JP6214673B2 - 送受切換え器および共存している無線通信システムのための受動リーク消去回路網 - Google Patents
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Description
本出願は、2012年12月11日に、代理人事件整理番号028080−0818、「全二重無線送受信機のためのフロントエンド・モジュール」という名称で出願された米国仮特許出願61/735,783に基づき、優先権を主張する。本出願は、また、2013年3月25日に、代理人事件整理番号028080−0877、「全二重無線送受信機のためのフロントエンド・モジュール」という名称で出願された米国仮特許出願61/805,078に基づき、優先権を主張する。各々のこれらの出願のすべての内容は、本願明細書に引用したものとする。
本発明は、海軍研究事務所(ONR)によって授与された助成番号N0014−12−V−0130、および米国国防総省高等研究計画局(DARPA)によって授与された助成番号HR0011−12−C−0094の下で政府の支援によって作成された。政府は、本発明について一定の権利を有する。
発明の技術分野
この開示は、送信および受信を同時に行う無線通信システム、ならびにそのようなシステムにおいて、受信される信号への送信される信号のリークに関する。
無線通信システムにおいて、無線受信機(RX)は、無線送信機(TX)が異なる信号を同時に送信しうる間、信号を受信できる。無線送信機(TX)は、配列される(collocated)か、共用の場所(co−site)にあるか、あるいは近接した場所にあってもよい。たとえば、周波数分割双方向(frequency division duplex)(FDD)無線通信システムにおいて、同じ無線通信のTXとRXとは、2つの異なる周波数帯であるTX用のftxと、RX用のfrxとにおいて、それぞれ同時に動作できる。他の例は、たとえば同時に動作しうるワイ・ファイ(Wi−Fi)無線通信機およびセル無線通信機(cellular radio)などの複数無線通信機を備えるスマートフォンである。これは、結果的に、他の無線通信機のTXが他の周波数帯fINTで信号を送っている間に、一の無線通信機のRXが一の周波数帯frxで信号を受けうることになる。
受動消去回路網は、送信機から無線で送信される送信信号を受動的に受信する構成を備える送信入力と、前記受動消去回路網によって処理した後、受動的に前記送信信号を伝送する構成を備える送信出力と、前記送信信号からの望ましくないリークを含む受信信号を受動的に受信する構成を備える受信入力と、前記受動消去回路網によって処理した後、受動的に前記受信信号を伝送する構成を備える受信出力と、前記受信信号における前記送信信号からの前記望ましくないリークの少なくとも一部をフィードフォワード法で受動的に消去する受動フィードフォワード消去回路と、を有する。
図面は、実施形態を反映したものである。それらが、全ての実施形態を例示するというわけではない。他の実施態様が、追加的に、または代わりに使用されうる。明らかな、または不必要な詳細は、スペースの節約またはより有効な説明のために省略されうる。いくつかの実施形態は、追加的な構成要素またはステップとともに実施されうる、および/または記載される構成要素またはステップのすべてを含まずに実施されうる。同じ数字が異なる図面において現れるときに、それは同一または類似した構成要素またはステップを参照する。
以下、例示の実施形態について説明する。他の実施態様が、追加的に、または代わりに使用されうる。明らかな、または不必要な詳細は、スペースの節約またはより有効な説明のために省略されうる。いくつかの実施形態は、追加的な構成要素またはステップとともに実施されうる、および/または記載される構成要素またはステップのすべてを含まずに実施されうる。
・各々の信号結合器107および109は、そのポート1および2からの信号を結合することができ、結合された信号をそのポート3に出力できる。各々の結合器のポート1からポート3への信号損失は、最小でありうる。
・受動消去機能回路103は、RX帯域において高入力インピーダンスを備える受動伝達関数(passive transfer function)を有することができ、その出力において消去信号をつくるために振幅および位相について調整されうる。上記消去信号は、リーク電流と組み合わされるとき、周波数帯域の全体または一部分にわたり、完全または部分的に上記リーク信号を消去しうる。
・受動消去機能回路105は、TX帯域において高入力インピーダンスを備える受動伝達関数を有することができ、その出力において消去信号をつくるために振幅および位相について調整されうる。上記消去信号は、リーク電流と組み合わされるとき、周波数帯域の全体または一部分にわたり、完全または部分的に上記リーク信号を消去しうる。
・上記信号分波器207は、そのポート3からの信号を2つの信号に分波することができて、それらをそのポート1および2に出力できる。ポート3からポート1への信号損失は、最小でありうる。
・信号結合器205は、そのポート1および2からの信号を結合することができて、結合された信号をそのポート3に出力できる。ポート1からポート3への信号損失は、最小でありうる。
・上記受動消去機能回路は、受動伝達関数を有することができて、その出力おいて消去信号をつくるために振幅および位相について調整されうる。上記消去信号は、リーク電流と組み合わされるとき、上記リークを完全または部分的に消去しうる。
・受動消去回路網305は、ポート3からポート2まで絶縁を強化できる。
・従来の送受切換え器303は、下記の特性を備える受動機能を提供しうる。
○RX帯域において、ポート1からポート2への最小の信号損失
○TX帯域において、ポート3からポート1への最小の信号損失
○ポート3からポート2への絶縁
図4は、受動消去回路網の他の例を示す。受動消去回路網は、
・受動TX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網403
・受動RX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網405
・可変アッテネータおよび位相シフタを含みうる受動消去回路網407
・可変アッテネータおよび位相シフタを含みうる第2の受動消去回路網409
・電力結合器(たとえば方向性カプラ)でありうる受動信号結合器411
・電力結合器(たとえば方向性カプラ)でありうる第2の受動信号結合器413を含みうる。
・受動TX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網403
