JP2019506805A

JP2019506805A - フレキシブルプリント基板（ｐｃｂ）を使用した信号伝達およびアンテナレイアウト

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Publication number: JP2019506805A
Application number: JP2018538681A
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Inventors: ガンシュロワ、エリメレク; イェヘズケリー、アロン
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Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2019-03-07
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Abstract

本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための方法および装置に関し、より具体的には、無線周波数（ＲＦ）モジュールとベースバンドモジュールとの間で信号を伝達するためにフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を使用することに関する。次いで、フレキシブルＰＣＢは、アンテナを展開するためのまたは複数のＲＦモジュールのアレイを作るための媒体として使用されることができる。
【選択図】図４

Description

米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張

[0001] 本願は、本願の譲受人に譲渡され、これによって全体がここに参照によって明確に組み込まれる、２０１６年１月２６日に出願された「SIGNAL DELIVERY AND ANTENNA LAYOUT USING FLEXIBLE PCB」と題する米国仮特許出願第６２／２８７，４１２号の利益を主張する、２０１７年１月２５日に出願された米国出願番号１５／４１５，１４５への優先権を主張する。

[0002] 本開示は一般に、ワイヤレス通信に関し、より具体的には、ＲＦシステムにおいて信号を伝達するための方法および装置に関する。

[0003] ６０ＧＨｚ帯域は、大量の帯域幅と世界規模の大きな重複とを特徴とするアンライセンス帯域である。広い帯域幅は、非常に大量の情報がワイヤレスに送信可能であることを意味する。結果として、大量のデータの送信を必要とする複数のアプリケーションは、６０ＧＨｚ帯域周辺でのワイヤレス通信を可能にするように開発されることができる。このようなアプリケーションの例には、ワイヤレス高精細度ＴＶ（ＨＤＴＶ）、ワイヤレスドッキングステーション、ワイヤレスギガビットイーサネット（登録商標）、および多くの他のものが含まれるがそれに限定されない。

[0004] このようなアプリケーションを容易にするために、６０ＧＨｚ周波数範囲で動作するアクティブアンテナ、無線周波数（ＲＦ）アナログ回路、ミキサ、および増幅器のような集積回路（ＩＣ）を開発する必要がある。ＲＦシステムは典型的に、能動および受動モジュールを備える。能動モジュール（例えば、フェーズアレイアンテナ）は、それらの動作のために制御信号および電力信号を必要とするが、これらは、受動モジュール（例えば、フィルタ）には必要とされない。様々なモジュールは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に組み立てられ得るＲＦＩＣとして製造（fabricated）およびパッケージ化される。ＲＦＩＣパッケージのサイズは、数百平方ミリメートルから２〜３百平方ミリメートルに及び得る。

[0005] 消費者の電子機器の市場では、電子デバイスの設計、ゆえに、その中に組み込まれているＲＦモジュールが、最小のコスト、サイズ、および重さの制約を満たさなければならない。ＲＦモジュールの設計はまた、ミリメートル波信号の効率的な送信および受信を可能にするために、電子デバイス、特に、ラップトップおよびタブレットコンピュータのようなハンドヘルドデバイス、の現在のアセンブリを考慮に入れるべきである。

[0006] 本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。この装置は一般に、１つまたは複数のアンテナと、１つまたは複数のアンテナに結合された少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）モジュールと、ベースバンドモジュールと、ＲＦモジュールとベースバンドモジュールとの間に結合されたフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）とを含み、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている。

[0007] 本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。この装置は一般に、１つまたは複数のアンテナと、ベースバンドモジュールと、ベースバンドモジュールに結合されたフレキシブルＰＣＢとを含み、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている。

[0008] 本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。この装置は一般に、１つまたは複数のアンテナと、１つまたは複数のアンテナに結合された少なくとも１つのＲＦモジュールと、ＲＦモジュールに結合されたフレキシブルＰＣＢとを含み、１つまたは複数のアンテナはこのフレキシブルＰＣＢ上に配設されている。

[0009] 本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための方法を提供する。この方法は一般に、ベースバンドモジュールにおいて、１つまたは複数の信号を生成することと、フレキシブルＰＣＢを介してＲＦモジュールに１つまたは複数の信号を供給することと、ＲＦモジュールにおいて、１つまたは複数の信号に基づいて、１つまたは複数のアンテナを介した送信用のＲＦ信号を生成することとを含み、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている。

[0010] 本開示の特定の態様は、ワイヤレス通信のための方法を提供する。この方法は一般に、ＲＦモジュールにおいて、１つまたは複数のアンテナを介して受信されたＲＦ信号に基づいて１つまたは複数の信号を生成することと、フレキシブルＰＣＢを介してベースバンドモジュールに１つまたは複数の信号を供給することと、ここで、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている、ベースバンドモジュールにおいて１つまたは複数のアンテナを処理することとを含む。

[0011] 本開示の上記特徴が詳細に理解されることができるように、上で簡潔に要約されたより特定の説明は、いくつかが添付の図面に例示される態様への参照により行われ得る。しかしながら、この説明が他の同様に効果的な態様を許し得るものであることから、添付の図面が、本開示の特定の典型的な態様を例示するにすぎず、それゆえその範囲を限定するものと考えられないことが留意されるべきである。

