KR20230040280A - 고급 전송 아키텍처들 내의 복수의 커플러 배치 - Google Patents

Abstract

전력 증폭기, 제1 및 제2 커플러, 안테나 스위치, 및 스위치 서브어셈블리를 포함하는 프론트-엔드 모듈. 전력 증폭기는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 갖는다. 제1 커플러는 전력 증폭기의 출력에 커플링된 입력 포트, 안테나 스위치의 입력에 커플링된 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는다. 제2 커플러는 안테나 스위치의 출력에 커플링된 입력 포트, 안테나 포트에 커플링된 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는다. 스위치 서브어셈블리는 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제1 종단 임피던스에 연결한다.

Description

고급 전송 아키텍처들 내의 복수의 커플러 배치{MULTIPLE COUPLER PLACEMENTS IN ADVANCED TRANSMIT ARCHITECTURES}

무선 디바이스들은 전형적으로 통신 목적을 위해 다른 무선 디바이스들에 전파될 수 있는 무선 주파수(Radio Frequency)(RF)의 전자기 스펙트럼 내에서 전자기(EM) 신호들을 생성한다. 소스에 의해 생성된 전자기 신호가 안테나와 같은 부하에 제공될 때, 신호의 일부가 부하로부터 다시 반사될 수 있다. 전자기 커플러는 소스로부터 부하로 이동하는 전자기 신호의 순방향 전력의 표시, 및/또는 부하로부터 다시 반사된 역방향 전력의 표시를 제공하기 위해, 소스와 부하 사이의 신호 경로에 포함될 수 있다. 전자기 커플러들은 예를 들어 지향성 커플러들, 양방향 커플러들, 다중-대역 커플러들(예를 들어, 이중 대역 커플러들), 및 그와 유사한 것을 포함한다.

EM 커플러는 전형적으로 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트, 및 격리된 포트(isolated port)를 갖는다. 종단 임피던스가 격리된 포트에 제시되면, 입력 포트로부터 출력 포트로 이동하는 순방향 EM 전력의 표시가 커플링된 포트에 제공된다. 종단 임피던스가 커플링된 포트에 제시되면, 출력 포트로부터 입력 포트로 이동하는 역방향 EM 전력의 표시가 격리 포트에 제공된다. 종단 임피던스는 전형적으로 다양한 종래의 EM 커플러에서 50옴 션트 저항기로서 구현된다.

EM 커플러는 입력 포트에서의 EM 신호의 전력에 비해 얼마나 많은 전력이 EM 커플러의 커플링된 포트에 제공되는지를 나타내는 커플링 계수를 갖는다. EM 커플러들은 전형적으로 EM 신호 경로에서 삽입 손실을 야기한다. 따라서, EM 커플러의 입력 포트에서 수신된 EM 신호는 일반적으로 EM 커플러의 출력 포트에 제공될 때 더 낮은 전력을 갖는다. 삽입 손실은 커플링된 포트(또는 격리된 포트)에 제공되는 EM 신호의 부분, 및/또는 EM 커플러의 주 전송 라인에 연관된 손실들에 기인할 수 있다. 또한, 전통적인 EM 커플러들은 사용되지 않는 경우에도 신호 경로에 삽입 손실을 추가한다. 이것은 EM 커플러가 전력을 검출하는 데 사용되고 있지 않은 경우에도 EM 신호를 저하시킬 수 있다.

적어도 하나의 실시예에 따르면, 프론트-엔드 모듈로서, 무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 전력 증폭기 - 전력 증폭기는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트(coupled port) 및 격리된 포트(isolated port)를 갖는 제1 커플러 - 입력 포트는 전력 증폭기의 출력에 커플링됨 - ; 제1 커플러의 출력 포트에 커플링된 입력, 및 출력을 갖는 안테나 스위치 모듈; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제2 커플러 - 제2 커플러의 입력 포트는 안테나 스위치 모듈의 출력에 커플링됨 - ; 안테나에 커플링되도록 구성된 안테나 포트 - 안테나 포트는 제2 커플러의 출력 포트에 커플링됨 - ; 및 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제1 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제1 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제1 스위치 서브어셈블리를 포함하는 프론트-엔드 모듈이 제공된다.

일례에서, 제1 커플러의 격리된 포트는 제2 종단 임피던스에 연결된다.

다른 예에서, 프론트-엔드 모듈은 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제2 스위치 서브어셈블리를 더 포함한다.

일례에서, 프론트-엔드 모듈은 제1 커플러의 출력 포트와 안테나 스위치 모듈의 입력 사이에 연결되는 필터를 더 포함한다.

다른 예에서, 프론트-엔드 모듈은 컨트롤러를 더 포함하고, 컨트롤러는 제1 스위치 서브어셈블리 및 제2 스위치 서브어셈블리에 커플링되고, 제1 커플러의 커플링된 포트를 제2 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고 제1 커플러의 격리된 포트를 제2 종단 임피던스에 연결하여, 제2 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제1 측정치를 획득하도록 구성되며, 제1 측정치는 전력 증폭기에 의해 제공되는 순방향 전력의 표시를 제공한다.

일례에서, 컨트롤러는 제2 커플러의 커플링된 포트를 제1 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고, 제2 커플러의 격리된 포트를 제1 종단 임피던스에 연결하여, 제1 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성되고, 제2 측정치는 안테나 상에 존재하는 순방향 전력의 표시를 제공한다.

다른 예에서, 컨트롤러는 제2 커플러의 격리된 포트를 제1 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고, 제2 커플러의 커플링된 포트를 제1 종단 임피던스에 연결하여, 제1 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성되고, 제2 측정치는 안테나로부터 반사된 전력의 표시를 제공한다.

일례에서, 컨트롤러는 안테나로부터 반사된 전력의 표시에 기초하여 안테나의 임피던스를 조절하도록 더 구성된다.

다른 예에서, 컨트롤러는 제1 커플러의 출력 포트로부터 제1 측정치를 획득하고 제2 커플러의 출력 포트로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성된다.

일례에서, 컨트롤러는 제1 측정치 및 제2 측정치에 기초하여 전력 증폭기에 의해 수신된 무선 주파수 신호를 수정함으로써, 증폭된 무선 주파수 신호를 선형화하도록 더 구성된다.

다른 예에서, 컨트롤러는 제1 측정치 및 제2 측정치에 기초하여, 전력 증폭기와 안테나 사이에서 증폭된 무선 주파수 신호의 전력 변화를 설명하는 전달 함수의 진폭 및 위상을 결정하도록 더 구성된다.

일례에서, 컨트롤러는 안테나에 제공된 순방향 전력의 측정치를 획득하기 위해 스위치 어셈블리를 동작시키고; 안테나로부터 반사된 전력의 측정치를 획득하기 위해 스위치 어셈블리를 동작시키고; 순방향 전력의 측정치와 반사된 전력의 측정치 간의 비율을 계산하고; 계산된 비율에 기초하여 전력 증폭기에 의해 제공되는 전력의 양을 조절하도록 더 구성된다.

다른 예에서, 프론트-엔드 모듈은 제2 무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기 - 제2 전력 증폭기는 제2 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 제2 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제3 커플러 - 제3 커플러의 입력 포트는 제2 전력 증폭기의 출력에 커플링되고, 제3 커플러의 출력 포트는 안테나 스위치 모듈의 제2 입력에 커플링됨 - ; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제4 커플러 - 제4 커플러의 입력 포트는 안테나 스위치 모듈의 제2 출력에 커플링됨 - ; 및 제2 안테나에 커플링되도록 구성된 제2 안테나 포트 - 제2 안테나 포트는 제2 커플러의 제2 출력에 커플링됨 - 를 더 포함한다.

일례에서, 전력 증폭기, 제1 커플러, 제2 커플러 및 안테나 포트는 제1 체인을 형성하고; 제2 전력 증폭기, 제3 커플러, 제4 커플러, 및 제2 안테나 포트는 제2 체인을 형성하고; 제1 체인의 증폭된 무선 주파수 신호는 제2 체인의 제2 증폭된 무선 주파수 신호와 상이한 주파수 대역에 있다.

다른 예에서, 증폭된 무선 주파수 신호 및 제2 증폭된 무선 주파수 신호는 동시에 전송된다.

일례에서, 전력 증폭기의 입력에 의해 수신된 무선 주파수 신호는 약 600MHz 내지 약 2.5GHz 범위, 약 450MHz 내지 약 6GHz 범위, 및 약 24GHz 내지 52GHz 범위 중 하나의 범위 내의 주파수를 갖는다.

다른 예에서, 제1 커플러는 단방향 커플러이고, 제2 커플러는 양방향 커플러이다.

적어도 하나의 실시예에 따르면, 프론트-엔드 모듈로서, 무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 전력 증폭기 - 전력 증폭기는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제1 커플러 - 입력 포트는 전력 증폭기의 출력에 커플링됨 - ; 제1 커플러의 출력 포트에 커플링된 입력, 및 출력을 갖는 안테나 스위치 모듈; 입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제2 커플러 - 제2 커플러의 입력 포트는 안테나 스위치 모듈의 출력에 커플링됨 - ; 안테나에 커플링되도록 구성된 안테나 포트 - 안테나 포트는 제2 커플러의 출력 포트에 커플링됨 - ; 및 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하거나, 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 각각을 제2 종단 임피던스에 연결하는 제1 스위치 서브어셈블리를 포함하는 프론트-엔드 모듈이 제공된다.

일례에서, 제1 커플러의 격리된 포트는 제2 종단 임피던스에 연결된다.

다른 예에서, 프론트-엔드 모듈은 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제2 스위치 서브어셈블리를 더 포함한다.

