JP2023121734A - エラー検出機能を有する無線周波数回路 - Google Patents

Abstract

【課題】素子／信号エラー検出機能を有する無線周波数回路を提供する。【解決手段】無線周波数回路は、ベースプレートと、被試験素子と、伝送線と、感知線と、コントローラとを含む。ベースプレートは、第１表面を有する。被試験素子は、ベースプレート上に配置され、出力ポートを含み、ＲＦ信号を出力する。伝送線は、ベースプレートの第１表面に配置され、被試験素子の出力ポートに電気接続される。感知線は、ベースプレートの感知領域内において伝送線に対して実質的に平行である。感知線は、伝送線から第１長さで分離され、伝送線上にＲＦ信号を誘導して誘導信号を生成するのに適している。コントローラは、ベースプレート上に配置され、感知線に電気接続されるとともに、誘導信号に基づいて被試験素子の状態を判断するよう構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、無線周波数回路に関するものであり、特に、エラー検出機能を有する無線周波数回路に関するものである。

無線周波数（radio frequency, RF）回路は、携帯電話、タブレットＰＣ、ウェアラブル装置、およびスマートアシスタント装置等の電子デバイスに幅広く使用されている。無線周波数回路は、通常、複数の電子素子を含む。電子素子が出荷前や販売後に故障した場合、無線周波数回路に影響を与える。しかしながら、個別の素子の故障は、確認が難しいこともあり、従来の検出方法は、無線周波数回路の実際の操作に間に合うように操作するのが難しく、また、回路全体を取り外してから素子を１つ１つテストしなければならないこともよくある。

したがって、本発明の実施形態は、エラー検出機能を有する無線周波数回路を提供する。ＲＦ／ＨＦ伝送線のクロストーク（crosstalk）特性および対応する回路設計を使用するこうすることによって、機械を分解せずに、素子／信号エラー検出機能を有する無線周波数回路を実現する。

本発明の実施形態におけるエラー検出機能を有する無線周波数回路は、ベースプレートと、被試験素子と、伝送線と、感知線と、コントローラとを含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。ベースプレートは、第１表面を有する。被試験素子は、ベースプレート上に配置され、出力ポートを含み、ＲＦ信号を出力する。伝送線は、ベースプレートの第１表面に配置され、被試験素子の出力ポートに電気接続される。感知線は、ベースプレートの感知領域内において伝送線に対して実質的に平行である。感知線は、伝送線から第１長さで分離され、伝送線上にＲＦ信号を誘導して誘導信号を生成するのに適している。コントローラは、ベースプレート上に配置され、感知線に電気接続される。コントローラは、誘導信号に基づいて被試験素子の状態を判断するよう構成される。

以上のように、本発明の実施形態のエラー検出機能を有する無線周波数回路は、互いに実質的に平行で、且つ分離された伝送線および感知線をベースプレート上に配置する。感知線を介して伝送線上のＲＦ信号を誘導し、被試験素子の状態を判断する。このようにして、回路構造に大きな影響を与えずに、エラー検出機能を実現することができる。

本発明の上記の特徴および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

本発明の１つの実施形態に係る無線周波数（ＲＦ）回路の素子のブロック図である。 本発明の１つの実施形態の伝送線および感知線の構成に基づく透視概略図である。 断面線Ａ－Ａに沿った図２Ａの断面図である。 本発明の１つの実施形態に係る無線周波数回路の部分的断面図である。 本発明の１つの実施形態に係る無線周波数回路の部分的断面図である。 本発明の１つの実施形態に係るコネクタがセンサに接続されていない時の無線周波数回路の部分的回路図である。 本発明の１つの実施形態に係るコネクタがセンサに接続された時の無線周波数回路の部分的回路図である。 本発明の別の実施形態に係るコネクタがセンサに接続されていない時の無線周波数回路の部分的回路図である。 本発明の別の実施形態に係るコネクタがセンサに接続された時の無線周波数回路の部分的回路図である。 本発明の１つの実施形態に係るセンサの回路図である。 本発明の１つの実施形態に係るマルチプレクサに対してエラー検出を行った時の概略図である。 本発明の１つの実施形態に係るクロストーク現象を示す概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る複数の伝送線に対してエラー検出を行った時の概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る感知線の構成の概略図である。 本発明の別の実施形態に係る感知線の構成の概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る増幅器に対してエラー検出を行った時の概略図である。

図１は、本発明の１つの実施形態に係る無線周波数（ＲＦ）回路１０の素子のブロック図である。図１を参照すると、無線周波数回路１０は、ベースプレート１１と、１つまたはそれ以上の被試験素子１２と、１つまたはそれ以上の伝送線ＴＬと、１つまたはそれ以上の感知線ＳＬと、コントローラ１３とを含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。無線周波数回路１０は、モバイルネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉ、ブルートゥース（Bluetooth、登録商標）、または他の通信プロトコルをサポートする通信トランシーバに適用される。

ベースプレート１１は、プリント回路板（printed circuit board）の本体または電子素子の他のサポートまたはキャリアであってもよい。１つの実施形態において、ベースプレート１１は、第１表面Ｓ１を有する。別の実施形態において、ベースプレート１１は、第１表面Ｓ１の他に、第１表面Ｓ１に対向する第２表面をさらに含む（後述する実施形態において説明する）。

