(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅器ラインナップとアンテナとの間の信号インピーダンスを整合するための装置であって、
第１の入力、第１の出力、第１の容量素子および該第１の容量素子と並列に接続され、オンオフにより容量が切り替えられる第１の可変容量素子を有する可変整合回路であって、第１の入力は、電力増幅器から信号を受信するように構成され、前記第１の可変容量素子を選択的に動作可能にして、インピーダンス整合した信号を発生するように構成されている可変整合回路と、
第２の入力、第２の出力、第２の容量素子および該第２の容量素子と並列に接続され、オンオフにより容量が切り替えられる第２の可変容量素子を有する可変高調波フィルタであって、第２の入力は第１の出力と結合して前記インピーダンス整合した信号を受信するように構成され、前記第２の可変容量素子を選択的に動作可能にして、前記インピーダンス整合した信号の望ましくない高調波をフィルタリング除去するように構成され、前記第２の出力が、前記アンテナと結合するように構成されている可変高調波フィルタと、
を備え、
前記可変整合回路は、複数の異なる変調タイプおよび複数の異なる無線周波（ＲＦ）電力レベルを有する信号を送信するために、前記第１の可変容量素子を選択的にオンオフして前記第１の可変容量素子を前記電力増幅器ラインナップのインピーダンス整合を行うように可変的に構成され、前記可変高調波フィルタは、前記第２の可変容量素子を選択的にオンオフして複数の異なる周波数帯域および複数の異なる変調タイプの信号が通過するように可変的に構成されている装置。
【請求項２】
前記可変整合回路が、前記第１の可変容量素子を選択的にオンオフし、前記可変高調波フィルタが、前記第２の可変容量素子を選択的にオンオフすることで、前記フィルタリングし、インピーダンス整合した信号が、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つ、複数の異なる変調タイプ、および複数の異なるＲＦ電力レベルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可変整合回路が前記第１の可変容量素子を選択的にオンオフし、前記可変高調波フィルタが前記第２の可変容量素子を選択的にオンオフすることで、前記フィルタリングし、インピーダンス整合した信号が、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つを含み、第１の周波数帯域が８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの範囲内に含まれ、第２の周波数帯域が１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの範囲内に含まれる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
異なる特性を有する複数の通信信号を、第１の容量素子及び該第１の容量素子と並列に接続され、オンオフにより容量が切り替えられる第１の可変容量素子を含む可変整合回路と、第２の容量素子及び該第２の容量素子と並列に接続され、オンオフにより容量が切り替えられる第２の可変容量素子を含む可変高調波フィルタとを備える１つの電力増幅器ラインナップからアンテナに送信するための方法であって、
低帯域周波数または高帯域周波数を含む複数の信号を生成するステップと、
前記可変整合回路が、低帯域周波数、第１及び第２の変調タイプのうちの一つ、及び第１及び第２の無線周波（ＲＦ）電力レベルのうちの一つを有する第１の信号を受信した場合、前記第１の可変容量素子をオンにして第１のインピーダンス整合された信号を生成するステップと、
前記可変高調波フィルタが、前記第１のインピーダンス整合された信号を受信するステップと、
前記第２の可変容量素子をオンにして前記第１のインピーダンス整合された信号から第１のフィルタリングされ、かつインピーダンス整合された信号を生成するステップと、
前記可変整合回路が、高帯域周波数、第１及び第２の変調タイプのうちの一つ、及び第１及び第２のＲＦ電力レベルのうちの一つを有する第２の信号を受信した場合、前記第１の可変容量素子をオフにして第２のインピーダンス整合された信号を生成するステップと、
前記可変高調波フィルタが、前記第２のインピーダンス整合された信号を受信するステップと、
前記第２の可変容量素子をオフにして前記第２のインピーダンス整合された信号から第２のフィルタリングされ、かつインピーダンス整合された信号を生成するステップと、
前記第１のフィルタリングされ、かつインピーダンス整合された信号を前記１つの電力増幅器ラインナップから前記アンテナに送信するステップと、
前記第２のフィルタリングされ、かつインピーダンス整合された信号を前記１つの電力増幅器ラインナップから前記アンテナに送信するステップと、
を含み、
前記第１の変調タイプは前記第２の変調タイプとは異なり、前記第１のＲＦ電力レベルは前記第２のＲＦ電力レベルとは異なる、方法。
【請求項５】
