(57)【要約】複数のアンテナ上での送信をサポートするための電力結合式電力増幅器を備えたワイヤレスデバイスが開示される。電力増幅器は、より高い出力電力を得るためにともに動作されるか、複数のアンテナ上の送信をサポートするために別々に動作されうる。例示的な設計では、装置は、第１および第２の電力増幅器を含む。第１の電力増幅器は、第１の動作モード（例えば、ＭＩＭＯモードまたは送信ダイバーシティモード）で、第１の入力信号を増幅し、第１のアンテナに第１の出力信号を提供する。第２の電力増幅器は、第１の動作モードにおいて、第１の入力信号または第２の入力信号を増幅し、第２のアンテナに第２の出力信号を提供する。第１および第２の電力増幅器は、第２の動作モードにおいて電力結合されて、第１または第２の出力信号よりも高い最大出力電力を有する第３の出力信号を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
第１の動作モードで、第１の入力信号を増幅し、第１のアンテナに第１の出力信号を提供するように構成された第１の電力増幅器と、
前記第１の動作モードで、前記第１の入力信号または第２の入力信号を増幅し、第２のアンテナに第２の出力信号を提供するように構成された第２の電力増幅器と
を備え、
前記第１および第２の電力増幅器は、第２の動作モードで、第３の出力信号を提供するために電力結合される、装置。
【請求項２】
前記第１の動作モードは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信をサポートし、前記第１の動作モードにおいて、前記第１の電力増幅器は、前記第１の入力信号を増幅し、前記第２の電力増幅器は、前記第２の入力信号を増幅する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の動作モードは、送信ダイバーシティをサポートし、前記第１の動作モードにおいて、前記第１および第２の電力増幅器は両方とも、前記第１の入力信号を増幅する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の動作モードは、キャリアアグリゲーションをサポートし、前記第１の動作モードにおいて、前記第１の電力増幅器は、第１のキャリアのために前記第１の入力信号を増幅し、前記第２の電力増幅器は、第２のキャリアのために前記第２の入力信号を増幅する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の動作モードにおいて、前記第１および第２の電力増幅器は両方とも、第３の入力信号を増幅し、前記第１のアンテナに前記第３の出力信号を提供し、前記第３の出力信号は、前記第１または第２の出力信号よりも高い最大出力電力を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の電力増幅器は、第３の動作モードにおいて、第４の入力信号を増幅し、前記第１のアンテナに第４の出力信号を提供し、前記第２の電力増幅器は、前記第３の動作モードにおいて、ディセーブルにされる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第２および第３の動作モードは、異なる無線技術に関連付けられ、前記第３の出力信号は、前記第４の出力信号よりも高い最大出力電力を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第３の動作モードにおいて、第４の入力信号を増幅し、前記第１のアンテナに第４の出力信号を提供するように構成されたドライバ増幅器をさらに備え、前記第４の入力信号は、前記第３の動作モードにおいて、いずれの電力増幅器によっても増幅されない、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の入力信号を増幅するように構成された第１のドライバ増幅器と、
前記第１のドライバ増幅器と前記第１の電力増幅器との間に結合された第１の整合回路と、
前記第１または第２の入力信号を増幅するように構成された第２のドライバ増幅器と、
前記第２のドライバ増幅器と前記第２の電力増幅器との間に結合された第２の整合回路と
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の入力信号を前記第１の電力増幅器へとルーティングするように構成された第１のスイッチと、
前記第２の入力信号を前記第２の電力増幅器へとルーティングするように構成された第２のスイッチと、
前記第１の入力信号を前記第２の電力増幅器へとルーティングするように構成された第３のスイッチと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の入力信号を前記第１の電力増幅器へとルーティングするように構成された第４のスイッチをさらに備え、前記第１および第３のスイッチは、第１の入力ポートに結合され、前記第２および第４のスイッチは、第２の入力ポートに結合される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の電力増幅器に結合された第１の整合回路と、
前記第２の電力増幅器に結合された第２の整合回路と、
前記第１および第２の整合回路に結合され、前記第２の動作モードにおいて前記第１および第２の電力増幅器を電力結合するように構成された第３の整合回路と
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の電力増幅器と前記第１のアンテナとの間に結合され、前記第１の出力信号を前記第１のアンテナにルーティングするように構成された第１のスイッチと、
前記第２の電力増幅器と前記第２のアンテナとの間に結合され、前記第２の出力信号を前記第２のアンテナにルーティングするように構成された第２のスイッチと
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２の電力増幅器は、単一の集積回路（ＩＣ）上に組み立てられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
信号増幅を実行する方法であって、
第１の動作モードにおいて、第１のアンテナのための第１の出力信号を得るために、第１の電力増幅器を用いて第１の入力信号を増幅することと、
前記第１の動作モードにおいて、第２のアンテナのための第２の出力信号を得るために、第２の電力増幅器を用いて前記第１の入力信号または第２の入力信号を増幅することと、
第２の動作モードにおいて、前記第１のアンテナのための第３の出力信号を得るために、前記第１および第２の電力増幅器を両方用いて第３の入力信号を増幅することと
を備え、
前記第１および第２の電力増幅器は、前記第２の動作モードにおいて電力結合される、方法。
【請求項１６】
前記第１の動作モードは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信をサポートし、前記第１の入力信号または前記第２の入力信号を前記増幅することは、前記第１の動作モードにおいて前記第２の電力増幅器を用いて前記第２の入力信号を増幅することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の動作モードは、送信ダイバーシティをサポートし、前記第１の入力信号または前記第２の入力信号を前記増幅することは、前記第１の動作モードにおいて前記第２の電力増幅器を用いて前記第１の入力信号を増幅することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
装置であって、
第１の動作モードにおいて、第１の入力信号を増幅し、第１のアンテナに第１の出力信号を提供するように構成された、増幅するための第１の手段と、
前記第１の動作モードにおいて、前記第１の入力信号または第２の入力信号を増幅し、第２のアンテナに第２の出力信号を提供するように構成された、増幅するための第２の手段と
を備え、
増幅するための前記第１の手段および増幅するための前記第２の手段は、第２の動作モードにおいて、第３の出力信号を提供するために電力結合される、装置。
【請求項１９】
