(57)【要約】  ３つのＭＭＩＣデバイスを含むＧａＡｓのＥ帯域無線送受信機フロントエンド・チップセットを提供する。第１デバイスには、基底帯域でデータを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号とデータを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域周波数で送信するための回路と、Ｅ帯域周波数を有するデータを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データを混合し、得られた混合受信信号をＩＦにダウンコンバートするための回路と、Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信及び受信回路にＬＯ信号を伝達するための回路と、が含まれる。第２デバイスには、基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための回路が含まれる。第３デバイスには、ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための回路と、ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２デバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するための回路と、が含まれる。第１及び第２デバイスは、ｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造でき、第３デバイスは、ＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される。また、上記チップセットを利用するＥ帯域通信システムを提供する。
2007520974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基底帯域周波数でデータストリーム入力を受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号とデータストリームを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域周波数で送信するための送信回路と、
Ｅ帯域周波数を有するデータストリームを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データストリームを混合し、得られた混合受信信号を中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートするための受信回路と、
Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信回路及び受信回路にＬＯ信号を伝達するためのＬＯ信号回路と、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための逓倍回路を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための第２ダウンコンバート回路と、
ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２ＭＭＩＣデバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するためのＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項５】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項２に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項６】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項７】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項８】
送信回路は基本波ミキサと、基本波ミキサの下流にある１つ以上の増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項９】
受信回路は低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある帯域通過フィルタと、低雑音増幅器の下流にある基本波ミキサとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１０】
ＬＯ信号回路は電力分割器と、電力分割器の各出力の下流にある１つ以上の増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１１】
逓倍回路はＸ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１帯域通過フィルタと、第１帯域通過フィルタの下流にある回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１２】
第２ダウンコンバート回路は１つ以上の増幅器と、同１つ以上の増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にあるミキサとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１３】
ＬＯ生成回路は発振器と、発振器の下流にある１つ以上の緩衝増幅器と、発振器と同１つ以上の緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある電力分割器と、電力分割器の出力の下流にある第２増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１４】
分周波混合方式を利用する請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１５】
送信回路及び受信回路は、各々、単一平衡分周波ミキサを利用する請求項１４に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１６】
逓倍回路は回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項１５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１７】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基本波送信ミキサ、及び基本波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは基本波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び基本波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、基本波受信ミキサの出力は第３ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は基本波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は基本波受信ミキサの入力に伝達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
Ｘ２逓倍器、Ｘ２逓倍器の下流にある第１逓倍回路帯域通過フィルタ、第１逓倍回路帯域通過フィルタの下流にある逓倍回路増幅器、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある第２逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、Ｘ４逓倍器の出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの基本波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、第１緩衝増幅器からの出力は第２ＭＭＩＣデバイスのＸ２逓倍器の入力に伝達されることと、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１８】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第３ＭＭＩＣデバイスからの第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１９】
前記１つ以上の送信増幅器は直列の第１及び第２送信増幅器からなる請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２０】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２１】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２２】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２３】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項２２に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２４】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２５】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２６】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力は第３ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝
達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
逓倍回路増幅器、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、逓倍回路帯域通過フィルタの出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの分周波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、第１緩衝増幅器からの出力は第２ＭＭＩＣデバイスの逓倍回路増幅器の入力に伝達されることと、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２７】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２８】
前記１つ以上の送信増幅器は直列の第１及び第２送信増幅器からなる請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２９】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３０】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３１】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３２】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項３１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３３】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３４】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３５】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、１つ以上の増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力は第２ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
第１緩衝増幅器、第１緩衝増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、逓倍回路帯域通過フィルタの出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの分周波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
