JP3822169B2 - Ｖバンドｔｒモジュールにおけるミリ波出力調整のための方法及び装置 - Google Patents

Ｖバンドｔｒモジュールにおけるミリ波出力調整のための方法及び装置 Download PDF

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Description

【０００１】
本発明は、請求項１中の上位概念に示す形式のＶバンドＴＲモジュールにおけるミリ波出力調整の方法及び装置に関する。
【０００２】
特に移動通信機器における出力電力は可能な限りコンスタントであることが必要であって、それも、大量の個数で生産される構成部材及び機器の個々の特性によって左右されないことが必要である。５０ＫＨｚを下回る周波数の場合、調整可能な減衰部材はＰＩＮダイオードを備えたＭＭＩＣ又はＭＥＳＦＥＴスイッチとして具体化される。また、より低い周波数のための別の電力調整コンセプトも従来技術によって知られている。しかし、調整された出力電力を有するＶバンドＴＲモジュールは現在知られてない。また、ＭＭＩＣとしての６０ＧＨｚでの調整可能な減衰部材も現在市場で入手することはできない。
【０００３】
完成した機器の個々の調節は極めて高コストとなる。従って、相応の設計によって個々の調節を避けることが望ましい。同時に、必要とする付加的な構成部材は可能な限り少なくするべきである。というのは、こうした付加的な構成部品は一面では個々にばらつきを生じ、他面ではコスト増の要因となるからである。
【０００４】
フランス国オルセー・セデックス９１４０１、ユナイテッド・モノリシック・セミコンダクターズＳ．Ａ．Ｓ．より、型式名“ＣＨＳ２１９０ａ”で通信システム用の５０−６０ＧＨｚのＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ； 単極双投）−スイッチが市販されており、このスイッチは従来、送受信モジュール内の送受信切り替えスイッチとして使用されていた。本発明の課題は、このスイッチ又は同等のスイッチを使用して上述の特色を有する電力調整を可能にすることである。
【０００５】
このような課題を本発明は請求項１もしくは請求項２に示す特徴事項によって解決した。
【０００６】
調整可能な減衰部材としてのＳＰＤＴ−ＭＭＩＣの使用は所望の送信電力の設定並びにチップのばらつきの補償を可能にする。また、電力調整用の中核構成部材（調整部材）をなす。さらに、チップの二重機能により著しいコスト節減をもたらす。
【０００７】
第２のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣを電力検出器として使用することも二重機能によりコスト節減をもたらす。
【０００８】
要するに、すべてのＴＲモジュール用の電力調整がチップのばらつきの補償及び温度効果によってモジュール“歩留まり”の向上につながる。スイッチ、減衰部材及び電力検出器としてのＳＰＤＴ−ＭＭＩＣの多重利用によって前述の利点をもたらす。
【０００９】
本発明の詳細は請求項３以降及び図示の実施の形態について説明する、以下の記載に示す通りである。
【００１０】
知られたＭＭＩＣは、本発明の場合、ＳＰＤＴ（単極双投）型のショットキーダイオードスイッチとしてか又は別の供給電圧の選択により調整可能な減衰部材として使用することができる。図２及び図３にＳＰＤＴ−ＭＭＩＣのレイアウト並びに基本回路図が示されている。スイッチとしての使用の場合、ポートＩＮにおける入力電力がポートＯ１又はＯ２へ接続される。可変の減衰部材として使用する場合にはゲートＯ２が無反射で閉じられて、スイッチアームＩＮ−Ｏ２が通過方向で作動する。ゲートＩＮ及びＯ１の間において直流供給電圧を介して３．５ｄＢと２５ｄＢとの間の可変の減衰を行うことができる（図４及び図５参照）。
【００１１】
図４は外部接続回路及び直流給電を示している。作動形式は次の通りである：
【００１２】
スイッチ作動
スイッチアームＩＮ−Ｏ１がオン状態、スイッチアームＩＮ−Ｏ２はオフ状態である。
パッドＡ１、Ａ２： −２．５Ｖ
パッドＢ１、Ｂ２： １２ｍＡ
オフ状態： スイッチアーム阻止
オン状態： スイッチアーム通過
【００１３】
外部電圧供給は約２５０オームの直列抵抗を介して直列にパッドＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２へ行われる。
【００１４】
検出器作動
スイッチアームＩＮ−Ｏ１が検出器として作動、スイッチアームＩＮ−Ｏ２はオフ状態である。
パッドＡ１、Ａ２： ０Ｖ（パッドへ直列で１ｋオーム）
パッドＢ１、Ｂ２： １２ｍＡ
【００１５】
可変の減衰部材としての作動
スイッチアームＩＮ−Ｏ１はオン状態（ゲートＯ１が無反射で閉鎖）、スイッチアームＩＮ−Ｏ２は減衰作動である。
パッドＡ１、Ａ２： −２．５Ｖ
パッドＢ１、Ｂ２： ０−１２ｍＡ（直列抵抗２５０オームにより０−４Ｖに相当）
【００１６】
ＳＰＤＴ−ＭＭＩＣ上にはいずれのスイッチアームにも各２つのダイオード対４／５、６／７がＨＦ導線とアースとの間へ配置されている。ＳＰＤＴ−ＭＭＩＣが出力電力検出器として作動する際には一方のアームが阻止され（例えばＩＮ−Ｏ２）、他方のアームは０Ｖのバイアス電圧で通過側へ切り替えられる。オン状態のアームを通して流れるＨＦ出力電力は並列のダイオードにおいて整流される。パッドＡ１もしくはＡ２において測定可能な基準電圧は図６に示すように通過する電力の尺度である。電力測定のためにはパッドＡ２における基準電圧が利用される。ＳＰＤＴ−ＭＭＩＣにおける電力検出はレベル３ｄＢｍ＜Ｐ＜１０ｄＢｍにわたって可能である。
【００１７】
図５は制御電圧に関連した減衰態様を示している。この場合に次の値が該当する。
【００１８】
直流接続回路及び電圧供給
パッドＡ１、Ａ２： −２．５Ｖ
パッドＢ１、Ｂ２： 制御電圧が直列抵抗２５０オームを介して加えられる。
【００１９】
ＨＦコンフィギュレーション
５８ＧＨｚでのウエーハプローバにおける測定。
ゲートＩＮにおける入力電力、ゲートＯ２、ゲートＯ１における出力電力は１０ｄＢの減衰部材で閉じられている。
【００２０】
図６は検出器としてのＳＰＤＴ−ＭＭＩＣの使用例を示している。線図中には、検出器電圧が、測定された出力電力に関連して示されている。
【００２１】
直流接続回路及び電圧供給
パッドＡ１、Ａ２： １ｋオームの直列抵抗を介して０Ｖ供給
制御電圧
パッドＢ１、Ｂ２： １２ｍＡ
【００２２】
ＨＦコンフィギュレーション
５８ＧＨｚでのウエーハプローバにおける測定。
ゲートＯ１における入力電力、ゲートＩＮ、ゲートＯ２における出力電力は１０ｄＢの減衰部材で閉じられている。
【００２３】
以上に述べた部材を用いることによって、図１の構成図にまとめられているように、本発明による送受信モジュール用の送信電力調整が開発された。受信の場合では両方のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣがスイッチとして用いられる。ＬＯ電力（Ｐｉｎ＿ＬＯ）及び受信電力（Ｐｉｎ＿ＲＸ）はミクサーへ接続される。送信の場合ではＳＰＤＴ−ＭＭＩＣ１が調整可能な減衰部材として、またＳＰＤＴ−ＭＭＩＣ２が電力検出器としてそれぞれ機能する。電力調整回路はアナログ式の電子装置を介して閉じられる。電子装置における目標値を介して所望の出力レベルが設定される。図７は周波数分析器において測定された出力電力が調整されない場合（最大供給可能電力）と、調整された場合（Ｐｏｕｔ＝５ｄＢｍ＝ｃｏｎｓｔ）との両方について示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による送信電力調整の構成図。
【図２】 従来例のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣのレイアウト及び送受信路を示す平面図。
【図３】 図２のＭＭＩＣの基本回路図。
【図４】 外部接続回路及び直流供給を示す図。
【図５】 制御電圧に関連した減衰態様を示す線図。
【図６】 検出器としてのＳＰＤＴ−ＭＭＩＣの使用例を示す線図
【図７】 最大可能かつ調整された送信電力の例を示す線図。