前記第１の動作モードは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信をサポートし、増幅するための前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記第２の入力信号を増幅するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の動作モードは、送信ダイバーシティをサポートし、増幅するための前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記第１の入力信号を増幅するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、電子機器に関し、より具体的には、ワイヤレスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスデバイス（例えば、セルラ電話またはスマートフォン）は、双方向通信をサポートするために、アンテナに結合された送信機および受信機を含みうる。データ送信の場合、送信機は、データで無線周波数（ＲＦ）キャリア信号を変調して、変調信号を取得し、この変調信号を増幅して、適切な出力電力レベルを有する出力ＲＦ信号を取得し、この出力ＲＦ信号を、アンテナを介して基地局に送信しうる。データ受信の場合、受信機は、アンテナを介して受信ＲＦ信号を取得し、この受信ＲＦ信号を調整および処理して、基地局によって送られたデータを復元する。
【０００３】
ワイヤレスデバイスは、性能を向上させるために、複数のアンテナに結合された複数の送信機および複数の受信機を含みうる。しかしながら、複数のアンテナ上での送信をサポートするための回路は典型的に、ワイヤレスデバイスのコストとサイズを増加させる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、異なるワイヤレス通信システムと通信することができるワイヤレスデバイスを示す。
【図２】図２は、単一のアンテナを有するワイヤレスデバイスのブロック図を示す。
【図３】図３は、単一のアンテナ用の送信モジュールのブロック図を示す。
【図４】図４は、２つのアンテナを有するワイヤレスデバイスのブロック図を示す。
【図５】図５は、２つのアンテナのための、電力結合式電力増幅器を有する送信モジュールのブロック図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、ある動作モードについての、図５の送信モジュールにおける信号パスを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、別の動作モードについての、図５の送信モジュールにおける信号パスを示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、さらに別の動作モードについての、図５の送信モジュールにおける信号パスを示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、さらに別の動作モードについての、図５の送信モジュールにおける信号パスを示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、さらに別の動作モードについての、図５の送信モジュールにおける信号パスを示す。
【図７】図７は、整合回路の概略図を示す。
【図８】図８は、電力増幅器の概略図を示す。
【図９】図９は、スイッチの概略図を示す。
【図１０】図１０は、ワイヤレスデバイスによる増幅を実行するためのプロセスを示す。
【発明の詳細な説明】
【０００５】
以下に記載される詳細な説明は、本開示の例示的な設計を説明するものであることが意図されており、本開示が実施されうる唯一の設計を表わすことを意図したものではない。「例示的な」という用語は、「実例、事例、または例証として提供される」を意味するために本明細書で使用される。「例示的」なものとして本明細書で説明される任意の設計は、必ずしも、他の設計よりも好ましい、または利点を有するものと解釈されるべきではない。詳細な説明は、本開示の例示的な設計の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本明細書で説明される例示的な設計が、これらの特定の詳細なしに実施されうることは当業者に明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、本明細書で提示される例示的な設計の新規性を曖昧にしないために、ブロック図の形式で示される。
【０００６】
複数のアンテナ上の送信をサポートするための電力結合式電力増幅器（power combining power amplifiers）を備えるワイヤレスデバイスが本明細書で説明される。電力結合式電力増幅器は、より高い出力電力を得るために、それらの出力において結合されうる電力増幅器であり、それは、いくつかのワイヤレスシステムに必要とされうる。電力結合式電力増幅器は、以下に説明されるように、より高い出力電力を得るためにともに動作されることができ、または、複数のアンテナ上の送信をサポートするために別個に動作されることができる。
【０００７】
図１は、異なるワイヤレス通信システム１２０および１２２と通信することができるワイヤレスデバイス１１０を示す。ワイヤレスシステム１２０および１２２は各々、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システム、等でありうる。ＣＤＭＡシステムは、広域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ｃｄｍａ２０００、または、他の何らかのバージョンのＣＤＭＡを実装しうるが、それらは本明細書の説明では総称的に「ＣＤＭＡ」と呼ばれる。簡潔さのために、図１は、１つの基地局１３０と１つのシステムコントローラ１４０とを含むワイヤレスシステム１２０、および１つの基地局１３２とシステムコントローラ１４２とを含むワイヤレスシステム１２２を示す。一般的に、各ワイヤレスシステムは、任意の数の基地局と、任意のセットのネットワークエンティティを含みうる。
【０００８】
ワイヤレスデバイス１１０はまた、ユーザ機器（ＵＥ）、モバイル局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局、等とも呼ばれうる。ワイヤレスデバイス１１０は、セルラ電話、スマートフォン、タブレット、ワイヤレスモデム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、スマートブック、ネットブック、コードレスフォン、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、等でありうる。ワイヤレスデバイス１１０は、任意の数のアンテナを備えうる。スループットを増加させるための多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信、有害なパス効果（例えば、フェーディング、マルチパス、干渉）に対抗する（combat）ための送信ダイバーシティ、スループットを増加させるためのキャリアアグリゲーション、等をサポートするために複数のアンテナが使用されうる。ワイヤレスデバイス１１０は、ワイヤレスシステム１２０および／または１２２と通信することが可能である。ワイヤレスデバイス１１０はまた、ブロードキャスト局（例えば、ブロードキャスト局１３４）からの信号を受信することが可能である。ワイヤレスデバイス１１０はまた、１つ以上の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の衛星（例えば、衛星１５０）からの信号を受信することが可能である。
【０００９】
図２は、ワイヤレスデバイス２００のブロック図を示し、これは、図１のワイヤレスデバイス１１０の例示的な設計でありうる。この例示的な設計では、ワイヤレスデバイス２００は、データプロセッサ／コントローラ２１０、トランシーバ２２０、およびアンテナ２５０を含む。トランシーバ２２０は、双方向ワイヤレス通信をサポートする送信機２３０および受信機２６０を含む。
【００１０】