前記低帯域周波数が８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの範囲内に含まれ、前記高帯域周波数が１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの範囲内に含まれる、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、通信装置に関し、特に、トランシーバおよび送信機の電力増幅器ラインナップに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、移動通信用グローバル・システム（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）変調を使用する多くの携帯電話は、２つの周波数帯域８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚを利用している。両方の周波数帯域を使用するために、携帯電話は、一般に無線周波フロントエンド・モジュール内に複数の電力増幅器（ＰＡ）ラインナップを含む。ＧＳＭ携帯電話においては、通常２つのＰＡラインナップ、すなわち、低い周波数帯域信号（例えば、８２４メガヘルツ（ＭＨｚ）〜９１５ＭＨｚ）用のラインナップおよび高い周波数帯域信号（例えば、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ）用のラインナップが存在する。
【０００３】
各信号帯域用のインピーダンス整合ネットワークおよび高調波フィルタ・システムはかなり異なっているので、低周波数帯域信号および高周波数帯域信号用の別々のラインナップを使用することが望ましい。すなわち、低周波数帯域信号用のＰＡ出力インピーダンス整合ネットワークは、高周波数帯域のＰＡをアンテナ・スイッチ・インピーダンスと整合を行う際にうまく機能しない。単一のＰＡラインナップを両方の周波数帯域に利用した場合には、最適化した低周波数信号帯域の整合ネットワークが、高周波数信号帯域の動作に対してかなりの不整合を生じ、そのため挿入損失が非常に大きくなる。さらに、低周波数帯域信号用の高調波フィルタ回路は、高周波数帯域信号に適していない。何故なら、低周波数帯域の高調波フィルタは、高周波数帯域の送信信号をほぼ完全に拒否するからである。それ故、現在の携帯電話は、２つ以上のＰＡラインナップを使用するシステムを有しているので、コストが高くなり、携帯電話のサイズが大きくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故、２つ以上の周波数帯域を１つのＰＡラインナップに結合することができる方法および装置を提供することが望ましい。さらに、通信装置の製品の全体のサイズおよびコストを低減するために、このような装置および方法を使用することが望ましい。
【０００５】
さらに、添付の図面および本発明の背景を参照しながら、本発明の下記の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を読めば、他の望ましい機能および特性をよりよく理解することができるだろう。
【０００６】
類似の参照番号が類似の要素を示している添付の図面を参照しながら種々の実施形態について以下に説明する。
下記の詳細な説明は、単に例示としてのものであって、可能な実施形態の範囲または用途を制限するためのものではない。さらに、上記技術分野、背景、概要または下記の詳細な説明に記載されているいかなる明示的または暗黙的理論によっても本発明を制限するものではない。
【０００７】
本明細書においては、機能的および／または論理的ブロック・ネットワークおよび種々の処理ステップにより、種々の実施形態について説明する。このようなブロック・ネットワークは、任意の数のハードウェア、ソフトウェアおよび／または特定の機能を実行するように構成されているファームウェア・ネットワークにより実行することができる。
【０００８】
説明を簡単にするために、半導体処理、パッケージング、および半導体装置に関連する従来の技術およびシステムについては、本明細書においては詳細に説明しない。
すでに説明したように、従来の通信装置（例えば、携帯電話）は、種々の点で満足できるものではない。例えば、図１を参照すると、従来技術のトランシーバ１００は、低周波数信号（例えば、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの周波数を有する信号）を送信するための低周波数電力増幅器（ＰＡ）ラインナップ１１０、および高周波数信号（例えば、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの周波数を有する信号）を送信するための高周波数ＰＡラインナップ１５０を含む。
【０００９】
低周波数ＰＡラインナップ１１０は、種々のシステム構成要素（それぞれ以下に説明する、例えば、ドライバ１２０、ＰＡ１３０、および低域フィルタ１４０）間に結合している複数の低帯域整合回路（例えば、低帯域整合回路１１２、低帯域整合回路１１４、および低帯域整合回路１１６）を含む。図１の例の場合には、低帯域整合回路１１２は、信号発生器（図示せず）およびドライバ１２０の入力と結合していて、信号発生器から低周波数信号１０５を受信するように構成されている。低帯域整合回路１１４は、ドライバ１２０の出力と結合していて、またＰＡ１３０の入力と結合していて、低帯域整合回路１１６は、ＰＡ１３０の出力と結合していて、また低域フィルタ１４０の入力と結合している。
【００１０】
同様に、高周波数ＰＡラインナップ１５０も、種々のシステム構成要素（それぞれ以下に説明する、例えば、ドライバ１７０、ＰＡ１８０、および高域フィルタ１９０）間に結合している複数の高帯域整合回路（例えば、高帯域整合回路１６２、高帯域整合回路１６４、および高帯域整合回路１６６）を含む。図１に示すように、高帯域整合回路１６２は、信号発生器およびドライバ１７０の入力と結合していて、信号発生器から高周波数信号１５５を受信するように構成されている。高帯域整合回路１６４は、ドライバ１７０の出力と結合していて、またＰＡ１８０の入力と結合していて、高帯域整合回路１６６は、ＰＡ１８０の出力と結合していて、また高域フィルタ１９０の入力と結合している。
【００１１】
さらに、トランシーバ１００は、アンテナ１９４と結合しているスイッチ１９２を含む。この場合、アンテナ１９４は、通常、信号を送信するためのインピーダンス要件を含む。さらに、スイッチ１９２は、低周波数ＰＡラインナップ１１０、高周波数ＰＡラインナップ１５０および受信機１９６間で切り替えを行うように構成されている。
