JP6892483B6 - キャリアアグリゲーション回路、高周波モジュール、および無線装置 - Google Patents
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Description
本願は、2014年4月11に出願され「CIRCUITS AND METHODS RELATED TO RADIO-FREQUENCY RECEIVERS HAVING CARRIER AGGREGATION(キャリアアグリゲーションを有する高周波受信機に関連する回路および方法)」と題された米国仮出願第61/978,808号に基づく優先権を主張し、その開示全体を本明細書に引用により特に援用する。
分野
本開示は高周波用途におけるキャリアアグリゲーションに関する。
いくつかの高周波(RF)用途において、セルラーキャリアアグリゲーション(CA)には、共通の経路を通して処理されている2つ以上のRF信号が関与し得る。たとえば、キャリアアグリゲーションには、それぞれの周波数範囲が十分に離れている複数の周波数帯に対して1つの経路を使用することが関与し得る。このような構成では、2つ以上の周波数帯を同時に機能させることができる。
いくつかの実装例に従うと、本開示は、第1の周波数帯での動作を可能にするように構成された第1のフィルタと第2の周波数帯での動作を可能にするように構成された第2のフィルタとを含むキャリアアグリゲーション(CA)回路に関する。CA回路はさらに、第1のフィルタと共通ノードとの間に実装された第1の経路を含み、第1の経路は、第1の周波数帯については実質的に整合インピーダンスを与え第2の周波数帯については実質的に開放インピーダンスを与えるように構成されている。CA回路はさらに、第2のフィルタと上記共通ノードとの間に実装された第2の経路を含み、第2の経路は、第2の周波数帯については実質的に整合インピーダンスを与え第1の周波数帯については実質的に開放インピーダンスを与えるように構成されている。
ダクタンス素子のうちの少なくともいくつかは、実装基板上または実装基板内に搭載された受動素子として実装し得る。
本明細書では、見出しが設けられていても、それは便宜上設けられているだけでありクレームされている発明の範囲または意味には必ずしも影響しない。
ャリアアグリゲーション(CA)構成100を示す。この複数の入力は、第1のRF信号および第2のRF信号を含み得る。第1のRF信号は、共通入力ノード102(RF_IN)から、第1のフィルタ106aを含む第1の経路104aを通してCA回路110に与えることができる。同様に、第2のRF信号は、共通入力ノード102(RF_IN)から、第2のフィルタ106bを含む第2の経路104bを通してCA回路110に与えることができる。本明細書に記載のように、CA回路110は、共通出力ノード114での出力が、第1および第2のRF信号に関連する2つの分離された周波数帯を含む再合成されたRF信号となるように、構成し得る。また、本明細書に記載のように、CA回路110は、低損失、低雑音指数、および/または2つの信号経路104a、104b間の高度な分離といった望ましい性能の特徴を生出すように構成し得る。
第1の位相シフト回路152と共通ノード126との間に実装すればよく、スイッチS2は第2の位相シフト回路154と共通ノード126との間に実装すればよい。このようなスイッチは、CA回路110を非CAモードまたはCAモードで動作させることができる。たとえば、図6に示されるように第1のスイッチS1が閉じられ第2のスイッチS2が開かれると、CA回路110は対応する周波数帯の第1のRF信号を非CAモードで処理する。他方の周波数帯の第2のRF信号を非CAモードで処理するためには、第1のスイッチS1を開き第2のスイッチS2を閉じればよい。別の例では、図7に示されるように第1および第2のスイッチ双方を閉じると、CA回路110はそれぞれの周波数帯の第1および第2のRF信号をどちらもCAモードで処理することができる。
反射の位相は一般的にフィルタの設計に依存する。したがって、A帯域フィルタ122の出力におけるB帯域信号に対するインピーダンスZBは、大幅に不整合な値でZOよりも大幅に大きいかまたは大幅に小さいかのいずれかである可能性がある。結果として|ΓB|〜1という状態になる。
ができ、この式の実部(抵抗RB)および虚部(リアクタンスXB)は、インピーダンスZBを開路状態(XBおよびRBのうちの一方または双方がほぼ1(unity))から引き
離す。図8に示されるように、第1の位相シフト回路152は、ZAに対してZOを実質的に維持しZBをRB+jXBから開路状態に調整するまたは近づけるように構成し得る。
から引き離す。図8に示されるように、第2の位相シフト回路154は、ZBに対してZOを実質的に維持しZAをRA+jXAから開路状態に調整するまたは近づけるように構成し得る。
B1)との間にB1/4フィルタ「B」を含むが位相シフト回路は含まない。
として示されるB1 RX通過帯域を示すことが注目される。
書で述べたように入力RF信号に対してインピーダンス整合を与えるように構成し得る。
ション(CA)はダイプレクサとの関連で説明しているが、CAを3つ以上の帯域とともに実装する(たとえばマルチプレクサを利用)ことも可能であることが理解されるであろう。ある実施形態において、ダイプレクサを装置として実装してもよく、このような装置を基板上に装着してもよい。