送信パスでは、データプロセッサ２１０は、送信されるべきデータを処理（例えば、符号化および変調）し、アナログ出力信号を送信機２３０に提供する。送信機２３０内で、送信（ＴＸ）回路２３２は、このアナログ出力信号を、増幅し、フィルタリングし、ベースバンドからＲＦにアップコンバートして、変調信号を提供する。ＴＸ回路２３２は、増幅器、フィルタ、ミキサ、発振器、局部発振器（ＬＯ）生成器、フェーズロックループ（ＰＬＬ）、等を含みうる。電力増幅器（ＰＡ）２３４は、変調信号を受信および増幅し、適切な出力電力レベルを有する増幅ＲＦ信号を提供する。スイッチ／デュプレクサ２４０は、電力増幅器２３４から増幅ＲＦ信号を受信し、出力ＲＦ信号をアンテナ２５０に提供する。スイッチ／デュプレクサ２４０は、スイッチおよび／またはデュプレクサを含みうる。
【００１１】
受信パスでは、アンテナ２５０は、基地局および／または他の送信機局から信号を受信し、受信されたＲＦ信号を提供し、それは、スイッチ／デュプレクサ２４０を経由して受信機２６０に提供される。受信機２６０内で、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２６２は、受信されたＲＦ信号を増幅し、入力ＲＦ信号を提供する。ＲＸ回路２６４は、この入力ＲＦ信号を増幅し、フィルタリングし、ＲＦからベースバンドにダウンコンバートして、アナログ入力信号をデータプロセッサ２１０に提供する。ＲＸ回路２６４は、増幅器、フィルタ、ミキサ、発振器、ＬＯ生成器、ＰＬＬ、等を含みうる。
【００１２】
データプロセッサ／コントローラ２１０は、ワイヤレスデバイス２００のための様々な機能を実行しうる。例えば、データプロセッサ２１０は、送信機２３０を介して送信され、受信機２６０を介して受信されているデータについて処理を実行しうる。コントローラ２１０は、ＴＸ回路２３２、電力増幅器２３４、ＬＮＡ ２６２、ＲＸ回路２６４、および／またはスイッチ／デュプレクサ２４０の動作を制御しうる。メモリ２１２は、データプロセッサ／コントローラ２１０のためのプログラムコードおよびデータを格納しうる。
【００１３】
ワイヤレスデバイス２００は、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＬＴＥ、８０２．１１、および／または他のシステムとの通信をサポートしうる。異なるワイヤレスシステムは、異なる無線技術を利用し、アンテナを介して送信される出力ＲＦ信号について異なる出力電力要求を有しうる。例えば、ＧＳＭシステムが＋３３ｄＢｍの最大出力電力を要求しうるのに対して、ＣＤＭＡシステムは、＋２７ｄＢｍの最大出力電力を要求しうる。ワイヤレスデバイス２００は、ワイヤレスデバイス２００によってサポートされるシステムごとに最大出力電力を提供するように設計されうる。
【００１４】
図３は、送信モジュール３００の例示的な設計のブロック図を示し、それは、図２の電力増幅器２３４およびスイッチ／デュプレクサ２４０に対して使用されうる。送信モジュール３００は、３つの送信パス３１０ａ、３１０ｂ、および３１０ｃを含む。送信パス３１０ａは、スイッチ３１２ａからスイッチ３２４ａまでの回路を含む。送信パス３１０ｂは、スイッチ３１２ｂからスイッチ３２４ｂまでの回路を含む。送信パス３１０ｃは、スイッチ３１２ｃからスイッチ３２４ｃまでの回路を含む。
【００１５】
送信パス３１０ａ内で、スイッチ３１２ａは、送信モジュール３００の入力（ＲＦｉｎ）に結合された一端と、入力整合回路３１４ａの入力に結合された他端とを有する。ドライバ増幅器（ＤＡ）３１６ａは、整合回路３１４ａの出力に結合された入力と、段間整合回路３１８ａの入力に結合された出力とを有する。電力増幅器３２０ａは、整合回路３１８ａの出力に結合された入力と、出力整合回路３２２ａの入力に結合された出力とを有する。スイッチ３２４ａは、整合回路３２２ａの出力に結合された一端と、デュプレクサ３３０の送信（ＴＸ）ポートに結合された他端とを有する。スイッチ３２６は、整合回路３２２ａの出力に結合された一端と、整合回路３３２の入力に結合された他端とを有する。
【００１６】
送信パス３１０ｂは、スイッチ３１２ｂ、整合回路３１４ｂ、ドライバ増幅器３１６ｂ、整合回路３１８ｂ、電力増幅器３２０ｂ、整合回路３２２ｂ、およびスイッチ３２４ｂを含み、それらは、図３に示されるように、直列に結合される。スイッチ３２４ｂは、整合回路３２２ｂの出力に結合された一端と、整合回路３３２の入力に結合された他端とを有する。
【００１７】
送信パス３１０ｃは、スイッチ３１２ｃ、整合回路３１４ｃ、ドライバ増幅器３１６ｃ、整合回路３１８ｃ、およびスイッチ３２４ｃを含み、それらは、図３に示されるように、直列に結合される。スイッチ３２４ｃは、整合回路３１８ｃの出力に結合された一端と、デュプレクサ３３０のＴＸポートに結合された他端とを有する。
【００１８】
スイッチプレクサ３４０内で、スイッチ３４２ａは、デュプレクサ３３０とノードＸとの間に結合される。スイッチ３４２ｂは、整合回路３３２の出力とノードＸとの間に結合される。アンテナ２５０はまた、ノードＸに結合される。スイッチ３４２ａまたは３４２ｂは、出力ＲＦ信号をアンテナ２５０に提供する。スイッチ（図３に示されない）は、ノードＸに結合され、アンテナ２５０から受信機（これもまた図３に示されない）に受信ＲＦ信号を提供しうる。
【００１９】
送信パス３１０ａにおいて、整合回路３１４ａは、ドライバ増幅器３１６ａのために入力インピーダンス整合を実行する。ドライバ増幅器３１６ａは、入力ＲＦ信号に対して増幅を提供する。整合回路３１８ａは、ドライバ増幅器３１６ａの出力と、電力増幅器３２０ａの入力との間でインピーダンス整合を実行する。電力増幅器３２０ａは、出力ＲＦ信号に対して増幅および高い出力電力を提供する。整合回路３２２ａは、電力増幅器３２０ａのために出力インピーダンス整合を実行する。送信パス３１０ｂ内の回路は、送信パス３１０ａ内の対応する回路と同様の方法で動作する。送信パス３１０ｃ内の回路は、送信パス３１０ａ内の対応する回路と同様の方法で動作する。整合回路３３２は、整合回路３２２ａおよび３２２ｂの出力とアンテナ２５０との間でインピーダンス整合を実行する。
【００２０】
デュプレクサ３３０は、多くのＣＤＭＡシステムだけでなく他のシステムによっても利用される周波数分割複信（ＦＤＤ）での動作をサポートする。ＦＤＤの場合、ダウンリンクおよびアップリンクに対して異なる周波数が使用される。デュプレクサ３３０は、（ｉ）送信パス３１０ａからの出力ＲＦ信号をアンテナ２５０に、および（ｉｉ）アンテナ２５０からの受信ＲＦ信号を、図３に示されていない受信機（ＲＣＶＲ）に同時にルーティングすることができる。スイッチ３４２ｂは、ＧＳＭシステムだけでなく他のシステムによっても利用される時分割複信（ＴＤＤ）での動作をサポートする。ＴＤＤの場合、ダウンリンクとアップリンクの両方に対して同じ周波数が使用される。スイッチ３４２ｂは、送信インターバルの間に、整合回路３３２からの出力ＲＦ信号をアンテナ２５０に結合することができる。スイッチ（図３に示されない）は、アンテナ２５０からの受信ＲＦ信号を受信機（これもまた図３に示されない）に結合することができる。
【００２１】
図３の例示的な設計では、送信モジュール３００は、異なる出力電力要求を有する異なるワイヤレスシステムをサポートすることができる２つの電力結合式電力増幅器３２０ａおよび３２０ｂを含む。具体的には、ＣＤＭＡでは、電力増幅器３２０ａだけが選択されて、最大＋２７ｄＢＭの出力電力で出力ＲＦ信号を提供しうる。ＧＳＭでは、電力増幅器３２０ａおよび３２０ｂが両方とも選択され、最大＋３３ｄＢｍの出力電力で出力ＲＦ信号を提供するために、それらの出力が結合されうる。電力結合することは、整合回路３２２ａおよび３２２ｂの出力を整合回路３３２の入力に、それぞれスイッチ３２６および３２４ｂを介して接続することによって達成されうる。
【００２２】
送信モジュール３００は、多数の動作モードをサポートする。各動作モードは、送信モジュール３００の入力からアンテナ２５０への、入力ＲＦ信号のための異なる信号パスに関連付けられる。１つの動作モードが、いかなる時点においても、選択されうる。選ばれた動作モードのための信号パスは、送信モジュール３００内のスイッチを適切に制御することによって取得されうる。スイッチプレクサ３４０のスイッチのうちの１つが、送信インターバルの間、閉じられることができ、スイッチプレクサ３４０のスイッチのうちの１つが、受信インターバルの間、閉じられることができる。すべての動作モードについて、単一の入力ＲＦ信号が送信モジュール３００に適用され、単一の出力ＲＦ信号が送信モジュール３００によって提供される。入力ＲＦ信号は、ゼロの、１つの、または両方の電力増幅器３２０ａおよび３２０ｂによって増幅されうる。
【００２３】
