KR20140089423A - 스위칭 회로를 이용하여 무선 주파수 신호들로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치들을 보호하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 회로를 포함하는 전자 디바이스들이 제공될 수 있다. 무선 통신 회로는 안테나들로부터 무선 주파수 안테나 신호들을 수신하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위치들을 포함할 수 있다. 무선 통신 회로는 MEMS 스위치들과 안테나들 사이에 개재된 스위칭 회로를 포함할 수 있다. 스위칭 회로는 MEMS 스위치 구성 처리들 동안 무선 주파수 신호들로부터 MEMS 스위치들을 일시적으로 격리함으로써 안테나들에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들로부터 MEMS 스위치들을 보호할 수 있다. 스위칭 회로는 고체 상태 회로로부터 형성된 크로스바 스위치를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로는 MEMS 스위치들 및 스위칭 회로를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 스위칭 회로에 안테나들로부터 선택된 MEMS 스위치를 일시적으로 분리하도록 지시할 수 있고 선택된 MEMS 스위치에, MEMS 스위치가 안테나로부터 분리되는 동안 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 스위칭하도록 지시할 수 있다.

Description

스위칭 회로를 이용하여 무선 주파수 신호들로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치들을 보호하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR PROTECTING MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS SWITCHES FROM RADIO-FREQUENCY SIGNALS USING SWITCHING CIRCUITRY}
본 출원은 2011년 11월 11일에 출원되고, 이에 의해 여기에 전체적으로 참조로써 통합되는, 미국 특허 출원 제 13/294,456 호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 회로에 관한 것이고, 특히 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위치들을 가지는 무선 통신 회로에 관한 것이다.
휴대가능한 컴퓨터들 및 셀룰러 전화기들과 같은 전자 디바이스들은 종종 무선 통신 능력들을 제공받는다. 예를 들면, 전자 디바이스들은 셀룰러 전화기 회로 및 WiMax(IEEE 802.16) 회로와 같은 장거리 무선 통신 회로를 이용할 수 있다. 전자 디바이스들은 또한 와이파이®(IEEE 802.11) 회로 및 블루투스® 회로와 같은 단거리 무선 통신 회로를 이용할 수 있다.
장거리 무선 통신 회로 및 단거리 무선 통신 회로는 다수의 무선 주파수 대역들을 지원하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 와이파이 및 블루투스는 2.4 ㎓ 주파수 대역으로 동작할 수 있는 반면에, 셀룰러 표준들은 GSM(Global System for Mobile Communications) 주파수 대역들인 900 ㎒, 1800 ㎒, 및 2100 ㎒ 또는 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE) 대역들로 동작할 수 있다.
무선 통신 회로는 전형적으로 다수의 주파수 대역들에서의 통신들을 수용하기 위한 스위칭 회로를 포함한다. 스위칭 회로는 전형적으로 규소, 갈륨 비소, 질화 갈륨, 등과 같은 물질들을 이용하여 고체 상태 스위치들로부터 형성된다. 그러나, 고체 상태 스위칭 회로는 무선 디바이스가 많은 상이한 주파수 대역들 및/또는 상대적으로 높은 주파수들(예를 들면, 2㎓보다 큰 주파수들에서의 주파수 대역들)을 지원하도록 요구되는 시나리오들에서 불량한 스위칭 특성들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 기생 용량들은 고체 상태 스위치들에서의 트랜지스터들과 연관될 수 있다. 이 시나리오에서, 용량성 결합은 높은 주파수들에서 허용가능하지 않은 양들의 삽입 손실을 야기할 수 있다.
따라서, 무선 전자 디바이스에서 향상된 무선 통신 회로를 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
무선 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들은 무선 통신 회로를 제공받을 수 있다. 무선 통신 회로는 안테나들로부터 무선 주파수(radio-frequency) 안테나 신호들을 수신하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위치들을 포함할 수 있고, 송수신기 회로의 선택된 포트들에 수신된 신호들을 제공하기 위해 상이한 모드들(예를 들면, 구성들 또는 상태들)로 구성될 수 있다. 무선 통신 회로는 MEMS 스위치 구성 처리들 동안(예를 들면, MEMS 스위치들이 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 스위칭하도록 구성될 때), 무선 주파수 신호들로부터 MEMS 스위치들을 일시적으로 격리(isolate)하는 안테나들과 MEMS 스위치들 사이에 개재된 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
스위칭 회로는 정상 모드, 교환 모드, 및 보호 모드(상태들)로 구성될 수 있는 크로스바 스위치(crossbar switch)를 포함할 수 있다. 크로스바 스위치는 고체 상태 회로로부터 형성될 수 있다. 정상 및 스와핑된 모드(swapped mode)들 동안, 크로스바 스위치는 MEMS 스위치들에 안테나들로부터 수신된 신호들을 보낼 수 있다. 보호 모드들 동안, 크로스바 스위치는 안테나들로부터 선택된 MEMS 스위치를 전기적으로 분리하도록 구성될 수 있다.
크로스바 스위치는 전원 접지 단자에 결합되는 종단 포트를 포함할 수 있다. 보호 모드들 동안, 선택된 안테나로부터 수신된 무선 주파수 신호들은 종단 포트로 라우팅될 수 있다. 크로스바 스위치는 부가적인 전원 접지 단자에 결합되는 부가적인 종단 포트를 포함할 수 있다. 보호 모드들 동안, 선택된 MEMS 스위치는 부가적인 전원 접지 단자에 결합될 수 있다. 전원 접지 단자들에 선택된 안테나 및/또는 선택된 MEMS 스위치를 결합시킴으로써, MEMS 스위치는 안테나들로부터 수신되는 무선 주파수 신호들로부터 격리될 수 있다.
무선 통신 회로는 MEMS 스위치들 및 스위칭 회로를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 스위칭 회로에 안테나들로부터 선택된 MEMS 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시할 수 있고 선택된 MEMS 스위치에, MEMS 스위치가 안테나들로부터 분리되는 동안 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 스위칭하도록 지시할 수 있다. 제어 회로는 스위칭 회로에 MEMS 스위치가 제 2 구성으로 스위칭한 후에, 안테나들에 선택된 MEMS 스위치를 재접속시키도록 지시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징들, 상기 발명의 본질 및 다양한 장점들은 첨부된 도면들 및 바람직한 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 더 분명해질 것이다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 일 예시적인 전자 디바이스의 투시도.
<도 2>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 회로를 갖는 일 예시적인 전자 디바이스 및 기지국을 포함하는 무선 네트워크의 개략도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 디바이스에서 이용될 수 있는 예시적인 무선 회로의 도면.
<도 4>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 스위치들을 보호하기 위해 이용될 수 있는 스위칭 회로를 갖는 예시적인 무선 회로의 도면.
<도 5a 내지 도 5d>
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 스위치들을 보호하기 위해 이용될 수 있는 일 예시적인 크로스바 스위치의 다양한 상태들을 도시하는 도면들.
<도 6>
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 종단 포트를 갖는 일 예시적인 스위칭 회로의 도면.
<도 7>
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 및 제 2 종단 포트들을 갖는 일 예시적인 스위칭 회로의 도면.
<도 8>
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 스위치를 보호하기 위해 스위칭 회로가 어떻게 구성될 수 있는지를 도시하는 타이밍도.
<도 9>
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 회로를 구성함으로써 무선 주파수 송신들로부터 MEMS 스위치들을 보호하도록 수행될 수 있는 예시적인 단계들의 흐름도.
전자 디바이스들은 무선 통신 회로를 제공받을 수 있다. 무선 통신 회로는 다수의 라디오 액세스 기술들(통신 프로토콜들 및/또는 표준들)을 지원하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 전자 디바이스는 GSM(Global System for Mobile Communications) 라디오 액세스 기술, 범용 모바일 원격통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS) 라디오 액세스 기술, 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 라디오 액세스 기술(예를 들면, CDMA2000 1XRTT 또는 다른 CDMA 라디오 액세스 기술들), 롱 텀 에볼루션(LTE) 라디오 액세스 기술, 및/또는 다른 라디오 액세스 기술들을 이용한 통신들을 지원할 수 있다.
일부 실시예들에서, LTE 및 CDMA2000 1XRTT(때때로, 여기서 "1X"로서 언급된)와 같은 적어도 2개의 라디오 액세스 기술들을 지원하는 전자 디바이스가 설명될 수 있다. 필요하다면, 다른 라디오 액세스 기술들이 지원될 수 있다. LTE 및 1X 라디오 액세스 기술들과 같은 2개의 라디오 액세스 기술들을 지원하는 디바이스의 이용은 단지 예시적이다. 전자 디바이스를 위한 라디오 액세스 기술들은 공유된 무선 주파수 송수신기 회로 및 공통 기저대역 처리기 집적 회로와 같은 공유된 무선 통신 회로(때때로, "무선"으로서 언급된)를 이용하여 지원될 수 있다.
무선 통신 회로를 갖는 일 예시적인 전자 디바이스는 도 1에 도시된다. 전자 디바이스(10)는 휴대가능한 전자 디바이스 또는 다른 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들면, 전자 디바이스(10)는 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 손목시계 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 디바이스, 이어폰 디바이스와 같은 다소 더 작은 디바이스, 또는 다른 착용가능하거나 초소형 디바이스, 셀룰러 전화기, 매체 플레이어, 등일 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(housing)(12)과 같은 하우징을 포함할 수 있다. 때때로 케이스로서 언급될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹스(ceramics), 섬유 복합물, 금속(예를 들면, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 등), 다른 적합한 물질들, 또는 이들 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 상황들에서, 하우징(12)의 부분들은 유전체 또는 다른 낮은-전도성 물질로부터 형성될 수 있다. 다른 상황들에서, 하우징(12) 또는 하우징(12)을 형성하는 구조들 중 적어도 일부는 금속 요소들로부터 형성될 수 있다.
