KR102566216B1 - 조합가능한 필터들에 대한 적응형 튜닝 네트워크 - Google Patents

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Abstract

특히 캐리어 어그리게이션 기반 무선 시스템에서, 커플링된 RF 대역 필터들의 다양한 조합들로부터 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항하는 융통성있는 다중 경로 RF 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처. 일 버전에서, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 다중 경로 RF 스위치에 커플링되어 RF 대역 필터들의 다양한 조합에 대한 적응형 임피던스 매칭을 제공한다. 선택적으로, 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 또한 임피던스 매칭을 추가로 개선하기 위해 연관된 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 포함한다. 제2 버전에서, 다중 경로 RF 스위치에 커플링된 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 필요한 대역 별 임피던스 매칭을 제공하기 위해 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 포함한다. 선택적으로, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 다중 경로 RF 스위치의 공통 포트 상에 포함되어 추가적인 임피던스 매칭 능력을 제공할 수 있다.

Description

조합가능한 필터들에 대한 적응형 튜닝 네트워크
본 출원은, 2016년 2월 19일에 출원되고 발명의 명칭이 "Adaptive Tuning Network for Combinable Filters"인 미국 특허 출원 제15/048,764호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 특허 출원은 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 전자 회로들, 더 상세하게는 무선 주파수 전자 회로들 및 관련 방법들에 관한 것이다.
단순한 무선 시스템은 일반적으로 무선 주파수(RF) 신호들을 송신하기 위한 하나의 RF 대역 및 RF 신호들을 수신하기 위한 별개의 RF 대역에서 동작한다. RF 대역은 통상적으로 주파수들의 범위(예를 들어, 대역 당 10 내지 100 MHz)에 걸쳐 있고, 실제 신호 송신 및 수신은 간섭을 회피하기 위해 이격된 이러한 대역들의 서브-대역에 있을 수 있다. 대안적으로, 2개의 넓게 이격된 RF 대역들이 신호 송신 및 수신을 위해 각각 사용될 수 있다.
일부 셀룰러 전화 시스템들과 같은 보다 진보된 무선 시스템들은 신호 송신 및 수신을 위해 다수의 RF 대역들에 걸쳐 동작 가능할 수 있지만, 여전히 임의의 한 시점에 단일 RF 대역 내의 오직 하나의 송신 서브-대역 및 하나의 수신 서브-대역 또는 오직 2개의 넓게 이격된 송신 및 수신 RF 대역들을 사용할 수 있다. 이러한 다중 대역 동작은, 단일 무선 시스템이 상이한 국제 주파수 할당 및 신호 코딩 시스템들(예를 들어, CDMA, GSM)과 상호운용(interoperable)되도록 허용한다. 일부 애플리케이션들의 경우, 국제 표준 기구들은 B1, B3, B7 등과 같은 대역 라벨들 Bn을 갖는 공통 주파수 대역들을 라벨링하였다. 이러한 대역들의 목록은 https://en.wikipedia.org/wiki/UMTS_frequency_bands에서 확인할 수 있다.
최근 몇 년간, RF 무선 시스템, 특히 셀룰러 전화 시스템들에 대한 대역폭을 증가시키기 위해 "캐리어 어그리게이션"(Carrier Aggregation, CA)으로 지칭되는 기술이 개발되었다. "대역-간(inter-band)" 모드로 공지된 CA의 한 버전에서, 셀룰러 수신 또는 송신은 다수의 RF 대역들(예를 들어, RF 대역들 B1, B3 및 B7)에 걸쳐 동시에 발생할 수 있다. 이러한 모드는 요구되는 대역 조합에 따라 다중 대역 필터들을 통해 수신 또는 송신 RF 신호를 동시에 전달하는 것을 요구한다.
도 1a는 CA 무선 시스템에서 사용될 수 있는 종래 기술의 RF 신호 스위칭 및 필터 회로(100)의 블록도이다. 예시된 예에서, 안테나(101)는 다중 경로 스위치(102)에 커플링되며, 다중 경로 스위치(102)는 몇몇 RF 대역 필터들(104)에 추가로 커플링된다. 다중 경로 스위치(102)는 안테나(101)를 RF 대역 필터들(104)에 한번에 하나씩 또는 선택된 조합들로 선택적으로 커플링시킬 수 있다. 다중 경로 스위치(102)는 통상적으로, 공지된 방식으로 전계 효과 트랜지스터(FET)들을 사용하여 구현될 것이다. 일부 또는 모든 RF 필터들(104)은 수신기, 송신기 또는 트랜시버(도시되지 않음)와 같은 다른 RF 회로에 커플링될 것이다. 예시된 예에서, 3개의 주파수 대역들 B1, B3, B7에 대한 대역 필터들(104)이 도시되어 있다. 동작 시에, (예를 들어, RF 대역들 B1, B3, B7에 대한) 컴포넌트 RF 대역 필터들(104)은 개별적으로 비-CA 모드로, 또는 CA 모드와 조합으로 다중 경로 스위치(102)에 의한 회로로 스위칭될 수 있다.
최적의 성능을 위해, 대역 필터들(104) 각각 및 이들의 원하는 조합들(예를 들어, B3 단독, B1 + B3 동시 및 B1 + B3 + B7 동시)은 통상적으로 현대식 무선 회로들에 대해 50 옴의 특성 임피던스로 스위치(102) 및 안테나(101)에 매칭된 임피던스이어야 한다. 도 1b는 도 1a에 도시된 구성에 대한 3개의 모델링된 필터들의 몇몇 예시적인 조합들의 매칭되지 않는 임피던스 값들의 범위를 도시하는 스미스(Smith) 차트(110)이다. 예시된 예에서, 오직 10 MHz 단계들로 1.810 GHz 내지 1.880 GHz의 주파수 범위에 걸쳐 스위핑되는 B3 주파수를 보면, 플롯 포인트들(B3 단독 및 B1 또는 B1 + B7을 B3에 추가한 효과)은, 각각의 조합뿐만 아니라 각각의 주파수 단계에 대해서 50 옴의 특성 임피던스를 매칭시키기 위해 상이한 양의 임피던스 매칭이 요구될 것을 나타낸다. 따라서, 임피던스 미스매칭 때문에, RF 신호 스위칭 및 필터 회로(100)는 CA 무선 시스템에 대한 실용적인 해결책이 아니다.
대역들 Bn의 조합의 수가 적고 대역들이 충분히 멀리 떨어져 있으면, 대역 필터들(104)은 "다이플렉싱(diplexing)" 또는 "트리플렉싱(triplexing)" 회로들과 같은 패시브 조합 기술들을 사용하여 단일 공급 포인트로 조합될 수 있고(즉, 어떠한 스위치(102)도 필요하지 않음), 이는 주의깊게 튜닝된 고정 매칭 네트워크들을 사용하여 다수의 필터들을 함께 조합하고 대략적으로 임피던스들을 매칭시킨다. 예를 들어, 도 2는 종래 기술의 RF 트리플렉서 필터 회로(200)의 블록도이다. 필터들의 뱅크(104)는, 주파수들의 특정 대역(예를 들어, B1, B3, B7)에 대해 안테나(101)의 임피던스에 각각의 필터(104)의 임피던스를 매칭시키도록 설계된 인덕터들 Ln 및 커패시터들 Cn의 다양한 고정 조합들을 통해 안테나(101)에 연결된다. 모든 고정 매칭 회로 엘리먼트들은 서로 보완하도록 설계되어야 한다. 그러나, 이러한 아키텍처는 대역 조합들을 선택적으로 변경하는 것을 방지하고 2개 또는 3개 초과의 대역들에 대해서는 실용적이지 않다.