逓倍回路の第１緩衝増幅器の入力と通信を行う出力を有する固定同調発振器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３６】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３７】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３８】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３９】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項３８に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４０】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４１】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４２】
基本波送信ミキサ、及び基本波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは基本波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び基本波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は基本波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は基本波受信ミキサの入力に伝達されることと、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４３】
Ｘ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１逓倍回路帯域通過フィルタと、第１逓倍回路帯域通過フィルタの下流にある逓倍回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある第２逓倍回路帯域通過フィルタと、を含む逓倍回路を備えるＭＭＩＣデバイス。
【請求項４４】
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの基本波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４５】
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝達されることと、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４６】
第１緩衝増幅器、第１緩衝増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
逓倍回路の第１緩衝増幅器の入力と通信を行う出力を有する固定同調発振器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４７】
ＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンド、モデム、基底帯域設備、及びデータ送信源を各々含み、互いに通信を行う複数のＥ帯域局からなるＥ帯域通信システムであって、
ＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドは、第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなり、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基底帯域周波数でデータストリーム入力を受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号とデータストリームを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域
周波数で送信するための送信回路と、
Ｅ帯域周波数を有するデータストリームを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データストリームを混合し、得られた混合受信信号を中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートするための受信回路と、
Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信回路及び受信回路にＬＯ信号を伝達するためのＬＯ信号回路と、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための逓倍回路を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための第２ダウンコンバート回路と、
ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２ＭＭＩＣデバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するためのＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域通信システム。
【請求項４８】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項４９】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５０】
送受信機フロントエンドは７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５１】
送受信機フロントエンドは７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項４８に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５２】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５３】
送受信機フロントエンドは別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５４】
送信回路は基本波ミキサと、基本波ミキサの下流の１つ以上の増幅器とを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５５】
受信回路は低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流の帯域通過フィルタと、低雑音増幅器の下流にある基本波ミキサとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５６】
ＬＯ信号回路は電力分割器と、電力分割器の各出力の下流の１つ以上の増幅器とを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５７】
逓倍回路はＸ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１帯域通過フィルタと、第１帯域通過フィルタの下流にある回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５８】
第２ダウンコンバート回路は１つ以上の増幅器と、１つ以上の増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にあるミキサとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５９】
ＬＯ生成回路は発振器と、発振器の下流にある１つ以上の緩衝増幅器と、発振器と同１つ以上の緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある電力分割器と、電力分割器の出力の下流にある第２増幅器とを備える請求項４８に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６０】
分周波混合方式を利用する請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６１】
送信回路及び受信回路は、各々、単一平衡分周波ミキサを利用する請求項６０に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６２】
逓倍回路は回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項６１に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６３】
システムはポイントツーポイントトポロジを実現する請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線フロントエンド送受信機アーキテクチャ及びパッケージングに関する。詳細には、本発明はＥ帯域用途のガリウム砒素（ＧａＡｓ）ＭＭＩＣベースのフロントエンド送受信機集積チップセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、一般的に４０ＧＨｚを超える周波数が含まれる「ミリメータ波」周波数に関する。特に、Ｅ帯域周波数範囲では、利用可能な帯域幅が本質的に広いことから、電磁スペクトルのＥ帯域部の利用には、多大な関心が注がれてきた。
【０００３】
Ｅ帯域（Ｗ帯域とも称することがある）は、ＦＣＣによって、周波数範囲７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚと規定される。ＦＣＣは、本来、業務用にＥ帯域を確保してきた。デジタル無線機は、ミリメータ波周波数で動作することによって、高データ速度の出現や多元接続市場をサポートし得る大規模な帯域幅区間を利用できるようになった。業界の提案者の中には、ミリメータ周波数を用いることが、広帯域用途を阻害する「ラストマイル」のボトルネックを克服する手段であると予見する提案者もいる。
【０００４】
ミリメータ波技術の実用的な用途は、一般的に、２つの基本的な範疇、即ち、（１）通信（ポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、ローカルマルチポイント分散システム、屋内通信、無線ローカルエリアネットワーク）、及び（２）自動車レーダ、工業用センサ、及び画像形成、に分類し得る。Ｅ帯域を利用するＤｏＤ軍事用途も存在する。
【０００５】
現在の小型化志向の世の中では、Ｅ帯域通信チップセットのサイズやコストを低減させようとする業界の圧力は益々大きくなりつつある。この圧力によって、設計者は、より高い集積レベルのＥ帯域無線送受信機の開発に駆り立てられてきた。最大の集積という目標を達成することは、外部構成要素をオンチップ構成要素で置き換えるというような簡単なことではない。その代わり、これには、フロントエンド設計の再構成が必要である。また、Ｅ帯域無線送受信機フロントエンドは、拡大しつつあるミリメータ波ベースの通信技術のキー要素であると見なされることから、Ｅ帯域無線送受信機の小型化、軽量化、電力効率の改善、コスト低減のために努力がなされている。これによって、オフチップの構成要素がほとんどない新たなＥ帯域フロントエンドアーキテクチャが生まれた。より小型のＥ帯域チップセットを設計及び集積化するための現在知られている従来技術による方法の不利な点は、マイクロエレクトロニクス業界へのＭＭＩＣデバイスの供給業者のほとんどが、広範な用途及びアーキテクチャに適するように、チップセットを極めて柔軟に開発することである。チップ供給業者は、幾つかの単一機能チップ又は、時としてチップ当り幾つかの機能が含まれるチップセットを開発することによって、このことを行う。例えば、既存の市販されているＶ帯域（６０ＧＨｚ）チップセットは、５つ又は６つの単一機能デバイスを含む。この解決策を用いることによって、サブシステムの構築者は、「個別の」回路機能を適切に組み合わせて、受信機又は送信機を形成し得る。この解決策は、柔軟性を有するが、これによって、部品点数、製造コストが増加し、また、特に、高ミリメータ波（ｍｍｗ）帯域における性能を損ない得る。
【０００６】
Ｅ帯域ベースの製品を市場に持ち込むためのキーは、送受信機電子回路を実現する低コストで繰り返し大量生産が可能な手段である。現在、フリップチップ、ＭＭＩＣ、及びコプレーナ技術を含む、Ｅ帯域用途を実現するために実際に利用されている幾つかのパッケ
ージング技術が存在している。
【０００７】
上記技術の内、ＭＭＩＣ技術は、構成要素点数を大幅に低減し、材料の表のコストを低減し、製造／部品実装のコストを低減し、また、システムへの集積が簡単であることから、有力な選択肢である。更に、ＭＭＩＣ技術によって、繰り返し可能な検査プロセスや厳しい性能耐性が可能であり、物理的なサイズを小型化でき、また、高度なアーキテクチャを実現することが容易になる。
【０００８】
サイズが小さく、経済的に製造でき、高歩留りで再生産可能なＭＭＩＣチップセットであるＥ帯域用途の高集積ＭＭＩＣベースのフロントエンド送受信機集積チップセットを提供することが望ましい。そのようなＥ帯域チップセットを生産可能な場合、広帯域技術の恩恵が更に簡単に実現されるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の代表的な実施形態に基づき、広範囲な用途に対する費用対効果が大きい解決策において大きな働きをするＥ帯域のＭＭＩＣベースの無線フロントエンドアーキテクチャを開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