・受動RX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網405
・可変アッテネータおよび位相シフタを含むことができる受動消去回路網407
・可変アッテネータおよび位相シフタを含むことができる第2の受動消去回路網409
・電圧結合器(たとえばトランスまたはバラン)であってもよい受動信号結合器503
・電圧結合器(たとえばトランスまたはバラン)であってもよい受動信号結合器505を含みうる。
・受動TX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網
・受動RX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網405
・信号分波器、結合器、可変アッテネータ、位相シフタおよび可変遅延ラインを含みうる受動消去回路網603
・信号分波器、結合器、可変アッテネータ、位相シフタおよび可変遅延ラインを含むことができる第2の受動消去回路網605
・電圧または電力結合器(たとえばカプラ、トランスまたはバラン)でありうる受動信号結合器107
・電圧または電力結合器(たとえばカプラ、トランスまたはバラン)でありうる受動信号結合器
を含みうる。
・受動TX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網705
・受動RX帯域のバンドパスフィルタおよびインピーダンス整合回路網703
・図1または図3〜図6において例示される受動消去回路網のいずれかでありうる受動消去回路網707を含みうる。
・TX帯域可変同調型バンドパスフィルタ1305
・RX帯域可変同調型バンドパスフィルタ1303
・可変同調型整合回路網は、1311および1313
・TX帯域可変同調型バンドパスフィルタ1307
・RX帯域可変同調型バンドパスフィルタ1309
・可変同調型整合回路網1315および1317
・信号分波器および結合器、複数の可変アッテネータ(multiple adjustable attenuators)および位相シフタ、および可変遅延ライン、を含むことができ、そのいずれまたはすべてが可変同調型でありうる、可変同調型受動消去回路網1319
・信号分波器および結合器、複数の可変アッテネータおよび位相シフタ、および可変遅延ライン、を含むことができ、そのいずれまたはすべてが可変同調型でありうる、第2の可変同調型受動消去回路網1321
・電圧または電力結合器、たとえば方向性カプラ、トランスまたはバランでありうる受動信号結合器1323
・電圧または電力結合器、たとえば方向性カプラ、トランスまたはバランでありうる第2の受動信号結合器1325を含みうる。
・アンテナ・ポートをTXおよびRXで共用するためのサーキュレータ903
・受動消去回路網407
・電力分割器905または他のサーキュレータ1105でありうる信号分波器
・180°ハイブリッド1003でありうる信号結合器205を含むことができる。
・TXをアンテナ・ポートに接続するアイソレータ1203
・2つの受動消去回路網1209および1207、これらは、それぞれ信号分波器および結合器、複数の可変アッテネータおよび位相シフタ、可変遅延ライン、およびバンドパスフィルタを含むことができ、そのいずれか、またはすべてが可変同調型でありうる。
・信号結合器1205を含みうる。
Claims (9)
- 共通端子と、第1周波数帯域の信号用の第1周波数端子と、第2周波数帯域の信号用の第2周波数端子と、に指定された3つの端子と、
前記共通端子と前記第1周波数端子とを接続する経路における第1受動フィルタと、
前記共通端子と前記第2周波数端子とを接続する経路における第2受動フィルタと、
前記第1周波数端子と前記第2周波数端子とを接続する経路に位置し、前記第2周波数端子からの信号に基づいて第1消去信号を生成する第1受動フィードフォワード消去部と、
前記第2周波数端子と前記第1周波数端子とを接続する経路に位置し、前記第1受動フィルタの出力信号に基づいて第2消去信号を生成する第2受動フィードフォワード消去部と、を有し、
前記第1受動フィルタは、前記第1周波数帯域を含む通過帯域と、前記第2周波数帯域含む阻止帯域と、を有し、
前記第2受動フィルタは、前記第2周波数帯域を含む通過帯域と、前記第1周波数帯域含む阻止帯域と、を有し、
前記第1受動フィードフォワード消去部は、前記第1消去信号を使用して、前記第2周波数帯域における、前記第1周波数端子と前記第2周波数端子との間の絶縁を強化し、
前記第2受動フィードフォワード消去部は、前記第2消去信号を使用して、前記第1周波数帯域における、前記第1周波数端子と前記第2周波数端子との間の絶縁を強化する、高周波送受切換え器。 - 前記第1受動フィードフォワード消去部は、前記第2受動フィルタと実質的に同一の受動フィルタを含む、請求項1に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第2受動フィードフォワード消去部は、前記第1受動フィルタと実質的に同一の受動フィルタを含む、請求項1に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第1受動フィードフォワード消去部または前記第2受動フィードフォワード消去部は、
少なくとも1つの受動振幅調整器と、
少なくとも1つの受動位相シフタと、
少なくとも1つの受動信号結合器と、を有する、請求項1に記載の高周波送受切換え器。 - 前記第1受動フィードフォワード消去部または前記第2受動フィードフォワード消去部は、時間遅延素子を含む、請求項4に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第1受動フィルタまたは第2受動フィルタの周波数応答は、電気的な刺激で同調可能である、請求項1に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第1受動フィードフォワード消去部または前記第2受動フィードフォワード消去部は、可変同調型素子を含む、請求項1に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第1周波数帯域または前記第2周波数帯域における、前記第1周波数端子と前記第2周波数端子との間の絶縁を最大にする可変同調型素子の値を最適にするアルゴリズムを実装するサブシステムをさらに有する、請求項7に記載の高周波送受切換え器。
- 前記第1周波数帯域または前記第2周波数帯域は、2以上の連続的な周波数帯域に対応する、請求項1に記載の高周波送受切換え器。
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