被試験素子１２は、ベースプレート１１上に配置される。被試験素子１２は、マルチプレクサ（multiplexer）、低雑音増幅器（low noise amplifier, LNA）、位相器（phase shifter）、ミキサー、分周器（frequency divider）、スイッチ、フィルタ、または他の電子素子であってもよい。被試験素子１２は、１つまたはそれ以上の出力ポート１２１を有し、ＲＦ信号ＲＳを出力する。異なる設計要求に応じて、ＲＦ信号ＲＳのキャリア周波数は、３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚの範囲であってもよいが、本発明はこれに限定されない。

伝送線ＴＬは、ベースプレート１１の第１表面Ｓ１に配置され、被試験素子１２の出力ポート１２１に電気接続される。伝送線ＴＬは、銅、またはＲＦ信号ＲＳを送るために使用される他の金属、合金、または金属複合線であってもよい。

１つの実施形態において、無線周波数回路１０は、さらに、二次素子１２２を含む。二次素子１２２は、伝送線ＴＬに電気接続され、ＲＦ信号ＲＳを受信する。二次素子１２２は、例えば、アンテナ、フィルタ（回路）、ミキサー、またはＲＦ信号を受信することのできる任意の他の能動または受動電子回路あるいは電子素子である。

感知線ＳＬは、ベースプレート１１上に配置される。感知線ＳＬは、ベースプレート１１の感知領域ＳＡ内において伝送線ＴＬに対して実質的に平行である。つまり、回路配線において、少なくとも感知領域ＳＡにおける感知線ＳＬの線分は、伝送線ＴＬの線分の一部に対して実質的に平行である。しかしながら、感知領域ＳＡ、感知線ＳＬ、および伝送線ＴＬの外側は、空間において平行配置に限定されない。

また、感知領域ＳＡ、感知線ＳＬ、および伝送線ＴＬの内側は、第１長さＬ１で分離される。１つの実施形態において、第１長さＬ１は、伝送線ＴＬの線幅の約８分の１から伝送線ＴＬの線幅までである。

注意すべきこととして、伝送線ＴＬおよび感知線ＳＬが互いに平行であり、且つ分離される特性に基づき、これらの線の間には容量結合または誘導結合が存在する。あるいは、クロストークまたは誘導結合とも称す。そのため、感知線ＳＬは、伝送線ＴＬ上にＲＦ信号ＲＳを誘導するのに適しており、それに基づいて、誘導信号ＳＳを生成することができる。つまり、ＲＦ信号ＲＳが感知領域ＳＡを通過した時、それに反応して、感知線ＳＬは、カップリング現象に基づいて感知領域ＳＡに誘導信号ＳＳを生成する。

１つの実施形態において、伝送線ＴＬおよび感知線ＳＬは、ベースプレート１１の第１表面Ｓ１に配置される。つまり、伝送線ＴＬおよび感知線ＳＬは、同じ層上に位置する。

図２Ａは、本発明の１つの実施形態の伝送線ＴＬおよび感知線ＳＬの構成に基づく透視概略図であり、図２Ｂは、断面線Ａ－Ａに沿った図２Ａの断面図である。図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、伝送線ＴＬは、ベースプレート１１の第１表面Ｓ１に配置され、感知線ＳＬは、ベースプレート１１の第２表面Ｓ２に配置される。第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２のピッチは、第１長さＬ１である。つまり、伝送線ＴＬは、第１層上に位置し、感知線ＳＬは、第２層上に位置する。

図２Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る無線周波数回路１０の部分的断面図である。図２Ｃを参照すると、いくつかの実施形態において、ベースプレート１１の感知領域ＳＡの外側において、第１表面Ｓ１／第１層と第２表面Ｓ２／第２層の間の第３層は、接地ＧＮＤに接続され、接地層として使用される。つまり、接地層は、第１表面Ｓ１／第１層と第２表面Ｓ２／第２層の間に挟まれる。

図２Ｄは、本発明の１つの実施形態に係る無線周波数回路１０の部分的断面図である。図２Ｄを参照すると、いくつかの実施形態において、感知線ＳＬは、ベースプレート１１を貫通してもよい。そのため、感知線ＳＬの一部は、ベースプレート１１の第１表面Ｓ１に配置され、ベースプレート１１を貫通しているため、感知線ＳＬの別の部分は、ベースプレート１１の感知領域ＳＡの第２表面Ｓ２に配置される。つまり、感知線ＳＬは、第１表面Ｓ１の伝送線ＴＬが位置する別の側まで感知領域ＳＡを周回する。

図１を参照すると、コントローラ１３は、ベースプレート１１上に配置され、感知線ＳＬに電気接続される。コントローラ１３は、中央処理装置（central processing unit, CPU）、プログラム可能な一般用途または特殊用途のマイクロプロセッサ（microprocessor）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、プログラマブルコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit, ASIC）、または他の類似する構成要素、あるいはこれらの構成要素の組み合わせであってもよい。

