JP5341926B2 - 高周波スイッチング回路、および高周波信号の電力を判定するための方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、概して、高周波スイッチング回路の分野に関する。
本発明に係る実施形態は、高周波スイッチング素子を備える高周波スイッチング回路を提供する。高周波スイッチング素子は、第1のチャネル端子および第2のチャネル端子を有し、高周波スイッチング素子は、高周波信号を、第1のチャネル端子と第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して切替可能に経路付けるように構成されている。高周波スイッチング回路はさらに、電力検出回路を備えている。電力検出回路は、第1のチャネル端子から第1の測定信号を得ると共に第2のチャネル端子から第2の測定信号を得て、第1の測定信号と第2の測定信号とを組み合わせて、これら第1の測定信号および第2の測定信号の両方に基づいて、高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の電力値を示す電力信号を導き出すように構成されている。
以下に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。
本発明の実施形態を、以下に、添付の図面を参照しながら詳細に説明する前に、次の点を指摘する。すなわち、図面では、同一または機能的に等しい部材は、同一の参照番号を付して記載されており、これらの部材については繰り返して説明しない。従って、部材の説明は、様々な実施形態において相互に交換可能、および/または、適用可能な部材に、同一の参照番号を提供する。
Claims (23)
- 第1のチャネル端子および第2のチャネル端子を有する高周波スイッチング素子と、電力検出回路とを備える高周波スイッチング回路であって、
上記高周波スイッチング素子は、高周波信号を、上記第1のチャネル端子と上記第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して、切替可能に経路付けるように構成されており、
上記電力検出回路は、上記第1のチャネル端子から信号を第1の測定信号として受信すると共に、上記第2のチャネル端子から信号を第2の測定信号として受信し、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを直接乗算することによって上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを組み合わせて、上記第1の測定信号および上記第2の測定信号に基づいて、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の電力値を示す電力信号を導き出すように構成されている、高周波スイッチング回路。 - 上記高周波スイッチング素子の上記チャネル経路は電気抵抗を含み、上記第1の測定信号は、上記第2の測定信号と、ある電圧差だけ異なり、上記電圧差の値は、上記チャネル経路の上記電気抵抗の値に関連する、請求項1に記載の高周波スイッチング回路。
- 上記電圧差は、上記高周波信号の電流を示し、上記第2の測定信号は、上記高周波信号の電圧を示し、上記電力検出回路は、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との間の上記電圧差、および、上記第2の測定信号に基づいて、上記電力信号を得るように構成されている、請求項2に記載の高周波スイッチング回路。
- 上記電力信号は、上記高周波信号の有効電力を示すDC部分を含む、請求項3に記載の高周波スイッチング回路。
- 上記電力検出回路は、差動増幅器と第1のミキサーとを備え、
上記差動増幅器の第1の入力部は、上記第1の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子に結合されており、
上記差動増幅器の第2の入力部は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記差動増幅器は、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との間の差に基づいて、増幅器出力信号を供給するように構成されており、
上記第1のミキサーの第1の端子は、上記増幅器出力信号を受信するために、上記差動増幅器の出力部に結合されており、
上記第1のミキサーの第2の端子は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーは、上記増幅器出力信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記増幅器出力信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号のための有効電力の一測定値である、請求項1に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記電力検出回路は、第1のミキサーを備え、
上記第1のミキサーの第1の端子は、上記第1の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーの第2の端子は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーは、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の有効電力のための一測定値である、請求項1に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記電力検出回路は、第1のローパスフィルタをさらに備え、
上記第1のローパスフィルタの入力部は、上記第1のミキサー出力信号を受信するために、上記第1のミキサーに結合されており、
上記第1のローパスフィルタは、上記第1のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、上記第1のミキサー出力信号のDC部分を含む第1のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、上記DC部分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の有効電力値を示す、請求項6に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記電力検出回路は、位相シフタ、第2のミキサー、および第2のローパスフィルタをさらに備え、