するために構成されたいくつかの信号経路を含み得る。アーキテクチャ400はまた、アンテナポート402に結合されたアンテナスイッチ回路404を含み得る。このようなアンテナスイッチ回路は、セルラー周波数範囲のRF信号を、異なるセルラー帯域に関連する複数の経路にルーティングするように構成し得る。示されている例において、アンテナスイッチ回路404は、単極双投(SP2T)スイッチを含み、その極はアンテナポート402に結合されている。
構成要素を含み得る。
無線装置において1つ以上のメインアンテナと1つ以上のダイバーシティアンテナを使用することにより、信号受信の品質を改善することができる。たとえば、ダイバーシティアンテナは、無線装置の近傍においてRF信号をさらにサンプリングすることを可能にする。加えて、無線装置のトランシーバを、メインアンテナおよびダイバーシティアンテナが受信した信号を処理するように構成することにより、メインアンテナのみを使用する構成と比較して、より高エネルギのおよび/または忠実度が改善された受信信号を取得することができる。
ことによって、行なうことができる。設計の規格に合うようにするまたはそれを超えるようにするためには、トランシーバ、アンテナスイッチモジュール、および/またはメインアンテナを、無線装置内で物理的に互いに近くなるようにすればよい。無線装置をこのように構成することにより、比較的小さい信号損失、低い雑音、および/または高度な分離が得られる。
Claims (20)
- 第1の周波数帯および第2の周波数帯のためのキャリアアグリゲーション回路であって、
第1のノードおよび第2のノードと、
前記第1のノードと前記第2のノードとの間に実装された第1の経路とを備え、前記第1の経路は、前記第1の周波数帯についての整合インピーダンスを与え、かつ前記第2の周波数帯についての不整合インピーダンスを与えるように構成された第1のフィルタを含み、前記第1の経路は、さらに、前記第2の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第2の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスへと調整するように構成された第1の位相シフト回路を含み、
前記第1のノードと前記第2のノードとの間に実装された第2の経路をさらに備え、前記第2の経路は、前記第2の周波数帯についての整合インピーダンスを与え、かつ前記第1の周波数帯についての不整合インピーダンスを与えるように構成された第2のフィルタを含み、前記第2の経路は、さらに、前記第1の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第1の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスへと調整するように構成された第2の位相シフト回路を含み、
前記第1の経路および前記第2の経路の一方または両方の動作を可能にするように実装されたスイッチアセンブリをさらに備える、キャリアアグリゲーション回路。 - 前記第1のノードは、受信アンテナに結合するように構成され、
前記第2のノードは、低雑音増幅器の入力に結合するように構成される、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。 - 前記第1の位相シフト回路は、さらに、前記第1の周波数帯についての前記整合インピーダンスを実質的に維持するように構成され、前記第2の位相シフト回路は、さらに、前記第2の周波数帯についての前記整合インピーダンスを実質的に維持するように構成される、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1の位相シフト回路は、前記第1のフィルタと前記第2のノードとの間にあり、前記第2の位相シフト回路は、前記第2のフィルタと前記第2のノードとの間にある、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記スイッチアセンブリは、前記第1の経路に沿って実装された第1のスイッチと、前記第2の経路に沿って実装された第2のスイッチとを含む、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1のスイッチは前記第1の位相シフト回路と前記第2のノードとの間にあり、前記第2のスイッチは前記第2の位相シフト回路と前記第2のノードとの間にある、請求項5に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの各々は、キャリアアグリゲーションモードにおいて閉状態にあるように構成される、請求項5に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 非キャリアアグリゲーションモードにおいて、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとのうちの一方は閉状態にあるように構成されるとともに、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとのうちの他方が開状態にあるように構成される、請求項5に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタは、前記第1のノードに結合される入力ポートを含むダイプレクサの一部である、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1の位相シフト回路および前記第2の位相シフト回路の各々は、2つの直列容量と、前記2つの容量間のノードと接地を結合する誘導経路とを含む、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 前記第1の位相シフト回路および前記第2の位相シフト回路の各々は、2つの直列インダクタンスと、前記2つのインダクタンス間のノードと接地を結合する容量性経路とを含む、請求項1に記載のキャリアアグリゲーション回路。
