KR20230121173A - 전기적 밸런스 n-플렉서 - Google Patents

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KR20230121173A
KR20230121173A KR1020237014012A KR20237014012A KR20230121173A KR 20230121173 A KR20230121173 A KR 20230121173A KR 1020237014012 A KR1020237014012 A KR 1020237014012A KR 20237014012 A KR20237014012 A KR 20237014012A KR 20230121173 A KR20230121173 A KR 20230121173A
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레오 로플린
존 레슬리 헤인
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포어프런트 알에프 엘티디
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Abstract

공통 안테나에서 사용하기 위해, 송신 주파수에서 송신 신호를 송신하고 수신기 주파수에서 수신 신호를 수신하기 위한 회로가 설명되고, 회로는: 송신 신호를 수신하기 위한 송신 포트, 수신 신호를 출력하기 위한 수신 포트, 제3 포트 및 제4 포트를 갖는 제1 신호 접합부 ― 제3 포트 및 제4 포트는 송신 포트에서 송신 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 출력하고, 결합되어 수신 포트로 제공되는 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ; 안테나에 대한 연결을 위한 안테나 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 갖는 제2 신호 접합부 ― 제2 포트 및 제3 포트는 안테나 포트에서 수신된 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 출력하고, 결합되어 안테나 포트에 제공되는 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ; 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 또는 한 쌍의 차동 모드 수신 신호 또는 공통 모드 수신 신호 중 하나의 경로에 연결된 위상 인버터 ― 수신기 포트에서 수신된 한 쌍의 수신 신호는 동위상이고, 안테나 포트에서 수신된 한 쌍의 송신 신호는 동위상임 ― 를 포함한다.

Description

전기적 밸런스 N-플렉서
본 발명은 듀플렉서와 같은 n-플렉서에서 수신 경로와 송신 경로 사이의 간섭을 억제하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 모바일 무선 주파수(RF) 디바이스와 같은 RF 디바이스의 프론트 엔드에서 n-플렉서의 구현에 관련되지만 배타적이지는 않다.
무선 통신 장비의 공통적인 특징은, 예를 들어, FDD(frequency division duplex) 방식을 사용하여 전이중 동작(full-duplex operation)으로 알려진, 무선 신호를 동시에 송신 및 수신하는 능력이다.
무선 신호를 동시에 송신 및 수신하는 것은, 송신기로부터 송신된 상대적으로 높은 전력의 신호가 수신하고자 하는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 차폐할 수 있는 수신기에 결합되는 문제로 이어진다. 디바이스 자체 송신으로 인한 수신기에서의 신호 구성요소는 자기 간섭(self-interference)으로 알려져 있다. 따라서, 듀플렉서는 전형적으로 송신이 있을 때 성공적인 수신을 가능하게 하기 위해 수신기에서 또는 수신기 앞에서 자기 간섭을 억제하는 데 필요하다.
SAW(surface acoustic wave) 듀플렉서와 같은 필터 기반 듀플렉서는 FDD 시스템에서 자기 간섭을 억제하는 데 널리 사용된다. FDD 시스템의 듀플렉서는 전형적으로 송신 주파수 대역과 수신 주파수 대역 둘 모두에서 송신기로부터의 수신기의 충분한 격리를 제공하도록 요구된다. n-플렉서의 다수의 송신기로부터 다수의 수신기를 격리시키기 위해 더 큰 필터의 네트워크가 사용될 수 있다. 예를 들어, 쿼드러플렉서는 2개의 송신 주파수 대역에서 동작하는 2개의 송신기와 2개의 수신 주파수 대역에서 동작하는 2개의 수신기를 공통 안테나에 연결하는 데 사용될 수 있다.
안테나 임피던스 값에 튜닝된 가변 임피던스를 제공함으로써 공유 안테나의 송신 경로와 수신 경로 사이에 격리가 획득될 수 있는 전기적 밸런스 듀플렉서(electrical balance duplexer)가 제안되었다.
그러나, 제안된 전기적 밸런스 듀플렉서의 구현과 연관된 문제가 있다.
제1 문제는 안테나의 임피던스가 전형적으로 변동을 보인다는 것이다. 심지어 고정 주파수에서도, 안테나 임피던스가 시간이 지남에 따라 변하면, 가변 임피던스와 임피던스 밸런스를 유지하기 위한 정확한 매칭 임피던스를 제공하기가 어려울 수 있다.
제2 문제는 2개 이상의 상이한 주파수에서 격리를 제공하는 것과 관련이 있다. 안테나의 임피던스는 주파수에 따라 현저하게 변동하고, 가변 임피던스의 밸런스 임피던스가 2개의 상이한 주파수에서 동시에 제어되어야 하기 때문에, 2개의 상이한 주파수에서 격리를 제공하기가 어렵다. 전기적 밸런스 듀플렉서가 하나의 주파수 대역에서 만족스럽게 동작할 수 있지만, 하나 초과의 주파수 대역이 필요한 경우, 어려움이 발생할 수 있다. 특히 FDD와 같은 기술에서는, 송신 및 수신 주파수가 분리되고, 따라서 이러한 상이한 주파수에 대한 가변 임피던스를 제어하는 것이 난제시될 수 있다.
제3 문제는 전력 손실과 관련이 있다. 제안된 전기적 밸런스 듀플렉서는 신호에서 전력을 분할하며, 이것은 전형적으로 송신 및 수신 경로에서 3dB 손실을 초래할 수 있다. 이것은 송신기의 전력 효율성 및 수신기의 감도를 감소시키므로, 이것은 심각한 문제가 될 수 있다. 다른 메커니즘으로 인해 전력 손실이 또한 발생할 수도 있다.
제4 문제는, 제안된 전기적 밸런스 듀플렉서 내에 어떠한 필터링도 제공되지 않는다는 것이다. 대역 외 송신을 억제하기 위해서는 필터링이 필요하다. FDD에 대한 전형적인 표준 듀플렉싱은 필터링을 제공하고, 전통적인 표준 듀플렉서를 제안된 전기적 밸런스 듀플렉서로 대체하는 것은 해당 필터링을 제거한다.
본 발명의 목적은 n-플렉서에서 수신 경로와 송신 사이의 간섭을 억제하기 위한 개선된 기술을 제공하는 것이며, 이는 전술한 문제 중 하나 이상을 바람직하게 해결한다.
공통 안테나에서 사용하기 위해, 송신 주파수에서 송신 신호를 송신하고 수신기 주파수에서 수신 신호를 수신하기 위한 회로가 개시되고, 회로는: 송신 신호를 수신하기 위한 송신 포트, 수신 신호를 출력하기 위한 수신 포트, 제3 포트 및 제4 포트를 갖는 제1 신호 접합부 ― 제3 포트 및 제4 포트는 송신 포트에서 송신 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 출력하고, 결합되어 수신 포트로 제공되는 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ; 안테나에 대한 연결을 위한 안테나 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 갖는 제2 신호 접합부 ― 제2 포트 및 제3 포트는 안테나 포트에서 수신된 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 출력하고, 결합되어 안테나 포트에 제공되는 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ; 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 또는 한 쌍의 차동 모드 수신 신호 또는 공통 모드 수신 신호 중 하나의 경로에 연결된 위상 인버터 ― 수신기 포트에서 수신된 한 쌍의 수신 신호는 동위상이고, 안테나 포트에서 수신된 한 쌍의 송신 신호는 동위상임 ― 를 포함한다.
회로는 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 연결된 송신 필터를 더 포함할 수 있다. 위상 인버터는 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 연결될 수 있다. 송신 필터의 감쇠 주파수는 가변적일 수 있다. 송신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적일 수 있다.
회로는 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결된 송신 필터를 더 포함할 수 있다. 위상 인버터는 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결될 수 있다. 추가의 송신 필터의 감쇠 주파수는 가변적일 수 있다. 추가의 송신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적일 수 있다.
회로는 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 연결된 수신 필터를 더 포함할 수 있다. 위상 인버터는 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 연결될 수 있다. 수신 필터의 감쇠 주파수는 가변적일 수 있다. 수신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적일 수 있다.
회로는 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결된 추가의 수신 필터를 더 포함할 수 있다. 위상 인버터는 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결될 수 있다. 추가의 수신기 필터의 감쇠 주파수는 가변적일 수 있다. 추가의 수신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적일 수 있다.
하나 이상의 필터가 제공될 수 있다. 송신 및 수신 경로 중 하나 이상에 필터가 제공될 수 있다. 송신 및 수신 경로 중 하나 이상에 위상 인버터가 제공될 수 있다. 제공되는 경우, 위상 인버터는 전송 또는 수신 주파수와 같은 특정 주파수에서 반전을 제공하고, 그리고 전송 또는 수신 주파수 중 남은 하나의 주파수와 같은 다른 주파수에서는 반전을 제공하지 않도록 구성될 수 있다.
위상 인버터와 결합하여, 신호 필터가 송신 또는 수신 경로 중 하나에 제공될 수 있다.
회로는: 제1 필터 모듈 ― 제1 필터 모듈은: 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 제1 경로에 연결된 제1 송신 필터; 및 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 제2 경로에 연결된 제1 수신기 필터를 포함함 ― ; 제2 필터 모듈 ― 제2 필터 모듈은: 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제3 경로에 연결된 제2 송신 필터; 및 수신기 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제4 경로에 연결된 제2 수신기 필터를 포함함 ― 을 더 포함할 수 있고, 위상 인버터는 제1 경로, 제2 경로, 제3 경로 또는 제4 경로 중 하나에 연결된다.
제1 송신 필터 및 제2 송신 필터 및 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터 각각의 감쇠 주파수는 가변적이다. 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터의 감쇠 주파수는 수신 주파수에 대응하고, 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터의 감쇠 주파수는 송신 주파수에 대응한다.
제1 및 제2 필터 모듈 각각에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적일 수 있다. 제1 필터 모듈에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 제2 필터 모듈에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스와 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 필터 모듈 또는 제2 필터 모듈에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 제1 신호 접합부의 송신 포트와 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 변경될 수 있다. 제1 모듈 및 제2 모듈 각각에 의해 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 각각이 상이한 값을 갖도록 변경될 수 있다.
제2 신호 접합부는 안테나 밸런스 임피던스에 대한 연결을 위한 제4 포트를 가질 수 있다. 안테나 밸런스 임피던스는 가변적일 수 있다. 안테나 밸런스 임피던스는 제1 하이브리드 접합부의 송신 포트와 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 변경될 수 있다. 안테나 밸런스 임피던스는 안테나 임피던스를 보상하도록 변경될 수 있다.
제1 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부일 수 있다. 제2 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부일 수 있다. 제1 신호 접합부는 제3 포트 또는 제4 포트에 연결된 90° 위상 시프터를 갖는 90° 하이브리드 접합부일 수 있다. 제2 신호 접합부는 제2 포트 또는 제3 포트에 연결된 90°위상 시프터를 갖는 90° 하이브리드 접합부일 수 있다.
제1 신호 접합부는 래트-레이스 커플러일 수 있다. 제2 신호 접합부는 래트-레이스 커플러일 수 있다. 제2 신호 접합부는 발룬이다.
제1 신호 접합부의 제1 포트는 무선 주파수(RF) 전력 증폭기에 연결되고, 제1 최종 접합부의 제2 포트는 저잡음 증폭기(LNA)에 연결될 수 있다.
회로는 바람직하게는 개선된 전기적 밸런스 회로이다.
듀플렉서는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서인 개시된 바와 같은 회로를 포함할 수 있다.
n-플렉서가 개시되고, n-플렉서는 제1 신호 접합부의 제1 포트에 연결된 제1 복수의 무선 주파수(RF) 전력 증폭기 ― 이들 각각은 제1 복수의 송신 주파수 중 하나에 대응함 ― , 및 제1 신호 접합부의 제2 포트에 연결된 제2 복수의 저잡음 증폭기(LNA) ― 이들 각각은 제2 복수의 수신 주파수에 대응함 ― 를 포함하고, 제2 신호 접합부의 안테나 포트는 제1 복수의 주파수 각각에서 신호를 출력하고 제2 복수의 주파수 각각에서 신호를 수신한다.