上記位相シフタは、上記第1の測定信号を受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を供給するように構成されており、
上記第2のミキサーは、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を受信すると共に上記第2の測定信号を受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第2のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の無効電力のための一測定値であり、
上記第2のローパスフィルタは、上記第2のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、上記第2のミキサー出力信号のDC部分を含む第2のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、上記DC部分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の無効電力値を示す、請求項7に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子は、上記第1の測定信号のDC部分を抑制するために、第1の結合キャパシタを介して、上記第1のミキサーおよび上記位相シフタに結合されており、
上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子は、上記第2の測定信号のDC部分を抑制するために、第2の結合キャパシタを介して、上記第1のミキサーおよび上記第2のミキサーに結合されている、請求項8に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記高周波スイッチング素子は、高周波スイッチングトランジスタを含み、
上記高周波スイッチングトランジスタの第1のトランジスタチャネル端子は、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子を構成し、上記高周波スイッチングトランジスタの第2のトランジスタチャネル端子は、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子を構成し、
上記高周波スイッチング素子のチャネル経路は、上記高周波スイッチングトランジスタのトランジスタチャネル経路を介して延びている、請求項1に記載の高周波スイッチング回路。 - 上記高周波スイッチング素子は、直列接続された複数の高周波スイッチングトランジスタを含み、
上記複数の高周波スイッチングトランジスタのうちの最初のインライン高周波スイッチングトランジスタの第1のトランジスタチャネル端子は、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子を構成し、
上記複数の高周波スイッチングトランジスタのうちの最後のインライン高周波スイッチ
ングトランジスタの第2のトランジスタチャネル端子は、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子を構成し、
上記高周波スイッチング素子のチャネル経路は、直列接続された上記複数の高周波スイッチングトランジスタのチャネル経路を介して延びている、請求項1に記載の高周波スイッチング回路。 - 高周波信号出力部および高周波信号入力部を有するトランシーバと、
高周波信号入力部、および、上記トランシーバの上記高周波信号入力部に結合された高周波信号出力部を有する低雑音増幅器と、
上記トランシーバの高周波信号出力部に結合された高周波信号入力部、および、高周波出力部を有する電力増幅器と、
請求項1に記載の高周波スイッチング回路とを備える、通信装置であって、
上記高周波スイッチング回路は、上記通信装置の負荷インピーダンス端子から送信されてくる高周波信号を、上記低雑音増幅器の上記高周波信号入力部に切替可能に経路付けるか、または、上記電力増幅器からの高周波信号を、上記通信装置の負荷インピーダンス端子に切替可能に経路付けるように構成されており、
上記電力検出回路は、上記高周波信号の電力値を示す電力信号を、上記第1の測定信号および上記第2の測定信号に基づいて導き出すように構成されている、高周波スイッチング回路とを備える、通信装置。 - 上記電力検出回路は、上記電力信号を、上記トランシーバの制御入力部に供給するように構成されている、請求項12に記載の通信装置。
- 上記高周波スイッチング回路は、第1のミキサーおよび第1のローパスフィルタを備え、
上記第1のミキサーの第1の端子は、上記第1の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング回路の高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーの第2の端子は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング回路の高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーは、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波信号の有効電力のための一測定値であり、
上記第1のローパスフィルタは、上記第1のミキサー出力信号を受信して、上記第1のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、上記第1のミキサー出力信号のDC部分を含む第1のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、上記DC部分は、上記高周波信号の有効電力値を示す、請求項12に記載の通信装置。 - 上記電力検出回路は、位相シフタ、第2のミキサー、および第2のローパスフィルタをさらに備え、
上記位相シフタは、上記第1の測定信号を受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を供給するように構成されており、
