(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力信号を受信し、第１の出力信号を与えるための第１の能動回路と、
アンテナと前記第１の能動回路との間に動作可能に結合された第１の無線周波数フィルタであって、前記第１の能動回路にインピーダンス整合され、第１の非ＬＣフィルタを備える、第１の無線周波数フィルタとを備え、
ここで、前記第１の能動回路は、前記アンテナに近い能動回路であり、前記第１の非ＬＣフィルタは、さらに前記第１の能動回路と前記アンテナとの間のインピーダンス整合を供給し、
前記第１の能動回路は、低雑音増幅器と電力増幅器とを備え、前記第１の無線周波数フィルタは、前記低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する受信フィルタと前記電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する送信フィルタとを備え、デュプレクサは前記受信フィルタと前記送信フィルタに分割される、装置。
【請求項２】
前記第１の無線周波数フィルタが、前記アンテナよりも前記第１の能動回路の近くに配置された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の無線周波数フィルタが前記第１の能動回路に直接結合され、前記第１の無線周波数フィルタと前記第１の能動回路との間にインピーダンス整合回路がない、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の無線周波数フィルタが、シングルエンド接続を介して前記アンテナに結合され、差動接続を介して前記第１の能動回路に結合された、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記アンテナと前記第１の能動回路とに動作可能に結合された第２の無線周波数フィルタであって、前記第１の無線周波数フィルタおよび前記第２の無線周波数フィルタが、少なくとも２つの周波数帯域、または少なくとも２つの無線技術、またはその両方の上での動作をサポートし、前記第１の能動回路が、前記少なくとも２つの周波数帯域、または前記少なくとも２つの無線技術、またはその両方の上での動作をサポートする、第２の無線周波数フィルタをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の無線周波数フィルタが、表面弾性波フィルタ、バルク音波フィルタ、薄膜バルク音響共振器フィルタ、微小電子機械システム共振器フィルタ、空洞共振器フィルタ、またはセラミックフィルタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が集積回路を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第２の入力信号を受信し、第２の出力信号を与えるための第２の能動回路と、
前記アンテナと前記第２の能動回路とに動作可能に結合された第２の無線周波数フィルタであって、前記第２の能動回路にインピーダンス整合され、第２の非ＬＣフィルタを備える、第２の無線周波数フィルタとをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の能動回路が低雑音増幅器を備え、前記第２の能動回路が電力増幅器を備え、前記第１の無線周波数フィルタが、前記低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する受信フィルタを備え、前記第２の無線周波数フィルタが、前記電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する送信フィルタを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記受信フィルタが、前記アンテナよりも前記低雑音増幅器の近くに配置され、前記送信フィルタが、前記アンテナよりも前記電力増幅器の近くに配置された、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記受信フィルタと前記送信フィルタとの間に結合された位相シフト回路をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の能動回路が、第１の周波数帯域のための第１の低雑音増幅器を備え、前記第２の能動回路が、第２の周波数帯域のための第２の低雑音増幅器を備え、前記第１の無線周波数フィルタが、前記第１の周波数帯域のための第１の受信フィルタを備え、前記第２の無線周波数フィルタが、前記第２の周波数帯域のための第２の受信フィルタを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記アンテナと前記第１の受信フィルタおよび前記第２の受信フィルタとに結合されたスイッチをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記スイッチと前記第１の受信フィルタおよび前記第２の受信フィルタとが、前記アンテナよりも前記第１の低雑音増幅器および前記第２の低雑音増幅器の近くに位置する受信フロントエンドモジュール上で実装される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記スイッチと、前記第１の受信フィルタおよび前記第２の受信フィルタと、前記第１の低雑音増幅器および前記第２の低雑音増幅器とは、前記第１の低雑音増幅器および前記第２の低雑音増幅器が結合される回路よりも前記アンテナの近くに位置する受信フロントエンドモジュール上で実装される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の能動回路が、第１の周波数帯域のための第１の電力増幅器を備え、前記第２の能動回路が、第２の周波数帯域のための第２の電力増幅器を備え、前記第１の無線周波数フィルタが、前記第１の周波数帯域のための第１の送信フィルタを備え、前記第２の無線周波数フィルタが、前記第２の周波数帯域のための第２の送信フィルタを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
前記アンテナと前記第１の送信フィルタおよび前記第２の送信フィルタとに結合されたスイッチをさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記スイッチと前記第１の送信フィルタおよび前記第２の送信フィルタとは、前記第１の電力増幅器および前記第２の電力増幅器が結合される回路よりも前記アンテナの近くに位置する送信フロントエンドモジュール上で実装される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
第３の入力信号を受信し、第３の出力信号を与えるための第２の低雑音増幅器と、
第２のアンテナと前記第２の低雑音増幅器とに動作可能に結合された第２の受信フィルタであって、前記第２の低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第２の受信フィルタとをさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項２０】
第３の入力信号を受信し、前記第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与えるための第１の電力増幅器と、
第４の入力信号を受信し、前記第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与えるための第２の電力増幅器と、
前記第１の周波数帯域のための、前記アンテナと前記第１の電力増幅器とに動作可能に結合された、第１の送信フィルタであって、前記第１の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する、第１の送信フィルタと、
前記第２の周波数帯域のための、前記アンテナと前記第２の電力増幅器とに動作可能に結合された、第２の送信フィルタであって、前記第２の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する、第２の送信フィルタとをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
第３の入力信号を受信し、前記第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与えるための第３の低雑音増幅器と、
第４の入力信号を受信し、前記第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与えるための第４の低雑音増幅器と、
前記第１の周波数帯域のための、第２のアンテナと前記第３の低雑音増幅器とに動作可能に結合された、第３の受信フィルタであって、前記第３の低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第３の受信フィルタと、