詳細には、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＭＭＩＣベースの送受信機集積チップセットが、３つの超高集積モノリシック・マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）デバイスを含むＥ帯域用途に提供される。好適な実施形態において、これらデバイスのうちの２つは、擬似格子整合高電子移動度トランジスタ（ｐ−ＨＥＭＴ）プロセスで組み立てられ、また、これらデバイスのうちの１つは、イオン注入ＭＥＳＦＥＴデバイスに組み立てられ、大量用途におけるチップセット全体のコストを低減する。他の実施形態において、３つの全てのデバイスは、ｐ−ＨＥＭＴプロセスを利用して、チップセットを単一プロセス技術に共通にする。チップセットは、高度に集積されることから、公知の従来技術によるＥ帯域チップセットの上記不利な点の多くが克服される。特に、本発明のＥ帯域フロントエンド送受信機チップセットは、可能な限り最も小型の高ミリメータ波送受信機チップセットを基準にして、特別に設計され最適化されていることから、性能を最大化しつつ、部品点数及び製造コストが低減される。その結果、本発明は、業界において、最も小型の高ミリメータ波送受信機チップセットの１つを作り上げている。
【００１１】
モノリシック媒体へのフィルタ処理の取り込みには、通常、これは、集積回路それ自体上では組み合わせられないが、往々にして他の薄膜又は個別回路媒体において実現されるという点において独特であるが、これによって、複雑さが増し、回路面積が消費される。本発明の場合、フィルタ処理は、対応する増幅器段の整合ネットワークに部分的に組み合わせられて、「帯域通過」増幅器を形成する。ＬＯ信号の生成及び第１中間周波数から基底帯域への変換は、低コストで高歩留りのイオン注入ＧａＡｓ金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）プロセスを用いて、実現し得る。このことは、ほとんどのミリメータ波チップセットがよりコストのかかるエピタキシャル型のＨＥＭＴプロセスで細心の注意を払って組み立てられることから、独特である。
【００１２】
本発明によると、３つのＭＭＩＣデバイスを有するＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドが提供される。第１ＭＭＩＣデバイスには、基底帯域周波数でデータストリーム入力を受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号とデータストリームを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域周波数で送信するための送信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、更に、Ｅ帯域周波数を有するデータストリームを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データストリームを混合し、得られた
混合受信信号を中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートするための受信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信回路及び受信回路にＬＯ信号を伝達するためのＬＯ信号回路が含まれる。
【００１３】
第２ＭＭＩＣデバイスには、基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための逓倍回路が含まれる。
第３ＭＭＩＣデバイスには、ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための第２ダウンコンバート回路と、ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２ＭＭＩＣデバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するためのＬＯ生成回路と、が含まれる。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスは、ｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される。本発明の他の態様において、第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される。更に、送受信機フロントエンドは、７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う。本発明の更に他の態様によれば、送受信機フロントエンドは、７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う。本発明の他の態様によれば、ＭＭＩＣデバイスは、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである。
【００１５】
更に、本発明の他の態様によれば、送受信機フロントエンドは、別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う。本発明の他の態様によれば、送信回路には基本波ミキサと、基本波ミキサの下流にある１つ以上の増幅器とが含まれる。本発明の更に他の態様によれば、受信回路には低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある帯域通過フィルタと、低雑音増幅器の下流にある基本波ミキサとが含まれる。
【００１６】
更に、本発明の他の態様において、ＬＯ信号回路には電力分割器と、分割器の各出力の下流にある１つ以上の増幅器とが含まれる。本発明の更に他の態様によれば、逓倍回路にはＸ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１帯域通過フィルタと、第１帯域通過フィルタの下流にある回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとが含まれる。本発明の更なる態様によれば、第２ダウンコンバート回路には１つ以上の増幅器と、この１つ以上の増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にあるミキサと、が含まれる。本発明の他の態様において、ＬＯ生成回路には発振器と、発振器の下流にある１つ以上の緩衝増幅器と、発振器とこの１つ以上の緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある電力分割器と、電力分割器の出力の下流にある第２増幅器とが含まれる。
【００１７】
本発明の更なる態様には、分周波混合方式を利用することが含まれ、この場合、送信回路及び受信回路は、各々、単一平衡分周波ミキサを利用する。更に、分周波混合方式において、逓倍回路には回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとが含まれる。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、３つのＭＭＩＣデバイスが含まれるＥ帯域無線送受信機フロントエンドが提供される。第１ＭＭＩＣデバイスには、基本波送信ミキサと、基本波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器とを含む送信回路であって、データストリームが基本波送信ミキサに入力され、この１つ以上の増幅器からの出力が送信される送信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタと、基本波受信ミキサと、を含む受信回路であって、受
信信号が低雑音増幅器の入力に伝達され、基本波受信ミキサの出力が第３ＭＭＩＣデバイスに伝達される受信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、電力分割器と、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器と、電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器と、を含むＬＯ信号回路であって、送信ＬＯ増幅器の出力が基本波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力が基本波受信ミキサの入力に伝達されるＬＯ信号回路が含まれる。
【００１９】
第２ＭＭＩＣデバイスには、Ｘ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１逓倍回路帯域通過フィルタと、第１逓倍回路帯域通過フィルタの下流にある逓倍回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある第２逓倍回路帯域通過フィルタと、を含む逓倍回路であって、Ｘ４逓倍器の出力が第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達される逓倍回路が含まれる。
【００２０】
第３ＭＭＩＣデバイスには、ＩＦ増幅器と、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサと、を含むＩＦ回路であって、第１ＭＭＩＣデバイスからの基本波受信ミキサの出力がＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサが出力データストリームを提供するＩＦ回路が含まれる。第３ＭＭＩＣデバイスには、また、固定同調発振器と、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器と、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器と、第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器とを含むＬＯ生成回路であって、第１緩衝増幅器からの出力が、第２ＭＭＩＣデバイスのＸ２逓倍器の入力に伝達されるＬＯ生成回路が含まれる。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、Ｅ帯域無線送受信機フロントエンドには、更に、Ｘ１／８逓倍器と、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイスと、位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器と、を含む位相同期ループ回路であって、位相同期ループデバイスの出力が第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行い、Ｘ１／８逓倍器が第３ＭＭＩＣデバイスからの第３デバイス電力分割器の第２出力と通信を行う位相同期ループ回路が含まれる。
【００２２】
本発明の他の実施形態において、３つのＭＭＩＣデバイスを含み、分周波送信混合方式を有するＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドが、提供される。第１ＭＭＩＣデバイスには、分周波送信ミキサと、分周波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器と、を含む送信回路であって、データストリームが分周波送信ミキサに入力され、１つ以上の増幅器からの出力が送信される送信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタと、分周波受信ミキサと、を含む受信回路であって、受信信号が低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力が第３ＭＭＩＣデバイスに伝達される受信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、電力分割器と、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器と、電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器と、を含むＬＯ信号回路であって、送信ＬＯ増幅器の出力が分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力が分周波受信ミキサの入力に伝達されるＬＯ信号回路が含まれる。
【００２３】
第２ＭＭＩＣデバイスには、逓倍回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタと、を含む逓倍回路であって、逓倍回路帯域通過フィルタの出力が第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達される逓倍回路が含まれる。
【００２４】