- 第1の周波数帯および第2の周波数帯を含むキャリアアグリゲーション回路のための方法であって、前記方法は、
第1のノードにおいて信号を受信することと、
第1の経路を通じて第2のノードへの前記信号の第1の部分を処理することとを備え、前記処理することは、前記第1の部分をフィルタリングして、前記第1の周波数帯についての整合インピーダンスと、前記第2の周波数帯についての不整合インピーダンスとを与えることを含み、前記処理することは、さらに、前記第2の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第2の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスに調整するように位相シフトを行うことを含み、
第2の経路を通じて前記第2のノードへの前記信号の第2の部分を処理することをさらに備え、当該処理することは、前記第2の部分をフィルタリングして、前記第2の周波数帯についての整合インピーダンスと、前記第1の周波数帯についての不整合インピーダンスとを与えることを含み、前記処理することは、さらに、前記第1の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第1の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスに調整するように位相シフトを行うことを含み、
前記第1の部分および前記第2の部分の一方または両方の前記処理を可能にするように、スイッチアセンブリを動作させることをさらに備える、方法。 - 前記第1の部分の前記処理の前記位相シフトは、前記第1の周波数帯についての前記整合インピーダンスを維持し、
前記第2の部分の前記処理の前記位相シフトは、前記第2の周波数帯についての前記整合インピーダンスを維持する、請求項12に記載の方法。 - 前記第1の部分の前記処理の前記位相シフトは、前記第1の部分の前記フィルタリングの後に行われ、
前記第2の部分の前記処理の前記位相シフトは、前記第2の部分の前記フィルタリングの後に行われる、請求項12に記載の方法。 - 前記スイッチアセンブリを動作させることは、前記第1の経路に沿って実装された第1のスイッチと、前記第2の経路に沿って実装された第2のスイッチとを、キャリアアグリゲーションモードにおいて前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの各々が閉状態にあり、かつ、非キャリアアグリゲーションモードにおいて、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとのうちの一方は閉状態にあるとともに前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとのうちの他方が開状態にあるように、動作させることとを含む、請求項12に記載の方法。
- 高周波モジュールであって、
複数の構成要素を支持するように構成された実装基板と、
第1の周波数帯および第2の周波数帯のためのキャリアアグリゲーション回路とを備え、前記キャリアアグリゲーション回路は、前記実装基板に実装され、第1のノードおよび第2のノードと、前記第1のノードと前記第2のノードとの間に実装された第1の経路とを含み、前記第1の経路は、前記第1の周波数帯についての整合インピーダンスを与え、かつ前記第2の周波数帯についての不整合インピーダンスを与えるように構成された第1のフィルタを含み、前記第1の経路は、さらに、前記第2の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第2の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスへと調整するように構成された第1の位相シフト回路を含み、
前記キャリアアグリゲーション回路は、前記第1のノードと前記第2のノードとの間に実装された第2の経路をさらに含み、前記第2の経路は、前記第2の周波数帯についての整合インピーダンスを与え、かつ前記第1の周波数帯についての不整合インピーダンスを与えるように構成された第2のフィルタを含み、前記第2の経路は、さらに、前記第1の周波数帯についての前記不整合インピーダンスを、前記第1の周波数帯についてのほぼ開放インピーダンスへと調整するように構成された第2の位相シフト回路を含み、
前記キャリアアグリゲーション回路は、さらに、前記第1の経路および前記第2の経路の一方または両方の動作を可能にするように実装されたスイッチアセンブリを含む、高周波モジュール。 - 前記実装基板上に実装された低雑音増幅器をさらに備え、前記低雑音増幅器は、前記キャリアアグリゲーション回路からの合成信号を受信するとともに増幅するように前記第2のノードに結合された入力を有する、請求項16に記載の高周波モジュール。
- 前記第1のノードは、受信アンテナに結合するように構成される、請求項17に記載の高周波モジュール。
- 前記受信アンテナはダイバーシティ受信アンテナを含み、前記高周波モジュールは、前記ダイバーシティ受信アンテナに近接して位置するダイバーシティ受信モジュールである、請求項18に記載の高周波モジュール。
- 前記スイッチアセンブリの動作を可能にするように構成された制御要素を更に備える、請求項16に記載の高周波モジュール。
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