前記第２の周波数帯域のための、前記第２のアンテナと前記第４の低雑音増幅器とに動作可能に結合された、第４の受信フィルタであって、前記第４の低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第４の受信フィルタとをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
出力信号を取得するために入力信号を処理するための手段と、
前記入力信号または前記出力信号のためのフィルタ処理を実行するための手段であって、アンテナと、前記入力信号を処理するための前記手段との間に動作可能に結合され、前記入力信号を処理するための前記手段にインピーダンス整合され、第１の非ＬＣフィルタを備える、フィルタ処理を実行するための手段とを備え、
ここで、前記入力信号を処理するための前記手段は、前記アンテナに近い処理するための手段であり、前記第１の非ＬＣフィルタは、さらに前記入力信号を処理するための手段と前記アンテナとの間のインピーダンス整合を供給し、
前記入力信号を処理するための前記手段は、低雑音増幅器と電力増幅器とを備え、フィルタ処理を実行するための前記手段は、前記低雑音増幅器の入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する受信フィルタと前記電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する送信フィルタとを備え、デュプレクサは前記受信フィルタと前記送信フィルタに分割される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、２０１１年２月１１日に出願された「FRONT-END RF FILTERS WITH EMBEDDED IMPEDANCE TRANSFORMATION」と題する米国仮出願第６１／４４２，０５８号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、一般に電子回路に関し、より詳細には、ワイヤレスデバイスにおいて使用するのに好適なフィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレス全二重通信システムにおけるワイヤレスデバイスは、双方向通信のためのデータを同時に送信および受信することができる。ワイヤレスデバイスは、データ送信のための送信機と、データ受信のための受信機とを含み得る。送信機は、無線周波（ＲＦ）キャリア信号をデータで変調して、被変調信号を取得し得、この被変調信号を増幅して、適切な信号レベルを有する出力ＲＦ信号を取得し得る。出力ＲＦ信号は、デュプレクサを介してルーティングされ、アンテナを介して基地局に送信され得る。受信機は、アンテナとデュプレクサとを介して受信ＲＦ信号を取得し得る。受信機は、受信ＲＦ信号を増幅し、フィルタ処理し、ダウンコンバートして、ベースバンド信号を取得し得、そのベースバンド信号は、基地局によって送信されたデータを復元するためにさらに処理され得る。
【０００４】
送信機は、電力増幅器（ＰＡ）、インピーダンス整合回路、送信（ＴＸ）フィルタなど、様々な回路を含み得る。受信機も、受信（ＲＸ）フィルタ、インピーダンス整合回路、低雑音増幅器（ＬＮＡ）など、様々な回路を含み得る。ＴＸフィルタおよびＲＸフィルタはフロントエンドＲＦフィルタであり、それらは、無線周波数で所望の信号成分を通し、不要な信号成分を減衰させるフィルタである。ワイヤレスデバイスのコストとサイズとを低減するために送信機および受信機における回路の数および／または複雑さを低減することが望ましいことがある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ワイヤレスデバイスのブロック図。
【図２】２つのアンテナをもつワイヤレスデバイスのＲＦセクションを示す図。
【図３】埋込みインピーダンス変換を有するＺ整合ＲＦフィルタをもつシングルアンテナシングルバンドＲＦセクションを示す図。
【図４】Ｚ整合ＲＦフィルタをもつデュアルアンテナシングルバンドＲＦセクションを示す図。
【図５】Ｚ整合ＲＦフィルタをもつシングルアンテナデュアルバンドＲＦセクションを示す図。
【図６】Ｚ整合ＲＦフィルタをもつデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションを示す図。
【図７】Ｚ整合ＲＦフィルタをもつ例示的なデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションを示す図。
【図８】Ｚ整合ＲＦフィルタをもつ例示的なデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションを示す図。
【図９】Ｚ整合ＲＦフィルタを用いて信号を調整するためのプロセスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下に示す発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計を説明するものであり、本開示が実施され得る唯一の設計を表すものではない。「例示的」という用語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。「例示的」として本明細書で説明するいかなる設計も、必ずしも他の設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。発明を実施するための形態は、本開示の例示的な設計の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。本明細書で説明する例示的な設計はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本明細書で提示する例示的な設計の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形式で示す。
【０００７】
埋込みインピーダンス変換をもつフロントエンドＲＦフィルタについて本明細書で説明し、それらはＺ整合ＲＦフィルタとも呼ばれる。これらのＺ整合ＲＦフィルタは、通常はインピーダンス整合回路によって実行される機能を実行し得、したがって、これらのインピーダンス整合回路をワイヤレスデバイスから省略することを可能にし得、それによりワイヤレスデバイスのコストとサイズとが低減され得る。Ｚ整合ＲＦフィルタは、セルラーフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレット、コードレス電話、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、コンシューマー電子デバイスなど、様々なタイプのワイヤレスデバイスのために使用され得る。
【０００８】
図１に、ワイヤレスデバイス１００の例示的な設計のブロック図を示す。この例示的な設計では、ワイヤレスデバイス１００は、データプロセッサ１１０と、トランシーバ１２０と、アンテナ１５２とを含む。トランシーバ１２０は、双方向ワイヤレス通信をサポートする送信機１３０と受信機１６０とを含む。概して、ワイヤレスデバイス１００は、任意の数の通信システムと、任意の数の周波数帯域と、任意の数のアンテナとのための任意の数の送信機と任意の数の受信機とを含み得る。
【０００９】
送信経路では、データプロセッサ１１０は、送信すべきデータを処理し、送信機１３０にアナログ出力信号を与える。送信機１３０内で、アナログ出力信号は、増幅器（Ａｍｐ）１３２によって増幅され、デジタルアナログ変換によって生じる画像を除去するために低域フィルタ１３４によってフィルタ処理され、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１３６によって増幅され、アップコンバータ１３８によってベースバンドからＲＦにアップコンバートされる。アップコンバートされた信号は、フィルタ１４０によってフィルタ処理され、ドライバ増幅器（ＤＡ）１４２と電力増幅器（ＰＡ）１４４とによってさらに増幅され、インピーダンス整合回路（ＺＭ）１４６とスイッチ／デュプレクサ１５０とを介してルーティングされ、アンテナ１５２を介して送信される。
【００１０】
受信経路では、アンテナ１５２は、基地局および／または他の送信機局から信号を受信し、受信信号を与え、その受信信号は、スイッチ／デュプレクサ１５０を介してルーティングされ、受信機１６０に与えられる。受信機１６０内で、受信信号は、インピーダンス整合回路１６２を介してルーティングされ、ＬＮＡ１６４によって増幅され、バンドパスフィルタ１６６によってフィルタ処理され、ダウンコンバータ１６８によってＲＦからベースバンドにダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、ＶＧＡ１７０によって増幅され、低域フィルタ１７２によってフィルタ処理され、増幅器１７４によって増幅されて、アナログ入力信号が取得され、そのアナログ入力信号はデータプロセッサ１１０に与えられる。