【００１２】
動作中、トランシーバ１００が、例えば、通信基地局（図示せず）から信号（図示せず）を受信すると、信号キャリヤは、トランシーバ１００に、出力信号を送信する場合に、どの帯域幅（すなわち、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚまたは１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ）を使用するのかを指示する。トランシーバ１００がこの指示を受信すると、トランシーバ１００は、低周波数信号１０５または高周波数信号１５５を使用するのかにより、低周波数ＰＡラインナップ１１０または高周波数ＰＡラインナップ１５０を適切に選択するためにスイッチ１９２を使用する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図２は、複数の周波数帯域の周波数を有する信号２０５を送信するために、１つの低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む送信機を有するトランシーバ２００の一実施形態である。一実施形態による低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、種々のシステム構成要素（例えば、それぞれ以下に説明するドライバ２２０、ＰＡ２３０、および低域／高域フィルタ２４０）と結合している複数の整合回路（例えば、整合回路２１２、整合回路２１４、および整合回路２１６）を含む。図２の実施形態の場合には、整合回路２１２は、ドライバ２２０の入力と結合していて、整合回路２１４は、ドライバ２２０の出力と結合していて、またＰＡ２３０の入力と結合していて、整合回路２１６は、ＰＡ２３０の出力と結合していて、また低域／高域フィルタ２４０の入力と結合している。この場合、ドライバ２２０およびＰＡ２３０は、それぞれ低周波数または高周波数を有する通信信号を増幅することができる、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意のドライバまたはＰＡであってもよい。さらに、ドライバ２２０およびＰＡ２３０は、それぞれ、信号２０５を任意の所望のレベルに増幅するように適切に構成されている。さらに、ドライバ２２０およびＰＡ２３０は、それぞれ、トランシーバ２００が送信した複数の各帯域の実質的にすべての周波数を含むように、十分広い帯域幅で動作するように適切に構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
一実施形態の場合には、整合回路２１２、２１４および２１６は、それぞれ、トランシーバ２００のその各システム構成要素の入力と出力間の信号２０５のインピーダンスに整合するように、可変的に構成することができる。一実施形態の場合には、整合回路２１２、２１４および２１６は、それぞれ、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０が、２つ以上の周波数帯域の周波数を有する信号を送信することができるように、整合回路が、それぞれ結合するシステム構成要素のインピーダンスに可変的に整合するように構成することができる。一実施形態の場合には、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０が送信した信号２０５は、低周波数帯域（例えば、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ）の周波数、および高周波数帯域（例えば、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ）の信号を含んでいる。さらに、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、Ｎ個の周波数帯域の周波数を有する信号に対するシステム構成要素間のインピーダンスに整合することができるように構成することができる。ここで、Ｎは、０（ゼロ）より大きい整数である。
【００１５】
他の実施形態の場合には、整合回路２１２、２１４および２１６は、複数の変調タイプを有する信号２０５を送信することができるように、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０と適切なインピーダンス整合を行うことができるように、可変的に構成することができる。例えば、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、ＧＳＭ、ＧＳＭ進化のための強化データ速度（ＥＤＧＥ）または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調で動作するように構成することができる。
【００１６】
さらに他の実施形態の場合には、整合回路２１２、２１４および２１６は、複数のＲＦ電力レベルを有する信号２０５を送信するために、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０の適切なインピーダンス整合を行うことができるように可変的に構成することができる。例えば、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、約１ミリワットから約３ワットの範囲内の電力を有する信号２０５を送信するように構成することができる。
【００１７】