제1 신호 접합부의 제3 및 제4 포트 및 제2 신호 접합부의 제2 및 제3 포트 사이에, 각각의 송신 주파수에 대한 적어도 하나의 송신 필터, 및 각각의 수신기 주파수에 대한 적어도 하나의 수신 필터가 제공될 수 있다.
제1 신호 접합부의 제3 및 제4 포트 및 제2 신호 접합부의 제2 및 제3 포트 사이에, 각각의 송신 주파수에 대한 한 쌍의 송신 필터, 및 각각의 수신기 주파수에 대한 한 쌍의 수신 필터가 제공될 수 있고, 한 쌍의 각각의 하나가 해당 송신 또는 수신 주파수에 대한 한 쌍의 차동 또는 공통 모드 송신 또는 수신 신호에 대응하는 한 쌍의 경로의 상이한 경로에 제공된다.
n-듀플렉서는 개선된 전기적 밸런스 n-듀플렉서인 개시된 바와 같은 회로를 포함할 수 있다.
복수의 회로를 포함하는 MIMO(multi-input, multi-output) 회로가 개시되고, 복수의 회로 각각은 복수의 송신 신호 중 하나를 수신하도록 배열된 제1 신호 접합부의 제1 포트를 갖고, 이들 각각은 복수의 수신 신호 중 하나를 출력하도록 배열된 제1 신호 접합부의 제2 포트를 갖고, 이들 각각은 복수의 안테나 중 하나에 연결된 제2 신호 접합부의 제1 포트를 갖는다.
복수의 제거기 회로가 제공될 수 있고, 이들 각각은 앞서 다양하게 정의된 바와 같은 복수의 회로 중 하나와 연관되고, 각각의 제거기 회로는 복수의 회로 중 하나의 송신 포트와 복수의 회로 중 나머지 중 하나 이상의 수신 포트 사이에 연결된다.
복수의 송신 신호 중 적어도 2개는 동일한 주파수를 가질 수 있다. 복수의 송신 신호 중 적어도 2개는 상이한 주파수를 가질 수 있다. 복수의 수신 신호 중 적어도 2개는 동일한 주파수를 가질 수 있다. 복수의 수신 신호 중 적어도 2개는 상이한 주파수를 가질 수 있다.
MIMO 회로는 개선된 MIMO 회로인 개시된 바와 같은 회로를 포함할 수 있다.
공통 안테나에서 사용하기 위해, 송신 주파수에서 송신 신호를 송신하고 수신기 주파수에서 수신 신호를 수신하기 위한 차동 회로가 개시되고, 차동 회로는: 제1 신호 접합부의 제1 포트에서 송신 증폭기로부터 송신 신호의 제1 차동 출력을 수신하고, 제1 신호 접합부의 제2 포트로부터 수신 증폭기의 차동 입력 중 하나 또는 둘 모두로 출력하기 위한 제1 회로; 제1 신호 접합부의 제1 포트에서 전력 증폭기로부터 송신 신호의 제2 차동 출력을 수신하고, 제1 신호 접합부의 제2 포트로부터 수신 증폭기의 차동 입력 중 하나 또는 둘 모두로 출력하기 위한 제2 회로; 제1 및 제2 회로의 제2 신호 접합부 각각의 제1 포트에 연결된 제1 포트 및 제2 포트, 및 신호를 송신하고 수신 신호를 수신하기 위한 안테나에 연결된 제3 포트를 갖는 추가의 신호 접합부를 포함한다.
n-플렉서 차동 회로는 제1 회로의 제1 신호 접합부의 제1 포트에 연결된 제1 차동 출력을 갖고 ― 이들 각각은 제1 복수의 송신 주파수 중 하나에 대응함 ― , 제2 회로의 제1 신호 접합부의 제1 포트에 연결된 제2 차동 출력을 갖는 제1 복수의 무선 주파수(RF) 전력 증폭기 ― 이들 각각은 제1 복수의 송신 주파수 중 하나에 대응함 ― , 및 제1 회로의 제1 신호 접합부의 제2 포트 및/또는 제2 회로의 제1 신호 접합부의 제2 포트에 연결된 제1 차동 입력을 갖고, 그리고 제2 회로의 제1 신호 접합부의 제2 포트 및/또는 제2 회로의 제1 신호 접합부의 제2 포트에 연결된 제2 차동 입력을 갖는 제2 복수의 저잡음 증폭기(LNA) ― 이들 각각은 제2 복수의 수신 주파수에 대응함 ― 를 더 포함할 수 있다.
복수의 제1 회로 및 제2 회로를 포함하는 MIMO(multi-input, multi-output) 차동 회로가 제공되고, 차동 회로 각각은 차동 쌍의 복수의 송신 신호 중 하나를 수신하도록 배열된 제1 및 제2 회로의 제1 신호 접합부의 제1 포트를 갖고, 이들 각각은 복수의 수신 신호 중 하나를 출력하도록 배열된 제1 및 제2 신호의 제1 신호 접합부의 제2 포트를 갖고, 이들 각각은 복수의 안테나 중 하나에 연결된 제1 및 제2 회로의 제2 신호 접합부의 제1 포트를 갖는다.
개선된 n-플렉서 또는 개선된 MIMO 회로는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서 회로를 활용하여 차동 회로로서 구현될 수 있다.
제1 모듈이 제공되고, 제1 모듈은: 제1 주파수 대역의 제1 필터; 제2 주파수 대역의 제2 필터; 제1 주파수 대역의 위상 인버터를 포함하고, 제1 주파수 대역의 신호가 위상 반전되고, 제2 주파수 대역의 신호는 위상 반전되지 않는다.
필터 모듈의 제1 단자는 제1 필터 및 제2 필터의 제1 단자에 연결될 수 있고, 제1 필터의 제2 단자는 위상 인버터의 제1 단자에 연결될 수 있고, 필터 모듈의 제2 단자는 위상 인버터의 제2 단자 및 제2 필터의 제2 단자에 연결될 수 있다.
회로 또는 회로의 임의의 부분을 제공하기 위한 방법이 제공될 수 있다. 회로의 임의의 부분을 제어하기 위한 방법이 제공될 수 있다. 프로세서 상에서 실행될 때, 방법의 임의의 부분을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램의 코드를 저장하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 예시적인 전기적 밸런스 듀플렉서를 도시한다.
도 2a는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서의 예를 도시한다.
도 2b는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서의 대안적인 예를 도시한다.
도 3은 도 2a의 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서에 대한 수정을 도시한다.
도 4는 대안적인 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 도시한다.
도 5a는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 사용하는 차동 듀플렉서의 예시적인 구현을 도시한다.
도 5b는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 사용하는 차동 듀플렉서의 대안적인 예시적인 구현을 도시한다.
도 6은 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 사용하여 다수의 안테나를 갖는 시스템의 예시적인 구현을 도시한다.
도 7은 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 사용하는 쿼드플렉서의 예시적인 구현을 도시한다.
도 8a 및 8b는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서에 적합한 하이브리드 접합부의 예시적인 구현을 도시한다.
도 9a 및 9b는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서에 적합한 하이브리드 접합부의 대안적인 예시적인 구현을 도시한다.
도 10a 및 10b는 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서에 적합한 하이브리드 접합부의 대안적인 예시적인 구현을 도시한다.
본 발명은 이제 예 및 실시예를 참조하여 설명된다.
듀플렉서의 예가 제시되지만, 일반적으로 설명된 기술은 n-플렉서에 적용 가능하다. n-플렉서의 가장 간단한 구현은 듀플렉서이다. 일반적으로 n-플렉서는 제1 복수의 송신 주파수 및 제2 복수의 수신 주파수를 제공한다. 제1 및 제2 복수는 동일한 값일 수도 있거나 상이한 값일 수도 있다. 설명된 기술이 듀플렉서 배열을 넘어 확장될 수 있는 방법을 설명하기 위해 쿼드플렉서의 예가 설명된다.
설명된 장치의 예시적이지만 비제한적인 구현은 모바일 폰과 같은 모바일 RF 디바이스와 같은 RF 디바이스의 프런트 엔드에 있다.
도 1을 참조하면, 예시적인 전기적 밸런스 듀플렉서(100)를 포함하는, 단일 안테나를 사용하여 신호를 송신 및 수신하기 위한 예시적인 장치가 도시되어 있다. 예시적인 전기적 밸런스 듀플렉서(100)는 하이브리드 접합부(102) 및 가변 임피던스(126)를 포함한다. 이것은 전력 증폭기(PA)(104), 저잡음 증폭기(LNA)(106) 및 안테나(130)에 연결된다.
전력 증폭기(104)는 라인(108)에서 송신 신호(Tx)를 수신하고, 라인(110)에서 하이브리드 접합부(102)의 포트(116)로 신호를 출력한다. LNA(106)는 하이브리드 접합부(102)의 포트(120)로부터 라인(112) 상에서 신호를 수신하고, 라인(114) 상에서 수신된 신호(Rx)를 출력한다. 가변 임피던스(126)는 하이브리드 접합부(102)의 포트(124)와 접지(132) 사이에 연결된다. 안테나(130)는 하이브리드 접합부(102)의 포트(118)에 연결된다.
하이브리드 접합부(102)는 포트(116 및 118, 118 및 120, 116 및 124, 및 120 및 124)를 연결한다. 포트(116과 118, 118과 120, 및 116과 124) 사이의 위상 시프트는 0°이다. 포트(120 및 124) 사이에는 180°의 위상 시프트가 있다.
안테나(130)는 ZANT로 표시된 안테나 임피던스 값을 갖는다. 가변 임피던스(126)는 ZBAL로 표시된 밸런스 임피던스 값을 갖는다. 가변 임피던스(126)는 안테나(130)의 임피던스의 밸런스를 맞추기 위해 제공된다.
사용시, 송신 신호는 라인(108) 상에서 전달되고, 전력 증폭기(104)에 의해 하이브리드 접합부의 포트(116)에 인가된다. 하이브리드 접합부(102)는 송신 신호를 포트(118)에서의 안테나, 및 포트(124)에서의 밸런스 임피던스로 전달한다. 수신된 신호는 안테나(130)에 의해 수신되고, 포트(118)에서의 하이브리드 접합부로 전달된다. LNA(106)는 포트(118 및 124)를 통해 안테나(130) 및 밸런스 임피던스(126)로부터 라인(112) 상에서 수신 신호를 수신한다.
하이브리드 접합부는 일반적으로, 반대쪽 쌍의 포트가 서로 격리된 4-포트 무손실 상호 네트워크(reciprocal network)일 수 있다. 모든 포트가 올바르게 매칭된 특성 임피던스로 종단되었다고 가정하면, 하이브리드 접합부의 포트 중 어느 하나에 도착하는 신호는 인접한 2개의 포트 사이에서 분할되지만 반대쪽 포트에는 결합되지 않는다. 전기적 밸런스의 이러한 속성은 송신기와 수신기 회로를 격리하는 데 사용되고, 공유 안테나의 사용을 허용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포트(116)에서 수신된 송신 신호는 포트(118 및 124) 사이에 분할되고, 포트(120)로부터 격리된다. 포트(118)에 도착한 수신 신호는 포트(116 및 120) 사이에 분할되고, 포트(124)로부터 격리된다.
이상적인 180° 하이브리드 접합부를 사용하는 전기적 밸런스 듀플렉서의 경우에, 가변 임피던스가 안테나의 임피던스와 같을 때, 송신 및 수신 격리가 최대화된다(이론적으로 무한대). 이상적인 구현에서, 송신 포트(116)에서 수신되거나 입사되는 모든 전력은 안테나 포트(118)와 밸런스 포트(124) 사이에서 분할된다. 그런 다음, 저잡음 증폭기(106)가 격리되고, 밸런스가 유지되는 한 어떠한 누설도 없다. 유사하게 수신 포트(120)에 입사되는 모든 전력은 안테나 포트(118)와 밸런스 포트(124) 사이에서 분할된다.
듀플렉서로서 도 1의 장치를 구현하는 것과 관련된 다양한 문제가 있다.