【００１１】
図１に、１つの段においてＲＦとベースバンドとの間で信号を周波数変換する直接変換アーキテクチャを実装する送信機１３０と受信機１６０とを示す。送信機１３０および／または受信機１６０は、複数の段においてＲＦとベースバンドとの間で信号を周波数変換するスーパーヘテロダインアーキテクチャをも実装し得る。局部発振器（ＬＯ）生成器１８０は、送信ＬＯ信号と受信ＬＯ信号とを生成し、それらを、それぞれミキサ１３８とダウンコンバータ１６８とに与える。位相ロックループ（ＰＬＬ）１８２は、データプロセッサ１１０から制御情報を受信し、ＬＯ生成器１８０に制御信号を与えて、適切な周波数で送信ＬＯ信号と受信ＬＯ信号とを生成する。
【００１２】
図１に、１つのアンテナのための例示的なトランシーバ設計を示す。概して、送信機１３０および受信機１６０中の信号の調整は、増幅器、フィルタ、ミキサなどの１つまたは複数の段によって実行され得る。これらの回路は、図１に示す構成とは異なって構成され得る。さらに、図１に示されていない他の回路も送信機および受信機において使用され得る。たとえば、図１中の様々な能動回路を整合させるために、インピーダンス整合回路が使用され得る。また、図１中のいくつかの回路が省略され得る。トランシーバ１２０の全部または一部分が、１つまたは複数のアナログ集積回路（ＩＣ）、ＲＦ  ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号ＩＣなどの上で実装され得る。たとえば、送信機１３０中の増幅器１３２から電力増幅器１４４までがＲＦＩＣ上で実装され得る。また、電力増幅器１４４およびインピーダンス整合回路１４６がＲＦＩＣの外部にある別のＩＣまたはモジュール上で実装され得る。
【００１３】
データプロセッサ１１０は、ワイヤレスデバイス１００のための様々な機能、たとえば、送信および受信されているデータの処理を実行し得る。メモリ１１２は、データプロセッサ１１０のプログラムコードとデータとを記憶し得る。データプロセッサ１１０は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣ上で実装され得る。
【００１４】
ワイヤレスデバイスは、受信ダイバーシティ、多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信などをサポートするために使用され得る複数の（たとえば、２つの）アンテナを含み得る。アンテナは、そのアンテナを介した双方向ワイヤレス通信をサポートするために送信機および受信機に関連し得る。アンテナはまた、ダイバーシティ受信をサポートするために受信機のみに関連し得る。アンテナはまた、複数の無線技術および／または複数の周波数帯域をサポートするために複数の送信機および／または複数の受信機に関連し得る。
【００１５】
図２に、ダイバーシティ受信のための２つのアンテナをもつワイヤレスデバイス２００のＲＦセクションのブロック図を示す。ワイヤレスデバイス２００は、１次アンテナ２１２に結合された１次セクション２１０と、ダイバーシティ／２次アンテナ２５２に結合されたダイバーシティセクション２５０とを含む。
【００１６】
１次セクション２１０は、データ送信および受信を同時にサポートし、デュプレクサ２２０と、受信機２３０と、送信機２４０とを含む。デュプレクサ２２０は、モジュール内に一緒にパッケージングされた、インピーダンス整合回路２２２と、ＲＸフィルタ２２４と、ＴＸフィルタ２２６とを含む。整合回路２２２は、アンテナ２１２とＲＸフィルタ２２４との間に結合される。ＴＸフィルタ２２６はアンテナ２１２に直接結合される。デュプレクサ２２０は、一般にアンテナ２１２の近くに位置する。受信機２３０は、直列に結合された、インピーダンス整合回路２３２と、ＬＮＡ２３４と、ダウンコンバータ２３６とを含む。ＲＸフィルタ２２４の出力は、インピーダンス整合回路２３２の入力に結合される。送信機２４０は、直列に結合された、アップコンバータ２４２と、ドライバ増幅器２４４と、電力増幅器２４６と、インピーダンス整合回路２４８とを含む。インピーダンス整合回路２４８の出力は、ＴＸフィルタ２２６の入力に結合される。
【００１７】
ダイバーシティセクション２５０は、データ受信をサポートし、受信機２６０を含む。受信機２６０は、直列に結合された、ＲＸフィルタ２５４と、インピーダンス整合回路２６２と、ＬＮＡ２６４と、ダウンコンバータ２６６とを含む。ＲＸフィルタ２５４の入力はアンテナ２５２に結合される。
【００１８】
図２に示す例示的な設計では、ＲＸフィルタ２２４は、インピーダンス整合回路２２２からシングルエンド入力信号を受信し、差動出力信号を与える。インピーダンス整合回路２３２、ＬＮＡ２３４、およびダウンコンバータ２３６は、差動信号上で動作する。ドライバ増幅器２４４は、アップコンバータ２４２から差動入力信号を受信し、シングルエンド信号を与える。電力増幅器２４６、インピーダンス整合回路２４８、およびＴＸフィルタ２２６は、シングルエンド出力信号上で動作する。
【００１９】
電力増幅器２４６およびインピーダンス整合回路２４８は、ＰＡモジュールの一部であり得る。ＬＮＡ２３４および２６４と、ダウンコンバータ２３６および２６６と、アップコンバータ２４２と、ドライバ増幅器２４４とは、ＲＦトランシーバ（ＲＴＲ）モジュール２１６の一部であり得る。インピーダンス整合回路２３２、２４８および２６２は、インダクタ（Ｌ）、キャパシタ（Ｃ）、および／または他の個別回路構成要素を用いて実装され得る。
【００２０】
（図２中のワイヤレスデバイス２００などの）従来のワイヤレスデバイスは、いくつかの欠点を有し得る。第１に、フロントエンドＲＦフィルタは、一般に、５０オームシングルエンドまたは１００オーム差動の標準入力インピーダンスおよび出力インピーダンスを用いて設計される。たとえば、図２中のＲＸフィルタ２２４および２５４はそれぞれ、１００オーム差動の出力インピーダンスを有し得、ＴＸフィルタ２２６は、５０オームシングルエンドの入力インピーダンスを有し得る。ＲＦフィルタをインターフェースする能動回路は、一般に非標準インピーダンスを有する。たとえば、ＬＮＡ２３４は、ＺLNA1の入力インピーダンスを有し得、ＬＮＡ２６４は、ＺLNA2の入力インピーダンスを有し得、電力増幅器２４６は、ＺPAの出力インピーダンスを有し得、ＺLNA1およびＺLNA2は、一般に１００オーム差動に等しくなく、ＺPAは、一般に５０オームシングルエンドに等しくない。したがって、ＬＮＡ２３４および２６４、および電力増幅器２４６は、それぞれ、インピーダンス整合回路２３２、２６２、および２４８を使用して標準インピーダンスに整合される必要がある。たとえば、インピーダンス整合回路２３２および２６２は、それぞれ、１００オーム差動の入力インピーダンスならびにＺLNA1およびＺLNA2差動の出力インピーダンスを有し得る。インピーダンス整合回路２４８は、ＺPAシングルエンドの入力インピーダンスと、５０オームシングルエンドの出力インピーダンスとを有し得る。インピーダンス整合回路は、一般に、ワイヤレスデバイスのサイズとコストとを増加させ得、性能をも低下させ得る、受動インダクタおよびキャパシタ（すなわち、ＬＣ構成要素）を用いて実装される。
【００２１】
さらに、１次セクションのためのトランシーバにおける送信機および受信機は、一般に、たとえば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ、ｃｄｍａ２０００などのための、デュプレクサを介してアンテナに接続する。（図２中のデュプレクサ２２０などの）デュプレクサは、同じパッケージ上で実装されたＴＸフィルタとＲＸフィルタとを含む。同じパッケージ上にＴＸフィルタとＲＸフィルタとを有することにより、（ｉ）送信機と受信機との間の分離が低下し、（ｉｉ）ＴＸフィルタおよびＲＸフィルタと、それらの関連する電力増幅器およびＬＮＡとの間のルーティングがより困難になり得る。さらに、デュプレクサは、一般にアンテナの近くに配置され、それにより、ＲＸフィルタとＬＮＡとの間の差動ＲＦ信号のルーティングが過密になり得る。
【００２２】
一態様では、フロントエンドＲＦフィルタは、埋込みインピーダンス変換を有し得、ＲＦフィルタとインターフェースする能動回路（たとえば、増幅器）に内部的に直接整合され得る。埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタは、Ｚ整合ＲＦフィルタと呼ばれることがある。Ｚ整合ＲＦフィルタは、インピーダンス整合回路を省略することを可能にし得、以下で説明するように、他の利点をも与え得る。
【００２３】