本発明の他の実施形態において、第１及び第２ＭＭＩＣデバイスを含むＥ帯域無線送受信機フロントエンドが、提供される。第１ＭＭＩＣデバイスには、分周波送信ミキサと、
分周波送信ミキサの下流にある送信増幅器と、を含む送信回路であって、データストリームが分周波送信ミキサに入力され、１つ以上の増幅器からの出力が送信される送信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタと、分周波受信ミキサと、を含む受信回路であって、受信信号が低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力が第２ＭＭＩＣデバイスに伝達される受信回路が含まれる。第１ＭＭＩＣデバイスには、また、電力分割器と、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器と、電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器と、を含むＬＯ信号回路であって、送信ＬＯ増幅器の出力が分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力が分周波受信ミキサの入力に伝達されるＬＯ信号回路が含まれる。
【００２５】
第２ＭＭＩＣデバイスには、第１緩衝増幅器と、第１緩衝増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタと、を含む逓倍回路であって、逓倍回路帯域通過フィルタの出力が、第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達される逓倍回路が含まれる。第２ＭＭＩＣデバイスには、また、ＩＦ増幅器と、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサと、を含むＩＦ回路であって、第１ＭＭＩＣデバイスからの分周波受信ミキサの出力がＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサが出力データストリームを提供するＩＦ回路が含まれる。第２デバイスには、また、逓倍回路の第１緩衝増幅器の入力と通信を行う出力を有する固定同調発振器と、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器と、第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器と、を含むＬＯ生成回路が含まれる。本発明の他の態様によれば、第１及び第２ＭＭＩＣデバイスは、ｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される。
【００２６】
本発明の更に他の実施形態によれば、Ｅ帯域通信システムが提供される。本Ｅ帯域通信システムには、互いに通信を行う複数のＥ帯域局が含まれる。各局には、ＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンド、モデム、基底帯域設備、及びデータ送信源が含まれる。また、本発明の他の態様によれば、Ｅ帯域通信システムは、ポイントツーポイントトポロジを利用する。
【００２７】
本発明の他の代表的な実施形態及び利点は、本開示及び添付図面を検討することによって把握され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明について、本発明の好適な実施形態の非限定的な例として添付の図面を参照して、以下の詳細な説明において更に述べるが、ここでは、図面の幾つかの図において、同様な参照数字は同様な部位を表す。
【００２９】
最初に、本明細書に述べる代表的な実施形態は、簡略化して概略的に提示されていることに留意されたい。本明細書において示す細目は、一例であり、本発明の多くの可能な実施形態のうちの１つを説明するための議論を目的としており、また、本発明の原理及び概念的態様に関する最も有用で理解が容易な説明であると考えられるものを提供するために提示されている。この点において、本発明の基本的な理解に必要であるよりも更に詳細に本発明の構造的な細部を示すという試みは行わない。図面を参照した説明によって、当業者には、如何にして本発明の幾つかの形態を実際に具現化し得るか明らかになる。
【００３０】
［本発明の概要］
本発明は、Ｅ帯域用のＭＭＩＣベースの無線フロントエンド及びそのアーキテクチャである。特に、本発明の一実施形態は、概念的に、２つのｐ−ＨＥＭＴデバイス及び１つのイオン注入ＭＥＳＦＥＴデバイス等、３つの高集積モノリシックチップ（ＭＭＩＣ）が含
まれるガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＭＭＩＣベースの送受信機フロントエンド集積チップセットである。本発明の他の実施形態には、概念的に、２つのｐ−ＨＥＭＴデバイス等、２つの高集積モノリシックチップ（ＭＭＩＣ）が含まれるガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＭＭＩＣベースの送受信機フロントエンド集積チップセットが含まれる。
【００３１】
本発明のアーキテクチャは、固定同調式局部発振器の周波数を調整することによって、周波数帯域有効範囲（即ち、チャネル選択）を拡張するように適応可能である。これによって、局部発振生成回路の簡略化が可能になる。受信機及び送信機帯域が１０ＧＨｚだけ分離されていることから、Ｘ帯域（８−１２ＧＨｚ）範囲の第１中間周波数（ＩＦ）を選択する。単一の変換送信機部が、二重の変換受信機部と共に送信機を簡略化するために用いられる。
【００３２】
本発明のチップセット及びアーキテクチャは、最大１０の異なる回路機能を単一のチップ上に含み、尚且つ、局部発振器（ＬＯ）周波数をシフトし、中間周波数（ＩＦ）を調整し、送信出力増幅器及び低雑音増幅器（ＬＮＡ）の周波数有効範囲を変更することによって、Ｅ帯域全体（７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚ）を網羅するように構成するのに充分な程の柔軟性を維持し得る。
【００３３】
［本発明の代表的な第１実施形態］
本発明の代表的な第１実施形態によれば、３つのＭＭＩＣデバイス、６、８、１０を含むチップセットが含まれるＥ帯域用途のＭＭＩＣベースの無線フロントエンド及びそのアーキテクチャを図１に示す回路として開示する。本発明の第１実施形態に特有なことは、基本波アップ及びダウン・コンバータ混合方式である。次に、各ＭＭＩＣデバイス６、８、１０について、以下に述べる。
【００３４】
［第１ＭＭＩＣデバイス：送信機及び受信機チップ］
提供される第１の代表的なＭＭＩＣデバイス４（送信機（ＴＸ）及び受信機（ＲＸ）チップ）とも称する）には、基本波ミキサ１２（又は、変調器）、送信増幅器１４、送信増幅器１６、増幅器２０、帯域通過フィルタ２２、基本波ミキサ２４（又は、変調器）、増幅器２６、電力分割器２８、及び増幅器３０等、９つの回路機能が単一のチップ上に含まれる。ＭＭＩＣデバイス４は、送信回路（１２、１４、１６）、受信回路（２０、２２、２４）、及び局部発振器（ＬＯ）回路（２６、２８、３０）等、３つの回路を有する。
【００３５】
送信機部には、基本波ミキサ１２、及び送信増幅器１４、１６が含まれる。送信機能に関しては、モデム等の送信源１０からの入力データ信号がミキサ１２に受信される。更に、所望のＥ帯域送信周波数（例えば、７１−７６ＧＨｚ間）に引き上げられたＬＯ信号が、ミキサ１２に受信される。そして、ミキサ１２は、変調された基底帯域信号をＥ帯域に直接アップコンバートする。変調されたＥ帯域信号電力は、好適には、公称約１００ｍＷ（又は、約＋２０ｄＢｍ）の連続波（ＣＷ）出力電力を有する一連の（又は、複数の）送信増幅器１４、１６において増幅される。特に、送信増幅器１４は、基本波ミキサ１２から損失を回復し、約＋１７ｄＢｍ乃至＋２０ｄＢｍ間の公称範囲で送信増幅器１６から電力出力を得るのに充分なＲＦ駆動電力を確立する。一連の（又は、複数の）送信増幅器１４、１６を利用する代わりに、個々の送信増幅器１８（例えば、図３参照）も同じ増幅機能を達成し得ることを認識されたい。増幅後、信号は、７１−７６ＧＨｚ間に規定される４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なくとも１つで送信し得る。
【００３６】
受信回路（又は、受信機系統）には、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０、帯域通過フィルタ２２、及び基本波ミキサ２４が含まれる。受信機機能に関しては、信号は、最初に、周波数範囲８１−８６ＧＨｚ間で規定される４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なくとも１つを介して受信される。対応する帯域を受信する際、低雑音増幅器２０及び帯
域通過フィルタ２２は、選択的な利得を付加し、また、ミキサ２４に転送される前に受信信号からイメージ雑音を低減する。更に、ＬＮＡ２０は、受信系統の雑音指数を設定し、選択性を提供し、また、選択性を増大させる。更に、ＬＮＡ２０は、ＬＯをアンテナ（図示せず）から分離する支援を行う。
【００３７】
ＬＯ回路には、電力分割器２８、及び増幅器２６、３０が含まれる。所望のＥ帯域周波数に引き上げられた局部発振器信号は、電力分割器２８に受信され、そして分割される。電力分割器２８は、好適には、ウィルキンソン（Ｗｉｌｋｅｎｓｏｎ）型電力分割器である。電力分割器２８の一方の出力の下流にある増幅器３０は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０乃至＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器３０における増幅後、分割されたＬＯ信号は、基本波ミキサ１２に供給され、ここで、変調された基底帯域信号は、Ｅ帯域に直接アップコンバートされる。更に、電力分割器２８の他方の出力の下流にある増幅器２６は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０〜＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器２６における増幅後、基本波ミキサ２４は、送信信号から約１０ＧＨｚだけ分離された中間周波数（ＩＦ）へのダウンコンバートを行う。更に、増幅器３０及び増幅器２６のうちの１つ以上によって行われる増幅機能は、一連の又は複数の増幅器（一対など）でも達成し得ることを認識されたい。
【００３８】
［第２ＭＭＩＣデバイス：逓倍器系統チップ］
逓倍器系統として機能する第２ＭＭＩＣデバイス６には、Ｘ２逓倍器３２、帯域通過フィルタ３８、増幅器４０、Ｘ４逓倍器４２、及び帯域通過フィルタ４４等、最大５つの回路機能を単一のチップに含み得る。第２ＭＭＩＣデバイス６の機能は、局部発振器信号をＥ帯域の所望の周波数に逓倍して、そして、これを電力分割器２８に転送し、そこで、信号を分割して、第１ＭＭＩＣデバイス４の送信機及び受信機回路双方を駆動することである。詳細には、第３ＭＭＩＣデバイス８の増幅器３４から生成されるＬＯ信号は、Ｘ２逓倍器３６を駆動するのに充分な電力レベル付近でＸ２逓倍器３６によって受信される。好適には、増幅器３４からの信号の電力は、約公称＋１０ｄＢｍである。ＬＯ信号は、最初に、Ｘ２逓倍器３２を介して２倍に逓倍される。従って、信号は、約１０ＧＨｚでＸ２逓倍器３６の前に受信されることから、信号は、２倍に大きくなり約２０ＧＨｚになる。そして、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ３８においてフィルタ処理され、ここで、好ましくない約１０ＧＨｚの逓倍積は、除去される。従って、例えば、約１０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚの好ましくない積は、フィルタ３８において除去し得る。そして、フィルタ処理された信号は、増幅器４０内において、約＋１０ｄＢｍの公称電力レベルに増幅される。そして、ＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器４２を介して４倍に逓倍され、ここで、周波数は、約２０ＧＨｚからＥ帯域の所望の周波数である約７０−８０ＧＨｚの範囲付近に引き上げられる。最後に、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ４４においてフィルタ処理され、その後、ＬＯ信号は、第１ＭＭＩＣデバイス４の電力分割器２８に送られる。
【００３９】
［第３ＭＭＩＣデバイス：ＬＯ生成及び第２ダウンコンバート］
第３ＭＭＩＣデバイス８は、負抵抗固定同調発振器デバイス３２、方向性結合器３３、緩衝増幅器３４、電力分割器４６、緩衝増幅器５４、ミキサ（又は、変調器）５２、低域通過フィルタ５０、及び増幅器４８等、８つの機能を単一のチップ上に有し得る。ＭＥＳＦＥＴプロセス技術を用いて第３ＭＭＩＣデバイス８を製造し、大量用途におけるチップセット全体のコストを低減し得るが、そうでない場合、ｐ−ＨＥＭＴプロセスを用いて、チップセットを単一プロセス技術に対して共通に維持し得ることに留意されたい。第３ＭＭＩＣデバイス８には、ＬＯ生成回路及び第２ダウンコンバート回路（又は、中間周波数ＩＦ回路）が含まれる。
