JP6616241B2 - 電力増幅器用の並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は電子システムに関し、詳しくは無線周波数（ＲＦ）電子機器に関する。

優先権出願の参照による組み入れ
本願とともに提出された出願データシートに外国又は国内の優先権主張が特定されるいずれか又はすべての出願は、第３７米国連邦規則（３７ＣＦＲ１．５７）のもと、ここに参照により組み入れられる。

無線周波数（ＲＦ）電力増幅器は、相対的に低電力を有するＲＦ信号の電力をブーストするべく使用可能である。その後、ブーストされたＲＦ信号を、送信器のアンテナを駆動することを含む様々な目的のために使用することができる。

電力増幅器は、アンテナによる送信用にＲＦ信号を増幅するべく携帯デバイスに含まれ得る。アンテナから増幅ＲＦ信号への信号反射を最小にすることも特徴とし得る、増幅ＲＦ信号からアンテナへの電力伝送を最大にすることを目的として、ＲＦ回路は、インピーダンス整合を用いるのが典型的である。最大信号電力がアンテナへと送達されるのは、アンテナのインピーダンスが、電力増幅器のインピーダンスに等しい場合である。

さらに、ＲＦ回路は典型的に、所望の周波数を回路に通過させる一方で不必要な周波数は阻止するフィルタを用いる。すなわち、携帯デバイスにおいて使用されるような電力増幅器は、アンテナのインピーダンスを整合させるべく最適化された出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）と、アンテナによる送信又は受信が意図されない周波数の信号を阻止するべく最適化されたフィルタとに関連付けられる場合が多い。

一定数の実装によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）入力信号を受信するべく構成された第１端子と、増幅されたＲＦ信号を送信のため第１アンテナへと与えるべく構成された第２端子と、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路、及び当該第１端子に電気的に接続された入力パッドを含む電力増幅器ダイであって、出力整合ネットワークが除外された電力増幅器ダイと、当該電力増幅器の出力インピーダンスの、当該アンテナの入力インピーダンスへの変換と、当該第１アンテナが当該第１アンテナの送信中に受信する信号のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含むフィルタダイと、当該出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の入力を当該増幅器回路の出力に電気的に接続し、かつ、当該出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の出力を当該第２端子に電気的に接続するべく構成された複数の相互接続部とを含むモジュールに関する。

いくつかの実施形態において、ＲＦ入力信号は第１基本周波数を有し、被ブロック信号は第２基本周波数を有する。他実施形態において、被ブロック信号は、第１アンテナに物理的に密に近接する第２アンテナによって送信される。さらなる実施形態において、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体は、第２基本周波数を有する信号が増幅器回路へと進行するのをブロックすることにより、第１アンテナからの再放射による第１及び第２基本周波数の相互変調積を防止するべく構成される。一実施形態において、無線携帯デバイスが当該モジュールを含む。

いくつかの実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信及び送信するべく構成されたアンテナと、ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された電力増幅器であって、当該ＲＦ入力信号を受信するべく構成された入力、及び増幅されたＲＦ信号を与えるべく構成された出力を含む電力増幅器と、当該増幅されたＲＦ信号を送信のため当該アンテナへと通過させるべく構成された送信／受信スイッチと、当該電力増幅器の出力と当該アンテナとの間に電気的に接続されて並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタ回路とを含む無線携帯デバイスに関する。ここで、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、送信／受信スイッチが送信に構成された場合、電力増幅器の出力インピーダンスをアンテナの入力インピーダンスへと変換し、それと並列して当該アンテナが受信した信号をブロックするべく構成される。

いくつかの実施形態において、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は第１ダイに実装され、電力増幅器は第２ダイに実装される。他実施形態において、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の受動コンポーネントは、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。さらなる実施形態において、インピーダンス整合機能は、電力増幅器ダイ上の回路から除外される。なおもさらなる実施形態において、第２ダイは、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）技術を使用して作製される。

いくつかの実装によれば、本開示は、並列に接続されて第１端子及び共通端子を含む第１並列結合体を形成する第１インダクタ及び第１キャパシタと、並列に接続されて第２端子及び当該共通端子を含む第２並列結合体を形成する第２インダクタ及び第２キャパシタとを含む装置に関する。ここで、第１並列結合体は、共通端子において第２並列結合体と直列に接続される。装置はさらに、第３インダクタと直列に接続された第３キャパシタと、第１並列結合体の第１端子と接地との間に接続された第４インダクタと、第２並列結合体の第２端子と接地との間に接続された第５インダクタとを含む。ここで、第３キャパシタと第３インダクタとの直列結合体は、共通端子と接地との間に結合される。

いくつかの実施形態において、第１及び第２キャパシタと、第１、第２、第３、第４及び第５インダクタとが、並列機能を有するインピーダンス整合ネットワーク及びフィルタの結合体を形成する。他実施形態において、インピーダンス整合ネットワーク及びフィルタの結合体は、第１端子における出力インピーダンスを第２端子における入力インピーダンスへと変換し、それと並列して当該第２端子から当該第１端子へと伝播する第２信号をフィルタリングするべく構成される。さらなる実施形態において、インピーダンス整合ネットワーク及びフィルタの結合体は、電力増幅器の出力インピーダンスを、増幅された無線周波数信号を送信するべく構成されたアンテナの入力インピーダンスに整合させるべく変換する。

いくつかの実施形態において、無線周波数信号は第１基本周波数を有し、第２信号は、第２基本周波数を有し、アンテナによって、当該アンテナの当該無線周波数信号の送信中に受信される。他実施形態において、第１及び第２キャパシタと、第１、第２、第３、第４及び第５インダクタとが、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。一実施形態において、無線携帯デバイスが当該装置を含む。

一定数の教示において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）出力信号における相互変調積を低減する方法に関する。方法は、動作周波数帯域に第１基本周波数を有するＲＦ信号を、無線周波数（ＲＦ）経路に沿って電力増幅器回路への入力において受信することと、当該ＲＦ信号を増幅し、増幅されたＲＦ信号を当該ＲＦ経路においてアンテナによる送信のために与えることと、当該電力増幅器のインピーダンスを当該アンテナのインピーダンスに整合させるのと並列して、当該アンテナが当該アンテナの送信時に受信する第２基本周波数を有する信号をブロックし、当該アンテナからの再放射による当該第１及び第２基本周波数の相互変調積を抑制することとを含む。ここで、整合及びブロックは、結合された整合及びブロック機能を有する単一の回路によって並列して行われる。いくつかの実施形態において、インピーダンスを整合させることは、電力増幅器の出力インピーダンスをアンテナの入力インピーダンスに変換することを含み、信号をブロックすることは、当該アンテナから当該電力増幅器へのＲＦ経路に沿って伝播する信号をフィルタリングすることを含む。

いくつかの実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）入力信号を受信するべく構成された第１端子と、増幅されたＲＦ信号を送信のためアンテナへと与えるべく構成された第２端子と、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路、及び当該第１端子に電気的に接続された入力パッドを含む第１ダイと、当該増幅器回路の出力インピーダンスを変換するべく構成された出力整合ネットワークを含む第２ダイと、当該出力整合ネットワークの入力を当該増幅器回路の出力に電気的に接続し、当該出力整合ネットワークの出力を当該第２端子に電気的に接続するべく構成された複数の相互接続部とを含むモジュールに関する。

いくつかの実施形態において、出力整合ネットワークは、増幅器回路の出力インピーダンス変換と、アンテナが当該アンテナの送信中に受信する信号のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。他実施形態において、増幅器回路は電力増幅器回路を含む。さらなる実施形態において、出力整合ネットワークの受動コンポーネントは、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。なおもさらなる実施形態において、第１ダイは、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）技術を使用して作製される。

いくつかの実装によれば、本開示は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信及び送信するべく構成されたアンテナと、増幅されたＲＦ信号を送信のため当該アンテナへと通過させるべく構成された送信／受信スイッチと、ＲＦ入力信号を受信するべく構成された第１端子、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路と当該第１端子に電気的に接続された入力パッドとを含む第１ダイ、当該増幅器回路の出力インピーダンスを変換するべく構成された出力整合ネットワークを含む第２ダイ、増幅されたＲＦ信号を当該送信／受信スイッチに与えるべく構成された第２端子、及び、当該出力整合ネットワークの入力を当該増幅器回路の出力に電気的に接続し、当該出力整合ネットワークの出力を当該第２端子に電気的に接続するべく構成された複数の相互接続部を含むモジュールとを含む無線携帯デバイスに関する。

いくつかの実施形態において、出力整合ネットワークは、送信／受信スイッチが送信に構成された場合、増幅器回路の出力インピーダンスの変換とアンテナが受信する信号のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。他実施形態において、増幅器回路は電力増幅器回路を含む。さらなる実施形態において、出力整合ネットワークの受動コンポーネントは、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。なおもさらなる実施形態において、第１ダイは、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）技術を使用して作製される。

一定数の実装において、本開示は、無線周波数（ＲＦ）入力信号を受信するべく構成された第１端子と、増幅されたＲＦ信号を送信のため第１アンテナに与える第２端子と、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路と、当該第１端子と当該増幅器回路の入力とに電気的に接続された入力パッドと、当該第１アンテナの送信中に当該増幅器回路の出力インピーダンスの変換と当該第１アンテナが受信する信号のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体と、当該出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の入力を当該増幅器回路の出力に電気的に接続し、当該出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の出力を当該第２端子に電気的に接続するべく構成された複数の相互接続部とを含むモジュールに関する。