図３に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス３００のシングルアンテナシングルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス３００は、単一のアンテナ３１２と、受信機３３０と、送信機３４０とを含む。受信機３３０は、直列に結合された、ＲＸフィルタ３３２と、ＬＮＡ３３４と、ダウンコンバータ３３６とを含む。ＲＸフィルタ３３２は、それの入力がアンテナ３１２に結合され、それの出力がＬＮＡ３３４に結合される。送信機３４０は、直列に結合された、アップコンバータ３４２と、ドライバ増幅器３４４と、電力増幅器３４６と、ＴＸフィルタ３４８とを含む。ＴＸフィルタ３４８は、それの入力が電力増幅器３４６に結合され、それの出力がアンテナ３１２に結合される。例示的な設計では、ＬＮＡ３３４、ダウンコンバータ３３６、アップコンバータ３４２、およびドライバ増幅器３４４は、ＲＴＲモジュール３１６の一部である。
【００２４】
図３に示すように、（通常、デュプレクサ内に実装される）ＲＸフィルタ３３２とＴＸフィルタ３４８とは、分離され、それらの関連する増幅器のより近くに配置され得る。ＲＸフィルタ３３２は、ＬＮＡ３３４の近くに配置され得、ＬＮＡ３３４の入力に直接インピーダンス整合され得る。同様に、ＴＸフィルタ３４８は、電力増幅器３４６の近くに配置され得、電力増幅器３４６の出力に直接インピーダンス整合され得る。ＲＸフィルタ入力とデュプレクサパッケージ内のアンテナポートとの間でしばしば使用される１／４波長伝送線路が外に出され、ＲＸフィルタ３３２からアンテナ３１２へのルーティングによって置き換えられ得る。図３には示されていないが、アンテナ３１２とＲＸフィルタ３３２との間にインピーダンス整合回路が結合され得、アンテナ３１２の近くに位置し得る。
【００２５】
図３には示されていないが、別個のフィルタパッケージ中で実装され得る、ＲＸフィルタ３３２とＴＸフィルタ３４８とのアンテナポートに位相シフト回路／ネットワークが結合され得る。位相シフト回路は、全二重方式において使用され得、ＲＸフィルタ３３２とＴＸフィルタ３４８とのための別個のフィルタパッケージ間に位置し得る。位相シフト回路は、ＲＸフィルタ３３２のための入力信号と、ＴＸフィルタ３４８からの出力信号との間の位相を変化させるために使用され得る。例示的な設計では、位相シフト回路はＬＣ構成要素を用いて実装され得る。別の例示的な設計では、位相シフト回路は伝送線路を用いて実装され得る。さらに別の例示的な設計では、位相シフト回路は、ＬＣ構成要素と伝送線路との組合せを用いて実装され得る。
【００２６】
ＲＸフィルタ３３２およびＴＸフィルタ３４８は、非ＬＣフィルタを用いて実装され得る。非ＬＣフィルタは、受動／個別インダクタおよびキャパシタを用いて実装されない任意のフィルタであり得る。たとえば、ＲＸフィルタ３３２およびＴＸフィルタ３４８は、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、バルク音波（ＢＡＷ）フィルタ、薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）共振器フィルタ、空洞共振器フィルタ、セラミックフィルタ、または他のタイプのフィルタを用いて実装され得る。ＲＸフィルタ３３２およびＴＸフィルタ３４８は、これらのＲＦフィルタ内に埋込みインピーダンス整合セクションを含み得る。
【００２７】
埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタの使用は様々な利点を与え得る。第１に、これらのＲＦフィルタの使用は、ワイヤレスデバイスのコストとサイズとを低減し得る。図２および図３に示すように、図２中の、ＲＸフィルタ２２４とＬＮＡ２３４との間の個別インピーダンス整合回路２３２、ＲＸフィルタ２５４とＬＮＡ２６４との間の個別インピーダンス整合回路２６２、およびＴＸフィルタ２２６と電力増幅器２４６との間の個別インピーダンス整合回路２４８が、図３中のＲＦフィルタ３３２および３４８内の埋込みインピーダンス整合セクションと置き換えられ得る。ＲＦフィルタ３３２および３４８内の埋込みインピーダンス整合セクションは、インピーダンス整合回路２３２、２４８および２６２内の個別ＬＣ構成要素よりもサイズがはるかに小さいことがある。ワイヤレスデバイスのコストおよびサイズは、インピーダンス整合回路を除去し、埋込みインピーダンス変換をもつ、わずかにより複雑なＲＦフィルタを使用することによって低減され得る。上記の利益は、複数の周波数帯域、複数のアンテナ、および／または複数の無線技術をサポートするより新しいワイヤレスデバイスにおいて特に望ましいことがある。
【００２８】
第２に、埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタの使用は性能を改善し得る。ＳＡＷ、ＢＡＷ、またはＦＢＡＲ技術を用いて実装されるＲＦフィルタ内の埋込みインピーダンス整合は、インピーダンス整合回路において一般に使用される低Ｑ（quality factor）（Ｑ）個別構成要素（Ｑ＜５０）とは対照的に、高Ｑ共振器（たとえば、Ｑ＞２００）を使用し得る。高Ｑ共振器は、インピーダンス整合に関連する電力損失を低減し、受信機雑音指数（ＮＦ）を低下させ、送信効率を高め得る。
【００２９】
第３に、埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタの使用は、信号線のルーティングを簡略化し得る。たとえば、図３中のアンテナ３１２からＬＮＡ３３４までの信号線の数は、ＬＮＡ３３４の近くにＲＸフィルタ３３２を配置し、アンテナ３１２とＲＸフィルタ３３２との間にシングルエンド信号線を引くことによって、１／２だけ低減され得る。対照的に、図２中のＲＦフィルタ２２４は、アンテナ２１２の近くに配置され得、差動信号線を介してインピーダンス整合回路２３２に結合され得る。
【００３０】
第４に、デュプレクサを別個のＲＸフィルタ３３２とＴＸフィルタ３４８とに分割することが、デュプレクサのＴＸポートとＲＸポートとの間の寄生結合による送信機から受信機への漏れを低減し得る。「分割された」デュプレクサ中のＲＸフィルタ３３２およびＴＸフィルタ３４８の全体的なサイズは、内部に２つのパッケージングされたＲＦフィルタを物理的に含む従来のデュプレクサの全体的なサイズと同様であるべきである。
【００３１】
図４に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス３０２のデュアルアンテナシングルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス３０２は、図３中のワイヤレスデバイス３００内のすべての回路を含む。ワイヤレスデバイス３０２は、データ受信をサポートし、ダイバーシティアンテナ３５２に結合された受信機３６０を含む、ダイバーシティセクションをさらに含む。受信機３６０は、直列に結合された、ＲＸフィルタ３６２と、ＬＮＡ３６４と、ダウンコンバータ３６６とを含む。ＲＸフィルタ３６２の入力はアンテナ３５２に結合される。ＲＸフィルタ３６２は、ＲＸフィルタ３３２と同様の方法で実装され得る。ＲＸフィルタ３６２は、ＬＮＡ３６４の近くに配置され得、ＬＮＡ３６４の入力に直接インピーダンス整合され得る。図４には示されていないが、アンテナ３５２とＲＸフィルタ３６２との間にインピーダンス整合回路が結合され得、アンテナ３５２の近くに位置し得る。例示的な設計では、ＬＮＡ３３４および３６４と、ダウンコンバータ３３６および３６６と、アップコンバータ３４２と、ドライバ増幅器３４４とは、ＲＴＲモジュール３１８の一部である。
【００３２】
図５に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス５００のシングルアンテナデュアルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス５００は、単一のアンテナ５１２と、スイッチ５１４と、２つの受信機５３０ａおよび５３０ｂと、２つの送信機５４０ａおよび５４０ｂとを含む。受信機５３０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域（たとえば、８００ＭＨｚ）のために設計された、ＲＸフィルタ５３２ａと、ＬＮＡ５３４ａと、ダウンコンバータ５３６ａとを含む。受信機５３０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域（たとえば、１９００ＭＨｚ）のために設計された、ＲＸフィルタ５３２ｂと、ＬＮＡ５３４ｂと、ダウンコンバータ５３６ｂとを含む。ＬＮＡ５３４ａは、ＺLNA1の入力インピーダンスを有し、ＬＮＡ５３４ｂは、ＺLNA2の入力インピーダンスを有する。ＲＸフィルタ５３２ａは、ＬＮＡ５３４ａの近くに位置し、それの出力インピーダンスがＬＮＡ５３４ａの入力インピーダンスに整合される。同様に、ＲＸフィルタ５３２ｂは、ＬＮＡ５３４ｂの近くに位置し、それの出力インピーダンスがＬＮＡ５３４ｂの入力インピーダンスに整合される。
【００３３】