【００４０】
ＬＯ生成回路には、固定同調局部発振生成デバイス３２、方向性結合器３３、電力分割器４６及び増幅器５４が含まれる。ＬＯ生成回路の機能は、約９．５ＧＨｚの基本波信号
を生成し分配することであり、このことは、負抵抗発振器デバイス３２によって達成される。特に、固定同調発振器３２は、約９．５ＧＨｚ（ｆ０＝９．５ＧＨｚ）で基本波信号を生成する。発振器３２の共振器回路を適切に選択すると、Ｅ帯域全体を網羅するＬＯ生成のための所望の基本波信号が得られることを認識されたい。更に、本発明の一次ＬＯ信号周波数は、用途毎に変更し得ることを認識されたい。
【００４１】
ＬＯ信号が発振器３２で生成された後、ＬＯ信号は、緩衝増幅器３４（８−１２ＧＨｚ範囲）に直接転送され、ここで、ＬＯ信号は、約＋１０ｄＢｍに増幅される。そして、信号は、第２ＭＭＩＣデバイス６のＸ２逓倍器３６に向けられる。更に、基本波信号は、発振器３２と増幅器３４との間に配置された方向性結合器３３において、送信源（発振器３２）から結合される。結合器３３は、主信号をサンプリングし、同様な信号をより低い電力レベルで生成する。結合器３３は、例えば、分散された伝送線路要素を介して実現し得る。他の手法では、ＬＯ信号は、発振器３２から直接分割し得る。発振器３２によって生成された基本波信号からサンプリングされたＬＯ信号は、次に、電力分割器４６に供給され、基底帯域への第２ダウンコンバートにおいてＬＯを駆動する。特に、電力分割器４６からの第１ＬＯ信号出力は、緩衝増幅器５４（８−１２ＧＨｚ範囲）に供給され、ここで、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。また、電力分割器４６からの第２ＬＯ信号は、位相同期ループ回路（５６、５８、６０）に転送され、位相同期用の信号を提供する。位相同期ループ回路については、本明細書において後述する。
【００４２】
第２ダウンコンバート回路（又は、ＩＦ回路）には、増幅器４８、低域通過フィルタ５０、及びミキサ５２が含まれる。特に、約８−１２ＧＨｚの範囲における中間周波数（ＩＦ）信号は、第１ＭＭＩＣデバイス４の基本波ミキサ２４から増幅器４８に受信され、ここで、信号の電力は、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。そして、受信されたＩＦ信号は、低域通過フィルタ５０を通過し、ここで、好ましくない積、ミキサ条件及びＩＦ帯域を超えるＬＯリークのうちの１つ以上は、フィルタ処理により除去し得る。そして、依然として８−１２ＧＨｚ範囲にあるフィルタ処理されたＩＦ信号は、ミキサ５２に供給され、緩衝増幅器５４からのＬＯ信号出力と組み合わせられる。そして、ミキサ５２は、組み合わせられた信号を基底帯域にダウンコンバートし、その結果、出力データ信号６２が生成され、モデム等の他のデバイスに伝達される。
【００４３】
［本発明の代表的な第２実施形態］
本発明の代表的な第２実施形態によれば、３つのＭＭＩＣデバイス、５、７、８を含むチップセット３が含まれるＥ帯域用途のＭＭＩＣベースの無線フロントエンド及びそのアーキテクチャを図２に示す回路として開示する。本発明の第２実施形態は、逓倍器系統チップ７（又は、第２ＭＭＩＣデバイス７）における逓倍回路を省くことによって、また更に、送信機及び受信機チップ５（又は、第１ＭＭＩＣデバイス５）において単一平衡分周波ミキサを利用することによって分周波混合方式を採用する。
【００４４】
特に、本発明の代表的な第２実施形態において、第２ＭＭＩＣデバイス７には、Ｘ２逓倍器３６又は帯域通過フィルタ３８が含まれない。Ｘ２逓倍器３６及び帯域通過フィルタ３８を省き、分周波混合方式を提供して第１ＭＭＩＣデバイス５のミキサ１３及び２５において用い得る。逓倍器３６を省くと、分周波混合が適切な用途に対して局部発振生成系統が簡略化される。これによって、増幅器２６、ミキサ２８、増幅器３０及び帯域通過フィルタ４４等の要素の周波数有効範囲に影響が生じるが、周波数が低くなるため、半分の局部発振器周波数での性能達成が、より簡単に実現される。第２実施形態おいて、所望の送信及び受信信号は、Ｅ帯域に留まるが、チップ内部で用いられるミキサ出力条件は、２倍の局部発振器信号（２ＬＯ）を含む積である。
【００４５】
第２実施形態の恩恵は、（図１、第１実施形態からの）Ｅ帯域送信機フロントエンドチ
ップセット２と比較して、Ｅ帯域送信機フロントエンドチップセット３が、簡略化され、消費電力が少なく、柔軟性があり、製造上の複雑さが低減され、生産コストが低いことである。次に、各ＭＭＩＣデバイス５、７、８については、本明細書において以下に述べる。
【００４６】
［第１ＭＭＩＣデバイス（第２実施形態用）：送信機及び受信機チップ］
提供される（送信機（ＴＸ）及び受信機（ＲＸ）チップ）とも称する）代表的な第１ＭＭＩＣデバイス５には、単一平衡分周波ミキサ１３（又は、変調器）、送信増幅器１４、１６、増幅器２０、帯域通過フィルタ２２、単一平衡分周波ミキサ２５（又は、変調器）、増幅器２６、電力分割器２８、及び増幅器３０等、９つの回路機能が単一のチップ上に含まれる。第１ＭＭＩＣデバイス５には、送信回路（１３、１４、１６）、受信回路（２０、２２、２５）、及び局部発振器（ＬＯ）回路（２６、２８、３０）等、３つの回路が含まれる。
【００４７】
送信機部には、単一平衡分周波ミキサ１３、及び送信増幅器１４、１６が含まれる。送信機能に関しては、モデム等の送信源１０からのＲＦ＋２ＬＯに等しい入力データ信号がミキサ１３に受信される。更に、（例えば、約３５−４５ＧＨｚ間の）所望のＥ帯域送信周波数の約半分に等しいＬＯ信号がミキサ１３に受信される。そして、ミキサ１３は、変調された基底帯域信号ＲＦ＋２ＬＯを所望のＥ帯域送信周波数に等しい周波数に直接アップコンバートする。変調されたＥ帯域信号電力は、好適には、公称約１００ｍＷ（又は、約＋２０ｄＢｍ）の連続波（ＣＷ）出力電力を有する一連の（又は、複数の）送信増幅器１４、１６において増幅される。特に、送信増幅器１４は、単一平衡分周波ミキサ１３から損失を回復し、約＋１７ｄＢｍ乃至＋２０ｄＢｍ間の公称範囲で送信増幅器１６から電力出力を得るのに充分なＲＦ駆動電力を確立する。しかしながら、一連の（又は、複数の）送信増幅器１４、１６を利用する代わりに、個々の増幅器１８（図３参照）も同じ増幅機能を達成し得ることを認識されたい。増幅後、信号は、７１−７６ＧＨｚ間に規定された４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なくとも１つで送信し得る。
【００４８】
受信回路（又は、受信機系統）には、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０、帯域通過フィルタ２２、及び単一平衡分周波ミキサ２５が含まれる。受信機機能に関しては、信号は、最初に、周波数範囲８１−８６ＧＨｚ間で規定される４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なくとも１つを介して受信される。対応する帯域を受信する際、低雑音増幅器２０及び帯域通過フィルタ２２は、選択的な利得を付加し、また、ミキサ２５に転送される前に受信信号からイメージ雑音を低減する。更に、ＬＮＡ２０は、受信系統の雑音指数（ＮＦ）を設定し、選択性を提供し、また、選択性を増大させる。更に、ＬＮＡ２０は、ＬＯをアンテナ（図示せず）から分離する支援を行う。
【００４９】
ＬＯ回路には、電力分割器２８、及び増幅器２６及び３０が含まれる。最初に、分割器２８、及び増幅器２６及び３０は、所望のＥ帯域周波数の半分で動作することに留意されたい。特に、所望のＥ帯域周波数の半分に引き上げられたＬＯ信号が、電力分割器２８に受信され、分割される。電力分割器２８は、好適には、ウィルキンソン型電力分割器である。電力分割器２８の一方の出力の下流にある増幅器３０は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０乃至＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器３０における増幅後、分割されたＬＯ信号は、単一平衡分周波ミキサ１３に受信され、変調された基底帯域信号ＲＦ＋２ＬＯを所望のＥ帯域送信周波数に等しい周波数に直接アップコンバートする。更に、電力分割器２８の他方の出力の下流にある増幅器２６は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０〜＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器２６における増幅後、単一平衡分周波ミキサ２５は、中間周波数（ＩＦ）へのダウンコンバートを行う。更に、増幅器３０及び増幅器２６のうちの１つ以上によって行われる増幅機能は、一連の又は複数の増幅器（一対など）でも達成し得ることを認識されたい。
【００５０】
［第２ＭＭＩＣデバイス（第２実施形態用）：逓倍器系統チップ］
逓倍器系統として機能する第２ＭＭＩＣデバイス７には、増幅器４０、Ｘ４逓倍器４２、及び帯域通過フィルタ４４等、最大３つの回路機能を単一のチップに含み得る。第２ＭＭＩＣデバイス７の機能は、局部発振器信号をＥ帯域における半分の所望の周波数に逓倍し、そして、これを電力分割器２８に転送し、そこで、信号を分割して、第１ＭＭＩＣデバイス５の送信機及び受信機回路双方を駆動することである。特に、第３ＭＭＩＣデバイス８の増幅器３４からのＬＯ信号は、増幅器４０に受信される。好適には、増幅器３４からの信号の電力は、約公称＋１０ｄＢｍである。ＬＯ信号は、増幅器４０によって受信され、そして、Ｘ４逓倍器４２を駆動するのに充分な約＋１０ｄＢｍの公称電力レベルに増幅される。１つの増幅器が、緩衝増幅器３４及び増幅器４０双方の同じ機能をより簡単に実行し得ることを認識されたい。ＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器４２に一旦受信されると、４倍に逓倍される。従って、信号が約１０ＧＨｚでＸ４逓倍器３２の前に受信されることから、信号は４倍に大きくなり約４０ＧＨｚになる。そして、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ４４においてフィルタ処理され、ここで、好ましくない約１０ＧＨｚの逓倍積が除去される。従って、例えば、約１０ＧＨｚ、２０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚの好ましくない積は、フィルタ４４において除去し得る。最後に、ＬＯ信号は、第１ＭＭＩＣデバイス５における電力分割器２８に送られる。
【００５１】
［第３ＭＭＩＣデバイス（第２実施形態用）：ＬＯ生成及び第２ダウンコンバート］
第３ＭＭＩＣデバイス８は、第１実施形態のＭＭＩＣデバイス８と同様である。特に、これは、負抵抗固定同調発振器デバイス３２、方向性結合器３３、緩衝増幅器３４、電力分割器４６、緩衝増幅器５４、ミキサ（又は、変調器）５２、低域通過フィルタ５０、及び増幅器４８等、８つの機能を単一のチップ上に有し得る。ＭＥＳＦＥＴプロセス技術を用いて第３ＭＭＩＣデバイス８を製造し、大量用途におけるチップセット全体のコストを低減し得るが、そうでない場合、ｐ−ＨＥＭＴプロセスを用いて、チップセットを単一プロセス技術に対して共通に維持し得ることに留意されたい。第３ＭＭＩＣデバイス８には、ＬＯ生成回路及び第２ダウンコンバート回路（又は、中間周波数ＩＦ回路）が含まれる。
【００５２】
ＬＯ生成回路には、固定同調局部発振生成デバイス３２、方向性結合器３３、電力分割器４６及び増幅器５４が含まれる。ＬＯ生成回路の機能は、約９．５ＧＨｚの基本波信号を生成し分配することであり、これは、負抵抗発振器デバイス３２によって生成される。特に、固定同調発振器３２は、約９．５ＧＨｚ（ｆ０＝９．５ＧＨｚ）で基本波信号を生成する。発振器３２の共振器回路を適切に選択すると、Ｅ帯域全体を網羅するＬＯ生成のための所望の基本波信号が得られることを認識されたい。更に、本発明の一次ＬＯ信号周波数は、用途毎に変更し得ることを認識されたい。
【００５３】
ＬＯ信号が発振器３２で生成された後、ＬＯ信号は、緩衝増幅器３４（８−１２ＧＨｚ範囲）に直接転送され、ここで、ＬＯ信号は、約＋１０ｄＢｍに増幅される。そして、信号は、第２ＭＭＩＣデバイス７の増幅器４０に向けられる。更に、基本波信号は、発振器３２と増幅器３４との間に配置された方向性結合器３３における送信源（発振器３２）の後に結合される。結合器３３は、主信号をサンプリングし、同様な信号をより低い電力レベルで生成する。結合器３３は、例えば、分散された伝送線路要素を介して実現し得る。他の手法では、ＬＯ信号は、発振器３２から直接分割し得る。発振器３２によって生成された基本波信号からサンプリングされたＬＯ信号は、次に、電力分割器４６に供給され、基底帯域への第２ダウンコンバートにおいてＬＯを駆動する。特に、電力分割器４６からの第１ＬＯ信号出力は、緩衝増幅器５４（８−１２ＧＨｚ範囲）に供給され、ここで、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。また、電力分割器４６からの第２ＬＯ信号は、位相同期ループ回路（５６、５８、６０）に転送され、位相同期用の信号を提供する。
位相同期ループ回路については、本明細書において後述する。