디바이스(10)는 필요하다면, 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 예를 들면, 용량성 터치 전극들을 통합하는 터치 스크린일 수 있다. 디스플레이(14)는 발광 다이오드들(LEDs), 유기 LED들(OLEDs), 플라즈마 셀들, 전자 잉크 요소들, 액정 디스플레이(LCD) 구성요소들, 또는 다른 적합한 이미지 픽셀 구조들로부터 형성된 이미지 픽셀들을 포함할 수 있다. 커버 유리 층은 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있다. 주변 영역들(20I)과 같은 디스플레이(14)의 부분들은 비활성일 수 있고 이미지 픽셀 구조들이 없을 수 있다. 직사각형 중앙 부분(20A)(파선(30)에 의해 경계지워진)과 같은 디스플레이(14)의 부분들은 디스플레이(14)의 활성 부분에 대응할 수 있다. 활성 디스플레이 영역(20A)에서, 이미지 픽셀들의 어레이는 이용자를 위해 이미지들을 디스플레이하기 위해 이용될 수 있다.
디스플레이(14)를 커버하는 커버 유리 층은 버튼(16)을 위한 원형 개구부와 같은 개구부들 및 스피커 포트 개구부(18)(예를 들면, 이용자에 대한 이어 스피커를 위한)와 같은 스피커 포트 개구부를 가질 수 있다. 디바이스(10)는 또한 다른 개구부들(예를 들면, 볼륨 버튼들, 링거 버튼들, 슬립 버튼들, 및 다른 버튼들을 수용하기 위한 디스플레이(14) 및/또는 하우징(12)에서의 개구부들, 오디오 잭, 데이터 포트 접속기들, 탈착가능한 매체 슬롯들, 등을 위한 개구부들)을 가질 수 있다.
하우징(12)은 (일례로서) 디스플레이(14) 및 디바이스(10)의 직사각형 윤곽 주위에서 구동하는 베젤(bezel) 또는 금속의 밴드(band)와 같은 주변 전도성 멤버를 포함할 수 있다. 주변 전도성 멤버는 필요하다면, 디바이스(10)의 안테나들을 형성하는데 이용될 수 있다.
안테나들은 확장 요소들 또는 부착가능한 구조들로서, 디바이스(10)의 가장자리들을 따라, 디바이스(10)의 후면 또는 정면 상에, 또는 디바이스(10)에서의 다른 곳에 위치될 수 있다. 때때로 여기서 일례로서 설명되는 하나의 적합한 장치와 함께, 디바이스(10)는 하우징(12)의 하단부(24)에서의 하나 이상의 안테나들 및 하우징(12)의 상단부(22)에서의 하나 이상의 안테나들을 제공받을 수 있다. 디바이스(10)의 서로 다른 단부들(즉, 디바이스(10)가 도 1에 도시된 유형의 긴 직사각형 형태를 가질 때, 디스플레이(14) 및 디바이스(10)의 더 좁은 단부 영역들에)에 안테나들을 위치시키는 것은 이들 안테나들이 디스플레이(14)의 전도성 부분들(예를 들면, 디스플레이(14)의 활성 영역(20A)에서의 픽셀 어레이 및 구동기 회로들)과 연관되는 접지 구조들로부터 적절한 거리에서 형성되도록 허용할 수 있다.
필요하다면, 제 1 셀룰러 전화기 안테나는 영역(24)에 위치될 수 있고 제 2 셀룰러 전화기 안테나는 영역(22)에 위치될 수 있다. 글로벌 포지셔닝 시스템 신호들과 같은 위성 항법 신호들 또는 IEEE 802.11(와이파이®) 신호들 또는 블루투스® 신호들과 같은 무선 로컬 영역 네트워크 신호들을 핸들링(handling)하기 위한 안테나 구조들은 또한 영역들(22 및/또는 24)(별개의 부가적인 안테나들로서 또는 제 1 및 제 2 셀룰러 전화기 안테나들의 부분들로서)에 제공될 수 있다. 안테나 구조들은 또한 WiMax(IEEE 802.16) 신호들을 핸들링하기 위해 영역들(22 및/또는 24)에 제공될 수 있다.
영역들(22 및 24)에서, 개구부들은 전도성 하우징 구조들과 디바이스(10)를 형성하는 인쇄 회로 기판들 및 다른 전도성 전기 구성요소들 사이에 형성될 수 있다. 이들 개구부들은 공기, 플라스틱, 또는 다른 유전체들로 채워질 수 있다. 전도성 하우징 구조들 및 다른 전도성 구조들은 디바이스(10)에서의 안테나들을 위한 접지면의 역할을 할 수 있다. 영역들(22 및 24)에서의 개구부들은 개방 또는 폐쇄된 슬롯 안테나들에서의 슬롯들로서의 역할을 할 수 있거나, 루프 안테나에서의 물질들의 전도성 경로에 의해 둘러싸여지는 중앙 유전체 영역으로서의 역할을 할 수 있거나, 접지면으로부터, 디바이스(10)에서의 전도성 주변 하우징 구조의 일부로부터 형성된 역-F형 안테나 공진 소자와 같은 역-F형 안테나 공진 소자 또는 스트립 안테나 공진 소자와 같은 안테나 공진 소자를 분리하는 공간으로서의 역할을 할 수 있거나, 그렇지 않으면 영역들(22 및 24)에 형성된 안테나 구조들의 일부로서의 역할을 할 수 있다.
안테나들은 동일한 영역들(22 및 24)에 형성될 수 있다(즉, 안테나들은 각각이 동일한 세트의 셀룰러 전화기 대역들 또는 관심 있는 다른 통신 대역들을 커버하는 영역들(22 및 24)에 형성될 수 있다). 레이아웃 제약들 또는 다른 설계 제약들로 인해, 동일한 안테나들을 이용하는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 오히려, 상이한 설계들을 이용하여 영역들(22 및 24)에서 안테나들을 구현하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 영역(24)에서의 제 1 안테나는 관심 있는 모든 셀룰러 전화기 대역들(예를 들면, 4개 또는 5개의 대역들)을 커버할 수 있고, 영역(22)에서의 제 2 안테나는 제 1 안테나에 의해 핸들링된 4개 또는 5개의 대역들의 서브세트를 커버할 수 있다. 영역(24)에서의 안테나가 영역(22)에서의 안테나에 의해 핸들링된 대역들의 서브세트를 핸들링하는(또는 그 반대도 마찬가지이다) 장치들이 또한 이용될 수 있다. 회로를 튜닝(Tuning)하는 것은 대역들의 제 1 서브세트, 또는 대역들의 제 2 서브세트를 커버하도록 실시간으로 이 유형의 안테나를 튜닝하기 위해 이용될 수 있고, 이에 의해 관심 있는 모든 대역들을 커버한다.
필요하다면, 디바이스(10)의 회로 상에서 구동하는 안테나 선택 제어 알고리즘은 어떤 안테나(들)가 실시간으로 디바이스(10)에서 이용되는지를 자동적으로 선택하기 위해 이용될 수 있다. 안테나 선택들은 예를 들면, 수신된 신호들의 평가된 신호 품질에 기초할 수 있다. 안테나 선택 제어 알고리즘은 디바이스(10)에 다중 안테나 모드(예를 들면, 이중 안테나 모드) 또는 단일 안테나 모드로 동작하도록 지시할 수 있다. 단일 안테나 모드로 동작할 때, 안테나 선택 제어 알고리즘은 다수의 안테나들 중 어느 것이 무선 신호들을 송신하고/송신하거나 수신하는데 이용되어야 하는지를 선택할 수 있다.
디바이스(10)는 필요하다면, 하나의 안테나, 2개의 안테나들, 3개의 안테나들, 4개의 안테나들, 또는 4개보다 많은 안테나들을 이용할 수 있다. 디바이스(10)는 실질적으로 동일한(예를 들면, 대역 커버리지에서, 효율성에서, 등) 안테나들을 이용할 수 있거나, 다른 유형들의 안테나 구성들을 이용할 수 있다. 디바이스(10)가 2개 이상의 안테나들을 갖는 시나리오들에서, 안테나 선택 제어 알고리즘은 다수의 안테나들 중 어느 것이 무선 통신들을 위해 이용되는지를 선택할 수 있다.
전자 디바이스(10)가 동작할 수 있는 시스템의 개략적인 도면이 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템(11)은 기지국(21)과 같은 무선 네트워크 설비를 포함할 수 있다. 기지국(21)과 같은 기지국들은 셀룰러 전화기 네트워크 또는 다른 무선 네트워킹 설비와 연관될 수 있다. 디바이스(10)는 무선 링크(23)(예를 들면, 셀룰러 전화기 링크 또는 다른 무선 통신 링크)를 통해 기지국(21)과 통신할 수 있다.
디바이스(10)는 저장 및 처리 회로(28)와 같은 제어 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)는 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 비휘발성 메모리(예를 들면, 고체 상태 드라이브를 형성하도록 구성된 플래시 메모리 또는 다른 전기적으로-프로그래밍가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들면, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리), 등과 같은 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)에서의 처리 회로 및 무선 통신 회로(34)에서의 제어 회로들과 같은 다른 제어 회로들은 디바이스(10)의 작동을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이 처리 회로는 하나 이상의 마이크로처리기들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 처리기들, 기저대역 처리기들, 전력 관리 유닛들, 오디오 코덱 칩들, 응용 주문형 집적 회로, 등에 기초할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 인터넷 브라우징 애플리케이션들, 음성패킷망(voice-over-internet-protocol; VoIP) 전화 호 애플리케이션들, 이메일 애플리케이션들, 매체 재생 애플리케이션들, 운영 체제 기능들, 등과 같은, 디바이스(10) 상의 소프트웨어를 구동하기 위해 이용될 수 있다. 기지국(21)과 같은 외부 설비와의 상호작용들을 지원하기 위해, 저장 및 처리 회로(28)는 통신 프로토콜들을 구현하는데 이용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(28)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜들, 무선 로컬 영역 네트워크 프로토콜들(예를 들면, IEEE 802.11 프로토콜들 -- 때때로 와이파이®로서 언급된), 블루투스®프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크들을 위한 프로토콜들, IEEE 802.16(WiMax) 프로토콜들, 롱 텀 에볼루션(LTE) 프로토콜과 같은 셀룰러 전화기 프로토콜들, GSM(Global System for Mobile Communications) 프로토콜, 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 프로토콜, 및 범용 모바일 원격통신 시스템(UMTS) 프로토콜, 등을 포함한다.