소수의 주파수 대역들에서 이러한 문제를 해결하기 위해, 대역 필터들의 별개의 그룹들을 패시브 조합하고(예를 들어, Group1 = B1+B3+B7, Group2 = B34+B40, 및 Group3 = B38), 그 다음, SPnT(single-pole, multi-throw) 스위치(예를 들어, SP3T)를 사용하여 한번에 하나의 대응하는 패시브 조합된 임피던스 매칭 회로를 선택적으로 활성화시키는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 접근법은 여전히 융통성이 없고, 주파수 대역들의 모든 조합에 대해 맞춤 설계되어야 한다. 또한, 이러한 대역들의 많은 수의 가능한 조합들 및 중첩하거나 인접하는 주파수 범위들 때문에, 많은 수의 주파수 대역들 Bn에 대해 패시브 조합을 사용하는 것은 본질적으로 실용적이 아니다.
따라서, 시스템 성능을 악화시키지 않으면서, CA 무선 시스템에서 사용될 수 있는 RF 신호 스위칭 및 필터 회로에서 다수의 주파수 대역들을 유연하게 조합하는 능력이 필요하다. 본 발명은 이러한 요구를 다룬다.
본 발명은 커플링된 RF 대역 필터들의 다양한 조합들로부터 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항하는 유연한 다중 경로 RF 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처를 포함한다.
제1 RF 스위치 아키텍처에서, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 다중 경로 RF 스위치에 커플링되어 RF 대역 필터들의 다양한 조합에 대한 적응형 임피던스 매칭을 제공한다. 선택적으로, 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 또한 임피던스 매칭을 추가로 개선하기 위해 연관된 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 임의의 선택적인 필터 사전-매칭 네트워크들은 집적 회로(IC) 상의 다중 경로 RF 스위치와 통합된다.
제2 RF 스위치 아키텍처에서, 다중 경로 RF 스위치에 커플링된 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 필요한 대역 별 임피던스 매칭을 제공하기 위해 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 포함한다. 선택적으로, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 또한 다중 경로 RF 스위치의 공통 포트 상에 포함되어 추가적인 임피던스 매칭 능력을 제공할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 위상 매칭 네트워크들 및 임의의 선택적인 튜닝가능한 매칭 네트워크는 IC 내의 다중 경로 RF 스위치와 통합된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 첨부된 도면들 및 이하의 설명에서 기술된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 CA 무선 시스템에서 사용될 수 있는 종래 기술의 RF 신호 스위칭 및 필터 회로의 블록도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 구성에 대한 3개의 모델링된 필터들의 몇몇 예시적인 조합들의 매칭되지 않는 임피던스 값들의 범위를 도시하는 스미스 차트이다.
도 2는 종래 기술의 RF 트리플렉서 필터 회로의 블록도이다.
도 3은 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 선택적으로 CA 무선 시스템 뿐만 아니라 다른 애플리케이션들에서 사용하기에 적합한 필터 사전-매칭 네트워크의 뱅크를 포함하는 RF 신호 스위칭 및 필터 회로의 일 실시예의 블록도이다.
도 4는 튜닝가능한 매칭 네트워크에 대한 일반적인 아키텍처의 블록도이다.
도 5는 튜닝가능한 매칭 네트워크의 제1 실시예의 개략도이다.
도 6은 튜닝가능한 매칭 네트워크의 제2 실시예의 개략도이다.
도 7은 튜닝가능한 매칭 네트워크의 제3 실시예의 개략도이다.
도 8은 디지털 제어 FPM 네트워크의 일 실시예의 개략도이다.
도 9는 동적으로 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크 토폴로지의 제1 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 10은 동적으로 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크 토폴로지의 제2 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 11은 대응하는 위상 매칭 네트워크들의 뱅크를 통해 2개 이상의 RF 대역 필터들의 세트에 커플링된 다중 경로 스위치를 포함하는 RF 신호 스위칭 및 필터 회로의 일 실시예의 블록도이다.
도 12는 도 11에 도시된 회로에서 사용하기에 적합한 위상 매칭 네트워크의 일 실시예의 개략도이다.
도 13은 3개의 주파수 대역들에 대해 도 1a에 도시된 종래 회로의 시뮬레이션에 대한 CA 대역 필터들(B1 + B3 + B7)의 일 조합의 삽입 손실 대 주파수에 대한 그래프이다.
도 14는 도 13에 도시된 CA 대역 필터들 및 주파수 대역들의 동일한 구성에 대해 도 3에 도시된 신규 회로의 시뮬레이션에 대한 삽입 손실 대 주파수의 그래프이다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 부호들 및 지정들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
본 발명은 커플링된 RF 대역 필터들의 다양한 조합들로부터 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항하는 유연한 다중 경로 RF 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처를 포함한다.
제1 RF 스위치 아키텍처에서, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 다중 경로 RF 스위치에 커플링되어 RF 대역 필터들의 다양한 조합에 대한 적응형 임피던스 매칭을 제공한다. 선택적으로, 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 또한 임피던스 매칭을 추가로 개선하기 위해 연관된 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 임의의 선택적인 필터 사전-매칭 네트워크들은 집적 회로(IC) 상의 다중 경로 RF 스위치와 통합된다.
제2 RF 스위치 아키텍처에서, 다중 경로 RF 스위치에 커플링된 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 필요한 대역 별 임피던스 매칭을 제공하기 위해 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 포함한다. 선택적으로, 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 또한 다중 경로 RF 스위치의 공통 포트 상에 포함되어 추가적인 임피던스 매칭 능력을 제공할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 위상 매칭 네트워크들 및 임의의 선택적인 튜닝가능한 매칭 네트워크는 IC 내의 다중 경로 RF 스위치와 통합된다.
튜닝가능한 매칭 네트워크 아키텍처
일 세트의 RF 대역 필터들을 디지털 제어 다중 경로 RF 스위치에 연결하는 것은 제어 워드들을 스위치 상태들에 직접 맵핑함으로써 스위치 드로우(throw)들(및 그에 따른 신호 스위치 경로들)의 임의의 조합이 활성화되도록 허용한다. 그러나, 종래의 설계를 사용하면, 동시에 다수의 스위치 경로들을 활성화시키는 것은, 각각의 활성화된 RF 대역 필터가 각각 다른 활성화된 RF 대역 필터를 로딩할 때 큰 임피던스 미스매칭, 높은 삽입 손실 및 악화된 리턴 손실을 초래할 것이다. 예를 들어, 각각 50 ohm 임피던스를 갖는 3개의 인접한 RF 대역 필터들이 동시에 활성화되는 경우, 전체 임피던스는 약 17 ohm으로 드롭되어, 몇 dB의 추가적인 삽입 손실(IL)을 초래할 것이고, 필터 응답은 왜곡될 것이다. 이러한 미스매칭은 조합시 임피던스 미스매칭을 완화하기 위해 일부 고정된 양의 위상 시프트 또는 사전-매칭 엘리먼트들을 모든 RF 대역 필터 경로에 추가함으로써 감소될 수 있지만, 이러한 접근법은 모든 필터 조합에 대해 맞춤 설계를 요구할 것이다.
더 유연한 아키텍처는 커플링된 RF 대역 필터들의 다양한 조합들로부터 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 적응적으로 대항시키기 위해 다중 경로 RF 스위치와 튜닝가능한 매칭 네트워크(TMN)를 조합한다. 이러한 접근법은 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크와 조합되어 임피던스 매칭을 더욱 개선할 수 있다.