일례에서, 프론트-엔드 모듈은 제1 커플러의 출력 포트와 안테나 스위치 모듈의 입력 사이에 연결되는 필터를 더 포함한다.

다른 예에서, 프론트-엔드 모듈은 제1 스위치 서브어셈블리 및 제2 스위치 서브어셈블리에 커플링되고, 제1 커플러의 커플링된 포트를 제2 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고 제1 커플러의 격리된 포트를 제2 종단 임피던스에 연결하여, 제2 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제1 측정치를 획득하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하고, 제1 측정치는 전력 증폭기에 의해 제공되는 순방향 전력의 표시를 제공한다.

이러한 예시적인 양태들 및 실시예들의 또 다른 양태들, 실시예들 및 이점들이 아래에서 상세히 논의된다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서에 개시된 원리 중 적어도 하나와 일치하는 임의의 방식으로 다른 실시예들과 결합될 수 있고, "실시예", "일부 실시예들", "대안적인 실시예", "다양한 실시예들", "일 실시예" 또는 그와 유사한 것에 대한 언급들은 반드시 상호 배타적일 필요는 없으며, 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 나타내도록 의도된 것이다. 본 명세서에서의 이러한 용어들의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

적어도 하나의 실시예의 다양한 양태들은 비례에 맞게 그려지도록 의도되지 않은 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 논의된다. 도면들은 다양한 양태들 및 실시예들의 예시 및 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하지만, 본 발명의 제한을 정의하는 것으로 의도되지 않는다. 도면들에서, 다양한 도면들에 도시된 각각의 동일하거나 거의 동일한 컴포넌트는 유사한 번호로 표시된다. 명확성을 위해, 모든 컴포넌트가 모든 도면에서 표기되지는 않을 수 있다.
도 1은 전력 증폭기와 필터 사이에 배치된 커플러를 포함하는 전자 시스템의 일례의 블록도이다.
도 2는 안테나 스위치 모듈과 안테나 포트 사이에 배치된 커플러를 포함하는 전자 시스템의 일례의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 양태들에 따른 제1 커플러 및 제2 커플러를 포함하는 전자 시스템의 일례의 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 양태들에 따른 스위치 어셈블리의 일례의 회로도이다.
도 4b는 본 발명의 양태들에 따른 스위치 어셈블리의 일례의 회로도이다.
도 5a는 본 발명의 양태들에 따른 제1 커플러 및 제2 커플러를 각각 포함하는 복수의 전송 라인을 포함하는 전자 시스템의 일례의 블록도이다.
도 5b는 본 발명의 양태들에 따른 제1 커플러 및 제2 커플러를 각각 포함하는 복수의 전송 라인을 포함하는 전자 시스템의 일례의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 양태들에 따른 2개의 상이한 대역에서 전송하는 전자 시스템의 일례의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 양태들에 따른 2개의 상이한 대역에서 전송하는 전자 시스템의 일례의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 양태들에 따른 2개의 상이한 대역에서 전송하는 전자 시스템의 일례의 회로도이다.

무선 주파수(RF) 커플러들 또는 전자기(EM) 커플러들은 최신 셀룰러 및 연결 전송 아키텍처들에서 1) 업링크 전송 복사 전력(transmit radiated power)(TRP), 신호 대 잡음비(SNR), DC 효율성 및 선형성을 최적화하도록 정확한 순방향 전력을 측정하기 위해, 2) 알려진 및/또는 일정한 전력 레벨을 유지하기 위해 적응적으로 정정하는 폐쇄 루프 전력 제어 시스템의 일부로서 사용되기 위해, 3) 전송 안테나 상의 불일치 부하 변동의 지표로서 반사 전력을 측정하기 위해, 4) 부하 임피던스를 개선하도록 조절 및 재튜닝하려는 노력의 일환으로 안테나의 복소 임피던스를 결정하기 위한 수단으로서 순방향 및 반사 전력 둘 다를 측정하기 위해, 5) 아날로그 자극 변경 및/또는 디지털 사전 왜곡(DPD) 기술을 통해 선형성을 적응적으로 수정하도록 전력 증폭기의 채널 외 방출을 측정하기 위해 사용될 수 있다.

일부 경우들에서, 1) 커플러는 폐루프/DPD 고려사항들에 대해 전력 증폭기 선형성/방출/임피던스 환경의 최대한 정확한 실태를 알기 위해, 전력 증폭기(PA) 바로 뒤와 음향 필터링 앞에 배치될 수 있거나, 2) 커플러는 안테나에 존재하는 정확한 순방향/반사 전력에 최대한 가깝게 얻기 위해 안테나에 근접하게 배치될 수 있다. 커플러의 종래의 구현들은 전체 전송 경로에 삽입 손실 및 크기/비용을 도입한다.

지향성 및 주파수 의존성을 크게 향상시킬 수 있는 미사용 포트의 복소 임피던스 종단으로 커플러의 커플링 계수가 더 제어됨에 따라 커플러의 삽입 손실과 크기를 최적화할 수 있다. 대역 선택(Band Select) 스위치 또는 안테나 스위치 모듈(antenna switch module)(ASM)의 SOI(silicon on insulator) 다이에서 스위칭 및 종단 제어들을 갖는 라미네이트/FR4 PCB 금속 트레이스들에 통합되는지, 아니면 대역 선택 스위치 또는 ASM의 SOI 다이 내에 완전히 통합되는지에 상관없이, 커플러는 작게 만들어질 수 있고, 적층된 및/또는 3차원 패키징 기술들로 통합되어, 크기를 더욱 줄이고 품질 계수(Q) 및 삽입 손실을 개선할 수 있다. 본 명세서에 제시된 실시예들에서 설명된 바와 같이, 2개의 커플러의 다중 배치 아키텍처가 제공된다(하나는 최적의 DPD 및 전력 증폭기(PA) 선형성 조절/대역-외 방출 정정을 위해 PA 바로 뒤에 배치되고, 하나는 전력 정확도를 위해 부하 안테나에 대한 근접성을 개선하도록 ASM 뒤에 배치됨). 삽입 손실이 낮아짐에 따라, 이러한 상이한 응용들에 커플러들 둘 다를 사용하는 것이 가능해지고, 본 명세서에 제공된 솔루션들을 사용하면 동시 측정도 가능해진다. 이러한 커플러들 각각은 전력 정확도 및 안테나 튜닝 등을 위한 안테나에 더 가까운 측정들뿐만 아니라, PA 출력에서 바로 DPD 및 방출 정정을 하기 위한 전체 요구 세트에 필요한 최적의 측정들에 대한 액세스를 제공한다.

2-커플러 설계의 추가적인 이점은 PA의 출력으로부터 안테나까지의 전송 경로를 설명하는 전달 함수의 완전한 이해를 용이하게 한다는 것입니다. 전달 함수가 알려지므로, 이는 결국 DPD에 확실성을 추가할 수 있다. 입력 신호가 만나는 전송 경로를 따른 모든 컴포넌트는 소정의 방식으로 신호에 영향을 미치거나 신호를 왜곡한다. 따라서, 컴포넌트에 의해 신호가 변경되는 방식을 설명하는, 각각의 컴포넌트에 대한 전달 함수가 존재한다. 제1 커플러와 제2 커플러에서 전송 경로의 신호 전력을 아는 것에 의해, 제1 커플러와 제2 커플러 사이의 전력 변화를 설명하는 전달 함수를 결정함으로써 전체 전송 경로의 전달 함수가 추정될 수 있다.

커플러들 둘 다는 1) 각각의 대역 내의, 및 각각의 Tx 경로에 대해 대역-내 전송(Tx) 필터 윤곽과 S21 + ASM 삽입 손실 특성의 정밀한 측정을 제공하는(반면에, 종래 기술의 단일 커플러 모듈들은 이것 및 내부 노드들의 신호들에 대한 액세스를 제공하지 않음), 전력 증폭기와 통합 모듈의 안테나 핀 사이의 정밀한 복소 전달 함수, 2) Tx 경로의 대역-외 감쇠 및 고조파 특성, 3) RF 전개 및 튜닝을 위한 커플러들 사이의 블록들 전체의 복소 전달 함수 특성을 측정하고, 4) 필터 윤곽/불일치 삽입 손실 및 대역-외 감쇠들을 개선/조절할 수 있는 션트 인덕터들 및 LPF/노치들에 대한 프로그래밍가능한 조절을 가능하게 하기 위해 동시에 사용될 수 있다. 이들은 한 번에 하나씩 순서대로 사용될 수 있거나, 피드백 수신기와 모뎀 기저대역에 의한 결합된 데이터 분석을 위해 동시에 사용될 수 있으며, 결국 블록들이 더 프로그래밍가능해지고 튜닝가능해지며 튜닝가능한 전송 컴포넌트들의 최적 세팅을 위해 측정들이 요구됨에 따라, 더 동적인 조절을 가능하게 한다.

본 명세서에서 논의된 방법들 및 장치들의 실시예들은 아래의 설명에 제시되거나 첨부 도면들에 도시된 컴포넌트들의 배열 및 구성의 세부사항들에 대한 적용으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 방법들 및 장치들은 다른 실시예들에서 구현될 수 있고, 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 특정 구현들의 예들은 예시 목적으로만 본 명세서에 제공되며 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이며, 제한적으로 간주되어서는 안 된다. 본 명세서에서, "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "함유하는(containing)", "수반하는(involving)", 및 이들의 변형의 사용은 이후에 나열된 항목들과 이들의 등가물들, 및 추가 항목들을 포괄하도록 의도된다. "또는"에 대한 언급들은, "또는"을 사용하여 설명된 임의의 용어들이 설명된 용어들의 단 하나, 하나 초과 및 전부 중 임의의 것을 나타낼 수 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수 있다. 전면과 후면, 좌측과 우측, 최상부와 최하부, 상부와 하부, 및 수직과 수평에 대한 임의의 언급들은 설명의 편의를 위해 의도된 것이며, 본 시스템들 및 방법들 또는 그들의 컴포넌트들을 임의의 하나의 위치 또는 공간 배향으로 제한하지 않는다.