１つの実施形態において、コントローラ１３は、感知線ＳＬからの誘導信号ＳＳに基づいて被試験素子１２の状態を判断するよう構成される。被試験素子１２の状態は、例えば、故障状態、正常状態、省エネ状態、または高効率状態である。異なる設計要求に応じて、コントローラ１３は、誘導信号ＳＳの有無、強度、周波数、または他の物理特性に基づいて、被試験素子１２が故障状態にあるか、正常状態にあるかを判断することができるが、その応用状況については、後述する実施形態において説明する。

１つの実施形態において、無線周波数回路１０は、さらに、センサ（後述する実施形態において説明する）を含む。センサは、ベースプレート１１上に配置される。センサは、感知線ＳＬおよびコントローラ１３に電気接続される。センサは、誘導信号ＳＳを変換するよう構成される。変換された信号は、被試験素子の状態を判断するためにコントローラ１３によって使用される。センサによる変換は、ゲイン調整、フィルタリング、および／またはアナログ－デジタル変換であってもよい。

１つの実施形態において、センサは、感知線ＳＬに直接接続される。

別の実施形態において、無線周波数回路１０は、脱着可能構造を提供することができる。例えば、無線周波数回路１０は、さらに、コネクタを含む。コネクタは、ベースプレート１１上に位置し、感知線ＳＬに結合され、センサを接続するのに適している。コネクタがセンサに接続され、感知線ＳＬが誘導信号ＳＳを有する時、それに反応して、センサは、誘導信号ＳＳを受信することができる。

例えば、図３Ａは、本発明の１つの実施形態に係るコネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続されていない時の無線周波数回路１０の部分的回路図であり、図３Ｂは、本発明の１つの実施形態に係るコネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続された時の無線周波数回路１０の部分的回路図である。図３Ａを参照すると、コネクタ１４Ａは、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２を含む。

第１導電構造１４１は、感知線ＳＬに電気接続される。第２導電構造１４２は、ベースプレート１１上の第１電圧源に電気接続され、第１電圧を受信する。第１電圧は、システム電圧Ｖ_DDであってもよく、第１電圧源は、電源、バッテリー、または電力変換器であってもよい。しかしながら、第１電圧は、他のカスタム電圧であってもよい。

１つの実施形態において、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２のうちの少なくとも１つは、外部の力によって変形することのできる屈曲性または弾性の部材を含む。図３Ａを参照すると、コネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続されていない時、それに反応して、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２のうちの少なくとも１つがそのリセット力によって第１位置に位置するため、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２は、締め付け状態にある。つまり、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２は、互いに当接する。

図３Ｂを参照すると、コネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続された時、それに反応して、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２のうちの少なくとも１つがセンサ１６Ａの端子によって第２位置まで押されるため、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２は、センサ１６Ａを締め付ける。

さらに詳しく説明すると、１つの実施形態において、第１導電構造１４１は、第１導体リード（conductor reed）１４１Ａおよび第１導体板１４１Ｂを含む。第１導体リード１４１Ａは、外部の力によって屈曲可能である。第１導体板１４１Ｂは、ベースプレート１１上に固定して配置され、第１端ｅ１および第２端ｅ２を含む。第１導体板１４１Ｂの第１端ｅ１は、第１導体リード１４１Ａの一端に接続される。第１導体板１４１Ｂの第２端ｅ２は、感知線ＳＬに接続される。

図３Ａを参照すると、コネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続されていない時、それに反応して、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２は、締め付け状態を形成する。例えば、第１導体リード１４１Ａは、第２導電構造１４２に当接する。この時、感知線ＳＬは、接地ＧＮＤに接続される。

図３Ｂを参照すると、コネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続された時、それに反応して、第１導電構造１４１および第２導電構造１４２は、センサ１６Ａを締め付ける。例えば、第１導体リード１４１Ａおよび第２導電構造１４２は、センサ１６Ａに当接する。

一方、センサ１６Ａは、コンデンサＣ１、増幅器１６１、およびアナログ－デジタル変換器（analog to digital converter, ACD）１６２を含む（ただし、本発明はこれに限定されない）。図３Ｂを参照すると、コネクタ１４Ａがセンサ１６Ａに接続された時、それに反応して、システム電圧Ｖ_DDは、コンデンサＣ１およびブリーダー（bleeder）回路を介してさらに接地ＧＮＤに接続される。

図４Ａは、本発明の別の実施形態に係るコネクタ１４Ｂがセンサ１６Ｂに接続されていない時の無線周波数回路１０の部分的回路図であり、図４Ｂは、本発明の別の実施形態に係るコネクタ１４Ｂがセンサ１６Ｂに接続された時の無線周波数回路１０の部分的回路図である。図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、図３Ａおよび図３Ｂとの相違点は、コネクタ１４ＢがさらにコンデンサＣ２を含み、センサ１６ＢがコンデンサＣ１を含まないことである。そのため、コネクタ１４Ｂがセンサ１６Ｂに接続された時、それに反応して、システム電圧Ｖ_DDは、センサ１６ＢのコンデンサＣ２およびブリーダー回路を介してさらに接地ＧＮＤに接続される。