無線送信機能力を有する例となるラップトップコンピュータを例示する。本開示の特定の態様に係る、例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、例となるマルチプレクサを例示する。本開示の特定の態様に係る、フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を使用する例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、センサ情報を伝達するフレキシブルＰＣＢを使用する例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、アンテナを組み込んだフレキシブルＰＣＢを使用する例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ上にプリントされた異なるタイプのアンテナの例を例示する。本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ上にプリントされた異なるタイプのアンテナの例を例示する。本開示の態様に係る、フレキシブルＰＣＢに取り付けられている表面実装フォームファクタアンテナの例を例示する。本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢを使用して複数のＲＦモジュールが接続されている異なる例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢを使用して複数のＲＦモジュールが接続されている異なる例となるＲＦシステムを例示する。本開示の特定の態様に係る、ＲＦ信号を送信するための例となる動作を例示する。本開示の特定の態様に係る、ＲＦ信号を受信するための例となる動作を例示する。

発明の詳細な説明

[0023] 本開示の特定の態様は、フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を使用したベースバンドモジュールへのもう１つのＲＦモジュールの接続性を可能にする。いくつかのケースでは、直流（ＤＣ）電力および／またはセンサ信号のための伝送線が、フレキシブルＰＣＢに含まれ得る。いくつかのケースでは、アンテナがフレキシブルＰＣＢに組み込まれ得る。

[0024] 添付の図面に関連して以下に示される詳細な説明は、様々な構成の説明を意図したものであり、ここで説明される概念が実施され得る唯一の構成を表すことを意図したものでない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を与える目的で特定の詳細を含む。しかしながら、これら概念がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは当業者に明らかであろう。いくつかの事例では、周知の構造および構成要素が、このような概念を曖昧にしないために、ブロック図の形式で示される。

[0025] 無線周波数（ＲＦ）通信システムのいくつかの態様が、様々な装置および方法を参照してこれから提示されることになる。これら装置および方法は、（「要素」と総称される）様々なブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズム、等により、以下の詳細な説明において説明され、添付の図面において例示されることになる。これら要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せを使用して実施され得る。そのような要素がハードウェアとして実施されるかソフトウェアとして実施されるかは、特定の用途とシステム全体に課される設計制約とに依存する。

[0026] 例として、１つの要素、または１つの要素の任意の部分、あるいは複数の要素の任意の組合せは、１つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」で実施され得る。プロセッサの例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、ステートマシン、ゲート論理、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明される様々な機能を行うように構成された他の適切なハードウェアが含まれる。処理システム中の１つまたは複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア／ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれても、それ以外の名称で呼ばれても、命令、命令のセット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ファームウェア、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数、等を意味すると広く解釈されるものとする。

[0027] 従って、１つまたは複数の例示的な態様において、説明される複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組合せにより実施され得る。ソフトウェアにより実施される場合、これら機能は、コンピュータ読取可能な媒体上の１つまたは複数の命令またはコードとして記憶または符号化され得る。コンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定でなく例として、そのようなコンピュータ読取可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＰＣＭ（相変化メモリ）、フラッシュメモリ、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、命令またはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用されることができ、かつ、コンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を備えることができる。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、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ここで、ディスク（disk）は通常、磁気的にデータを再生し、ディスク（disc）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組合せもまた、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。

[0028] 図１は、信号の送信および受信のためにＲＦシステム１１０を含む例となるラップトップコンピュータ１００を例示する。ＲＦシステム１１０のフォームファクタは、ラップトップコンピュータ１００の基底面１０２と蓋面１０５との間の広がり（spread）である。

[0029] ＲＦシステム１１０は、基底面１０２および蓋面１０５にそれぞれ接続されたベースバンドモジュール１２０およびＲＦモジュール１３０という２つの部分を含む。ＲＦモジュール１３０は、アクティブ送信（ＴＸ）および受信（ＲＸ）アンテナを含む。信号を送信するとき、ベースバンドモジュール１２０は、制御、局部発振器（ＬＯ）信号、中間周波数（ＩＦ）信号、および電力（直流（ＤＣ））信号をＲＦモジュール１３０に供給し得る。制御信号は、利得制御、ＲＸ／ＴＸ切替え、電力レベル制御、センサ、および検出器読出しのような機能に使用され得る。具体的には、ビームフォーミングベースのＲＦシステムは、ベースバンドモジュール１２０の制御下で行われる高周波ビームステアリング動作を必要とする。この制御は典型的に、システムのベースバンド１２０から発せられ、ベースバンドモジュール１２０とＲＦモジュール１３０との間で転送される。

[0030] ＲＦモジュール１３０は典型的に、ミキサ（図示されない）を使用して、ＩＦ信号に対してアップコンバージョンを行ってＲＦ信号にし、次いで、このＲＦ信号を、制御信号の制御に従ってＴＸアンテナを通して送信する。電力信号は、ＲＦモジュール１３０の様々な構成要素に電力供給するＤＣ電圧信号である。

[0031] 受信方向において、ＲＦモジュール１３０は、アクティブＲＸアンテナを通して、６０ＧＨｚの周波数帯域でＲＦ信号を受信し、ＬＯ信号を使用したＩＦ信号へのダウンコンバージョンを、ミキサを使用して、行い、このＩＦ信号をベースバンドモジュール１２０に送る。ＲＦモジュール１３０の動作は、制御信号によって制御されるが、特定の制御情報（例えば、フィードバック信号）は、ベースバンドモジュール１２０に送り返される。