도 2a를 참조하면, 신호를 송신 및 수신하고 듀플렉서에서 송신 경로와 수신 경로 사이의 간섭을 억제하기 위한 개선된 장치의 예시적인 구현이 도시되어 있다.
개선된 장치(200)의 예시적인 구현은 제1 하이브리드 접합부(202), 제2 하이브리드 접합부(264), 제1 필터 모듈(240), 제2 필터 모듈(246), 위상 시프터 모듈(252) 및 가변 임피던스(225)를 포함한다. 장치(200)는 전력 증폭기(PA)(204), 저잡음 증폭기(LNA)(206) 및 안테나(230)에 연결된다.
도 2a의 장치(200)는, 전력 증폭기, 저잡음 증폭기 및 안테나에 연결된 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서로 불릴 수 있다.
송신 신호(Tx)는 PA(204)에 대한 입력에서 라인(208) 상에서 수신되고, 라인(210) 상에서 PA에 의해 제1 하이브리드 접합부(202)의 송신 포트(226)에 제공된다. 제1 하이브리드 접합부의 포트(218)는 라인(256)을 통해 필터 모듈(240)에 연결되고, 제1 하이브리드 접합부(202)의 포트(224)는 라인(254)에 의해 필터 모듈(246)에 연결된다. 제1 하이브리드 접합부(202)의 수신 포트(220)는 라인(212) 상에서 LNA(206)의 입력에 연결되고, LNA(206)는 라인(214) 상의 자신의 출력에서 수신 신호(Rx)를 생성한다.
필터 모듈(240)은 송신 필터(242) 및 수신 필터(244)를 포함한다. 송신 필터(242)는 라인(256)과 라인(260) 사이에 연결된다. 수신 필터(244)는 라인(256)과 라인(258) 사이에 연결된다.
필터 모듈(246)은 송신 필터(248) 및 수신 필터(250)를 포함한다. 송신 필터(248)는 라인(254)과 라인(262) 사이에 연결된다. 수신 필터(250)는 라인(254)과 라인(260) 사이에 연결된다.
송신 필터(248)에 연결된 라인(262)은 위상 시프터(252)의 하나의 단자에 연결되고, 위상 시프터(252)의 제2 단자는 라인(258)에 연결된다.
라인(260)은 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(266)에 연결되고, 라인(258)은 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(270)에 연결된다.
가변 임피던스(226)는 제2 하이브리드 접합부(264)의 밸런스 포트(268)와 접지(232) 사이에 연결된다. 라인(276)은 가변 임피던스(226)를 밸런스 포트(268)에 연결한다.
안테나(230)는 라인(274)을 통해 제2 하이브리드 접합부(264)의 안테나 포트(272)에 연결된다.
제1 하이브리드 접합부(202)에서, 포트(226 및 218)는 0° 위상 시프트로 연결되고, 포트(218 및 220)는 0° 위상 시프트로 연결되며, 포트(226 및 224)는 0° 위상 시프트로 연결되고, 포트(220 및 224)는 180° 위상 시프트로 연결된다.
제2 하이브리드 접합부(264)에서, 포트(266 및 268)는 0° 위상 시프트로 연결되고, 포트(268 및 270)는 0° 위상 시프트로 연결되며, 포트(266 및 272)는 0° 위상 시프트로 연결되고, 포트(270 및 272)는 180° 위상 시프트로 연결된다.
송신 신호는 전력 증폭기(204)로부터 안테나(206)로 라우팅된다. 제1 송신 경로는 전력 증폭기(204)로부터 제1 하이브리드 접합부의 포트(226 및 218)를 거쳐 필터(242) 및 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(266 및 272)를 통과한다. 전력 증폭기(204)로부터의 송신 신호에 대한 제2 경로는 제1 하이브리드 접합부의 포트(226 및 224)를 통해, 필터(248)를 통해, 위상 시프터(252)를 통해, 및 제2 하이브리드 접합부의 포트(270 및 272)를 통해 제공된다.
수신 신호는 안테나(230)로부터 저잡음 증폭기(206)로 라우팅된다. 제1 수신 경로는 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(272 및 266)로부터 수신 필터(250)를 통해, 및 제1 하이브리드 접합부의 포트(224 및 220)를 통과한다. 제2 수신 경로는 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(272 및 270)를 통해, 수신 필터(244)를 통해 및 제1 하이브리드 접합부의 포트(218 및 220)를 통과한다.
도 2a의 예시적인 장치의 세부사항이 이제 설명될 것이다.
필터 모듈(240 및 246)의 바람직한 제공은 도 2a의 예시적인 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서가 듀플렉서로서 동작하는 것을 가능하게 한다.
이 필터링은 듀플렉싱 또는 멀티플렉싱을 가능하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 송신 및 수신 신호에서 원치 않는 대역 외 구성요소를 감쇠하는 역할을 하여, 위에서 언급한 전기적 밸런스 듀플렉서의 문제 중 하나를 해결할 수 있다.
필터 모듈(240 및 246)에 의해 제공되는 필터링은 송신 주파수 및 수신 주파수에서 필터링의 선택적인 적용을 허용한다. 즉, 송신 필터와 수신 필터는 상이한 주파수에서 동작한다.
송신 신호가 송신 필터(242 및 248)를 통해 라우팅되고 수신 신호가 수신 필터(244 및 250)를 통해 라우팅된다는 것이 도 2a 및 전술한 논의로부터 이해될 수 있다.
예시적인 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서의 동작은 바람직하게는 송신기-수신기 격리, 즉 포트(226 및 220) 사이의 격리를 필요로 한다. 이러한 격리는, 각각의 필터 모듈(240 및 246) 내의 필터 회로의 임피던스가 매칭되는 실시예에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 이것은 한 쌍의 필터(242 및 244) 사이의 임피던스 매칭(즉, 임피던스 동일성), 한 쌍의 필터(248 및 250) 사이의 임피던스 매칭(즉, 임피던스 동일성), 또는 그렇지 않은 경우 필터 모듈(240)의 입력에서 보이는 임피던스와 필터 모듈(246)의 입력에서 보이는 임피던스 사이의 임피던스 매칭이 될 수 있다. 각각의 경우에, 해당 임피던스는 필터 모듈(240)의 필터(242 및 244)에 의해 포트(218)에서 하이브리드 접합부로 제공된 그러한 임피던스, 및 필터 모듈(246)의 필터(248 및 250)에 의해 포트(224)에서 하이브리드 접합부로 제공된 임피던스이다.
이 배열에서, 송신-수신 격리는 필터의 정지 대역 제거가 아니라 임피던스의 매칭에 의존한다. 따라서 그렇지 않은 경우에 필요한 것보다 더 낮은 규격의 필터가 사용될 수 있으며, 이는 구현하기가 더 쉽다.
일 실시예에서, 필터 임피던스 사이의 매칭 또는 실질적인 매칭은 동일하게 설계된 필터 쌍을 사용함으로써 달성될 수 있고, 예를 들어, 필터 모듈(240)의 필터 쌍은 필터 모듈(246)의 필터 쌍과 동일한 설계일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 필터 모듈(240 및 246)의 필터 쌍들은 설계 및/또는 구현 면에서 서로 상이할 수 있지만, 그러한 경우, 상이한 설계를 갖는 회로들이 특정 주파수 범위에 걸쳐 여전히 동일하거나 유사한 임피던스를 나타낼 수 있는 만큼, 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공된 임피던스가 관심 주파수 대역 또는 대역들에 걸쳐 동일하거나 거의 동일하다는 것을 보장함으로써 송신-수신 격리가 관심 대역 또는 대역들에서 여전히 달성될 수 있다.
필터의 열악한 선택도는 신호 라우팅의 감소된 선택도로 인해 삽입 손실을 증가시킨다. 예를 들어, 수신 에너지 중 일부는 송신기에서 종료될 수 있다. 그러나, 이것은, 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공된 임피던스 사이의 관계에 의존하는 송신-수신 격리에 영향을 미치지 않는다.
도 2a의 예시적인 실시예의 거동은 어드미턴스 행렬 설명(admittance matrix description)을 사용하여 다음과 같이 수학적으로 설명될 수 있다. 송신 필터(242 및 248)의 2-포트 어드미턴스 행렬을 각각 나타내기 위해 변수(T 및 T')를 정의하고, 수신 필터(244 및 250)의 2-포트 어드미턴스 행렬을 각각 나타내기 위해 변수(R 및 R')를 정의하여, 기본 회로 이론 및 어드미턴스 행렬 조작을 사용하여 도 2a에 도시된 예시적인 실시예의 4-포트 어드미턴스 행렬을 다음과 같이 정의하는 것이 가능하다:
수학식 1
여기서
그리고 여기서, v5, v6, v7 및 v8은 각각 포트 5, 6, 7 및 8에서 전압이고, i5, i6, i7 및 i8은 전류이며, 여기서 포트 5는 송신 포트(226)에 대응하고, 포트 6은 수신 포트(220)에 대응하고, 포트 7은 밸런스 포트(260)에 대응하며, 포트 8은 안테나 포트(272)에 대응하고, 여기서 정상 행렬 인덱스 표기법은 2x2 필터 행렬을 인덱싱하는 데 사용된다(예를 들어, T21은 어드미턴스 행렬 T로 설명되는 2-포트 네트워크의 포트 1에서 포트 2로의 전달 어드미턴스(transfer admittance)이다).
도 2a의 예시적인 실시예를 설명하는 4-포트 어드미턴스 매트릭스를 관찰하면, 포트 5(송신기)와 6(수신기) 사이의 송신 어드미턴스가 S1-S2로 주어진다는 것이 유의될 수 있다. 수학적으로, 송신-수신 격리는 조건(S1-S2=0)이 충족될 때 달성된다. T=T' 및 R=R'인 경우, 즉 2개의 송신 필터는 동일한 어드미턴스 매트릭스를 갖고, 2개의 수신 필터는 동일한 어드미턴스 매트릭스를 갖는 경우, 이들 회로를 튜닝함으로써 달성될 수 있는 바와 같이(아래 설명됨), S1=S2이고 따라서 포트 5와 6 사이, 즉 송신기와 수신기 사이에 송신 어드미턴스가 0인 것이 유의될 수 있다. (S1-S2=0)을 만족시키기 위해 필터의 입력 어드미턴스 파라미터가 동일하고, 즉, T11=T'11, T12=T'12, R11=R'11, R12=R'12인 것이 충분하다.
따라서 하이브리드 회로가 이상적이라고 가정하면, 필터에 제공된 임피던스가 동일할 때 격리가 달성될 수 있다.
필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상은 튜닝 가능하거나 그렇지 않은 경우 재구성 가능한 주파수 응답을 가질 수 있다. 이것은, 예를 들어, 하나 이상의 필터가 원하는 대로 특정 동작 주파수 대역으로 튜닝되는 것을 허용할 수 있다. 또한 이것은 필터 중 하나 이상의 대역폭이 원하는 대로 구성되는 것을 허용할 수 있다. 따라서 이러한 필터 중 하나 이상을 튜닝하는 것은 특정 FDD 동작 대역이 동작을 위해 선택되는 것을 가능하게 할 수 있다.
이러한 필터 중 일부 또는 전부의 튜닝은 다양한 수단을 통해 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 필터(242, 244, 248 및 250) 내의 개별 구성요소는 튜닝 가능하거나 그렇지 않은 경우 가변적인 것으로 설계될 수 있으며, 필터 내의 하나 이상의 구성요소의 튜닝은 필터 네트워크의 전체 응답을 튜닝하는 효과를 갖는다. 구성요소의 이러한 튜닝은 연속적이거나 불연속적인 단계일 수 있다. 다른 실시예에서, 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상은, 스위치 및 상기 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 네트워크에 선택적으로 포함되거나 이로부터 제외될 수 있는 다수의 추가 구성요소를 포함할 수 있고, 이로써 필터(242, 244, 248 및 250)의 하나 이상의 전체 응답을 재구성하는 영향을 가질 수 있다.