いくつかの実施形態において、第１ダイは増幅器回路を含むが出力整合ネットワークを含まず、第２ダイが、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。他実施形態において、増幅器回路は電力増幅器回路を含む。さらなる実施形態において、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の受動コンポーネントは、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。なおもさらなる実施形態において、ＲＦ入力信号は第１基本周波数を有し、被ブロック信号は第２基本周波数を有する。

いくつかの実施形態において、被ブロック信号は、第１アンテナに物理的に密に近接する第２アンテナによって送信される。他実施形態において、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体は、第２基本周波数を有する信号が増幅器回路へと進行するのをブロックし、第１アンテナからの再放射による第１及び第２基本周波数の相互変調積を防止するべく構成される。

一定数の実装によれば、本開示は、ＲＦ入力信号を受信するべく構成された入力端子と、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子と、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイと、当該第１半導体ダイと当該出力端子との間に電気的に接続され、当該増幅器回路の出力インピーダンスの、アンテナの入力インピーダンスへの変換と、当該第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された当該第１半導体ダイとは別個の第１回路とを含むＲＦ電力増幅器モジュールに関する。

一実施形態において、第１回路は、共通パッケージに含まれた複数の集積受動デバイスを含む。他実施形態において、第１回路は、複数の表面搭載デバイスを含む。さらなる実施形態において、第１回路は、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。なおもさらなる実施形態において、第１半導体ダイは出力整合ネットワークを含まない。

一実施形態において、第１回路は、増幅器回路の出力インピーダンスの、近似的に６オームから近似的に５０オームへの変換と、第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタの並列体を含む。他実施形態において、第１半導体ダイは、増幅器回路の出力インピーダンスを近似的に６オームから近似的に１２オームへと変換するべく構成された第１出力整合ネットワークを含む。さらなる実施形態において、第１回路は、第１出力整合ネットワークの出力インピーダンスの、近似的に１２オームから近似的に５０オームへの変換と、第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。

一実施形態において、第１回路は、並列に接続されて当該第１回路の入力と共通端子との間に第１並列結合体を形成する第１インダクタ及び第１キャパシタと、並列に接続されて当該の第１回路の出力と当該共通端子との間に第２並列結合体を形成する第２インダクタ及び第２キャパシタとを含み、当該第１並列結合体は、当該共通端子において当該第２並列結合体と直列に接続される。他実施形態において、第１回路はさらに、第３インダクタと直列に接続された第３キャパシタを含み、当該第３キャパシタ及び第３インダクタの直列結合体が共通端子と接地との間に結合される。さらなる実施形態において、第１回路はさらに、当該第１回路の入力と接地との間に接続された第４インダクタと、当該第１回路の出力と接地との間に接続された第５インダクタとを含む。

いくつかの実装において、本開示は、ＲＦ信号を受信及び送信するべく構成されたアンテナと、ＲＦ出力信号を送信のため当該アンテナへと通過させるべく構成された送信／受信スイッチと、ＲＦ入力信号を受信するべく構成された入力端子、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイ、及び、当該第１半導体ダイとは別個の第１回路であって、当該第１半導体ダイと当該出力端子との間に電気的に接続され、当該送信／受信スイッチが送信に構成された場合に当該増幅器回路の出力インピーダンスの変換と当該第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された第１回路を含むＲＦ電力増幅器モジュールとを含む無線携帯デバイスに関する。

一実施形態において、第１回路は、共通パッケージに含まれた複数の集積受動デバイスを含む。他実施形態において、第１半導体ダイは出力整合ネットワークを含まない。さらなる実施形態において、第１回路は、増幅器回路の出力インピーダンスの、近似的に６オームから近似的に５０オームへの変換と、第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。なおもさらなる実施形態において、第１半導体ダイは、増幅器回路の出力インピーダンスを近似的に６オームから近似的に１２オームへと変換するべく構成された第１出力整合ネットワークを含む。他実施形態において、第１回路は、第１出力整合ネットワークの出力インピーダンスの、近似的に１２オームから近似的に５０オームへの変換と、第２端子において受信されるアンテナ反射のブロックとを並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体を含む。

いくつかの実装によれば、本開示は、ＲＦ出力信号における相互変調を低減する方法に関する。方法は、動作周波数帯域に第１基本周波数を有するＲＦ入力信号を、ＲＦ経路に沿って電力増幅器回路への入力において受信することと、当該ＲＦ信号を増幅し、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを当該ＲＦ経路におけるアンテナによる送信のために与えることと、当該電力増幅器回路の出力インピーダンスを変換して当該アンテナの入力インピーダンスに近似させるのと並列して、当該アンテナが当該アンテナの送信時に受信する第２基本周波数を有する信号をブロックし、当該アンテナからの再放射による当該第１及び第２基本周波数の相互変調を抑制することとを含む。ここで、当該変換及びブロックは、当該ＲＦ信号を増幅するべく構成された電力増幅器回路とは別個の、並列する変換及びブロック機能を有する単一回路によって行われる。

一実施形態において、電力増幅器回路は第１半導体ダイに実装され、単一回路は当該第１半導体ダイには実装されない。他実施形態において、単一回路は、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。

一定数の実装によれば、本開示は、ＲＦ入力信号を受信するべく構成された入力端子と、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子と、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイと、第１部分ＯＭＮ及び第２部分ＯＭＮを含むＯＭＮとを含むＲＦ電力増幅器モジュールに関する。ここで、第１部分ＯＭＮは、第１半導体ダイに載置されて増幅器回路の出力インピーダンスを第２部分ＯＭＮの入力インピーダンスに整合させるべく構成され、第２部分ＯＭＮは、当該第１半導体ダイと出力端子との間に電気的に接続されて当該第１部分ＯＭＮの出力インピーダンスを下流側コンポーネントの入力インピーダンスに整合させるべく構成される。

一実施形態において、第２部分ＯＭＮは、共通パッケージに含まれた複数の集積受動デバイスを含む。他実施形態において、第２部分ＯＭＮは複数の表面搭載デバイスを含む。さらなる実施形態において、第２部分ＯＭＮは、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。さらなる実施形態において、下流側コンポーネントは、携帯デバイスのアンテナである。

一実施形態において、第２部分ＯＭＮは、第１ＯＭＮの出力インピーダンスの、下流側コンポーネントの入力インピーダンスへの整合と、出力端子において受信されるアンテナ反射のフィルタリングとの双方を並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の一部である。他実施形態において、第１部分ＯＭＮは、電力増幅器回路の出力インピーダンスを、初期値から、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間にあるステップアップ値へとステップアップするべく構成される。さらなる実施形態において、初期値は近似的に６オームであり、ステップアップ値は近似的に１２オームである。なおもさらなる実施形態において、下流側コンポーネントの入力インピーダンスは近似的に５０オームである。

一実施形態において、モジュールはさらに、第１ダイとは別個のフィルタ回路であって、当該第１ダイと出力端子との間に電気的に接続され、当該出力端子において受信されるアンテナ反射をブロックするべく構成されたフィルタ回路を含む。他実施形態において、第２部分ＯＭＮ及びフィルタ回路は、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。

いくつかの実装において、本開示は、ＲＦ信号を受信及び送信するべく構成されたアンテナと、ＲＦ出力信号を送信のため当該アンテナへと通過させるべく構成された送信／受信スイッチと、ＲＦ入力信号を受信するべく構成された入力端子、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子、当該ＲＦ入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイ、並びに第１部分ＯＭＮ及び第２部分ＯＭＮを含むＯＭＮを含むＲＦ電力増幅器モジュールとを含む無線携帯デバイスに関する。ここで、第１部分ＯＭＮは、第１半導体ダイに載置されて増幅器回路の出力インピーダンスを第２部分ＯＭＮの入力インピーダンスに整合させるべく構成され、第２部分ＯＭＮは、当該第１半導体ダイと当該出力端子との間に電気的に接続されて当該第１部分ＯＭＮの出力インピーダンスを下流側コンポーネントの入力インピーダンスに整合させるべく構成される。

一実施形態において、第２部分ＯＭＮは、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。他実施形態において、第２部分ＯＭＮは、第１ＯＭＮの出力インピーダンスの、下流側コンポーネントの入力インピーダンスへの整合と、当該出力端子において受信されるアンテナ反射のフィルタリングとの双方を並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の一部である。さらなる実施形態において、第１部分ＯＭＮは、電力増幅器回路の出力インピーダンスを、初期値から、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間にあるステップアップ値へとステップアップさせるべく構成される。

なおもさらなる実施形態において、ＲＦ電力増幅器モジュールはさらに、第１ダイとは別個のフィルタ回路であって、当該第１ダイと出力端子との間に電気的に接続され、当該出力端子において受信されるアンテナ反射をブロックするべく構成されたフィルタ回路を含む。一実施形態において、第２部分ＯＭＮ及びフィルタ回路は、第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される。

いくつかの実装によれば、本開示は、ＲＦ出力信号における相互変調を低減する方法に関する。方法は、動作周波数帯域に第１基本周波数を有するＲＦ入力信号を、ＲＦ経路に沿って電力増幅器回路への入力において受信することと、当該ＲＦ信号を増幅し、当該ＲＦ入力信号の増幅されたバージョンを当該ＲＦ経路におけるアンテナによる送信のために与えることであって、第１半導体ダイに実装された増幅回路が当該ＲＦ信号を増幅するべく構成されることと、当該電力増幅器回路の出力インピーダンスを、第１部分ＯＭＮ及び第２部分ＯＭＮを含むＯＭＮを有する下流側コンポーネントの入力インピーダンスに整合させることとを含み、当該第１部分ＯＭＮは当該第１半導体ダイに載置され、当該整合させることは、当該増幅器回路の出力インピーダンスを、当該第２部分ＯＭＮの入力インピーダンスに整合させることと、当該第１部分ＯＭＮの出力インピーダンスを当該下流側コンポーネントの入力インピーダンスに整合させることとを含む。