도 3은 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302) 및 선택적으로 CA 무선 시스템 뿐만 아니라 다른 애플리케이션들에서 사용하기에 적합한 필터 사전-매칭 네트워크들(304)의 뱅크를 포함하는 RF 신호 스위칭 및 필터 회로(300)의 일 실시예의 블록도이다. 예시된 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)는 (외부적으로 공급되거나 내부적으로 생성된) 2진 제어 워드를 스위치 제어 라인들로 변환하는 TMN 제어 회로(308)에 커플링될 수 있는 디지털 제어 TMN(306)을 포함한다. TMN(306)은, 통상적으로, 공지된 방식으로 전계 효과 트랜지스터(FET)들을 사용하여 구현될 다중 경로 RF 스위치 엘리먼트(310)에 커플링된다. 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)의 공통 포트 PC는 안테나(101)와 같은 RF 신호 엘리먼트에 커플링될 수 있다. 소정 수의 M개의 신호 포트들(P1-Pm)의 세트는 복수의 대응하는 RF 엘리먼트들, 특히 한번에 하나 또는 조합되어 안테나(101)에 선택적으로 커플링될 수 있는 RF 대역 필터들(104)의 세트에 커플링될 수 있다(예시된 실시예에서, RF 대역 필터들(104) 각각은 포트 지정(Pm)에 대응할 수 있거나 대응하지 않을 수 있는 연관된 대역 라벨(Bn)로 도시되어 있다). 일 실시예에서, M = 10이고, 따라서 최대 10개의 포트들이 공통 포트 PC 단독으로 또는 병렬 조합들로(예를 들어, B1 단독, B1 + B3 동시 및 B1 + B3 + Bn 동시) 선택적으로 회로에 배치될 수 있다.
RF 대역 필터들(104)은 바람직하게는 (통과대역으로부터 거부 대역으로의 전이 관점에서) 매우 날카로운 통과대역을 갖는 대역통과 필터들이고, 이는 통상적으로 표면 탄성파(SAW), 벌크 음향파(BAW) 또는 날카로운 통과대역들을 갖는 유사한 필터 기술들을 사용하여 구현될 것이다. 또한, 아래에서 더 상세히 논의되는 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크들(304)은 각각의 RF 대역 필터(104)와 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)의 대응하는 포트 사이에 커플링된 것으로 도시된다.
동작 시에, (예를 들어, 주파수 대역들 B1, B3, ... Bn에 대한) 컴포넌트 RF 대역 필터들(104)은 개별적으로 비-CA 모드로, 또는 CA 모드와 조합으로 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)에 의한 회로로 스위칭될 수 있다. 각각의 RF 대역 필터(104) 조합에 대해, TMN 제어 회로(308)는 선택된 조합에 대한 적절한 임피던스 매칭을 제공하기 위해 TMN(306)을 교정된 상태로 설정할 것이다. 아래의 표 1은 예를 들어 일부 신흥 산업 동작 모드들에 대응하는 특정 액티브 대역들에 맵핑되는 8개의 상태들을 정의하는 3-비트 제어 워드의 예를 도시한다.
상태 2진 상태 액티브 대역들 CA 모드
0 000 없음 없음
1 001 B3 비-CA
2 010 B1 비-CA
3 011 B3 및 B1 2 대역 CA 경우 1
4 100 B7 비-CA
5 101 B7 및 B3 2 대역 CA 경우 3
6 110 B7 및 B1 2 대역 CA 경우 2
7 111 B7, B3 및 B1 3 대역 CA
TMN 제어 회로(308)는 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있는 한편, 동일 IC 상의 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)와 함께 제조될 수 있다. TMN 제어 회로(308)는, (예를 들어, 사용자 또는 외부 회로에 의해 선택된 대역 조합에 기초하여) 디지털 인터페이스를 이용하여 TMN(306)을 선택된 임피던스 튜닝 상태로 설정하기 위해 외부 소스로부터 직접 제어 워드들을 수신하도록 구성될 수 있거나, 또는 제어 워드들은 다양한 RF 대역 조합들에 대한 튜닝 상태들을 포함하는 (즉, 퓨즈, PROM, EEPROM 등으로 구현된) 룩업 테이블로부터 또는 조합 회로를 통해 프로세싱된 다양한 제어 신호들로부터 직접 공급될 수 있다. 따라서, TMN 제어 회로(308)의 프로그램 제어는 사용자 선택 또는 외부 제어 신호에 기초할 수 있거나, 또는 검출된 시스템 상태들 또는 파라미터들[상기 청색 하일라이트 참조](예를 들어, 스위치 상태, 룩업 값들, 검출된 신호 주파수, 신호 강도, 전력 소모, IC 디바이스 온도 등)에 응답하여 자동으로 설정될 수 있다.
비-CA 동작에 있어서, TMN(306)은 본질적으로 TMN(306)이 부하로서 거의 보이지 않도록 하는 임피던스 값으로 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로, TMN(306)은 신호 경로로부터 TMN(306)을 효과적으로 제거하기 위해 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 바이패스 스위치를 포함할 수 있다.
튜닝가능한 매칭 네트워크들
예시된 RF 신호 스위칭 및 필터 회로(300)는 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)의 공통 포트(PC) 상의 바람직한 위치에서 TMN(306)을 나타내는 한편, TMN 유닛들은 대안적으로 하나 이상의 대응하는 신호 포트들(Pm)일 수 있거나 또한 그에 커플링될 수 있고; 이러한 "신호 포트측" TMN 유닛들은 더 많은 IC 다이 영역을 소모하면서 임피던스 매칭의 훨씬 더 많은 정확한 제어를 제공할 수 있다. 어느 경우이든, TMN(306)은 신호 경로와 션트 또는 직렬 연결로 배치될 수 있고, 션트 및/또는 직렬 엘리먼트들의 조합을 가질 수 있다.
각각의 TMN(306)은 추가적인 삽입 손실을 최소화하면서 공통 포트(PC) 상의 부하에 대해 RF 대역 필터들(104)의 선택된 조합을 임피던스 매칭할 수 있도록 요구되는 임피던스 튜닝 비율을 충족하도록 설계된다. 각각의 TMN(306)은 다양한 원하는 대역 필터 조합들을 효율적으로 핸들링할 수 있도록 충분히 넓은 튜닝 범위 및 충분히 미세한 튜닝 단계 크기 둘 모두를 가져야 한다.
도 4는 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)에 대한 일반적인 아키텍처의 블록도(400)이다. 예시된 예에서, 튜닝 네트워크(402)는 입력 및 출력 포트들에 의해 정의된 신호 경로를 따라 커플링된다(이러한 경우, 회로는 대칭적이고 따라서 포트 라벨들은 임의적이고 가역적이다). 선택적 바이패스 스위치(404)는 비-CA 모드에서 발생할 수 있는 것과 같이 어떠한 임피던스 매칭도 요구되지 않는 경우 튜닝 네트워크(402)가 회로로부터 스위칭되도록 허용한다. 선택적인 스위칭가능한 연결부들(406)은 다른 튜닝 엘리먼트들(예를 들어, 외부 인덕터들 또는 튜닝 네트워크들) 또는 부하 엘리먼트들(예를 들어, 안테나)에 대한 연결을 허용한다.
튜닝 네트워크(402)는 일반적인 3-포트 디바이스로서 도시되어 있으며, 입력 포트와 출력 포트들 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 신호 경로와 회로 접지 사이에 션트 연결되도록 내부적으로 구성되거나, 또는 예를 들어, 직렬 연결 또는 션트 연결 사이에서 선택가능하거나 더 복잡한 동적으로 재구성가능한 토폴로지(아래의 추가적 논의 참조)를 갖는 직렬 및 션트 연결들의 조합으로서 내부적으로 구성될 수 있다.
더 상세하게는, TMN(306)은 하나 이상의 디지털로 튜닝가능하거나 스위칭가능한 커패시터(DTC)들 및/또는 디지털로 튜닝가능하거나 스위칭가능한 인덕터(DTL)들 및/또는 디지털로 튜닝가능하거나 선택가능한 송신 라인 엘리먼트(TLE)들, 예를 들어 마이크로스트립 또는 동일 평면 도파관들 또는 집중 송신 라인 회로들로 이루어질 수 있다. 몇몇 TMN들(306)은 더 복잡한 경우들에 대해 사용될 수 있다. DTC들의 예들은 2015년 5월 5일자로 발행되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for use in Digitally Tuning a Capacitor in an Integrated Circuit Device"인 미국 특허 제9,024,700호에 개시되어 있으며, DTL들의 예들은 2012년 8월 27일에 출원되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Use in Tuning Reactance in an Integrated Circuit Device"인 미국 특허 출원 제13/595,893호에 개시되어 있고, 상기 출원 모두는 본 발명의 양수인에게 양도되었고 둘 모두는 이로써 참조로 통합되어 있다.