도 1은 EM 커플러(10)가 송수신기(4)와 안테나(22) 사이를 이동하는 EM 신호의 전력의 부분을 추출하도록 구성된 전자 시스템(2)의 일례의 개략적인 블록도이다. 전자 시스템(2)은 프론트-엔드 모듈에 포함될 수 있다. 이 예에서, EM 커플러(10)는 양방향 커플러이다. 도시된 바와 같이, 순방향 또는 전송 방향에서, 전력 증폭기(8)는 송수신기(4)로부터 EM 신호(6)를 수신하고, 순방향 모드에서 동작하는 EM 커플러(10), 필터(12), 안테나 스위치 모듈(ASM)(14), 및 안테나 포트(18)를 거쳐, 증폭된 EM 신호를 안테나(22)에 제공한다. 일부 예들에서, 필터(12)는 음향 표면파 필터이다. 본 기술분야의 통상의 기술자들은 도 1의 전자 시스템에 추가적인 요소들(도시되지 않음)이 포함될 수 있다는 것 및/또는 도시된 요소들의 하위 조합이 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 시스템(2)의 컴포넌트들은 도 1에 도시된 것과 다른 순서로 배열될 수 있다. 전자 시스템(2)은 필터(12)와 안테나(22) 사이의 전송 경로 내의 컴포넌트들에 기인하는 안테나 포트(18)와 안테나(22) 사이의 손실(20)을 포함한다. 손실(20)의 일부 예들은 안테나 포트(18) 및 안테나(22)에 연결된 저항성 및 유도성(또는 용량성) 션트를 포함한다.

여전히 도 1을 참조하면, EM 커플러(10)는 전형적으로 전력 입력 포트(9)(RF_IN), 전력 출력 포트(11)(RF_OUT), 커플링된 포트(13)(COUPLED), 및 격리된 포트(15)(ISOLATED)를 갖는다. 유도성 또는 용량성 커플링을 포함할 수 있는 전자기 커플링 메커니즘은 전형적으로 마이크로스트립, 스트립 라인, 동일 평면 라인(coplanar lines) 및 그와 유사한 것과 같은 2개의 병렬 또는 중첩 전송 라인에 의해 제공된다. 주 전송 라인은 전력 입력 포트(9)와 전력 출력 포트(11) 사이에서 연장되고, 대부분의 신호를 전력 입력 포트(9)로부터 전력 출력 포트(11)로 제공한다. 커플링된 라인은 커플링된 포트(13)와 격리된 포트(15) 사이에서 연장되고, 다양한 측정들을 포함하는 다양한 목적들을 위해, 전력 입력 포트(9)와 전력 출력 포트(11) 사이에서 이동하는 전력의 부분을 추출할 수 있다. 종단 임피던스가 격리된 포트(15)에 제시될 때, 전력 입력 포트(9)로부터 전력 출력 포트(11)로 이동하는 순방향 RF 전력의 표시가 커플링된 포트(13)에서 제공된다.

안테나 스위치 모듈(14)은 안테나(22)를 선택된 전송 경로(Tx) 또는 선택된 수신 경로(Rx)(16)에 선택적으로 전기적으로 연결할 수 있다. 안테나 스위치 모듈(14)은 다수의 스위칭 기능을 제공할 수 있다. 안테나 스위치 모듈(14)은 예를 들어, 전송 모드와 수신 모드 사이의 스위칭, 상이한 주파수 대역에 연관된 전송 또는 수신 경로들 사이의 스위칭, 상이한 동작 모드들에 연관된 전송 또는 수신 경로들 사이의 스위칭, 이들의 임의의 조합에 연관된 기능들을 제공하도록 구성된 멀티 스로우 스위치(multi throw switch)를 포함할 수 있다.

전력 증폭기(8)는 송수신기로부터 수신된 EM 신호(6)를 증폭한다. 전력 증폭기(8)는 임의의 적절한 EM 전력 증폭기일 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기(8)는 단일 스테이지 전력 증폭기, 다중 스테이지 전력 증폭기, 하나 이상의 바이폴라 트랜지스터에 의해 구현되는 전력 증폭기, 또는 하나 이상의 전계 효과 트랜지스터에 의해 구현되는 전력 증폭기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전력 증폭기(8)는 예를 들어 GaAs 다이, CMOS 다이, 또는 SiGe 다이 상에 구현될 수 있다.

안테나(22)는 증폭된 EM 신호를 전송하고 EM 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 시스템(2)이 셀룰러 폰에 포함될 때, 안테나(2)는 셀룰러 폰으로부터 기지국으로 EM 신호를 전송할 수 있고, 마찬가지로 기지국으로부터 EM 신호들을 수신할 수 있다.

도 1에 도시된 전자 시스템이 전송 모드에서 동작할 때, EM 커플러(10)는 전력 증폭기(8)와 안테나(22) 사이에서 이동하는 RF 신호 전력의 부분을 추출할 수 있다. EM 커플러(10)는 전력 증폭기(8)로부터 안테나(22)로 이동하는 순방향 RF 전력의 표시를 생성할 수 있고/거나, 안테나(22)로부터 전력 증폭기(8)로 이동하는 반사된(역방향) 전력의 표시를 생성할 수 있다. 출력(30)에서의 순방향 또는 반사된 전력의 표시는 전력 검출기(도시되지 않음)에 제공될 수 있다. EM 커플러(10)는 4개의 포트, 즉 입력 포트(9)(RF_IN), 출력 포트(11)(RF_OUT), 커플링된 포트(13), 및 격리된 포트(15)를 갖는다. 도 1에 도시된 시스템(2)의 구성에서, 입력 포트(9)는 전력 증폭기(8)로부터 증폭된 EM 신호를 수신할 수 있고, 출력 포트(11)는 증폭된 EM 신호를 안테나(22)에 제공할 수 있다. 종단 임피던스는 (순방향 동작을 위해) 격리된 포트(15)에 연결될 수 있거나 (역방향 동작을 위해) 커플링된 포트(13)에 연결될 수 있다. 종단 임피던스가 격리된 포트(15)에 연결될 때, 커플링된 포트(13)는 입력 포트(9)로부터 출력 포트(11)로 이동하는 EM 신호 전력의 부분을 제공할 수 있다. 따라서, 커플링된 포트(13)는 순방향 EM 전력의 표시를 제공할 수 있다. 종단 임피던스가 커플링된 포트(13)에 연결될 때, 격리된 포트(15)는 출력 포트(11)로부터 입력 포트(9)로 이동하는 EM 신호의 전력의 부분을 제공할 수 있다. 따라서, 격리된 포트(15)는 역방향 EM 전력의 표시를 제공할 수 있다.

전력 증폭기(8) 바로 뒤의 EM 커플러(10)의 배치는 Rx 신호 경로에 영향을 주지 않고서 전력 증폭기(8)에 의해 제공되는 전력의 최적 측정을 제공한다. 예를 들어, 도 1에는 도시되지 않았지만, Rx 경로는 안테나 포트(18)에 커플링되고 임의로 그 사이에 수신 필터를 갖는 저잡음 증폭기(LNA)를 포함하는 별도의 수신 경로, 또는 ASM의 제2 포트에 커플링된 별도의 수신 경로일 수 있다. 이 위치에 EM 커플러(10)를 배치함으로써 다른 이점들이 제공된다. 예를 들어, 이 배치는 인접 채널(들)의 수신기 필터 이후에 측정된 전력에 대한 전송 전력의 비율인 정확한 인접 채널 누설 비율(accurate adjacent channel leakage ratio)(ACLR)을 용이하게 한다.

순방향 전력의 표시를 생성하는 것과 반사된(역방향) 전력의 표시를 생성하는 것 사이를 스위칭하기 위해, 컨트롤러(24)는 제어 라인들(28)을 통해 스위치 어셈블리(26) 내의 복수의 스위치를 동작시키도록 구성된다. 특정 예들에서, 컨트롤러(24)는 범용 프로세서이다. 다른 예들에서, 컨트롤러(24)는 맞춤형 마이크로컨트롤러이다. 컨트롤러(24)의 다른 적절한 예들이 본 명세서에서 고려된다. 스위치 어셈블리(26)는 도 1에 도시된 바와 같이, 노드와 접지 사이에 직렬로 연결된 저항기(17) 및 인덕터(19)를 포함하는 종단 임피던스를 포함한다. 노드는 제1 단극 이중 스로우(single pole double throw)(SPDT) 스위치(21) 및 제2 단극 이중 스로우(SPDT) 스위치(23) 각각의 하나의 스위칭가능한 단자에 연결된다. 각각의 SPDT 스위치의 다른 스위칭가능한 단자는 출력(30)에 커플링된다. 역방향 전력의 표시를 생성하기 위해, 컨트롤러(24)는 하나 이상의 제어 라인(28)을 통해 제1 스위치(21)를 동작시켜, 커플링된 포트(13)를 종단 임피던스에 연결하고, 하나 이상의 제어 라인(28)을 통해 제2 스위치(23)를 동작시켜, 격리된 포트를 출력(30)에 연결한다. 일부 예들에서, 출력(30)은 컨트롤러(24)에 커플링되고, 역방향 전력의 표시를 컨트롤러에 제공한다. 다른 예들에서, 출력(30)은 출력(30)으로부터 획득된 데이터를 프로세싱하기 위해 별도의 전자 디바이스(도시되지 않음)에 커플링된다. 순방향 전력의 표시를 생성하기 위해, 컨트롤러(24)는 제어 라인들(28)을 통해 제1 스위치(21)를 동작시켜 커플링된 포트(13)를 출력(30)에 연결하고, 제어 라인들(28)을 통해 제2 스위치(23)를 동작시켜 격리된 포트(15)를 종단 임피던스에 연결한다. 비록 도 1에는 고정된 값들을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 접지에 직렬로 연결된 가변 저항기, 가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터가 도시된 종단 임피던스 대신에 사용될 수 있고, 그에 의해 가변 종단 임피던스를 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 결과적으로, 종단 임피던스는 저항, 커패시턴스, 인덕턴스 및/또는 조합들을 조절하여 원하는 종단 임피던스를 각각의 포트들에 제공하도록 튜닝될 수 있다. 이러한 튜닝가능성은 설계-후 구성, 보상 및/또는 최적화에 유리할 수 있다.