表１は、送信モジュール３００によってサポートされる３つの動作モードをリストし、また、各動作モードについて、選択された電力増幅器（もしあれば）と、スイッチ設定とを提供する。追加の動作モードはまた、より多くのスイッチを用いてサポートされうる。
【表１】
2014532378.tif 000003
【００２４】
ワイヤレスデバイスによって複数のアンテナからの同時送信をサポートすることが望ましい。複数のアンテナは、より高いスループットを達成するためにＭＩＭＯを、信頼性を向上させるために送信ダイバーシティを、スループットを増加させるためにキャリアアリグレーションを、および／または、性能を向上させるために他の送信スキームをサポートすることができる。
【００２５】
図４は、図１のワイヤレスデバイス１１０の別の例示的な設計でありうるワイヤレスデバイス４００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４００は、データプロセッサ／コントローラ４１０、２つのトランシーバ４２０ａおよび４２０ｂ、ならびに２つのアンテナ４５０ａおよび４５０ｂを含む。ワイヤレスデバイス４００は、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＬＴＥ、８０２．１１、等をサポートしうる。
【００２６】
トランシーバ４２０ａは、アンテナ４５０ａを介した双方向ワイヤレス通信をサポートする送信機４３０ａおよび受信機４６０ａを含む。送信機４３０ａは、ＴＸ回路４３２ａと、スイッチ／デュプレクサ４４０ａに結合された電力増幅器４３４ａとを含む。受信機４６０ａは、ＲＸ回路４６４ａと、スイッチ／デュプレクサ４４０ａに結合されたＬＮＡ ４６２ａとを含む。同様に、トランシーバ４２０ｂは、アンテナ４５０ｂを介した双方向ワイヤレス通信をサポートする送信機４３０ｂおよび受信機４６０ｂを含む。送信機４３０ｂは、ＴＸ回路４３２ｂと、スイッチ／デュプレクサ４４０ｂに結合された電力増幅器４３４ｂとを含む。受信機４６０ｂは、ＲＸ回路４６４ｂと、スイッチ／デュプレクサ４４０ｂに結合されたＬＮＡ ４６２ｂとを含む。送信機４３０ａおよび４３０ｂ内の回路は、図２の送信機２３０内の対応する回路について上述されたように動作しうる。受信機４６０ａおよび４６０ｂ内の回路は、図２の受信機２６０内の対応する回路について上述されたように動作しうる。
【００２７】
トランシーバ４２０ａおよび４２０ｂのすべてまたは一部分は、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、等で実現されうる。例えば、ＴＸ回路４３２ａおよび４３２ｂ、電力増幅器４３４ａおよび４３４ｂ、ＬＮＡ ４６２ａおよび４６２ｂ、ならびにＲＸ回路４６４ａおよび４６４ｂは、ＲＦＩＣ上で実現されうる。電力増幅器４３４ａおよび４３４ｂ、ならびに、場合によっては他の回路もまた、別個のＩＣまたはモジュール上で実装されうる。
【００２８】
データプロセッサ／コントローラ４１０は、ワイヤレスデバイス４００のための様々な機能を実行しうる。例えば、データプロセッサ４１０は、送信機４３０ａおよび４３０ｂを介して送信され、受信機４６０ａおよび４６０ｂを介して受信されているデータのための処理を実行しうる。コントローラ４１０は、ＴＸ回路４３２ａおよび４３２ｂ、電力増幅器４３４ａおよび４３４ｂ、ＬＮＡ ４６２ａおよび４６２ｂ、ＲＸ回路４６４ａおよび４６４ｂ、および／または、スイッチ／デュプレクサ４４０ａおよび４４０ｂの動作を制御しうる。メモリ４１２は、データプロセッサ／コントローラ４１０のためのプログラムコードおよびデータを格納しうる。メモリ４１２は、データプロセッサ／コントローラ４１０の内部に（図４に示されるように）ありえ、またはデータプロセッサ／コントローラ４１０の外部にありうる（図４には示されない）。データプロセッサ／コントローラ４１０は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣ上で実現されうる。
【００２９】
図４は、２つのアンテナ４５０ａおよび４５０ｂを有するワイヤレスデバイス４００の例示的な設計を示す。一般的に、ワイヤレスデバイスは、任意の数のアンテナ、任意の数の送信機、および任意の数の受信機を含みうる。ワイヤレスデバイスは、（ｉ）所与のアンテナを介したデータ送信および受信をサポートするために送信機と受信機を両方とも含むか、（ｉｉ）アンテナを介したデータ送信をサポートするために送信機だけを含むか、または、（ｉｉｉ）アンテナを介したデータ受信をサポートするために受信機だけを含みうる。ワイヤレスデバイスはまた、任意の数の周波数帯域上での動作をサポートしうる。ワイヤレスデバイスは、アンテナごとに１つ以上の送信機および／または１つ以上の受信機を含みうる。各送信機および各受信機は、所与のアンテナのために、１つまたは複数の周波数帯域上での動作をサポートしうる。
【００３０】
図５は、送信モジュール５００の例示的な設計のブロック図を示し、それは、図４の電力増幅器４３４ａおよび４３４ｂ、ならびにスイッチ／デュプレクサ４４０ａおよび４４０ｂに対して使用されうる。送信モジュール５００は、４つの送信パス５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、および５１０ｄを含む。送信パス５１０ａは、図５に示されるように、直列に結合されたスイッチ５１２ａ、整合回路５１４ａ、ドライバ増幅器５１６ａ、整合回路５１８ａ、電力増幅器５２０ａ、整合回路５２２ａ、およびスイッチ５２４ａを含む。送信パス５１０ｂは、直列に結合されたスイッチ５１２ｂ、整合回路５１４ｂ、ドライバ増幅器５１６ｂ、整合回路５１８ｂ、電力増幅器５２０ｂ、整合回路５２２ｂ、およびスイッチ５２４ｂを含む。送信パス５１０ｃは、直列に結合されたスイッチ５１２ｃ、整合回路５１４ｃ、ドライバ増幅器５１６ｃ、整合回路５１８ｃ、およびスイッチ５２４ｃを含む。送信パス５１０ｄは、直列に結合されたスイッチ５１２ｄ、整合回路５１４ｄ、ドライバ増幅器５１６ｄ、整合回路５１８ｄ、およびスイッチ５２４ｄを含む。送信パス５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、および５１０ｄ内の回路は、それぞれ、図３の送信パス３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、および３１０ｃ内の対応する回路について上述されたように動作する。
【００３１】
送信モジュール５００はさらに、アンテナ４５０ａのためのデュプレクサ５３０ａ、整合回路５３２、およびスイッチプレクサ５４０ａを含む。デュプレクサ５３０ａは、ノードＵのところでスイッチ５２４ａおよび５２４ｃに結合されたＴＸポートと、図５に示されていない第１の受信機（ＲＣＶＲ１）に結合されたＲＸポートとを有する。整合回路５３２は、その入力がスイッチ５２４ｂおよび５２６に結合されている。スイッチ５２６の他端は、整合回路５２２ａの出力に結合される。スイッチプレクサ５４０ａ内で、スイッチ５４２ａは、デュプレクサ５３０ａとノードＸとの間に結合される。スイッチ５４２ｂは、整合回路５３２の出力とノードＸとの間に結合される。スイッチ５４２ｃは、ノードＵとノードＸとの間に結合される。スイッチ（図５に示されない）はまた、ノードＸと受信機（これもまた図５に示されない）との間に結合されうる。アンテナ４５０ａは、ノードＸに結合される。
【００３２】
送信モジュール５００はさらに、アンテナ４５０ｂのためのデュプレクサ５３０ｂおよびスイッチプレクサ５４０ｂを含む。デュプレクサ５３０ｂは、ノードＶのところでスイッチ５２４ｄおよび５２８に結合されたＴＸポートと、図５に示されていない第２の受信機（ＲＣＶＲ２）に結合されたＲＸポートとを有する。スイッチ５２８の他端は、整合回路５２２ｂの出力に結合される。スイッチプレクサ５４０ｂ内で、スイッチ５４４ａは、ノードＶとノードＹとの間に結合される。スイッチ５４４ｂは、デュプレクサ５３０ｂとノードＹとの間に結合される。スイッチ（図５に示されない）はまた、ノードＹと受信機（これもまた図５に示されない）との間に結合されうる。アンテナ４５０ｂは、ノードＹに結合される。
【００３３】