회로(28)는 디바이스(10)에 대한 제어 알고리즘들을 구현하기 위해 구성될 수 있다. 제어 알고리즘들은 무선 주파수 스위칭 회로 및 다른 디바이스 리소스들을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 제어 알고리즘은 신호들을 송신하고/송신하거나 수신하기 위한 이용으로 특정한 안테나를 스위칭하도록 무선 회로(34)를 구성하기 위해 이용될 수 있거나 이용으로 다수의 안테나들을 동시에 스위칭할 수 있다. 제어 알고리즘들은 또한 송신기들 및 수신기들을 활성화하고 활성화해제하거나, 원하는 주파수들로 송신기들 및 수신기들을 튜닝하거나, 타이머들을 구현하거나, 측정된 디바이스 동작 파라미터들을 미리 결정된 기준들과 비교하거나, 등을 위해 이용될 수 있다. 제어 알고리즘들은 잠재적으로 해로운 무선 주파수 소스들로부터 MEMS 스위치들과 같은 감지 회로를 보호하도록 무선 회로(34)를 제어하기 위해 이용될 수 있다.
일부 시나리오들에서, 회로(28)는 센서 신호들 및 수신된 신호들(예를 들면, 수신된 파일럿 신호들, 수신된 페이징 신호들, 수신된 음성 호 트래픽, 수신된 제어 채널 신호들, 수신된 데이터 트래픽, 등)의 품질을 반영하는 신호들을 모으는데 이용될 수 있다. 디바이스(10)에서 행해질 수 있는 신호 품질 측정치들의 예들은 비트 에러율 측정치들, 신호-대-잡음 비 측정치들, 인입 무선 신호들과 연관된 전력의 양에 관한 측정치들, 수신된 신호 세기 표시자(RSSI) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들(RSSI 측정치들), 수신 신호 코드 전력(RSCP) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들(RSCP 측정치들), 참조 심볼 수신 전력(RSRP 측정치들), 신호-대-간섭 비(SINR) 및 신호-대-잡음 비(SNR) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들(SINR 및 SNR 측정치들), Ec/lo 또는 Ec/No 데이터와 같은 신호 품질 데이터에 기초한 채널 품질 측정치들(Ec/lo 및 Ec/No 측정치들), 등을 포함한다. 이 정보 및 다른 데이터는 어떤 안테나 모드(예를 들면, 단일 안테나 모드 또는 이중 안테나 모드)가 이용되는지를 제어하는데 이용될 수 있고, (필요하다면) 단일 안테나 모드에서 최적의 안테나를 선택하는데 이용될 수 있고, 그렇지 않으면, 디바이스(10)를 제어하고 구성하는데 이용될 수 있다.
입출력 회로(30)는 데이터가 디바이스(10)에 공급되도록 허용하기 위해 그리고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들로 제공되도록 허용하기 위해 이용될 수 있다. 입출력 회로(30)는 입출력 디바이스들(32)을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(32)은 터치 스크린들, 버튼들, 조이스틱들, 클릭 휠들(click wheels), 스크롤링 휠들, 터치 패드들, 키 패드들, 키보드들, 마이크로폰들, 스피커들, 톤 생성기들, 진동기들, 카메라들, 센서들, 발광 다이오드들 및 다른 상태 표시자들, 데이터 포트들 등을 포함할 수 있다. 이용자는 입출력 디바이스들(32)을 통해 명령어들을 공급함으로써 디바이스(10)의 작동을 제어할 수 있고, 입출력 디바이스들(32)의 출력 리소스들을 이용하여 디바이스(10)로부터 상태 정보 및 다른 출력을 수신할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 하나 이상의 집적 회로들로부터 형성된 무선 주파수(RF) 송수신기 회로, 전력 증폭기 회로, 저-잡음 입력 증폭기들, 수동 RF 구성요소들, 하나 이상의 안테나들, 및 RF 무선 신호들을 핸들링하기 위한 다른 회로를 포함할 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 (예를 들면, 1575 ㎒에서 위성 위치 확인 신호들을 수신하기 위한) 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기 회로(35)와 같은 위성 항법 시스템 수신기 회로를 포함할 수 있다. 송수신기 회로(36)는 와이파이® (IEEE 802.11) 통신들을 위한 2.4 ㎓ 및 5 ㎓ 대역들을 핸들링할 수 있고, 2.4 ㎓ 블루투스® 통신 대역을 핸들링할 수 있다. 회로(34)는 700 ㎒, 850 ㎒, 900 ㎒, 1800 ㎒, 1900 ㎒, 및 2100 ㎒ 또는 관심 있는 다른 셀룰러 전화기 대역들에서의 대역들과 같은 셀룰러 전화기 대역들에서 무선 통신을 핸들링하기 위해 셀룰러 전화기 송수신기 회로(38)를 이용할 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 필요하다면, 다른 단거리 및 장거리 무선 링크들을 위한 회로(예를 들면, WiMax 회로, 등)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(34)는 예를 들면, 라디오 및 텔레비젼 신호들을 수신하기 위한 무선 회로, 페이징 회로들, 등을 포함할 수 있다. 와이파이®및 블루투스® 링크들 및 다른 단거리 무선 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수십 또는 수백 피트에 걸쳐 데이터를 전달하기 위해 이용된다. 셀룰러 전화기 링크들 및 다른 장거리 링크들에서, 무선 신호들은 전형적으로 수천 피트 또는 마일들에 걸쳐 데이터를 전달하기 위해 이용된다.
무선 통신 회로(34)는 안테나들(40)을 포함할 수 있다. 안테나들(40)은 임의의 적합한 유형들의 안테나를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 안테나들(40)은 루프 안테나 구조들, 패치 안테나 구조들, 역-F형 안테나 구조들, 폐쇄 및 개방 슬롯 안테나 구조들, 평면 역-F형 안테나 구조들, 나선형 안테나 구조들, 스트립 안테나들, 단극자들, 쌍극자들, 이들 설계들의 혼성체들, 등으로부터 형성되는 공진 소자들을 갖는 안테나들을 포함할 수 있다. 상이한 유형들의 안테나들은 상이한 대역들 및 대역들의 조합들을 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 유형의 안테나는(예를 들면, 와이파이® 트래픽 또는 다른 무선 로컬 영역 네트워크 트래픽을 핸들링하기 위한) 로컬 무선 링크 안테나를 형성하는데 이용될 수 있고, 또 다른 유형의 안테나는(예를 들면, 음성 호들 및 데이터 세션들과 같은 셀룰러 네트워크 트래픽을 형성하기 위한) 원격 무선 링크 안테나를 형성하는데 이용될 수 있다. 도 1과 관련되어 설명된 바와 같이, 디바이스(10)에 다수의 셀룰러 전화기 안테나들이 존재할 수 있다. 예를 들면, 디바이스(10)의 영역(24)에 하나의 셀룰러 전화기 안테나가 존재할 수 있고, 디바이스(10)의 영역(22)에 또 다른 셀룰러 전화기 안테나가 존재할 수 있다. 이들 안테나들은 고정될 수 있거나 튜닝가능할 수 있다.
디바이스(10)는 제어 알고리즘들을 구현하기 위한 제어 코드를 저장하고 실행하도록 구성되는 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 회로(42)는 저장 및 처리 회로(28)(예를 들면, 마이크로처리기, 메모리 회로들, 등)를 포함할 수 있고, 기저대역 처리기 집적 회로(58)를 포함할 수 있다. 기저대역 처리기(58)는 무선 회로(34)의 일부를 형성할 수 있고, 메모리 및 처리 회로들을 포함할 수 있다(즉, 기저대역 처리기(58)는 디바이스(10)의 저장 및 처리 회로의 일부를 형성하도록 고려될 수 있다).
기저대역 처리기(58)는 경로(48)를 통해 저장 및 처리 회로(28)(예를 들면, 마이크로처리기, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 다른 제어 회로들, 등)에 데이터를 제공할 수 있다. 경로(48) 상의 데이터는 수신된 전력, 송신된 전력, 프레임 에러율, 비트 에러율과 같은 수신된 신호들에 대한 무선 (안테나) 성능 메트릭(metric)들과 연관된 미가공 및 처리된 데이터, 수신된 신호 세기 표시자(RSSI) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들, 수신 신호 코드 전력(RSCP) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들, 참조 심볼 수신 전력(RSRP) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들, 신호-대-간섭 비(SINR) 및 신호-대-잡음 비(SNR) 정보에 기초한 채널 품질 측정치들, Ec/lo 또는 Ec/No 데이터와 같은 신호 품질 데이터에 기초한 채널 품질 측정치들, 응답들(수신확인들)이 전자 디바이스로부터의 요청들에 대응하는 셀룰러 전화기 송신탑으로부터 수신되고 있는지의 여부에 관한 정보, 네트워크 액세스 절차가 성공했는지의 여부에 관한 정보, 얼마나 많은 재-송신들이 전자 디바이스와 셀룰러 송신탑 사이의 셀룰러 링크를 통해 요청되고 있는지에 관한 정보, 시그널링 메시지의 손실이 수신되었는지의 여부에 관한 정보, 페이징 신호들이 성공적으로 수신되었는지의 여부에 관한 정보, 및 무선 회로(34)의 성능을 반영하는 다른 정보를 포함할 수 있다. 이 정보는 저장 및 처리 회로(28) 및/또는 처리기(58)에 의해 분석될 수 있고, 응답하여 저장 및 처리 회로(28)(또는 필요하다면, 기저대역 처리기(58))는 무선 회로(34)를 제어하기 위한 제어 명령어들을 발행할 수 있다. 예를 들면, 저장 및 처리 회로(28)는 경로(52) 및 경로(50)에 대한 제어 명령어들을 발행할 수 있고/발행할 수 있거나 기저대역 처리기(58)는 경로(46) 및 경로(51)에 대한 명령어들을 발행할 수 있다. 제어 명령어들은 어떤 안테나들이 무선 통신들을 위해 이용되는지를 결정할 수 있다(즉, 무선 회로(34) 내에 적절한 스위치들을 구성함으로써).
