前記低雑音増幅器は前記フィルタの下流側に存在する請求項２６の無線周波数モジュール。
28. 前記低雑音増幅器は前記フィルタの上流側に存在する請求項２６の無線周波数モジュール。
29. 前記無線周波数モジュールはフロントエンドモジュールである請求項２３の無線周波数モジュール。
30. 前記無線周波数モジュールはダイバーシティ受信モジュールである請求項２３の無線周波数モジュール。
31. ワイヤレスデバイスであって、
    無線周波数信号を処理するべく構成された受信器と、
    前記受信器と通信する無線周波数モジュールと、
    前記無線周波数モジュールと通信するアンテナであって、前記無線周波数信号を受信するべく構成されたアンテナと
    を含み、
    前記無線周波数モジュールは、複数のノード及び共通ノードを有するマルチプレクサを含み、
    前記マルチプレクサはさらに、前記複数のノードのそれぞれと前記共通ノードとの間に実装された信号経路を含み、
    前記信号経路はそれぞれフィルタを含み、
    前記信号経路の少なくともいくつかはそれぞれがさらに、対応フィルタに結合された共振器も含むワイヤレスデバイス。
32. 前記共振器を有する信号経路が、前記共振器なしの信号経路よりも鋭いＶ字曲線の無線周波数信号を与える請求項３１のワイヤレスデバイス。
    

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