다수의 유용한 TMN(306) 설계들은 본 발명의 다양한 실시예들과 관련하여 사용될 수 있다. 일례로서, 도 5는 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)의 제1 실시예의 개략도(500)이다. 주요한 조절가능한 임피던스 튜닝 엘리먼트들은, 직렬로 함께 커플링되고 입력-출력 신호 경로와 회로 접지 사이에 션트 연결되는 디지털 조절가능 커패시터 엘리먼트(502)(예를 들어, DTC) 및 디지털 조절가능 인덕터 엘리먼트(504)(예를 들어, DTL)이다. 하나의 대안적인 실시예에서, 조절가능한 인덕터 엘리먼트(504)는 고정 인덕터로 대체될 수 있으며, 따라서 오직 커패시터 엘리먼트(502)만이 조절가능성을 제공한다. 다른 대안적인 실시예에서, 조절가능한 커패시터 엘리먼트(502)는 고정 커패시터로 대체될 수 있으며, 따라서 오직 인덕터 엘리먼트(504)만이 조절가능성을 제공한다. 어느 경우이든, 디지털 조절가능한 커패시터 및/또는 인덕터 엘리먼트들(502, 504)은 IC의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서, TMN(306)의 컴포넌트들 대부분 또는 전부는 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)와 동일한 IC 상에 통합된다.
또한, 도 5에는 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)의 임피던스 매칭 범위를 증강시키기 위해, 입력-출력 신호 경로로부터 주요 액티브 튜닝 엘리먼트들을 분리할 수 있는 스위치 S0(예를 들어, FET) 및 대응하는 스위치들 S1, S2에 의해 입력-출력 신호 경로에 선택적으로 연결될 수 있는 2개의 선택적 인덕터들 L1, L2이 도시되어 있다. 명백한 바와 같이, 2개보다 많거나 적은 선택적 인덕터들 Ln이 포함될 수 있다. 예시된 실시예에서, 선택적 바이패스 스위치(404)가 도시되어 있지만, 도 4의 선택적인 스위칭가능한 연결부들(406)은 생략되어 있다.
도 6은 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)의 제2 실시예의 개략도(600)이다. 예시된 TMN(306)은 입력-출력 신호 경로와 회로 접지 사이에 직렬로 커플링된 2개의 디지털 조절가능한 커패시터 엘리먼트들(C1, C2) 및 회로 접지와 2개의 조절가능한 커패시터 엘리먼트들(C1, C2) 사이의 노드 사이에 커플링된 디지털 조절가능한 인덕터 엘리먼트 L을 포함한다. 도 5에서와 같이, 적어도 하나의 조절가능한 임피던스 튜닝 엘리먼트가 남아 있는 한, 조절가능한 커패시터 및/또는 인덕터 엘리먼트들 중 하나 이상이 고정 엘리먼트로 대체될 수 있다. 예를 들어, 인덕터 엘리먼트(L)는 고정될 수 있고 모든 튜닝은 조절가능한 커패시터 엘리먼트들(C1, C2) 중 하나 또는 둘 모두를 사용하여 달성될 수 있다. 도 6에 예시된 예시적인 회로는, 스미스 차트(단지 곡선이 아님) 상의 더 많은 포인트들의 커버리지를 가능하게 하고, 따라서 일부 다른 실시예들보다 더 큰 범위의 임피던스 매칭 조절을 제공하기 때문에 특히 유용하다.
도 7은 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)의 제3 실시예의 개략도(700)이다. 예시된 실시예에서, 고정 커패시터(Cn) 및 고정 인덕터(Ln)를 각각 포함하는 2개 이상의 LC 회로들의 세트는 대응하는 스위치들(Sn)에 의해 입력-출력 신호 경로에 선택적으로 연결되어 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)에 대한 매칭 임피던스 값을 설정할 수 있다. 따라서, DTC 또는 DTL과 같은 디지털 조절가능한 임피던스 튜닝 엘리먼트들을 활용하는 것보다 (도 3에서와 같이) 하나 이상의 고정 엘리먼트 LC 회로들을 TMN 제어 회로(308)의 제어 하에서 입력-출력 신호 경로 상에 선택적으로 커플링함으로써 조절가능성이 제공된다. 대안적인 실시예에서, 도 7의 LC 회로들은 TMN 제어 회로(308)의 제어 하에 입력-출력 신호 경로에 선택적으로 커플링될 수 있는 가변 임피던스 값들의 송신 라인(TL) 엘리먼트들의 세트로 대체될 수 있다.
필터 사전-매칭 네트워크들
도 3과 관련하여 전술한 바와 같이, 선택적으로, 일부 또는 모든 RF 대역 필터들(104)은 또한 대응하는 RF 신호 경로에 대한 임피던스 매칭을 추가로 개선하기 위해 연관된 디지털-제어 필터 사전-매칭(FPM) 네트워크(304)를 포함한다. FPM 네트워크들(304)은 도 3에 도시된 바와 같이, FPM 제어 회로(312)의 제어 하에 연관된 RF 대역 필터(104)의 입력-출력 신호 경로에 선택적으로 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다. FPM 제어 회로(312)는 2진 제어 워드(외부적으로 공급되거나 또는 내부적으로 생성됨)를 스위치 제어 라인들로 변환한다.
도 8은 디지털 제어 FPM 네트워크(304)의 일 실시예(800)의 개략도이다. 예시된 실시예에서, 연관된 RF 대역 필터(104)의 임피던스 매칭을 돕기에 적합한 인덕턴스 값을 갖는 인덕터(L)는 FPM 제어 회로(312)에 의해 제어되는 스위치(S)에 의해 연관된 RF 대역 필터(104)의 입력-출력 신호 경로에 선택적으로 연결될 수 있다. 스위치 S는 비-CA 모드와 같은 일부 모드들에서 동작하는 경우 인덕터(L)의 분리를 가능하게 한다.
대안적인 실시예들에서, FPM 네트워크(304)는 단순한 인덕터(L) 대신에 디지털 조절가능한 임피던스 튜닝 엘리먼트(예를 들어, DTC 또는 DTL)를 포함할 수 있다. 적절한 애플리케이션들에서, FPM 네트워크(304)는 본질적으로 TMN(306)에 대한 전술한 동일한 회로들 또는 등가 회로들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
FPM 네트워크(304)는 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302) 내에 통합될 수 있거나, 또는 다중 경로 튜닝가능한 스위치(302)와 대응하는 RF 대역 필터들(104) 사이에 개재된 별개의 회로 엘리먼트들일 수 있거나, 또는 대응하는 RF 대역 필터들(104)과 통합될 수 있다.
동적 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크 토폴로지
도 4 내지 도 7의 예시적인 실시예들 중 일부가 예시하는 바와 같이, 상이한 구성들에서 다수의 스위칭가능한 임피던스 튜닝 엘리먼트들은, 튜닝이 요구되지 않는 경우 활성화될 수 있는 저손실 바이패스 모드를 제공하면서 최소 매칭 손실을 갖는 스미스 차트의 타당하게 넓은 커버리지를 달성하기 위한 융통성있는 솔루션을 제공한다. 그러나, 일부 애플리케이션들에서는 고정 토폴로지 튜닝가능한 매칭 네트워크(예를 들어, 선택적인 고정 커패시터 및 인덕터 엘리먼트들을 갖지만 고정 토폴로지에서의 가변 DTC들 및/또는 DTL들)를 사용하는 경우 다른 성능 절충들 없이 충분히 넓은 RF 대역폭을 달성하는 것이 곤란하다. 따라서, 동적으로 재구성가능한 튜닝가능한 네트워크 토폴로지는 이러한 파라미터들의 보다 양호한 최적화를 위해 튜닝가능한 매칭 네트워크(TMN) 토폴로지의 실시간 재구성을 가능하게 한다. TMN 재구성가능한 토폴로지는 다수의 구성들을 달성하기 위해, 다수의 스위칭가능한 엘리먼트들(예를 들어, 스위치와 직렬인 고정 및/또는 튜닝가능한 엘리먼트) 및 튜닝가능한 엘리먼트들(예를 들어, 일반적으로 스위치-선택가능한 바이패스 경로를 갖는 하나 이상의 가변 DTC들 또는 DTL들)을 사용한다.