무선 회로(34)는 무선 주파수 송수신기 회로(60)와 같은 무선 주파수 송수신기 회로 및 무선 주파수 전단부 회로(62)를 포함할 수 있다. 무선 주파수 송수신기 회로(60)는 송수신기들(57 및 63)과 같은 하나 이상의 무선 주파수 송수신기들을 포함할 수 있다. 일부 송수신기들은 송신기 및 수신기 둘 모두를 포함할 수 있다. 필요하다면, 하나 이상의 송수신기들은 수신기 회로를 제공받을 수 있지만, 어떠한 송신기 회로도 제공받지 못할 수 있다(예를 들면, 수신 다이버시티 방식들을 구현하는데 이용하기 위해). 도 3의 예시적인 구성에 도시된 바와 같이, 송수신기(57)는 송신기(59)와 같은 송신기 및 수신기(61)와 같은 수신기를 포함할 수 있고, 송수신기(63)는 송신기(67)와 같은 송신기 및 수신기(65)와 같은 수신기를 포함할 수 있다.
기저대역 처리기(58)는 저장 및 처리 회로(28)로부터 송신되어야 하는 디지털 데이터를 수신할 수 있고, 대응하는 무선 주파수 신호들을 송신하기 위해 경로(46) 및 무선 주파수 송수신기 회로(60)를 이용할 수 있다. 무선 주파수 전단부(62)는 무선 주파수 송수신기(60)와 안테나들(40) 사이에 결합될 수 있고, 안테나들(40)에 무선 주파수 송수신기 회로(60)에 의해 생성되는 무선 주파수 신호들을 전달하기 위해 이용될 수 있다. 무선 주파수 전단부(62)는 무선 주파수 스위치들, 임피던스 정합 회로들, 필터들, 및 안테나들(40)과 무선 주파수 송수신기(60) 사이에 인터페이스를 형성하기 위한 다른 회로를 포함할 수 있다.
안테나들(40)에 의해 수신되는 인입 무선 주파수 신호들은 무선 주파수 전단부(62), 경로들(54 및 56)과 같은 경로들, 무선 주파수 송수신기(60)에서의 수신기 회로, 및 경로(46)와 같은 경로들을 통해 기저대역 처리기(58)에 제공될 수 있다. 기저대역 처리기(58)는 저장 및 처리 회로(28)에 제공되는 디지털 데이터로 이들 수신된 신호들을 변환시킬 수 있다. 기저대역 처리기(58)는 또한 수신된 신호들로부터, 송수신기가 현재 튜닝되는 채널에 대한 신호 품질을 나타내는 정보를 추출할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로(42)에서의 기저대역 처리기 및/또는 다른 회로는 비트 에러율 측정치들, 인입 무선 신호들과 연관된 전력의 양에 관한 측정치들, 세기 표시자(RSSI) 정보, 수신 신호 코드 전력(RSCP) 정보, 참조 심볼 수신 전력(RSRP) 정보, 신호-대-간섭 비(SINR) 정보, 및 신호-대-잡음 비(SNR) 정보, Ec/lo 또는 Ec/No 데이터와 같은 신호 품질 데이터에 기초한 채널 품질 측정치들, 등을 생성하기 위해 수신된 신호들을 분석할 수 있다.
무선 주파수 전단부(62)는 안테나(40B)에 송수신기(57)를 접속시키고 안테나(40A)에 송수신기(63)를 접속시키기 위해(그 반대도 마찬가지이다) 이용되는 스위치들을 포함할 수 있다. 필요하다면, 스위치들은 송수신기들(57 및 63)로부터 안테나들(40A 및 40B)을 선택적으로 분리하도록 구성될 수 있다. 스위치들은 경로(50)를 통해 제어 회로(42)로부터(예를 들면, 애플리케이션 처리기로부터) 또는 경로(51)를 통해 기저대역 처리기(58)로부터 수신된 제어 신호들에 의해 구성될 수 있다. 회로(42)는 예를 들면, 스위치들을 (예를 들면, 2개의 안테나들 사이에 송수신기(60)에서의 단일 송신기를 공유하는 것이 바람직할 때) 어떤 안테나가 무선 주파수 신호들을 송신하기 위해 이용되고 있거나 (예를 들면, 2개의 안테나들 사이에 송수신기(60)에서의 단일 수신기를 공유하는 것이 바람직할 때) 어떤 안테나가 무선 주파수 신호들을 수신하기 위해 이용되고 있는지를 선택하도록 조절할 수 있다. 일부 모드들의 작동에서, 단일 활성 수신기는 단일 안테나로부터 인입 신호들을 수신하기 위해 이용될 수 있다. 다른 모드들의 작동에서, 다수의 안테나들 및 다수의 수신기들은 신호들을 수신하는데 이용될 수 있다.
필요하다면, 스위치 제어 로직(55)은 기저대역 처리기(58)와 무선 주파수 전단부(62) 사이에 또는 저장 및 처리 회로(28)와 무선 주파수 전단부(62) 사이에 선택적으로 개재될 수 있다. 스위치 제어 로직(55)은 제어 회로(42)(예를 들면, 기저대역 처리기(58) 및/또는 저장 및 처리 회로(28))로부터 제어 신호들을 수신하고 제어 회로(42)로부터 수신된 신호들에 기초하여 무선 주파수 전단부 회로(62)에 대응하는 제어 신호들을 제공하는 전용 회로로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 기저대역 처리기(58)는 송수신기(57)로부터 안테나(40B)로 무선 신호들을 라우팅하기 위한 스위치 제어 로직(55)에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 이 시나리오에서, 스위치 제어 로직(55)은 기저대역 처리기(58)로부터 제어 신호들을 수신할 수 있고, 안테나(40B)에 송수신기(57)를 결합시키기 위해 무선 주파수 전단부(62)에서의 스위치들에 적절한 제어 신호들을 제공할 수 있다. 필요하다면, 스위치 제어 로직(55)은 선택적 경로(53)를 통해 무선 주파수 송수신기 회로(60)에 결합될 수 있다. 이 시나리오에서, 스위치 제어 로직(55)은 무선 주파수 송수신기 회로(60)로부터 수신된 정보 및/또는 제어 회로(42)로부터 수신된 정보에 기초하여 무선 주파수 전단부(62)에 제어 신호들을 제공할 수 있다.
저장 및 처리 회로(28)는 하나보다 많은 라디오 액세스 기술을 핸들링하기 위한 소프트웨어를 구동하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 기저대역 처리기(58)는 프로토콜 스택 1X 및 프로토콜 스택 LTE와 같은 다수의 프로토콜 스택들(59)을 구현하기 위한 제어 회로 및 메모리를 포함할 수 있다. 프로토콜 스택 1X는 (일례로서) CDMA2000 1XRTT와 같은 제 1 라디오 액세스 기술과 연관될 수 있다. 프로토콜 스택 LTE는 (일례로서) LTE와 같은 제 2 라디오 액세스 기술과 연관될 수 있다. 작동 동안, 디바이스(10)는 1X 기능들을 핸들링하기 위해 프로토콜 스택 1X를 이용할 수 있고, LTE 기능들을 핸들링하기 위해 프로토콜 스택 LTE를 이용할 수 있다. 부가적인 프로토콜 스택들, 부가적인 송수신기들, 부가적인 안테나들(40), 및 다른 부가적인 하드웨어 및/또는 소프트웨어는 필요하다면, 디바이스(10)에서 이용될 수 있다. 도 3의 장치는 단지 예시적이다.
무선 통신 회로(34)는 광범위의 주파수들을 지원하도록 요구될 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 회로(34)는 800 ㎒, 850 ㎒, 900 ㎒, 1800 ㎒, 2100 ㎒, 2.4 ㎓, 등의 주파수 대역들에서 무선 통신들을 수용하도록 요구될 수 있다(예를 들면, 셀룰러 기술들, 와이파이 및 블루투스 기술들, 및 다른 무선 기술들을 지원하기 위해).
무선 통신 회로(34)는 마이크로전자기계 시스템들(MEMS)로부터 형성된 스위칭 회로를 제공받을 수 있다. 마이크로전자기계 시스템들로부터 형성되는 스위칭 회로들은 때때로 MEMS 스위칭 회로들 또는 MEMS 스위치들로서 언급될 수 있다. MEMS 스위치들은 넓은 범위의 주파수들에 걸쳐 다수의 주파수 대역들을 지원하는 능력을 무선 통신 회로(34)에 제공할 수 있다. 예를 들면, MEMS 스위치들은 고체 상태 스위치들에 비해 감소된 삽입 손실 및 향상된 대역폭을 제공할 수 있다. 도 4는 무선 통신 회로(34)가 MEMS 스위치들(70A 및 70B)을 제공받는 일 예시적인 도면을 도시한다. MEMS 스위치들(70A 및 70B)은 별개의 스위치들로서 형성될 수 있거나 (필요하다면) MEMS 스위칭 회로의 제 1 및 제 2 부분들로서 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 송수신기들(57 및 63) 각각은 각각의 주파수 대역들에 연관될 수 있다. 송수신기(57)는 주파수 대역들(1 및 2)과 연관된 신호들을 송신 및 수신할 수 있고, 송수신기(63)는 주파수 대역들(3 및 4)과 연관될 수 있다. 주파수 대역들(1 및 2)은 주파수 대역들(3 및 4)과 동일할 수 있거나 필요하다면, 상이한 주파수 대역들일 수 있다. 각각의 주파수 대역은 대응하는 송수신기의 각각의 포트(단자)와 연관될 수 있다. 이 예는 단지 예시적이다. 필요하다면, 송수신기들(57 및 63) 각각은 임의의 수의 주파수 대역들을 지원할 수 있다. 송수신기들(57 및 63)은 단일 집적 회로의 부분들로서(예를 들면, 무선 주파수 송수신기 회로(60)의 부분으로서) 형성될 수 있다.
무선 통신 회로(34)는 송수신기들(57 및 63)로부터 송신되는 무선 주파수 출력 신호들을 증폭시키는 전력 증폭기(PA)(72)들을 포함할 수 있고, 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신된 무선 주파수 입력 신호들을 증폭시키는 저잡음 증폭기(LNA)(74)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전력 증폭기(72)는 주파수 대역(1)에서 수신된 무선 주파수 신호들을 증폭시키는 저잡음 증폭기(74) 및 송수신기(57)로부터 송신되는 주파수 대역(1)에서의 출력 신호들을 증폭시킬 수 있다. 회로(76)는 송수전환기(duplexer)들 및 다이플렉서(diplexer)들을 포함할 수 있고, 정합 회로를 포함할 수 있다. 회로(76)에서의 이 필터 회로는 상이한 주파수 대역들 사이에 격리를 제공할 수 있다. 예를 들면, 필터 회로(76)는 대역(2)에서의 무선 통신들로부터 대역(1)에서의 무선 통신들을 격리할 수 있다.