[0032] 現在のソリューションは典型的に、ベースバンドモジュール１２０とＲＦモジュール１３０との間でＩＦ、ＬＯ、電力、および制御信号を転送するために、少なくとも２つのケーブル（伝送線）を使用する。

[0033] この欠点は、ＲＦモジュール１３０がアクティブアンテナの近くに位置して、受信および送信信号の電力損失を最小化するために上で説明した機能を行うことが必要とされ得るので、ミリメートル波のＲＦシステム、例えば、６０ＧＨｚ周波数帯域において動作するシステム、において致命的（critical）である。ゆえに、ベースバンドモジュール１２０は、ＲＦモジュール１３０から離れて位置される。さらに、これらケーブルを通して高周波信号を転送することは、これら信号を大幅に減衰させ得るため、低い減衰特性を提供するケーブルが使用され得る。しかしながら、そのようなケーブルは、比較的高価であり、ゆえに、消費者の電子デバイスの部品表（ＢｏＭ）を増加させる。

[0034] 従って、少なくとも６０ＧＨｚ周波数帯域で使用する電子デバイスにおいて無線周波数モジュールを、単一のケーブル（伝送線）を使用して、接続するためのソリューションを提供することが有利となるはずである。

[0035] 図２は、本開示の様々な態様を説明するために使用される例となるＲＦシステム２００を例示する。ＲＦシステム２００は、チップ−線インターフェースモジュール２２０に結合されたベースバンドモジュール２１０を含む。加えて、ＲＦシステム２００は、線−チップインターフェースユニット２４０に結合されたＲＦモジュール２３０を含む。ＲＦモジュール２３０は、無線信号のアップコンバージョンおよびダウンコンバージョンを行うための、および、ＴＸアクティブアンテナ２３２およびＲＸアクティブアンテナ２３３を制御するためのＲＦ回路２３１を備える。本開示のある態様において、アンテナ２３２および２３３の各々は位相アレイアンテナである。ＲＦシステム２００は、少なくとも６０ＧＨｚ帯域における信号の効率的な送信および受信を可能にする。

[0036] ベースバンドモジュール２１０およびＲＦモジュール２３０は、互いに離れており、インターフェース２２０および２４０を通して単一の伝送線２５０を使用して接続されている。一態様において、ベースバンドモジュール２１０およびＲＦモジュール２３０は、それぞれ、ラップトップコンピュータの基底面および蓋面に位置している。当業者は、これら面の間の接続が、例えば、ケーブルを使用していることを認識すべきである。ベースバンドモジュール２１０およびＲＦモジュール２３０を各々から離れて配置することが、信号の随意受信／送信が達成され得るようなロケーションにアクティブアンテナを設置する（locate）ために必要とされる。そのようなロケーションは典型的に、デバイスのファン／換気装置の近くに通常配置されるベースバンドモジュールに近接していない。別の例として、タブレットコンピュータにおいて、ベースバンドモジュール２１０およびＲＦモジュール２３０は、このタブレットの両端に位置している。

[0037] 電力、制御、中間周波数（ＩＦ）、および局部発振器ソース（ＬＯ）を含むがそれらに限定されない少なくとも４つの異なる信号が伝送線２５０を通して同時に転送される。ＩＦおよび制御信号が線２５０を通して双方向に転送されることは留意されるべきである。制御信号は、少なくとも、ＴＸおよびＲＸアクティブアンテナの切替え、アンテナの方向（ビームフォーミング）、および利得制御を制御する。ＬＯ信号は、これら２つのモジュールを同期させるため、および、高周波信号のアップコンバージョンおよびダウンコンバージョンを行うために必要とされる。

[0038] 伝送線２５０を通して転送される各信号は、異なる周波数帯域を有する。本開示の特定の態様では、伝送線２５０を通した５つの信号の効率的な転送を可能にする周波数プランが開示される。本開示の特定の態様によれば、伝送線２５０は、標準的なマイクロ同軸ケーブルである。この態様において、ＰＣＢとマイクロ同軸ケーブルとの間の接続は、マイクロコネクタを使用している。別の態様によれば、伝送線２５０は、マルチレイヤ基板上に金属線を製造することで形成されることができる。

[0039] 伝送線２５０を通したＬＯ、ＩＦ、制御、および電力信号の同時転送の間、インターフェースユニット２２０および２４０は使用される。インターフェースユニット２２０および２４０は様々な信号を多重化し、伝送線２５０と、モジュール２１０および２３０の接続先のＰＣＢとの間でインピーダンス整合をとる。

[0040] 図２に示されるように、チップ−線インターフェースユニット２２０は、マルチプレクサ２２２およびバイアスＴユニット２２４を含み、線−チップインターフェースユニット２４０は、デマルチプレクサ２４２およびバイアスＴユニット２４４を含む。マルチプレクサ２２２は、バイアスＴユニット２２４の入力に供給される単一の出力上に出力されることとなるＩＦ信号、ＬＯ信号、および制御信号を多重化する。バイアスＴユニット２２４は、電源からのＤＣ電圧信号を加え、この信号を伝送線２５０に出力する。マルチプレクサ２２２はまた、ＲＦモジュール２３０から転送されたＩＦ信号および制御信号を生成するために逆多重化動作を行う。