필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상을 튜닝하거나 그렇지 않은 경우 재구성하는 것은 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상에 대한 튜닝 제어 입력을 사용하여 달성될 수 있다. 원하는 특정 대역 또는 대역들에서 동작하도록 시스템을 구성하거나, 그렇지 않은 경우 원하는 필터 특성을 갖도록 필터를 튜닝하는 것은, 올바른 튜닝 설정이 결정되고 튜닝 제어 입력에 적용되는 것을 요구한다. 튜닝 설정은, 예를 들어, 튜닝 제어 입력에 디지털 또는 아날로그 제어 신호를 제공하도록 배열된 마이크로프로세서 및 연관된 주변 로직 또는 회로일 수 있는 튜닝 제어 회로에 의해 튜닝 제어 입력에 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 동작 대역 또는 대역폭에 대한 필터의 튜닝을 허용하는 도 2a의 장치에 대한 수정이 도시되어 있다. 도 2a로부터의 유사한 참조 번호는 유사한 요소를 나타내기 위해 도 3에서 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이 마이크로프로세서(280)가 추가적으로 제공된다. 필터(242, 244)를 제공하는 필터 모듈(240)은 가변 필터(242x, 244x)를 제공하는 필터 모듈(240x)로 대체된다. 필터 모듈(246)은 가변 필터(248x, 250x)를 제공하는 필터 모듈(246x)로 대체된다.
마이크로프로세서(280)는 각각의 필터 변수의 설정을 제어하기 위한 제어 신호(281,282,283,284)를 각각의 필터(242x, 244x, 248x, 250x)에 제공한다. 이것은 이들 필터 각각의 주파수와 대역폭이 제어되는 것을 허용한다.
일 실시예에서, 필요한 제어 설정을 결정하는 것은, 예를 들어, 마이크로프로세서(280)가 연결된 데이터베이스(285)(또는 다른 메모리 또는 저장 디바이스)로부터 튜닝 설정의 세트를 선택함으로써 달성될 수 있으며, 이 데이터베이스는 제어 설정을 저장한다. 예를 들어, 튜닝 설정 데이터베이스는, 튜닝 제어 입력(281,282,283,284) 중 하나 이상에 적용될 때 필터(242x, 244x, 248x 및 250x) 중 하나 이상이 선택된 주파수 대역 또는 대역들로 튜닝되는 것을 야기할 튜닝 설정의 세트에, 주파수 대역 또는 대역들의 선택을 연관시킬 수 있다. 튜닝 설정의 데이터베이스는, 예를 들어, 필터(242x, 244x, 248x 및 250x)의 회로 설계 파라미터로부터 알려지거나 계산될 수 있다.
추가적으로, 특정 주파수 대역 또는 대역들에 대한 튜닝 설정은 또한 필터가 연결된 안테나 및 하이브리드 접합부의 주어진 대역에서의 예상된 임피던스, 및 회로 설계 파라미터로부터 알려지거나 계산될 수 있다. 이러한 방식으로, 튜닝 설정은 주어진 대역 또는 대역들에서 안테나와의 개선된 매칭을 제공할 수 있으며, 이는 주파수에 따라 변할 수 있는 안테나 임피던스를 보상하는 데 유리할 수 있다.
특정 실시예에서, 튜닝 설정의 데이터베이스로부터 튜닝 설정을 선택하고 적용하는 것은 필터의 대략적인 튜닝만을 초래할 수 있다. 예를 들어, 이것은 필요한 주파수 대역 또는 대역들을 선택하는 원하는 효과를 가질 수 있지만, 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공되는 필터 모듈(240 및 246)의 임피던스가 필요한 레벨의 송신-수신 격리를 얻기 위해 필요한 것과 매칭하지 않거나 그렇지 않은 경우 다른 값으로 설정될 수 있으므로, 송신-수신 격리가 불충분하게 될 수 있다.
따라서, 특정 실시예에서, 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상이 송신-수신 격리를 증가시킬 목적으로 추가로 튜닝되는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 이것은 송신 주파수 대역 및/또는 수신 주파수 대역을 포함할 수 있는 하나 이상의 주파수 대역에서 수신기에 도착하는 자기 간섭의 전력을 측정하거나 그렇지 않은 경우 유추하고, 그리고 자기 간섭 신호의 전력을 감소시키기 위해 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상의 튜닝 제어 입력에 적용되는 튜닝 설정을 조정함으로써 달성될 수 있다.
이러한 미세 튜닝 프로세스는, 예를 들어, 도 3의 마이크로프로세서(280)에서 구현될 수 있으며, 이는 하나 이상의 주파수 대역에서 자기 간섭 전력이 유추될 수 있는 하나 이상의 수신 신호 및/또는 하나 이상의 다른 입력을 처리한다.
도 3에서, 수신된 신호의 전력 측정을 제공할 수 있는, 수신 라인(214)으로부터 마이크로프로세서(280)로의 입력(86)이 도시되어 있다. 마이크로프로세서(280)는 자기 간섭 전력을 감소시킬 목적으로 튜닝 설정을 반복적으로 조정하는 격리 튜닝 프로세스를 수행할 수 있다. 이러한 방식으로 격리 튜닝 프로세스는 송신-수신 격리를 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 접합부(202)가 이상적인 180° 하이브리드 접합부인 일 실시예에서, 자기 간섭은, 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공된 필터 모듈(240 및 246)의 임피던스가 동일할 때 제거될 것이다. 따라서, 이 경우에 격리 튜닝 프로세스는, 필터에 의해 동일한 임피던스가 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공되게 하는 튜닝 설정을 향해 수렴될 것이다.
위의 논의는 이상적인 하이브리드 접합부를 가정하고, 이상적인 하이브리드 시스템을 가정하여 필터의 임피던스 설정 및/또는 필터의 주파수 설정을 조정하는 것을 가정한다.
다른 실시예에서, 하이브리드 접합부(202 및 264) 중 하나 이상은, 예를 들어, 하이브리드 접합부(202)의 경우, 하이브리드 접합부의 포트(226)와 포트(220) 사이의 직접 결합 경로 및/또는 이상적인 하이브리드 접합부와 비교하여 포트들 사이의 불완전한 진폭 및/또는 위상 관계와 같은 일부 결점을 나타낼 수 있다. 하이브리드 접합부 중 하나 이상에서의 이러한 결점은, 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공되는 동일한 임피던스가 적절한 송신-수신 격리를 발생시키지 못할 효과를 가질 수 있다. 이러한 경우, 필터 튜닝 알고리즘이 격리를 최대화하는 필터 튜닝 설정을 향해 수렴할 수 있기 때문에, 필터 튜닝 프로세스는 하이브리드 접합부의 결점을 보상하는 효과를 갖고, 이로써 포트(218 및 224)에서 하이브리드 접합부에 제공된 임피던스를 하나 이상의 주파수 대역에서 충분한 송신-수신 격리를 제공하는 데 필요한 어떠한 값으로도 설정할 수 있다.
따라서 격리 튜닝 프로세스의 사용은 구현이 더 낮은 품질 및/또는 더 저렴한 하이브리드 접합부를 활용하는 것을 가능하게 할 수 있다.
이러한 격리 튜닝 프로세스는 라인(281,282,283,284)의 설정을 제어하는 마이크로프로세서(280)에 의해 수행될 수 있다. 마이크로프로세서(280)는 달성된 격리 레벨을 결정하기 위해 라인(286) 상의 피드백을 사용할 수 있다.
특정 실시예에서, 격리 튜닝 프로세스는 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상 및 연관된 튜닝 제어 회로의 튜닝 구현에서 결점을 보상할 수 있다. 이러한 결점은, 튜닝 제어 설정과 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상의 결과적인 임피던스 사이의 관계가 설계와 비교하여 구현에서 상이하다는 효과를 가질 수 있다. 그러나, 격리 튜닝 프로세스는, 튜닝 제어 설정과 필터(242, 244, 248 및 250) 중 하나 이상의 결과적인 임피던스 사이의 관계에 관계없이, 격리를 최대화하는 튜닝 설정을 향해 수렴될 수 있다.
특정 실시예에서, 격리 튜닝 프로세스는 하나의 송신 필터(도 3의 242a 또는 248a 중 하나) 및/또는 하나의 수신 필터(도 3의 244a 또는 250a 중 하나)에서만 동작할 수 있으며, 각각의 경우 나머지 하나는 격리 튜닝 프로세스에 의해 자신의 튜닝 제어 설정이 변경되지 않은 상태로 유지된다. 이것은 동작을 위해 선택된 주파수 대역 또는 대역들이 동작을 위해 선택된 상태로 유지되는 것을 보장하는 데 유리할 수 있다.
이상적인 구현에서, 안테나(230)는 선행 회로에 완벽하게 임피던스 매칭될 것이며, 가변 임피던스(225)는 안테나의 임피던스와 매칭되도록 제어될 수 있다.
그러나, 실제 구현에서, 안테나(230)는 선행 회로에 완벽하게 임피던스 매칭되지 않을 수 있다. 안테나와 포트(272)에서 안테나가 연결된 회로 사이에 임피던스 미스매치가 존재하는 경우, 전력 증폭기(204)에 의해 증폭되어 안테나(230)로 전달되는 송신 신호(Tx)의 일부는 이러한 임피던스 미스매치로 인해 반사될 수 있다. 이것은 송신 신호 반사가 포트(272)에서 하이브리드 접합부(264)로 들어가는 결과를 초래할 수 있다. 송신 신호 반사는, 송신 및 수신 주파수 대역을 포함할 수 있는 하나 이상의 주파수 대역의 신호 구성요소를 포함할 수 있다.
송신 신호 반사는 저잡음 증폭기(206)에 결합되는 원하지 않는 효과를 가질 수 있다. 이것은, 하나 이상의 주파수 대역에서 수신된 원하는 수신 신호의 수신에 영향을 미칠 수 있는 자기 간섭을 초래할 수 있다.
가변 임피던스(225)는 안테나(230)로부터의 송신 신호 반사를 제거하기 위해 제공된다. 도 2a에 도시된 예시적인 실시예에서, 선행 회로와 미스매치되도록 가변 임피던스(225)를 설정하는 것은, 포트(272)에서 하이브리드 접합부로 들어가는 송신 신호 반사를 제거하는, 포트(268)에서 하이브리드 접합부로 들어가는 또 다른 송신 신호 반사를 야기할 것이다. 이러한 임피던스(226)는 격리를 유지하기 위해 안테나 임피던스 변동을 적응적으로 추적할 수 있다.
도 2a에 도시된 예시적인 실시예에서, 하이브리드 접합부(264)의 포트(268 및 272)에 연결된 임피던스 둘 모두가 선행 회로와 올바르게 매칭되는 경우, 하이브리드 접합부(264)의 격리 특성으로 인해 이상적으로는 포트(266)와 포트(270) 사이에 어떠한 결합도 없을 것이다. 그러나, 포트(272)에서 하이브리드 접합부(264)로 들어가는 송신 신호 반사는 송신 신호가 포트(266)와 포트(270) 사이에 (양 방향으로) 결합되게 할 수 있다.
하이브리드 접합부(264)의 포트(266 및 270) 사이에 신호가 결합되는 경우, 이것은, 실제 구현에 사용되는 필터의 제한된 저지대역 제거와 함께, 수신기에서 자기 간섭을 초래할 수 있는 추가의 신호 결합 메커니즘을 도입한다.
도 2a에 도시된 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 송신 신호 구성요소가 필터(248) 및 위상 시프터(252)를 통해 결합되고 포트(270)에서 하이브리드 접합부(264)로 들어가는 것이 관찰될 수 있다. 포트(272)에서의 송신 신호 반사는 송신 신호 에너지가 포트(266)에 결합되고 라인(260)을 통해 하이브리드 접합부를 빠져나가게 할 수 있다. 이러한 에너지는 수신 필터(250)를 통해 하이브리드 접합부(202)에 결합될 수 있고, 이러한 에너지는 하이브리드 접합부(202)를 통해 자기 간섭으로서 수신되는 저잡음 증폭기(206)에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 송신 신호 에너지는 수신기 필터(250)를 통해 결합될 수 있고, 포트(266)에서 하이브리드 접합부(264)에 들어갈 수 있다. 포트(272)에서의 송신 신호 반사는 송신 신호 에너지가 포트(270)에 결합되고 라인(258)을 통해 하이브리드 접합부를 빠져나가게 할 수 있다. 이러한 에너지는 위상 시프터(252) 및 필터(248)를 통해 하이브리드 접합부(202)에 결합될 수 있고, 이러한 에너지는 하이브리드 접합부(202)를 통해 자기 간섭으로서 수신되는 저잡음 증폭기(206)에 결합될 수 있다. 송신 신호 반사는 또한 필터(242 및 244)를 포함하는 대응하는 자기 간섭 결합 메커니즘을 초래할 수 있다. 따라서, 안테나 미스매칭으로 인한 송신 신호 반사는 수신기에서 자기 간섭을 발생시킬 수 있다.