필요하다면, 회로(76)는 무선 송신과 연관된 제 1 구성과 무선 수신과 연관된 제 2 구성 사이에서 스위칭하도록 구성되는 스위칭 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스위칭 회로는 대응하는 전력 증폭기(72)가 MEMS 스위치에 결합되는 제 1 구성 및 대응하는 저잡음 증폭기(74)가 MEMS 스위치에 결합되는 제 2 구성으로 구성될 수 있다. 이 예는 단지 예시적이다. 필요하다면, MEMS 스위치들(70A 및 70B)은 각각의 단자들(T)을 통해 전력 증폭기들(72) 및 저잡음 증폭기들(74)에 직접적으로 결합될 수 있고, 무선 송신과 무선 수신 사이를 스위칭하도록 구성될 수 있다.
송수신기들(57 및 63)은 MEMS 스위치들(70A 및 70B) 및 스위칭 회로(80)를 통해 안테나들(40A 및 40B)에 결합될 수 있다. 임의의 주어진 주파수 대역에서 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들은 스위치들(70A, 70B, 및 80)을 구성함으로써 적절한 송수신기로 라우팅될 수 있다. 예를 들면, 주파수 대역(1)과 연관되는 무선 주파수 신호들은 스위치(80)의 포트(TA)에 주파수 대역(1)과 연관된 포트(단자)(T)를 결합시키도록 MEMS 스위치(70A)를 구성함으로써 그리고 포트(TC)에 포트(TA)를 결합시키도록 스위치(80)를 구성함으로써 송수신기(57)와 안테나(40A) 사이에 라우팅될 수 있다(예를 들면, 포트(TC)가 안테나(40A)에 결합되기 때문에).
MEMS 스위치들(70A 및 70B)은 전압 제어 신호들에 의해 작동되는 물리적 캔틸레버들(cantilevers)을 이용하여 형성될 수 있다. 캔틸레버들은 금속들, 금속 합금들, 또는 다른 전도성 물질들로부터 형성될 수 있다. 캔틸레버들은 MEMS 스위치 출력부에 MEMS 스위치들의 포트들을 물리적으로 결합시키기 위해 제어될 수 있다. 상대적으로 높은 전압들(예를 들면, 수십 볼트들)을 가지는 제어 신호들은 캔틸레버들을 작동시키기 위해 요구될 수 있다. 상대적으로 높은 전압들은 MEMS 스위치들과 연관되는 전하 펌프들(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다.
스위치(80)는 어떤 안테나가 송수신기들(57 및 63)에 결합되는지를 선택하기 위해 제어될 수 있다. 예를 들면, 스위치(80)는 송수신기(57)가 안테나(40A)에 전기적으로 결합되고 송수신기(63)가 안테나(40B)에 전기적으로 결합되는 제 1 구성(예를 들면, 포트(TC)는 포트(TA)에 결합되고, 포트(TD)는 포트(TB)에 결합된다)과 송수신기(57)가 안테나(40B)에 전기적으로 결합되고 송수신기(63)가 안테나(40A)에 전기적으로 결합되는 제 2 구성(예를 들면, 포트(TC)는 포트(TB)에 결합되고, 포트(TD)는 포트(TA)에 결합된다) 사이에 스와핑(swapping) 기능들을 수행할 수 있다. 스위치(80)는 크로스바 스위치로서 형성될 수 있다. 필요하다면, 스위치(80)는 하나 이상의 트랜지스터들로부터 형성된 고체 상태 스위치일 수 있다. 예를 들면, 스위치(80)는 갈륨 비소 전계-효과 트랜지스터들(FET), 금속-산화물 반도체 전계-효과 트랜지스터들(MOSFET), p-i-n 다이오드들, 고-전자 이동도 트랜지스터들(HEMT), 부정형 HEMT(PHEMT), 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator; SOI) 또는 실리콘-온-사파이어(silicon-on-sapphire; SOS) 기술들을 이용하여 형성된 트랜지스터들, 또는 다른 유형들의 트랜지스터들을 이용하여 형성될 수 있다.
안테나들(40A 및 40B)은 디바이스(10)에서의 다른 동작 송수신기들로부터 또는 다른 무선 디바이스들로부터 무선 주파수 송신들을 수신할 수 있다. 예를 들면, 안테나(40A)는 안테나(40B)에 의해 송신되는 무선 주파수 신호들을 수신할 수 있다. 또 다른 예로서, 안테나(40A)는 인근의 와이파이 액세스 포인트, 셀룰러 기지국, 또는 다른 무선 디바이스로부터 무선 주파수 송신들을 수신할 수 있다.
MEMS 스위치들(70A 및 70B)의 신뢰성은 스위칭 작동들 동안 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신되는 무선 주파수 송신들에 의해 바람직하지 않게 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, MEMS 스위치(70A)의 각각의 포트는 경로(82)에 그 포트(T)를 선택적으로 결합시키도록 구성되는 각각의 캔틸레버(또는 다른 기계적인 스위칭 구조)를 가질 수 있다. 이 시나리오에서, 스위치 구성 처리는 캔틸레버들을, 제 1 포트가 경로(82)에 결합되는(예를 들면, 경로(82)와 연관된 단자에 결합된) 제 1 구성(모드)으로부터 제 2 포트가 경로(82)에 결합되는 제 2 구성(모드)으로 스위칭하기 위해 수행될 수 있다. 스위치 구성 처리 동안, MEMS 스위치(70A)는 스위치의 포트들에 존재하는 무선 주파수 신호들(예를 들면, 다른 무선 디바이스들로부터 또는 송수신기(63)로부터 안테나(40A)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들)에 의해 잠재적으로 손상될 수 있다. 예를 들면, MEMS 스위치(70A)에서의 캔틸레버들과 연관되는 접촉부들은 스위치 구성 처리 동안, 무선 주파수 신호들의 존재와 연관된 아크 용접(arc welding) 또는 피팅(pitting)에 의해 손상될 수 있다. 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 MEMS 스위치를 구성하는 것은 때때로 여기서 MEMS 스위치 구성 처리를 수행하는 것으로서 언급될 수 있다. 무선 주파수 신호들이 MEMS 스위치의 포트들에 존재하는 동안, MEMS 스위치 구성 처리를 수행하는 것은 때때로 핫 스위칭(hot switching)으로서 언급될 수 있다.
스위치(80)는 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들에 대한 보호를 MEMS 스위치들(70A 및 70B)에 제공할 수 있다. 스위치(80)는 스위치(80)의 스위칭 처리들 동안 스위치의 포트들(단자들)에 존재하는 무선 주파수 신호들과 연관된 손상에 MEMS 스위치들(70A 및 70B)보다 덜 영향을 받기 쉬울 수 있다. 예를 들면, 스위치(80)는 무선 주파수 신호들로부터의 손상에 덜 영향을 받기 쉬운 트랜지스터들로부터 형성된 고체 상태 스위치일 수 있다. 도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d는 MEMS 스위치들(70A 및 70B)에 보호를 제공하기 위해 상이한 상태들(구성들)로 구성될 수 있는 일 예시적인 스위치(80A)를 도시한다. 스위치(80A)는 도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d에 도시된 상태들 중 선택된 하나의 상태로 스위치(80A)를 구성하는 경로(92)를 통해 제어 신호들을 수신할 수 있다. 즉, 경로(92)는 경로(51), 경로(53), 및/또는 경로(50)를 포함할 수 있다. 제어 신호들은 경로(51)를 통해 기저대역 처리기(58)로부터 또는 경로(50)를 통해 저장 및 처리 회로(28)로부터 수신될 수 있다(예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이). 필요하다면, 제어 신호들은 기저대역 처리기(58)와 스위치(80A) 사이에 또는 저장 및 처리 회로(28)와 스위치(80A) 사이에 개재되는 스위치 제어 로직(55)으로부터 수신될 수 있다.
송수신기들(57 및 63) 각각이 송신 및 수신 기능들을 수행하는 도 4의 예는 단지 예시적이다. 필요하다면, 각각의 송수신기는 송신 및 수신 기능들의 임의의 조합을 수행할 수 있다. 예를 들면, 송수신기(57)는 송수신기(63)가 단지 수신 기능들(예를 들면, 수신 다이버시티 기능들)을 수행할 수 있는 동안, 송신 및 수신 기능들을 수행할 수 있다. 이 시나리오에서, 송수신기(63)에 결합되는 전력 증폭기들(72)은 선택적일 수 있다(예를 들면, 이는 송수신기(63)가 단지 수신 기능들을 수행하기 때문이다).
도 5a에 도시된 바와 같이, 스위치(80A)는 포트(TA)가 포트(TC)에 전기적으로 결합되고, 포트(TB)가 포트(TD)에 전기적으로 결합되는 정상 상태로(예를 들면, 제어 신호들(CTL)에 의해) 구성될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 스위치(80A)는 포트(TA)가 포트(TD)에 전기적으로 결합되고, 포트(TB)가 포트(TC)에 전기적으로 결합되는 스와핑된 상태로 구성될 수 있다. 정상 상태 및 스와핑된 상태에서, 송수신기(57 및 63)와 같은 송수신기들은 안테나들(40A 및 40B)을 통해 무선 주파수 신호들을 송신하고 수신할 수 있다.
정상 상태 및 스와핑된 상태 동안, 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들은 스위치(80A)를 통해 MEMS 스위치들(70A 및 70B)에 잠재적으로 제공될 수 있다. 무선 주파수 신호들이 MEMS 스위치들(70A 및 70B)에 도달하는 것을 방지하기 위해, 스위치(80A)는 도 5c에 도시된 바와 같이 A-보호 상태 또는 도 5d에 도시된 바와 같이 B-보호 상태로 구성될 수 있다.