特に、今まで、整合回路２１２および２１４は可変的に構成することができると説明してきたが、一実施形態の場合には、整合回路２１６だけが可変整合回路であり、整合回路２１２も整合回路２１４も可変整合回路ではない。他の実施形態の場合には、整合回路２１６および整合回路２１４は可変整合回路であり、整合回路２１２は、可変整合回路ではない。さらに他の実施形態の場合には、整合回路２１６および整合回路２１２は可変整合回路であるが、整合回路２１４は、可変整合回路ではない。それ故、整合回路２１２および／または２１４が可変整合回路でない場合には、これらの回路は可変容量素子を含まない。
【００１８】
低／高域フィルタ２４０は、所望の周波数がそこを通して通過することができるように構成することができる。一実施形態の場合には、低／高域フィルタ２４０は、複数の周波数帯域の信号２０５および変調タイプがそこを通して通過することができるようにすることができる構成可能な帯域フィルタである。一実施形態の場合には、低／高域フィルタ２４０は、トランシーバ２００がどの周波数により信号を送信するかにより、低周波数帯域の周波数を有する信号２０５、または高周波数帯域の周波数を有する信号２０５が、低域／高域フィルタ２４０を通過することができるように構成することができる。
【００１９】
一実施形態の場合には、低域／高域フィルタ２４０は、例えば、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの周波数を有する信号２０５がそこを通って通過することができるように構成することができる。例えば、信号２０５は低周波数信号であり、低域／高域フィルタ２４０は、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの基本周波数の高調波信号をフィルタリング除去する。同様に、信号２０５が高周波数信号である場合には、低域／高域フィルタ２４０は、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの基本周波数の高調波信号をフィルタリング除去する。それ故、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、複数のシステム構成要素と（可変整合回路２１２、２１４および２１６を介して）同調整合することができ、複数の周波数帯域の周波数、複数の変調タイプ、および／または複数の電力レベルを有する信号２０５と（低域／高域フィルタ２４０を介して）同調フィルタリングすることができる。
【００２０】
他の実施形態の場合には、低域／高域フィルタ２４０は、複数の信号変調タイプが通過することができるように構成することができる。一実施形態の場合には、低域／高域フィルタ２４０は、ＧＳＭ、ＥＤＧＥまたはＣＤＭＡ変調を有する信号が通過することができるように構成することができる。
【００２１】
トランシーバ２００は、また、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０と受信機２９６間で切替を行うスイッチ２９２を含む。この場合、スイッチ２９２は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意のスイッチであってもよいし、受信機２９６は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意の受信機であってもよい。さらに、図では、受信機２９６は、１つの受信経路しか有していないが、受信機２９６は、複数の周波数帯域の周波数を有する信号を受信するために、任意の数の受信経路を含むことができる。
【００２２】
さらに、スイッチ２９２は、アンテナ２９４と結合している。この場合、アンテナ２９４は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意のアンテナであってもよい。一実施形態の場合には、アンテナ２９４は、約５０オームのインピーダンス要件を含む。しかし、アンテナ２９４は、任意の大きさのインピーダンスを必要とする場合がある。
【００２３】
それ故、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０の種々のシステム構成要素は、ＰＡラインナップ２１０の総インピーダンスを、アンテナ２９４が必要とするインピーダンスと整合させるために、それぞれ個別におよび／または一括して構成することができる。さらに、インピーダンス要件を満たす際に、各可変整合回路２１２、２１４および２１６は、低周波数信号および高周波数信号の両方に対して、信号２０５のインピーダンスを、これらの回路が、それぞれその間に結合しているシステム構成要素の入力および出力に整合するように構成することができる。
【００２４】
動作中、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、異なる周波数、および／または変調および／またはＲＦ電力レベルを有する信号２０５を送信することができる。それ故、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、同じ周波数帯域（例えば、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚまたは１７１０〜１９１０ＭＨｚ）のある周波数を有しているが、異なる変調タイプ（例えば、ＧＳＭ対ＥＤＧＥ、ＧＳＭ対ＣＤＭＡまたはＥＤＧＥ対ＣＤＭＡ）を有し、異なるＲＦ電力（例えば、１ワット対３ワット、０．５ワット対１ミリワット等）を有する信号２０５、同じ信号変調タイプ（例えば、ＣＤＭＡ）を有するが、異なる周波数帯域の周波数および異なるＲＦ電力を有する信号２０５、同じＲＦ電力を有しているが、異なる周波数帯域の周波数を有し、異なる変調タイプを有する信号２０５、同じ周波数帯域の周波数を有し、同じ変調タイプを有しているが、異なるＲＦ電力を有する信号２０５、同じ周波数帯域の周波数を有し、同じＲＦ電力を有しているが、異なる変調タイプを有する信号２０５、同じ変調タイプを有し、同じＲＦ電力を有しているが、異なる周波数帯域の周波数を有する信号２０５、および異なる周波数帯域の周波数を有し、異なる変調タイプを有し、異なるＲＦ電力を有する信号２０５を送信することができる。すなわち、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、複数の周波数帯域の周波数、変調タイプおよびＲＦ電力レベルの任意の組合わせを有する信号２０５を送信することができる。