注意すべきこととして、別の実施形態において、コネクタは、２つの導電構造に限定されず、導電構造は、リードおよび板に限定されない。例えば、プラグインコネクタであってもよい。感知線ＳＬに対応する他端は、ＤＣ電源に電気接続され、固定電圧を取得するため、コネクタ１４Ａおよび１４Ｂが挿入されていない時、それに反応して、感知線ＳＬが接地ＧＮＤまたは固定電圧として使用され、それにより、浮遊回路の主信号線（例えば、伝送線ＴＬ）の特性に対する影響を低減することができる。別の例において、さらに多くの導電構造を提供してもよい。

図５は、本発明の１つの実施形態に係るセンサ１６Ａ／１６Ｂの回路図である。図５を参照すると、センサ１６Ａ／１６Ｂは、ピーク検出器または電力センサである。コネクタがセンサ１６Ａ／１６Ｂに接続された時、それに反応して、センサは、誘導信号ＳＳに基づいて判定信号ＤＳを生成するのに適している。さらに詳しく説明すると、センサ１６Ａ／１６Ｂの増幅器１６１は、誘導信号ＳＳを増幅して出力信号ＯＳを生成するよう構成される。アナログ－デジタル変換器１６２は、増幅器１６１に結合される。アナログ－デジタル変換器１６２は、増幅器１６１によって出力された出力信号ＯＳをデジタル形式の判定信号ＤＳに変換するよう構成される。

コントローラ１３は、センサ１６Ａ／１６Ｂの出力値を読み出して、判定信号ＤＳを生成することができる。１つの実施形態において、コントローラ１３は、アナログ－デジタル変換器を有する判定回路であってもよい。

また、コントローラ１３は、判定信号ＤＳに基づいて被試験素子１２の状態を判断することができる。例えば、判定信号ＤＳの「０」は、故障状態を示し、判定信号ＤＳの「１」は、作動状態を示す。しかしながら、判定信号ＤＳと被試験素子１２の状態の間の対応関係は、実際の必要に応じて変更してもよい。

別の実施形態において、センサ１６Ａおよび１６Ｂは、コントローラ１３に一体化されてもよい。

１つの実施形態において、コントローラ１３は、また、通信トランシーバー（図示せず）に接続するよう構成される。通信トランシーバーは、Ｗｉ－Ｆｉ、モバイルネットワーク、ブルートゥース、光ファイバーネットワーク、または他の通信プロトコルをサポートするトランシーバ回路であってもよい。通信トランシーバーは、コントローラ１３が判断した故障状態または誘導信号ＳＳを送信するよう構成される。このようにして、被試験素子１２の状態を知ることができる。別の実施形態において、故障状態または誘導信号ＳＳは、ディスプレイまたはスピーカーを介して提示してもよい。

本発明の精神をさらに理解してもらうため、以下、いくつかの応用状況について説明する。

図６Ａは、本発明の１つの実施形態に係るマルチプレクサＭＰ＿１１に対してエラー検出を行った時の概略図である。図６Ａを参照すると、被試験素子１２は、１～ＮのマルチプレクサＭＰ＿１１である。Ｎは、正の整数である。マルチプレクサＭＰ＿１１は、Ｎの出力ポート１２１を含み、それぞれ伝送線ＴＬ１１、ＴＬ１２、…、ＴＬ１Ｎに接続される。伝送線ＴＬ１１、ＴＬ１２、…、ＴＬ１Ｎは、それぞれマルチプレクサＭＰ＿１２、ＭＰ＿１３、およびＭＰ＿１４に接続される。また、感知線ＳＬ１１、ＳＬ１２、…、ＳＬ１Ｎは、それぞれ感知領域ＳＡ内において伝送線ＴＬ１１、ＴＬ１２、…、ＴＬ１Ｎに対して実質的に平行である。感知線ＳＬ１１、ＳＬ１２、…、ＳＬ１Ｎは、センサ１６Ａ／１６Ｂに接続される。

伝送線ＴＬ１１および感知線ＳＬ１１を例に挙げると、マルチプレクサＭＰ＿１１がＲＦ信号ＲＳをマルチプレクサＭＰ＿１２送信するが、感知線ＳＬ１１が誘導信号ＳＳを生成しない時（すなわち、誘導失敗）、それに反応して、コントローラ１３は、マルチプレクサＭＰ＿１１（すなわち被試験素子）が故障状態にあると判断する。例えば、伝送線ＴＬ１１に接続された出力回路が故障している。別の例において、マルチプレクサＭＰ＿１２の入力回路が故障している。

図６Ｂは、本発明の１つの実施形態に係るクロストーク現象を示す概略図である。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、マルチプレクサＭＰ＿１１がＲＦ信号ＲＳをマルチプレクサＭＰ＿１２に送信し、感知線ＳＬ１１が誘導信号ＳＳ１を生成した時、それに反応して、コントローラ１３は、マルチプレクサＭＰ＿１１が正常な状態にあると判断する。注意すべきこととして、感知線ＳＬ１１が誘導信号ＳＳ１を生成したかどうかを判断する基準は、対応する閾値との比較結果であってもよい。対応する閾値は、例えば、ＲＦ信号ＲＳ１の電力強度の１０分の１、１００分の１、または他の定数であってもよく、および／または感知線ＳＬ１１と伝送線ＴＬ１１の間の長さ、および誘導結合の強度に関連してもよい。あるいは、誘導信号ＳＳ１の波形がＲＦ信号ＲＳ１の波形と同じであるかどうかを判断してもよい。