도 9는 동적으로 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크 토폴로지(306)의 제1 실시예(900)를 도시하는 블록도이다. 예시된 예는, 하나 이상의 조절가능한 튜닝 엘리먼트들 ATE1, ATE2(예를 들어, DTC들 및/또는 DTL들)이 TMN(306)의 입력-출력 신호 경로와 직렬로 연결가능한 한편, 3개 이상의 조절가능한 튜닝 엘리먼트들 ATE3, ATE4, ATE5가 대응하는 션트 스위치들 Sha, Shb, Shc를 통해 회로 접지에 션트 구성으로 도시된 바와 같이 연결되는 파이-타입, T-타입, 또는 L-패드 타입 토폴로지로 프로그래밍 방식으로 또는 선택적으로 구성될 수 있다. 조절가능한 튜닝 엘리먼트들의 일부 또는 전부는 엘리먼트가 본질적으로 단락 회로 연결부로서 구성되도록 허용하는 통합된 스위치-선택가능한 바이패스 스위치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한 브릿지형-T 타입과 같은 다른 많은 토폴로지들은 동일한 컴포넌트들을 사용하여 또는 다른 조절가능한 튜닝 엘리먼트들 또는 다른 컴포넌트들을 추가함으로써 구성될 수 있다.
T-타입 토폴로지는 ATE1 및 ATE2를 입력-출력 신호 경로와 직렬로 그리고 ATE4를 회로 접지에 션트로 커플링시키고(즉 스위치 Shb 폐쇄), ATE3 및 ATE5를 디커플링으로써(즉, 스위치들 Sha 및 Shc 개방) 구성될 수 있다. 파이-타입 토폴로지는 몇몇 방식들로 구성될 수 있다: (1) ATE1을 입력-출력 신호 경로와 직렬로 그리고 ATE3 및 ATE4를 회로 접지에 션트로 커플링시키는 한편 내부적으로 ATE2를 바이패스하고 ATE5를 디커플링시키는 것; (2) ATE2를 입력-출력 신호 경로와 직렬로 그리고 ATE4 및 ATE5를 회로 접지에 션트로 커플링시키는 한편 ATE1을 바이패스하고 ATE3을 디커플링시키는 것; 및 (3) ATE1 및 ATE2를 입력-출력 신호 경로와 직렬로 그리고 ATE3 및 ATE5를 회로 접지에 션트로 커플링시키는 한편 ATE4를 디커플링시키는 것. L-패드 타입의 토폴로지는 2개의 션트 ATE들 중 하나를 디커플링시킴으로써 pi-타입 구성들 중 임의의 것으로부터 몇몇 방식으로 구성될 수 있다.
도 9는 또한, 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크(306) 전체가 바이패스되도록 허용하는 바이패스 스위치 Sb를 도시하고, 하나 이상의 선택적인 고정 튜닝 엘리먼트들 FTE1, FTE2(예를 들어 내부 또는 외부 인덕터, 커패시터 또는 송신 라인 엘리먼트)가 회로 접지로부터 연관된 션트 스위치들 Sh1, Sh2를 통해 TMN(306)의 입력-출력 신호 경로에 커플링될 수 있는 것을 추가로 예시한다.
도 9에 도시된 엘리먼트들 중 일부는 특정 애플리케이션들에 대해 생략될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 예를 들어 오직 L-패드 타입 및 pi-타입 토폴로지들만 요구되는 경우, T-타입 토폴로지에 요구되는 엘리먼트들이 생략될 수 있다.
도 10은 동적으로 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크 토폴로지(306)의 제2 실시예(1000)를 도시하는 블록도이다. 예시된 예에서, 조절가능한 튜닝 엘리먼트 ATE1 및 고정 튜닝 엘리먼트 FTE1은 TMN(306)의 입력-출력 신호 경로와 직렬로 연결가능하다. 회로 접지에 대한 대응하는 고정 튜닝 엘리먼트 FTE1, FTE2와 병렬인 조절가능한 튜닝 엘리먼트 ATE2, ATE3을 각각 포함하는 2개의 서브 회로들은 대응하는 션트 스위치들 Sha, Shb에 의해 입력-출력 신호 경로에 연결가능하다. 예시된 실시예는, 션트 스위치들 Sha, Shb 둘 모두를 폐쇄로 설정함으로써 파이-타입 토폴로지로서, 그리고 2개의 션트 스위치들 Sha, Shb 중 하나를 폐쇄로, 그리고 그 쌍의 다른 하나의 션트 스위치를 개방으로 설정함으로써 L-패드 타입 토폴로지로서 구성될 수 있다. 바이패스 스위치 Sb는 전체 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크(306)가 바이패스되도록 허용한다.
도 9 및 도 10의 재구성가능한 튜닝가능한 매칭 네트워크들(306)의 토폴로지 및/또는 튜닝 엘리먼트 값들은 도 3의 TMN 제어 회로(308)의 제어 하에 실시간으로 프로그래밍 방식으로 설정되거나 또는 제조 시에 특정 구성으로 (예를 들어, 가용 링크들을 "불어 넣거나" IC를 제조하는 경우 적절히 구성된 금속화 마스크를 적용함으로써) 설정될 수 있다. 또한, 다수의 다른 튜닝가능한 매칭 네트워크 실시예들은, 이러한 네트워크들이 적절한 범위의 조절가능성을 제공하는 한, 개시된 RF 신호 스위칭 및 필터 회로들과 함께 사용될 수 있다.
위상 매칭 네트워크 아키텍처
앞서 언급된 바와 같이, 제2 RF 스위치 아키텍처에서, 다중 경로 RF 스위치에 커플링된 일부 또는 모든 RF 대역 필터들은 필요한 대역 별 임피던스 매칭을 제공하기 위해 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 포함한다.
도 11은 대응하는 위상 매칭 네트워크들(1102)의 뱅크를 통해 2개 이상의 RF 대역 필터들(104)의 세트에 커플링된 다중 경로 스위치(102)를 포함하는 RF 신호 스위칭 및 필터 회로(1100)의 일 실시예의 블록도이다. 위상 매칭(PM) 네트워크들(1102)은, 2진 제어 워드(외부적으로 공급되거나 또는 내부적으로 생성됨)를 스위치 제어 라인들로 변환하는 PMN 제어 회로(1104)에 커플링된다. 다중 경로 튜닝가능한 스위치(102)의 공통 포트 PC는 안테나(101)와 같은 RF 신호 엘리먼트에 커플링될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서와 같이, RF 대역 필터들(104)은 바람직하게는 매우 날카로운 통과대역을 갖는 대역통과 필터들이며, 통상적으로 표면 탄성파(SAW), 벌크 음향파(BAW) 또는 날카로운 통과대역들을 갖는 유사한 필터 기술들을 사용하여 구현될 것이다.