【００２５】
特に、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０をトランシーバ２００に内蔵されているものとして説明しているが、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０は、また送信機の一部を形成することもできる。それ故、本発明は、トランシーバに限定されるものではなく、信号を送信することができる任意の装置を含む。
【００２６】
図３は、可変整合回路２１６の一実施形態の略図である。図の実施形態の場合には、可変整合回路２１６は、可変容量素子２１６０、可変容量素子２１６１、容量素子２１６２、容量素子２１６３、誘導素子２１６４、および誘導素子２１６５を含む。
【００２７】
可変容量素子２１６０、および２１６１は、それぞれ、所与の電位のために電荷を可変的に蓄えることができる任意の装置であってもよい。さらに、容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意の可変コンデンサまたは可変容量素子であってもよい。一実施形態の場合には、可変容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）容量素子である。他の実施形態の場合には、容量素子２１６０および２１６１は、可変容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、可変容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、別々の直流および無線周波端子を含むＭＥＭＳ可変容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、可変容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、別々の直流および無線周波端子を含む同調可能なＭＥＭＳ可変容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、可変容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、別々の直流およびＲＦ端子を備える２進ＭＥＭＳ可変容量素子である。
【００２８】
一実施形態の場合には、容量素子２１６０および２１６１は、それぞれ、約０．５ピコファラッド（ｐＦ）〜約３０ｐＦの範囲内のオン／オフすることができる容量素子である。容量素子２１６０および２１６１内に別々の直流端子を含んでいるので、種々の実施形態の場合には、可変整合回路２１６は、ＤＣおよびＲＦ信号間にカップリングを導入しなくても、適切な再構成を行うことができる。
【００２９】
一実施形態の場合には、容量素子２１６２および２１６３は、それぞれ約０．５ｐＦ〜約３０ｐＦの範囲内の容量素子である。それ故、容量素子２１６２および２１６３は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意の容量素子であってもよい。同様に、他の実施形態の場合には、誘導素子２１６４および２１６５は、それぞれ、約０．２ナノヘンリー（ｎＨ）〜約１０ｎＨの範囲内の誘導素子である。それ故、誘導素子２１６４および２１６５は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意の誘導素子であってもよい。
【００３０】
図３の実施形態の場合には、可変容量素子２１６０は、容量素子２１６２と並列に結合していて、可変容量素子２１６０および容量素子２１６２は、ノード２１６６を介して誘導素子２１６４と結合している。さらに、誘導素子２１６５は、ノード２１６６と結合していて、ノード２１６７を介して可変容量素子２１６１および容量素子２１６３と結合している。この場合、可変容量素子２１６１および容量素子２１６３は、相互に並列に結合している。特に、図に示すように、可変整合回路２１６は、２つの可変容量素子、２つの容量素子、および２つの誘導素子を含んでいるが、種々の実施形態は、異なる周波数帯域で動作を行う目的で、ＰＡ２３０の出力整合の再構成を行うために、任意の数の可変容量素子、容量素子および誘導素子を使用することができる。
【００３１】
動作中、コントローラ（図示せず）は、トランシーバ２００が低周波数信号を送信している場合には、可変整合回路２１６をＰＡ２３０および低域／高域フィルタ２４０と適切に整合させるために、可変容量素子２１６０および２１６１をオンにする。さらに、コントローラは、トランシーバ２００が高周波数信号を送信している場合には、可変整合回路２１６をＰＡ２３０および低域／高域フィルタ２４０と適切に整合させるために、可変容量素子２１６０および２１６１をオフにする。それ故、可変整合回路２１６は、少なくとも２つの周波数帯域、および／または少なくとも２つの信号変調タイプ、および／または少なくとも２つの電力レベルのインピーダンス整合を行うことができる。
【００３２】
特に、今まで可変整合回路２１６を参照しながら説明してきたが、可変整合回路２１２および２１４は、これらの回路がそれぞれその間に結合しているシステム構成要素と整合するように、可変整合回路２１６と類似の方法で動作するように構成されている。
【００３３】