送信モジュール５００は、いかなる時点においても、１つまたは２つの入力ＲＦ信号を受信することができる２つの入力ＲＦｉｎ１およびＲＦｉｎ２を含む。スイッチ５１２ａおよび５１２ｃは、ＲＦｉｎ１入力に結合され、スイッチ５１２ｂおよび５１２ｄは、ＲＦｉｎ２入力に結合される。スイッチ５１２ｅは、ＲＦｉｎ１入力と、整合回路５１４ｂの入力との間に結合される。代替的または追加的に、スイッチ５１２ｆは、ＲＦｉｎ２入力と、整合回路５１４ａの入力との間に結合されうる。スイッチ５１２ｅおよび５１２ｆは、ＲＦｉｎ１またはＲＦｉｎ２入力からの入力ＲＦ信号が、電力増幅器５２０ａおよび／または５２０ｂに提供されることを可能にする。
【００３４】
図５は、送信モジュール５００の例示的な設計を示す。送信モジュールはまた、他の方法でも実現されうる。例えば、整合回路５１４ｃおよび５１８ｃならびにドライバ増幅器５１６が省略され、スイッチが、整合回路５１８ａの出力（または内部ノード）と、ノードＵとの間に結合されうる。このケースでは、整合回路５１４ａおよび５１８ａならびにドライバ増幅器５１６ａは、バイパスモードに再利用されうる。同様に、整合回路５１４ｄおよび５１８ｄならびにドライバ増幅器５１６ｄが省略され、スイッチは、整合回路５１８ｂの出力（または内部ノード）と、ノードＶとの間に結合されうる。
【００３５】
例示的な設計では、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂは、同様の性能、例えば、同様の最大出力電力を有しうる。これは、例えば、同じ寸法およびレイアウトのトランジスタなど、同一または同様の回路を用いて電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂを実現することにより達成されうる。別の例示的な設計では、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂは、異なる性能、例えば、異なる最大出力電力を有しうる。電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂは、同一のＩＣダイまたは異なるＩＣダイ上で実現されうる。
【００３６】
図５に示される例示的な設計では、送信モジュール５００は、図３の送信モジュール３００内のすべての回路を含み、これらの回路は、図３について上述されたように動作しうる。送信モジュール５００はまた、低い出力電力のためのアンテナ４５０ｂに使用されうる送信パス５１０ｄを含む。送信モジュール５００はさらに、アンテナ４５０ｂを介して送信をサポートするためにデュプレクサ５３０ｂおよびスイッチプレクサ５４０ｂを含む。送信モジュール５００はまた、２つのアンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して１つまたは２つの入力ＲＦ信号の送信をサポートできるスイッチ５１２ｅを含む。
【００３７】
送信モジュール５００は、多数の動作モードをサポートする。表２は、送信モジュール５００によってサポートされる５つの動作モードをリストし、また、各動作モードについて、選択された電力増幅器（もしあれば）と、スイッチ設定とを提供する。
【表２】
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【００３８】
追加の動作モードもまたサポートされうる。例えば、送信ダイバーシティでは、２つの入力信号が互いに位相シフトされ、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂによって増幅され、アンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信されうる。別の例として、キャリアアグリゲーションでは、２つの異なるキャリア上でデータを搬送する２つの入力信号が、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂによって増幅され、アンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信されうる。キャリアは、ｃｄｍａ２０００の場合には１．２３ＭＨｚ、ＷＣＤＭＡの場合には５ＭＨｚ、ＬＴＥの場合には２０ＭＨｚ、等でありうる様々な範囲の周波数に対応しうる。
【００３９】
図６Ａは、ＣＤＭＡモードの場合の、図５の送信モジュール５００内の信号パスを示す。ＣＤＭＡモードでは、単一の入力ＲＦ信号（例えば、ＣＤＭＡ信号）が単一の電力増幅器５２０ａによって増幅され、単一のアンテナ４５０ａを介して送信されうる。入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ａおよび整合回路５１４ａを経由し、ドライバ増幅器５１６ａによって増幅され、整合回路５１８ａを経由し、電力増幅器５２０ａによって増幅され、整合回路５２２ａ、スイッチ５２４ａ、デュプレクサ５３０ａ、およびスイッチ５４２ａを経由してアンテナ４５０ａにルーティングされる。ＣＤＭＡの場合、電力増幅器５２０ａはそれ単体で、要求される最大出力電力（例えば、＋２７ｄＢｍ）を提供することができる。
【００４０】
図６Ｂは、ＧＳＭモードの場合の、送信モジュール５００内の信号パスを示す。ＧＳＭモードでは、単一の入力ＲＦ信号（例えば、ＧＳＭ信号）が電力増幅器５２０ａと５２０ｂの両方によって増幅され、単一のアンテナ４５０ａを介して送信される。入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ａおよび整合回路５１４ａを経由し、ドライバ増幅器５１６ａによって増幅され、整合回路５１８ａを経由し、電力増幅器５２０ａによって増幅され、整合回路５２２ａおよびスイッチ５２６を経由してルーティングされる。入力ＲＦ信号はまた、スイッチ５１２ｅおよび整合回路５１４ｂを経由し、ドライバ増幅器５１６ｂによって増幅され、整合回路５１８ｂを経由し、電力増幅器５２０ｂによって増幅され、整合回路５２２ｂおよびスイッチ５２４ｂを経由してルーティングされる。電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂの出力は、整合回路５３２の入力のところで合計（sum）され、整合回路５３２およびスイッチ５４２ｂを経由してアンテナ４５０ａにルーティングされる。ＧＳＭの場合、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂの両方の組み合わせが、要求される最大出力電力（例えば、＋３３ｄＢｍ）を提供することができる。
【００４１】
図６Ｃは、ＭＩＭＯモードの場合の、送信モジュール５００における信号パスを示す。ＭＩＭＯモードでは、２つの入力ＲＦ信号が２つの電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂによって増幅され、２つのアンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信される。第１の入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ａおよび整合回路５１４ａを経由し、ドライバ増幅器５１６ａによって増幅され、整合回路５１８ａを経由し、電力増幅器５２０ａによって増幅され、整合回路５２２ａおよびスイッチ５２４ａを経由してルーティングされる。第１の入力ＲＦ信号はさらに、（ｉ）ＴＤＤのために、スイッチ５４２ｃを通ってアンテナ４５０ｃにルーティングされる（図６Ｃに示されるように）か、（ｉｉ）ＦＤＤのために、デュプレクサ５３０ａおよびスイッチ５４２ａを通ってアンテナ４５０ａにルーティングされうる（図６Ｃには示されていない）。第２の入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ｂおよび整合回路５１４ｂを経由し、ドライバ増幅器５１６ｂによって増幅され、整合回路５１８ｂを経由し、電力増幅器５２０ｂによって増幅され、整合回路５２２ｂおよびスイッチ５２８を経由してルーティングされる。第２の入力ＲＦ信号はさらに、（ｉ）ＴＤＤのために、スイッチ５４４ａを通ってアンテナ４５０ｂにルーティングされる（図６Ｃに示されるように）か、（ｉｉ）ＦＤＤのために、デュプレクサ５３０ｂおよびスイッチ５４４ｂを通ってアンテナ４５０ｂにルーティングされうる（図６Ｃには示されていない）。ＭＩＭＯの場合、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂは、アンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信される２つの出力ＲＦ信号に、要求された最大出力電力を提供することができる。
【００４２】