また、感知線ＳＬ１１によって誘導信号ＳＳ１が生成される他に、感知線ＳＬ１２、…、ＳＬ１Ｎのうちの任意の１つも同時に誘導信号ＳＳを生成するため、伝送線ＴＬ１１、ＴＬ１２、…、ＴＬ１Ｎの間で漏洩が生じる可能性がある。

同様にして、マルチプレクサＭＰ＿１１は、マルチプレクサＭＰ＿１３およびＭＰ＿１４にそれぞれＲＦ信号ＲＳを送信し、対応する感知線ＳＬ１２およびＳＬ１Ｎに誘導信号ＳＳが生成されたかどうかを判断することができるが、ここでは詳しい説明を省略する。

図７Ａは、本発明の１つの実施形態に係る複数の伝送線ＴＬ２１、ＴＬ１２、…、ＴＬ２５に対してエラー検出を行った時の概略図である。図７Ａを参照すると、被試験素子１２は、１～４のマルチプレクサＭＰ＿２１、ＭＰ＿２２、ＭＰ＿２３、およびＭＰ＿２４である。マルチプレクサＭＰ＿２１の４つの出力ポート１２１は、それぞれマルチプレクサＭＰ＿２２、ＭＰ＿２３、ＭＰ＿２４、およびＭＰ＿２５に接続される。感知線ＳＬ２１は、感知領域ＳＡ内において伝送線ＴＬ２１に対して実質的に平行である。感知線ＳＬ２１は、センサ１６Ａ／１６Ｂに接続される。

同様にして、マルチプレクサＭＰ＿２１がＲＦ信号ＲＳをマルチプレクサＭＰ＿２２に送信した時、それに反応して、センサ１６Ａ／１６Ｂが感知線ＳＬ２１上の誘導信号ＳＳを受信したかどうかによって、マルチプレクサＭＰ＿２１および／またはＭＰ＿２２が故障しているかどうかが判断される。

マルチプレクサＭＰ＿２２がマルチプレクサＭＰ＿２１からＲＦ信号ＲＳを受信したことを確認した後、マルチプレクサＭＰ＿２２の出力が正常であるかどうかの判断が継続される。マルチプレクサＭＰ＿２２の４つの出力ポート１２１は、それぞれ伝送線ＴＬ２２、ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５に接続される。感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３は、感知領域ＳＡ内において伝送線ＴＬ２２、ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５に対して実質的に平行である。感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３は、センサ１６Ａ／１６Ｂに接続される。

図７Ｂは、本発明の１つの実施形態に係る感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３の構成の概略図である。図７Ｂを参照すると、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３は、伝送線ＴＬ２２、ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５の外側に位置する。感知線ＳＬ２２と比較して、感知線ＳＬ２３は、追加の感知線とみなされる。伝送線ＴＬ２２と比較して、伝送線ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５は、追加の伝送線とみなされる。感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３は、伝送線ＴＬ２２、ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５上のＲＦ信号ＲＳを誘導して、誘導信号ＳＳを生成し、それに基づいて、マルチプレクサＭＰ＿２２の状態を判断するのに適している。

マルチプレクサＭＰ＿２２の第１出力ポートは、伝送線ＴＬ２２を介してＲＦ信号ＲＳを送信する。伝送線ＴＬ２２の誘導信号ＳＳの電力強度が第１閾値よりも小さい時、それに反応して、コントローラ１３は、マルチプレクサＭＰ＿２２が故障状態にあると判断することができる。また、伝送線ＴＬ２２の誘導信号ＳＳの電力強度が第１閾値よりも小さくない時、それに反応して、コントローラ１３は、マルチプレクサＭＰ＿２２が正常な状態にあると判断することができる。

コントローラ１３は、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３を介して伝送線ＴＬ２２のＲＦ信号ＲＳを同時に誘導する。カップリング現象の影響の度合いは、距離によって決まる。そのため、異なる伝送線ＴＬ２２～ＴＬ２３のＲＦ信号ＲＳに対し、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３上の誘導信号ＳＳは、電力強度が異なっていてもよい。一般的に、伝送線ＴＬと感知線ＳＬの間の距離が遠くなればなるほど、感知線ＳＬ上の誘導信号ＳＳは、電力強度が弱くなり、伝送線ＴＬと感知線ＳＬの間の距離が近くなればなるほど、感知線ＳＬ上の誘導信号ＳＳは、電力強度が大きくなる。第１閾値は、誘導信号を生成するかどうかを評価するための基準である。そのため、第１閾値および伝送線ＴＬ２２から感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３までの距離Ｄ１およびＤ２は、それぞれ重量関係を有する。例えば、Ｄ２は、Ｄ１の４倍である。隣接する伝送線ＴＬ２２～ＴＬ２５の間の距離の長さは、Ｄ１である。伝送線ＴＬ２２上のＲＦ信号ＲＳに対し、感知線ＳＬ２２に対応する第１閾値は、感知線ＳＬ２３に対応する第１閾値の約４倍であってもよい。また、第１閾値は、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３の誘導結合の強度にも関連する。