一実施形態において、方法はさらに、アンテナが当該アンテナの送信中に受信する第２基本周波数を有する信号をブロックし、当該アンテナからの再放射による当該第１及び第２基本周波数の相互変調を抑制することを含む。他実施形態において、ブロックすることは、第１部分ＯＭＮの出力インピーダンスを下流側コンポーネントの入力インピーダンスに整合させることと並列して行われる。

所定実施形態に係るデバイスにおける多重送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係るＲＦ送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る典型的な出力整合ネットワークの回路図である。 所定実施形態に係る典型的なフィルタ回路の回路図である。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の一実施形態を含むＲＦ送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の一実施形態を含むＲＦ送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、電力増幅器ダイから離れて配置された出力整合ネットワーク及びフィルタの一実施形態を含むＲＦ送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の典型的な模式図である。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の典型的な模式図である。 所定実施形態に係る、電力増幅器ダイに実装するための一部分出力整合ネットワークの典型的な模式図である。 所定実施形態に係る、電力増幅器ダイから離れて実装するための並列機能を有する一部分出力整合ネットワーク及びフィルタの典型的な模式図である。 所定実施形態に係る図６Ａの回路の典型的なレイアウトである。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の他実施形態を含むＲＦ送信経路の典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の一実施形態を含む出力整合ネットワーク及びフィルタの並列半導体ダイの典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、図９の出力整合ネットワーク及びフィルタの並列半導体ダイを含む多重モード信号処理モジュールの典型的なブロック図である。 所定実施形態に係る、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の一実施形態を含む簡単な携帯送受信器を例示する典型的なブロック図である。

システム及び方法の特徴が、上述の要約された図面を参照して以下に説明される。図面全体にわたり、参照番号は、参照要素間の対応関係を示すべく再使用される。図面、関連記載、及び特定の実装が、本発明の実施形態を例示するべく与えられるが、本開示の範囲を限定するものではない。

図１は、デバイス１００における多重送信経路の典型的なブロック図である。デバイス１００は例えば、一を超える周波数帯域で動作する多重帯域携帯デバイスを含み得る。かかるデバイスは、各周波数帯域での送信のために別個の送信経路を含む。他例において、デバイス１００は、そのセルラーネットワークの周波数帯域にわたる送信のための送信経路を有し、かつ、当該セルラーネットワークとは異なる周波数で動作するローカルネットワークへの送信のための別個の送信経路を有するスマートフォンのようなセルラーデバイスを含み得る。

デバイス１００は、第１送信経路１１５及び第２送信経路１２５を含む。他実施形態は、２つよりも多い又は少ない送信経路１１５、１２５を含み得る。第１送信経路１１５は、第１送信器１０２、フィルタ１０４、第１電力増幅器１０６、フィルタ１０８及び第１アンテナ１１０を含み、第２送信経路１２５は、第２送信器１１２、第２電力増幅器１１６及び第２アンテナ１２０を含む。

第１送信器１０２は、第１周波数の又は第１周波数帯域にわたる第１送信信号を生成する。これは、フィルタ１０４によってフィルタリングされて第１電力増幅器１０６により増幅される。第１電力増幅器１０６からの増幅された信号は、フィルタ１０８によってフィルタリングされて送信のため第１アンテナ１１０へと送られる。

同様に、第２送信器１１２は、第２周波数の又は第２周波数帯域にわたる第２送信信号を生成する。これは、第２電力増幅器１１６によって増幅されて送信のため第２アンテナ１２０へと送られる。一実施形態において、第１及び第２周波数は異なり、第１及び第２周波数帯域は異なりかつ重複しない。

携帯デバイス、セル電話、スマートフォン等は典型的に、小型デバイスである。これらのデバイスのパッケージング内ではコンポーネントが互いに密に配置される場合が多い。一実施形態において、第１送信経路１１５及び第２送信経路１２５は、デバイス１００内に一緒に配置され、第１アンテナ１１０及び第２アンテナ１２０はともに密に配置され得る。一実施形態において、第１及び第２アンテナ１１０、１２０は、互いに数センチメートル内に配置され得る。

アンテナ１１０、１２０が物理的に互いに密になると、第１アンテナ１１０が送信する第１周波数を有する信号が、所定実施形態においては第２アンテナ１２０へと結合される。アンテナ１１０及び１２０が互いに密に配置されるほど、その結合は強くなる。第１周波数を有する信号は、ひとたび第２アンテナ１２０によって受信されると、第２電力増幅器１１６へと進み、第２周波数を有する第２送信信号と混合される。第１及び第２信号の混合は、例えば（±ｆ１±ｆ２）、（±ｆ１±２ｆ２）、（±２ｆ１±ｆ２）、（±２ｆ１±２ｆ２）、…、（±ｍｆ１±ｎｆ２）の周波数を有する相互変調積をもたらす。相互変調信号はその後、第１アンテナ１１０及び第２アンテナ１２０の一以上を介して再放射され、他の周波数において干渉を引き起こし得る。

図２は、外部アンテナからの信号をブロックするべく構成されたフィルタ２０６を含むＲＦ送信経路２００の典型的なブロック図である。ＲＦ送信経路２００は、電力増幅器集積回路（ＩＣ）２０２、入力チューニング回路２０４、フィルタ２０６、出力チューニング回路２０８、スイッチ／低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）回路２１０、及びアンテナ２１２を含む。一実施形態において、フロントエンドモジュールのようなモジュール２０１は例えば、電力増幅器集積回路（ＩＣ）２０２、入力チューニング回路２０４、フィルタ２０６、出力チューニング回路２０８及びスイッチ／低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）回路２１０を含む。一実施形態において、外部アンテナは、デバイス１００内の一緒に配置された共通送信経路からのアンテナのような、ＲＦ送信経路２００の外部にあるアンテナを含む。これは、ＲＦ送信信号の送信中にアンテナ２１２への信号結合を行う。一実施形態において、ＲＦ送信信号の送信中にアンテナ２１２に到達する外部アンテナからの信号は、外部ブロック信号を含む。

電力増幅器集積回路（ＩＣ）２０２は、電力増幅器ダイ上に集積された電力増幅器２１４及び出力整合ネットワーク（ＯＭＮ）２１６を含む。電力増幅器２１４は、一以上の増幅器段を含み、ＲＦ送信信号を増幅するべく構成される。

ＯＭＮ２１６は、電力増幅器２１４の出力インピーダンスを、アンテナ２１２の入力インピーダンスへと変換する。一実施形態において、電力増幅器２１４の出力インピーダンスは近似的に６オームであり、アンテナの入力インピーダンスは近似的に５０オームであり、ＯＭＮ２１６はインピーダンスを近似的に６オームから近似的に５０オームへと変換する。

一実施形態において、電力増幅器ＩＣ２０２は、電力増幅器２１４のような能動デバイスと、ＯＭＮ２１６のコンポーネントのような受動デバイスとを含む。電力増幅器２１４は典型的に、例えばシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）又は他の半導体材料のような損失性集積回路基板上に実装される。受動コンポーネントはまた、損失性集積回路基板上に実装される場合、損失性集積回路基板に関連する大きな損失を受ける。

図３は、複数のインダクタ及び複数のキャパシタを含む典型的な出力整合ネットワーク３００の回路図である。ＯＭＮ３００は、典型的には電力増幅器ＩＣ２０２上にＯＭＮ２１６として実装される出力整合ネットワークの一例である。他実施形態は、ここでの開示から当業者に知られるように、ＯＭＮ３００よりも多い又は少ないコンポーネントを含み得る。

図２を参照すると、フィルタ２０６の入力インピーダンスは近似的に５０オームであり、一実施形態において、外部アンテナからアンテナ２１２に到達した外部ブロック信号が送信経路２００を通って電力増幅器２１４へと逆方向に伝播するのを防止する。一実施形態において、フィルタ２０６は高域通過フィルタを含む。

図４は、キャパシタ及び抵抗器を含む典型的な高域通過フィルタ回路４０２の回路図である。他実施形態において、フィルタ２０６は、低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ又は帯域阻止フィルタを含み得る。他実施形態において、フィルタ２０６は、ここでの開示から当業者に知られるように、２を超えるコンポーネント又は２未満のコンポーネントを含み得る。一実施形態において、フィルタ２０６、４０２は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）受動コンポーネントを使用する個別的なデバイス、外部の個別的な集中素子コンポーネント等、又は集積受動デバイス（ＩＰＤ）等として実装される。別個の回路として実装されるフィルタ２０６は、有意な基板面積を使用して信号損失を導入する。これが、電力消費の増加をもたらす。

一実施形態において、フィルタ２０６のインピーダンスは、正確に５０オームというわけではなく、インピーダンスをチューニングするべくフィルタ２０６の入力及び出力において整合コンポーネントが使用される。入力チューニング回路２０４がフィルタ２０６の入力における整合コンポーネントを含み、出力チューニング回路２０８がフィルタ２０６の出力における整合コンポーネントを含む。一実施形態において、入力チューニング回路２０６は少なくとも２つの受動コンポーネントを含み、出力チューニング回路は少なくとも２つの受動コンポーネントを含む。