図６Ｄは、送信ダイバーシティモードの場合の、送信モジュール５００における信号パスを示す。送信ダイバーシティモードでは、単一の入力ＲＦ信号が２つの電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂによって増幅され、２つのアンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信される。入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ａおよび整合回路５１４ａを経由し、ドライバ増幅器５１６ａによって増幅され、整合回路５１８ａを経由し、電力増幅器５２０ａによって増幅され、整合回路５２２ａ、スイッチ５２４ａ、およびスイッチ５４２ｃ（図６Ｄに示されるように）か、またはデュプレクサ５３０ａとスイッチ５４２ａ（図６Ｄには示されていない）か、のいずれかを経由して、アンテナ４５０ａにルーティングされる。入力ＲＦ信号はまた、スイッチ５１２ｅおよび整合回路５１４ｂを経由し、ドライバ増幅器５１６ｂによって増幅され、整合回路５１８ｂを経由し、電力増幅器５２０ｂによって増幅され、整合回路５２２ｂ、スイッチ５２８、およびスイッチ５４４ａ（図６Ｄに示されるように）か、またはデュプレクサ５３０ｂとスイッチ５４２ｂ（図６Ｄには示されていない）か、のいずれかを経由して、アンテナ４５０ｂにルーティングされる。送信ダイバーシティの場合、電力増幅器５２０ａおよび５２０ｂは、アンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信される２つの出力ＲＦ信号に、要求された最大出力電力を提供することができる。
【００４３】
図６Ｅは、バイパスモードの場合の、送信モジュール５００における信号パスを示す。バイパスモードでは、１つ以上の入力ＲＦ信号が１つ以上のドライバ増幅器によって増幅され、１つ以上のアンテナを介して送信される。第１の入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ｃおよび整合回路５１４ｃを経由し、ドライバ増幅器５１６ｃによって増幅され、整合回路５１８ｃ、スイッチ５２４ｃ、デュプレクサ５３０ａ、およびスイッチ５４２ａを経由してアンテナ４５０ａにルーティングされる。第１の入力ＲＦ信号または第２の入力ＲＦ信号は、スイッチ５１２ｄおよび整合回路５１４ｄを経由し、ドライバ増幅器５１６ｄによって増幅され、整合回路５１８ｄ、スイッチ５２４ｄ、デュプレクサ５３０ｂ、およびスイッチ５４４ｂを経由してアンテナ４５０ｂにルーティングされる。バイパスモードでは、ドライバ増幅器５１６ｃおよび５１６ｄは、アンテナ４５０ａおよび４５０ｂを介して送信される出力ＲＦ信号に、所望の出力電力を提供することができる。
【００４４】
図３および図５に示されるように、２つのアンテナのためのＭＩＭＯ、送信ダイバーシティ、およびキャリアアグリゲーションモード、ならびに、ワイヤレスデバイスによってすでにサポートされているＣＤＭＡ、ＧＳＭ、およびバイパスモードをサポートするために追加の回路は少ししか使用されない。具体的には、ＭＩＭＯおよびキャリアアグリゲーションは、追加のスイッチを用いてサポートされることができ、それによって、図６Ｃに示されるように、（ｉ）２つの入力信号が２つの電力増幅器に適用されることができ、（ｉｉ）２つの電力増幅器からの２つの出力信号が２つのアンテナに提供されることができる。送信ダイバーシティは、追加のスイッチを用いてサポートされることができ、それによって、図６Ｄに示されるように、（ｉ）単一の入力信号が２つの電力増幅器に適用されることができ、（ｉｉ）２つの電力増幅器からの２つの出力信号は、２つのアンテナに提供されることができる。追加のスイッチにより、既存の電力増幅器は、ＭＩＭＯ、送信ダイバーシティ、および／またはキャリアアグリゲーションのために再利用されることができ、その結果、これらのモードをサポートするための追加コストはほとんど生じない。ＭＩＭＯ、送信ダイバーシティ、および／またはキャリアアグリゲーションを効率的にサポートする能力は、アップリンクスループットを増加させて、ビデオ中心のアクティビティ（例えば、スカイプ呼）、フェムトセル、およびＭｉ−Ｆｉアプリケーションをサポートするために、特に望ましい。
【００４５】
図７は、図５の送信モジュール５００内の整合回路の例示的な設計の概略図を示す。明瞭さのために、送信パス５１０ａおよび５１０ｂ内の回路だけが図７に示される。
【００４６】
整合回路５１４ａ内で、キャパシタ７１２は、スイッチ５１２ａに結合された一端と、ノードＥに結合された他端とを有する。インダクタ７１４は、ノードＥと、ドライバ増幅器５１６ａの入力との間に結合される。キャパシタ７１６は、ノードＥと、回路接地（circuit ground）との間に結合される。抵抗器７１８は、ドライバ増幅器５１６ａの入力と、バイアス電圧との間に結合される。
【００４７】
整合回路５１８ａ内で、インダクタ７２２は、ドライバ増幅器５１６ａの出力と、電源（power supply）との間に結合される。キャパシタ７２４は、ドライバ増幅器５１６ａの出力と、ノードＦとの間に結合される。キャパシタ７２６は、ノードＦと、回路接地との間に結合される。インダクタ７２８は、ノードＦと、電力増幅器５２０ａの入力との間に結合される。抵抗器７３０は、電力増幅器５２０ａの入力と、バイアス電圧との間に結合される。
【００４８】
整合回路５２２ａ内で、インダクタ７３２は、整合回路５２２ａの入力と出力との間に結合される。インダクタ７３４は、整合回路５２２ａの入力と、電源との間に結合される。キャパシタ７３６は、整合回路５２２ａの出力と、回路接地との間に結合される。
【００４９】
整合回路５２２ｂ内で、インダクタ７４２は、整合回路５２２ｂの入力と出力との間に結合される。インダクタ７４４は、整合回路５２２ｂの入力と、電源との間に結合される。キャパシタ７４６は、整合回路５２２ｂの出力と、回路接地との間に結合される。
【００５０】
整合回路５３２内で、インダクタ７５２およびキャパシタ７５４は、並列に結合され、この組み合わせは、整合回路５３２の入力と出力との間に結合される。キャパシタ７５６は、整合回路５３２の入力と、回路接地との間に結合される。キャパシタ７５８は、整合回路５３２の出力と、回路接地との間に結合される。
【００５１】
図７は、整合回路５１４ａ、５１８ａ、５２２ａ、５２２ｂ、および５３２の例示的な設計を示す。一般的に、整合回路は、ローパスネットワーク、ハイパスネットワーク、バンドパスネットワーク、等のような任意のトポロジで実現されうる。整合回路はまた、所望の性能を得るために、任意の数のリアクタンス素子（reactive element）（例えばインダクタおよびキャパシタ）で実現されうる。リアクタンス素子は、整合回路の入力および出力でのインピーダンスに基づいて選択された値を有しうる。整合回路はまた、インピーダンス整合の調整を可能にするために、１つ以上の調整可能なリアクタンス素子（例えば、１つ以上の可変キャパシタまたはバラクタ）で実現されうる。調整可能なリアクタンス素子は、整合回路に結合された異なる負荷および／または異なる周波数について、より良いインピーダンス整合を可能にしうる。例えば、調整可能なリアクタンス素子により、整合回路５２２ａは、図５のデュプレクサ５３０ａまたはアンテナ４５０ａのいずれかに整合すること、および／または、異なる周波数でアンテナ４５０ａに整合することができるようになる。
【００５２】
図８は、電力増幅器８００の例示的な設計の概略図を示し、それは、図５の電力増幅器５２０ａおよび／または５２０ｂに使用されうる。電力増幅器８００は、スタック状に結合されたＫ個のＮ形金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタ８１０ａ〜８１０ｋを含み、ここで、Ｋは任意の整数である。最も下のＮＭＯＳトランジスタ８１０ａは、回路接地に結合されたソースと、ＡＣ結合キャパシタ８２２を介して入力信号（ＰＡｉｎ）を受信するゲートとを有する。スタック内の、それよりも上の各ＮＭＯＳトランジスタ８１０は、スタック内で下にある別のＮＭＯＳトランジスタのドレインに結合されたソースを有する。最も上のＮＭＯＳトランジスタ８１０ｋは、出力信号（ＰＡｏｕｔ）を提供するドレインを有する。負荷インダクタ８１２は、電源（Ｖｄｄ）と、最も上のＮＭＯＳトランジスタ８１０ｋのドレインとの間に結合され、電力増幅器８００にＤＣバイアス電流を提供する。負荷インダクタ８１２は、電力増幅器８００の出力に結合された整合回路の一部でありうる。ＮＭＯＳトランジスタ８１０ａ〜８１０ｋのゲートは、Ｋ個のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１〜ＶｂｉａｓＫを、それぞれＫ個の抵抗器８２０ａ〜８２０ｋを介して受信する。バイアス電圧は、イネーブルにされているときには電力増幅器８００をオンにし、ディセーブルにされているときには電力増幅器８００をオフにするように生成されうる。
