JP5318899B2 - 電子デバイスにおける無線周波数伝送を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本明細書に記載されている発明は、概して、電子デバイスにおける電力増幅器から発出された、伝送無線周波数(RF)信号の伝送の出力を制御および調整し、調波のレベルを低減させるためのシステムおよび方法に関する。
現在の無線ハンドヘルドモバイル通信デバイスは、モバイルユーザが彼らの机から離れている間に、モバイルユーザが情報および通信(例えば、eメール、企業データ、およびスケジュール管理情報)に接することを可能にする様々な機能を実行する。そのようなデバイスはしばしば、無線伝送を用いてその他のデバイスと通信する。そのような伝送は、内部増幅器によって生成され、デバイス上の1つ以上のアンテナを介して伝送される。一般的な要件として、特定の権限が、無線デバイスの伝送局面を規制している。米国連邦通信委員会(FCC)は、米国で販売されているデバイスに対し、そのような伝送の電気的特性を規制している。一連のFCC規則は、そのような伝送によって生成された調波の振幅に対する制限を課している。通信デバイスにおける既存の伝送回路は、基本周波数の近くで大きな信号調波を生成する傾向がある。これらの調波は、FCC規則にしたがわないものであり得る、追加的な無線周波数ノイズを生成し得る。通常、電力増幅器からの無線周波数ノイズの主な原因は、3つ存在する:電力増幅器の出力信号に存在する信号調波;電力増幅器の出力とそれに関連する出力回路との間の、電力および/またはインピーダンスのミスマッチが原因で生成される、調波および/またはノイズ;および電力増幅器を電源(例えば、リチウムイオンバッテリーのような、バッテリー)に接続している印刷回路基板(PCB)上の回路トレースを介して入力電力回路から漏洩する信号であって、(例えば、バッテリーの場合には)バッテリーを介してデバイスから放出する信号から生成される、無線周波数伝送。
第1の局面において、無線通信デバイスのための無線周波数伝送回路における電力増幅器からの出力信号の調波を低減させるための電子回路が、提供され得る。電子回路は:印刷回路基板(PCB);通信デバイスのための出力信号を生成するための電力増幅器;出力信号のための電力増幅器の出力端子に接続されたPCB上に実装された回路、を含み得る。回路は、第1のフィルタリングステージ、遅延要素、および調波フィルタを含み得る。回路において、遅延要素は、調波フィルタと出力端子との間に配置され得、遅延要素は、少なくとも1つの0オームに評価されるコンポーネントを介して、出力信号に時間遅延を提供し得る。また、調波フィルタは、出力信号の1次の調波を減衰させる周波数カットオフポイントを有しているローパスフィルタであり得る。
無線通信デバイスのために無線周波数伝送回路における電力増幅器からの出力信号の調波を低減させるための電子回路であって、
該通信デバイスのために出力信号を生成するための電力増幅器と、
該出力信号のために該電力増幅器の出力端子に接続された回路であって、該回路は、第1のフィルタリングステージ、遅延要素、および調波フィルタを含んでいる、回路と
を備えており、
該遅延要素は、該調波フィルタと該出力端子との間に配置されており、該遅延要素は、該出力信号にタイミング遅延を提供し、
該調波フィルタは、該出力信号の1次の調波を減衰させる周波数カットオフポイントを有しているローパスフィルタである、電子回路。
上記遅延要素は、0オームのコンポーネントである、項目1に記載の電子回路。
上記遅延要素は、上記回路におけるフィルタ要素のコンポーネントに置き換わる、項目2に記載の電子回路。
上記調波フィルタは、上記遅延要素が置き換わった上記フィルタ要素を実装する、項目3に記載の電子回路。
上記フィルタリングステージは、ノッチフィルタを含んでおり、約5GHzの周波数帯域の信号を減衰させる、項目2〜項目4のいずれか一項に記載の電子回路。
上記フィルタリングステージは、ローパスフィルタをさらに含んでおり、約5GHzの周波数帯域以上の信号を減衰させる、項目5に記載の電子回路。
上記遅延要素は、上記フィルタ要素のコンポーネントの代わりにインダクタを利用することにより、上記回路におけるフィルタ要素に置き換わる、項目1に記載の電子回路。
上記回路は、印刷回路基板「PCB」上に実装されており、上記遅延要素は、該PCBにおいて代替的なトラックを含んでおり、該代替的なトラックは、少なくとも1つの0オームのコンポーネントの挿入によって、該回路に選択的に接続され、該トラックと該回路との間の電気的な接続を完成させる、項目1に記載の電子回路。