スイッチ／ＬＮＡ回路２１０は、近似的に５０オームの入力インピーダンスを有し、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２１８と、デバイス１００の送信モードと受信モードとを切り替えるべく構成されたスイッチ２２０とを含む。スイッチ２２０が受信モードに構成されると、アンテナ２１２で受信される信号は、ＬＮＡ２１８を通って受信経路へと向かう。スイッチ２２０が送信モードに構成されると、送信経路２００におけるＲＦ送信信号は、増幅、フィルタリング及びチューニングが完了してから、送信のためアンテナ２１２へと通される。

フィルタ２０６は、一緒に配置された送信経路からアンテナ２１２に到達した信号をブロックする一方で、付加的なチューニング回路を使用するので、かさばり、回路基板上に実装するには費用がかかる可能性がある。さらに、電力増幅器及びＯＭＮ集積回路２０２は、電力増幅器２１４を実装する技術を利用するが、ＯＭＮ２１６の受動コンポーネントを実装するべく使用されると付加的な信号損失が加わる。

図５Ａは、電力増幅器ＩＣ５０２、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０６、出力チューニング回路５０８、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０及びアンテナ２１２を含むＲＦ送信経路５００の典型的なブロック図である。電力増幅器ＩＣ５０２は電力増幅器５１４を含む。電力増幅器５１４は、一以上の増幅器段を含み、ＲＦ送信信号を増幅するべく構成される。

一実施形態において、フロントエンドモジュールのようなモジュール５０１は、電力増幅器ＩＣ５０２、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０６、出力チューニング回路５０８及びスイッチ／ＬＮＡ回路２１０を含む。他実施形態において、モジュール５０１は、電力増幅器ＩＣ５０２、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０６及び出力チューニング回路５０８を含む。さらなる実施形態において、モジュール５０１は、電力増幅器ＩＣ５０２、入力チューニング回路５０４及びフィルタ５０６を含む。さらなる実施形態において、モジュール５０１は電力増幅器ＩＣ５０２及びフィルタ５０６を含む。

フィルタ５０６は、ＲＦ信号がＲＦ送信経路５００に沿って電力増幅器５１４からアンテナ２１２へと伝播するときにＲＦ送信経路５００のインピーダンスを変換するべく、かつ、それと並列して外部アンテナから受信された信号がアンテナ２１２から電力増幅器５１４へとＲＦ送信経路５００に沿って進むのをブロックするべく構成される。

電力増幅器ＩＣ５０２への入力は、ＲＦ送信器からのＲＦ送信信号を受信する。電力増幅器ＩＣ５０２の出力は、入力チューニング回路５０４を介してフィルタ５０６の入力に電気的に結合される。フィルタ５０６の出力は、スイッチ／ＬＮＡ２１０の入力に電気的に結合される。スイッチ２２０が送信モードにある場合、スイッチ／ＬＮＡ２１０の出力がアンテナ２１２に電気的に結合され、増幅及びフィルタリングがされたＲＦ送信信号が、アンテナ２１２によって送信される。

電力増幅器集積回路（ＩＣ）５０２は、電力増幅器ダイ上に集積された電力増幅器５１４を含む。電力増幅器５１４は、例えばＳｉＧｅ、ＣＭＯＳ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ又は他の半導体材料のような損失性集積回路基板上に実装される。電力増幅器ＩＣ２０２とは対照的に、ＯＭＮは、電力増幅器ダイから移動されてフィルタ５０６の中に実装される。電力増幅器ＩＣ５０２の出力インピーダンスは近似的に６オームである。有利なことに、ＯＭＮが取り外された電力増幅器ダイは、ＯＭＮを含む電力増幅器ダイよりも小さくかつ低コストである。

フィルタ５０６は、ＯＭＮ及びフィルタの並列体と称され、並列機能を有する整合ネットワーク及びフィルタの結合体を含む。ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、インピーダンス整合及びフィルタリングを並列して実装するべく構成される。なお、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、フィルタが後続された直列ＯＭＮではない。フィルタ及びＯＭＮは、コンポーネントが整合コンポーネント及びフィルタリングコンポーネントとして並列して機能するように結合される。フィルタがＯＭＮの一部となりかつＯＭＮがフィルタの一部となることにより、全体的な信号損失は、ＯＭＮ及びフィルタが別個に実装される場合に生じる損失よりも小さくなる。さらに、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６のサイズは、別個に実装されたＯＭＮ及びフィルタの結合サイズよりも小さい。

一実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、６オームから５０オームのインピーダンス整合及び高域通過フィルタリングを並列して実装するべく構成される。他実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、近似的に６オーム未満、近似的に６オーム超過、近似的に５０オーム未満、又は近似的に５０オーム超過のソースインピーダンスと負荷インピーダンスとのインピーダンス整合を実装し、それと並列してフィルタリング又は信号コンディショニングを実装する。ここで、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ又は帯域阻止フィルタを含み得る。

一実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタ５０６は、第１段及び第２段を含む。第１段は、近似的に６オームのインピーダンスを、近似的に１２オームのインピーダンスへと変換するべく構成され、低域通過フィルタの第１部分を含む。第２段は、近似的に１２オームのインピーダンスを、近似的に５０オームのインピーダンスへと変換するべく構成され、当該低域通過フィルタの第２部分を含む。その結果、ＯＭＮ及びフィルタ５０６は、信号のインピーダンスを、近似的に６オームから近似的に５０オームへと変換するとともに、当該信号の低域通過フィルタリングを行う。

一実施形態において、各段は、第１部分ＯＭＮが、電力増幅器回路の出力インピーダンスを、初期値から、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間にあるのが好ましいステップアップ値へとステップアップさせるべく構成される部分ＯＭＮを形成する。他実施形態において、ステップアップ値は、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの５％〜９５％、１０％〜８０％、１５％〜７５％、２０％〜６０％、３０％〜４０％等である。他実施形態において、ステップアップ値に対して他の範囲も使用できる。一実施形態において、第２部分ＯＭＮが、第１部分ＯＭＮの出力インピーダンスを、下流側コンポーネントのインピーダンスまでステップアップさせるべく構成される。一実施形態において、下流側コンポーネントはアンテナである。

一実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタ５０６は、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。ＩＰＤ技術は、キャパシタ、抵抗器及び高Ｑ値インダクタのような受動デバイスを、例えばシリコンに実装することを可能にする。ＩＰＤは一般に、薄膜及びフォトリソグラフィ処理のような標準ウェハ作製技術を使用して作製される。ＩＰＤは、フリップチップマウント又はワイヤボンディングが可能なコンポーネントとして設計することができ、ＩＰＤ用の基板は例えば、シリコン、アルミナ及びガラスである。ＩＰＤコンポーネントは、電力増幅器及びＯＭＮ集積回路２０２に集積された受動コンポーネントよりも低損失性である。

他実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、ＬＴＣＣコンポーネントのようなセラミックコンポーネントを使用して実装される。さらなる実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、外部インダクタ及びキャパシタのような受動コンポーネントを使用して、外部の個別的なフィルタとして実装される。他実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６は、表面搭載インダクタ及びキャパシタのような表面搭載デバイスを使用して実装される。

入力チューニング回路５０４は、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６への入力に整合コンポーネントを含み、出力チューニング回路５０８は、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６をさらにチューニングするべく、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６の出力に整合コンポーネントを含む。一実施形態において、チューニング回路５０４、５０８はそれぞれ、回路設計に大きな柔軟性を許容するべく単一の受動コンポーネントを含む。

例えば、入力及び出力チューニング回路５０４、５０８が、基板をチューニングして、電力増幅器５１４からスイッチ／ＬＮＡ回路２１０への伝送線のインピーダンスに影響を与え得るプリント回路基板（ＰＣＢ）非励振素子に対処するべく使用される。換言すれば、電力増幅器５１４の出力におけるインピーダンスは近似的に６オームなので、電力増幅器５１４の出力をＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６へと電気的に接続する伝送線のインピーダンスもまた、近似的に６オームにする必要がある。入力チューニング回路５０４はまた、伝送線の６オームのインピーダンスをチューニングするべく使用することもできる。同様に、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０への入力におけるインピーダンスは近似的に５０オームなので、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６の出力に電気的に接続する伝送線のインピーダンスは、近似的に５０オームにする必要がある。例えば、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０への入力におけるインピーダンスが、正確には５０オームではない場合、出力チューニング回路５０８を使用して５０オームの伝送線をチューニングすることができる。

送信経路５００において入力及び出力チューニング回路５０４、５０８を使用することにより、外部コンポーネントの数が、入力及び出力チューニング回路５０４、５０８を含む送信経路２００よりも低減される。他実施形態において、入力及び出力チューニング回路５０４、５０８を、送信経路５００から排除して外部コンポーネントの数をさらに低減してもよい。

上述のように、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０は、近似的に５０オームの入力インピーダンスを有し、送信モードと受信モードとを切り替えるべく構成されたスイッチ２２０と、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２１８とを含む。スイッチ２２０が受信モードに構成されると、アンテナ２１２で受信される信号は、ＬＮＡ２１８を通って受信経路へと向かう。スイッチ２２０が送信モードに構成されると、送信経路５００におけるＲＦ送信信号は、増幅、フィルタリング及びチューニングが完了してから、送信のためアンテナ２１２へと通される。

図６Ａは、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５とキャパシタＣ２、Ｃ３、Ｃ４とを含む、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の典型的な回路６００である。回路６００の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１は、入力チューニング回路５０４を介して電力増幅器ＩＣ５０２の出力に電気的に結合される。