[0041] デマルチプレクサ２４２は、制御信号、ＩＦ信号、およびＬＯ信号を生成するために、伝送線２５０上で受信された入力を逆多重化する。その前に、バイアスＴユニット２４４が、ＲＦモジュール２３０に電力供給するためのＤＣ電圧信号を抽出する。ＤＣ電圧信号が適切な動作を可能にするために常にＲＦモジュール２３０に供給されることに留意されるべきである。デマルチプレクサ２４２はまた、ベースバンドモジュール２１０に転送されることとなるＩＦ信号（受信されたＲＦ信号のダウンコンバージョンの結果）および制御信号に対して多重化動作を行う。

[0042] 特定の態様において、マルチプレクサ２２２およびバイアスＴユニット２２４は、ＲＦＩＣに埋め込まれるベースバンドモジュール２１０において一体化される。同様に、デマルチプレクサ２４２およびバイアスＴユニット２４４は、ＲＦＩＣとして製造されるＲＦモジュール２３０において一体化される。別の態様において、マルチプレクサ２２２およびデマルチプレクサ２４２は、それぞれベースバンドモジュールおよびＲＦモジュールの一部であり、ゆえに、ＲＦＩＣの一部である。他方で、バイアスＴユニット２２４および２４４は、ＰＣＢ２０１および２０２の一部であり、ゆえに、ＤＣ信号多重化／逆多重化は、ＰＣＢにわたって行われる。

[0043] 本開示の特定の態様において、ＬＯ信号のソースは、ＲＦモジュール２３０にある。従って、ＬＯ信号は、受信されたＩＦ信号と多重化され、伝送線２５０を通してベースバンドモジュール２１０に転送される。

[0044] 本開示の特定の態様において、ベースバンドモジュール２１０およびＲＦモジュール２３０は、異なる基板上に製造され、伝送線（例えば、ケーブル）を使用して接続される。本開示の特定の態様によれば、ＲＦモジュールおよびベースバンドモジュールは、同じ基板上に製造され、同軸ケーブルを使用して接続される。この態様において、信号を多重化するためにここで開示される技法もまた適用される。

[0045] 上述したように、単一の伝送線というよりはむしろ、いくつかのケースで、異なる伝送線が（例えば、ＩＦ、ＬＯ、および／または制御信号のために）使用され得る。伝送線は、同軸ケーブルを介して、または、以下で説明するように、フレキシブルＰＣＢ内でルーティングされ得る。

[0046] 図３は、本開示の特定の態様に従って構築されたマルチプレクサ２２２の非限定的なブロック図を示す。マルチプレクサ２２２は、周波数スペクトルを３つの異なる周波数帯域ｆ_ＩＦ、ｆ_ＬＯ、およびｆ_ＣＴＲＬに分け、これら帯域においてＬＯ信号、ＩＦ信号、および制御信号をそれぞれ多重化する。具体的には、マルチプレクサ２２２は、ハイアスフィルタ（ＨＰＦ）３１０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３０とを含み、ｆ_IＦ、ｆ_ＬＯ、およびｆ_ＣＴＲＬ帯域にそれぞれある信号を各々通過させる。

フレキシブルＰＣＢを使用した例となる信号伝達およびアンテナレイアウト
[0047] 図２を参照して上で説明されたように、いくつかの実施形態では、ワイヤレスデバイスが、１つまたは複数の伝送線２５０を介して接続された別個の無線周波数（ＲＦ）モジュールおよび別個のベースバンドモジュールを使用し得る。例えば、６０ＧＨｚのＷｉＦｉソリューションは、アンテナアレイのために２つの別個のチップおよびシステム・イン・パッケージ（ＳｉＰ）を含むことができる。ＲＦモジュールは例えば、放射点で（at a radiation point）、アンテナ（またはアンテナアレイ）の近く／と一緒に位置するものの、ベースバンドモジュールはアプリケーションプロセッサの近くに位置し得る。

[0048] ２つのパッケージ間の接続は、様々な信号がこれらパッケージ間を行き来するため、設計課題を提示する。これら信号は、電力信号（例えば、直流（ＤＣ）電力信号）、局部発振器（ＬＯ）信号、中間周波数（ＩＦ）送信／受信信号、ＲＦコントローラ信号、およびセンサ出力を含み得る。

[0049] 特定の実施形態では、単一のチップにおいて一体化されるバイアスＴ回路およびマルチプレクサは、電力、ＩＦ、ＬＯ、および制御信号を有する多重化された信号を生成する。バイアスＴは、図２を参照して説明されたように、電力信号を、この組み合わされたＩＦ、ＬＯ、および制御信号に加える。いくつかのケースでは、組み合わされた信号は、同軸ケーブルを通して（ＲＦモジュールとベースバンドモジュールとの間で）伝送される。ＩＦ信号が、例えば、１８ＧＨｚで動作しており、同軸ケーブルが、配置を考慮して比較的薄いため、同軸ケーブルは、極めて薄い中心導体を有し得る。残念ながら、薄い中心導体は、ＲＦモジュールに電力信号を供給するときに電圧降下を引き起こし得る。

[0050] 本開示の特定の態様は、ＩＦ、ＬＯ、制御、および電力信号のうちの少なくとも１つが、フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を使用して伝送されることを可能にし得る効率的なソリューションを提供する。空間が（特に移動空間で）貴重であるため、いくつかのケースで、フレキシブルＰＣＢは、アンテナを展開するための媒体としても使用され得る。ここで使用される場合、フレキシブルＰＣＢは一般に、剛性がある（rigid）というよりはむしろフレキシブルな（例えば、曲げることができる）プリント回路を指し、回路構成要素の結合を可能にし得る。例えば、フレキシブルＰＣＢは、フレキシブルプラスティック基板のような可撓性材料から作られ得る。フレキシブルＰＣＢは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、フレキシブル回路、またはフレックス回路とも呼ばれ得る。特定の態様について、フレキシブルＰＣＢの１つまたは複数の部分は、剛性であるが、フレキシブルＰＣＢの少なくともある部分は曲げることができる。