一方、感知線ＳＬ２２の誘導信号の強度が感知線ＳＬ２３の誘導信号の強度の約４倍である時、それに反応して、伝送線ＴＬ２２を介してＲＦ信号ＲＳを送信すると判断する。感知線ＳＬ２３の誘導信号の強度が感知線ＳＬ２２の誘導信号の強度の約４倍である時、それに反応して、伝送線ＴＬ２５を介してＲＦ信号ＲＳを送信すると判断する。感知線ＳＬ２２の誘導信号の強度が感知線ＳＬ２３の誘導信号の強度よりわずかに強い時、伝送線ＴＬ２３を介してＲＦ信号ＲＳを送信すると判断する。感知線ＳＬ２２の誘導信号の強度が感知線ＳＬ２３の誘導信号の強度よりわずかに弱い時、伝送線ＴＬ２４を介してＲＦ信号ＲＳを送信すると判断する。このようにして、２つの感知線のみを配置して、４つの伝送線に対応するスイッチ／素子が正常に作動しているかどうかを判断する。

注意すべきこととして、マイクロストリップ（microstrip）の隣接線およびストリップライン（stripline）の隣接線は、ピッチが増加するにつれて、異なる減少度の近端（near-end）ノイズをもたらす。マイクロストリップと比較して、ストリップラインの近端ノイズは、ピッチが増加するにつれて大幅に減少する。隣接線間で一定程度の近端クロストークを可能にするために、隣接線間のピッチは、線幅の２倍であるが、本発明はこれに限定されない。また、誘導信号の強度は、ピッチの１．５乗～２乗に反比例するが、本発明はこれに限定されない。

しかしながら、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３の構成は、図７Ｂに示した構成に限定されない。図７Ｃは、本発明の別の実施形態に係る感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３の構成の概略図である。図７Ｃを参照すると、図７Ｂとの相違点は、感知線ＳＬ２３が伝送線ＴＬ２３とＴＬ２４の間に位置することである。同様にして、第１閾値および伝送線ＴＬ２２から感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３までの距離Ｄ１およびＤ３は、それぞれ重量関係を有する。例えば、Ｄ３は、Ｄ１の２倍である。伝送線ＴＬ２２上のＲＦ信号ＲＳに対し、感知線ＳＬ２２に対応する第１閾値は、感知線ＳＬ２３に対応する第１閾値の約２倍であってもよい。

また、マルチプレクサＭＰ＿２２が伝送線ＴＬ２２を介してＲＦ信号ＲＳを送信し、感知線ＳＬ２３の誘導信号ＳＳの電力強度が第２閾値より小さい時、それに反応して、コントローラ１３は、伝送線ＴＬ２２とＴＬ２３の間に漏洩が生じていないと判断することができる。マルチプレクサＭＰ＿２２が伝送線ＴＬ２２を介してＲＦ信号ＲＳを送信し、感知線ＳＬ２３の誘導信号ＳＳの電力強度が第２閾値より小さくない時、それに反応して、コントローラ１３は、伝送線ＴＬ２２とＴＬ２３の間に漏洩が生じたと判断することができる。同様にして、第２閾値および伝送線ＴＬ２３から感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３までの距離は、それぞれ重量関係を有する。

図７Ｃを参照すると、マルチプレクサＭＰ＿２２が伝送線ＴＬ２２を介してＲＦ信号ＲＳを送信した時、それに反応して、感知線ＳＬ２２の誘導信号ＳＳの電圧は、０．５ボルトより大きいはずであり、感知線ＳＬ２３は、距離が遠すぎるため、誘導信号ＳＳを生成できるはずがない。この時、感知線ＳＬ２３の誘導信号ＳＳの電圧が依然として０．４ボルトより大きい時、それに反応して、漏洩により感知線ＳＬ２３によって誘導された伝送線ＴＬ２３に電流の漏洩が存在する可能性がある。つまり、伝送線ＴＬ２２がＲＦ信号ＲＳを送信した時、それに反応して、別の伝送線ＴＬ２３に隣接する感知線ＳＬ２３を介して漏洩を判断する。

伝送線ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５上のＲＦ信号ＲＳは、上述した伝送線ＴＬ２２上のＲＦ信号ＲＳの説明を参照することができるため、ここでは詳しい説明を省略する。つまり、感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３の誘導信号ＳＳの異なる電力強度は、異なる伝送線ＴＬ２２、ＴＬ２３、ＴＬ２４、およびＴＬ２５上にＲＦ信号が存在することを反映する。また、感知線の数および構成は、図７Ｂおよび図７Ｃに示した実施形態に限定されない。そのため、より少ない感知線ＳＬ２２およびＳＬ２３によって、より多くの伝送線ＴＬ２２～ＴＬ２５が誘導される。