도 5c의 A-보호 상태에서, 스위치(80A)는 포트들(TB 및 TD) 사이의 접속을 유지하는 동안, 포트(TC)로부터 포트(TA)를 전기적으로 분리하도록 구성될 수 있다(예를 들면, 경로(92)를 통해 수신된 제어 신호들에 의해). 포트(TC)로부터 포트(TA)를 전기적으로 분리함으로써, 스위치(80A)는 안테나(40A)로부터 수신되는 무선 주파수 신호들로부터 포트(TA)에 결합되는 감지 회로를 보호할 수 있다(예를 들면, 스위치(80A)는 A-보호 상태로 MEMS 스위치(70A)를 보호할 수 있다). 도 5d의 B-보호 상태에서, 스위치(80A)는 포트들(TA 및 TC) 사이의 접속을 유지하는 동안, 포트(TD)로부터 포트(TB)를 전기적으로 분리함으로써 포트(TB)에 결합되는 MEMS 회로를 보호하도록 구성될 수 있다.
일부 시나리오들에서, 안테나들(40A 및 40B)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들에 대한 부가적인 보호를 스위치들(70A 및 70B)과 같은 MEMS 스위치들에 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 도 6은 MEMS 스위치들에 향상된 보호를 제공하기 위해 이용될 수 있는 일 예시적인 스위치(80B)를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스위치(80B)는 부하(Z)를 통해 접지되는 종단 포트(TZ)를 가질 수 있다. 부하(Z)는 안테나들(40A 및 40B)에 정합된 임피던스일 수 있다(예를 들면, 부하(Z)는 임피던스 정합 안테나들(40A 및 40B)을 위해 적합한 50옴(ohm)의 저항 또는 다른 임피던스를 가질 수 있다). 스위치(80B)는 종단 포트(TZ)에 포트(TC)를 전기적으로 결합시키고 포트(TB)와 포트(TD) 사이의 접속을 유지함으로써 A-보호 상태로 위치될 수 있다. 포트들(TC 및 TZ)을 전기적으로 결합시킴으로써, 안테나(40A)에 의해 수신되는 무선 주파수 신호들은 부하(Z)를 통해 접지될 수 있고, 이에 의해 수신된 신호들로부터 포트(TA)에 결합되는 MEMS 스위치들 및 포트(TA)를 격리한다. 스위치(80B)는 유사한 방식으로 B-보호 상태로 위치될 수 있다(예를 들면, 포트(TZ)에 포트(TD)를 전기적으로 결합시킴으로써).
도 7은 MEMS 스위치들에 대해 여전히 더 부가적인 보호를 가지는 일 예시적인 스위치(80C)를 도시한다. 스위치(80C)는 제 1 종단 포트(TZ) 및 제 2 종단 포트(TY)를 갖는다. 스위치(80C)는 포트(TY)에 포트(TA), 포트(TC)에 포트(TZ), 및 포트(TD)에 포트(TB)를 전기적으로 결합시킴으로써 A-보호 상태로 구성될 수 있다. 포트(TZ)에 포트(TC)를 결합시킴으로써, 안테나(40A)에 의해 수신된 무선 주파수 신호들은 접지될 수 있다. 포트(TY)에 포트(TA)를 결합시킴으로써, (예를 들면, 포트(TA)와 포트(TZ) 사이의 또는 포트(TA)와 포트(TC) 사이의 기생 용량들을 통해) 안테나(40A)로부터의 포트(TA) 상에 결합하는 무선 주파수 신호들은 또한 접지될 수 있고, 이에 의해 포트(TA)에 결합되는 MEMS 스위치들과 같은 감지 회로에 제공되는 무선 주파수 신호 전력을 감소시킨다.
MEMS 스위치들(70A 및 70B)이 안정된 구조들에 있을 때 정상 작동을 유지하는 동안, MEMS 스위치 구성 처리들 동안의 MEMS 스위치들(70A 및 70B)을 보호하는 것이 바람직할 수 있다. 도 8은 스위칭 회로(예를 들면, 스위치(80A, 80B, 또는 80C))가 MEMS 스위치 구성 처리 동안 MEMS 스위치(예를 들면, 스위치(70A 또는 70B))를 일시적으로 보호하도록 어떻게 구성되는지를 보여주는 일 예시적인 타이밍도를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, MEMS 스위치는 초기에 구성(X)를 가질 수 있고, 스위칭 회로는 초기에 구성(A)를 가질 수 있다. 예를 들면, MEMS 스위치는 스위칭 회로의 포트(TA)에 주파수 대역(1)과 연관된 포트(T)를 결합시키도록 구성될 수 있고, 스위칭 회로는 포트(TC)에 포트(TA)를 결합시키도록 구성될 수 있다. 시간(T1)에서, 스위칭 회로는 안전한 구성(예를 들면, MEMS 스위치가 무선 주파수 신호들로부터 격리되는 도 5c의 A-보호 상태와 같은 상태)으로 스위칭하도록 구성될 수 있다. 스위칭 회로는 시간(T2)에서 안전한 구성으로 안정화할 수 있다(예를 들면, 이는 스위칭 회로가 구성(A)와 안전한 구성 사이를 스위칭하기 위해 시간(T2-T1)을 요구할 수 있기 때문이다). 시간(T2-T1)은 예를 들면, 무선 통신 회로(34)의 시스템 클록 기간과 연관된 시간 기간 또는 스위칭 회로에서 트랜지스터를 턴 오프(turn off)하는 것에 연관된 지연일 수 있다.
시간(T3)에서, MEMS 스위치는 초기 구성(X)으로부터 구성(Y)으로 스위칭하도록 구성될 수 있다. MEMS 스위치 구성 처리는 완료하기 위해 시간(T4-T3)을 요구할 수 있다. T4-T3은 예를 들면, 1 마이크로초와 10 마이크로초 사이의 시간 기간일 수 있다. MEMS 스위치 구성 처리는 (일례로서) 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 하나 이상의 캔틸레버들의 작동을 포함할 수 있다. 시간(T4)에서, MEMS 스위치 구성 처리는 완료될 수 있고, MEMS 스위치는 구성(Y)으로 안정화할 수 있다.
시간(T5)에서, 스위칭 회로는 안전한 구성으로부터 구성(B)으로 스위칭하도록 구성될 수 있다. 구성(B)은 기저대역 처리기, 제어 회로, 또는 다른 처리 회로로부터 수신된 제어 회로들에 의해 결정된 정상 상태일 수 있다. 예를 들면, 구성(B)은 스위칭 회로의 원래 구성(예를 들어, 구성(A))일 수 있거나 상이한 구성일 수 있다.
MEMS 스위치를 구성하기 전에 및 MEMS 스위치 구성 처리에 걸쳐 안전한 구성으로 스위칭 회로를 구성함으로써, MEMS 스위치는 잠재적으로 해로운 무선 주파수 소스들로부터 보호될 수 있다.
기저대역 처리기(58), 저장 및 처리 회로(28), 또는 스위치 제어 로직(55)과 같은 제어 회로는 MEMS 스위치 구성 처리들 동안 MEMS 스위치들을 보호하기 위해 적절한 제어 신호들을 무선 주파수 전단부(62)의 스위치들(70A, 70B, 및 80)에 제공하도록 구성될 수 있다. 도 9는 제어 회로가, 현재 구성으로부터 새로운 구성으로 MEMS 스위치들을 스위칭할 때 무선 주파수 신호들로부터 스위치들(70A 및 70B)과 같은 MEMS 스위치들을 보호하기 위해 스위치(80)와 같은 스위칭 회로를 구성할 수 있는 일 예시적인 흐름도를 도시한다.
단계(102)에서, 제어 회로는 너무 많은 무선 주파수 전력이 스위칭하기 위해 원하는 포트에 존재하는지의 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로는 너무 많은 무선 주파수 전력이 안테나들에 의해 (예를 들면, 경로들(82 및 84)을 통해) MEMS 스위치들(70A 및 70B)의 포트들에 제공되고 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 무선 주파수 전력의 허용가능한 레벨들은 MEMS 스위치들(70A 및 70B)의 공차 레벨들(tolerance levels)에 의해 결정될 수 있다(예를 들면, 허용가능한 레벨들은 MEMS 스위치들 또는 MEMS 스위치들의 구조적 설계에 이용되는 접촉 물질들 및 캔틸레버 물질들과 같은 MEMS 스위치들의 물리적 특성들에 의존할 수 있다). 제어 회로는 너무 많은 무선 주파수 전력이 송수신기들(57, 63), 기저대역 처리기(58)로부터 검색되거나, 제어 회로에 의해 계산된 데이터의 이용에 의한 것인지의 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로는 너무 많은 무선 주파수 전력이, 디바이스(10)가 현재 인근의 기지국 또는 와이파이 액세스 포인트와 통신하고 있을 때 또는 무선 주파수 신호들이 인근의 무선 디바이스들로부터 수신될 때, 스위칭하기 위한 원하는 포트에 존재하는지를 결정할 수 있다. 또 다른 예로서, 제어 회로는, 너무 많은 무선 주파수 전력이 스위칭하기 위한 원하는 포트에 존재할 때를 결정하기 위해 RSSI 측정치들, Ec/lo 데이터, Ec/No 데이터, 또는 다른 데이터와 같은 데이터를 이용할 수 있다.
스위칭하기 위한 원하는 포트는 현재 구성으로부터 새로운 구성으로 스위칭하기를 원하는 MEMS 스위치의 일부인 포트 또는 MEMS 스위치와 연관되는 포트일 수 있다. 예를 들면, 스위치(80)의 정상 상태에서, 포트들(TA 및 TC)은 MEMS 스위치(70A)와 연관될 수 있고, 포트들(TB 및 TD)은 MEMS 스위치(70B)와 연관될 수 있다. 또 다른 예로서, 스위치(80)의 스와핑된 상태에서, 포트들(TA 및 TD)은 MEMS 스위치(70A)와 연관될 수 있고, 포트들(TB 및 TC)은 MEMS 스위치(70B)와 연관될 수 있다.
제어 회로가, 허용가능한 전력 레벨들이 스위칭하기 위한 원하는 포트에 존재함을 결정하면, 단계(104)의 작동들이 수행될 수 있다. 제어 회로가, 너무 많은 무선 주파수 전력이 스위칭하기 위한 원하는 포트에 존재함을 결정하면, 단계(106)의 작동들이 수행될 수 있다.
단계(104)에서, 제어 회로는 스위칭 회로 및 MEMS 스위치들을 정상적으로 구성할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로는 현재 구성으로부터 새로운 구성으로 스위칭 회로 및 MEMS 스위치들을 동시에 구성할 수 있다. 그 다음, 처리는 잠재적으로 해로운 무선 주파수 신호 소스들로부터 MEMS 스위치들을 보호하기 위해 단계(102)로 리턴할 수 있다.