본 발명의 실시예들은 2016년 2월 5일에 출원되고 발명의 명칭이 "Low Loss Multi-State Phase Shifter"인 미국 특허 출원 제15/017,433호에 교시된 타입의 다상 위상 시프터들과 같은 2개 이상의 신호 경로들을 갖는 위상 시프터 회로들을 포함하는 PM 네트워크들을 포함할 수 있고, 상기 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되고 이로써 참조로 통합되어 있다. 예를 들어, 도 12는 도 11에 도시된 회로에서 사용하기에 적합한 다상 위상 매칭(PM) 네트워크(1102)의 일 실시예(1200)의 개략도이다. 예시된 예에서, PM 네트워크(1102)는 각각 한 쌍의 스위치들 Sna 및 Snb 및 연관된 위상 시프트 엘리먼트를 포함하는 복수의 n개의 병렬 회로 경로들에 의해 연결된 입력 및 출력 포트들을 갖는다. 간단한 위상 시프트 엘리먼트들은 스위치 쌍들 Sna-Snb 사이에 직렬 연결된 인덕터 Ln, 커패시터 Cn, 송신 라인(도시되지 않음) 또는 THRU 컨덕터(예를 들어 단순한 와이어 또는 IC 트레이스 또는 유사한 컨덕터)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 CLC 유닛들(즉, 션트 C-직렬 L-션트 C 회로들)을 포함하는 집중 송신 라인과 같이, 보다 복잡한 위상 시프트 엘리먼트들이 또한 사용될 수 있다. 위상 시프트 엘리먼트들은 스위치 쌍들 Sna-Snb와 동일한 집적 회로(IC) 다이 상에 물리적으로 위치될 수 있거나 또는 IC는 스위치 쌍들 Sna-Snb로의 외부 위상 시프트 엘리먼트들의 연결을 가능하게 하는 전도성 패드들로 구성될 수 있다. 위상 시프트 엘리먼트들의 순서는 중요하지 않지만, 설계자는 컴포넌트 상호작용들을 최소화하기 위해 주의를 기울이기를 원할 수 있다.
병렬 회로 경로들 각각 내의 스위치 쌍들 Sna-Snb는 입력/출력 대칭을 제공하고, 병렬 회로 경로 내에서 동시에 스위칭되어, 연관된 위상 시프트 엘리먼트가 PMN 제어 회로(1104)로부터 적용된 신호의 제어 하에 입력 포트와 출력 포트 사이의 회로 내에 배치되도록 허용한다. 스위치들 Sn은 통상적으로 FET들, 특히 MOSFET들로서 구현된다. 스위치들 Sn 각각은 SPST(single-pole, single-throw) 구성이고, 따라서 단일 FET 디바이스로 구현될 수 있다(그러나 단일 FET의 능력들을 초과하여 적용된 신호 전압들을 견디기 위해, FET 스위치들의 스택들은 공통 제어 라인 신호에 의해 제어되어 동시에 스위치 온 또는 오프하고, 따라서 단일 고전압 SPST 스위치처럼 거동할 수 있다). 추가로, 스위치 쌍들 Sna-Snb는 독립적으로 제어될 수 있어서, 2개 이상의 병렬 회로 경로들은 동시에 입력 포트와 출력 포트 사이의 회로로 스위칭될 수 있다.
예시된 PM 네트워크(1102)는 표 2에 기술된 바와 같이 5개의 병렬 회로 경로들을 나타낸다. 5개의 병렬 회로 경로들이 도시되어 있지만, 다른 실시예들은 (도 12의 점선들에 의해 제시된 바와 같이) 5개 초과의 병렬 회로 경로들을 가질 수 있다. 그러나, PM 네트워크(1102)는 3개만큼 적은 병렬 회로 경로들(예를 들어, 표 3의 회로 경로들 1, 2 및 3) 또는 2개만큼 적은 병렬 회로 경로들(예를 들어, 일부 실시예들에서 THRU 경로가 생략된 경우 또는 오직 THRU 경로 및 하나의 위상 시프트 경로만이 사용되는 경우)을 가질 수 있다.
회로 경로 병렬 회로 경로 컴포넌트들
1 S1a-L1-S1b
2 S2a-C1-S2b
3 S3a-THRU-S3b
4 S4a-C2-S4b
5 S5a-L2-S5b
동작 시에, (예를 들어, 주파수 대역들 B1, B3, ... Bn에 대한) RF 대역 필터들(104)은 개별적으로 비-CA 모드로, 또는 CA 모드와 조합으로 다중 경로 튜닝가능한 스위치(102)에 의한 회로로 스위칭될 수 있다. PMN 제어 회로(1104)는 각각의 PM 네트워크(1102)에 대한 특정 위상 시프트 세팅을 선택하여, 안테나(101) 및 회로로 스위칭된 임의의 다른 RF 대역 필터(104)로부터 적용된 부하에 대해 연관된 RF 대역 필터(104)를 임피던스 매칭시킬 것이다.
위상 매칭 네트워크들(1102)은 다른 조절가능한 위상 시프팅 회로들로 구성될 수 있으며, 선택적으로 오직 개별적으로 회로로 스위칭되는 대역들 Bn에 대해 고정 위상 시프트를 제공하도록 구성되거나 프로그래밍될 수 있다(예를 들어, 대역 B1만이 홀로 사용되고 조절가능한 위상 시프팅은 변조간 왜곡을 감소시키는 것과 같은 다른 이유들로 요구되지 않는 경우). 특히, 적어도 하나의 위상 매칭 네트워크(1102)는 재구성가능한 TMN을 포함하는 (도 3의 TMN(306)과 같은) 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크일 수 있다. 선택적으로, 디지털 제어 TMN(306) 및 도 3에 도시된 타입의 TMN 제어 회로(308)는 다중 경로 RF 스위치의 공통 포트 PC 상에 포함되어 추가적인 임피던스 매칭 능력을 제공할 수 있다.
비교 시뮬레이션 데이터
도 13은 3개의 주파수 대역들에 대해 도 1a에 도시된 종래 회로의 시뮬레이션에 대한 CA 대역 필터들(B1 + B3 + B7)의 일 조합의 삽입 손실 대 주파수에 대한 그래프(1300)이다. 도 14는 도 13에 도시된 CA 대역 필터들 및 주파수 대역들의 동일한 구성에 대해 도 3에 도시된 신규 회로의 시뮬레이션에 대한 삽입 손실 대 주파수의 그래프(1400)이다. 2개의 그래프들(1300, 1400)이 예시하는 바와 같이, 도 3의 신규 회로는 저 대역(1.81 GHz 내지 1.88 GHz)에서 약 1.5 dB, 중간 대역(2.11 GHz 내지 2.18 GHz)에서 약 3 dB 및 고 대역(2.61GHz 내지 2.69 GHz)에서 약 2dB의 IL에서의 개선을 나타낸다. 종래 기술의 회로 시뮬레이션의 유사한 비교(미도시) 및 CA 대역 필터들(B1 + B3)의 상이한 조합에 대한 도 3의 신규 회로의 시뮬레이션은 중간 대역에서 1.5 dB 초과의 IL에서의 개선을 나타내었다. 또한, 도 3의 신규 회로의 시뮬레이션은 모든 비-CA 모드들에 대해 2 dB(비교값이 아닌 절대값) 미만의 IL을 나타내었다.
RF 성능의 관점에서, 이러한 개선들은 중요하며, 본 발명의 융통성있는 다중 경로 RF 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처에 의해 제공되는 개선된 임피던스 매칭에 의해 가능하게 된다.
방법들
본 발명의 다른 양상은 다중 경로 무선 주파수(RF) 스위치를 적응적으로 튜닝하기 위한 방법을 포함하며, 이 방법은,
(1) 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 각각 구성된 복수의 신호 포트들 및 (2) 공통 포트를 갖는 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 제공하는 단계;
적어도 하나의 동작 모드에서 적어도 2개의 선택된 신호 포트들을 공통 포트에 동시에 연결하도록 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 구성하는 단계;
디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 공통 포트에 커플링하는 단계; 및
하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 공통 포트에 동시에 커플링함으로써 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 대항하기 위해 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 선택적으로 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상은 다중 경로 무선 주파수(RF) 스위치를 적응적으로 튜닝하기 위한 방법을 포함하며, 이 방법은,
공통 포트 및 복수의 신호 포트들을 갖는 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 제공하는 단계;
적어도 하나의 동작 모드에서 적어도 2개의 선택된 신호 포트들을 공통 포트에 동시에 연결하도록 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 구성하는 단계;
복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들 각각을 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 커플링하는 단계; 및
대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 각각의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 구성하는 단계; 및
하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 공통 포트에 동시에 커플링함으로써 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 대항하기 위해 각각의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 선택적으로 제어하는 단계를 포함한다.