図８は、本発明の１つの実施形態に係る増幅器に対してエラー検出を行った時の概略図である。図８を参照すると、被試験素子１２は、増幅器ＡＭＰ（例えば、ＬＮＡ）である。増幅器ＡＭＰの出力ポート１２１は、伝送線ＴＬに接続され、伝送線ＴＬの線分の一部は、感知線ＳＬに対して実質的に平行である。増幅器ＡＭＰの出力ポートの誘導信号ＳＳの電力強度が第３閾値より小さい時、それに反応して、コントローラ１３は、増幅器ＡＭＰが故障状態にあると判断することができる。増幅器ＡＭＰの出力ポートの誘導信号ＳＳの電力強度が第３閾値より小さくない時、それに反応して、コントローラ１３は、増幅器ＡＭＰが正常な状態にあると判断することができる。第３閾値は、増幅器ＡＭＰのゲインに基づいて決定される。増幅器ＡＭＰの目的の１つは、入力信号のゲインを調整することであるため、増幅器ＡＭＰによって出力されたＲＦ信号ＲＳのカップリングによって生成される誘導信号ＳＳも、対応する電力強度を有していなければならない。

例えば、増幅器ＡＭＰは、理想上、信号電力を１０ｄＢ増幅することができ、誘導信号ＳＳとＲＦ信号ＲＳの間のカップリング比は、１／１０である。‐１０ｄＢｍの入力信号が増幅器ＡＭＰに入力された時、それに反応して、誘導信号ＳＳの電力は、‐１０ｄＢｍのはずである。誘導信号ＳＳの電力が‐１１ｄＢｍの時、それに反応して、増幅器ＡＭＰのゲインは、９ｄＢしかないため、理想の１０ｄＢより小さい。実際のゲインと理想のゲインの間の差は、増幅器ＡＭＰの非理想性によって生じる。この種の非理想性は、時間とともに変化するため、本実施形態は、無線周波数回路が現読み取り値に基づいて自己調整できるようにし、対応するゲイン補償および他の制御を提供する。

注意すべきこととして、異なる種類の被試験素子１２に対し、非試験素子１２の状態を判断する基準は、電力強度に限定されない。例えば、被試験素子１２がミキサーまたは周波数ドライバーであると仮定すると、誘導信号ＳＳの周波数を使用して判断が行われる。別の例において、被試験素子１２が位相器であると仮定すると、誘導信号ＳＳの位相を使用して判断が行われる。

以上のように、本発明の実施形態のエラー検出機能を有する無線周波数回路は、実質的に平行な感知線および被試験素子の出力ポートに接続された伝送線を感知領域に配置する。クロストークにより感知線によって生成された誘導信号を使用して、被試験素子の状態を判断する。このようにして、回路構造全体に大きな影響を与えずに、エラー検出機能を実現することができる。

本発明の実施形態のエラー検出機能を有する無線周波数回路は、機械を分解せずに、素子／信号エラー検出機能を有する無線周波数回路を実現することができる。

１０ 無線周波数回路
１１ ベースプレート
１２ 被試験素子
ＴＬ、ＴＬ１１～ＴＬ１Ｎ、ＴＬ２１～ＴＬ２５ 伝送線
ＳＬ、ＳＬ１１～ＳＬ１Ｎ、ＳＬ２１～ＳＬ２３ 感知線
１３ コントローラ
Ｓ１ 第１表面
１２１ 出力ポート
１２２ 第２素子
ＲＳ、ＲＳ１ ＲＦ信号
ＳＡ 感知領域
ＳＳ、ＳＳ１ 誘導信号
Ｌ１ 第１長さ
Ａ－Ａ 断面線
Ｓ２ 第２表面
１４Ａ、１４Ｂ コネクタ
１６Ａ、１６Ｂ センサ
１４１ 第１導電構造
１４２ 第２導電構造
ＶＤＤ システム電圧
１４１Ａ 第１導体リード
１４１Ｂ 第１導体板
ｅ１ 第１端
ｅ２ 第２端
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
１６１、ＡＭＰ 増幅器
１６２ アナログ－デジタル変換器
ＧＮＤ 接地
ＯＳ 出力信号
ＤＳ 判定信号
ＭＰ＿１１、ＭＰ＿１２、ＭＰ＿１３、ＭＰ＿１４、ＭＰ＿２１、ＭＰ＿２２、ＭＰ＿２３、ＭＰ＿２４、ＭＰ＿２５ マルチプレクサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 距離

Claims (14)