단계(106)에서, 제어 회로는 스위칭하기 위한 원하는 포트에 대해 안전한 모드(예를 들면, 안전한 상태 또는 구성)로 스위칭 회로를 구성할 수 있다. 예를 들면, 스위칭하기 위한 원하는 포트가 스위칭 회로(80A)의 포트(TA)이면, 제어 회로는 도 5c의 A-보호 상태로 스위칭 회로(80A)를 구성할 수 있다. 또 다른 예로서, 스위칭하기 위한 원하는 포트가 스위칭 회로(80C)의 포트(TA)이면, 제어 회로는 도 7의 A-보호 상태로 스위칭 회로(80C)를 구성할 수 있다.
단계(108)에서, 제어 회로는 스위칭하기 위한 원하는 포트에 결합되는 MEMS 스위치를 구성할 수 있다(예를 들면, MEMS 스위치에 적절한 제어 신호들을 제공함으로써). 예를 들면, 스위칭하기 위한 원하는 포트가 스위칭 회로(80A)의 포트(TB)이면, 제어 회로는 MEMS 스위치(70B)를 구성할 수 있다(예를 들면, 이는 MEMS 스위치(70B)가 포트(TB)에 결합되기 때문이다). MEMS 스위치는 현재 구성으로부터 원하는 새로운 구성으로 구성될 수 있다.
단계(110)에서, 제어 회로는 정상 동작으로 스위칭 회로를 복원시키는 제어 신호들을 스위칭 회로에 제공할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로는 A-보호 상태로부터 또는 B-보호 상태로부터 정상 또는 스와핑된 상태로 스위칭 회로를 복원시킬 수 있다. 그 다음, 처리는 잠재적으로 해로운 무선 주파수 신호 소스들로부터 MEMS 스위치들을 보호하기 위해 단계(102)로 리턴할 수 있다.
MEMS 스위치들이 스위칭 회로에 의해 무선 주파수 소스들로부터 보호되는 도 4 내지 도 9의 예는 단지 예시적이다. 필요하다면, 스위치들(70A 및 70B)과 같은 MEMS 스위치들은 무선 주파수 신호들로부터 MEMS 스위치들을 격리하는 임의의 원하는 회로에 의해 무선 주파수 소스들로부터 보호될 수 있다. 도 10은 보호 회로(202)가 무선 주파수 소스들(206)로부터 MEMS 스위치들(204)을 보호하기 위해 이용될 수 있는 일 예시적인 예를 도시한다. 무선 주파수 소스들(206)은 무선 주파수 신호들의 임의의 소스(예를 들면, 무선 송신기들, 기지국들, 와이파이 액세스 포인트, 등)일 수 있다. 일례로서, 무선 주파수 소스들(206)은 MEMS 스위치(204) 및 보호 회로(202)에 결합되는 안테나를 포함할 수 있다. 이 시나리오에서, 안테나는 다른 무선 디바이스들 및/또는 무선 송신기들로부터 무선 주파수 신호들을 수신할 수 있다.
보호 회로(202)는 무선 주파수 소스들(206)로부터 하나 이상의 MEMS 스위치들(204)을 격리하는 하나 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 트랜지스터들의 게이트들은 경로들(206)을 통해 제공된 제어 신호들에 의해 제어될 수 있다. 필요하다면, 보호 회로(202)는 또한 MEMS 스위치들(204)을 선택적으로 격리하기 위해 제어될 수 있는 다이오드들을 포함할 수 있다. 보호 회로(202)는 무선 주파수 소스들(206)로부터 MEMS 스위치들(204)을 선택적으로 격리하기 위해 경로(208)를 통해 제어될 수 있다. 예를 들면, 보호 회로(202)는 스위칭하기 위한 원하는 포트들에 결합되는 MEMS 스위치들(204)을 선택적으로 격리하기 위해 도 9의 단계들을 수행하는 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 필요하다면, 무선 주파수 소스들(206)로부터 모든 MEMS 스위치들(204)을 격리하는 제어 신호들은 보호 회로(202)에 제공될 수 있다.
MEMS 스위치들(204) 및 보호 회로(202)는 2개의 다이들을 결합시키는 PCB 상의 라우팅 경로들을 갖는 2개의 별개의 다이들로서 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 형성될 수 있다. 필요하다면, MEMS 스위치들(204) 및 보호 회로(202)는 단일 다이 상에 형성될 수 있다. 단일 다이 상에 MEMS 스위치들(204) 및 보호 회로(202)를 형성함으로써, 2개의 별개의 다이들 사이의 라우팅 경로들과 연관된 기생 용량들은 감소될 수 있다.
일 실시예에 따라, 무선 주파수 안테나 신호들을 수신하도록 동작가능한 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치; 및 무선 주파수 안테나 신호들로부터 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 동작가능한 스위칭 회로를 포함하는 무선 전자 디바이스 통신 회로(Wireless electronic device communications circuitry)가 제공된다.
또 다른 실시예에 따라, 무선 전자 디바이스 통신 회로는 스위칭 회로를 통해 마이크로전자기계 시스템 스위치에 무선 주파수 안테나 신호들을 제공하도록 동작가능한 안테나를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 무선 전자 디바이스 통신 회로는 또한 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 무선 주파수 송수신기 회로를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 무선 주파수 송수신기 회로는 제 1 및 제 2 포트들을 적어도 갖고, 마이크로전자기계 시스템 스위치는 무선 주파수 송수신기 회로의 제 1 및 제 2 포트들에 각각 결합된 제 1 및 제 2 단자들을 적어도 갖고, 마이크로전자기계 시스템 스위치는 무선 주파수 안테나 신호들을 수신하도록 동작가능한 제 3 단자를 적어도 갖고, 마이크로전자기계 시스템 스위치는 제 3 단자가 제 1 단자로 단락되는 제 1 모드로 동작가능하고, 제 3 단자가 제 2 단자로 단락되는 제 2 모드로 동작가능하고, 스위칭 회로는 마이크로전자기계 시스템 스위치가 제 1 모드와 제 2 모드 사이에서 스위칭할 때 마이크로전자기계 시스템 스위치를 보호하기 위해 무선 주파수 안테나 신호들로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 안테나와 마이크로전자기계 시스템 스위치의 제 3 단자 사이에 결합된 고체 상태 스위치를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 무선 주파수 송수신기 회로에 안테나를 선택적으로 결합시키도록 동작가능한 안테나 선택 스위치를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 무선 전자 디바이스 통신 회로는 또한 부가적인 안테나를 포함하고, 안테나 선택 스위치는 안테나가 무선 주파수 송수신기 회로에 결합되는 제 1 모드, 부가적인 안테나가 무선 주파수 송수신기 회로에 결합되는 제 2 모드, 및 마이크로전자기계 시스템 스위치가 제 1 및 제 2 안테나들로부터 격리되어 마이크로전자기계 시스템 스위치가 무선 주파수 안테나 신호들로부터 격리되는 제 3 모드로 적어도 동작가능하다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 제 1 포트, 안테나에 결합된 제 2 포트, 및 전원 접지 단자에 결합되는 제 3 포트를 포함하고, 스위칭 회로는 제 3 포트에 제 2 포트를 결합시키고 제 1 포트를 격리시킴으로써 무선 주파수 신호들로부터 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 동작가능하다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 부가적인 전원 접지 단자에 결합된 제 3 포트를 포함하고, 스위칭 회로는 제 3 포트에 제 2 포트를 결합시키고, 제 4 포트에 제 1 포트를 결합시키고 제 1 포트를 격리함으로써 무선 주파수 신호들로부터 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 동작가능하다.
일 실시예에 따라, 적어도 제 1 및 제 2 안테나들; 무선 주파수 송수신기 회로; 제 1 및 제 2 안테나들과 무선 주파수 송수신기 회로 사이에 결합된 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로; 및 제 1 안테나에 결합된 제 1 포트, 제 2 안테나에 결합된 제 2 포트, 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로의 제 1 부분에 결합된 제 3 포트, 및 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로의 제 2 부분에 결합된 제 4 포트를 가지는 크로스바 스위치를 포함하는 무선 통신 회로가 제공되고, 크로스바 스위치는 정상 모드, 스와핑된 모드, 및 제 3 포트가 제 1 및 제 2 포트들로부터 동시에 격리되는 보호 모드로 동작가능하다.
또 다른 실시예에 따라, 크로스바 스위치는 정상 모드 동안, 제 1 안테나로부터의 신호들이 크로스바 스위치의 제 1 포트로부터 크로스바 스위치의 제 3 포트로 라우팅되고, 제 2 안테나로부터의 신호들이 크로스바 스위치의 제 2 포트로부터 크로스바 스위치의 제 4 포트로 라우팅되도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따라, 크로스바 스위치는 스와핑된 모드 동안, 제 1 안테나로부터의 신호들이 크로스바 스위치의 제 1 포트로부터 크로스바 스위치의 제 4 포트로 라우팅되고, 제 2 안테나로부터의 신호들이 크로스바 스위치의 제 2 포트로부터 크로스바 스위치의 제 3 포트로 라우팅되도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따라, 크로스바 스위치는 또한 제 4 포트가 제 1 및 제 2 포트들로부터 동시에 격리되는 부가적인 보호 모드로 동작가능하다.
또 다른 실시예에 따라, 크로스바 스위치는 또한 전원 접지 단자에 결합되는 제 5 포트를 포함하고, 크로스바 스위치는 보호 모드 동안, 제 1 안테나로부터의 신호들이 크로스바 스위치의 제 1 포트로부터 제 5 포트로 라우팅되고, 제 2 안테나로부터의 신호들이 제 2 포트로부터 제 4 포트로 라우팅되도록 구성된다.
또 다른 실시예들에 따라, 크로스바 스위치는 또한 부가적인 전원 접지 단자에 결합되는 제 6 포트를 포함하고, 크로스바 스위치는 또한 보호 모드 동안, 제 3 포트가 제 6 포트에 결합되도록 구성된다.