上記回路は、印刷回路基板「PCB」上に実装されており、該回路は、キャパシタをさらに含んでおり、上記電力増幅器を該増幅器のためのバッテリーに接続している電力接続回路のPCB内のトラックにおいて、該電力増幅器からの信号の伝送を低減させる、項目1に記載の電子回路。
上記キャパシタの組は、ハイフィルタチョークと上記電力増幅器との間の上記電力接続回路に配置されている、項目9に記載の電子回路。
上記キャパシタの組は、ローパスフィルタを提供し、2GHzの周波数帯域以上の信号を減衰させる、項目10に記載の電子回路。
上記キャパシタの第2の組は、上記ハイフィルタチョークとバッテリーとの間の上記電力接続回路に配置されている、項目10または項目11に記載の電子回路。
上記キャパシタの第2の組は、ローパスフィルタを提供し、2GHzの周波数帯域以上の信号を減衰させる、項目12に記載の電子回路。
上記回路上の入力ポイントは、上記電力増幅器の出力の電力およびインピーダンスの特性に適応するように、同調される、項目9〜項目13のいずれか一項に記載の電子回路。
上記回路は、印刷回路基板「PCB」上に実装されており、上記遅延要素は、該PCBにおけるトラックであり、該トラックは、十分な長さを有しており、該長さをトラバースする信号に、上記タイミング遅延を提供するために、伝播遅延を提供する、項目1に記載の電子回路。
無線通信デバイスのために、無線周波数伝送回路における電力増幅器からの出力信号の調波を低減させるための方法であって、
該出力信号に対して第1のフィルタリングステージを提供することと、
該第1のフィルタリングステージの後に、該出力信号に対して調波フィルタを提供することと、
該調波フィルタの後に、該出力信号に対して出力ステージを提供することと、
該調波フィルタの前に、該出力信号に対して専用の遅延要素を提供し、該出力信号に対して時間遅延を与えることによって、該出力信号の調波を低減させることと
を包含し、
該調波フィルタは、該出力信号の1次の調波を減衰させる周波数カットオフポイントを有しているローパスフィルタである、方法。
上記遅延要素は、0オームのコンポーネントである、項目16に記載の方法。
上記遅延要素は、上記回路におけるフィルタ要素のコンポーネントに置き換わる、項目17に記載の方法。
上記電力増幅器を該増幅器のためのバッテリーに接続している電力接続回路において、該電力増幅器からの信号の伝送をフィルタリングすることをさらに含んでいる、項目18に記載の方法。
項目1〜項目15のいずれか一項に記載の無線通信デバイスのための無線周波数伝送回路において、電力増幅器からの出力信号の調波を低減させるための電子回路を有している、無線通信デバイス。
本発明は、出力信号における調波を減衰させるためのシステムおよび方法に関する。このシステムにおいて、無線通信デバイスのために、伝送回路における電力増幅器からの出力信号の調波を低減させるための電子回路が、提供される。この回路は:印刷回路基板(PCB);出力信号を生成するための電力増幅器;および出力信号のための電力増幅器の出力端子に接続されているPCB上に実装された回路、を含んでいる。この回路は、第1のフィルタリングステージ;遅延要素;および調波フィルタ、を含んでいる。遅延要素は、調波フィルタと出力端子との間に配置されており、遅延要素は、少なくとも1つの0オームと評価されるコンポーネントを介して、出力信号にタイミング遅延を提供する。また、調波フィルタは、出力信号の1次の調波を減衰させる周波数カットオフポイントを有しているローパスフィルタである。
概して、実施形態は、無線デバイスのRF伝送モジュールの出力を制御するためのシステムおよび方法を提供する。特にRF伝送は、それらの基本周波数の近くの出力信号の調波が減衰されるように制御される。実施形態は、RF伝送の出力回路において遅延要素を利用し、RF伝送のための出力信号に対し、それがデバイスのアンテナに提供される前に、タイミング遅延を導入する。以下で分かるように、この遅延は、出力信号の振幅を維持しながらも、出力信号に時間遅延を導入し、これは、出力信号の基本周波数に関連する調波を減衰させる効果を有している。
Data)システム、および時分割多重アクセス(TDMA;Time Division Multiple Access)システムを用いることにより、無線電話コールを行うように動作可能である。その他の無線電話システムは、Bluetooth(登録商標)および音声をサポートする802.11無線ブロードバンドの多くの形式(例えば、802.11a、802.11b、802.11g等)を含み得る。デバイス10は、クワッドバンド(quad−band)互換性のデバイスであり、800MHz、900MHz、1800MHz、および1900MHzの周波数のブロードキャスト帯域のうちの任意の1つ以上で動作するネットワークとの無線通信能力を提供する。その他の実施形態は、ボイスオーバーIP(VoIP;Voice over IP)タイプのストリーミングデータ通信を含み、これは、回線交換電話コールをシミュレートし得る。イヤーバッド26は、電話コールおよびその他のサウンドメッセージを聴くために用いられ得、マイクロフォン28は、デバイス10に話しかけたり、サウンドメッセージを入力したりするために用いられ得る。