1. エラー検出機能を有する無線周波数回路であって、
   第１表面を有するベースプレートと、
   前記ベースプレート上に配置され、出力ポートを含み、ＲＦ信号を出力する被試験素子と、
   前記ベースプレートの前記第１表面に配置され、前記被試験素子の前記出力ポートに電気接続された伝送線と、
   前記ベースプレートの感知領域内において前記伝送線に対して実質的に平行であり、前記伝送線から第１長さで分離され、前記伝送線上に前記ＲＦ信号を誘導して誘導信号を生成するのに適した感知線と、
   前記ベースプレート上に配置され、前記感知線に電気接続されるとともに、前記誘導信号に基づいて前記被試験素子の状態を判断するよう構成されたコントローラと、
   を含む無線周波数回路。
2. 前記ベースプレート上に配置され、前記感知線に結合されるとともに、センサに接続するのに適したコネクタをさらに含み、
   前記コネクタが前記センサに接続された時、それに反応して、前記センサが、前記誘導信号に基づいて判定信号を生成するのに適しており、前記コントローラが、前記判定信号に基づいて前記被試験素子の前記状態を判断する請求項１に記載の無線周波数回路。
3. 前記コネクタが、
   前記感知線に電気接続された第１導電構造と、
   前記ベースプレート上の第１電圧源に電気接続され、第１電圧を受信する第２導電構造と、
   を含み、前記コネクタが前記センサに接続されていない時、それに反応して、前記第１導電構造および前記第２導電構造が、締め付け状態にあり、
   前記コネクタが前記センサに接続された時、それに反応して、前記第１導電構造および前記第２導電構造が、前記センサを締め付ける請求項２に記載の無線周波数回路。
4. 前記第１導電構造が、
   第１導体リードと、
   前記感知線に接続された第１端および第２端を有する第１導体板と、
   前記第１導体板の前記第１端および前記第１導体リードにそれぞれ電気接続されたコンデンサと、
   を含み、前記コネクタが前記センサに接続されていない時、それに反応して、前記第１導体リードおよび前記第２導電構造が、前記締め付け状態を形成する請求項３に記載の無線周波数回路。
5. 前記ベースプレート上に配置され、前記感知線および前記コントローラに電気接続されるとともに、前記誘導信号に基づいて判定信号を生成するよう構成されたセンサをさらに含み、前記コントローラが、前記判定信号に基づいて前記被試験素子の前記状態を判断する請求項１に記載の無線周波数回路。
6. 前記センサが、
   前記誘導信号を増幅して、出力信号を生成するよう構成された増幅器と、
   前記増幅器に結合され、前記増幅器によって出力された前記出力信号をデジタル形式の前記判定信号に変換するよう構成されたアナログ－デジタル変換器と、
   を含む請求項２または５に記載の無線周波数回路。
7. 前記第１長さが、前記伝送線の線幅の８分の１から前記伝送線の前記線幅までである請求項１に記載の無線周波数回路。
8. 前記誘導信号が生成されていない時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記被試験素子が故障状態にあると判断するよう構成され、
   前記誘導信号が生成された時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記被試験素子が正常な状態にあると判断するよう構成された請求項１に記載の無線周波数回路。
9. 前記被試験素子が、マルチプレクサであり、
   前記無線周波数回路が、さらに、前記ベースプレート上に配置された少なくとも１つの追加の伝送線および少なくとも１つの追加の感知線を含み、
   前記少なくとも１つの追加の感知線が、前記感知領域内において前記伝送線および前記少なくとも１つの追加の伝送線のうちの１つに対して実質的に平行であり、且つ第２長さで分離され、
   前記少なくとも１つの追加の線が、前記マルチプレクサの出力ポートに電気接続され、
   前記感知線および前記少なくとも１つの追加の伝送線が、前記伝送線および前記少なくとも１つの追加の感知線上に前記ＲＦ信号を誘導して、前記誘導信号を生成するのに適しており、
   前記コントローラが、さらに、前記誘導信号に基づいて前記マルチプレクサの状態を判断するよう構成された請求項１に記載の無線周波数回路。
10. 前記マルチプレクサの第１出力ポートが、前記伝送線および前記追加の伝送線の第１線を介して前記ＲＦ信号を送信し、
    前記第１線の前記誘導信号の電力強度が第１閾値よりも小さい時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記マルチプレクサが故障状態にあると判断するよう構成され、前記第１閾値および前記第１線からそれぞれ前記感知線および前記少なくとも１つの追加の感知線までの距離が、重量関係を有し、
    前記第１線の前記誘導信号の前記電力強度が前記第１閾値よりも小さくない時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記マルチプレクサが正常な状態にあると判断するよう構成された請求項９に記載の無線周波数回路。
11. 前記第１線が、前記感知領域内において前記マルチプレクサの第２出力ポートに接続された前記伝送線および前記少なくとも１つの追加の伝送線における第２線に対して実質的に平行であり、且つ第３長さで分離され、
    前記第２線の前記誘導信号の電力強度が第２閾値よりも小さい時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記第１線と前記第２線の間に漏洩が生じていないと判断するよう構成され、
    前記第２線の前記誘導信号の前記電力強度が前記第２閾値よりも小さくない時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記第１線と前記第２線の間に前記漏洩が生じたと判断するよう構成された請求項１０に記載の無線周波数回路。
12. 前記被試験素子が、マルチプレクサであり、
    前記出力ポートの前記誘導信号の電力強度が第３閾値よりも小さい時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、増幅器が故障状態にあると判断するよう構成され、前記第３閾値が、前記増幅器のゲインに基づいて判断され、
    前記出力ポートの前記誘導信号の前記電力強度が前記第３閾値よりも小さくない時、それに反応して、前記コントローラが、さらに、前記増幅器が正常な状態にあると判断するよう構成された請求項１に記載の無線周波数回路。
13. 前記ベースプレートが、さらに、前記第１表面に対向する第２表面を含み、前記感知線が、前記第２表面に配置された請求項１に記載の無線周波数回路。
14. 前記コントローラが、通信トランシーバに接続されるよう構成され、前記通信トランシーバが、前記コントローラが判断した故障状態または前記誘導信号を送信するよう構成された請求項１に記載の無線周波数回路。