図４は、低域／高域フィルタ２４０の一実施形態の略図である。図４の実施形態の場合には、低域／高域フィルタ２４０は、４つの可変容量素子２４００〜２４０３、４つの容量素子２４０４〜２４０７および２つの誘導素子２４０８〜２４０９を含む可変高調波フィルタである。
【００３４】
可変容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、所与の電位に対して電荷を可変的に蓄えることができる任意の装置であってもよい。さらに、容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意の可変コンデンサまたは可変容量素子であってもよい。一実施形態の場合には、可変容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、ＭＥＭＳ可変容量素子である。他の実施形態の場合には、可変容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、別々の直流および無線周波端子を含むＭＥＭＳ可変容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、可変容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、別々の直流および無線周波端子を含む同調可能なＭＥＭＳ可変容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、可変容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ、別々のＤＣおよびＲＦ端子を含む２進ＭＥＭＳ可変容量素子である。
【００３５】
一実施形態の場合には、容量素子２４００〜２４０３は、それぞれ約０．５ｐＦ〜約３０ｐＦの範囲内のオン／オフすることができる容量素子である。種々の実施形態の場合には、容量素子２４００〜２４０３内に別々の直流端子を含んでいるので、ＤＣおよびＲＦ信号間にカップリングを導入しなくても、低域／高域フィルタ２４０は、状態を適切に切り替えることができる。
【００３６】
容量素子２４０４〜２４０７は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意のコンデンサまたは容量素子であってもよい。一実施形態の場合には、容量素子２４０４〜２４０７は、それぞれ、約０．２ｐＦ〜約１０ｐＦの範囲の容量素子である。同様に、誘導素子２４０８および２４０９は、当業者であれば周知のまたはこれから開発される任意のインダクタまたは誘導素子であってもよい。一実施形態の場合には、誘導素子２４０８および２４０９は、それぞれ、約１．０ｎＨ〜約１０ｎＨの範囲の誘導素子である。
【００３７】
図４の実施形態の場合には、可変容量素子２４００は、容量素子２４０４および誘導素子２４０８と並列に結合している。さらに、可変容量素子２４０１は、容量素子２４０５と並列に結合していて、可変容量素子２４０１および容量素子は２４０５は、ノード２４１０を介して、可変容量素子２４００、容量素子２４０４、および誘導素子２４０８と結合している。さらに、可変容量素子２４０２は、容量素子２４０６および誘導素子２４０９と並列に結合していて、ノード２４１０を介して可変容量素子２４０１および容量素子２４０５と結合している。さらに、可変容量素子２４０３は、容量素子２４０７と並列に結合していて、ノード２４１１を介して可変容量素子２４０２、容量素子２４０６および誘導素子２４０９と結合している。
【００３８】
特に、図に示すように、低域／高域フィルタ２４０は、４つの可変容量素子、４つの容量素子、および２つの誘導素子を含んでいるが、種々の実施形態は、望ましくない周波数を有する信号（すなわち、所望の送信周波数帯域の外側の周波数を有する信号）をフィルタリング除去するために、任意の数の可変容量素子、容量素子および誘導素子を使用することができる。
【００３９】
動作中、コントローラ（図示せず）は、高帯域の基本周波数信号の高調波をフィルタリング除去するために、可変容量素子２４００〜２４０３をオフにする。さらに、コントローラは、低い帯域の基本周波数信号の高調波をフィルタリング除去するために、可変容量素子２４００〜２４０３をオンにする。それ故、低域／高域フィルタ２４０は、２つ以上の周波数帯域の周波数を有する信号をそこを通して通過させることができる。
【００４０】
図５は、１つの電力増幅器ラインナップ（例えば、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０）とは異なる特性を有する複数の通信信号を送信するための方法５００の一実施形態の流れ図である。一実施形態の場合には、方法５００は、低／高周波数ＰＡラインナップ２１０により、外部装置（例えば、無線通信基地局）に、第１の周波数、第１の変調タイプ、および第１のＲＦ電力レベルの特性を含む第１の信号の送信を開始する（ブロック５１０）。さらに、方法５００は、第２の周波数、第２の変調タイプ、および第２のＲＦ電力レベルの特性を含む第２の信号を外部装置に送信する低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む。この場合、第１の信号の少なくとも１つの特性は、第２の信号の特性とは異なる（ブロック５２０）。
【００４１】