도 2는 EM 커플러(10)가 안테나(22)에 가깝게 커플링되는 전자 시스템(32)의 일례의 개략적인 블록도이다. 전자 시스템(32)은 프론트-엔드 모듈에 포함될 수 있다. 도 1과의 이러한 차이점 외에, 시스템(32)의 나머지 특징들은 도 1에 도시되고 위에서 설명된 것과 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복 설명은 간결함을 위해 생략될 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, EM 커플러(10)의 입력 포트(9)는 안테나 스위치 모듈(14)의 출력에 커플링되고 EM 커플러의 출력 포트(11)는 안테나 스위치 포트(18)에 커플링된다.

EM 커플러(10)를 안테나 스위치 모듈(14) 뒤에, 그리고 안테나(22)에 가깝게 배치하는 것은 안테나(22)에 제공되는 전력의 정확한 측정을 제공하며, 이는 임피던스 매칭 및 전압 정위비(voltage standing ratio)(VSWR) 계산에 유용하다. VSWR은 무선 주파수 전력이 전원으로부터 전송 라인을 통해 부하(예를 들어, 안테나)까지 얼마나 효율적으로 전송되는지의 척도이다.

도시된 바와 같이, 순방향 또는 전송 방향에서, 전력 증폭기(8)는 송수신기(4)로부터 EM 신호(6)를 수신하고, 증폭된 EM 신호를 필터(12), 안테나 스위치 모듈(14), 순방향 모드로 동작하는 EM 커플러(10), 및 안테나 포트(18)를 통해 안테나(22)에 제공한다. 마찬가지로, 수신 방향에서, 수신된 EM 신호 Rx는 안테나(22)로부터 EM 커플러(10)(역방향 모드로 동작) 및 안테나 스위치 모듈(14)을 통해 송수신기(4)에 제공된다. 본 기술분야의 통상의 기술자들은 추가 요소들(도시되지 않음)이 도 2의 전자 시스템(32)에 포함될 수 있고/거나 도시된 요소들의 하위 조합이 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 시스템의 컴포넌트들은 도 2에 도시된 것과는 다른 순서로 배열될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 EM 커플러(10)와 유사한 방식으로 전력 증폭기(4)와 필터(12)의 출력 사이에 또는 그 근처에 커플링된 제1 EM 커플러(36), 및 도 2에 도시된 EM 커플러(10)와 유사한 방식으로 안테나 스위치 모듈(14)과 안테나 포트(18) 사이에 배치된 제2 EM 커플러(38)를 포함하는 전자 시스템(34)의 일례의 블록도이다. 전자 시스템(34)은 프론트-엔드 모듈에 포함될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 EM 커플러(36) 및 제2 EM 커플러(38)는 양방향 커플러들이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제1 EM 커플러(36) 및 제2 EM 커플러(38) 중 하나 또는 둘 다는 단방향 또는 순방향 전용 커플러일 수 있다. 단방향 커플러는 순방향 전용 커플러의 예이며, 3개의 포트: 입력 포트, 출력 포트 및 커플링된 포트를 갖는다.

도 1 내지 도 2에 도시된 EM 커플러 구현들을 단일 전자 시스템(34)으로 결합하는 것에 의해, 시스템(34)이 EM 커플러를 전력 증폭기에 더 가깝게 배치하는 것, 및 EM 커플러를 안테나(22)에 가깝게 배치하는 것의 이점들 전부를 포함할 뿐만 아니라, 이러한 조합은 시스템(34)에 고유한 이점들을 초래한다.

제1 EM 커플러(36)는 입력 포트(RF_IN)(35), 출력 포트(RF_OUT)(37), 커플링된 포트(39), 및 격리된 포트(41)를 포함한다. 제2 EM 커플러(38)는 입력 포트(RF_IN)(41), 출력 포트(RF_OUT)(43), 커플링된 포트(45), 및 격리된 포트(47)를 포함한다. 제1 EM 커플러(36) 및 제2 EM 커플러(38) 각각의 커플링 방향을 제어하기 위해, 컨트롤러(48)는 하나 이상의 제어 라인(50)을 통해 스위치 어셈블리(52)에 연결된다. 특정 예들에서, 컨트롤러(48)는 범용 프로세서이다. 다른 예에서, 컨트롤러(48)는 맞춤형 마이크로컨트롤러이다. 컨트롤러(48)의 다른 적절한 예들이 여기서 고려된다. 스위치 어셈블리(52)는 4개의 단자를 포함한다: 제1 EM 커플러(36)의 커플링된 포트(39)에 커플링되도록 구성된 제1 단자(40), 제1 EM 커플러(36)의 격리된 포트(41)에 커플링되도록 구성된 제2 단자(42), 제2 EM 커플러(38)의 커플링된 포트(45)에 커플링되도록 구성된 제3 단자(44), 및 제2 EM 커플러(38)의 격리된 포트(47)에 커플링되도록 구성된 제4 단자(46).

도 4a는 스위치 어셈블리(54)의 일례의 회로도이다. 일부 예들에서, 스위치 어셈블리(54)는 스위치 어셈블리(52)와 동일하다. 스위치 어셈블리(54)는 제1 단자(40), 제2 단자(42), 제3 단자(44) 및 제4 단자(46)를 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 스위치 어셈블리(54)는 위에서 설명된 스위치 어셈블리(26)와 동일한 방식으로 개별적으로 동작하는 제1 스위치 서브어셈블리(56) 및 제2 스위치 서브어셈블리(58)를 포함한다. 출력(30)과 마찬가지로, 스위치 서브어셈블리들 각각은 각각의 EM 커플러의 커플링된 또는 격리된 포트를 출력에 커플링하도록 구성된다. 제1 스위치 서브어셈블리(56)는 커플링된 포트(39) 및 격리된 포트(41) 중 하나를 출력(60)에 커플링하고 다른 포트를 종단 임피던스(57)에 커플링하도록 구성된다. 제2 스위치 서브어셈블리(58)는 커플링된 포트(45) 및 격리된 포트(47) 중 하나를 출력(62)에 커플링하고 다른 포트를 종단 임피던스(59)에 커플링하도록 구성된다. 도 4a에 도시된 SPDT 스위치들 각각은 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(48))에 연결된 하나 이상의 제어 라인(50)을 통해 동작되도록 구성된다.

제1 EM 커플러(36) 또는 제2 EM 커플러(38) 중 하나가 3-포트 단방향 커플러(도시되지 않음)인 예에서, 대응하는 스위치 서브어셈블리(56, 58)는 3-포트 커플러에 대한 단 하나의 SPDT 스위치가 컨트롤러에 의해 동작될 것을 요구할 것이다. 생산 비용을 절약하기 위해, 예에서, 제1 EM 커플러(36)는 제1 및 제2 단자(40, 42)의 단일 단자를 통해 스위치 어셈블리(52)에 연결된 커플링된 포트를 갖는 단방향 커플러일 수 있다. 일부 예들에서, 제1 EM 커플러(36) 및 제2 EM 커플러(38) 중 하나 또는 둘 다는 단방향이고 스위치를 갖지 않는다. 일례에서, 제1 EM 커플러만이 스위치 없이 단방향(순방향 전용)이고, 제2 EM 커플러(38)는 적어도 하나의 스위치가 있는 양방향이다. 제2 커플러(38)는 양방향 커플러일 수 있다. 결과적으로, 제1 스위치 서브어셈블리(56)는 출력(60)과 종단 임피던스(57) 사이를 스위칭하기 위해 제어 라인(50)을 통해 제어되도록 구성된 하나의 SPDT 스위치(도시되지 않음)만을 필요로 할 것이다.

도 4b는 스위치 어셈블리(54)와 공통으로 여러 구성요소를 공유하는 스위치 어셈블리(55)의 일례의 회로도이므로, 동일한 언급에 대한 상세한 설명은 간결함을 위해 반복되지 않을 것이다. 스위치 어셈블리(55)는 제1 단자(40)가 출력(60)에 직접 커플링되고 제2 단자(42)가 종단 임피던스(57)에 직접 커플링된다는 점에서 스위치 어셈블리(54)와 상이하다. 제1 EM 커플러(36)가 단방향으로 배선되어 스위치를 갖지 않는 단방향 커플러인 예들에서, 스위치 어셈블리(55)는 단방향 제1 커플러(36) 및 양방향 제2 커플러(38)와 함께 사용될 수 있다.