일 실시예에 따라, 적어도 하나의 안테나, 안테나에 결합된 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치, 마이크로전자기계 시스템 스위치와 안테나 사이에 결합된 스위칭 회로, 및 마이크로전자기계 시스템 스위치 및 스위칭 회로를 제어하도록 동작가능한 제어 회로를 가지는 무선 통신 회로를 동작시키는 방법으로서, 제어 회로를 이용하여, 스위칭 회로에 안테나로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시하는 단계; 제어 회로를 이용하여, 마이크로전자기계 시스템 스위치가 안테나로부터 분리되는 동안 마이크로전자기계 시스템 스위치에 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 스위칭하도록 지시하는 단계; 및 제어 회로를 이용하여, 마이크로전자기계 시스템 스위치가 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 스위칭한 후에 스위칭 회로에 안테나에 마이크로전자기계 시스템 스위치를 재접속시키도록 지시하는 단계를 포함하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 안테나에 결합된 제 1 포트, 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 제 2 포트, 및 전원 접지 단자에 결합된 제 3 포트를 포함하고, 스위칭 회로에 안테나로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시하는 단계는 스위칭 회로에, 제 3 포트에 제 1 포트를 결합시키도록 지시하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로는 또한 부가적인 전원 접지 단자에 결합된 제 4 포트를 포함하고, 스위칭 회로에 안테나로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시하는 단계는 또한 스위칭 회로에, 제 4 포트에 제 2 포트를 결합시키도록 지시하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 스위칭 회로에 안테나에 마이크로전자기계 시스템 스위치를 재접속시키도록 지시하는 단계는 스위칭 회로에 제 3 포트로부터 제 1 포트를 분리하도록 지시하는 단계; 및 스위칭 회로에, 제 2 포트에 제 1 포트를 결합시키도록 지시하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 따라, 마이크로전자기계 시스템 스위치는 스위칭 회로의 포트에 결합되고, 방법은 또한 제어 회로를 이용하여, 포트에서의 무선 주파수 신호들의 전력 레벨들이 허용가능한 전력 레벨들을 초과하는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하고, 스위칭 회로에 안테나로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시하는 단계는 전력 레벨들이 허용가능한 전력 레벨들을 초과함을 결정하는 것에 응답하여, 스위칭 회로에 안테나로부터 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 지시하는 단계를 포함한다.
상기 설명은 이 발명의 원리들의 단지 예시적인 것이고, 다양한 수정들은 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 당업자들에 의해 행해질 수 있다. 상기 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전자 디바이스 통신 회로(wireless electronic device communications circuitry)에 있어서,
    무선 주파수(radio-frequency) 안테나 신호들을 수신하도록 동작가능한 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치; 및
    상기 무선 주파수 안테나 신호들로부터 상기 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리(isolate)하도록 동작가능한 스위칭 회로
    를 포함하는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로를 통해 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치에 상기 무선 주파수 안테나 신호들을 제공하도록 동작가능한 안테나를 추가로 포함하는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 무선 주파수 송수신기 회로를 추가로 포함하는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 무선 주파수 송수신기 회로는 적어도 제 1 및 제 2 포트들을 갖고, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치는 상기 무선 주파수 송수신기 회로의 상기 제 1 및 제 2 포트들에 각각 결합된 제 1 및 제 2 단자들을 적어도 갖고, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치는 상기 무선 주파수 안테나 신호들을 수신하도록 동작가능한 제 3 단자를 적어도 갖고, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치는 상기 제 3 단자가 상기 제 1 단자로 단락되는 제 1 모드로 동작가능하고, 상기 제 3 단자가 상기 제 2 단자로 단락되는 제 2 모드로 동작가능하고, 상기 스위칭 회로는, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치가 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드 사이에서 스위칭할 때 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 보호하기 위해 상기 무선 주파수 안테나 신호들로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 구성되는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 안테나와 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치의 상기 제 3 단자 사이에 결합된 고체 상태 스위치를 포함하는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 무선 주파수 송수신기 회로에 상기 안테나를 선택적으로 결합시키도록 동작가능한 안테나 선택 스위치를 포함하는, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    부가적인 안테나를 추가로 포함하고, 상기 안테나 선택 스위치는, 상기 안테나가 상기 무선 주파수 송수신기 회로에 결합되는 제 1 모드, 상기 부가적인 안테나가 상기 무선 주파수 송수신기 회로에 결합되는 제 2 모드, 및 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치가 상기 제 1 및 제 2 안테나들로부터 격리되어 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치가 상기 무선 주파수 안테나 신호들로부터 격리되는 제 3 모드로 적어도 동작가능한, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 제 1 포트, 상기 안테나에 결합된 제 2 포트, 및 전원 접지 단자에 결합되는 제 3 포트를 포함하고, 상기 스위칭 회로는, 상기 제 3 포트에 상기 제 2 포트를 결합시키고 상기 제 1 포트를 격리시킴으로써 상기 무선 주파수 신호들로부터 상기 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 동작가능한, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 부가적인 전원 접지 단자에 결합된 제 3 포트를 포함하고, 상기 스위칭 회로는, 상기 제 3 포트에 상기 제 2 포트를 결합시키고 상기 제 4 포트에 상기 제 1 포트를 결합시키고 상기 제 1 포트를 격리시킴으로써 상기 무선 주파수 신호들로부터 상기 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치를 일시적으로 격리하도록 동작가능한, 무선 전자 디바이스 통신 회로.
  10. 무선 통신 회로에 있어서,
    적어도 제 1 및 제 2 안테나들;
    무선 주파수 송수신기 회로;
    상기 제 1 및 제 2 안테나들과 상기 무선 주파수 송수신기 회로 사이에 결합된 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로; 및
    상기 제 1 안테나에 결합된 제 1 포트, 상기 제 2 안테나에 결합된 제 2 포트, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로의 제 1 부분에 결합된 제 3 포트, 및 상기 마이크로전자기계 시스템 스위칭 회로의 제 2 부분에 결합된 제 4 포트를 가지는 크로스바 스위치(crossbar switch)
    를 포함하며,
    상기 크로스바 스위치는 정상 모드, 스와핑된 모드(swapped mode), 및 상기 제 3 포트가 상기 제 1 및 제 2 포트들로부터 동시에 격리되는 보호 모드로 동작가능한, 무선 통신 회로.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 크로스바 스위치는, 상기 정상 모드 동안, 상기 제 1 안테나로부터의 신호들이 상기 크로스바 스위치의 상기 제 1 포트로부터 상기 크로스바 스위치의 상기 제 3 포트로 라우팅(routing)되고, 상기 제 2 안테나로부터의 신호들이 상기 크로스바 스위치의 상기 제 2 포트로부터 상기 크로스바 스위치의 상기 제 4 포트로 라우팅되도록 구성되는, 무선 통신 회로.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 크로스바 스위치는, 상기 스와핑된 모드 동안, 상기 제 1 안테나로부터의 신호들이 상기 크로스바 스위치의 상기 제 1 포트로부터 상기 크로스바 스위치의 상기 제 4 포트로 라우팅되고, 상기 제 2 안테나로부터의 신호들이 상기 크로스바 스위치의 상기 제 2 포트로부터 상기 크로스바 스위치의 상기 제 3 포트로 라우팅되도록 구성되는, 무선 통신 회로.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 크로스바 스위치는 또한 상기 제 4 포트가 상기 제 1 및 제 2 포트들로부터 동시에 격리되는 부가적인 보호 모드로 동작가능한, 무선 통신 회로.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 크로스바 스위치는 전원 접지 단자에 결합되는 제 5 포트를 추가로 포함하고, 상기 크로스바 스위치는, 상기 보호 모드 동안, 상기 제 1 안테나로부터의 신호들이 상기 크로스바 스위치의 상기 제 1 포트로부터 상기 제 5 포트로 라우팅되고, 상기 제 2 안테나로부터의 신호들이 상기 제 2 포트로부터 상기 제 4 포트로 라우팅되도록 구성되는, 무선 통신 회로.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 크로스바 스위치는 부가적인 전원 접지 단자에 결합되는 제 6 포트를 추가로 포함하고, 상기 크로스바 스위치는 또한 상기 보호 모드 동안 상기 제 3 포트가 상기 제 6 포트에 결합되도록 구성되는, 무선 통신 회로.
  16. 적어도 하나의 안테나, 상기 안테나에 결합된 적어도 하나의 마이크로전자기계 시스템 스위치, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치와 상기 안테나 사이에 결합된 스위칭 회로, 및 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치 및 상기 스위칭 회로를 제어하도록 동작가능한 제어 회로를 가지는 무선 통신 회로를 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 제어 회로를 이용하여, 상기 안테나로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계;
    상기 제어 회로를 이용하여, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치가 상기 안테나로부터 분리되는 동안 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 스위칭하도록 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치에 지시하는 단계; 및
    상기 제어 회로를 이용하여, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치가 상기 제 1 구성으로부터 상기 제 2 구성으로 스위칭한 후에 상기 안테나에 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 재접속시키도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신 회로를 동작시키는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 안테나에 결합된 제 1 포트, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치에 결합된 제 2 포트, 및 전원 접지 단자에 결합된 제 3 포트를 포함하고, 상기 안테나로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계는 상기 제 3 포트에 상기 제 1 포트를 결합시키도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계를 포함하는, 무선 통신 회로를 동작시키는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 부가적인 전원 접지 단자에 결합된 제 4 포트를 추가로 포함하고, 상기 안테나로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계는 상기 제 4 포트에 상기 제 2 포트를 결합시키도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계를 추가로 포함하는, 무선 통신 회로를 동작시키는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 안테나에 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 재접속시키도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계는,
    상기 제 3 포트로부터 상기 제 1 포트를 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계; 및
    상기 제 2 포트에 상기 제 1 포트를 결합시키도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신 회로를 동작시키는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치는 상기 스위칭 회로의 포트에 결합되고,
    상기 방법은, 상기 제어 회로를 이용하여, 상기 포트에서의 무선 주파수 신호들의 전력 레벨들이 허용가능한 전력 레벨들을 초과하는지의 여부를 결정하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 안테나로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계는, 상기 전력 레벨들이 허용가능한 전력 레벨들을 초과함을 결정하는 것에 응답하여, 상기 안테나로부터 상기 마이크로전자기계 시스템 스위치를 전기적으로 분리하도록 상기 스위칭 회로에 지시하는 단계를 포함하는, 무선 통신 회로를 동작시키는 방법.
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