【００５４】
第２ダウンコンバート回路（又は、ＩＦ回路）には、増幅器４８、低域通過フィルタ５０、及びミキサ５２が含まれる。特に、約８−１２ＧＨｚの範囲における中間周波数（ＩＦ）信号は、第１ＭＭＩＣデバイス５の単一平衡分周波ミキサ２５から増幅器４８に受信され、ここで、信号の電力は、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。そして、受信されたＩＦ信号は、低域通過フィルタ５０を通過し、ここで、好ましくない積、ミキサ条件及びＩＦ帯域を超えるＬＯリークのうちの１つ以上は、フィルタ処理により除去し得る。そして、依然として８−１２ＧＨｚ範囲にあるフィルタ処理されたＩＦ信号は、ミキサ５２に供給され、緩衝増幅器５４からのＬＯ信号出力と組み合わせられる。そして、ミキサ５２は、組み合わせられた信号を基底帯域にダウンコンバートし、その結果、出力データ信号６２が生成され、モデム等の他のデバイスに伝達される。
【００５５】
［本発明の代表的な第３実施形態］
本発明の代表的な第３実施形態によれば、２つのＭＭＩＣデバイス５、９を含むチップセット１１が含まれるＥ帯域用途のＭＭＩＣベースの無線フロントエンド及びそのアーキテクチャを図３に示す回路として開示する。本発明の第３実施形態は、逓倍器系統チップ７（図２からの第２ＭＭＩＣデバイス７参照）における逓倍回路を省くことによって、また更に、送信機及び受信機チップ５（又は、第１ＭＭＩＣデバイス５）において単一平衡分周波ミキサを利用することによって分周波混合方式を採用するという点で第２実施形態と同様である。
【００５６】
特に、本発明の代表的な第３実施形態において、Ｘ４逓倍器及び帯域通過フィルタ４４は、第２ＭＭＩＣデバイス９に集積され、他方、増幅器機能４０も第２ＭＭＩＣデバイス９上にある緩衝増幅器３４と組み合わせられる。その結果、第２実施形態からの第２ＭＭＩＣデバイス７は、完全に省略し得る。更に、第１ＭＭＩＣデバイス５からの送信増幅器１４、１６も１つの送信増幅器１８に組み合わせられる。
【００５７】
第３実施形態の恩恵は、（図２、第１実施形態からの）Ｅ帯域送信機フロントエンドチップセット３と比較して、Ｅ帯域送信機フロントエンドチップセット１１が、更に、簡略化され、消費電力が少なく、柔軟性があり、製造上の複雑さが低減され、生産コストが低いことである。次に、各ＭＭＩＣデバイス５、９については、本明細書において以下に述べる。
【００５８】
［第１ＭＭＩＣデバイス（第３実施形態用）：送信機及び受信機チップ］
提供される（送信機（ＴＸ）及び受信機（ＲＸ）チップ）とも称する）代表的な第１ＭＭＩＣデバイス５には、単一平衡分周波ミキサ１３（又は、変調器）、送信増幅器１８、増幅器２０、帯域通過フィルタ２２、単一平衡分周波ミキサ２５（又は、変調器）、増幅器２６、電力分割器２８、及び増幅器３０等、８つの回路機能が単一のチップ上に含まれる。本ＭＭＩＣデバイスには、送信回路（１３、１８）、受信回路（２０、２２、２５）、及び局部発振器（ＬＯ）回路（２６、２８、３０）等、３つの回路が含まれる。
【００５９】
送信機部には、単一平衡分周波ミキサ１３、及び送信増幅器１８が含まれる。送信機能に関しては、モデム等の送信源１０からのＲＦ＋２ＬＯに等しい入力データ信号がミキサ１３に受信される。更に、（例えば、約３５−４５ＧＨｚ間の）所望のＥ帯域送信周波数の約半分に等しいＬＯ信号がミキサ１３に受信される。そして、ミキサ１３は、変調された基底帯域信号ＲＦ＋２ＬＯを所望のＥ帯域送信周波数に等しい周波数に直接アップコンバートする。変調されたＥ帯域信号電力は、公称約１００ｍＷ（又は、約＋２０ｄＢｍ）の連続波（ＣＷ）出力電力を有する送信増幅器１８によって増幅される。増幅後、信号は、７１−７６ＧＨｚ間に規定された４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なく
とも１つで送信し得る。
【００６０】
受信回路（又は、受信機系統）には、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２０、帯域通過フィルタ２２、及び単一平衡分周波ミキサ２５を含み得る。受信機機能に関しては、信号は、最初に、周波数範囲８１−８６ＧＨｚ間で規定される４つの別々の１．２５ＧＨｚチャネルのうちの少なくとも１つを介して受信される。対応する帯域を受信する際、低雑音増幅器２０及び帯域通過フィルタ２２は、選択的な利得を付加し、また、ミキサ２５に転送される前に受信信号からイメージ雑音を低減する。更に、ＬＮＡ２０は、受信系統の雑音指数（ＮＦ）を設定し、選択性を提供し、また、選択性を増大させる。更に、ＬＮＡ２０は、ＬＯをアンテナ（図示せず）から分離する支援を行う。
【００６１】
ＬＯ回路には、電力分割器２８、及び増幅器２６及び３０が含まれる。最初に、分割器２８、及び増幅器２６及び３０は、所望のＥ帯域周波数の半分で動作することに留意されたい。特に、所望のＥ帯域周波数の半分に引き上げられたＬＯ信号が、電力分割器２８に受信され、分割される。電力分割器２８は、好適には、ウィルキンソン型電力分割器である。電力分割器２８の一方の出力の下流にある増幅器３０は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０乃至＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器３０における増幅後、分割されたＬＯ信号は、単一平衡分周波ミキサ１３に受信され、変調された基底帯域信号ＲＦ＋２ＬＯを所望のＥ帯域送信周波数に等しい周波数に直接アップコンバートする。更に、電力分割器２８の他方の出力の下流にある増幅器２６は、約−１０ｄＢｍでＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号を約＋１０〜＋１５ｄＢｍの公称範囲に増幅する。増幅器２６における増幅後、単一平衡分周波ミキサ２５は、中間周波数（ＩＦ）へのダウンコンバートを行う。更に、増幅器３０及び増幅器２６のうちの１つ以上によって行われる増幅機能は、一連の又は複数の増幅器（一対など）でも達成し得ることを認識されたい。
【００６２】
［第２ＭＭＩＣデバイス（第３実施形態用）：逓倍器系統、ＬＯ生成及び第２ダウンコンバート］
第２ＭＭＩＣデバイス９は、それが（第２実施形態の図２の第２ＭＭＩＣデバイス７からの）Ｘ４逓倍器４２及び帯域通過フィルタ４４も含むことを除き、第１及び第２実施形態のＭＭＩＣデバイス８と同様である。第２ＭＭＩＣデバイス９は、負抵抗固定同調発振器デバイス３２、方向性結合器３３、緩衝増幅器３４、Ｘ４逓倍器４２、帯域通過フィルタ４４、電力分割器４６、緩衝増幅器５４、ミキサ（又は、変調器）５２、低域通過フィルタ５０、及び増幅器４８等、１０の機能を単一のチップ上に有し得る。好適には、ｐ−ＨＥＭＴプロセスを用いて、チップセットを単一プロセス技術に対して共通に維持する。第２ＭＭＩＣデバイス９には、逓倍器系統、ＬＯ生成回路及び第２ダウンコンバート回路（又は、中間周波数ＩＦ回路）が含まれる。
【００６３】
ＬＯ生成回路には、固定同調局部発振生成デバイス３２、方向性結合器３３、電力分割器４６及び増幅器５４が含まれる。ＬＯ生成回路の機能は、基本波信号を生成し分配することであり、これは、負抵抗発振器デバイス３２によって生成される。特に、固定同調発振器３２は、約９．５ＧＨｚ（ｆ０＝９．５ＧＨｚ）で基本波信号を生成する。発振器３２の共振器回路を適切に選択すると、Ｅ帯域全体を網羅するＬＯ生成のための所望の基本波信号が得られることを認識されたい。更に、本発明の一次ＬＯ信号周波数は、用途毎に変更し得ることを認識されたい。
【００６４】
ＬＯ信号が発振器３２で生成された後、ＬＯ信号は、逓倍器系統に向けられるが、これには、増幅器３４、Ｘ４逓倍器４２、及び帯域通過フィルタ４２が含まれる。第２実施形態からの第２ＭＭＩＣデバイス７の機能は、逓倍器系統３４、４２、４４において達成され、これは、局部発振器信号をＥ帯域における半分の所望の周波数に逓倍することである。そして、ＬＯ信号は、ＭＭＩＣデバイス５の電力分割器２８に転送され、そこで、信号
は、分割され、第１ＭＭＩＣデバイス５の送信機及び受信機回路双方を駆動する。
【００６５】
特に、第２ＭＭＩＣデバイス９の増幅器３４からのＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器に受信される。好適には、増幅器３４からの信号の電力は、約＋１０ｄＢｍの公称範囲である。増幅器３４から生成されるＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器４２を駆動するのに充分な程に増幅される。ＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器４２に一旦受信されると、４倍に逓倍される。従って、信号が約１０ＧＨｚでＸ４逓倍器３２の前に受信されることから、信号は４倍に大きくなり約４０ＧＨｚになる。そして、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ４４においてフィルタ処理され、ここで、好ましくない約１０ＧＨｚの逓倍積は、除去される。従って、例えば、約１０ＧＨｚ、２０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚの好ましくない積は、フィルタ４４において除去し得る。最後に、ＬＯ信号は、第１ＭＭＩＣデバイス５における電力分割器２８に送られる。
【００６６】
更に、基本波信号は、発振器３２と増幅器３４との間に配置された方向性結合器３３における送信源（発振器３２）から結合される。結合器３３は、主信号をサンプリングし、同様な信号をより低い電力レベルで生成する。結合器３３は、例えば、分散された伝送線路要素を介して実現し得る。他の手法では、ＬＯ信号は、発振器３２から直接分割し得る。発振器３２によって生成された基本波信号からサンプリングされたＬＯ信号は、次に、電力分割器４６に供給され、基底帯域への第２ダウンコンバートにおいてＬＯを駆動する。特に、電力分割器４６からの第１ＬＯ信号出力は、緩衝増幅器５４（８−１２ＧＨｚ範囲）に供給され、ここで、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。また、電力分割器４６からの第２ＬＯ信号は、位相同期ループ回路（５６、５８、６０）に転送され、位相同期用の信号を提供する。位相同期ループ回路については、本明細書において後述する。
【００６７】
第２ダウンコンバート回路（又は、ＩＦ回路）には、増幅器４８、低域通過フィルタ５０、及びミキサ５２が含まれる。特に、約８−１２ＧＨｚの範囲における中間周波数（ＩＦ）信号は、第１ＭＭＩＣデバイス５の単一平衡分周波ミキサ２５から増幅器４８に受信され、ここで、信号の電力は、公称電力レベル約＋１０ｄＢｍに増幅される。そして、受信されたＩＦ信号は、低域通過フィルタ５０を通過し、ここで、好ましくない積、ミキサ条件及びＩＦ帯域を超えるＬＯリークのうちの１つ以上は、フィルタ処理により除去し得る。そして、依然として８−１２ＧＨｚ範囲にあるフィルタ処理されたＩＦ信号は、ミキサ５２に供給され、緩衝増幅器５４からのＬＯ信号出力と組み合わせられる。そして、ミキサ５２は、組み合わせられた信号を基底帯域にダウンコンバートし、その結果、出力データ信号６２が生成され、モデム等の他のデバイスに伝達される。
【００６８】
［本発明の他の特徴及び態様］
［位相同期ループ］
更に、発振器６０、位相同期ループ（ＰＬＬ）デバイス５８、及びＸ１／８逓倍器５６（又は、Ｘ８分割器）を含む位相同期ループ（ＰＬＬ）回路は、図１−３に示すように、本発明と組み合わせて提供し得る。位相同期ループ回路は、Ｅ帯域送無線受信機チップセットに短期及び長期の安定性を付加するために利用される。ＰＬＬデバイス５８は、ＤＣオフセットを提供して固定同調発振器をチューニングする位相検出器を利用し得る。位相同期ループ（ＰＬＬ）は、当分野において公知の原理で動作し、従って、この特徴の詳細な議論は、省略する。
【００６９】
［全二重送信及び受信方式］
図４は、全二重送信方式を利用する無線リンク７０を介して互いに通信を行う一対のＥ帯域フロントエンド送受信機２、３、又は１１を示す。上流の送受信機が、７１−７６ＧＨｚ等、ある特定のＥ帯域周波数範囲において送信する場合、下流の送受信機は、同じＥ帯域周波数範囲で受信するように構成されている。従って、上流ノード及び下流ノードは
、周波数の点で「双対（ｄｕａｌ）」無線リンクを形成する。下流ノードが８１−８６ＧＨｚにおいて送信を返し、上流ノードが８１−８６ＧＨｚにおいて受信する場合、同じ双対性（ｄｕａｌｉｔｙ）が適用される。言い換えると、無線リンクの対向端にあるＲＸ及びＴＸ帯域は、反転される。
【００７０】
［代表的なＥ帯域通信システム］
図５は、本発明の一態様による代表的なＥ帯域通信システムを示す。詳細には、本発明の代表的なＥ帯域通信システムは、一対のＥ帯域通信システムノード又は局６３を利用して、無線リンク７０上でＥ帯域周波数を介してデータを送信及び受信するポイントツーポイントシステムであってよい。各局６３には、Ｅ帯域無線送受信機チップセット２、３、又は１１のうちの１つ以上の実施形態が含まれる。各局６３には、更に、様々なシステム機能をサポートするために利用されるモデム６４及び基底帯域設備６６を含み得る。更に、各局は、データ送信源７２と通信を行う。