도 5a는 다중 전송 체인을 포함하는 전자 시스템(64)의 일례의 블록도이고, 각각의 전송 체인(68', 70')은 단일 안테나 스위치 모듈(66) 및 스위치 어셈블리(76)를 공유하는 복수의 EM 커플러를 포함한다. 스위치 어셈블리(76)는 전자 시스템(64) 내의 전자기(EM) 커플러들의 전부 또는 서브세트에 선택적으로 커플링되는 복수의 내부 스위치를 포함한다. 내부 스위치들은 컨트롤러에 의해 동작된다. 전자 시스템(64)은 프론트-엔드 모듈에 포함될 수 있다. 도 5a에 도시된 다중 전송 체인은 제1 안테나 스위치 모듈 입력(72)에서 안테나 스위치 모듈(66)에 연결된 제1 전송 체인(68'), 및 제2 안테나 스위치 모듈 입력(74)에서 안테나 스위치 모듈(66)에 연결된 제2 전송 체인(70')을 포함한다. 각각의 전송 체인은 2개의 EM 커플러를 포함함으로써, 제1 전송 체인(68')에 제1 EM 커플러(78) 및 제2 EM 커플러(80)를 제공하고, 제2 전송 체인(70')에 제3 EM 커플러(82) 및 제4 EM 커플러(84)를 제공한다. 제2 EM 커플러(80)는 필터링 손실(20A)을 통해 제1 안테나(22A)에 커플링되는 제1 안테나 포트(18A)에 커플링된다. 제4 EM 커플러(84)는 필터링 손실(20B)을 통해 제2 안테나(22B)에 커플링되는 제2 안테나 포트(18B)에 커플링된다. 제1 EM 커플러(78) 및 제3 EM 커플러(82)는 각각의 전력 증폭기들 앞에 커플러들을 배치하는 것과 대조적으로, 각각의 전송 체인의 전송 경로에 상대적으로 덜 영향을 미치도록 그들 각각의 전력 증폭기들의 출력들에 커플링된다. 그러나, 아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 또한 전력 증폭기들 앞에 커플러들을 배치하는 것에 대한 이점들이 있다. 특정 실시예들에서, 제1 전송 체인(68') 및 제2 전송 체인(70') 중 하나 이상은 송수신기(4), 전력 증폭기(8), 제1 EM 커플러(36), 필터(12), 제2 EM 커플러(38), 안테나 포트(18) 및 안테나(22)와 동일한 컴포넌트들을 포함하고, 안테나 스위치 모듈(66)은 각각의 전송 체인에 대한 추가 포트들을 포함한다. 도 5a에 도시된 2개의 전송 체인(68', 70')은 전자 시스템의 일례일 뿐이고, 여기에 설명된 실시예들은 2개보다 많은 전송 체인을 갖는 전자 시스템들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 5b는 안테나 스위치 모듈(66) 및 스위치 어셈블리(76)를 공유하는 복수의 EM 커플러를 포함하는 다중 전송 체인을 포함하는 전자 시스템(65)의 일례의 블록도이다. 전자 시스템(65)이 제1 전송 체인(68") 및 제2 전송 체인(70")을 포함하고, 제1 전송 체인(68")이 송수신기(68")와 제1 전송 체인의 전력 증폭기 사이에 커플링된 제1 EM 커플러(78)를 포함하며, 제2 전송 체인(70")이 송수신기와 제2 전송 체인(70")의 전력 증폭기 사이에 커플링된 제3 EM 커플러(82)를 포함한다는 점에서, 전자 시스템(65)은 도 5a에 도시된 전자 시스템(64)과 다르다. EM 커플러를 송수신기에 더 가깝게 배치하는 한 가지 이유는 송수신기(및 임의의 다른 업스트림 장비)에 의해 RF 신호의 전송 경로에 도입된 비선형성의 영향을 피하거나 적어도 감소시켜서 증폭, 필터링 및 프로세싱될 때의 신호에 추가 노이즈가 더해지는 것을 방지하는 것이다.

전자 시스템(64) 및 전자 시스템(65) 둘 다에서, 제1 EM 커플러(78)는 제1 전송 체인(68', 68") 내의 전력 증폭기에 의해 생성된 신호가 필터(12A)에 의해 필터링되기 전에 안테나 스위치 모듈(66) 앞에서 제1 전송 체인(68', 68") 내에 배치된다. 마찬가지로, 제3 EM 커플러(82)는 안테나 스위치 모듈(66) 앞에, 그리고 제2 전송 체인(70', 70")의 전력 증폭기에 의해 생성된 신호가 필터(12B)에 의해 필터링되기 전에 제2 전송 체인(70', 70") 내에 배치된다. 커플러들을 이러한 방식으로 배치하면, 필터들 및/또는 전력 증폭기들로 들어가는 순방향 전력이 더 정확하게 검출될 수 있다. 전송 체인의 안테나가 로드되고 RF 신호와의 상호작용으로 인해 디튜닝되면, 전송 체인의 전력 증폭기에 변화들이 발생한다. 이러한 변화들은 필터에 제공되는 신호의 전력 증가를 포함한다. 각각의 필터는 최대 입력 전력을 포함하여 지정된 동작 범위를 가질 수 있다. 필터에 제공되는 전력량을 모니터링할 수 없으면, 필터는 그것의 지정된 동작 범위를 초과할 수 있고 결과적으로 손상될 수 있다. 따라서, 순방향 전력이 필터가 손상되게 하거나 최대 온도 한계를 초과하게 하는 레벨에 도달하지 않을 것을 보장하기 위해, 예를 들어, 전자 시스템들(64, 65)은 각각의 전송 체인의 전송 경로 내에서 (도 5a에 도시된 바와 같은) 필터링 및 대역 스위칭이 발생하기 전에 배치된 EM 커플러들(78, 82)을 통해 순방향 전력을 모니터링한다. 순방향 전력은 전송 체인의 안테나에 더 가깝게 배치된 EM 커플러를 사용하여 추론될 수 있는 한편, EM 커플러를 송수신기 및 전력 증폭기에 더 가깝게 배치하는 것은 비교적 더 정확한 전력 정확도와 더 빠른 응답 시간을 제공하여 필터가 손상되는 것을 방지한다. (도 5b에 도시된 바와 같이) EM 커플러들(78, 82)을 전력 증폭기들 바로 앞에 배치함으로써, 전력 증폭기에 제공되는 전력이 측정될 수 있고, 전력이 안전하지 않은 레벨에 도달하면, 전력 증폭기 또는 전체 전송 체인이 셧다운되어 손상을 방지할 수 있다.

ASM(66) 앞에 배치된 EM 커플러들(78, 82)과 함께 안테나 스위치 모듈(66) 뒤에 EM 커플러들(80, 84)을 포함하는 것은 여러 이점을 제공한다. 예를 들어, Rx 신호들이 제1 전송 체인(68") 내의 안테나에 의해 픽업됨에 따라, Rx 신호들은 제1 안테나 포트(18A), 제2 EM 커플러(80), 안테나 스위치 모듈(66), 및 송수신기를 통해 이동한다. 안테나 스위치 모듈(66) 뒤에 EM 커플러들(80, 84)을 배치하면, 안테나 스위치 모듈(66) 앞에 배치되고 전력 증폭기에 가까이 배치된 경우보다 Tx 전력의 더 정확한 측정들이 안테나에 의해 제공되는데, 왜냐하면 샘플링의 포인트가 Tx 신호(들)가 전송 체인의 다양한 컴포넌트들을 통과한 후에 안테나에 더 가깝게 배치되기 때문이다. 이상적으로, 안테나에 의해 수신된 Rx 신호들은 송수신기에 의해 EM 커플러(78), 전력 증폭기 등으로 전송되는 Tx 신호를 간섭하지 않는다. 그러나, 실제로는, Rx 신호(들)와 Tx 경로를 따른 컴포넌트들 간의 커플링으로 인해 Rx 신호들이 Tx 경로 내로 누출될 수 있다. 전력 증폭기에 뒤따르는 필터(예를 들어, 도 5a 및 도 5b의 필터들(12A 및 12B))는 Tx 경로에서 Rx 신호를 차단하기 위해 적어도 소정의 제거 능력을 제공한다. 그러나, 도 5b에 도시된 위치에서 제2 EM 커플러(80)를 사용함으로써, 안테나로부터의 Rx 신호들 또는 반사된 발신/Tx 신호들은 전력 증폭기에 도달하여 그것을 잠재적으로 손상시키거나 간섭하기 전에 Rx 경로에서 '스니핑'될 수 있다. 일부 예들에서, 제2 EM 커플러(80)(및 유사하게 제4 EM 커플러(84))는 특정 주파수들을 접지에 전달하는 신호들을 션트하여 PA에 대한 손상을 방지하기 위해 Rx-특정 종단 임피던스들을 갖도록 구성된다. 적어도 하나의 예에서, 제2 EM 커플러(80) 및/또는 제4 EM 커플러(84)는 순방향 전력을 측정하고 그들의 역방향 커플링 포트들에서 종단 임피던스를 갖도록 구성된다. 고정 종단 임피던스를 이용하여, 각각의 EM 커플러(80, 84)는 특정 RF 주파수를 차단하도록 구성된다. 제어될 수 있는 가변 임피던스를 사용하여, 차단되는 특정 주파수들이 선택되거나 변경될 수 있으며, 이는 전자 시스템(65)이 Tx 경로(들)를 방해하는 신호들을 갖는 환경 내에 위치될 때 바람직하다.

다중 전송 체인은 5G 통신이 필요한 것들을 포함한 많은 응용들에서 유용하다. 예를 들어, 5G 모바일 네트워크는 다양한 주파수들에서 동작할 수 있으며, 상이한 주파수 대역들에 대해 상이한 안테나들을 요구할 수 있다. 따라서, 전자 시스템(64)의 5G 애플리케이션을 위해, 제1 전송 체인(68', 68")은 제1 5G 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 제2 전송 체인(70', 70")은 제1 주파수 대역과는 다른 제2 5G 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 4G 및 5G 통신 둘 다를 필요로 하는 응용에서, 적어도 3개의 전송 체인을 사용하는 전자 시스템들이 사용될 수 있고, 여기서 2개의 체인은 앞에서 설명된 5G를 위해 동작하고, 제3 체인은 4G 통신을 위해 동작한다.