따라서 개선된 전기적 밸런스 회로의 바람직한 특징은, 송신-수신 격리가 필터의 선택도에 의존하지 않고, 따라서 특정 실시예에서 필터(242, 244, 248 및 250)의 선택도가 열악할 수 있다는 것이다. 위의 신호 결합 메커니즘은, 상이한 주파수 대역으로 튜닝될 수 있는 필터를 통해, 예를 들어, 송신 주파수 대역으로 튜닝될 수 있는 필터(248)를 통해, 그리고 그런 다음 하이브리드 접합부(264)를 통해 수신 주파수 대역으로 튜닝될 수 있는 필터(250)에 신호가 직렬로 결합되는 것을 수반한다. 특정 실시예에서 필터(248 및 250)의 통과대역이 중첩되지 않을 수 있지만, 필터의 열악한 선택도는, 자기 간섭 신호가 필터의 저지대역을 통해 누설되고, 상당한 신호 결합이 여전히 발생할 수 있음을 의미한다. 마찬가지로 필터(242 및 244)를 포함하는 대응하는 자기 간섭 결합 메커니즘에 대해서도 마찬가지일 수 있다.
게다가, 위상 시프터(252) 및 하이브리드 접합부(202)에 의해 결정되는 이들 자기 간섭 결합 메커니즘의 상대적 위상 관계는, 필터 모듈(240 및 246)이 동일한 응답을 나타내는 경우에도, 필터(248 및 250)를 포함하는 설명된 방식으로 결합된 자기 간섭이 필터(242 및 244)를 포함하는 대응하는 자기 간섭 결합 메커니즘을 통해 결합된 자기 간섭을 제거하지 않을 것임을 의미한다는 것이 또한 관찰될 수 있다.
따라서 이러한 자기 간섭 결합 메커니즘을 완화하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 튜닝 가능한 임피던스(225)를 조정함으로써 달성될 수 있다. 하이브리드 접합부(264)가 이상적인 경우, 가변 임피던스(225)를 안테나 임피던스와 동일하게 설정하는 것은 포트(266)와 포트(270)가 서로 완벽하게 격리되게 할 것이고, 이는 위에서 설명한 자기 간섭 결합 메커니즘을 통해 자기 간섭이 결합되는 것을 방지한다. 포트(270)에서 하이브리드 접합부(264)에 진입하고 포트(272)에서 반사되는 신호가 포트(268)에서 발생하는 동일한 반사에 의해 제거되기 때문에, 신호가 포트(266)에서 하이브리드 접합부(264)를 빠져나가지 않기 때문에, 이러한 격리가 발생한다. 마찬가지로, 포트(266)에서 하이브리드 접합부(264)로 들어가고 포트(272)에서 반사되는 신호는 포트(268)에서 발생하는 동일한 반사에 의해 제거되기 때문에, 신호가 포트(270)에서 하이브리드 접합부를 빠져나가지 않는다. 하이브리드 접합부(264) 내에서 발생하는 제거가 양방향으로 포트(266)와 포트(270) 사이의 결합을 수반하는 다수의 자기 간섭 결합 메커니즘의 취소를 포함할 수 있다는 것이 주목할 만하다.
특정 실시예에서 하이브리드 접합부(264)는 이상적이지 않을 수 있고, 하나 이상의 결점, 예를 들어, 진폭 인밸런스, 위상 인밸런스 또는 반대쪽(격리된) 포트들 사이의 신호의 직접적인 누설을 나타낼 수 있다. 그러한 실시예에서, 격리는 여전히 포트(266)와 포트(270) 사이에서 달성될 수 있지만, 포트(266)와 포트(270) 사이의 격리를 초래하는 가변 임피던스의 값은 안테나 임피던스와 동일하지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서, 가변 임피던스는 포트(266)와 포트(270)를 서로로부터 격리시키기 위해 요구되는 어떠한 값으로도 조정될 수 있다. 모든 경우에, 포트(266)와 포트(270) 사이의 격리는, 하이브리드 접합부가 상호 네트워크이기 때문에 상호적일 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서는 임피던스 값을 제어하기 위한 제어 신호(288)를 가변 임피던스(225)에 출력한다.
수학적으로, 안테나 및 밸런스 임피던스의 매칭에 대한 송신-수신 격리의 의존성은 다음과 같이 설명될 수 있다. T=T' 및 R=R'인 경우(즉, 2개의 송신 필터(242 및 248)가 동일하고, 2개의 수신 필터(244 및 250)가 동일함), 수학식 1은 다음과 같이 단순화될 수 있다.
포트 7에서 접지로 연결된 어드미턴스(Yb)가 가변 임피던스(226)를 나타내고 포트 8에서 접지로 연결된 어드미턴스(Ya)가 안테나(230)를 나타내는 경우, 전압 v7 및 v8은 다음과 같이 전류 및 어드미턴스 측면에서 재작성될 수 있다.
이 행렬 수학식은 다음과 같이 분할될 수 있다.
수학식 2
이것은 v5, v6 및 다양한 어드미턴스 측면에서 i7 및 i8을 찾기 위해 재배열되어, 다음을 제공할 수 있다.
이들은 수학식 2로 대체될 수 있다.
확장, 재배열 및 단순화하면, 이것은 다음과 같이 도 2a의 예시적인 실시예의 2-포트 Y-행렬 설명을 산출하며(T = T' 및 R = R'를 가정함), 2개의 포트는 송신 및 수신 포트이다.
송신과 수신기 사이의 전달 어드미턴스가 0이 아닐 수 있고 (무엇보다도) 안테나(230) 및 가변 임피던스(226)의 어드미턴스에 의존한다는 것이 여기에서 주목할 만하다. 포트 5와 6(그리고 그 역도 가능함) 사이의 송신 어드미턴스는 다음과 같다.
여기서, Yb = Ya인 특수한 경우에, 이 표현식의 합이 0이 되어 이론적으로 무한 격리가 발생한다는 점에 유의할 수 있다. 조건 Yb = Ya는 가변 임피던스를 안테나 임피던스와 동일하게 튜닝하고, 이로써 하나 이상의 송신 신호 반사를 제거함으로써 실제로 충족될 수 있다.
가변 임피던스(225)의 다양한 구현이 가능하다. 일 실시예에서, 가변 임피던스는 가변적이거나 그렇지 않은 경우 재구성 가능한 구성요소, 예를 들어, 저항기, 커패시터, 및/또는 인덕터, 또는 이들의 조합의 네트워크를 포함할 수 있다. 가변 임피던스 네트워크 내의 구성요소는 튜닝 가능하거나 그렇지 않은 경우 가변적인 것으로 설계될 수 있고, 마이크로프로세서(280)의 제어 하에서 네트워크 내의 하나 이상의 구성요소의 튜닝은 전체 네트워크의 임피던스를 튜닝하는 효과를 갖는다. 구성요소의 이러한 튜닝은 연속적이거나 불연속적인 단계일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 가변 임피던스 네트워크는 스위치 및 상기 스위치를 개방 또는 폐쇄함으로써 네트워크로부터 선택적으로 포함되거나 제외될 수 있는 다수의 추가 구성요소를 포함할 수 있고, 이로써 전체 회로의 임피던스를 재구성하는 영향을 갖는다. 일 실시예에서, 가변 임피던스는 단일 주파수 포인트에서 임피던스의 제어를 가능하게 하도록 설계될 수 있다.
다른 실시예에서, 가변 임피던스 네트워크는, 임피던스가 다중 주파수 포인트에서 동시에, 또는 주파수 대역에 걸쳐, 또는 다수의 주파수 대역, 예를 들어, 하나 이상의 송신 또는 수신 주파수 대역에 걸쳐 동시에 제어될 수 있도록 설계될 수 있다.
특정 실시예에서, 가변 임피던스는 하나 이상의 임피던스 제어 입력에 의해 제어될 수 있다. 가변 임피던스를 조정하는 것의 원하는 결과는 수신기에서 자기 간섭 전력을 줄이거나 최소화하는 것이다. 자기 간섭 전력을 감소시키거나 최소화하는 임피던스 제어 설정을 결정하는 것은, 예를 들어, 송신 주파수 대역 및/또는 수신 주파수 대역을 포함할 수 있는 하나 이상의 주파수 대역에서 수신기에 도착하는 자기 간섭의 전력을 측정하거나 그렇지 않은 경우 유추하고, 그리고 자기 간섭 신호의 전력을 감소시키기 위해 가변 임피던스(226)의 튜닝 제어 입력에 적용되는 임피던스 제어 설정을 조정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 임피던스 튜닝 프로세스는 마이크로프로세서 상에서 구현될 수 있고, 마이크로프로세서는 하나 이상의 주파수 대역에서 자기 간섭 전력이 유추될 수 있는 하나 이상의 수신 신호 및/또는 하나 이상의 다른 입력을 처리하고, 자기 간섭 전력을 감소시킬 목적으로 임피던스 제어 설정을 반복적으로 조정하는 임피던스 튜닝 프로세스를 실행한다. 이러한 방식으로 임피던스 튜닝 프로세스는 송신-수신 격리를 증가시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 안테나 임피던스는, 예를 들어, 로컬 환경에서 물체와의 전자기적 상호 작용으로 인해 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 로컬 환경과의 상호 작용으로 인한 유효 안테나 임피던스의 변화는 안테나 포트에서 유효 반사 계수의 변화, 및 따라서 포트(272)에서 송신 신호 반사의 변화를 초래할 것이다. 이것은 특정 레벨의 송신-수신 격리를 유지하기 위해 가변 임피던스(226)에 대한 대응하는 조정을 요구할 수 있다. 따라서, 안테나 임피던스가 시간이 지남에 따라 변하는 일부 실시예에서, 송신-수신 격리를 유지하기 위해 임피던스 튜닝 프로세스가 연속적으로 또는 주기적으로 실행되는 것이 바람직할 수 있다.
위상 시프팅 모듈(252)은 필터 모듈(246)에서만 송신 주파수에서 반전을 제공하기 위해 제공된다. 수신 신호가 아닌 송신 신호에 반전을 제공해야 하기 때문에, 수신 신호는 송신 신호와 다르게 라우팅된다.
필요한 위상 시프팅 및 임의의 위상 시프팅이 필요한지 여부는 구현에 의존할 것이다. 예시적인 밸런스 주파수 듀플렉서(200)에서 위상 시프팅 모듈(252)을 제공하는 것은 제1 하이브리드 접합부(202) 및 제2 하이브리드 접합부(266)의 특정 구현과 관련된다. 위상 시프터 모듈(252)에 의해 제공되는 위상 시프팅은 대안적인 방식으로 구현될 수 있다. 송신 경로에서 위상 시프터 모듈(252)에 의해 제공되는 180° 위상 시프트는 대안적으로 수신 경로에서 구현될 수 있다. 위상 시프팅의 구현은 또한, 위상 시프팅이 제1 하이브리드 접합부 또는 제2 하이브리드 접합부 중 어느 하나, 또는 제1 하이브리드 접합부 및 제2 하이브리드 접합부 둘 모두에서 구현되는 경우에 의존하여 상이할 수 있다.