[0051] 図４は、本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ４１０を使用する例となるＲＦシステム４００を例示する。ＲＦシステム４００は、ベースバンドモジュール４２０およびＲＦモジュール４４０をそれぞれ有するマザーボード４０２（例えば、ＰＣＢ）およびキャリアボード４０４（例えば、ＰＣＢ）を含む。信号は、フレキシブルＰＣＢ４１０を使用してマザーボード４０２とキャリアボード４０４との間で伝達され得る。例えば、フレキシブルＰＣＢ４１０は、ベースバンドモジュール４２０とＲＦモジュール４４０との間で、電力信号、ＬＯ信号、ＩＦ信号、および／または制御信号のような信号をルーティングするために使用され得る。

[0052] 特定の態様において、フレキシブルＰＣＢ４１０は、ＬＯ信号、ＩＦ信号、および制御信号のうちの少なくとも１つを有する多重化された信号を伝達するための伝送線４６０を含み得る。いくつかのケースで、フレキシブルＰＣＢはまた、ＲＦモジュールに電力信号を供給するための別個の伝送線４６２を含み得る。電力信号のために別個の導体（例えば、配線（trace））を有することで、電力信号を供給するための伝送線４６２が広げられることができ、これは、伝送線での電圧降下を下げる。特定の態様では、伝送線４６４が、ＲＦモジュール４４０に基準電位（例えば、電気接地）を供給するために使用され得る。

[0053] 図５は、本開示の特定の態様に係る、センサ信号のための伝送線を含むフレキシブルＰＣＢ４１０を使用する例となるＲＦシステム５００を例示する。例えば、フレキシブルＰＣＢ４１０はまた、センサ信号が電力信号に干渉しないようにセンサ信号を供給するための伝送線５０２を含み得る。いくつかのケースにおいて、センサ信号は、信号を通信するための構成を決定するためにＲＦモジュール４４０によって使用され得る、オブジェクトの近接度に関する情報を含み得る。

[0054] 図６は、本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ４１０で実施されるアンテナを有する例となるＲＦシステム６００を例示する。すなわち、フレキシブルＰＣＢ４１０を介してＤＣ、ＬＯ、ＩＦ、および／または制御信号を供給することで、空間利用での改善された放射のためにフレキシブルＰＣＢの長さに沿ったアンテナの展開もまた可能である。例えば、特定の態様では、アンテナ６１２は、フレキシブルＰＣＢの局部的な剛性部上にプリントされ得る。特定の態様では、アンテナ６１２が、表面実装技術（ＳＭＴ）フォームファクタを有し得る。特定の態様において、１つまたは複数のアンテナ６１４および６１６は、例示したように、フレキシブルＰＣＢ上にプリントされ得る。フレキシブルＰＣＢのレイヤの厚みおよび数に依存して、異なる放射素子タイプが好まれ得る。

[0055] 図７は、本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ上にプリントするための例となるダイポールアンテナ７００を例示する。ダイポールアンテナ７００は、ＲＦ信号を伝播するために第１のアンテナウィング７１２および第２のアンテナウィング７１４を含む。例となるダイポールアンテナ７００は、図６に関連して説明されたように、ベースバンドモジュールとＲＦモジュールとの間でＤＣ、ＬＯ、ＩＦ、および制御信号を伝達するためのフレキシブルＰＣＢ上で実施され得る。

[0056] 図８は、本開示の特定の態様に係る、フレキシブルＰＣＢ上にプリントするための例となるパッチアンテナ８００を例示する。パッチアンテナは、導電性材料の平板または「パッチ」を含み得、これは、接地板であり得る導電性材料の別の板上に取り付けられる。これら２つの板は、ともに、伝送線の共振部分(resonant piece)を形成し得る。

[0057] 図９は、本開示の特定の態様に係る、ＳＭＴフォームファクタを有する例となるアンテナ９００を例示する。例えば、アンテナ９００は、図６に関連して説明されたように、フレキシブルＰＣＢに半田付けされ得る。

[0058] 図１０は、本開示の特定の態様に係る、異なるキャリアボード上に位置している複数のＲＦモジュールを有する例となるＲＦシステム１０００を例示する。例えば、ＲＦシステム１０００は、第１のキャリアボード４０４上の第１のＲＦモジュール４４０と、第２のキャリアボード１００４上の第２のＲＦモジュール１００２とを含む。ＲＦモジュール４４０および１００２は、１つまたは複数のフレキシブルＰＣＢを使用して互いに（デイジー）チェーン接続され得る。例えば、フレキシブルＰＣＢ１００６は、キャリアボード４０４とキャリアボード１００４との間に結合され得る。ベースバンドモジュール４２０は、フレキシブルＰＣＢ１００６を介してＲＦモジュール１００２にＬＯ、ＩＦ、および制御信号を供給し得る。さらに、電力信号および基準電位（例えば、電気接地）用の伝送線４６２および４６４が、フレキシブルＰＣＢ４１０および１００６を通してマザーボード４０２からＲＦモジュール４４０および１００２に設けられているであろう。