스위치 어셈블리(76)는 EM 커플러들(78, 80, 82, 84) 각각으로부터 출력을 수신하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 각각의 EM 커플러(78, 80, 82, 84)의 커플링된 포트 또는 격리된 포트 중 하나는 샘플링을 위해 스위치 어셈블리(76)에 의해 선택되는 반면, 다른 포트는 스위치 어셈블리(76)에 의해 접지로 션트되어, 각각의 EM 커플러(78, 80, 82, 84)로부터 순방향 또는 역방향 전력을 샘플링한다. 특정 실시예들에서, 스위치 어셈블리(76)는 스위치 어셈블리(26)와 유사하거나 동일한 각각의 EM 커플러에 대한 개별 스위치 서브어셈블리를 포함하여, 각각의 EM 커플러(78, 80, 82, 84)에 대한 종단 임피던스 및 출력을 제공한다.

도 6은 안테나 스위치 모듈(96A), 제1 B3(대역 3) 커플러(89), 제2 B3 커플러(91), 제3 B41(대역 41) 커플러(93), 및 제4 B41 커플러(95)를 포함하는 전자 시스템(86A)을 도시한다. 대역 3 커플러는 각각 약 1710 내지 1785MH의 유사한 주파수 대역들을 차지하는 대역 3, 4 및 66에서 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 시스템(86A)은 프론트-엔드 모듈의 일부이다. 일부 프론트-엔드 모듈 응용들은 동시에 적어도 2개의 상이한 주파수 대역의 전송 및/또는 수신을 요구하거나 그것을 할 수 있어야 한다. 예를 들어, 일부 스마트폰들은 4G 및 5G 주파수 대역 둘 다에서의 전송을 요구한다. 일례에 따르면, 4G 및 5G 주파수 대역은 둘 다 상이하고 겹치지 않는다. 도 6에서, B3 및 B41은 상이하고 겹치지 않는 주파수 대역들의 예이다. 대역 2, 3 및 4는 주파수 분할 이중화(Frequency Division Duplexing)(FDD) 채널 또는 대역의 예인 한편, 대역 41과 같은 대역들은 시분할 이중화(Time Division Duplexing)(TDD) 채널 또는 대역의 예이다. 주파수 분할 이중화(FDD) 모드에서 동작하는 주파수 대역들은 상이한 주파수들을 통해 동시 전송(Tx) 및 수신(Rx) 동작을 수행한다. 예를 들어, 대역 3은 약 2500MHz 내지 약 2570MHz의 주파수들을 갖는 전송 신호들로 동작하고, 약 2620MHz 내지 약 2690MHz의 주파수들을 갖는 수신 신호들로 동작한다. 이것은 전형적으로 Tx 및 Rx 경로를 공통 단자로 결합하는 듀플렉서의 사용에 의해 달성된다. 대조적으로, 시분할 이중화(TDD) 모드에서 동작하는 주파수 대역들은 Tx 및 Rx 동작 둘 다에 사용되는 단일 주파수 대역을 갖는다. 예를 들어, 대역 40 및 41은 각각 대역 40에 대해 약 2300MHz 내지 약 2400MHz, 그리고 대역 41에 대해 약 2496MHz 내지 약 2690MHz의 단일 주파수 대역으로 동작한다. 본 개시내용의 양태들은 시분할 이중화이든 주파수 분할 이중화이든, 임의의 특정 주파수 대역에 제한되지 않으며, 실제로 캐리어 집성(Carrier Aggregation)이 사용될 수 있는, 둘 다를 수반하는 임의의 상황에 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.

현재 대부분의 5G 배치는 비-독립형(non-standalone)(NSA) 아키텍처들을 사용한다. NSA 5G 배치에서, 예를 들어, 스마트폰과 같은 특정 5G 모바일 디바이스는 4G LTE와 5G를 통해 동시에 데이터 전송이 발생하도록 여전히 4G LTE에 연결되어 있다. 이러한 이중 LTE/5G 기능을 구현하는 무선 표준 중 하나는 ENDC(E-UTRAN New Radio - Dual Connectivity)이다. 전자 시스템(64, 65, 86A)은 5G 및 4G 둘 다의 LTE 네트워크에 동시에 액세스하는 데 사용되는 무선 디바이스에서 ENDC 아키텍처로 구현될 수 있으며, 이에 따라 독립형(stand-alone)(SA) 5G 네트워크와 비교할 때 추가 전체 대역폭을 제공할 수 있다.

시스템(86A)은 유한 안테나 격리(전형적으로 약 12dB)를 통해 B41 신호(90)의 신호 경로로 누출되는 B3 Tx 신호(88)를 포함한다. 점선(97)은 누출 경로(101)로 인해 B41 신호 경로들 내로 누출되고 있는 원하지 않는 B3 신호들을 나타낸다. 마찬가지로, 점선(98)은 누출 경로(103)로 인해 B3 신호 경로들 내로 누출되고 있는 원하지 않는 B41 신호들을 나타낸다. 대역 선택 스위치들(108 및 110)은 다양한 주파수 대역들에 대해 커플러들(89, 93)과 ASM(87) 사이에 어느 대역 특정의 대역 통과 필터가 연결되는지를 선택하기 위해 사용된다. 예를 들어, 대역 선택 스위치(108)는 커플러(89)와 ASM(87) 사이의 대역 2 전송(Tx), 대역 3/4/ 및 66 전송(Tx), 대역 1 전송(Tx), 및 대역 40 전송(Tx)에 대한 필터들을 커플링한다. 대역 2, 대역 1, 4 및 66, 및 대역 40에 대한 수신 대역 필터들은 대역 선택 스위치(108)에 제공될 수 있고, 하나 이상의 수신 저잡음 증폭기(LNA, 도시되지 않음)에 적절하게 라우팅될 수 있다. 대역 선택 스위치(110)는 커플러(93)와 ASM(87) 사이에 대역 7및 대역 41, 34 및 39에 대한 전송 및 수신 필터들을 커플링하고, 이러한 필터들 각각을 적절한 LNA(도시되지 않음)에 커플링할 수 있다.

도 6의 관점에서 이해되어야 하는 바와 같이, 각각의 체인 내의 전력 증폭기 뒤에 제1 B3 커플러(89)와 제3 B41 커플러(93)가 존재하지 않는다면, 커플링된 출력 신호는 반드시 각각 제2 B3 커플러(91) 및 제4 B41 커플러(95)의 커플링된 출력에 의해 제공될 것이다. 2개의 안테나 사이의 적당한 격리(약 12dB)가 주어지면, 제2 B3 커플러(91)로부터의 커플링된 B3 신호는 B41로부터의 상당한 에너지를 포함할 것이고, 제4 B41 커플러(95)로부터의 커플링된 B41 신호는 B3로부터의 상당한 에너지를 포함할 것이다. 결과적으로, 각각의 전력 검출기에서의 감지 정확도가 크게 저하된다.

점선(97)에 의해 표시된 신호들과 같이, B41 신호 경로 내로 누출되고 있는 임의의 원하지 않는 B3 신호들은 B41 전력 검출기(94)에 커플링되기 전에 ASM(87)을 횡단한 다음, B41 전송 필터(105)(B41 신호들을 제외한 모든 신호를 효과적으로 필터링해야 함)를 횡단할 수 있다. 마찬가지로, 점선(98)에 의해 표시된 신호들과 같이, B3 신호 경로 내로 누출되고 있는 임의의 원하지 않는 B41 신호들은 B3 전력 검출기(92)에 커플링되기 전에 ASM(87)을 횡단한 다음, B3/4/66 전송 필터(104)(B3 신호들을 제외한 모든 신호를 효과적으로 필터링해야 함)를 횡단할 수 있다. 그 결과, 순방향 전력 검출은 제2 B3 커플러(91) 및 제4 B41 커플러(95)를 통해 검출되는 경우보다 훨씬 더 정확하다.

스위치 어셈블리(96A)는 B3 스위치(96A1) 및 B41 스위치(96A2)를 포함한다. B3 스위치(96A1)는 B3 전력 검출기(92)에 커플링되고, B41 스위치(96A2)는 B41 전력 검출기(94)에 커플링된다. 추가로, B3 스위치(96A1)는 제1 B3 커플러(89)의 커플링된 포트로부터 제공되는 전력 또는 제2 B3 커플러(91)의 커플링된 포트로부터 제공되는 전력 사이에서 스위칭하도록 구성되고, B41 스위치(96A2)는 제3 B41 커플러(93)의 커플링된 포트로부터 제공되는 전력 또는 제4 B41 커플러(95)의 커플링된 포트로부터 제공되는 전력 사이에서 스위칭하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 스위치 어셈블리(96A)는 추가 입력, 출력, 및/또는 스위치를 포함한다는 것이 이해된다. 스위치 어셈블리(96A)는 또한 B3 전력 검출기(92) 또는 B41 전력 검출기(94)를 선택하도록 구성된 CPL_IN 스위치(96A3)를 포함한다.

B41 필터(105)는 B41 외부에서 상당한 제거를 제공하고, B3 신호(88)를 상당히 감쇠시킨다. 마찬가지로, B3/4/66 필터(104)는 B3/4/66 외부에서 상당한 제거를 제공하고 B41 신호(90)를 상당히 감쇠시킨다. 그러나, B41 전력 검출기(94)에 의해 취득된 전력 측정에서 B3 신호(88)를 추가로 감쇠시키고, B3 전력 검출기(92)에 의해 취득된 전력 측정에서 B41 신호(90)를 추가로 감쇠시키기 위해, 하나 이상의 노치 필터가 제2 B3 커플러(91) 및 제4 B41 커플러(95)의 격리된 포트들에 커플링될 수 있다. 하나 이상의 노치 필터는 스위치 어셈블리에 또한 포함될 수도 있고 대신 포함될 수도 있다.