도 2a에 도시된 배열에서, 수신된 신호가 저잡음 증폭기(206)로 라우팅되기 위해서는, 수신된 신호가 차동 신호로서 제1 하이브리드 접합부의 포트(포트(218 및 224))에 도착해야 하는 요건이 있다. 포트(218 및 224)에서 수신된 수신 신호가 동위상이면, 수신 신호는 송신 포트(226)를 향해 라우팅될 것이다. 유사하게, 송신 신호는, 밸런스 포트(268)보다는 안테나 포트(272)를 향해 라우팅되기 위해, 제2 하이브리드 접합부(264), 즉, 포트(266 및 270)에서 차동 신호로서 수신되어야 한다.
송신 또는 수신 경로 중 어느 하나에서 요구되는 위상 시프팅은, 제1 하이브리드 접합부 또는 제2 하이브리드 접합부 중 어느 하나의 포트들 사이에 제공되는 위상 시프트와 무관하게 상이할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 도 2a의 예시적인 구현에 도시된 바와 같은 위상 시프트의 구현은 제1 하이브리드 접합부의 포트(220과 224) 사이의 180°의 위상 시프트 및 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(272와 270) 사이의 180° 위상 시프트에 기초한다.
일반적으로, 2개의 송신 경로를 통해 (송신 주파수에서) 포트(272)에 도착하는 신호는 동위상이어야 하고, 수신 경로를 통해 (수신 주파수에서) 포트(220)에 도착하는 신호는 동위상이어야 하며, 위상 시프팅은 이러한 동위상 신호가 이들 포트에서 수신되는 것을 보장하기 위해 임의의 경로에서 적절히 구현될 수 있다.
또한, 경로에서 위상 시프트의 위치는 변할 수 있으며, 위상 시프트(252)의 위치는 예시적이라는 것이 유의될 수 있다.
이를 설명하기 위해, 도 2b는 상이한 위상 구성을 갖는 추가의 예시적인 배열을 보여준다. 도 2b는 도 2a에 대응하고, 유사한 구성요소 및 연결을 나타내기 위해 유사한 참조 번호가 사용된다.
도 2b의 예시적인 배열에서, 도 2a의 제1 하이브리드 접합부(202)는 하이브리드 접합부(202b)로 대체된다. 제1 하이브리드 접합부(202b)에서의 위상 시프팅은 도 2a에 도시된 바와 같이 하이브리드 접합부(202)의 것과 상이하다. 도 2b의 예시적인 배열에서, 송신 신호는 공통 모드가 아니라 포트(218b 및 224b)(도 2a의 포트(218 및 224)에 대응함)에 걸쳐 차동 모드에서 하이브리드 접합부(202b)로부터 출력된다. 이로써, 송신 신호가 안테나 포트(272)에서 동위상인 것처럼 보이기 위한 위상 시프트가 송신 경로 중 어느 것에서도 필요하지 않다.
그러나, 다시 제1 하이브리드 접합부(202b)의 상이한 위상 구성으로 인해, 수신 신호들이 포트(220)에서 동위상으로 결합되기 위해서는, 이들 신호들이 포트(218b 및 224b)에서 공통 모드로 나타나야 하므로, 위상 시프터(252b)가 수신 필터(250b)의 수신 경로에 존재해야 한다. 필터 모듈(240b 및 250b)은 도 2a의 필터 모듈(240 및 250)에 대응하고, 필터(242b, 244b, 248b, 250b)는 도 2a의 필터 모듈(240 및 250)에 대한 필터 및 도 2a의 필터(242, 244, 248, 250)에 대응한다.
도 4를 참조하면, 수신 경로의 다른 연결을 갖는, 도 2a의 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서의 다른 구현이 도시되어 있다. 도 4의 요소 및 연결 지점이 도 2a의 요소 및 연결 지점에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호가 사용된다. 또한, 도 2a의 배열이 조정될 수 있는 것과 동일한 방식으로, 도 3의 가변 제어 양상을 도입하도록 도 4의 배열이 조정될 수 있음을 주목해야 한다.
도 4의 예시적인 구현과 도 2a의 예시적인 구현 사이의 차이점은 수신 필터(244 및 250)와 제2 하이브리드 접합부(264) 사이의 연결이라는 것을 알 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수신 필터(244)는 제1 하이브리드 접합부(220)의 포트(218)와 제2 하이브리드 접합부(264)의 포트(266) 사이에 연결된다. 수신 필터(250)는 제1 하이브리드 접합부의 포트(224)와 제2 하이브리드 접합부의 포트(270) 사이에 연결된다. 따라서 수신 필터는 라인(256 및 260) 사이에 연결되고, 수신 필터는 라인(254 및 258) 사이에 연결된다.
다른 실시예에서, 도 2a 및 4의 필터(242 및 244)는 생략되거나 그렇지 않은 경우 임피던스 매칭 네트워크로 대체될 수 있다. 이것은 필터가 제공하는 원치 않는 대역 외 신호의 제거에 영향을 미칠 것이다. 송신-수신 격리는, 하이브리드 접합부에 제공된 임피던스가 관심 주파수 대역 또는 대역들에 걸쳐 실질적으로 동일하도록 보장함으로써 여전히 달성될 수 있으며, 이는 시스템에 2개의 쌍의 필터를 포함하지 않고도 달성될 수 있다는 것이 주목된다.
송신 또는 수신 주파수 중 어느 하나에서 위상 시프트를 선택적으로 적용하기 위해서는 적어도 하나의 필터가 필요하다. 따라서, 예를 들어, 도 2a를 참조하면, 필터(248)가 필요할 수 있지만, 필터(242, 244, 250)는 임피던스 매칭 네트워크로 대체될 수 있다.
개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 활용하는 듀플렉서의 추가의 예시적인 구현이 도 5에 도시된다. 도 5는 완전 차동 구현을 도시한다.
차동 전력 증폭기(700)는 라인(701)을 통해 송신 신호(Tx)를 수신한다. 차동 전력 증폭기(700)는 각각 단자(702 및 704)를 포함하는 차동 출력으로부터 라인(720 및 722) 상에서 차동 출력 신호를 구동시킨다. 단자(702)는 라인(720)을 통해 제1 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(706)의 송신 입력(703)에 연결된다. 단자(704)는 라인(722)을 통해 제2 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(708)의 송신 입력 단자(703)에 연결된다. 도 5의 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 밸런스 주파수 듀플렉서는, 그들의 안테나 출력 포트(707 및 709)에서 단일 종단 안테나(711)에 피딩하는 발룬(balun)(710)을 통해 연결된다. 대안적으로, 다른 실시예에서 차동 안테나가 사용될 수 있다. 각각 참조 번호(714 및 712)로 표시된 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(706 및 708)의 수신기 출력은, 수신기에 대한 입력으로 작동하는 차동 저잡음 증폭기(716)에 연결된다. 수신 신호(Rx)는 저잡음 증폭기(716)의 출력에서 라인(730)에서 생성된다.
도 5는 밸런스 주파수 듀플렉서 개념이 완전 차동 구현으로 어떻게 확장될 수 있는지에 대한 기본 예를 제공한다.
도 6을 참조하면, 다수의 안테나를 갖는 시스템의 예시적인 구현이 도시되어 있으며, 이 예시적인 구현에서는 2개의 안테나를 갖는 시스템에서 위에서 설명한 바와 같이 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서가 활용된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시스템은 제1 안테나(402) 및 제2 안테나(404)를 포함한다. 제1 안테나(402)는 제1 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(406)와 연관되고, 제2 안테나는 제2 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(408)와 연관된다. 특정 실시예에서, 제1 및 제2 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서(406 및 408)는, 예를 들어, 전술한 유형일 수 있고, 도 2a, 2b 및/또는 도 4 중 어느 하나에 도시될 수 있다.
제1 전기적 밸런스 듀플렉서(406)는 전력 증폭기(410), 저잡음 증폭기(412) 및 선택적 제거기(414)와 연관된다.
제2 전기적 밸런스 듀플렉서(408)는 전력 증폭기(418), 저잡음 증폭기(420) 및 선택적 제거기(422)와 연관된다.
전력 증폭기(410)는 송신 신호(Tx1)를 수신하고, 전기적 밸런스 듀플렉서(406)로 출력을 전달한다. 전기적 밸런스 듀플렉서(406)는 안테나(402)로부터 신호를 수신하고, 이를 수신 신호(Rx1)를 출력하는 저잡음 증폭기(412)로 전달한다.
전력 증폭기(418)는 송신 신호(Tx2)를 수신하고, 전기적 밸런스 듀플렉서(408)로 출력을 전달한다. 전기적 밸런스 듀플렉서(408)는 안테나(404)로부터 신호를 수신하고, 이 수신된 신호를 수신 신호(Rx2)를 전달하는 저잡음 증폭기(420)로 전달한다.
제거기(414 및 422) 각각은 신호(Rx1와 Tx2 및 Rx2와 Tx1) 사이의 제거를 각각 제공한다. 제거기(414)는, 신호(Rx2)가 안테나(404)에 의해 수신된 원하는 신호 구성요소에 더하여 Tx1과 관련된 원하지 않는 신호 구성요소를 포함할 수 있기 때문에 제공될 수 있다. 유사하게, 제거기(422)는, 신호(Rx1)가 안테나(402)에 의해 수신된 원하는 신호 구성요소에 더하여 Tx2와 관련된 원하지 않는 신호 구성요소를 포함할 수 있기 때문에 제공될 수 있다. 이 원치 않는 신호 결합은, 예를 들어, 2개의 안테나(402 및 404) 사이의 전자기 결합으로 인해 발생할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 배열의 사용 예는 MIMO(multiple-in, multiple-out) 구현에 있을 수 있다.
도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 개선된 전기적 밸런스 듀플렉서를 이용하는 쿼드플렉서의 예시적인 구현이 도시되어 있다.
예시적인 n-플렉서의 구현이 전술한 바와 같은 듀플렉서의 예시적인 구현으로부터 명백하다는 것이 도 7 및 다음의 설명으로부터 명백할 것이다.
도 7의 예시적인 쿼드플렉서는 도 2a의 듀플렉서의 동일한 구조 배열을 이용한다. 도 2a의 배열의 요소가 도 7의 배열의 요소에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호가 사용되며 더 이상의 논의는 필요하지 않다.
도 7의 쿼드플렉서에서, 2개의 송신 신호(Tx1 및 Tx2)가 제공되고, 2개의 수신기 신호(Rx1 및 Rx2)가 수신된다.
송신 신호(Tx1 및 Tx2)는 하이브리드 회로(202)의 포트(226)에 대한 각각의 전력 증폭기(204a 및 204b)에 각각의 신호 라인(208a 및 208b) 상에서 제공된다.
라인(212) 상의 수신 신호는, 라인(214a 및 214b) 상의 각각의 수신 신호(Rx1 및 Rx2)를 제공하는 각각의 저잡음 증폭기(206a 및 206b)에 대한 입력으로서 제공된다.
도 7의 배열로부터, 도 2a에 도시된 바와 같은 듀플렉서 배열의 간단한 확장은 전력 증폭기(204)를 n개의 전력 증폭기로 대체하여 n개의 송신 신호를 처리하고, 저잡음 증폭기(206)를 n개의 저잡음 증폭기로 대체하여 n개의 수신 신호를 처리하여 n-플렉서를 구현한다는 것이 명백하다. 참조 번호 290은 전력 증폭기의 확장을 나타내고, 참조 번호 292는 저잡음 증폭기의 확장을 나타낸다.
이제 하이브리드 접합부의 구현 예가 논의된다. 하이브리드 접합부에 대한 다양한 구현이 존재한다. 하이브리드 접합부는 또한 하이브리드 변압기(hybrid transformer), 하이브리드 코일, 브리지 변압기, 매직 티(magic tee), 래트 레이스 커플러(rat-race coupler), 하이브리드 커플러 또는 하이브리드 회로로 또한 지칭될 수 있다.
도 8a 및 8b는 도 2a 또는 도 4의 하이브리드 접합부(202 및 264)의 예시적인 구현을 도시한다.