回路６００の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１はさらに、インダクタＬ２の第１端、キャパシタＣ２の第１端、及びインダクタＬ１の第１端に結合される。インダクタＬ２及びキャパシタＣ２は並列に接続される。インダクタＬ２の第２端、及びキャパシタＣ２の第２端は、キャパシタＣ３の第１端、キャパシタＣ４の第１端、及びインダクタＬ４の第１端に電気的に結合される。キャパシタＣ３の第２端は、インダクタＬ３の第１端に電気的に結合される。キャパシタＣ４及びインダクタＬ４は並列に接続される。キャパシタＣ４の第２端、インダクタＬ４の第２端、及びインダクタＬ５の第１端は、回路６００の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２に電気的に結合される。インダクタＬ１の第２端、インダクタＬ３の第２端、及びインダクタＬ５の第２端は、接地ＧＮＤに電気的に結合される。

回路６００の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２はさらに、出力チューニング回路５０８を介してスイッチ／ＬＮＡ回路２１０の入力に電気的に結合される。

回路６００は、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０が送信モードにある場合にアンテナ２１２から電力増幅器５０２へと進むブロック信号をフィルタで除去するべく構成される。それと並列して又は同時に、回路６００は、電力増幅器出力インピーダンスを、アンテナ２１２の入力インピーダンスへと変換し、アンテナ２１２へと伝送される送信信号の電力を最適化するべく構成される。一実施形態において、回路６００は、近似的に６オームの電力増幅器出力インピーダンスを、近似的に５０オームのアンテナ入力インピーダンスへと変換する。他実施形態において、回路６００はさらに、電力増幅器５１４が生成したＲＦ送信信号の、例えば、２次、３次及び／又は４次高調波のような、ｎ次高調波をフィルタリングするべく構成される。図６Ａに例示されるＯＭＮ及びフィルタの並列体６００の実施形態において、コンポーネントＬ１〜Ｌ２及びＣ２〜Ｃ４は、ブロック機能、インピーダンス整合機能、及び高調波フィルタリング機能を同時に又は近似的に同時に行う。

一実施形態において、Ｌ１、Ｌ５は、主要周波数帯域におけるインピーダンス変換を行う。Ｌ２／Ｃ２、Ｌ３／Ｃ３、及びＬ４／Ｃ４もまた、主要周波数帯域におけるインピーダンス変換を行い、電力増幅器５１４が生成した高調波、又はアンテナ２１２を介して送信経路に入る他の周波数帯域にある干渉信号のフィルタリング／ブロックを行う。他実施形態において、Ｌ１、Ｌ５は、付加的なフィルタリング機能を行うべく適切なトポロジへの変換が可能である。

図７は、回路６００の典型的なレイアウト７００である。

図６Ｂは、インダクタＬ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９とキャパシタＣ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１とを含む並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体の他実施形態の典型的な回路６５０である。回路６５０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１は、入力チューニング回路５０４を介して電力増幅器ＩＣ５０２の出力に電気的に結合される。

回路６５０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１はさらに、インダクタＬ６の第１端、キャパシタＣ６の第１端、及びキャパシタＣ８の第１端にも結合される。インダクタＬ６及びキャパシタＣ６は並列に接続される。インダクタＬ６の第２端、及びキャパシタＣ６の第２端は、接地ＧＮＤに電気的に結合される。キャパシタＣ８の第２端は、キャパシタＣ１０の第１端、及びインダクタＬ７の第１端に電気的に結合される。インダクタＬ７の第２端はキャパシタＣ７の第１端に電気的に結合され、キャパシタＣ７の第２端は接地ＧＮＤに電気的に結合される。キャパシタＣ１０の第２端はインダクタＬ８の第１端、インダクタＬ９の第１端、及びキャパシタＣ９の第１端に電気的に結合される。キャパシタＣ９及びインダクタＬ９は並列に接続される。キャパシタＣ９の第２端、インダクタＬ９の第２端、及びキャパシタＣ１１の第１端は、回路６５０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２に電気的に結合される。インダクタＬ８の第２端、及びキャパシタＣ１１の第２端は、接地ＧＮＤに電気的に結合される。

回路６５０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２はさらに、出力チューニング回路５０８を介してスイッチ／ＬＮＡ回路２１０の入力に電気的に結合される。

回路６５０は、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０が送信モードにある場合にアンテナ２１２から電力増幅器５０２へと進むブロック信号をフィルタで除去するべく構成される。それと並列して又は同時に、回路６５０は、電力増幅器出力インピーダンスを、アンテナ２１２の入力インピーダンスへと変換し、アンテナ２１２へと伝送される送信信号の電力を最適化するべく構成される。一実施形態において、回路６５０は、近似的に６オームの電力増幅器出力インピーダンスを、近似的に５０オームのアンテナ入力インピーダンスへと変換する。他実施形態において、回路６５０はさらに、電力増幅器５１４が生成したＲＦ送信信号の、例えば、２次、３次及び／又は４次高調波のような、ｎ次高調波をフィルタリングするべく構成される。図６Ｂに例示されるＯＭＮ及びフィルタの並列体６５０の実施形態において、コンポーネントＬ６〜Ｌ９及びＣ６〜Ｃ１１は、ブロック機能、インピーダンス整合機能、及び高調波フィルタリング機能を同時に又は近似的に同時に行う。

図５Ｂは、電力増幅器ＩＣ５０３、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０７、出力チューニング回路５０８、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０、及びアンテナ２１２を含むＲＦ送信経路５５０の典型的なブロック図である。電力増幅器ＩＣ５０３は、電力増幅器及び一部分出力整合ネットワーク回路５１５を含む。回路５１５の電力増幅器部分は、一以上の増幅器段を含んでＲＦ送信信号を増幅するべく構成される。回路５１５の一部分出力整合ネットワーク部分は、電力増幅器のような、回路のインピーダンスを近似的に６オームから近似的に１２オームへと変換するべく構成されたインピーダンス整合回路を含む。

一実施形態において、フロントエンドモジュールのようなモジュール５５１が、電力増幅器ＩＣ５０３、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０７、出力チューニング回路５０８及びスイッチ／ＬＮＡ回路２１０を含む。他実施形態において、モジュール５５１は、電力増幅器ＩＣ５０３、入力チューニング回路５０４、フィルタ５０７及び出力チューニング回路５０８を含む。さらなる実施形態において、モジュール５５１は、電力増幅器ＩＣ５０３、入力チューニング回路５０４及びフィルタ５０７を含む。さらなる実施形態において、モジュール５５１は電力増幅器ＩＣ５０３及びフィルタ５０７を含む。

上述のように、増幅器ＩＣ５０３は、増幅器と、近似的に６オームのインピーダンスを近似的に１２オームのインピーダンスへと変換するべく構成されたインピーダンス整合回路とを含む。フィルタ５０７は、電力増幅器ＩＣ５０３からの、近似的に１２オームのインピーダンスを有する信号を受信し、当該近似的に１２オームのインピーダンスを近似的に５０オームへと変換するべく、かつ、それと並列して、外部アンテナから受信された信号が、アンテナ２１２から電力増幅器回路５１５へとＲＦ送信経路５５０に沿って進むのをブロックするべく構成される。

電力増幅器ＩＣ５０３への入力が、ＲＦ送信器からのＲＦ送信信号を受信する。電力増幅器ＩＣ５０３の出力は、入力チューニング回路５０４を介してフィルタ５０７の入力に電気的に結合される。フィルタ５０７の出力は、スイッチ／ＬＮＡ２１０の入力に電気的に結合される。スイッチ２２０が送信モードにある場合、スイッチ／ＬＮＡ２１０の出力がアンテナ２１２に電気的に結合され、増幅、インピーダンス整合、及びフィルタリングがされたＲＦ送信信号が、アンテナ２１２によって送信される。

電力増幅器集積回路（ＩＣ）５０３は、電力増幅器ダイ上に集積された電力増幅器及び一部分出力整合ネットワーク回路５１５を含む。電力増幅器５１５は、例えばＳｉＧｅ、ＣＭＯＳ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ又は他の半導体材料のような損失性集積回路基板上に実装される。電力増幅器ＩＣ２０２とは対照的に、ＯＭＮの一部分が電力増幅器ダイから移動され、フィルタ５０７の中に実装される。ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６とは対照的に、ＯＭＮの一部分が電力増幅器ダイ５０３へと移動され、当該ＯＭＮの残りの部分がフィルタ５０７の中に実装される。

一実施形態において、電力増幅器及び一部分ＯＭＮ回路５１５は、増幅、及び６オームから１２オームへのインピーダンス整合を実装するべく構成される。他実施形態において、電力増幅器及び一部分ＯＭＮ回路５０７は、増幅、及び近似的に６オーム未満、近似的に６オーム超過、近似的に１２オーム未満、又は近似的に１２オーム超過のソースインピーダンスと負荷インピーダンスとのインピーダンス整合を実装する。

フィルタ５０７は、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体と称され、並列機能を有する整合ネットワーク及びフィルタの結合体を含む。一部分ＯＭＮ及びフィルタ５０７は、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６と同様、インピーダンス整合及びフィルタリングを並列して実装するべく構成される。

一実施形態において、電力増幅器及び一部分ＯＭＮの回路５１５は、電力増幅器回路の出力インピーダンスを、初期値から、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間にあるのが好ましいステップアップ値へとステップアップさせるべく構成される。他実施形態において、ステップアップ値は、下流側コンポーネントの入力インピーダンスの５％〜９５％、１０％〜８０％、１５％〜７５％、２０％〜６０％、３０％〜４０％等である。他実施形態において、ステップアップ値に対して他の範囲も使用できる。一実施形態において、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、電力増幅器及び一部分ＯＭＮの回路５１５の出力インピーダンスを、下流側コンポーネントのインピーダンスへとステップアップさせるべく構成される。一実施形態において、下流側コンポーネントはアンテナである。