上記第2のミキサーは、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を受信すると共に上記第2の測定信号を受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第2のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波信号の無効電力のための一測定値であり、
上記第2のローパスフィルタは、上記第2のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、上記第2のミキサー出力信号のDC部分を含む第2のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、上記DC部分は、上記高周波信号の無効電力値を示す、請求項14に記載の通信装置。 - 第1の制御論理回路および適応マッチングネットワークをさらに備え、
上記適応マッチングネットワークは、上記高周波スイッチング回路の負荷インピーダンス端子に、第1の適応マッチングネットワーク端子を介して、結合されており、
上記第1の制御論理回路は、上記負荷インピーダンス端子において、上記高周波スイッチング回路に存在するインピーダンスの実数インピーダンス値および虚数インピーダンス値を、上記第1のローパスフィルタ出力信号および上記第2のローパスフィルタ出力信号の両方に基づいて得ると共に、上記高周波スイッチング回路に存在するインピーダンスの上記実数インピーダンス値および上記虚数インピーダンス値を、上記適応マッチングネットワークを用いて適応させ、上記高周波スイッチング回路に存在するインピーダンスが、上記負荷インピーダンス端子において、上記トランシーバの出力インピーダンスに整合されるように構成されている、請求項15に記載の通信装置。 - 自己較正ユニットをさらに備え、
上記自己較正ユニットは、較正ネットワークおよび第2の制御論理回路を含み、
上記較正ネットワークは、上記適応マッチングネットワークの第2の適応マッチングネットワーク端子に結合されており、
上記第2の制御論理回路は、上記第1の制御論理回路から受信された制御信号に基づいて、上記適応マッチングネットワークの第2の適応マッチングネットワーク端子を、上記通信装置のアンテナ端子、または、上記較正ネットワークの少なくとも1つの第1の較正インピーダンスに、切替可能に結合するように構成されており、
上記第1の制御論理回路は、上記適応マッチングネットワークを用いることによって、上記高周波スイッチング回路の負荷インピーダンス端子に存在するインピーダンスを、上記トランシーバの出力インピーダンスに整合させるように構成されており、この整合は、上記第2の制御論理回路を用いて、上記適応マッチングネットワークの第2の適応マッチングネットワーク端子を上記較正ネットワークの較正インピーダンスに切替えることによって得られた参照インピーダンス値に基づいている、請求項16に記載の通信装置。 - 上記較正ネットワークは、第2の較正インピーダンスおよび第3の較正インピーダンスをさらに備え、
上記第1の較正インピーダンスは、抵抗器として形成されており、
上記第2の較正インピーダンスは、抵抗器とキャパシタとの直列接続として形成されており、
上記第3の較正インピーダンスは、抵抗器とインダクタとの直列接続として形成されており、
上記第2の制御論理回路は、上記適応マッチングネットワークの第2の適応マッチングネットワーク端子を、上記通信装置のアンテナ端子、または、第1の較正インピーダンス、または、上記第2の較正インピーダンス、または、上記第3の較正インピーダンスに切替可能に結合して、較正インピーダンスの異なる3つの値を提供するように構成されている、請求項17に記載の通信装置。 - 第1のトランジスタチャネル端子および第2のトランジスタチャネル端子を有する高周波スイッチングトランジスタと、
第1のミキサー、第2のミキサー、第1のローパスフィルタ、第2のローパスフィルタ、および位相シフタを備える電力検出回路とを含む高周波スイッチング回路であって、
上記高周波スイッチングトランジスタは、高周波信号を、上記第1のトランジスタチャネル端子と上記第2のトランジスタチャネル端子との間のチャネル経路を介して切替可能に経路付けるように構成されており、
上記第1のミキサーは、上記第1のトランジスタチャネル端子から第1の測定信号を受
信すると共に、上記第2のトランジスタチャネル端子から第2の測定信号を受信し、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波信号の有効電力のための一測定値であり、
上記第1のローパスフィルタは、上記第1のミキサー出力信号を受信して、上記第1のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、第1のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、上記第1のローパスフィルタ出力信号は、上記高周波信号の有効電力値を示すDC部分を含み、
上記位相シフタは、上記第1の測定信号を受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を供給するように構成されており、
上記第2のミキサーは、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号とを受信して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第2のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波信号の無効電力のための一測定値であり、
上記第2のミキサー出力信号は、上記高周波信号の無効電力を示し、
上記第2のローパスフィルタは、上記第2のミキサー出力信号を受信し、上記第2のミキサー出力信号の高周波部分を濾過して取り除き、第2のローパスフィルタ出力信号を供給するように構成されており、
上記第2のローパスフィルタ出力信号は、上記高周波信号の無効電力値を示すDC部分を含む、高周波スイッチング回路。 - 高周波信号の電力を判定するための方法であって、
高周波信号を、高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子と第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して経路付けるステップと、
上記第1のチャネル端子から信号を第1の測定信号として受信すると共に、上記第2のチャネル端子から信号を第2の測定信号として受信するステップと、