一実施形態の場合には、方法５００は、同じ周波数帯域（例えば、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚ，１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚ等）の周波数を含んでいるが、異なる変調タイプ（例えば、ＧＳＭ、ＥＤＧＥ、ＣＤＭＡ等）および異なるＲＦ電力レベル（例えば、１ミリワットから３ワット）を含む第１の信号および第２の信号を送信する低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５３０）。他の実施形態の場合には、方法５００は、同じ変調タイプ（例えば、ＣＤＭＡ）を含んでいるが、異なる周波数帯域の周波数および異なるＲＦ電力レベルを含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５４０）。さらに他の実施形態の場合には、方法５００は、同じＲＦ電力レベルを含んでいるが、異なる周波数帯域の周波数および異なる変調タイプを含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５５０）。
【００４２】
一実施形態の場合には、方法５００は、同じ周波数帯域の周波数および同じ変調タイプを含んでいるが、異なるＲＦ電力レベルを含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５６０）。他の実施形態の場合には、方法５００は、同じ周波数帯域の周波数および同じＲＦ電力レベルを含んでいるが、異なる変調タイプを含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５７０）。さらに他の実施形態の場合には、方法５００は、同じ変調タイプおよび同じＲＦ電力レベルを含んでいるが、異なる周波数帯域の周波数を含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５８０）。さらに他の実施形態の場合には、方法５００は、異なる周波数帯域の周波数、異なる変調タイプ、および異なるＲＦ電力レベルを含む第１の信号および第２の信号を送信するための低／高周波数ＰＡラインナップ２１０を含む（ブロック５９０）。
【００４３】
要するに、種々の実施形態は、電力増幅器ラインナップとアンテナとの間で信号インピーダンスを整合するための装置を含む。一実施形態の場合には、この装置は、第１の入力、第１の出力、および少なくとも第１の可変容量素子を備える可変整合回路であって、第１の入力が、電力増幅器から信号を受信するように構成され、可変整合回路が、第１の可変容量素子がインピーダンス整合した信号を選択的に発生することができるように構成されている可変整合回路と；第２の入力、第２の出力、および少なくとも第２の可変容量素子を備える可変高調波フィルタであって、第２の入力が、第１の出力と結合し、インピーダンス整合した信号を受信するように構成され、可変高調波フィルタが、第２の可変容量素子が、フィルタリングし、インピーダンス整合した信号を発生するために、インピーダンス整合した信号の望ましくない高調波を選択的にフィルタリング除去することができるように構成され、第２の出力が、アンテナと結合するように構成される可変高調波フィルタとを備える。
【００４４】
他の実施形態の場合には、可変整合回路は、第１の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成され、可変高調波フィルタは、第２の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成されていて、そのため、フィルタリングし、インピーダンス整合した信号は、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つ、複数の異なる変調タイプ、および複数の異なるＲＦ電力レベルを含む。さらに他の実施形態の場合には、可変整合回路は、第１の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成され、可変高調波フィルタは、第２の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成されていて、そのため、フィルタリングし、インピーダンス整合した信号は、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つを含み、第１の周波数帯域は、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの範囲内に含まれ、第２の周波数帯域は、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの範囲内に含まれる。
【００４５】
一実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、少なくとも１つの直流（ＤＣ）端子、およびＤＣ端子から分離している少なくとも１つの無線周波（ＲＦ）端子を含む。他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の同調可能なＭＥＭＳ容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の２進ＭＥＭＳ容量素子である。
【００４６】
種々の他の実施形態は、電力増幅器ラインナップとアンテナとの間で信号インピーダンスを整合させるためのシステムを含む。