앞서 설명된 방법들의 추가적 양상들은 동일한 집적 회로 다이 상에 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 집적하는 단계; 적어도 하나의 필터 사전-매칭 네트워크를 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 커플링하고 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 적어도 하나의 필터 사전-매칭 네트워크를 구성하는 단계; 동일한 집적 회로 다이 상에 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 적어도 하나의 필터 사전-매칭 네트워크를 집적하는 단계; - 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하고; 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능함 -; 신호 포트측 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 적어도 하나의 대응하는 신호 포트에 커플링시키는 단계; 복수의 RF 대역 필터들을 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트들에 커플링시키는 단계; 동일한 집적 회로 다이 상에 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들을 집적하는 단계; - 적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크이고; 적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하고; 적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능함 -; 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 공통 포트에 커플링하는 단계; 및 복수의 RF 대역 필터들을 대응하는 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들에 커플링하는 단계를 포함한다.
구성 및 제어
TMN 네트워크들(306), FPM 네트워크들(304) 및 PM 네트워크들(1102)에 연결될 수 있는 엘리먼트들은 상술한 임피던스 튜닝 엘리먼트들(예를 들어, 송신 라인 엘리먼트들, 고정 및 조절가능한 커패시터들, 및 고정 및 조절가능한 인덕터들)로 제한되지 않는다. 다른 엘리먼트들은 다른 애플리케이션들을 위해 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나 버스는 다중 경로 튜닝가능한 스위치에 연결되어 애퍼처 튜닝에 사용될 수 있다.
(예를 들어, 고정 인덕터들 또는 DTL들, 고정 커패시터들 또는 DTC들, 송신 라인 엘리먼트들, 및 위상 시프터들) 내의 튜닝 엘리먼트들에 대한 값들은 임피던스 커버리지, 대역폭, 삽입 손실, 트랜스듀서 이득, 및 다이 크기와 같은 다른 제한들을 밸런싱하는 특정 애플리케이션 요건들을 최적화하도록 선택된다. 이용가능한 임피던스 값들의 세트는 훨씬 더 최적화된 성능을 위해 서브-대역 또는 RF 채널 정보에 기초하여 최적화될 수 있다.
예시된 예들의 각각의 FET 스위치는, 스위치를 온(또는 폐쇄) 전도성 상태 또는 오프(또는 개방) 비-전도성 또는 차단 상태로 설정하는 것을 가능하게 하며, 따라서 단일-폴 단일-스로우 스위치로서 거동하는 연관된 제어 라인(도시되지 않음)을 포함한다. 추가로, FET 스위치들의 스택들은 공통 제어 라인 신호에 의해 제어되어, 동시에 스위치 온 또는 오프되고, 따라서 스택은 단일 스위치처럼 거동한다. 각각의 제어 라인은 내부 또는 외부일 수 있는 다른 회로(모든 경우들에 도시되지는 않음)에 커플링될 것이다. 예를 들어, 제어 신호들은 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 연합에 의해 특정된 널리 공지된 인터페이스들을 통해 또는 널리 공지된 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI) 버스를 통해 또는 직접 제어 신호 핀들에 의해 또는 임의의 다른 편리한 수단에 의해 스위치 제어 라인들에 제공될 수 있다. 적용된 제어 신호들은 연관된 FET 스위치들에 직접 커플링될 수 있거나 연관된 FET 스위치들에 커플링되기 전에 조합 로직 회로 또는 맵핑 회로(예를 들어, 룩업 테이블)를 통해 프로세싱될 수 있다. 또한, 각각의 FET의 게이트는 논리 신호(1, 0)를 적절한 구동 전압(예를 들어, + 3V, -3V)으로 변환하는 구동기 회로에 커플링될 수 있다.
FET 적층의 예들은, 2007년 7월 24일에 발행되고 발명의 명칭이 "Stacked Transistor Method and Apparatus"인 미국 특허 제7,248,120호; 2006년 8월에 발행되고 발명의 명칭이 "Integrated RF Front End"인 미국 특허 제7,008,971호; 및 2014년 2월 11일에 발행되고 발명의 명칭이 "Integrated RF Front End with Stacked Transistor Switch"이며 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제8,649,754호에 개시되어 있고, 이들 모두는 이로써 참조로 통합되어 있다.
본 발명에 따른 각각의 RF 신호 스위칭 및 필터 회로는 종래의 테스트 수단에 의해 테스트 및 특성화될 수 있고, RF 회로들에 적합한 방식으로, 단독으로 또는 더 큰 회로 또는 시스템의 일부로서 패키징될 수 있다.
용도들
본 발명에 따른 RF 신호 스위칭 및 필터 회로들은 레이더 시스템들(위상 어레이 및 자동차 레이더 시스템들을 포함함) 및 무선 시스템들을 포함하는 다양한 애플리케이션들에서 유용하다. 무선 시스템 용도는, 코드 분할 다중 접속("CDMA"), 광대역 코드 분할 다중 접속("W-CDMA"), "WIMAX"(Worldwide Interoperability for Microwave Access), "GSM"(Global System for Mobile Communications), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution), "LTE"(Long Term Evolution) 뿐만 아니라 다른 무선 통신 표준들 및 프로토콜들과 같은 표준들을 사용하는 셀룰러 무선 시스템들(기지국들, 중계국들 및 핸드헬드 트랜시버들을 포함함)을 포함한다.
제조 기술들 및 옵션들
용어 "MOSFET"은 기술적으로 금속-산화물-반도체들을 지칭하며; MOSFET의 다른 동의어는 금속-절연체-반도체 FET를 나타내는 ""MISFET"이다. 그러나, "MOSFET"은 대부분의 유형들의 절연 게이트 FET들("IGFETs")의 공통 라벨이 되었다. 그럼에도 불구하고, 이전의 금속 게이트 재료가 이제는 종종 폴리실리콘(다결정 실리콘)의 층이기 때문에, MOSFET 및 MISFET이라는 이름들에서 "금속"이라는 용어는 이제 종종 잘못된 이름임이 널리 공지되어 있다. 유사하게, 더 작은 적용된 전압으로 강한 채널들을 획득하려는 목적으로 상이한 유전체 재료들이 사용되기 때문에 MOSFET이라는 이름의 "산화물"은 잘못된 이름일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 "MOSFET"이라는 용어는 문자 그대로 금속 산화물 반도체들로 제한되지는 것이 아니라 대신에 일반적으로 IGFET들을 포함한다.
당업자에게 용이하게 자명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들은 광범위한 규격들을 충족하도록 구현될 수 있다. 앞서 달리 언급되지 않는 한, 적절한 컴포넌트 값들의 선택은 설계 선택사항의 문제이며, 본 발명의 다양한 실시예들은 임의의 적절한 IC 기술(MOSFET 및 IGFET 구조들을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아님), 또는 하이브리드 또는 이산 회로 형태들로 구현될 수 있다. 집적 회로 실시예들은 표준 벌크 실리콘, SOI(silicon-on-insulator), SOS(silicon-on-sapphire), GaAs pHEMT 및 MESFET 기술들을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌 임의의 적절한 기판들 및 프로세스들을 사용하여 제조될 수 있다. 그러나, 전술한 본 발명의 개념들은 SOI 기반 제조 프로세스(SOS를 포함) 및 유사한 특성들을 갖는 제조 프로세스들에 특히 유용하다. SOI 또는 SOS 상의 CMOS에서의 제조는 저전력 소비, FET 적층으로 인해 동작 동안 고전력 신호들을 견디는 능력, 양호한 선형성, 및 고주파수 동작(약 1 GHz 초과, 특히 약 2 GHz 초과)을 가능하게 한다. 모놀리식 IC 구현은 특히 기생 커패시턴스들이 신중한 설계에 의해 낮게 유지될 수 있기 때문에 특히 유용하다.