도 8a에 도시된 예의 하이브리드 접합부(202)의 구현은 1차 권선(502 및 504) 및 2차 권선(506)을 포함하는 변압기일 수 있다. 1차 권선(502)은 N1개의 턴(turn)을 포함하고, 1차 권선(504)은 rN1개의 턴(권선(502)의 턴의 배수)을 포함한다. 2차 권선(506)은 N2개의 턴을 포함한다. 1차 권선(502)의 하나의 단자는 포트(P2)에 연결되고, 1차 권선(504)의 하나의 단자는 포트(P4)에 연결된다. 1차 권선(502 및 504)의 다른 단자는 포트(P1)에서 함께 연결된다. 2차 권선(506)은 포트(P3)에 연결된다.
도 8a에 도시된 하이브리드 접합부(202)의 예시적인 구현에서, 전력 증폭기에 의해 공급되는 송신 전류는 1차 권선의 중앙 탭에서 하이브리드 접합부로 들어간다. 1차 권선의 중앙 탭은 포트(P1)로 표시된다. 이 송신 전류는 반대 방향으로 흐르는 2개의 경로 사이에서 분할되며, 하나의 구성요소는 권선(502)을 통해 포트(P2)로 흐르고, 하나의 구성요소는 권선(504)을 통해 포트(P4)로 흐른다. 이러한 전류의 상대적인 크기는 r로 표시된 변압기 태핑 비율, 및 포트(P2 및 P4)에 연결된 임피던스 값에 의해 결정된다. 위에서 논의된 바와 같이, 하이브리드 접합부에 연결된 임피던스 중 하나 이상은 바람직하게는 튜닝 가능한 임피던스이며, 이는 권선(502 및 504)에 흐르는 이들 2개의 전류가 제거할 수 있는 동일하지만 반대인 자기 플럭스를 생성하도록 조정되며, 따라서 제로 전류는 변압기 배열의 2차 권선(506)에서 유도되고, 수신기는 송신기로부터 격리된다.
반대로, 예를 들어, 차동 신호가 포트(P2 및 P4)에 걸쳐 인가되는 경우, 1차 권선을 통해 동일한 방향으로 흐르는 전류는 이 신호가 p1이 아니라 P3에 결합되게 할 것이다.
도 8b에 도시된 예의 하이브리드 접합부(264)의 구현은 1차 권선(510 및 512) 및 2차 권선(508)을 포함하는 변압기일 수 있다. 1차 권선(512)은 M1개의 턴(turn)을 포함하고, 1차 권선(512)은 rM1개의 턴(권선(510)의 턴의 배수)을 포함한다. 2차 권선(508)은 M2개의 턴을 포함한다. 1차 권선(510)의 하나의 단자는 포트(Q2)에 연결되고, 1차 권선(512)의 하나의 단자는 포트(Q4)에 연결된다. 1차 권선(510 및 512)의 다른 단자는 포트(Q1)에서 함께 연결된다. 2차 권선(508)은 포트(Q3)에 연결된다.
도 8a에는 송신기, 수신기 및 필터 모듈에 대한 하나의 가능한 세트의 연결로 라벨링되어 있으며, 이들은, 예를 들어, 변압기가 도 2a 또는 도 2b 또는 도 4의 하이브리드 접합부(202)의 구현에서 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 연결의 매핑이 또한 가능하다.
마찬가지로, 도 8b는 도 2a 또는 도 2b 또는 도 4의 하이브리드 접합부(264)를 구현하기 위해 변압기가 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 예를 제공한다. 마찬가지로, 안테나, 가변 임피던스 및 필터 모듈에 대한 연결을 나타내는 라벨은 예시적인 것이며, 예를 들어, 신호 접합부에서 다른 위상을 사용하는 다른 실시예에서 다른 연결의 매핑이 또한 가능하다(예컨대, 도 2a 대 도 2b).
도 9a 및 9b는 도 2a 또는 도 4의 하이브리드 접합부(202 및 264)의 추가의 예시적인 구현을 도시한다. 이 예시적인 구현에서, 하이브리드 접합부(202 및 204) 각각은 래트-레이스 커플러(하이브리드 링으로 또한 알려짐)를 사용하여 구현된다.
도 9a 및 9b는 마이크로스트립 기술을 사용하여 구현된 래트-레이스 커플러의 예를 도시한다. 래트-레이스 커플러의 동작은 마이크로스트립 구조의 기하학적 구조에 의존한다.
도 9a에서 래트-레이스 커플러(600)의 포트는 u1, u2, u3, u4로 표시되고, 동작 주파수에서 파장의 분수(fraction)와 관련된 선택된 거리에서 링 구조(600) 주위에서 분리된다. u1과 u2는 1/4 파장만큼 분리되어 있고, 이는, 포트 u1에서 u2로 직접 이동할 때, 신호가 이러한 포트 사이에서 -90° 위상 시프트를 경험한다는 것을 의미한다. 포트 u1에서 u2로 간접적으로 이동할 때, 링 구조 주변의 더 긴 경로를 통해 (다른 방향으로) 신호는 -450° 위상 시프트를 경험하므로, -90° 위상 시프트를 경험한 신호와 동위상으로 포트(u2)에 도착한다. 포트(u2와 u3) 사이 및 포트(u3과 u4) 사이의 결합에서도 마찬가지이다. u2에서 u4로 반시계 방향으로 이동하는 신호가 180° 위상 시프트를 경험하는 반면에 시계 방향으로 이동하는 신호는 360° 위상 시프트를 경험하므로, 포트(u2)에 들어오는 신호는 포트 u4에 결합되지 않고, 이로써 이들 포트를 격리시킨다. 포트(u3과 u1) 간의 관계도 마찬가지이며, 또한 이러한 포트도 격리된다. 래트-레이스 커플러(600)는 도 2a의 예시적인 실시예에서 하이브리드 접합부(202)로서 사용될 수 있다. 도 9a에는 또한 송신기, 수신기 및 필터 모듈에 대한 하나의 가능한 세트의 연결로 라벨링되어 있으며, 이들은, 예를 들어, 래트-레이스 커플러(600)가 도 2a 또는 도 4의 하이브리드 접합부(202)의 구현에서 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 연결의 매핑이 또한 가능하다. 마찬가지로, 도 9b는 래트-레이스 커플러(602)가 도 2a 또는 도 4의 하이브리드 접합부(264)를 구현하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 예를 제공한다. 마찬가지로, 안테나, 가변 임피던스 및 필터 모듈에 대한 연결을 나타내는 라벨은 예시적이며, 다른 연결 매핑이 또한 가능하다.
도 10a 및 10b는 신호 접합부의 추가 구현을 도시한다. 이 예에서는, 직교 하이브리드 커플러가 사용된다. 신호 접합부(1001)는 자신의 포트 중 하나에서 직렬로 연결된 -90° 위상 시프터(1003)를 갖는 직교 하이브리드 커플러(1002)를 포함한다. 직교 하이브리드 커플러는 자신의 포트 중 어느 하나의 입력에서 신호를, 인접 포트에서 출력 신호 간에 90°(직교) 위상 차이가 있는 한 쌍의 출력 신호로 분할하는 것으로 잘 알려져 있다. 위상 시프터(1003)의 포함은, 신호 접합부(1001)가 180° 하이브리드 접합부의 것과 동일한, 포트 사이의 상대적 위상 관계를 갖는다는 효과를 갖는다. 위상 시프터(1003)는 직교 하이브리드 커플러(1002)의 포트 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
포트(L1)에 들어오는 신호는 포트(L2 및 L3) 사이에서 분할된다. 포트(L2)에서의 결과적인 신호 출력은 직교 하이브리드 커플러(1002)로 인해 180°만큼 위상 시프트된다. 포트(L3)에서의 결과적인 신호 출력은 또한 직교 커플러(1002) 및 -90° 위상 시프터(1003)의 결합된 영향으로 인해 180°만큼 시프트된다. 따라서 포트(L3)에 들어오는 신호는 포트(L2 및 L3)에서 공통 모드로 나타난다.
마찬가지로, 포트(L2와 L3)에 걸쳐 차동 모드로 나타나는 신호가 포트(L1)가 아닌 포트(L4)에서 출력될 것이라는 것이 이러한 신호 접합부의 위상 관계에서 알 수 있다.
도 10a는 또한 송신기, 수신기 및 필터 모듈에 대한 하나의 가능한 세트의 연결로 라벨링되어 있으며, 이들은, 예를 들어, 신호 접합부(1001)가 이전 도면의 하이브리드 접합부(202)의 구현에서 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 연결의 매핑이 또한 가능하다.
마찬가지로, 도 10b는 하이브리드 커플러(1005) 및 -90° 위상 시프터(1006)를 사용하는 신호 접합부(1004)가 도 2a 또는 도 4의 하이브리드 접합부(264)를 구현하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 예를 제공한다. 마찬가지로, 안테나, 가변 임피던스 및 필터 모듈에 대한 연결을 나타내는 라벨은 예시적이며, 다른 연결 매핑이 또한 가능하다.
개선된 전기적 밸런스 주파수 듀플렉서가 도 2a에 도시된 바와 같이 구현되고 하이브리드 접합부(202)를 구현하기 위해 도 8a에 도시된 유형의 하이브리드 변압기를 사용하는 경우, 밸런스 주파수 듀플렉서(706 및 708)의 수신기 권선(506)을 저잡음 증폭기(716)의 차동 입력에 걸쳐 병렬로 연결하는 것이 가능할 수 있다.
가변 필터 및/또는 가변 안테나 밸런스 임피던스의 구현 및 도 3에 도시된 것과 같은 제어를 위한 마이크로프로세서의 사용은 도 2a, 2b 또는 4에 도시된 배열 중 어느 하나를 포함하여 개선된 전기적 밸런스 회로의 임의의 구현에 적용될 수 있다.
개선된 전기적 밸런스 회로는 도 8a, 8b, 9a, 9b, 10a 및 10b 중 어느 하나에 도시된 하이브리드 접합부/신호 접합부 배열 중 임의의 하나를 사용할 수 있고, 다른 구현을 사용할 수 있다.
n-플렉서, MIMO, 또는 n-플렉서 또는 MIMO의 차동 회로 배열은 설명된 바와 같은 임의의 전기적 밸런스 회로 및/또는 설명된 바와 같은 임의의 하이브리드/신호 접합부를 사용할 수 있다.
다양한 예 및 실시예는 하이브리드 접합부, 특히 제1 및 제2 하이브리드 접합부에 관한 것이다. 일반적으로, 제1 및 제2 하이브리드 접합부는 제1 및 제2 신호 접합부이다. 하이브리드 접합부 및 신호 접합부라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때마다 상호 교환 가능하다. 제1 신호 접합부는 도시된 하이브리드 접합부와 같은 4-포트 신호 접합부인 것이 바람직하다. 제2 신호 접합부는 발룬과 같은 3-포트 신호 접합부일 수 있고, 도시된 하이브리드 접합부와 같은 4-포트 하이브리드 접합부인 것이 바람직하다.
일반적으로 제1 신호 접합부는 자신의 2개의 포트로부터 출력되는 한 쌍의 차동 모드 또는 공통 모드 송신 신호를 생성한다. 차동 모드 또는 공통 모드 송신 신호는 제2 신호 접합부의 2개의 포트에 연결되어, 그들이 제2 신호 접합부의 안테나 포트에서 동위상으로 결합된다.
일반적으로 제2 신호 접합부는 자신의 2개의 포트로부터 출력되는 한 쌍의 차동 모드 또는 공통 모드 수신 신호를 생성한다. 차동 모드 또는 공통 모드 수신 신호는 제1 신호 접합부의 2개의 포트에 연결되어, 그들이 제1 신호 접합부의 안테나 포트에서 동위상으로 결합된다.
하나 이상의 필터 및 하나 이상의 위상 시프터는 바람직하게는 한 쌍의 송신 경로 중 하나 이상 또는 한 쌍의 수신 경로 쌍 중 하나 이상에 포함되어, 송신 신호가 제2 신호 접합부의 안테나 포트에서 동위상으로 결합되고 수신 신호가 제1 신호 접합부의 수신 포트에서 위상으로 결합된다.