[0059] 図６を参照して説明されたように、１つまたは複数のアンテナは、ＲＦモジュール４４０に結合され、フレキシブルＰＣＢ４１０上に配設され得る。いくつかのケースで、図６を参照して説明されたように、ＲＦモジュール４４０に結合された１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ１００６および／またはフレキシブルＰＣＢ４１０上に配設され得る。特定の態様では、１つまたは複数のアンテナが、ＲＦモジュール１００２に結合され、フレキシブルＰＣＢ１００６および／またはフレキシブルＰＣＢ４１０上に配設され得る。

[0060] 図１１は、本開示の特定の態様に係る、単一のキャリアボード上に位置している複数のＲＦモジュールを有する例となるＲＦシステム１１００を例示する。例えば、ＲＦモジュール４４０および１００２は、同じキャリアボード１１０２上に位置しており、単一のフレキシブルＰＣＢ４１０を使用してベースバンドモジュール４２０に結合され得る。複数のＲＦモジュールを使用することにより、例えば、ダイバーシティまたは高い利得のマルチモジュールアンテナアレイの使用が可能になり得る。

[0061] ベースバンドモジュールおよびＲＦモジュールに接続するためのフレキシブルＰＣＢの使用は、ここで説明されるように、コストおよび複雑さの低減に役立つ。例えば、いくつかのケースでは、フレキシブルＰＣＢの使用が、バイアスＴ回路構成要素をＰＣＢの両側（例えば、ＲＦ側およびベースバンド側）から取り除くことを可能し得、それによって、部品表（ＢＯＭ）およびパッケージサイズの両方を低減する。

[0062] さらに、電源供給（power delivery）中低い電圧降下を有することの１つの代替案は、より高い電圧で電力を供給することおよび伝送線の両側でアップコンバート／ダウンコンバートすることである。例えば、電力信号の電圧は、マザーボード上で逓増（step up）され、その後キャリアボード上で逓減（step down）され得る。このアプローチは、電力信号を変換およびフィルタ処理するために余分な構成要素を使用し得る。従って、ここで説明されたようなフレキシブルＰＣＢ（より少ない電圧降下を有するより低い電圧を可能にする）は、これら構成要素を除外することで、シリコンダイのサイズおよびパッケージの両方の節約をもたらし得る。さらには、図６を参照して説明されたように、アンテナキャリアとしてフレキシブルＰＣＢを使用することは、アンテナアレイの配置および展開においてより多くのフレキシビリティを可能に得る。

[0063] 図１２は、本開示の特定の態様に係る、ワイヤレス通信のための例となる動作１２００を例示する。動作１２００は、例えば、図４のベースバンドモジュール４２０およびＲＦモジュールのようなベースバンドモジュールおよびＲＦモジュールを備えるワイヤレスデバイスによって行われ得る。

[0064] 動作１２００は、ブロック１２０２において、ベースバンドモジュールで、１つまたは複数の信号を生成することと、ブロック１２０４において、フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を介して無線周波数（ＲＦ）モジュールに１つまたは複数の信号を供給することとから開始し得る。特定の態様において、動作１２００は、続いて、ブロック１２０６において、ＲＦモジュールで、１つまたは複数の信号に基づいて、１つまたは複数のアンテナを介した送信用のＲＦ信号を生成し、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている。

[0065] 特定の態様において、動作１２００はまた、ベースバンドモジュールで、１つまたは複数の他の信号を生成することと、フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を介して別のＲＦモジュールに他の信号を供給することとを含む。いくつかのケースでは、動作１２００はまた、フレキシブルＰＣＢおよび別のフレキシブルＰＣＢを介して別のＲＦモジュールに他の信号を供給することと、別のＲＦモジュールで、別のフレキシブルＰＣＢ上に配設されている１つまたは複数の他のアンテナを介した送信用の別のＲＦ信号を生成することとを含み得る。このケースで、ＲＦモジュールと別のＲＦモジュールとは、別個の基板上にあり得る。

[0066] 図１３は、本開示の特定の態様に係る、ワイヤレス通信のための例となる動作１３００を例示する。動作１３００は、例えば、図４のベースバンドモジュール４２０およびＲＦモジュールのようなベースバンドモジュールおよびＲＦモジュールを備えるワイヤレスデバイスによって行われ得る。

[0067] 動作１３００は、ブロック１３０２において、ＲＦモジュールで、１つまたは複数のアンテナを介して受信されたＲＦ信号に基づいて、１つまたは複数の信号を生成することと、ブロック１３０４において、フレキシブルＰＣＢを介してベースバンドモジュールに１つまたは複数の信号を供給することとから開始し得、１つまたは複数のアンテナは、フレキシブルＰＣＢ上に配設されている。特定の態様において、動作１３００は、続いて、ブロック１３０６において、ベースバンドモジュールで１つまたは複数の信号を処理する。

[0068] 上で開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層が例示的なアプローチの実例であることが理解される。設計の選好に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序または階層が再配列され得ることが理解される。さらに、いくつかのステップは、組み合わされたり省略されたりし得る。添付の方法の請求項は、様々なステップの要素をサンプルの順序で提示し、提示された特定の順序または階層に制限されることを意図されるものでない。