【００７１】
また、幾つかの代表的な実施形態を参照して本発明について説明したが、用いた語は、限定の語であるよりもむしろ説明及び例示の語であることを理解されたい。変更は、添付された現時点で述べた、また、補正される請求項の範囲内において、本発明の範囲及び精神からその態様が逸脱することなく、行い得る。特定の手段、材料及び実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は、開示した細目に限定しようとするものではなく、むしろ、本発明は、添付された請求項の範囲内にある全ての機能的に等価な構造、方法、及び用途に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一態様による第１の代表的なＥ帯域無線送受信機フロントエンドの回路図。
【図２】本発明の一態様による第２の代表的なＥ帯域無線送受信機フロントエンドの回路図。
【図３】本発明の一態様による第３の代表的なＥ帯域無線送受信機フロントエンドの回路図。
【図４】互いに通信を行う一対の代表的なＥ帯域無線送受信機フロントエンドを示す図。
【図５】本発明の一態様による代表的なＥ帯域通信システムを示す図。
【図１】
2007520974.tif 000003
【図２】
2007520974.tif 000004
【図３】
2007520974.tif 000005
【図４】
2007520974.tif 000006
【図５】
2007520974.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月15日(2006.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
［第２ＭＭＩＣデバイス：逓倍器系統チップ］
逓倍器系統として機能する第２ＭＭＩＣデバイス６には、Ｘ２逓倍器３６、帯域通過フィルタ３８、増幅器４０、Ｘ４逓倍器４２、及び帯域通過フィルタ４４等、最大５つの回路機能を単一のチップに含み得る。第２ＭＭＩＣデバイス６の機能は、局部発振器信号をＥ帯域の所望の周波数に逓倍して、そして、これを電力分割器２８に転送し、そこで、信号を分割して、第１ＭＭＩＣデバイス４の送信機及び受信機回路双方を駆動することである。詳細には、第３ＭＭＩＣデバイス８の増幅器３４から生成されるＬＯ信号は、Ｘ２逓倍器３６を駆動するのに充分な電力レベル付近でＸ２逓倍器３６によって受信される。好適には、増幅器３４からの信号の電力は、約公称＋１０ｄＢｍである。ＬＯ信号は、最初に、Ｘ２逓倍器３２を介して２倍に逓倍される。従って、信号は、約１０ＧＨｚでＸ２逓倍器３６の前に受信されることから、信号は、２倍に大きくなり約２０ＧＨｚになる。そして、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ３８においてフィルタ処理され、ここで、好ましくない約１０ＧＨｚの逓倍積は、除去される。従って、例えば、約１０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚの好ましくない積は、フィルタ３８において除去し得る。そして、フィルタ処理された信号は、増幅器４０内において、約＋１０ｄＢｍの公称電力レベルに増幅される。そして、ＬＯ信号は、Ｘ４逓倍器４２を介して４倍に逓倍され、ここで、周波数は、約２０ＧＨｚからＥ帯域の所望の周波数である約７０−８０ＧＨｚの範囲付近に引き上げられる。最後に、ＬＯ信号は、帯域通過フィルタ４４においてフィルタ処理され、その後、ＬＯ信号は、第１ＭＭＩＣデバイス４の電力分割器２８に送られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基底帯域周波数でデータストリーム入力を受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と
データストリームを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域周波数で送信するための送信回路と、
Ｅ帯域周波数を有するデータストリームを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データストリームを混合し、得られた混合受信信号を中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートするための受信回路と、
Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信回路及び受信回路にＬＯ信号を伝達するためのＬＯ信号回路と、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための逓倍回路を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための第２ダウンコンバート回路と、
ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２ＭＭＩＣデバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するためのＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項５】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項２に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項６】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項７】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項８】
送信回路は基本波ミキサと、基本波ミキサの下流にある１つ以上の増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項９】
受信回路は低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流にある帯域通過フィルタと、低雑音増幅器の下流にある基本波ミキサとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１０】
ＬＯ信号回路は電力分割器と、電力分割器の各出力の下流にある１つ以上の増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１１】
逓倍回路はＸ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１帯域通過フィルタと、第１帯域通過フィルタの下流にある回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線
送受信機フロントエンド。
【請求項１２】
第２ダウンコンバート回路は１つ以上の増幅器と、同１つ以上の増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にあるミキサとを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１３】
ＬＯ生成回路は発振器と、発振器の下流にある１つ以上の緩衝増幅器と、発振器と同１つ以上の緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある電力分割器と、電力分割器の出力の下流にある第２増幅器とを備える請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１４】
分周波混合方式を利用する請求項１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１５】
送信回路及び受信回路は、各々、単一平衡分周波ミキサを利用する請求項１４に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１６】
逓倍回路は回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項１５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１７】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基本波送信ミキサ、及び基本波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは基本波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び基本波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、基本波受信ミキサの出力は第３ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は基本波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は基本波受信ミキサの入力に伝達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
Ｘ２逓倍器、Ｘ２逓倍器の下流にある第１逓倍回路帯域通過フィルタ、第１逓倍回路帯域通過フィルタの下流にある逓倍回路増幅器、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある第２逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、Ｘ４逓倍器の出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの基本波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、第１緩衝増幅器からの出力は第２ＭＭＩＣデバイスのＸ２逓倍器の入力に伝達されることと、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１８】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第３ＭＭＩＣデバイスからの第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項１９】
前記１つ以上の送信増幅器は直列の第１及び第２送信増幅器からなる請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２０】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２１】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２２】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２３】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項２２に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２４】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２５】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項１７に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２６】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力は第３ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
逓倍回路増幅器、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、逓倍回路帯域通過フィルタの出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの分周波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、第１緩衝増幅器からの出力は第２ＭＭＩＣデバイスの逓倍回路増幅器の入力に伝達されることと、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２７】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２８】