특정 규격 및/또는 구현 기술(예를 들어, NMOS, PMOS 또는 CMOS, 및 강화 모드 또는 공핍 모드 트랜지스터 디바이스들)에 따라 전압 레벨들은 조절되거나 전압 및/또는 논리 신호 극성들이 반전될 수 있다. 컴포넌트 전압, 전류 및 전력 핸들링 능력들은 필요에 따라, 예를 들어, 디바이스 크기들을 조절하고, 더 큰 전압들에 견디기 위해 컴포넌트들(특히 SOI FET들)을 "적층"하고 그리고/또는 더 큰 전류들을 핸들링하기 위해 다수의 컴포넌트들을 병렬로 사용함으로써 적응될 수 있다. 개시된 회로들의 기능들을 향상시키기 위해 및/또는 개시된 회로들의 기능을 크게 변경시키지 않으면서 추가적인 기능을 제공하기 위해 추가적인 회로 컴포넌트들이 추가될 수 있다.
특히 SOI 기반 제조 프로세스(SOS를 포함함)를 사용하는 경우 선형성 및 다른 성능 특성들을 개선하기 위해, 2011년 3월 22일에 발행되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for use in Im-proving Linearity of MOSFETs Using an Accumulated Charge Sink"인 미국 특허 제7,910,993호; 및 2014년 6월 3일에 발행되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for use in Improving Linearity of MOSFETs Using an Accumulated Charge Sink"이며, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제8,742,502호의 교시들에 따라 FET들을 구조화 및 제조하는 것이 특히 유용할 수 있고, 상기 특허들 둘 모두는 이로써 참조로 통합되어 있다.
본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 상술한 단계들의 일부는 순서에 독립적일 수 있으며, 따라서 설명된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 추가로, 전술한 단계들 중 일부는 선택적일 수 있다. 앞서 식별된 방법들과 관련하여 설명된 다양한 활동들은 반복적, 연속적 또는 병렬적 방식으로 실행될 수 있다. 전술한 설명은 하기의 청구항들의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라 예시하고, 다른 실시예들은 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (41)

  1. 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처로서,
    (a) (1) 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 각각 구성된 복수의 신호 포트들 및 (2) 공통 포트를 갖는 다중 경로 튜닝가능한 스위치, - 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치는 캐리어 어그리게이션 모드 및 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하도록 구성 가능하며, 상기 동작 모드들 중 적어도 하나의 동작 모드에서 적어도 2개의 선택된 신호 포트들을 공통 포트에 동시에 연결하도록 구성됨 -;
    (b) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 공통 포트에 커플링되고, 하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 상기 공통 포트에 동시에 커플링시킴으로써 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항(counteract)하기 위해, 제어 워드에 따라 선택적으로 제어되는 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크; 및
    (c) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 선택적으로 커플링되거나 커플링되지 않도록 구성되는 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크는 상기 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하는 경우 상기 대응하는 신호 포트에 커플링되지 않는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크는 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들(topologies) 사이에서 재구성가능한, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 적어도 하나의 신호 포트는 대응하는 신호 포트측 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  8. 제1항에 있어서,
    (a) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 각각 커플링되고 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 구성되는 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들을 더 포함하고, 각각의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는, 하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 상기 공통 포트에 동시에 커플링함으로써 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 대항하기 위해 제어 워드에 따라 선택적으로 제어되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치, 상기 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 상기 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들은 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  10. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크인, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  11. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  12. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능한, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  13. 삭제
  14. 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처로서,
    (a) 공통 포트 및 복수의 신호 포트들을 갖고, 캐리어 어그리게이션 모드 및 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하도록 구성가능하며, 상기 동작 모드들 중 적어도 하나의 동작 모드에서 적어도 2개의 선택된 신호 포트들을 공통 포트에 동시에 연결하도록 구성되는 다중 경로 튜닝가능한 스위치;
    (b) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트들에 커플링된 복수의 RF 대역 필터들;
    (c) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 공통 포트에 커플링되고, 상기 공통 포트에 동시에 연결된 적어도 2개의 선택된 RF 대역 필터들의 적어도 하나의 조합으로부터 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항하기 위해 제어 워드에 따라 선택적으로 제어되는 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크; 및
    (d) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 선택적으로 커플링되거나 커플링되지 않도록 구성되는 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크는 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하는 경우 상기 대응하는 신호 포트에 커플링되지 않는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크는 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능한, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 적어도 하나의 신호 포트는 대응하는 신호 포트측 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  21. 제14항에 있어서,
    (a) 대응하는 RF 대역 필터들에 커플링되고, 상기 공통 포트에 동시에 연결된 적어도 2개의 선택된 RF 대역 필터들의 적어도 하나의 조합으로부터 발생하는 임피던스 미스매칭 조건들에 대항하기 위해 제어 워드에 따라 선택적으로 제어되는 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들을 더 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치, 상기 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 상기 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들은 동일한 집적 회로 다이 상에 집적되는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  23. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크인, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  24. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  25. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능한, 다중 경로 무선 주파수(RF) 적응형 튜닝 네트워크 스위치 아키텍처.
  26. 삭제
  27. 캐리어 어그리게이션 모드 및 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하도록 구성가능한 다중 경로 무선 주파수(RF) 스위치를 적응적으로 튜닝하기 위한 방법으로서,
    (a) (1) 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 각각 구성된 복수의 신호 포트들 및 (2) 공통 포트를 갖는 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 제공하는 단계;
    (b) 적어도 하나의 동작 모드에서 적어도 2개의 선택된 신호 포트들을 상기 공통 포트에 동시에 연결하도록 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치를 구성하는 단계;
    (c) 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 공통 포트에 커플링하는 단계;
    (d) 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 선택적으로 커플링되거나 커플링되지 않도록 구성되는 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 제공하는 단계 - 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크는 비-캐리어 어그리게이션 모드에서 동작하는 경우 상기 대응하는 신호 포트에 커플링되지 않음 -; 및
    (e) 하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 상기 공통 포트에 동시에 커플링함으로써 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 대항하기 위해 상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 제어 워드에 따라 선택적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    동일한 집적 회로 다이 상에 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 집적하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 삭제
  30. 제27항에 있어서,
    동일한 집적 회로 다이 상에 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치 및 상기 적어도 하나의 디지털 제어 필터 사전-매칭 네트워크를 집적하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능한, 방법.
  33. 제27항에 있어서,
    신호 포트측 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크를 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 적어도 하나의 대응하는 신호 포트에 커플링시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  34. 제27항에 있어서,
    복수의 RF 대역 필터들을 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트들에 커플링시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  35. 제27항에 있어서,
    (a) 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들 각각을 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치의 대응하는 신호 포트에 커플링하는 단계; 및
    (b) 대응하는 RF 대역 필터에 커플링되도록 각각의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 구성하는 단계; 및
    (c) 하나 초과의 선택된 RF 대역 필터를 상기 공통 포트에 동시에 커플링함으로써 발생하는 임피던스 매스매칭 조건들에 대항하기 위해 각각의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크를 제어 워드에 따라 선택적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    동일한 집적 회로 다이 상에 상기 다중 경로 튜닝가능한 스위치, 상기 하나의 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크 및 상기 복수의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들을 집적하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  37. 제35항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 제어 튜닝가능한 매칭 네트워크인, 방법.
  38. 제35항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 디지털 튜닝가능한 커패시터 및/또는 디지털 튜닝가능한 인덕터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  39. 제35항에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 제어 위상 매칭 네트워크는 적어도 2개의 타입들의 토폴로지들 사이에서 재구성가능한, 방법.
  40. 삭제
  41. 제35항에 있어서,
    복수의 RF 대역 필터들을 대응하는 디지털 제어 위상 매칭 네트워크들에 커플링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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