送信機５４０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域のために設計された、アップコンバータ５４２ａと、ドライバ増幅器５４４ａと、電力増幅器５４６ａと、ＴＸフィルタ５４８ａとを含む。送信機５４０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域のために設計された、アップコンバータ５４２ｂと、ドライバ増幅器５４４ｂと、電力増幅器５４６ｂと、ＴＸフィルタ５４８ｂとを含む。電力増幅器５４６ａは、ＺPA1の出力インピーダンスを有し、電力増幅器５４６ｂは、ＺPA2の出力インピーダンスを有する。ＴＸフィルタ５４８ａは、電力増幅器５４６ａの近くに位置し、それの入力インピーダンスが電力増幅器５４６ａの出力インピーダンスに整合される。同様に、ＴＸフィルタ５４８ｂは、電力増幅器５４６ｂの近くに位置し、それの入力インピーダンスが電力増幅器５４６ｂの出力インピーダンスに整合される。
【００３４】
スイッチ５１４は、それの入力がアンテナ５１２に結合され、（「１」と標示された）それの第１の出力が第１の周波数帯域のためのＲＸフィルタ５３２ａとＴＸフィルタ５４８ａとに結合され、（「２」と標示された）それの第２の出力が第２の周波数帯域のためのＲＸフィルタ５３２ｂとＴＸフィルタ５４８ｂとに結合される。スイッチ５１４は、アンテナ５１２を、（ｉ）第１の周波数帯域における動作が選択されたときはＲＸフィルタ５３２ａおよびＴＸフィルタ５４８ａに接続するか、（ｉｉ）第２の周波数帯域における動作が選択されたときはＲＸフィルタ５３２ｂおよびＴＸフィルタ５４８ｂに接続するかのいずれかである。例示的な設計では、ＬＮＡ５３４ａおよび５３４ｂと、ダウンコンバータ５３６ａおよび５３６ｂと、アップコンバータ５４２ａおよび５４２ｂと、ドライバ増幅器５４４ａおよび５４４ｂとは、ＲＴＲモジュール５１６の一部である。
【００３５】
図６に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス５０２のデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス５０２は、図５中のワイヤレスデバイス５００内のすべての回路を含む。受信機５３０ａおよび５３０ｂと送信機５４０ａおよび５４０ｂとは、アンテナ５１２に結合され、２つの周波数帯域上でのデータ送信および受信をサポートする、１次セクションの一部である。
【００３６】
ワイヤレスデバイス５０２は、２つの周波数帯域上でのデータ受信をサポートするために、２つの受信機５６０ａおよび５６０ｂをもつダイバーシティセクションをさらに含む。受信機５６０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ５６２ａと、ＬＮＡ５６４ａと、ダウンコンバータ５６６ａとを含む。受信機５６０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ５６２ｂと、ＬＮＡ５６４ｂと、ダウンコンバータ５６６ｂとを含む。ＬＮＡ５６４ａは、ＺLNA3の入力インピーダンスを有し、ＬＮＡ５６４ｂは、ＺLNA4の入力インピーダンスを有する。ＲＸフィルタ５６２ａは、ＬＮＡ５６４ａの近くに位置し、それの出力インピーダンスがＬＮＡ５６４ａの入力インピーダンスに整合される。同様に、ＲＸフィルタ５６２ｂは、ＬＮＡ５６４ｂの近くに位置し、それの出力インピーダンスがＬＮＡ５６４ｂの入力インピーダンスに整合される。
【００３７】
スイッチ５５４は、それの入力がダイバーシティアンテナ５５２に結合され、（「１」と標示された）それの第１の出力が第１の周波数帯域のためのＲＸフィルタ５６２ａに結合され、（「２」と標示された）それの第２の出力が第２の周波数帯域のためのＲＸフィルタ５６２ｂに結合される。スイッチ５５４は、アンテナ５５２を、（ｉ）第１の周波数帯域における動作が選択されたときはＲＸフィルタ５６２ａに接続するか、（ｉｉ）第２の周波数帯域における動作が選択されたときはＲＸフィルタ５６２ｂに接続するかのいずれかである。例示的な設計では、ＬＮＡ５３４ａ、５３４ｂ、５６４ａおよび５６４ｂと、ダウンコンバータ５３６ａ、５３６ｂ、５６６ａおよび５６６ｂと、アップコンバータ５４２ａおよび５４２ｂと、ドライバ増幅器５４４ａおよび５４４ｂとは、ＲＴＲモジュール５１８の一部である。
【００３８】
図７に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス５０４のデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス５０４は、図６中のワイヤレスデバイス５０２内のすべての回路を含み、スイッチ５１６をさらに含む。スイッチ５１４は、ＲＸフィルタ５３２ａおよび５３２ｂの近くに配置され、１次受信経路のための第１の周波数帯域または第２の周波数帯域を選択する。スイッチ５１６は、ＴＸフィルタ５４８ａおよび５４８ｂの近くに配置され、１次送信経路のための第１の周波数帯域または第２の周波数帯域を選択する。スイッチ５５４は、ＲＸフィルタ５６２ａおよび５６２ｂの近くに配置され、ダイバーシティ受信経路のための第１の周波数帯域または第２の周波数帯域を選択する。ＲＸフィルタ５３２ａ、５３２ｂ、５６２ａおよび５６２ｂは、それぞれ、ＬＮＡ５３４ａ、５３４ｂ、５６４ａおよび５６４ｂの入力に直接インピーダンス整合される。ＴＸフィルタ５４８ａおよび５４８ｂは、それぞれ、電力増幅器５４６ａおよび５４６ｂの出力に直接インピーダンス整合される。
【００３９】
第１のＲＸフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）５２０は、スイッチ５１４とＲＸフィルタ５３２ａおよび５３２ｂとを含み、ＬＮＡ５３４ａおよび５３４ｂの近くに配置される。ＴＸフロントエンドモジュール５２２は、スイッチ５１６と、ＴＸフィルタ５４８ａおよび５４８ｂと、電力増幅器５４６ａおよび５４６ｂとを含み、電力増幅器の後の損失を最小限に抑えるためにアンテナ５１２の近くに配置される。第２のＲＸフロントエンドモジュール５２４は、スイッチ５５４とＲＸフィルタ５６２ａおよび５６２ｂとを含み、ＬＮＡ５６４ａおよび５６４ｂの近くに配置される。図７における例示的な設計は、上記で説明した利点を与え得、アンテナとＬＮＡとの間の信号線の数をさらに低減し得る。
【００４０】
図８に、Ｚ整合ＲＦフィルタをもつワイヤレスデバイス８００のデュアルアンテナデュアルバンドＲＦセクションの例示的な設計のブロック図を示す。ワイヤレスデバイス８００は、１次アンテナ８１２に結合された１次セクション８０２と、ダイバーシティアンテナ８５２に結合されたダイバーシティセクション８０４とを含む。
【００４１】
１次セクション８０２は、スイッチ８１４および８１６と、２つの受信機８３０ａおよび８３０ｂと、２つの送信機８４０ａおよび８４０ｂとを含む。受信機８３０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ８３２ａと、ＬＮＡ８３４ａと、増幅器８３５ａと、ダウンコンバータ８３６ａとを含む。受信機８３０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ８３２ｂと、ＬＮＡ８３４ｂと、増幅器８３５ｂと、ダウンコンバータ８３６ｂとを含む。ＲＸフィルタ８３２ａおよび８３２ｂは、それぞれ、ＬＮＡ８３４ａおよび８３４ｂの入力に直接インピーダンス整合される。スイッチ８１４と、ＲＸフィルタ８３２ａおよび８３２ｂと、ＬＮＡ８３４ａおよび８３４ｂとは、ＬＮＡの前の伝送線路損失を最小限に抑えるためにアンテナ８１２の近くに配置された第１のＲＸフロントエンドモジュール８２０の一部である。
【００４２】
送信機８４０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域のために設計された、アップコンバータ８４２ａと、ドライバ増幅器８４４ａと、電力増幅器８４６ａと、ＴＸフィルタ８４８ａとを含む。送信機８４０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域のために設計された、アップコンバータ８４２ｂと、ドライバ増幅器８４４ｂと、電力増幅器８４６ｂと、ＴＸフィルタ８４８ｂとを含む。ＴＸフィルタ８４８ａおよび８４８ｂは、それぞれ、電力増幅器８４６ａおよび８４６ｂの出力に直接インピーダンス整合される。スイッチ８１６と、ＴＸフィルタ８４８ａおよび８４８ｂと、電力増幅器８４６ａおよび８４６ｂとは、電力増幅器の後の損失を最小限に抑えるためにアンテナ８１２に近くに配置されたＴＸフロントエンドモジュール８２２の一部である。
【００４３】