前記１つ以上の送信増幅器は直列の第１及び第２送信増幅器からなる請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項２９】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３０】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３１】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３２】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項３１に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３３】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３４】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項２６に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３５】
第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、からなるＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドであって、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、１つ以上の増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達され、分周波受信ミキサの出力は第２ＭＭＩＣデバイスに伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝達されることと、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
第１緩衝増幅器、第１緩衝増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、逓倍回路帯域通過フィルタの出力は第１ＭＭＩＣデバイスの電力分割器の入力に伝達されることと、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの分周波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
逓倍回路の第１緩衝増幅器の入力と通信を行う出力を有する固定同調発振器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３６】
Ｘ１／８逓倍器、Ｘ１／８逓倍器の下流にある位相同期ループデバイス、及び位相同期ループデバイスの入力に基準信号を供給する基準信号発振器を含む位相同期ループ回路を備えることと、
位相同期ループデバイスの出力は第３ＭＭＩＣデバイスの固定同調発振器の入力と通信を行うことと、
Ｘ１／８逓倍器は第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第２出力と通信を行うことと、を含む請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３７】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３８】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項３９】
７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項３８に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４０】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４１】
別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項３５に記載のＥ帯域無線送受信機フロントエンド。
【請求項４２】
基本波送信ミキサ、及び基本波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは基本波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び基本波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の下流にあり電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の下流にあり電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は基本波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は基本波受信ミキサの入力に伝達されることと、を含むＭＭＩＣデバイス
。
【請求項４３】
Ｘ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１逓倍回路帯域通過フィルタと、第１逓倍回路帯域通過フィルタの下流にある逓倍回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある第２逓倍回路帯域通過フィルタと、を含む逓倍回路を備えるＭＭＩＣデバイス。
【請求項４４】
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの基本波受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
固定同調発振器、固定同調発振器の下流にある第１緩衝増幅器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第３ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４５】
分周波送信ミキサ、及び分周波送信ミキサの下流にある１つ以上の送信増幅器を含む送信回路と、データストリームは分周波送信ミキサに入力され、同１つ以上の送信増幅器からの出力が送信されることと、
低雑音増幅器、低雑音増幅器の下流にある受信帯域通過フィルタ、及び分周波受信ミキサを含む受信回路と、受信信号は低雑音増幅器の入力に伝達されることと、
電力分割器、電力分割器の下流にあり電力分割器の第１出力と通信を行う送信ＬＯ増幅器、及び電力分割器の下流にあり電力分割器の第２出力と通信を行う受信ＬＯ増幅器を含むＬＯ信号回路と、送信ＬＯ増幅器の出力は分周波送信ミキサの入力に伝達され、受信ＬＯ増幅器の出力は分周波受信ミキサの入力に伝達されることと、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４６】
第１緩衝増幅器、第１緩衝増幅器の下流にあるＸ４逓倍器、及びＸ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタを含む逓倍回路と、
ＩＦ増幅器、ＩＦ増幅器の下流にある低域通過フィルタ、及び低域通過フィルタの下流にある基底帯域ミキサを含むＩＦ回路と、第１ＭＭＩＣデバイスからの受信ミキサの出力はＩＦ増幅器の入力に伝達され、基底帯域ミキサは出力データストリームを提供することと、
逓倍回路の第１緩衝増幅器の入力と通信を行う出力を有する固定同調発振器、固定同調発振器と第１緩衝増幅器との間の結合器、結合器の下流にある第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器、及び第２ＭＭＩＣデバイス電力分割器の第１出力の下流にある第２緩衝増幅器を含むＬＯ生成回路と、を含むＭＭＩＣデバイス。
【請求項４７】
ＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンド、モデム、基底帯域設備、及びデータ送信源を各々含み、互いに通信を行う複数のＥ帯域局からなるＥ帯域通信システムであって、
ＭＭＩＣベースのＥ帯域無線送受信機フロントエンドは、第１ＭＭＩＣデバイスと、第２ＭＭＩＣデバイスと、第３ＭＭＩＣデバイスと、からなり、
第１ＭＭＩＣデバイスは、
基底帯域周波数でデータストリーム入力を受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号とデータストリームを混合し、得られたデータストリームをアップコンバートされたＥ帯域周波数で送信するための送信回路と、
Ｅ帯域周波数を有するデータストリームを受信し、Ｅ帯域周波数を有するＬＯ信号と受信データストリームを混合し、得られた混合受信信号を中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートするための受信回路と、
Ｅ帯域周波数で受信ＬＯ信号を分割し、送信回路及び受信回路にＬＯ信号を伝達するためのＬＯ信号回路と、を備えることと、
第２ＭＭＩＣデバイスは、
基準周波数でＬＯ信号を受信し、ＬＯ信号をＥ帯域周波数に逓倍するための逓倍回路を備えることと、
第３ＭＭＩＣデバイスは、
ＬＯ信号と混合受信ＩＦ信号を混合し、得られた混合受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートするための第２ダウンコンバート回路と、
ＬＯ信号を生成し、ＬＯ信号を第２ＭＭＩＣデバイスに伝達し、ＬＯ信号を結合し、結合されたＬＯ信号を分割し、分割されたＬＯ信号を第２ダウンコンバート回路に伝達するためのＬＯ生成回路と、を備えることと、を含むＥ帯域通信システム。
【請求項４８】
第１、第２、及び第３ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造される請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項４９】
第１及び第２ＭＭＩＣデバイスはｐ−ＨＥＭＴプロセスによって製造され、第３ＭＭＩＣデバイスはＭＥＳＦＥＴプロセスによって製造される請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５０】
送受信機フロントエンドは７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５ＧＨｚを含む３つの周波数範囲上で送信及び受信を行う請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５１】
送受信機フロントエンドは７１−７６ＧＨｚ、８１−８６ＧＨｚ、及び９２−９５の各周波数範囲内における４つの１．２５ＧＨｚチャネル上で送信及び受信を行う請求項４８に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５２】
ＭＭＩＣデバイスはガリウム砒素（ＧａＡｓ）デバイスである請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５３】
送受信機フロントエンドは別の送受信機フロントエンドと全二重方式で通信を行う請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５４】
送信回路は基本波ミキサと、基本波ミキサの下流の１つ以上の増幅器とを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５５】
受信回路は低雑音増幅器と、低雑音増幅器の下流の帯域通過フィルタと、低雑音増幅器の下流にある基本波ミキサとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５６】
ＬＯ信号回路は電力分割器と、電力分割器の各出力の下流の１つ以上の増幅器とを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５７】
逓倍回路はＸ２逓倍器と、Ｘ２逓倍器の下流にある第１帯域通過フィルタと、第１帯域通過フィルタの下流にある回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５８】
第２ダウンコンバート回路は１つ以上の増幅器と、１つ以上の増幅器の下流にある低域通過フィルタと、低域通過フィルタの下流にあるミキサとを備える請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項５９】
ＬＯ生成回路は発振器と、発振器の下流にある１つ以上の緩衝増幅器と、発振器と同１つ以上の緩衝増幅器との間の結合器と、結合器の下流にある電力分割器と、電力分割器の出力の下流にある第２増幅器とを備える請求項４８に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６０】
分周波混合方式を利用する請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６１】
送信回路及び受信回路は、各々、単一平衡分周波ミキサを利用する請求項６０に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６２】
逓倍回路は回路増幅器と、逓倍回路増幅器の下流にあるＸ４逓倍器と、Ｘ４逓倍器の下流にある逓倍回路帯域通過フィルタとを備える請求項６１に記載のＥ帯域通信システム。
【請求項６３】
システムはポイントツーポイントトポロジを実現する請求項４７に記載のＥ帯域通信システム。
【国際調査報告】
2007520974.tif 000008
2007520974.tif 000009