도 7은 스위치 어셈블리(96B)를 포함하고 제1 B3 커플러(89) 및 제3 B41 커플러(93)를 포함하지 않는 전자 시스템(86B)을 도시한다. 제2 B3 커플러(91) 및 제4 B41 커플러(95)의 격리된 포트들 각각은 접지와 각각의 격리된 포트에 커플링된 스위치 사이에 병렬로 배열된 노치 필터들의 쌍의 하나의 노치 필터에 선택적으로 커플링된다. 노치 필터들은 저항기와 병렬로 배열된다. 적어도 하나의 예에서, 저항기는 50옴 저항기이다. 제2 B3 커플러(91)의 격리된 포트는 스위치(91C)를 통해 제1 노치 필터(91A) 및 제2 노치 필터(91B)를 포함하는 노치 필터들의 쌍 중 하나에 선택적으로 커플링된다. 마찬가지로, 제4 B41 커플러(95)의 격리된 포트는 스위치(95C)를 통해 제3 노치 필터(95A) 및 제4 노치 필터(95B)를 포함하는 노치 필터들의 쌍 중 하나에 선택적으로 커플링된다. 노치 필터들의 각각의 쌍에 대해, 쌍 내의 2개의 노치 필터 중 하나는 B3에 노치를 제공하고, 다른 노치 필터는 B41에 노치를 제공한다. 전자 시스템(86B)이 안테나들 중 어느 하나로부터 B3 및 B41을 지원하기 때문에, 커플러들(91, 95) 각각에 대해 2개의 노치 필터가 제공된다. 예에서, 제1 노치 필터(91A) 및 제3 노치 필터(95A)는 B3에 노치를 제공하고, 제2 노치 필터(91B) 및 제4 노치 필터(95B)는 B41에 노치를 제공한다. 특정 노치 필터의 선택은 원하지 않은 신호(예를 들어, 점선(97) 또는 점선(98))가 스위치 어셈블리(96B)(및 결과적으로 전력 검출기들(92, 94) 중 하나)에 도달하는 것을 격리시키거나 적어도 상당히 감소시킨다. 각각의 노치 필터는 20dB 이상의 삽입 손실을 가질 수 있다. 본 명세서에 설명된 노치 필터들의 배열은 대역들 B3 및 B41에만 제한되지 않고, 필요에 따라 적절한 대역들을 제거하거나 희미하게 하기 위해 적절하게 수정되는 노치 필터들과 함께 다른 대역들에도 적용될 수 있다는 것이 이해된다.

스위치 어셈블리(96B)는 B3 스위치(96B1) 및 B41 스위치(96B2)를 포함한다. B3 스위치(96B1)는 B3 전력 검출기(92)에 커플링되고, B41 스위치(96B2)는 B41 전력 검출기(94)에 커플링된다. B3 스위치(96B1)는 제2 B3 커플러(91)의 커플링된 포트를 선택하도록 구성되고, B41 스위치(96B2)는 제4 B41 커플러(95)의 커플링된 포트를 선택하도록 구성된다. 스위치 어셈블리(96B)는 또한 B3 전력 검출기(92) 또는 B41 전력 검출기(94) 중 하나를 선택하도록 구성된 CPL_IN 스위치(96B3)를 포함한다.

다른 실시예에서, 노치 필터들의 각각의 쌍에 연관된 스위치(예를 들어, 스위치(91C) 또는 스위치(95C))에 대해 선택가능한 개방 연결이 제공되고, 그에 의해, 특정 대역을 제거하기 위해 노치 필터 중 어느 하나를 선택하는 대신에, 스위치가 개방 연결에 커플링될 때 격리된 포트와 접지 사이에 커플링되는 유일한 컴포넌트는 저항기이다. 복수의 대역이 아닌 단일 대역에서만 전송할 때, B3 또는 B41 필터링된 종단보다 저항기 종단을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

도 8은 스위치 어셈블리(96C)를 포함하고 제1 B3 커플러(89) 및 제3 B41 커플러(93)를 포함하지 않는 전자 시스템(86C)을 도시한다. 스위치 어셈블리(96C)는 제5 노치 필터(96E) 및 제6 노치 필터(96F)를 포함한다. 일례에서, 제5 노치 필터(96E)는 임의의 원하지 않는 B3 신호가 B41 전력 검출기(94)에 도달하는 것을 제거하거나 감소시키도록 구성되고, 제6 노치 필터(96F)는 임의의 원하지 않는 B41 신호가 B3 전력 검출기(92)에 도달하는 것을 제거하거나 감소시키도록 구성된다. 스위치 어셈블리(96C)에 선택가능한 노치 필터들을 제공하면, 각각의 전력 검출기가 (i) 손실을 추가하는 희생을 하면서 원하지 않는 신호들을 줄이기 위해 각각의 노치 필터를 선택하는 것, 또는 (ⅱ) 원하지 않는 신호들이 전력 검출기에 의해 검출되는 희생을 하면서 각각의 노치 필터를 우회하는 것 중 하나의 절충안이 제공된다.

특정 노치 필터를 선택하거나 우회하기 위해, 스위치 어셈블리(96C)는 B3 필터 선택 스위치(96C1) 및 B41 필터 선택 스위치(96C2)를 포함한다. B3 필터 선택 스위치(96C1)는 제6 노치 필터(96F)를 포함하는 경로, 또는 제5 노치 필터(96E) 및 제6 노치 필터(96F)를 우회하는 바이패스 경로(96G) 중 어느 하나를 선택하도록 구성된다. B41 필터 선택 스위치(96C2)는 제5 노치 필터(96E)를 포함하는 경로, 또는 바이패스 경로(96G) 중 어느 하나를 선택하도록 구성된다. 스위치 어셈블리(96C)는 B3 전력 검출기(92) 또는 B41 전력 검출기(94) 중 어느 하나를 선택하도록 구성된 CPL_IN 스위치(96C3)를 포함한다. 스위치 어셈블리(96C)는 또한 B41 전력 검출기(94)에 커플링되고 제5 노치 필터(96E) 또는 바이패스 경로(96G) 중 어느 하나를 선택하도록 구성된 B41 전력 검출기 스위치(96C4), 및 B3 전력 검출기(92)에 커플링되고 제6 노치 필터(96F) 또는 바이패스 경로(96G) 중 어느 하나를 선택하도록 구성된 B3 전력 검출기 스위치(96C5)를 포함한다.

전자 시스템(86C)의 예시적인 동작에서, SA/단일 대역 동작 동안, 제2 B3 커플러(91)의 출력 및 제4 B41 커플러(95)의 출력은 커플러로부터 바이패스 경로(96G)로, 그리고 각각의 전력 검출기로 라우팅될 것이다. NSA(ENDC) 동작 동안, 각각의 EM 커플러는 필요한 필터로, 그리고 다음으로 선택된 전력 검출기로 라우팅될 것이다.

방금 설명된 바와 같이 배열들에 노치 필터들을 통합함으로써, 상이한 전력 측정들에서 상이한 주파수 대역들의 교차 오염이 크게 감소되는 한편, 본 명세서에 제공된 실시예들에서 설명된 바와 같이 전력 증폭기 바로 뒤, 및 안테나 스위치 모듈 바로 뒤 둘 다에서 커플러들을 배치하는 이점을 여전히 유지한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 체인들(68', 70')로부터의 전력 측정들은 위에서 설명된 바와 같은 노치 필터들의 추가로 인해 더 적은 신호 손실 및/또는 손상을 경험한다. 본 명세서에 설명된 개념들 및 기술들은 다른 대역들 및 다른 ENDC 조합들로 확장될 수 있다는 것이 이해된다.

위에서 설명된 실시예들 중 일부는 전력 증폭기들 및/또는 모바일 디바이스들에 관련된 예들을 제공했다. 구체적으로, 본 명세서에서 설명된 전자 시스템들(2, 32, 34, 64, 65, 86A, 86B, 86C) 각각은 스마트폰과 같은 모바일 디바이스의 프론트-엔드 모듈에 포함될 수 있다. 그러나, 실시예들의 원리들 및 이점들은 본 명세서에 설명된 회로들 중 임의의 것으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 업링크 셀룰러 디바이스와 같은 임의의 다른 시스템들 또는 장치들에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것은 순방향 EM 전력 및/또는 역방향 EM 전력과 같은 EM 신호에 연관된 전력 레벨을 검출 및/또는 모니터링할 필요가 있는 전자 시스템에서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 명세서에 논의된 스위치 네트워크들 및/또는 스위치 회로 중 임의의 것은 논리적으로 등가 및/또는 기능적으로 등가인 임의의 다른 적절한 스위치 네트워크들에 의해 구현될 수 있다. 본 명세서의 교시들은, 예를 들어 다중-대역 및/또는 다중-모드 전력 증폭기 시스템들을 포함하는 복수의 전력 증폭기를 갖는 시스템들을 포함하는 다양한 전력 증폭기 시스템들에 적용가능하다. 여기에서 논의된 전력 증폭기 트랜지스터들은 예를 들어 갈륨 비소(GaAs), 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS), 또는 실리콘 게르마늄(SiGe) 트랜지스터일 수 있다. 더욱이, 여기에서 논의된 전력 증폭기들은 FET, 및/또는 이종접합 바이폴라 트랜지스터와 같은 바이폴라 트랜지스터에 의해 구현될 수 있다.