【００５３】
ＰＡｏｕｔ信号は、各ＮＭＯＳトランジスタ８１０のブレークダウン電圧を超えうる、大きい電圧スイングを有しうる。ＰＡｏｕｔ信号の大きい電圧スイングは、Ｋ個のＮＭＯＳトランジスタ８１０ａ〜８１０ｋにわたってほぼ均等に分割または分配されうる。各ＮＭＯＳトランジスタ８１０は、これで、高い信頼性を達成するために各ＮＭＯＳトランジスタのブレークダウン電圧未満でありうる、電圧スイングの一部（fraction）だけを観測する。ＰＡｏｕｔ信号の所望の電圧分割を提供するためにＫ個のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１〜ＶｂｉａｓＫが選択され、それによって、例えば、各ＮＭＯＳトランジスタは、電圧スイングの約１／Ｋを観測する。
【００５４】
図８は、電力増幅器の例示的な設計を示しており、これはまた、他の方法でも実現され得る。例えば、電力増幅器は、他のタイプのトランジスタ、または他の回路トポロジ、等で実現されうる。図８に示される例示的な設計はまた、図５および図６のドライバ増幅器のうちの任意の１つに対して使用されうる。スタックされたＮＭＯＳトランジスタの数、トランジスタのサイズ、負荷インダクタ、バイアス電圧、および／または他の回路特性は、ドライバ増幅器および電力増幅器について異なりうる。
【００５５】
図９は、図５のスイッチのうちのいずれか１つに対して使用されうる、スイッチ９００の概略図を示す。スイッチ９００内で、Ｍ個のＮＭＯＳトランジスタ９１０ａ〜９１０ｍがスタック状に結合され、ここで、Ｍは、任意の整数である。各ＮＭＯＳトランジスタ９１０（最も下のＮＭＯＳトランジスタ９１０ａを除く）は、そのソースが、スタック内で次にくるＮＭＯＳトランジスタのドレインに結合されている。最も上のＮＭＯＳトランジスタ９１０ｍは、そのドレインが入力信号（Ｖｉｎ）を受信し、最も下のＮＭＯＳトランジスタ９１０ａは、そのソースが出力信号（Ｖｏｕｔ）を提供している。各ＮＭＯＳトランジスタ９１０は、対称構造で実現され、各ＮＭＯＳトランジスタのソースおよびドレインは、互いに交換可能でありうる。Ｍ個の抵抗器９２０ａ〜９２０ｍは、一端がノードＡに結合され、他端がそれぞれＮＭＯＳトランジスタ９１０ａ〜９１０ｍのゲートに結合されている。制御信号（Ｖｃｔｒｌ）は、ノードＡに提供される。抵抗器９３０ａ〜９３０ｍは、それぞれ、ＮＭＯＳトランジスタ９１０ａ〜９１０ｍのドレインとソースとの間に結合される。制御信号は、スイッチ９００をオンにするための高い電圧、または、スイッチ９００をオフにするための低い電圧に設定されうる。
【００５６】
抵抗器９２０ａ〜９２０ｍは、例えばキロオームのレンジの、比較的大きい抵抗を有しうる。ＮＭＯＳトランジスタ９１０がオンにされたときには、抵抗器９２０は、各ＮＭＯＳトランジスタのゲート・ソース間（gate-to-source）およびゲート・ドレイン間（gate-to-drain）のキャパシタンスを通じて、リーケージパスにおいてＶｉｎ信号に大きい抵抗を与えることによって、信号損失を低減しうる。ＮＭＯＳトランジスタ９１０がオフにされたときには、抵抗器９２０は、スタック内のＭ個のＮＭＯＳトランジスタ９１０にわたってほぼ均等に、Ｖｉｎ信号の電圧スイングを分配することを助けうる。抵抗器９３０ａ〜９３０ｍは、スイッチ９００がオフ状態にあるときに、ＮＭＯＳトランジスタ９１０ｂ〜９１０ｍのソースをほぼ同じ電圧（例えば、ソースＤＣバイアス電圧）で維持しうる。次に、これは、Ｍ個のＮＭＯＳトランジスタ９１０ａ〜９１０ｍのすべてについてバイアス条件の整合をもたらし、結果として、オフ状態の間の均等な電圧分割をもたらしうる。ＮＭＯＳトランジスタ９１０は、スイッチ９００がオンにされたときのオン抵抗を低減するために、十分に大きなサイズで設計されうる。
【００５７】
図９は、スイッチの例示的な設計を示しており、これはまた、他の方法でも実現されうる。例えば、スイッチは、他のタイプのトランジスタ、または、他の回路トポロジ、等で実現されうる。スイッチはまた、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、または、他の何らかの半導体処理技術で実現されうる。
【００５８】
例示的な設計では、装置（例えば、ワイヤレスデバイス、ＩＣ、回路モジュール、等）は、第１および第２の電力増幅器を備えうる。第１の電力増幅器（例えば、図５の電力増幅器５２０ａ）は、第１の動作モードで、第１の入力信号を増幅し、第１のアンテナ（例えば、アンテナ４５０ａ）に第１の出力信号を提供しうる。第２の電力増幅器（例えば、電力増幅器５２０ｂ）は、第１の動作モードで、第１の入力信号または第２の入力信号を増幅し、第２のアンテナ（例えば、アンテナ４５０ｂ）に第２の出力信号を提供する。第１および第２の電力増幅器は、第２の動作モードで、第３の出力信号を提供するために、電力結合されうる（例えば、図６Ｂに示されるように）。
【００５９】
例示的な設計では、第１の動作モードは、ＭＩＭＯ送信をサポートしうる。第１および第２の電力増幅器は、それぞれ、第１の動作モードで、第１および第２の入力信号（すなわち、異なる入力信号）を増幅しうる（例えば、図６に示されるように）。別の例示的な設計では、第１の動作モードは、送信ダイバーシティをサポートしうる。第１および第２の電力増幅器は、第１の動作モードで、第１の入力信号（すなわち、同じ入力信号）を増幅しうる（例えば、図６Ｄに示されるように）。さらに別の例示的な設計では、第１の動作モードは、キャリアアグリゲーションをサポートしうる。第１の動作モードで、第１の電力増幅器は、第１のキャリアのために第１の入力信号を増幅し、第２の電力増幅器は、第２のキャリアのために第２の入力信号を増幅しうる。
【００６０】
例示的な設計では、第１および第２の電力増幅器が両方とも、第２の動作モード（例えば、図６Ｂに示されるような、例えば、ＧＳＭモード）で、第３の入力信号（例えば、ＧＳＭ信号または他の何らかの信号）を増幅し、第１のアンテナに第３の出力信号を提供しうる。第３の出力信号は、第１または第２の出力信号よりも高い最大出力電力を有しうる。例示的な設計では、第１の電力増幅器は、第３の動作モード（例えば、図６Ａに示されるような、例えば、ＣＤＭＡモード）で、第４の入力信号（例えば、ＣＤＭＡ信号または他の何らかの信号）を増幅することができ、第１のアンテナに第４の出力信号を提供する。第２の電力増幅器は、第３の動作モードで、ディセーブルにされうる。例示的な設計では、第２および第３の動作モードは、異なる無線技術（例えば、ＧＳＭおよびＣＤＭＡ）をサポートしうる。第３の出力信号は、第４の出力信号よりも高い最大出力電力を有しうる。
【００６１】
例示的な設計では、ドライバ増幅器（例えば、ドライバ増幅器５１６ｃ）は、第４の動作モード（例えば、図６Ｅに示されるようなバイパスモード）で、入力信号を増幅し、第１のアンテナに出力信号を提供しうる。この入力信号は、第４の動作モードでは、いずれの電力増幅器によっても増幅されない可能性がある。
【００６２】
例示的な設計では、第１および第２の電力増幅器は、類似した最大出力電力を提供しうる。第１および第２の電力増幅器の組み合わせは、どの電力増幅器単体よりも高い最大出力電力を提供しうる。
【００６３】
例示的な設計では、第１のドライバ増幅器（例えば、ドライバ増幅器５１６ａ）は、第１の入力信号を増幅しうる。第１の整合回路（例えば、整合回路５１８ａ）は、第１のドライバ増幅器と第１の電力増幅器との間に結合されうる。第２のドライバ増幅器（例えば、ドライバ増幅器５１６ｂ）は、第１または第２の入力信号を増幅しうる。第２の整合回路（例えば、整合回路５１８ｂ）は、第２のドライバ増幅器と、第２の電力増幅器との間に結合されうる。例示的な設計では、第３の整合回路（例えば、整合回路５２２ａ）は、第１の電力増幅器の出力に結合されうる。第４の整合回路（例えば、整合回路５２２ｂ）は、第２の電力増幅器の出力に結合されうる。第５の整合回路（例えば、整合回路５３２）は、第３および第４の整合回路に結合され、第２の動作モードで第１および第２の電力増幅器を電力結合しうる。