ダイバーシティセクション８０４は、スイッチ８５４と、２つの受信機８６０ａおよび８６０ｂとを含む。受信機８６０ａは、直列に結合され、第１の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ８６２ａと、ＬＮＡ８６４ａと、増幅器８６５ａと、ダウンコンバータ８６６ａとを含む。受信機８６０ｂは、直列に結合され、第２の周波数帯域のために設計された、ＲＸフィルタ８６２ｂと、ＬＮＡ８６４ｂと、増幅器８６５ｂと、ダウンコンバータ８６６ｂとを含む。ＲＸフィルタ８６２ａおよび８６２ｂは、それぞれ、ＬＮＡ８６４ａおよび８６４ｂの入力に直接インピーダンス整合される。スイッチ８５４と、ＲＸフィルタ８６２ａおよび８６２ｂと、ＬＮＡ８６４ａおよび８６４ｂとは、ＬＮＡの前の伝送線路損失を最小限に抑えるためにアンテナ８５２の近くに配置された第２のＲＸフロントエンドモジュール８２４の一部である。
【００４４】
図８に示す例示的な設計では、ＲＸフィルタ８３２ａ、８３２ｂ、８６２ａおよび８６２ｂならびにＬＮＡ８３４ａ、８３４ｂ、８６４ａおよび８６４ｂは、シングルエンド信号上で動作する。増幅器８３５ａ、８３５ｂ、８６５ａおよび８６５ｂは、シングルエンド入力信号を受信し、差動出力信号を与える。ドライバ増幅器８４４ａおよび８４４ｂは、差動入力信号を受信し、シングルエンド出力信号を与える。電力増幅器８４６ａおよび８４６ｂと、ＴＸフィルタ８４８ａおよび８４８ｂとは、シングルエンド信号上で動作する。図８における例示的な設計は、フロントエンドモジュール８２０、８２２および８２４と、増幅器８３５ａ、８３５ｂ、８４４ａ、８４４ｂ、８６５ａおよび８６５ｂとの間の信号線の数を低減し得る。例示的な設計では、増幅器８３５ａ、８３５ｂ、８４４ａ、８４４ｂ、８６５ａおよび８６５ｂと、ダウンコンバータ８３６ａ、８３６ｂ、８６６ａおよび８６６ｂと、アップコンバータ８４２ａおよび８４２ｂとは、ＲＴＲモジュール８１６の一部である。
【００４５】
所望の入力および／または出力インピーダンスをもつＲＦフィルタは、様々な方法で取得され得る。例示的な設計では、ＲＦフィルタは、シングルエンドから差動への変換のためのバラン（balun）としても使用され得る二重モードＳＡＷフィルタを用いて実装され得る。出力インターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）（Ｗｏｕｔ）のアパーチャが入力ＩＤＴ（Ｗｉｎ）のアパーチャとは異なることによって、二重モードＳＡＷフィルタについてインピーダンス変換が実現され得る。インピーダンス変換は、Ｅｎｄｏｈらによる「High Performance Balanced Type SAW Filters in the Range of 900MHz and 1.9GHz,」、ＩＥＥＥ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐ、１９９７年、４１〜４４ページ、およびＨａｓｈｉｍｏｔｏらによる「Application of SAW Devices to Matching Elements in RF Circuits」、ＩＥＥＥ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐ、２００３年、４０７〜４１０ページに記載されているように実行され得る。
【００４６】
埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタを含むワイヤレスデバイスの様々な例示的な設計について上記で説明した。埋込みインピーダンス変換をもつＲＦフィルタを含むワイヤレスデバイスは、他の方法でも実装され得る。
【００４７】
例示的な設計では、装置（たとえば、ワイヤレスデバイス、ＩＣなど）は、能動回路とＲＦフィルタとを備え得る。能動回路は、入力信号を受信し、出力信号を与え得る。ＲＦフィルタは、アンテナと能動回路とに動作可能に（たとえば、直接または間接的に）結合され得、入力信号または出力信号のためのフィルタ処理を実行し得る。ＲＦフィルタは、能動回路にインピーダンス整合され得、非ＬＣフィルタを備え得る。たとえば、ＲＦフィルタは、ＳＡＷフィルタ、ＢＡＷフィルタ、ＦＢＡＲフィルタ、ＭＥＭＳ共振器フィルタ、空洞共振器フィルタ、セラミックフィルタなどを備え得る。例示的な設計では、ＲＦフィルタは能動回路に直接結合され得、ＲＦフィルタと能動回路との間にインピーダンス整合回路がない。例示的な設計では、ＲＦフィルタは、アンテナに直接結合されるか、あるいはスイッチ、インピーダンス整合回路、フィルタ、何らかの他の回路、またはそれらの組合せを介してアンテナに間接的に結合され得る。ＲＦフィルタは、アンテナよりも能動回路の近くに配置され得る。
【００４８】
例示的な設計では、能動回路はＬＮＡ（たとえば、図３中のＬＮＡ３３４）を備え得る。ＲＦフィルタは、ＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有するＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ３３２）を備え得る。別の例示的な設計では、能動回路は電力増幅器（たとえば、図３中の電力増幅器３４６）を備え得る。ＲＦフィルタは、電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有するＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ３４８）備え得る。
【００４９】
例示的な設計では、ＲＦフィルタは、シングルエンド接続を介してアンテナに動作可能に結合され、シングルエンド接続を介して能動回路に動作可能に結合され得る。別の例示的な設計では、ＲＦフィルタは、シングルエンド接続を介してアンテナに動作可能に結合され、差動接続を介して能動回路に動作可能に結合され得る。
【００５０】
例示的な設計では、装置は、アンテナに動作可能に結合された第２のＲＦフィルタをさらに備え得る。ＲＦフィルタおよび第２のＲＦフィルタは、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つの無線技術上での動作をサポートし得る。例示的な設計では、装置は、第２の入力信号を受信し、第２の出力信号を与えるための第２の能動回路をさらに備え得る。第２のＲＦフィルタは第２の能動回路に動作可能に結合され得る。別の例示的な設計では、装置は、アンテナと、ＲＦフィルタと、第２のＲＦフィルタとに動作可能に結合されたスイッチをさらに備え得る。スイッチおよび２つのＲＦフィルタはフロントエンドモジュール上で実装され得る。例示的な設計では、ＲＦフィルタと第２のＲＦフィルタとは両方とも、２つのＲＦフィルタによって共有され得、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つの無線技術上での動作をサポートし得る、同じ能動回路に動作可能に結合され得る。２つのＲＦフィルタは、フロントエンドモジュール内またはそれの外部に位置し得るスイッチを介して能動回路に結合され得る。代替的に、２つのＲＦフィルタによる能動回路の共有をサポートするために、能動回路および／またはＲＦフィルタに同調が加えられ得る。
【００５１】
別の例示的な設計では、装置（たとえば、ワイヤレスデバイス、ＩＣなど）は、第１および第２の能動回路と、第１および第２のＲＦフィルタとを備え得る。第１の能動回路は、第１の入力信号を受信し、第１の出力信号を与え得る。第２の能動回路は、第２の入力信号を受信し、第２の出力信号を与え得る。第１のＲＦフィルタは、アンテナと第１の能動回路とに動作可能に（たとえば、直接または間接的に）結合され得る。第１のＲＦフィルタは、第１の能動回路にインピーダンス整合され得、第１の非ＬＣフィルタを備え得る。第２のＲＦフィルタは、アンテナと第２の能動回路とに動作可能に結合され得る。第２のＲＦフィルタは、第２の能動回路にインピーダンス整合され得、第２の非ＬＣフィルタを備え得る。
【００５２】
第１の例示的な設計では、第１の能動回路はＬＮＡ（たとえば、図３中のＬＮＡ３３４）を備え得、第２の能動回路は電力増幅器（たとえば、電力増幅器３４６）を備え得る。第１のＲＦフィルタは、ＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有するＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ３３２）を備え得る。第２のＲＦフィルタは、電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有するＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ３４８）を備え得る。例示的な設計では、装置は、ＲＸフィルタとＴＸフィルタとの間に結合された位相シフト回路をさらに備え得る。位相シフト回路は、ＬＣ構成要素および／または伝送線路を用いて実装され得る。
【００５３】
第１の例示的な設計では、装置は、第２のＬＮＡと第２のＲＸフィルタとをさらに備え得る。第２のＬＮＡ（たとえば、図４中のＬＮＡ３６４）は、第３の入力信号を受信し、第３の出力信号を与え得る。第２のＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ３６２）は、第２の／ダイバーシティアンテナと第２のＬＮＡとに動作可能に結合され得る。第２のＲＸフィルタは、第２のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有し得る。