上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを直接乗算することによって上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを組み合わせて、上記第1の測定信号および上記第2の測定信号の両方に基づいて、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた上記高周波信号の電力値を示す電力信号を導き出すステップとを含む、方法。 - 高周波信号の電力を判定するための方法であって、
高周波信号を、高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子と第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して経路付けるステップと、
上記第1のチャネル端子から第1の測定信号を得ると共に、上記第2のチャネル端子から第2の測定信号を得るステップと、
上記第1の測定信号を位相シフトして、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号を導き出すステップと、
上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を導き出すステップであって、上記積の成分は、上記高周波信号の有効電力のための一測定値であるステップと、
上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号の位相シフトされた信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第2のミキサー出力信号を導き出すステップであって、上記積の成分は、上記高周波信号の無効電力のための一測定値であるステップと、
上記第1のミキサー出力信号をローパスフィルタ処理し、上記第1のミキサー出力信号の高周波部分を除去し、上記高周波信号の有効電力値を示すDC部分を含む第1のローパスフィルタ出力信号を供給するステップと、
上記第2のミキサー出力信号をローパスフィルタ処理し、上記第2のミキサー出力信号
の高周波部分を除去し、上記高周波信号の無効電力値を示すDC部分を含む第2のローパスフィルタ出力信号を供給するステップとを含む、方法。 - 第1のチャネル端子および第2のチャネル端子を有する高周波スイッチング素子と、電力検出回路とを備える高周波スイッチング回路であって、
上記高周波スイッチング素子は、高周波信号を、上記第1のチャネル端子と上記第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して、切替可能に経路付けるように構成されており、
上記電力検出回路は、上記第1のチャネル端子から第1の測定信号を得ると共に、上記第2のチャネル端子から第2の測定信号を得て、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを組み合わせて、上記第1の測定信号および上記第2の測定信号に基づいて、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の電力値を示す電力信号を導き出すように構成され、
上記電力検出回路は、差動増幅器と第1のミキサーとを備え、
上記差動増幅器の第1の入力部は、上記第1の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子に結合されており、
上記差動増幅器の第2の入力部は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記差動増幅器は、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との間の差に基づいて、増幅器出力信号を供給するように構成されており、
上記第1のミキサーの第1の端子は、上記増幅器出力信号を受信するために、上記差動増幅器の出力部に結合されており、
上記第1のミキサーの第2の端子は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーは、上記増幅器出力信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記増幅器出力信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号のための有効電力の一測定値である、高周波スイッチング回路。 - 第1のチャネル端子および第2のチャネル端子を有する高周波スイッチング素子と、電力検出回路とを備える高周波スイッチング回路であって、
上記高周波スイッチング素子は、高周波信号を、上記第1のチャネル端子と上記第2のチャネル端子との間のチャネル経路を介して、切替可能に経路付けるように構成されており、
上記電力検出回路は、上記第1のチャネル端子から第1の測定信号を得ると共に、上記第2のチャネル端子から第2の測定信号を得て、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを組み合わせて、上記第1の測定信号および上記第2の測定信号に基づいて、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の電力値を示す電力信号を導き出すように構成され、
上記電力検出回路は、第1のミキサーを備え、
上記第1のミキサーの第1の端子は、上記第1の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第1のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーの第2の端子は、上記第2の測定信号を受信するために、上記高周波スイッチング素子の第2のチャネル端子に結合されており、
上記第1のミキサーは、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号とを混合して、上記第1の測定信号と上記第2の測定信号との積の成分を含む第1のミキサー出力信号を供給するように構成されており、上記積の成分は、上記高周波スイッチング素子のチャネル経路を介して経路付けられた高周波信号の有効電力のための一測定値である、高周波スイッチング回路。
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