【００６４】
例示的な設計では、第１のデュプレクサ（例えば、デュプレクサ５３０ａ）は、第１の電力増幅器と第１のアンテナとの間に結合されうる。第２のデュプレクサ（例えば、デュプレクサ５３０ｂ）は、第２の電力増幅器と第２のアンテナのとの間に結合されうる。
【００６５】
例示的な設計では、第１のスイッチ（例えば、スイッチ５１２ａ）は、第１の入力信号を第１の電力増幅器へとルーティングしうる。第２のスイッチ（例えば、スイッチ５１２ｂ）は、第２の入力信号を第２の電力増幅器へとルーティングしうる。第３のスイッチ（例えば、スイッチ５１２ｅ）は、第１の入力信号を第２の電力増幅器へとルーティングしうる。例示的な設計では、第４のスイッチ（例えば、スイッチ５１２ｆ）は、第２の入力信号を、第１の電力増幅器へとルーティングしうる。第１および第３のスイッチは、第１の入力ポート（例えば、ＲＦｉｎ１）に結合され、第２および第４のスイッチは、第２の入力ポート（例えば、ＲＦｉｎ２）に結合されうる。
【００６６】
例示的な設計では、第５のスイッチ（例えば、スイッチ５４２ａまたは５４２ｃ）は、第１の電力増幅器と第１のアンテナとの間に結合され、第１の出力信号を第１のアンテナにルーティングしうる。第６のスイッチ（例えば、スイッチ５４４ａまたは５４４ｂ）は、第２の電力増幅器と第２のアンテナとの間に結合され、第２の出力信号を第２のアンテナにルーティングしうる。
【００６７】
例示的な設計では、第１および第２の電力増幅器は、単一のＩＣ上に組み立てられうる。別の例示的な設計では、第１および第２の電力増幅器は、２つの別個のＩＣ上に組み立てられうる。
【００６８】
図１０は、ワイヤレスデバイスによって増幅を実行するためのプロセス１０００の例示的な設計を示す。第１の入力信号は、第１の動作モードで、第１のアンテナについて第１の出力信号を得るために、第１の電力増幅器を用いて増幅されうる（ブロック１０１２）。第１の入力信号または第２の入力信号は、第１の動作モードで、第２のアンテナについて第２の出力信号を得るために、第２の電力増幅器を用いて増幅されうる（ブロック１０１４）。第３の入力信号（例えば、ＧＳＭ信号）は、第２の動作モードで、第１のアンテナについて第３の出力信号を得るために、第１および第２の電力増幅器の両方を用いて増幅されうる（ブロック１０１６）。第１および第２の電力増幅器は、第２の動作モードで電力結合され、それは、第１または第２の出力信号よりも高い最大出力電力を第３の出力信号に提供しうる。第４の入力信号（例えば、ＣＤＭＡ信号）は、第３の動作モードで、第１のアンテナについて第４の出力信号を得るために、第１の電力増幅器を用いて増幅されうる（ブロック１０１８）。第２の電力増幅器は、第３の動作モードでディセーブルにされうる（ブロック１０２０）。
【００６９】
例示的な設計では、第１の動作モードは、ＭＩＭＯ送信をサポートしうる。このケースでは、第１の動作モードで、第１の入力信号は、第１の電力増幅器で増幅され、第２の入力信号は、第２の電力増幅器で増幅されうる。別の例示的な設計では、第１の動作モードは、送信ダイバーシティをサポートしうる。このケースでは、第１の動作モードで、第１の入力信号は、第１および第２の電力増幅器の両方で増幅されうる。さらに別の例示的な設計では、第１の動作モードは、キャリアアグリゲーションをサポートしうる。このケースでは、第１の動作モードで、第１のキャリアのための第１の入力信号は、第１の電力増幅器で増幅され、第２のキャリアのための第２の入力信号は、第２の電力増幅器で増幅されうる。
【００７０】
本明細書で説明されたように、複数のアンテナ上での送信をサポートすることができる電力結合式電力増幅器は、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント基板（ＰＣＢ）、電子デバイス、等で実現されうる。電力増幅器はまた、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、ＮＭＯＳ、Ｐ型ＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ結合トランジスタ（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）、等のような様々なＩＣ処理技術を用いて組み立てられうる。
【００７１】
本明細書で説明された電力結合式電力増幅器を実施する装置は、独立型デバイスでありうるか、より大きいデバイスの一部でありうる。デバイスは、（ｉ）独立型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を含みうる１つ以上のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）のようなＲＦＩＣ、（ｉｖ）モバイル局モデム（ＭＳＭ）のようなＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に組み込まれうるモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラ電話、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）その他を含みうる。
【００７２】
１つ以上の例示的な設計では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実現されうる。ソフトウェアで実現された場合、これら機能はコンピュータ読取可能な媒体上の１つ以上の命令またはコードとして格納または送信されうる。コンピュータ読取可能な媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの移送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体とコンピュータ記憶媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能な媒体でありうる。限定ではなく例として、このようなコンピュータ読取可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、データ構造または命令の形式で所望のプログラムコードを記憶または搬送するために使用可能であり、かつコンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。また、任意の接続は、コンピュータ読取可能な媒体と厳密には称されうる。例えば、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、およびマイクロ波のような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、この同軸ケーブル、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、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用される場合、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ここでディスク（disk）は、通常磁気的にデータを再生し、ディスク（disc）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７３】
本開示の以上の説明は、当業者が本開示を製造または使用することが可能となるように提供されている。本開示に対する様々な変更は、当業者にとって容易に明らかであり、ここで定義される包括的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形に適用されうる。したがって、本開示は、本明細書で説明された例および設計に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示された原理および新規な特徴と合致する最も広い範囲が与えられるべきである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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