[0069] さらに、「または／あるいは」という用語は、排他的な「または／あるいは」でなく、包括的な「または／あるいは」を意味することを意図される。すなわち、別途明記されていない限りまたはコンテキストから明らかでない限り、例えば、「ＸはＡまたはＢを用いる」という表現は、自然な包括的な並替えのうちのいずれかを意味するよう意図される。すなわち、例えば、「ＸはＡまたはＢを用いる」という表現は、ＸはＡを用いる、ＸはＢを用いる、またはＸはＡおよびＢの両方を用いる、という例のうちのいずれによっても満たされる。加えて、本願および添付の特許請求の範囲で使用されている冠詞「ａ」および「ａｎ」は一般に、別途指定されていない限りまたは単数形を対象としているとコンテキストから明らかでない限り、「１つまたは複数」を意味すると解釈されるべきである。複数の項目からなるリスト「のうちの少なくとも１つ」を指す表現は、単一のメンバを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃをカバーするよう意図される。

[0070] 先の説明は、ここで説明された様々な態様の当業者による実施を可能にするために提供される。これら態様への様々な修正は、当業者に容易に明らかとなり、ここで定義された包括的な原理は、他の態様に適用され得る。ゆえに、特許請求の範囲は、ここに示された態様に限定されことを意図されるものでなく、特許請求の範囲の文言と合致する全範囲が与えられるべきであり、ここで、単数形の要素への参照は、別途明記されていない限り、「１つおよび１つのみ」を意味することを意図されるのでなく、「１つまたは複数」を意味することを意図される。別途明記されていない限り、「何らかの／いくつかの」という用語は、１つまたは複数を指す。当業者に知られているまたは後に知られることとなる、本開示全体にわたって説明された様々な態様の要素と構造的および機能的に同等なものは全て、参照によってここに明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることを意図される。さらに、ここで開示されたものはいずれも、そのような開示が特許請求の範囲に明確に記載されているかどうかにかかわらず、公衆に捧げられることを意図されない。特許請求の範囲の要素はいずれも、その要素が「〜のための手段」という表現を使用して明確に記載されていない限り、ミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきでない。