【００５４】
第２の例示的な設計では、第１の能動回路は、第１の周波数帯域のための第１のＬＮＡ（たとえば、図５中のＬＮＡ５３４ａ）を備え得、第２の能動回路は、第２の周波数帯域のための第２のＬＮＡ（たとえば、ＬＮＡ５３４ｂ）を備え得る。第１のＲＦフィルタは、第１の周波数帯域のための第１のＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ５３２ａ）を備え得、第２のＲＦフィルタは、第２の周波数帯域のための第２のＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ５３２ｂ）を備え得る。スイッチ（たとえば、スイッチ５１４）がアンテナと第１のＲＸフィルタおよび第２のＲＸフィルタとに結合され得る。１つの例示的な設計では、スイッチと第１のＲＸフィルタおよび第２のＲＸフィルタとは、アンテナよりも第１のＬＮＡおよび第２のＬＮＡの近くに位置するＲＸフロントエンドモジュール（たとえば、図７中のＲＸフロントエンドモジュール５２０）上で実装され得る。別の例示的な設計では、スイッチと、第１のＲＸフィルタおよび第２のＲＸフィルタと、第１のＬＮＡおよび第２のＬＮＡとは、第１のＬＮＡおよび第２のＬＮＡが結合される他の回路よりもアンテナの近くに位置するＲＸフロントエンドモジュール（たとえば、図８中のＲＸフロントエンドモジュール８２０）上で実装され得る。
【００５５】
第３の例示的な設計では、第１の能動回路は、第１の周波数帯域のための第１の電力増幅器（たとえば、図５中の電力増幅器５４６ａ）を備え得、第２の能動回路は、第２の周波数帯域のための第２の電力増幅器（たとえば、電力増幅器５４６ｂ）を備え得る。第１のＲＦフィルタは、第１の周波数帯域のための第１のＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ５４８ａ）を備え得、第２のＲＦフィルタは、第２の周波数帯域のための第２のＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ５４８ｂ）を備え得る。スイッチ（たとえば、スイッチ５１４）がアンテナと第１のＴＸフィルタおよび第２のＴＸフィルタとに結合され得る。１つの例示的な設計では、スイッチと第１のＴＸフィルタおよび第２のＴＸフィルタとは、第１の電力増幅器および第２の電力増幅器が結合される他の回路よりもアンテナの近くに位置し得るＴＸフロントエンドモジュール（たとえば、図７中のＴＸフロントエンドモジュール５２２）上で実装され得る。
【００５６】
２つのＬＮＡを備える第１の能動回路および第２の能動回路をもつ第２の例示的な設計では、装置は、第１の電力増幅器および第２の電力増幅器と、第１のＴＸフィルタおよび第２のＴＸフィルタとをさらに備え得る。第１の電力増幅器（図５中の電力増幅器５４６ａ）は、第３の入力信号を受信し、第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与え得る。第２の電力増幅器（たとえば、電力増幅器５４６ｂ）は、第４の入力信号を受信し、第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与え得る。第１のＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ５４８ａ）は、第１の周波数帯域のためのものであり得、アンテナと第１の電力増幅器とに動作可能に結合され得る。第１のＴＸフィルタは、第１の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有し得る。第２のＴＸフィルタ（たとえば、ＴＸフィルタ５４８ｂ）は、第２の周波数帯域のためのものであり得、アンテナと第２の電力増幅器とに動作可能に結合され得る。第２のＴＸフィルタは、第２の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有し得る。
【００５７】
２つのＬＮＡを備える第１の能動回路および第２の能動回路をもつ第２の例示的な設計では、装置は、第３のＬＮＡおよび第４のＬＮＡと、第３のＲＸフィルタおよび第４のＲＸフィルタとをさらに備え得る。第３のＬＮＡ（たとえば、図６中のＬＮＡ５６４ａ）は、第３の入力信号を受信し、第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与え得る。第４のＬＮＡ（たとえば、ＬＮＡ５６４ｂ）は、第４の入力信号を受信し、第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与え得る。第３のＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ５６２ａ）は、第１の周波数帯域のためのものであり得、第２の／ダイバーシティアンテナと第３のＬＮＡにと動作可能に結合され得る。第３のＲＸフィルタは、第３のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有し得る。第４のＲＸフィルタ（たとえば、ＲＸフィルタ５６２ｂ）は、第２の周波数帯域のためのものであり得、第２のアンテナと第４のＬＮＡとに動作可能に結合され得る。第４のＲＸフィルタは、第４のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有し得る。
【００５８】
概して、装置は、任意の数の能動回路と任意の数のＲＦフィルタとを含み得る。能動回路は、１つまたは複数のＬＮＡ、１つまたは複数の電力増幅器、１つまたは複数のミキサなどを備え得る。ＲＦフィルタは、１つまたは複数のＲＸフィルタ、１つまたは複数のＴＸフィルタなどを備え得る。能動回路とＲＦフィルタとの各ペアはインピーダンス整合され得、したがって能動回路とＲＦフィルタとの間に外部インピーダンス整合回路が必要とされない。
【００５９】
図９に、信号を処理するためのプロセス９００の例示的な設計を示す。出力信号を取得するために能動回路を用いて入力信号を処理する（ブロック９１２）。アンテナと能動回路とに動作可能に結合されたＲＦフィルタを用いて入力信号または出力信号のためのフィルタ処理を実行する（ブロック９１４）。ＲＦフィルタは、能動回路にインピーダンス整合され得、非ＬＣフィルタを備え得る。
【００６０】
ブロック９１２および９１４の例示的な設計では、入力信号は、出力信号を取得するためにＬＮＡを用いて増幅され得る。受信信号は、ＬＮＡのための入力信号を取得するために、アンテナとＬＮＡにと動作可能に結合されたＲＸフィルタを用いてフィルタ処理され得る。ＲＸフィルタは、ＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有し得る。ブロック９１２および９１４の別の例示的な設計では、入力信号は、出力信号を取得するために電力増幅器を用いて増幅され得る。電力増幅器からの出力信号は、アンテナと電力増幅器とに動作可能に結合されたＴＸフィルタを用いてフィルタ処理され得る。ＴＸフィルタは、電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有し得る。
【００６１】
本明細書で説明するＺ整合ＲＦフィルタは、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント回路板（ＰＣＢ）、電子デバイスなどの上で実装され得る。ＲＦフィルタはまた、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、ＮチャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、ＰチャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）など、様々なＩＣプロセス技術を用いて作製され得る。
【００６２】
本明細書で説明するＲＦフィルタを実装する装置は、スタンドアロンデバイスであり得るか、またはより大きいデバイスの一部であり得る。デバイスは、（ｉ）スタンドアロンＩＣ、（ｉｉ）データおよび／または命令を記憶するためのメモリＩＣを含み得る１つまたは複数のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）などのＲＦＩＣ、（ｉｖ）移動局モデム（ＭＳＭ）などのＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に埋め込まれ得るモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラーフォン、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（ｖｉｉ）その他であり得る。
【００６３】
１つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装した場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００６４】
本開示についての以上の説明は、いかなる当業者も本開示を作成または使用することができるように与えたものである。本開示への様々な修正は当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  第１の入力信号を受信し、第１の出力信号を与えるための第１の能動回路と、アンテナと前記第１の能動回路とに動作可能に結合された第１の無線周波（ＲＦ）フィルタであって、前記第１の能動回路にインピーダンス整合され、第１の非ＬＣフィルタを備える、第１のＲＦフィルタとを備える装置。
［２］  前記第１の能動回路が低雑音増幅器（ＬＮＡ）を備え、前記第１のＲＦフィルタが、前記ＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する受信（ＲＸ）フィルタを備える、［１］に記載の装置。
［３］  前記第１の能動回路が電力増幅器（ＰＡ）を備え、前記第１のＲＦフィルタが、前記電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する送信（ＴＸ）フィルタを備える、［１］に記載の装置。
［４］  前記第１のＲＦフィルタが、前記アンテナよりも前記第１の能動回路の近くに配置された、［１］に記載の装置。
［５］  前記第１のＲＦフィルタが前記第１の能動回路に直接結合され、前記第１のＲＦフィルタと前記第１の能動回路との間にインピーダンス整合回路がない、［１］に記載の装置。
［６］  前記第１のＲＦフィルタが、シングルエンド接続を介して前記アンテナに結合され、差動接続を介して前記第１の能動回路に結合された、［１］に記載の装置。
［７］  前記アンテナと前記第１の能動回路とに動作可能に結合された第２のＲＦフィルタであって、前記第１のＲＦフィルタおよび前記第２のＲＦフィルタが、少なくとも２つの周波数帯域、または少なくとも２つの無線技術、またはその両方の上での動作をサポートし、前記第１の能動回路が、前記少なくとも２つの周波数帯域、または前記少なくとも２つの無線技術、またはその両方の上での動作をサポートする、第２のＲＦフィルタをさらに備える、［１］に記載の装置。
［８］  前記第１のＲＦフィルタが、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、バルク音波（ＢＡＷ）フィルタ、薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）共振器フィルタ、空洞共振器フィルタ、またはセラミックフィルタを備える、［１］に記載の装置。
［９］  前記装置が集積回路を備える、［１］に記載の装置。
［１０］  第２の入力信号を受信し、第２の出力信号を与えるための第２の能動回路と、前記アンテナと前記第２の能動回路とに動作可能に結合された第２のＲＦフィルタであって、前記第２の能動回路にインピーダンス整合され、第２の非ＬＣフィルタを備える、第２のＲＦフィルタとをさらに備える、［１］に記載の装置。
［１１］  前記第１の能動回路が低雑音増幅器（ＬＮＡ）を備え、前記第２の能動回路が電力増幅器（ＰＡ）を備え、前記第１のＲＦフィルタが、前記ＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する受信（ＲＸ）フィルタを備え、前記第２のＲＦフィルタが、前記電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する送信（ＴＸ）フィルタを備える、［１０］に記載の装置。
［１２］  前記ＲＦフィルタが、前記アンテナよりも前記ＬＮＡの近くに配置され、前記ＴＸフィルタが、前記アンテナよりも前記電力増幅器の近くに配置された、［１１］に記載の装置。
［１３］  前記ＲＸフィルタと前記ＴＸフィルタとの間に結合された位相シフト回路をさらに備える、［１１］に記載の装置。
［１４］  前記第１の能動回路が、第１の周波数帯域のための第１の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を備え、前記第２の能動回路が、第２の周波数帯域のための第２のＬＮＡを備え、前記第１のＲＦフィルタが、前記第１の周波数帯域のための第１の受信（ＲＸ）フィルタを備え、前記第２のＲＦフィルタが、前記第２の周波数帯域のための第２のＲＸフィルタを備える、［１０］に記載の装置。
［１５］  前記アンテナと前記第１のＲＸフィルタおよび前記第２のＲＸフィルタとに結合されたスイッチをさらに備える、［１４］に記載の装置。
［１６］  前記スイッチと前記第１のＲＸフィルタおよび前記第２のＲＸフィルタとが、前記アンテナよりも前記第１のＬＮＡおよび前記第２のＬＮＡの近くに位置するＲＸフロントエンドモジュール上で実装される、［１５］に記載の装置。
［１７］  前記スイッチと、前記第１のＲＸフィルタおよび前記第２のＲＸフィルタと、前記第１のＬＮＡおよび前記第２のＬＮＡとは、前記第１のＬＮＡおよび前記第２のＬＮＡが結合される回路よりも前記アンテナの近くに位置するＲＸフロントエンドモジュール上で実装される、［１５］に記載の装置。
［１８］  前記第１の能動回路が、第１の周波数帯域のための第１の電力増幅器（ＰＡ）を備え、前記第２の能動回路が、第２の周波数帯域のための第２の電力増幅器を備え、前記第１のＲＦフィルタが、前記第１の周波数帯域のための第１の送信（ＴＸ）フィルタを備え、前記第２のＲＦフィルタが、前記第２の周波数帯域のための第２のＴＸフィルタを備える、［１０］に記載の装置。
［１９］  前記アンテナと前記第１のＴＸフィルタおよび前記第２のＴＸフィルタとに結合されたスイッチをさらに備える、［１８］に記載の装置。
［２０］  前記スイッチと前記第１のＴＸフィルタおよび前記第２のＴＸフィルタとは、前記第１の電力増幅器および前記第２の電力増幅器が結合される回路よりも前記アンテナの近くに位置するＴＸフロントエンドモジュール上で実装される、［１９］に記載の装置。
［２１］  第３の入力信号を受信し、第３の出力信号を与えるための第２のＬＮＡと、第２のアンテナと前記第２のＬＮＡとに動作可能に結合された第２のＲＦフィルタであって、前記第２のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第２のＲＦフィルタとをさらに備える、［１１］に記載の装置。
［２２］  第３の入力信号を受信し、前記第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与えるための第１の電力増幅器（ＰＡ）と、第４の入力信号を受信し、前記第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与えるための第２の電力増幅器と、前記第１の周波数帯域のための、前記アンテナと前記第１の電力増幅器とに動作可能に結合された、第１の送信（ＴＸ）フィルタであって、前記第１の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する、第１のＴＸフィルタと、前記第２の周波数帯域のための、前記アンテナと前記第２の電力増幅器とに動作可能に結合された、第２のＴＸフィルタであって、前記第２の電力増幅器の出力インピーダンスに整合された入力インピーダンスを有する、第２のＴＸフィルタとをさらに備える、［１４］に記載の装置。
［２３］  第３の入力信号を受信し、前記第１の周波数帯域のための第３の出力信号を与えるための第３のＬＮＡと、第４の入力信号を受信し、前記第２の周波数帯域のための第４の出力信号を与えるための第４のＬＮＡと、前記第１の周波数帯域のための、第２のアンテナと前記第３のＬＮＡとに動作可能に結合された、第３のＲＸフィルタであって、前記第３のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第３のＲＸフィルタと、前記第２の周波数帯域のための、前記第２のアンテナと前記第４のＬＮＡとに動作可能に結合された、第４のＲＸフィルタであって、前記第４のＬＮＡの入力インピーダンスに整合された出力インピーダンスを有する、第４のＲＸフィルタとをさらに備える、［１４］に記載の装置。
［２４］  出力信号を取得するために入力信号を処理するための手段と、前記入力信号または前記出力信号のためのフィルタ処理を実行するための手段であって、アンテナと、前記入力信号を処理するための前記手段とに動作可能に結合され、前記入力信号を処理するための前記手段にインピーダンス整合され、非ＬＣフィルタを備える、フィルタ処理を実行するための手段とを備える、装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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