なお、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、フィルタが後続された直列ＯＭＮではない。フィルタ及びＯＭＮは、コンポーネントが整合コンポーネント及びフィルタリングコンポーネントとして並列して機能するように結合される。フィルタがＯＭＮの一部となりかつＯＭＮがフィルタの一部となることにより、全体的な信号損失は、ＯＭＮ及びフィルタが別個に実装される場合に生じる損失よりも小さくなる。さらに、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７のサイズは、別個に実装されたＯＭＮ及びフィルタの結合サイズよりも小さい。

一実施形態において、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、集積受動デバイス（ＩＰＤ）技術を使用して実装される。他実施形態において、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、ＬＴＣＣコンポーネントのようなセラミックコンポーネントを使用して実装される。さらなる実施形態において、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、外部インダクタ及びキャパシタのような受動コンポーネントを使用して、外部の個別的なフィルタとして実装される。他実施形態において、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７は、表面搭載インダクタ及びキャパシタのような表面搭載デバイスを使用して実装される。

入力チューニング回路５０４は、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７への入力において整合コンポーネントを含み、出力チューニング回路５０８は、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７をさらにチューニングするべく、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７の出力において整合コンポーネントを含む。一実施形態において、チューニング回路５０４、５０８はそれぞれ、上述のように回路設計に大きな柔軟性を許容する単一受動コンポーネントを含む。

図６Ｃは、電力増幅器ダイ５０３に実装するための一部分出力整合ネットワークの典型的な回路６７０である。回路６７０は、インダクタＬ１１、Ｌ１２、及びキャパシタＣ１２を含む。回路６７０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１は、電力増幅器ＩＣ５０３上の電力増幅器の出力に電気的に結合される。

回路６７０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１はさらに、インダクタＬ１２の第１端、及びキャパシタＣ１２の第１端に結合される。インダクタＬ１２及びキャパシタＣ１２は並列に接続される。インダクタＬ１２の第２端、及びキャパシタＣ１２の第２端は、インダクタＬ１１の第１端、及び回路６７０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２に電気的に結合される。インダクタＬ１１の第２端は、接地ＧＮＤに電気的に結合される。

回路６７０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２はさらに、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７の入力に電気的に結合される。一実施形態において、回路６７０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２は、入力チューニング回路５０４を介して一部分ＯＭＮ及びフィルタ５０７の並列体の入力に電気的に結合される。

回路６７０は、電力増幅器出力インピーダンスを、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７の入力インピーダンスへと変換するべく構成される。一実施形態において、回路６７０は、近似的に６オームの電力増幅器出力インピーダンスを近似的に１２オームのインピーダンスへと変換する。

図６Ｄは、電力増幅器ダイ５０３から離れた実装のための、並列機能を有する一部分出力整合ネットワーク及びフィルタの典型的な回路６８０である。回路６７０は、インダクタＬ１３、Ｌ１４、Ｌ１５とキャパシタＣ１３、Ｃ１４とを含む。回路６８０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１は、電力増幅器ＩＣ５０３上の一部分ＯＭＮの出力に電気的に結合される。一実施形態において、回路６８０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１は、入力チューニング回路５０４を介して回路６７０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２に電気的に結合される。

回路６８０の第１端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ１はさらに、キャパシタ１３の第１端子、インダクタＬ１３の第１端子、インダクタＬ１５の第１端子に電気的に結合される。キャパシタＣ１３及びインダクタＬ１３は並列に構成される。キャパシタＣ１３の第２端、及びインダクタＬ１３の第２端は、キャパシタＣ１４の第１端、及び回路６８０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２に電気的に結合される。キャパシタＣ１４の第２端は、インダクタＬ１４の第１端に電気的に結合される。インダクタＬ１５の第２端とインダクタＬ１５の第２端とは、接地ＧＮＤに電気的に結合される。

回路６８０の第２端子ＴＥＲＭＩＮＡＬ２はさらに、出力チューニング回路５０８を介してスイッチ／ＬＮＡ回路２１０の入力に電気的に結合される。

回路６８０は、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０が送信モードにある場合にアンテナ２１２から電力増幅器５０３へと進むブロック信号をフィルタで除外するべく構成される。それと並列して又は同時に、回路６８０は、電力増幅器ＩＣ５０３の出力インピーダンスを、アンテナ２１２の入力インピーダンスへと変換し、アンテナ２１２へと伝送される送信信号の電力を最適化するべく構成される。一実施形態において、回路６８０は、電力増幅器ＩＣ５０３の近似的に１２オームの出力インピーダンスを、近似的に５０オームのアンテナ入力インピーダンスへと変換する。他実施形態において、回路６８０はさらに、電力増幅器５０３が生成したＲＦ送信信号の、例えば、２次、３次及び／又は４次高調波のような、ｎ次高調波をフィルタリングするべく構成される。図６Ｄに例示される一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体６８０の実施形態において、コンポーネントＬ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｃ１３及びＣ１４は、ブロック機能、インピーダンス整合機能、及び高調波フィルタリング機能を同時に又は近似的に同時に行う。

一実施形態において、並列機能を有する一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７、６８０はＩＰＤとして実装され、一部分ＯＭＮ６７０は、電力増幅器とともにシリコンダイ５０３上に実装される。ＩＰＤ上のインダクタＬ１３、Ｌ１４、Ｌ１５のクォリティファクタＱは、シリコンダイ５０３上よりもかなり高い。さらなる実施形態において、大きなインダクタが、シリコンダイ５０３の代わりにＩＰＤに実装されるのが好ましい。

図５Ｃは、電力増幅器ＩＣ５７４、入力チューニング回路５０４、ＯＭＮ５７６、フィルタ５８０、出力チューニング回路５０８、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０、及びアンテナ２１２を含むＲＦ送信経路５７０の典型的なブロック図である。電力増幅器５７４は、一以上の増幅器段を含み、ＲＦ送信信号を増幅するべく構成される。

一実施形態において、フロントエンドモジュールのようなモジュール５７１は、電力増幅器ＩＣ５７４、入力チューニング回路５０４、ＯＭＮ５７６、フィルタ５７８、出力チューニング回路５０８及びスイッチ／ＬＮＡ回路２１０を含む。他実施形態において、モジュール５７１は、電力増幅器ＩＣ５７４、入力チューニング回路５０４、ＯＭＮ５７６、フィルタ５７８及び出力チューニング回路５０８を含む。さらなる実施形態において、モジュール５７１は、電力増幅器ＩＣ５７４、入力チューニング回路５０４、ＯＭＮ５７６及びフィルタ５７８を含む。さらなる実施形態において、モジュール５０１は、電力増幅器ＩＣ５７４、ＯＭＮ５７６及びフィルタ５７８を含む。

ＯＭＮ５７６は、電力増幅器５１４からアンテナ２１２へのＲＦ送信経路５７０のインピーダンスを変換するべく構成される。ＯＭＮ５７６は、電力増幅器の近似的に６オームの出力インピーダンスを、アンテナ２１２の近似的に５０オームの入力インピーダンスへと変換する。フィルタ５７８は、外部アンテナから受信された信号が、アンテナ２１２から電力増幅器５７４へとＲＦ送信経路５７０に沿って進むのをブロックするべく構成される。ＯＭＮ５７６及びフィルタ５８０は、電力増幅器ダイ５７４から離れて配置される。ＯＭＮ５７６及びフィルタ５８０は、ＩＰＤ、個別的なコンポーネント、表面搭載コンポーネント等として実装可能である。

他実施形態において、電力増幅器ＩＣはさらに、回路６７０のような第１部分ＯＭＮ５７２を含み、ＯＭＮ５７６は、回路６８０のような第２部分ＯＭＮを含み、第１及び第２部分ＯＭＮの結合機能により、電力増幅器の近似的に６オームの出力インピーダンスが、アンテナ２１２の近似的に５０オームの入力インピーダンスへと変換される。

図８は、ＯＭＮ及びフィルタの並列体８０６の他実施形態を含むＲＦ送信経路８００の典型的なブロック図である。ＯＭＮ及びフィルタの並列体８０６は、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタを結合するべく構成され、さらには、入力チューニング及び出力チューニングのコンポーネントを含むべく構成される。

一実施形態において、フロントエンドモジュールのようなモジュール８０１は、電力増幅器ＩＣ５０２、ＯＭＮ及びフィルタの並列体８０６、及びスイッチ／ＬＮＡ回路２１０を含む。他実施形態において、モジュール５０１は、電力増幅器ＩＣ５０２、並びにＯＭＮ及びフィルタの並列体８０６を含む。

他実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０２、６００、６５０、８０６はさらに、デバイス１００の受信経路に関連する入力整合ネットワーク（ＩＭＮ）を含む。さらなる実施形態において、入力ＩＭＮ及びフィルタの結合体を、受信経路において使用することができる。例えば、ＬＮＡは、できる限り最低の雑音指数を達成するべく、当該入力における整合を頻繁に使用する。ＩＭＮ及びフィルタの結合体は、ＩＭＮ及びフィルタとして並列的に機能してＬＮＡの入力インピーダンスの整合、及び受信信号のフィルタリングを行うべく使用することができるＩＰＤを含む。

ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０、８０６が、インピーダンス変換と、トーンの電力増幅器５１４の増幅された出力との混合のブロックとを並列して行うことについてここに説明されるが、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０、８０６の他実施形態は、インピーダンス整合と、フィルタリング又は信号コンディショニングとを並列して行う。一実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０、８０６は、双方向に並列したインピーダンス整合及び信号コンディショニングを行う。さらなる実施形態において、ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０、８０６は、出力整合機能と任意タイプの信号コンディショニングとを結合するべく構成することができる。並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体に影響を与えるＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０、８０６の他実施形態は、異なるように、及び本開示から当業者に知られる異なる受動コンポーネントを有するように構成することができる。

ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０は、送信経路の他構成と比較して、電力損失を低減しかつ使用空間が少ない。比較を目的として、−３０ｄＢのＥＶＭ電力が３つの構成に対して模擬された。オンダイＯＭＮ及び外部ＬＴＣＣフィルタを含む電力増幅器ＩＣが実装された送信経路に対し、−３０ｄＢのＥＶＭ電力は近似的に１９．３ｄＢｍであった。ＯＭＮを除外した電力増幅器ＩＣ、オフダイの個別的なＯＭＮ、及び外部ＬＴＣＣフィルタリングが実装された送信経路に対し、−３０ｄＢのＥＶＭ電力は近似的に１９．３ｄＢｍであった。ＯＭＮを除外した電力増幅器ＩＣ、並びにＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、８０６が実装された送信経路に対し、−３０ｄＢのＥＶＭ電力は近似的に２１．３ｄＢＭであった。ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０の使用により、少なくとも２ｄＢの改善がもたらされる。

サイズへの影響もまた有利となる。比較を目的として、プリント回路基板面積が、機能上匹敵する２つの構成に対して決定された。オンダイＯＭＮ、４つの整合コンポーネント、及び外部ＬＴＣＣフィルタを含む電力増幅器ＩＣに対する基板面積が近似的に３ｍｍ^２である一方、ＯＭＮを除外した電力増幅器ＩＣ、並びにＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０の基板面積は近似的に２．４ｍｍ^２である。ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０６、６００、６５０の使用により、近似的に２０％の基板空間低減がもたらされる。

図９は、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体９０２の一実施形態を含む出力整合ネットワーク及びフィルタの並列半導体ダイ９００の典型的なブロック図である。一実施形態において、回路９０２は、出力整合ネットワーク及びフィルタの並列体５０６を含む。他実施形態において、回路９０２は、入力チューニング及び出力チューニングの機能をさらに含む出力整合ネットワーク及びフィルタの並列体８０６を含む。他実施形態において、回路９０２は、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体６００、６５０を含む。さらなる実施形態において、回路９０２は、一部分ＯＭＮ及びフィルタの並列体５０７を含む。

一実施形態において、ダイ９００はシリコン（Ｓｉ）ダイを含む。一実施形態において、Ｓｉダイは、ＳｉＣＭＯＳダイ、ＳｉＧｅＢｉＣＭＯＳダイ等を含む。他実施形態において、ダイ９００は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ダイ、擬似格子整合高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）ダイ等を含み得る。一実施形態において、ダイ９００は、ＯＭＮ及びフィルタ回路の並列体５０６、６００、６５０、８０６のコンポーネントに対してＩＰＤ技術を実装する。

図１０は、図９の出力整合ネットワーク及びフィルタの並列半導体ダイ９００と、電力増幅器集積回路５０２、５０３又は５７４とを含むモジュールの典型的なブロック図である。モジュール１０００はさらに、ここでの開示に鑑み半導体作製技術の当業者にとって知られるような、信号相互接続を与える接続部１００２と、回路のパッケージングのための、例えばパッケージ基板のようなパッケージング１００４と、例えば増幅器、前置フィルタ、後置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路のダイ１００６を含む。一実施形態において、モジュール１０００はフロントエンドモジュールを含む。一実施形態において、モジュール１０００はさらに、スイッチ／ＬＮＡ回路２１０を含む。

図１１は、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体５０６、５０７、６００、６５０、７００若しくは８０６の一実施形態、又はＯＭＮ５７６及びフィルタ５７８の一実施形態を含む簡単な携帯送受信器１１００を例示する典型的なブロック図である。

携帯送受信器１１００は、スピーカ１１０２、ディスプレイ１１０４、キーボード１１０６及びマイクロフォン１１０８を含み、これらはすべて、ベース帯域サブシステム１１１０に接続される。直流（ＤＣ）電池又は他の電源であり得る電源１１４２が、携帯送受信器１１００に電力を供給するべくベース帯域サブシステム１１１０に接続される。特定実施形態において、携帯送受信器１１００は例えば、携帯セルラー型電話のような携帯通信デバイスであり得るが、これに限られない。スピーカ１１０２及びディスプレイ１１０４は、当業者に知られるように、ベース帯域サブシステム１１１０からの信号を受信する。同様に、キーボード１１０６及びマイクロフォン１１０８は、ベース帯域サブシステム１１１０への信号を供給する。

ベース帯域サブシステム１１１０は、バス１１２８を経由して通信するマイクロプロセッサ（μＰ）１１２０、メモリ１１２２、アナログ回路１１２４及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１２６を含む。バス１１２８は、単一バスとして示されてはいるが、ベース帯域サブシステム１１１０内のサブシステム同士間において必要に応じて接続される多重バスを使用して実装することもできる。ベース帯域サブシステム１１１０はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１１３２及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１１３０の一以上も含み得る。

マイクロプロセッサ１１２０及びメモリ１１２２は、携帯送受信器１１００に対して信号タイミング、処理及び格納の機能を与える。アナログ回路１１２４は、ベース帯域サブシステム１１１０内での信号のアナログ処理機能を与える。ベース帯域サブシステム１１１０は、例えば送信器１１５０、受信器１１７０及び電力増幅器１１８０に制御信号を与える。

なお、簡便のため、ここでは、携帯送受信器１１００の基本的なコンポーネントのみが例示される。ベース帯域サブシステム１１１０が与える制御信号は、携帯送受信器１１００内の様々なコンポーネントを制御する。さらに、送信器１１５０及び受信器１１７０の機能は、送受信器へと統合することができる。

ベース帯域サブシステム１１１０はまた、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１３４、並びにデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１１３６及び１１３８も含む。この例において、ＤＡＣ１１３６は、変調器１１５２に適用される同相（Ｉ）及び直交相（Ｑ）信号１１４０を生成する。ＡＤＣ１１３４、ＤＡＣ１１３６及びＤＡＣ１１３８はまた、バス１１２８を経由してマイクロプロセッサ１１２０、メモリ１１２２、アナログ回路１１２４及びＤＳＰ１１２６と通信する。ＤＡＣ１１３６は、ベース帯域サブシステム１１１０内のデジタル通信情報を、接続部１１４０を経由した変調器１１５２への送信のため、アナログ信号へと変換する。接続部１１４０は、２つの方向矢印として示されるが、デジタルドメインからアナログドメインへの変換後に送信器１１５０が送信する予定の情報を含む。

送信器１１５０は変調器１１５２を含む。変調器１１５２は、接続部１１４０においてアナログ情報を変調して、変調信号をアップコンバータ１１５４へと与える。アップコンバータ１１５４は、変調信号を適切な送信周波数へと変換し、アップコンバートされた信号を電力増幅器１１８０へと与える。電力増幅器１１８０は、携帯送受信器１１００が動作するべく設計されたシステムにとって適切な電力レベルまで当該信号を増幅する。

変調器１１５２及びアップコンバータ１１５４の詳細は、当業者により理解されるので、省略される。例えば、接続部１１４０におけるデータは一般に、ベース帯域サブシステム１１１０によって、同相（Ｉ）及び直交相（Ｑ）コンポーネントへとフォーマットされる。Ｉ及びＱコンポーネントは、異なる形態をとり、用いられる通信規格に応じて異なるようにフォーマットされ得る。

フロントエンドモジュール１１６２は、電力増幅器回路１１８０、及びスイッチ／低ノイズ増幅器回路１１７２を含む。一実施形態において、スイッチ／低ノイズ増幅器回路１１７２は、当業者に知られるような、例えば、送信信号及び受信信号双方の同時通過を許容するフィルタ対を有するダイプレクサを含み得るアンテナシステムインタフェイスを含む。

一実施形態において、フロントエンドモジュールはさらに、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体１１９０を含む。これは、出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体５０６、５０７、６００、６５０、７００、８０６、又はＯＭＮ５７４及びフィルタ５７６の一実施形態を含む。電力増幅器１１８０は、増幅された送信信号を、当該信号をフィルタリングすることと、当該インピーダンスをアンテナ１１６０のインピーダンスへと整合又は近似的に整合することとを行う並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体１１９０へと供給する。加えて、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体１１９０は、スイッチが送信モードにある場合に外部アンテナからアンテナ１１６０が受信する信号をブロックする。スイッチが送信モードにある場合、送信信号は、フロントエンドモジュール１１６２からアンテナ１１６０へと供給される。

一実施形態において、フロントエンドモジュール１１６２は、整合ネットワーク及びフィルタダイ９００を含むモジュール１０００を含む。一実施形態において、並列機能を有する出力整合ネットワーク及びフィルタの結合体１１９０は、整合ネットワーク及びフィルタダイ９００を含むモジュール１０００を含む。

アンテナ１１６０が受信した信号は、スイッチが受信モードにある場合にフロントエンドモジュール１１６２のスイッチ／低ノイズ増幅器１１７２から受信器１１７０へと向けられる。低ノイズ増幅器回路１１７２は受信信号を増幅する。