본 개시내용의 양태들은 다양한 전자 디바이스들에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들은 소비자 전자 제품, 소비자 전자 제품의 일부, 전자 테스트 장비, 기지국과 같은 셀룰러 통신 기반구조 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 전자 디바이스의 예들은 스마트폰과 같은 이동 전화기, 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 모뎀, 핸드핼드 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전자책 리더기, 스마트 워치와 같은 웨어러블 컴퓨터, 개인용 휴대 단말(PDA), 전자레인지, 냉장고, 자동차, 스테레오 시스템, DVD 플레이어, CD 플레이어, MP3 플레이어와 같은 디지털 음악 플레이어, 라디오, 캠코더, 카메라, 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 건강 관리 모니터링 디바이스, 자동차 전자 시스템 또는 항공 전자 시스템과 같은 운송수단 전자 시스템, 세탁기, 건조기, 세탁기/건조기, 주변 디바이스, 손목시계, 시계 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한, 전자 디바이스들은 미완성 제품들을 포함할 수 있다.

위에서는 적어도 하나의 실시예의 여러 양태들이 설명되었지만, 다양한 변경들, 수정들 및 개선들이 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 쉽게 떠오를 것임을 인식해야 한다. 이러한 변경들, 수정들 및 개선들은 본 개시내용의 일부로 의도되고 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 전술한 설명 및 도면들은 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들, 및 그들의 균등물의 적절한 구성으로부터 결정되어야 한다.

Claims (22)

1. 프론트-엔드 모듈로서,
   무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 전력 증폭기 - 상기 전력 증폭기는 상기 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ;
   입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트(coupled port) 및 격리된 포트(isolated port)를 갖는 제1 커플러 - 상기 입력 포트는 상기 전력 증폭기의 출력에 커플링됨 - ;
   상기 제1 커플러의 출력 포트에 커플링된 입력, 및 출력을 갖는 안테나 스위치 모듈;
   입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제2 커플러 - 상기 제2 커플러의 입력 포트는 상기 안테나 스위치 모듈의 출력에 커플링됨 - ;
   안테나에 커플링되도록 구성된 안테나 포트 - 상기 안테나 포트는 상기 제2 커플러의 출력 포트에 커플링됨 - ; 및
   상기 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제1 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 상기 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제1 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제1 스위치 서브어셈블리
   를 포함하는 프론트-엔드 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플러의 격리된 포트는 제2 종단 임피던스에 연결되는, 프론트-엔드 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 상기 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제2 스위치 서브어셈블리
   를 더 포함하는 프론트-엔드 모듈.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 커플러의 출력 포트와 상기 안테나 스위치 모듈의 입력 사이에 연결되는 필터를 더 포함하는 프론트-엔드 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 스위치 서브어셈블리 및 상기 제2 스위치 서브어셈블리에 커플링되고, 상기 제1 커플러의 커플링된 포트를 상기 제2 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고 상기 제1 커플러의 격리된 포트를 상기 제2 종단 임피던스에 연결하여, 상기 제2 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제1 측정치를 획득하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 제1 측정치는 상기 전력 증폭기에 의해 제공되는 순방향 전력의 표시를 제공하는, 프론트-엔드 모듈.
6. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제2 커플러의 커플링된 포트를 상기 제1 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고, 상기 제2 커플러의 격리된 포트를 상기 제1 종단 임피던스에 연결하여, 상기 제1 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성되고, 상기 제2 측정치는 상기 안테나 상에 존재하는 순방향 전력의 표시를 제공하는, 프론트-엔드 모듈.
7. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제2 커플러의 격리된 포트를 상기 제1 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고, 상기 제2 커플러의 커플링된 포트를 상기 제1 종단 임피던스에 연결하여, 상기 제1 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성되고, 상기 제2 측정치는 상기 안테나로부터 반사된 전력의 표시를 제공하는, 프론트-엔드 모듈.
8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 안테나로부터 반사된 전력의 표시에 기초하여 상기 안테나의 임피던스를 조절하도록 더 구성되는, 프론트-엔드 모듈.
9. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 커플러의 출력 포트로부터 제1 측정치를 획득하고 상기 제2 커플러의 출력 포트로부터 제2 측정치를 획득하도록 더 구성되는, 프론트-엔드 모듈.
10. 제9항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 측정치 및 상기 제2 측정치에 기초하여 상기 전력 증폭기에 의해 수신된 무선 주파수 신호를 수정함으로써, 상기 증폭된 무선 주파수 신호를 선형화하도록 더 구성되는, 프론트-엔드 모듈.
11. 제9항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 측정치 및 상기 제2 측정치에 기초하여, 상기 전력 증폭기와 상기 안테나 사이에서 상기 증폭된 무선 주파수 신호의 전력 변화를 설명하는 전달 함수의 진폭 및 위상을 결정하도록 더 구성되는, 프론트-엔드 모듈.
12. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는:
    상기 안테나에 제공된 순방향 전력의 측정치를 획득하기 위해 상기 스위치 어셈블리를 동작시키고;
    상기 안테나로부터 반사된 전력의 측정치를 획득하기 위해 상기 스위치 어셈블리를 동작시키고;
    상기 순방향 전력의 측정치와 상기 반사된 전력의 측정치 간의 비율을 계산하고;
    계산된 비율에 기초하여 상기 전력 증폭기에 의해 제공되는 전력의 양을 조절하도록
    더 구성되는, 프론트-엔드 모듈.
13. 제1항에 있어서,
    제2 무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기 - 상기 제2 전력 증폭기는 상기 제2 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 제2 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ;
    입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제3 커플러 - 상기 제3 커플러의 입력 포트는 상기 제2 전력 증폭기의 출력에 커플링되고, 상기 제3 커플러의 출력 포트는 상기 안테나 스위치 모듈의 제2 입력에 커플링됨 - ;
    입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제4 커플러 - 상기 제4 커플러의 입력 포트는 상기 안테나 스위치 모듈의 제2 출력에 커플링됨 - ; 및
    제2 안테나에 커플링되도록 구성된 제2 안테나 포트 - 상기 제2 안테나 포트는 상기 제2 커플러의 제2 출력에 커플링됨 -
    를 더 포함하는 프론트-엔드 모듈.
14. 제13항에 있어서,
    상기 전력 증폭기, 상기 제1 커플러, 상기 제2 커플러 및 상기 안테나 포트는 제1 체인을 형성하고;
    상기 제2 전력 증폭기, 상기 제3 커플러, 상기 제4 커플러, 및 상기 제2 안테나 포트는 제2 체인을 형성하고;
    상기 제1 체인의 증폭된 무선 주파수 신호는 상기 제2 체인의 제2 증폭된 무선 주파수 신호와 상이한 주파수 대역에 있는, 프론트-엔드 모듈.
15. 제14항에 있어서, 상기 증폭된 무선 주파수 신호 및 상기 제2 증폭된 무선 주파수 신호는 동시에 전송되는, 프론트-엔드 모듈.
16. 제1항에 있어서, 상기 전력 증폭기의 입력에 의해 수신된 무선 주파수 신호는 약 600MHz 내지 약 2.5GHz 범위, 약 450MHz 내지 약 6GHz 범위, 및 약 24GHz 내지 52GHz 범위 중 하나의 범위 내의 주파수를 갖는, 프론트-엔드 모듈.
17. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플러는 단방향 커플러이고, 상기 제2 커플러는 양방향 커플러인, 프론트-엔드 모듈.
18. 프론트-엔드 모듈로서,
    무선 주파수 신호를 증폭하도록 구성된 전력 증폭기 - 상기 전력 증폭기는 상기 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 입력, 및 증폭된 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성된 출력을 가짐 - ;
    입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제1 커플러 - 상기 입력 포트는 상기 전력 증폭기의 출력에 커플링됨 - ;
    상기 제1 커플러의 출력 포트에 커플링된 입력, 및 출력을 갖는 안테나 스위치 모듈;
    입력 포트, 출력 포트, 커플링된 포트 및 격리된 포트를 갖는 제2 커플러 - 상기 제2 커플러의 입력 포트는 상기 안테나 스위치 모듈의 출력에 커플링됨 - ;
    안테나에 커플링되도록 구성된 안테나 포트 - 상기 안테나 포트는 상기 제2 커플러의 출력 포트에 커플링됨 - ; 및
    상기 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 상기 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하거나, 상기 제2 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 각각을 상기 제2 종단 임피던스에 연결하는 제1 스위치 서브어셈블리
    를 포함하는 프론트-엔드 모듈.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 커플러의 격리된 포트는 제2 종단 임피던스에 연결되는, 프론트-엔드 모듈.
20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 하나를 상기 제2 스위치 어셈블리의 출력에, 그리고 상기 제1 커플러의 커플링된 포트 및 격리된 포트 중 다른 하나를 제2 종단 임피던스에 스위칭가능하게 연결하는 제2 스위치 서브어셈블리
    를 더 포함하는 프론트-엔드 모듈.
21. 제20항에 있어서, 상기 제1 커플러의 출력 포트와 상기 안테나 스위치 모듈의 입력 사이에 연결되는 필터를 더 포함하는 프론트-엔드 모듈.
22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 스위치 서브어셈블리 및 상기 제2 스위치 서브어셈블리에 커플링되고, 상기 제1 커플러의 커플링된 포트를 상기 제2 스위치 어셈블리의 출력에 연결하고 상기 제1 커플러의 격리된 포트를 상기 제2 종단 임피던스에 연결하여, 상기 제2 스위치 어셈블리의 출력으로부터 제1 측정치를 획득하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 제1 측정치는 상기 전력 증폭기에 의해 제공되는 순방향 전력의 표시를 제공하는, 프론트-엔드 모듈.

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