232 デジタル信号プロセッサ(DSP)
236 電源
300 電力増幅器
302 フィルタ要素
304 遅延要素
306 調波フィルタ
308 アンテナマッチングモジュール
310 無線送受信器
402、410、416、418、428、430 キャパシタ
404、414 レジスタ
406 ノッチフィルタ
408、420、426 インダクタ
412、424 ローパスフィルタ
422 スイッチコネクタ
430 アンテナコネクタ
Claims (13)
- 無線通信デバイスの電力増幅器からの無線周波数信号の漏出を低減するための電子回路であって、
前記電力増幅器は、バッテリーにより給電され、
前記回路は、
印刷回路基板(PCB)であって、前記PCBの上に前記電力増幅器が搭載されている、PCBと、
前記PCB内の第1の電気トラックであって、前記電力増幅器の高帯域電力入力端子に接続する第1の電気トラックと、
前記第1の電気トラックおよび前記PCB内の接地基準に接続された第1のキャパシタであって、前記第1のキャパシタは、前記第1の電気トラックにおいて前記高帯域入力端子からの無線周波数信号の伝送を低減する、第1のキャパシタと
を備える、電子回路。 - 前記第1の電気トラックおよび前記第1のキャパシタに接続する第1の接続と、前記バッテリーに接続する第2の接続とを有する第1のハイフィルタチョークをさらに備える、請求項1に記載の電子回路。
- 前記第1のキャパシタは、2GHzの周波数帯域以上の信号を減衰させるローパスフィルタを提供する、請求項1または請求項2に記載の電子回路。
- 前記第1のキャパシタは、0.01μFまたは1000pfのキャパシタンスを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子回路。
- 前記高帯域電力入力端子と第1のハイフィルタチョークとの間において前記第1の電気トラックに接続され、前記接地基準に接続された第2のキャパシタをさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子回路。
- 第1のハイフィルタチョークおよび前記バッテリーに接続された第1の接続と、前記接地基準に接続された第2の接続とを有する第3のキャパシタをさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子回路。
- 前記第3のキャパシタは、2GHzの周波数帯域以上の信号を減衰させるローパスフィルタを提供する、請求項6に記載の電子回路。
- 前記PCB内の第2の電気トラックであって、前記電力増幅器の低帯域電力入力端子に接続する第2の電気トラックと、
前記第2の電気トラックおよび前記PCB内の接地基準に接続された第4のキャパシタと
をさらに備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子回路。 - 前記第4のキャパシタは、0.01μFまたは33pfのキャパシタンスを有する、請求項8に記載の電子回路。
- 前記第2の電気トラックおよび前記PCB内の前記接地基準に接続された第5のキャパシタをさらに備える、請求項8または請求項9に記載の電子回路。
- 前記第2の電気トラックおよび前記第2のキャパシタに接続する第1の接続と、前記バッテリーに接続する第2の接続とを有する第2のハイフィルタチョークをさらに備える、請求項8〜10のいずれか1項に記載の電子回路。
- 前記電力増幅器の出力端子に接続されたフィルタリングステージと、
前記出力信号の1次の調波を減衰させる周波数カットオフポイントを有するローパスフィルタを提供する調波フィルタと、
前記フィルタリングステージと前記調波フィルタとの間に配置された0オームコンポーネントであって、前記電力増幅器からの出力信号を遅延させる0オームコンポーネントと
をさらに備える、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子回路。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子回路を備える通信デバイス。
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