一実施形態の場合には、このシステムは、第１の入力、第１の出力、および少なくとも第１の容量素子を含む第１の整合回路を備え、入力が、信号発生器と結合し、信号発生器から信号を受信するように構成され、第１のインピーダンス整合した信号を発生するために、信号のインピーダンス整合を行うように構成されている第１の整合回路と；第２の入力および第２の出力を備え、第２の入力が第１の出力と結合し、第１のインピーダンス整合した信号を受信するように構成され、第１の増幅したインピーダンス整合した信号を発生するために、第１のインピーダンス整合した信号を増幅するように構成されているドライバと、第３の入力、第３の出力、および少なくとも第２の容量素子を備え、第３の入力が第２の出力と結合し、第１の増幅したインピーダンス整合した信号を受信するように構成され、第２のインピーダンス整合した信号を発生するために、第１の増幅したインピーダンス整合した信号をインピーダンス整合するように構成されている第２の整合回路と；第４の入力および第４の出力とを備え、第４の入力が第３の出力と結合し、第２のインピーダンス整合した信号を受信するように構成され、第２の増幅したインピーダンス整合した信号を発生するために、第２のインピーダンス整合した信号を増幅するように構成されている電力増幅器と；第５の入力、第５の出力および少なくとも第１の可変容量素子を備え、第５の入力が第４の出力から信号を受信するように構成され、第１の可変容量素子が、第３のインピーダンス整合した信号を発生することを選択的に可能にするように構成されている可変整合回路と；第６の入力、第６の出力、および少なくとも第２の可変容量素子とを備え、第６の入力が、第５の出力と結合し、第３のインピーダンス整合した信号を受信するように構成され、フィルタリングし、第３のインピーダンス整合した信号を発生するために、第２の可変容量素子が、第３のインピーダンス整合した信号の望ましくない高調波をフィルタリング除去することを選択的に可能にするように構成され、第６の出力がアンテナと結合するように構成される可変高調波フィルタとを備える。
【００４７】
他の実施形態の場合には、可変整合回路は、第１の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成され、可変高調波フィルタは、第２の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成されていて、そのため、フィルタリングし、第３のインピーダンス整合した信号は、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つ、複数の異なる変調タイプ、および複数の異なるＲＦ電力レベルを含む。さらに他の実施形態の場合には、可変整合回路は、第１の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成され、可変高調波フィルタは、第２の可変容量素子を選択的に動作可能にするように構成されていて、そのため、フィルタリングし、第３のインピーダンス整合した信号は、複数の異なる周波数帯域の周波数のうちの少なくとも１つを含み、第１の周波数帯域は、８２４ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚの範囲内に含まれ、第２の周波数帯域は、１７１０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの範囲内に含まれている。
【００４８】
一実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、少なくとも１つの直流（ＤＣ）端子、およびＤＣ端子から分離している少なくとも１つの無線周波（ＲＦ）端子を含む。他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の同調可能なＭＥＭＳ容量素子である。さらに他の実施形態の場合には、第１の可変容量素子および／または第２の可変容量素子は、１つまたは複数の２進ＭＥＭＳ容量素子である。
【００４９】
他の実施形態の場合には、第１の整合回路、ドライバ、第２の整合回路、電力増幅器、可変整合回路および可変高調波フィルタが、１つのラインナップを形成している。さらに他の実施形態の場合には、第１の整合回路は、少なくとも第３の可変容量素子を含む第２の可変整合回路である。さらに他の実施形態の場合には、第２の整合回路は、少なくとも第４の可変容量素子を含む第３の可変整合回路である。
【００５０】
さらに、種々の他の実施形態は、１つの電力増幅器ラインナップとは異なる特性を有する複数の通信信号をアンテナに送信するための方法を含む。一実施形態の場合には、この方法は、第１の周波数、第１の変調タイプ、および第１の無線周波（ＲＦ）電力レベルの特性を含む第１の信号を外部装置に送信するステップと、第２の周波数、第２の変調タイプ、および第２のＲＦ電力レベルの特性を含む第２の信号を外部装置に送信するステップとを含む。この場合、第１の信号の少なくとも１つの特性は、第２の信号の少なくとも１つの特性とは異なる。他の実施形態の場合には、第１の信号の少なくとも２つの特性は、第２の信号の少なくとも２つの特性とは異なる。さらに他の実施形態の場合には、第１の信号の各特性は、第２の信号の各特性とは異なる。
【００５１】
上記詳細な説明においては、少なくとも１つの実施形態について説明してきたが、非常に多くの変形形態があることを理解されたい。また、１つまたは複数の実施形態は、単に例示としてのものに過ぎず、本発明の範囲、用途、または構成をいかなる意味でも限定するためのものではないことを理解されたい。それどころか、上記詳細な説明は、当業者が本発明の実施形態を実施することができるようにするためのものである。添付の特許請求の範囲およびその合法的な等価物に記載する範囲から逸脱することなしに、実施形態内の要素の機能および配置を種々に変更することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】デュアル電力増幅器（ＰＡ）ラインナップを有する従来技術のトランシーバ。
【図２】１つのＰＡラインナップを含むトランシーバの一実施形態。
【図３】図２の１つのＰＡラインナップが内蔵している可変整合回路の一実施形態の略図。
【図４】図２の１つのＰＡラインナップが内蔵している可変フィルタの一実施形態の略図。
【図５】１つのＰＡラインナップを使用して複数の信号を送信する方法の一実施形態の流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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