Claims

ワイヤレス通信のための装置であって、
１つまたは複数のアンテナと、
前記１つまたは複数のアンテナに結合された少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）モジュールと、
ベースバンドモジュールと、
前記ＲＦモジュールと前記ベースバンドモジュールとの間に結合されたフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）と
を備え、前記１つまたは複数のアンテナは、前記フレキシブルＰＣＢ上に配設されている、
装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、第１のＲＦモジュールおよび第２のＲＦモジュールを備え、前記装置は、
前記第１のＲＦモジュールと前記第２のＲＦモジュールとの間に結合された別のフレキシブルＰＣＢ
をさらに備え、前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記別のフレキシブルＰＣＢ上に配設されている、請求項１に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記フレキシブルＰＣＢ上にプリントされる、請求項１に記載の装置。
前記フレキシブルＰＣＢ上にプリントされた前記１つまたは複数のアンテナのうちの前記少なくとも１つは、ダイポールアンテナまたはパッチアンテナのうちの少なくとも１つを備える、請求項３に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記フレキシブルＰＣＢの剛性部上にプリントされる、請求項１に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記フレキシブルＰＣＢ上に半田付けされる、請求項１に記載の装置。
前記フレキシブルＰＣＢ上に半田付けされた前記１つまたは複数のアンテナのうちの前記少なくとも１つは、表面実装技術（ＳＭＴ）構成要素のフォームファクタである、請求項６に記載の装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、前記１つまたは複数のアンテナを介して受信されたＲＦ信号を処理し、第１の中間周波数（ＩＦ）信号を生成するように構成される、
前記ベースバンドモジュールは、前記第１のＩＦ信号を処理し、少なくとも第１の局部発振器（ＬＯ）信号および第１の制御信号を生成するように構成される、
前記フレキシブルＰＣＢは、前記ＲＦモジュールから前記ベースバンドモジュールに少なくとも前記第１のＩＦ信号を供給するように構成され、前記ベースバンドモジュールから前記ＲＦモジュールに少なくとも前記第１のＬＯ信号および前記第１の制御信号を供給するように構成された少なくとも１つの第１の伝送線を備える、
請求項１に記載の装置。
前記ベースバンドモジュールは、第２のＩＦ信号を生成するように構成され、
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、前記フレキシブルＰＣＢを介して第２のＩＦ信号を受け取り、送信用の別のＲＦ信号を生成するために前記第２のＩＦ信号を処理するように構成される、
請求項８に記載の装置。
前記ＲＦ信号は、６０ＧＨｚ周波数帯域の周波数成分を有する、請求項８に記載の装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、第１のＲＦモジュールおよび第２のＲＦモジュールを備え、
前記第１の伝送線は、前記第１のＲＦモジュールから前記ベースバンドモジュールに前記第１のＩＦ信号を供給するように構成され、
前記フレキシブルＰＣＢは、前記第２のＲＦモジュールから前記ベースバンドモジュールに少なくとも第２のＩＦ信号を供給するように構成され、前記ベースバンドモジュールから前記第２のＲＦモジュールに少なくとも第２のＬＯ信号および第２の制御信号を供給するように構成された少なくとも１つの第２の伝送線を備える、
請求項８に記載の装置。
前記第１のＲＦモジュールおよび前記第２のＲＦモジュールは、単一のＰＣＢ上に位置している、請求項１１に記載の装置。
前記第１のＲＦモジュールは、第１のＰＣＢ上に位置しており、前記第２のＲＦモジュールは、第２のＰＣＢ上に位置しており、前記第１のＰＣＢおよび前記第２のＰＣＢは、前記第１のＰＣＢから前記第２のＲＦモジュールに前記少なくとも前記第２のＬＯ信号および前記第２の制御信号を供給するように構成された少なくとも１つの第３の伝送線を有する別のフレキシブルＰＣＢによって接続されている、
請求項１１に記載の装置。
前記ＲＦモジュールは、単一のＲＦ集積回路（ＲＦＩＣ）として製造される、請求項１に記載の装置。
前記フレキシブルＰＣＢは、前記ＲＦモジュールに電力信号を供給するように構成された少なくとも１つの伝送線を備える、請求項１に記載の装置。
前記フレキシブルＰＣＢは、前記ベースバンドモジュールから前記ＲＦモジュールに１つまたは複数のセンサ信号を供給するように構成された１つまたは複数の伝送線を備える、請求項１に記載の装置。
前記装置は、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはモバイル電話を備える、請求項１に記載の装置。
ワイヤレス通信のための装置であって、
１つまたは複数のアンテナと、
ベースバンドモジュールと、
前記ベースバンドモジュールに結合されたフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）と
を備え、前記１つまたは複数のアンテナは、前記フレキシブルＰＣＢ上に配設されている、
装置。
前記ベースバンドモジュールは、中間周波数（ＩＦ）信号、局部発振器（ＬＯ）信号、または制御信号のうちの少なくとも１つに基づいて、多重化された信号を生成するように構成され、
前記フレキシブルＰＣＢは、無線周波数（ＲＦ）モジュールに前記多重化された信号を供給するように構成された少なくとも１つの第１の伝送線を備え、
前記１つまたは複数のアンテナは、前記多重化された信号を使用して生成されたＲＦ信号を送信するように構成される、
請求項１８に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記フレキシブルＰＣＢ上にプリントされる、請求項１８に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、ダイポールアンテナまたはパッチアンテナのうちの少なくとも１つを備える、請求項１８に記載の装置。
前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記フレキシブルＰＣＢ上に半田付けされ、表面実装技術（ＳＭＴ）構成要素のフォームファクタである、請求項１８に記載の装置。
前記フレキシブルＰＣＢは、無線周波数（ＲＦ）モジュールに電力信号を供給するように構成される、請求項１８に記載の装置。
ワイヤレス通信のための装置であって、
１つまたは複数のアンテナと、
前記１つまたは複数のアンテナに結合された少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）モジュールと、
前記ＲＦモジュールに結合されたフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）と
を備え、前記１つまたは複数のアンテナは、前記フレキシブルＰＣＢ上に配設されている、
装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、第１のＲＦモジュールおよび第２のＲＦモジュールを備え、前記装置は、
前記第１のＲＦモジュールと前記第２のＲＦモジュールとの間に結合された別のフレキシブルＰＣＢ
をさらに備え、ここにおいて、前記１つまたは複数のアンテナのうちの少なくとも１つは、前記別のフレキシブルＰＣＢ上に配設されている、請求項２４に記載の装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、第１の中間周波数（ＩＦ）信号、第１の局部発振器（ＬＯ）信号、または第１の制御信号のうちの少なくとも１つに基づいて、多重化された信号を受信するように構成され、
前記フレキシブルＰＣＢは、前記少なくとも１つのＲＦモジュールに前記多重化された信号を供給するように構成された少なくとも１つの第１の伝送線を備える、
請求項２４に記載の装置。
前記少なくとも１つのＲＦモジュールは、第１のＲＦモジュールおよび第２のＲＦモジュールを備え、
前記第１の伝送線は、前記第１のＲＦモジュールに前記多重化された信号を供給するように構成され、
前記フレキシブルＰＣＢは、前記第２のＲＦモジュールに第２の多重化された信号を供給するように構成された少なくとも１つの第２の伝送線を備え、前記第２の多重化された信号は、第２のＩＦ信号、第２のＬＯ信号、または第２の制御信号のうちの少なくとも１つに基づいて生成される、
請求項２６に記載の装置。
ワイヤレス通信のための方法であって、
ベースバンドモジュールにおいて、１つまたは複数の信号を生成することと、
フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を介して、無線周波数（ＲＦ）モジュールに前記１つまたは複数の信号を供給することと、
前記ＲＦモジュールにおいて、前記１つまたは複数の信号に基づいて、１つまたは複数のアンテナを介した送信用のＲＦ信号を生成することと
を備え、前記１つまたは複数のアンテナは、前記フレキシブルＰＣＢ上に配設されている、
方法。
前記ベースバンドモジュールにおいて、１つまたは複数の他の信号を生成することと、
前記フレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）を介して別のＲＦモジュールに前記他の信号を供給することと
をさらに備える、請求項２８に記載の方法。
前記フレキシブルＰＣＢおよび別のフレキシブルＰＣＢを介して前記別のＲＦモジュールに前記他の信号を供給することと、
前記別のＲＦモジュールにおいて、前記別のフレキシブルＰＣＢ上に配設された１つまたは複数の別のアンテナを介した送信用の別のＲＦ信号を生成することと
をさらに備え、前記ＲＦモジュールと前記別のＲＦモジュールとは、別個の基板上にある、請求項２９に記載の方法。