ダウンコンバータ１１７４は、ダイレクトコンバージョン受信器（ＤＣＲ）を使用して実装される場合、増幅された受信信号を、ＲＦレベルからベース帯域レベル（ＤＣ）又は近ベース帯域レベル（近似的に１００ｋＨｚ）へと変換する。代替的に、増幅された受信ＲＦ信号は、アプリケーションに応じて中間周波数（ＩＦ）信号へとダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、フィルタ１１７６へと送信される。フィルタ１１７６は、当業界で知られるように、ダウンコンバートされた受信信号をフィルタリングする少なくとも一つのフィルタ段を含む。

フィルタリングされた信号は、フィルタ１１７６から復調器１１７８へと送信される。復調器１１７８は、送信されたアナログ情報を回復させ、この情報を代表する信号を、接続部１１８６を経由してＡＤＣ１１３４へと供給する。ＡＤＣ１１３４は、当該アナログ信号を、ベース帯域周波数にあるデジタル信号へと変換して当該信号を、さらなる処理のためバス１１２８を経由してＤＳＰ１１２６へと伝送する。

用語集

上述した実施形態のいくつかは、携帯電話に関連する例を与えている。しかしながら、当該実施形態の原理及び利点は、電力増幅器システムにとって必要とされる任意の他のシステム又は装置にも使用可能である。

かかるシステム又は装置は、様々な電子デバイスに実装可能である。電子デバイスの例は、家庭用電気製品、家庭用電気製品の部品、電子試験機器等を含み得るがこれらに限られない。電子デバイスの例は、メモリチップ、メモリモジュール、光ネットワーク又は他の通信ネットワークの回路、及びディスクドライバ回路を含むがこれらに限られない。家庭用電気製品は、スマートフォンのような携帯電話、電話、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ＰＣカード、電子レンジ、冷蔵庫、自動車、ステレオシステム、カセットレコーダー又はプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ＭＰ３プレーヤ、ラジオ、ビデオカメラ、カメラ、デジタルカメラ、携帯メモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、コピー機、ファクシミリ機、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、時計等を含み得るがこれらに限られない。さらに、電子デバイスは、未完成製品も含み得る。

本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される用語「接続」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。

とりわけ「できる」、「かもしれない」、「してよい」、「し得る」、「例えば」等のような、ここで使用される条件的言語は、特にそうでないことが表明されない限り、又は使用の文脈においてそうでないことが理解されない限り、一般に、所定の特徴、要素及び／又は状態を所定の実施形態が含む一方、他の実施形態が含まないことを伝えるものと解釈される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が任意の態様で一以上の実施形態にとって必要であること、又は一以上の実施形態が必ず、作者の入力若しくは促しあり若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の特定実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆するものとは一般に意図しない。

本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。

ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。

本発明の所定の実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。

Claims (19)

1. 多重帯域デバイスにおいて使用される無線周波数電力増幅器のモジュールであって、
   前記多重帯域デバイスの第１送信経路の無線周波数入力信号を受信するべく構成された入力端子と、
   前記無線周波数入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子と、
   前記第１送信経路に関連付けられた第１アンテナによる送信を目的として、前記無線周波数入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイと、
   前記第１半導体ダイに載置されて前記増幅器回路の出力インピーダンスを、前記第１アンテナの入力インピーダンスの一定割合までステップアップするべく構成された第１部分出力整合ネットワークと、
   前記第１半導体ダイと前記出力端子との間に電気的に接続されて第２半導体ダイに載置された第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路と
   を含み、
   前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、前記第１部分出力整合ネットワークの出力インピーダンスを前記一定割合から前記第１アンテナの入力インピーダンスまでステップアップさせることと、前記出力端子において受信した信号が前記第１送信経路を通って逆方向に伝播するのをブロックすることとを並列して行うべく構成され、
   前記出力端子において受信した信号は、前記多重帯域デバイスの第２送信経路に関連付けられた第２アンテナから放射されるモジュール。
2. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、共通パッケージに含まれた複数の集積受動デバイスを含む請求項１のモジュール。
3. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は複数の表面搭載デバイスを含む請求項１のモジュール。
4. 前記第２半導体ダイは前記第１半導体ダイとは別個である請求項１のモジュール。
5. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、前記第１部分出力整合ネットワークの出力インピーダンスを前記第１アンテナの入力インピーダンスに整合させることと、前記出力端子において受信した信号が前記第１送信経路を通って逆方向に伝播するのをブロックすることとの双方を並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の一部である請求項１のモジュール。
6. 前記第１部分出力整合ネットワークは、前記増幅器回路の出力インピーダンスを初期値から、前記第１アンテナの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間となるステップアップ値までステップアップさせるべく構成される請求項１のモジュール。
7. 前記初期値は近似的に６オームであり、
   前記ステップアップ値は近似的に１２オームである請求項６のモジュール。
8. 前記第１アンテナの入力インピーダンスは近似的に５０オームである請求項６のモジュール。
9. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、整合ネットワーク及びフィルタの機能を有し、
   コンポーネントの少なくとも一部分は、信号損失が、前記整合ネットワーク及び前記フィルタに関連付けられる信号損失よりも少なくなるように、かつ、サイズが、別個に実装された前記整合ネットワーク及び前記フィルタのサイズよりも小さくなるように、前記整合ネットワーク及び前記フィルタの双方として機能するべく構成される請求項１のモジュール。
10. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、整合ネットワーク及びフィルタの機能を有し、
    前記整合ネットワーク及び前記フィルタは少なくとも一つのコンポーネントを共有する請求項１のモジュール。
11. 多重帯域の無線携帯デバイスであって、
    無線周波数信号を受信及び送信するべく構成されて第１送信経路に関連付けられた第１アンテナ及び第２送信経路に関連付けられた第２アンテナと、
    送信を目的として無線周波数出力信号を前記第１アンテナへと通過させるべく構成された送信／受信スイッチと、
    無線周波数電力増幅器モジュールと
    を含み、
    前記無線周波数電力増幅器モジュールは、
    前記第１送信経路において無線周波数入力信号を受信するべく構成された入力端子と、
    前記無線周波数入力信号の増幅されたバージョンを与えるべく構成された出力端子と、
    前記第１アンテナによる送信を目的として前記無線周波数入力信号を増幅するべく構成された増幅器回路を含む第１半導体ダイと、
    前記第１半導体ダイに載置されて前記増幅器回路の出力インピーダンスを、前記第１アンテナの入力インピーダンスの一定割合までステップアップさせるべく構成された第１部分出力整合ネットワークと、
    前記第１半導体ダイと前記出力端子との間に電気的に接続されて前記一定割合から前記第１アンテナの入力インピーダンスまで出力インピーダンスをステップさせることと、前記出力端子において受信した信号が前記第１送信経路を通って逆方向に伝播するのをブロックすることとを並列して行うべく構成された第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路と
    を含み、
    前記出力端子において受信した信号は前記第２アンテナから放射される無線携帯デバイス。
12. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、前記第１半導体ダイとは別個の第２半導体ダイに実装される請求項１１の無線携帯デバイス。
13. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、前記第１部分出力整合ネットワークの出力インピーダンスを前記第１アンテナの入力インピーダンスに整合させることと、前記出力端子において受信した信号が前記第１送信経路を通って逆方向に伝播するのをブロックすることとの双方を並列して行うべく構成された出力整合ネットワーク及びフィルタ回路の並列体の一部である請求項１１の無線携帯デバイス。
14. 前記第１部分出力整合ネットワークは、前記増幅器回路の出力インピーダンスを初期値から、前記第１アンテナの入力インピーダンスの近似的に１０％から５０％の間となるステップアップ値までステップアップさせるべく構成される請求項１１の無線携帯デバイス。
15. 前記初期値は近似的に６オームであり、
    前記ステップアップ値は近似的に１２オームである請求項１４の無線携帯デバイス。
16. 前記第１アンテナの入力インピーダンスは近似的に５０オームである請求項１４の無線携帯デバイス。
17. 前記第２部分出力整合ネットワーク及びフィルタ回路は、整合ネットワーク及びフィルタの機能を有し、
    コンポーネントの少なくとも一部分は、信号損失が、別個に実装された前記整合ネットワーク及び前記フィルタに関連付けられる信号損失よりも少なくなるように、かつ、サイズが、別個に実装された前記整合ネットワーク及び前記フィルタのサイズよりも小さくなるように、前記整合ネットワーク及び前記フィルタの双方として機能するべく構成される請求項１１の無線携帯デバイス。
18. 多重帯域無線携帯デバイスにおける無線周波数出力信号の相互変調を低減する方法であって、
    動作周波数帯域に第１基本周波数を有する無線周波数入力信号を、第１無線周波数経路に沿って電力増幅器回路への入力において受信することと、
    前記第１無線周波数経路における第１アンテナによる送信を目的として前記無線周波数入力信号を増幅して前記無線周波数入力信号の増幅されたバージョンを与えることであって、前記無線周波数入力信号を増幅するべく構成された増幅回路が第１半導体ダイに実装されることと、
    前記電力増幅器回路の出力インピーダンスを、前記第１半導体ダイに載置された第１部分出力整合ネットワークにより、前記第１アンテナの入力インピーダンスの一定割合までステップアップすることと、
    前記第１部分出力整合ネットワークの出力インピーダンスを、前記一定割合から前記第１アンテナの入力インピーダンスまでステップアップすることと並列して、前記第１アンテナの送信時に前記第１アンテナが受信する第２基本周波数を有する信号をブロックすることと
    を含み、
    前記第２基本周波数を有する信号は、前記多重帯域無線携帯デバイスの第２無線周波数経路に関連付けられた第２アンテナから放射される方法。
19. 前記ブロックすることは、前記第１アンテナからの再放射による前記第１基本周波数と前記第２基本周波数との相互変調を抑制する請求項１８の方法。

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