다양한 예 및 실시예가 회로 또는 장치로서 제시되었다. 본 발명은 회로 또는 장치에 제한되지 않는다. 본 발명은 방법 또는 프로세스에 의해 구현될 수 있다. 방법 또는 프로세스는 컴퓨터 처리 기술을 이용하여 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 위의 예에서 예시된 프로세서와 같은 프로세서에서 실행될 때, 적어도 부분적으로 임의의 방법 또는 프로세스를 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 제공될 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다.
본 발명을 예시하기 위해 다양한 예 및 실시예가 제시되었다. 예 및 실시예의 양상이 결합될 수 있다. 예를 들어, n-플렉서, MIMO 및 차동 배열의 예시적인 구현이 설명된다. 이들 각각은 결합될 수 있다.
본 발명은 다양한 실시예 및 구현을 참조하여 설명되었다. 본 발명은 임의의 예의 세부사항으로 제한되지 않는다. 본 발명에 의해 제공되는 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.

Claims (76)

  1. 공통 안테나에서 사용하기 위해, 송신 주파수에서 송신 신호를 송신하고 수신기 주파수에서 수신 신호를 수신하기 위한 회로로서,
    상기 송신 신호를 수신하기 위한 송신 포트, 상기 수신 신호를 출력하기 위한 수신 포트, 제3 포트 및 제4 포트를 갖는 제1 신호 접합부(signal junction) ― 상기 제3 포트 및 제4 포트는 상기 송신 포트에서 상기 송신 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 출력하고, 결합되어 상기 수신 포트로 제공되는 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ;
    안테나에 대한 연결을 위한 안테나 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 갖는 제2 신호 접합부 ― 상기 제2 포트 및 제3 포트는 상기 안테나 포트에서 수신된 신호로부터 분할된 상기 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 출력하고, 결합되어 상기 안테나 포트에 제공되는 상기 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ;
    상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 또는 상기 한 쌍의 차동 모드 수신 신호 또는 공통 모드 수신 신호 중 하나의 경로에 연결된 위상 인버터(phase inverter) ― 상기 수신기 포트에서 수신된 한 쌍의 수신 신호는 동위상(in-phase)이고, 상기 안테나 포트에서 수신된 한 쌍의 송신 신호는 동위상임 ― 를 포함하는,
    회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 연결된 송신 필터를 더 포함하는,
    회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 위상 인버터는 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 연결되는,
    회로.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 송신 필터의 감쇠 주파수는 가변적인,
    회로.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적인,
    회로.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결된 추가의 송신 필터를 더 포함하는,
    회로.
  7. 제6항에 있어서, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 종속할 때, 상기 위상 인버터는 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결되는,
    회로.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 추가의 송신 필터의 감쇠 주파수는 가변적인,
    회로.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적인,
    회로.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 연결된 수신 필터를 더 포함하는,
    회로.
  11. 제10항에 있어서, 제3항에 종속하지 않고 제2항 또는 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 종속할 때, 상기 위상 인버터는 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 연결되는,
    회로.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 수신 필터의 감쇠 주파수는 가변적인,
    회로.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적인,
    회로.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결된 추가의 수신 필터를 더 포함하는,
    회로.
  15. 제14항에 있어서, 제3항 또는 제11항에 종속하지 않고 제2항 또는 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 종속할 때, 상기 위상 인버터는 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결되는,
    회로.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 추가의 수신기 필터의 감쇠 주파수는 가변적인,
    회로.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적인,
    회로.
  18. 제1항에 있어서,
    제1 필터 모듈 ― 상기 제1 필터 모듈은:
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 제1 경로에 연결된 제1 송신 필터; 및
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 제2 경로에 연결된 제1 수신기 필터를 포함함 ― ;
    제2 필터 모듈 ― 상기 제2 필터 모듈은:
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제3 경로에 연결된 제2 송신 필터; 및
    상기 수신기 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제4 경로에 연결된 제2 수신기 필터를 포함함 ― 을 더 포함하고,
    상기 위상 인버터는 상기 제1 경로, 제2 경로, 제3 경로 또는 제4 경로 중 하나에 연결되는,
    회로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터 및 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터 각각의 감쇠 주파수는 가변적인,
    회로.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터의 감쇠 주파수는 수신 주파수에 대응하고, 상기 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터의 감쇠 주파수는 송신 주파수에 대응하는,
    회로.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈 각각에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 가변적인,
    회로.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 상기 제2 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스와 실질적으로 동일한,
    회로.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일한,
    회로.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 상기 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일한,
    회로.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 또는 제2 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 상기 제1 신호 접합부의 상기 송신 포트와 상기 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 변경되는,
    회로.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 각각에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 각각이 상이한 값을 갖도록 변경되는,
    회로.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 안테나 밸런스 임피던스(antenna balancing impedance)에 대한 연결을 위한 제4 포트를 갖는,
    회로.
  28. 제27항에 있어서, 상기 안테나 밸런스 임피던스는 가변적인,
    회로.
  29. 제28항에 있어서, 상기 안테나 밸런스 임피던스는 상기 제1 하이브리드 접합부의 상기 송신 포트와 상기 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 변경되는,
    회로.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 안테나 밸런스 임피던스는 상기 안테나 임피던스를 보상하도록 변경되는,
    회로.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부인,
    회로.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부인,
    회로.
  33. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 상기 제3 포트 또는 제4 포트에 연결된 90°위상 시프터(phase shifter)를 갖는 90° 하이브리드 접합부인,
    회로.
  34. 제1항 내지 제31항 또는 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 상기 제2 포트 또는 제3 포트에 연결된 90° 위상 시프터를 갖는 90° 하이브리드 접합부인,
    회로.
  35. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 래트-레이스 커플러(rat-race coupler)인,
    회로.
  36. 제1항 내지 제30항, 제31항, 제33항 또는 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 래트-레이스 커플러인,
    회로.
  37. 제1항 내지 제30항, 제31항, 제33항 또는 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 발룬(balun)인,
    회로.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부의 제1 포트는 무선 주파수(RF) 전력 증폭기에 연결되고, 상기 제1 최종 접합부의 제2 포트는 저잡음 증폭기(LNA)에 연결되는,
    회로.
  39. 공통 안테나에서 사용하기 위해, 송신 주파수에서 송신 신호를 송신하고 수신기 주파수에서 수신 신호를 수신하는 방법으로서,
    상기 송신 신호를 수신하기 위한 송신 포트, 상기 수신 신호를 출력하기 위한 수신 포트, 제3 포트 및 제4 포트를 갖는 제1 신호 접합부를 제공하는 단계 ― 상기 제3 포트 및 제4 포트는 상기 송신 포트에서 상기 송신 신호로부터 분할된 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 출력하고, 결합되어 상기 수신 포트로 제공되는 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ;
    안테나에 대한 연결을 위한 안테나 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 갖는 제2 신호 접합부를 제공하는 단계 ― 상기 제2 포트 및 제3 포트는 상기 안테나 포트에서 수신된 신호로부터 분할된 상기 한 쌍의 공통 모드 수신 신호 또는 차동 모드 수신 신호를 출력하고, 결합되어 상기 안테나 포트에 제공되는 상기 한 쌍의 공통 모드 송신 신호 또는 차동 모드 송신 신호를 수신하기 위한 것임 ― ;
    상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 또는 상기 한 쌍의 차동 모드 수신 신호 또는 공통 모드 수신 신호 중 하나의 경로에 위상 인버터를 연결하는 단계 ― 상기 수신기 포트에서 수신된 한 쌍의 수신 신호는 동위상이고, 상기 안테나 포트에서 수신된 한 쌍의 송신 신호는 동위상임 ― 를 포함하는,
    방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된 송신 필터를 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 경로에 상기 위상 인버터를 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 송신 필터의 감쇠 주파수를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  43. 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  44. 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된 추가의 송신 필터를 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  45. 제44항에 있어서, 제40항, 제42항 또는 제43항 중 어느 한 항에 종속할 때, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 경로에 상기 위상 인버터를 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  46. 제44항 또는 제45항에 있어서, 상기 추가의 송신 필터의 감쇠 주파수를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  47. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  48. 제39항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된 수신 필터를 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  49. 제48항에 있어서, 제41항에 종속하지 않고 제40항 또는 제42항 내지 제47항 중 어느 하나에 종속할 때, 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 경로에 상기 위상 인버터를 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  50. 제48항 또는 제49항에 있어서, 상기 수신 필터의 감쇠 주파수를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  51. 제48항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  52. 제48항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된 추가의 수신 필터를 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  53. 제52항에 있어서, 제41항 또는 제49항에 종속하지 않고 제40항 또는 제42항 내지 제51항 중 어느 한 항에 종속할 때, 상기 위상 인버터는 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 나머지 하나의 경로에 연결되는,
    방법.
  54. 제52항 또는 제53항에 있어서, 상기 추가의 수신 필터의 감쇠 주파수를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  55. 제52항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  56. 제39항에 있어서,
    제1 필터 모듈을 제공하는 단계 ― 상기 제1 필터 모듈을 제공하는 단계는:
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 하나의 제1 경로에 연결된 제1 송신 필터를 제공하는 단계; 및
    상기 송신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 수신기 신호 또는 공통 모드 수신기 신호 중 하나의 제2 경로에 연결된 제1 수신기 필터를 제공하는 단계를 포함함 ― ;
    제2 필터 모듈을 제공하는 단계 ― 상기 제2 필터 모듈을 제공하는 단계는:
    상기 수신 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제3 경로에 연결된 제2 송신 필터를 제공하는 단계; 및
    상기 수신기 주파수에서 신호를 감쇠시키도록 구성된, 상기 한 쌍의 차동 모드 송신 신호 또는 공통 모드 송신 신호 중 나머지 하나의 제4 경로에 연결된 제2 수신기 필터를 제공하는 단계를 포함함 ― 를 더 포함하고,
    상기 위상 인버터는 상기 제1 경로, 제2 경로, 제3 경로 또는 제4 경로 중 하나에 연결되는,
    방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터 및 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터 각각의 감쇠 주파수를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터의 감쇠 주파수는 수신 주파수에 대응하고, 상기 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터의 감쇠 주파수는 송신 주파수에 대응하는,
    방법.
  59. 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈 각각에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 상기 제2 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스와 실질적으로 동일한,
    방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 상기 제1 송신 필터 및 제2 송신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일한,
    방법.
  62. 제60항 또는 제61항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 및 제2 필터 모듈의 상기 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 실질적으로 동일한,
    방법.
  63. 제59항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터 모듈 또는 제2 필터 모듈에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 상기 제1 신호 접합부의 상기 송신 포트와 상기 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 변경되는,
    방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 각각에 의해 상기 제1 신호 접합부에 제공된 임피던스는 각각이 상이한 값을 갖도록 변경되는,
    방법.
  65. 제39항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 안테나 밸런스 임피던스에 대한 연결을 위한 제4 포트를 갖는,
    방법.
  66. 제65항에 있어서, 상기 안테나 밸런스 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  67. 제66항에 있어서, 제1 하이브리드 접합부의 송신 포트와 수신 포트 사이의 간섭을 최소화하도록 상기 안테나 밸런스 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  68. 제66항 또는 제67항에 있어서, 상기 안테나 임피던스를 보상하도록 상기 안테나 밸런스 임피던스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  69. 제39항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부인,
    방법.
  70. 제39항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 180° 하이브리드 접합부인,
    방법.
  71. 제39항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 상기 제3 포트 또는 제4 포트에 연결된 90° 위상 시프터를 갖는 90° 하이브리드 접합부인,
    방법.
  72. 제39항 내지 제69항 또는 제71항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 상기 제2 포트 또는 제3 포트에 연결된 90°위상 시프터를 갖는 90° 하이브리드 접합부인,
    방법.
  73. 제39항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부는 래트-레이스 커플러인,
    방법.
  74. 제39항 내지 제68항, 제69항, 제71항 또는 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 래트-레이스 커플러인,
    방법.
  75. 제39항 내지 제68항, 제69항, 제71항 또는 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 신호 접합부는 발룬인,
    방법.
  76. 제39항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 신호 접합부의 제1 포트는 무선 주파수(RF) 전력 증폭기에 연결되고, 상기 제1 최종 접합부의 제2 포트는 저잡음 증폭기(LNA)에 연결되는,
    방법.
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