Claims (4)

  1. ５０ＧＨｚ及びそれ以上の範囲の周波数でのＶバンドＴＲモジュールにおけるミリ波出力調整のための方法であって、送信並びに受信路を２つのＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ； 単極双投）−ＭＭＩＣスイッチを介して分離する形式のものにおいて、送信の場合、第１のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣスイッチを調整可能な減衰部材として、かつ第２のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣスイッチを出力電力用の検出器として用い、電子装置を介して所定のレベルへの出力電力の調整を行うことを特徴とする、ミリ波出力調整の方法。
  2. ５０ＧＨｚ及びそれ以上の範囲の周波数でのＶバンドＴＲモジュールにおけるミリ波出力調整のための装置であって、送信並びに受信路の分離用の２つのＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ； 単極双投）−ＭＭＩＣスイッチを備えている形式のものにおいて、送信の場合、第１のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣスイッチが調整可能な減衰部材として、かつ第２のＳＰＤＴ−ＭＭＩＣスイッチが出力電力用の検出器として用いられており、出力電力の調整を行うために電子装置が設けられていることを特徴とする、ミリ波出力調整のための装置。
  3. ２つのスイッチアームを有するＳＰＤＴ−ＭＭＩＣにおいて、切り替え作動の場合にポートＩＮにおける入力電力が選択的にポートＯ１又はポートＯ２へ接続可能であり、調整可能な減衰部材としての作動の場合にゲートＯ２が無反射で閉鎖されていて、ゲートＩＮ及びＯ１相互間で供給電圧を介して可変の減衰が設定可能であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  4. ２つのスイッチアームを有するＳＰＤＴ−ＭＭＩＣにおいて、各スイッチアームには各２つの並列のダイオード対がＨＦ導線とアースとの間に配置されており、電力検出器としての作動の場合、一方のアームが阻止され、他方の第２のアームが０Ｖのバイアスで通過路へ接続されており、第２のアームを介して流れるＨＦ電力が前記ダイオードにおいて整流され、測定可能な基準電圧が通過する電力の尺度として役立てられることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
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