(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポート及び前記電力出力ポートに電気的に接続される主要送信ラインと、
前記結合ポート及び前記隔離ポートに電気的に接続される結合ラインと、
調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された終端インピーダンス回路と
を含み、
前記終端インピーダンス回路は、第２バンクのスイッチ付きインピーダンスに直列に接続された第１バンクのスイッチ付きインピーダンスを含み、
前記第１バンクのスイッチ付きインピーダンス及び前記第２バンクのスイッチ付きインピーダンスはそれぞれが、互いに並列に接続された複数のスイッチ付きインピーダンスを含み、
各スイッチ付きインピーダンスは、受動インピーダンス素子に対して直列のスイッチを含み、
前記終端インピーダンス回路は、基準電位と前記無線周波数結合器の選択されたポートとの間に電気的に接続され、
前記選択されたポートは、前記隔離ポート及び前記結合ポートの一方である無線周波数結合器。
【請求項２】
前記選択されたポートは前記隔離ポートである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項３】
前記終端インピーダンス回路はさらに前記結合ポートと前記基準電位との間に電気的に接続される請求項２の無線周波数結合器。
【請求項４】
記選択されたポートは前記結合ポートである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項５】
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの一つの前記受動インピーダンス素子は、抵抗器であり、前記複数のスイッチ付きインピーダンスの他の一つの前記受動インピーダンス素子はインダクタである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項６】
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの一つの前記受動インピーダンス素子はキャパシタであり、前記複数のスイッチ付きインピーダンスの他の一つの前記受動インピーダンス素子はインダクタである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項７】
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの一つの前記受動インピーダンス素子は抵抗器であり、前記複数のスイッチ付きインピーダンスの他の一つの前記受動インピーダンス素子はキャパシタである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項８】
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの少なくとも一つのスイッチは、動作のプロセス変動又は周波数帯域の少なくとも一方を示す制御信号に応答して状態を変化させるべく構成される請求項１の無線周波数結合器。
【請求項９】
前記終端インピーダンス回路は少なくとも一つの抵抗器、少なくとも一つのキャパシタ、及び少なくとも一つのインダクタを含む請求項１の無線周波数結合器。
【請求項１０】
前記基準電位はグランドである請求項１の無線周波数結合器。
【請求項１１】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された終端インピーダンス回路と
を含み、
前記終端インピーダンス回路は、第２バンクのスイッチ付きインピーダンスに直列に接続された第１バンクのスイッチ付きインピーダンスを含み、
前記第１バンクのスイッチ付きインピーダンス及び前記第２バンクのスイッチ付きインピーダンスはそれぞれが、互いに並列に接続された複数のスイッチ付きインピーダンスを含み、
各スイッチ付きインピーダンスは、受動インピーダンス素子に対して直列のスイッチを含み、
前記終端インピーダンス回路は、基準電位と、選択されたポートとの間に電気的に接続され、
前記選択されたポートは、前記隔離ポート又は前記結合ポートの一方であり、
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの前記受動インピーダンス素子の少なくとも一つはキャパシタ又はインダクタの少なくとも一方を含む無線周波数結合器。
【請求項１２】
隔離スイッチをさらに含み、
前記隔離スイッチは、前記基準電位と前記選択されたポートとの間で前記終端インピーダンス回路に対して直列に配列される請求項１１の無線周波数結合器。
【請求項１３】
第１状態において前記結合ポートにおける順方向電力の表示を与えることと、第２状態において前記隔離ポートにおける反射電力の表示を与えることを行うべく構成される請求項１１の無線周波数結合器。
【請求項１４】
前記複数のスイッチ付きインピーダンスの少なくとも一つのスイッチは、動作のプロセス変動又は周波数帯域の少なくとも一方を示す制御信号に応答して状態を変化させるべく構成される請求項１１の無線周波数結合器。
【請求項１５】
前記基準電位はグランドである請求項１１の無線周波数結合器。
【請求項１６】
前記終端インピーダンス回路と前記隔離ポートとの間に設けられた隔離スイッチをさらに含む請求項１１の無線周波数結合器。
【請求項１７】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
第２バンクのスイッチ付きインピーダンスに対して直列に接続された第１バンクのスイッチ付きインピーダンスを含む終端インピーダンス回路と
を含み、
前記第１バンクのスイッチ付きインピーダンス及び前記第２バンクのスイッチ付きインピーダンスはそれぞれが、互いに並列に接続された複数のスイッチ付きインピーダンスを含み、
各スイッチ付きインピーダンスは、受動インピーダンス素子に対して直列のスイッチを含み、
前記終端インピーダンス回路は、一以上の制御信号に応答して前記隔離ポートとグランドとの間に前記受動インピーダンス素子のサブセットを選択的に電気的に接続するように構成され、
前記受動インピーダンス素子のサブセットは、前記隔離ポートとグランドとの間に互いに直列に電気的に接続された２つの受動インピーダンス素子を含み、
前記２つの受動インピーダンス素子は、抵抗器又はインダクタの少なくとも一方を含む無線周波数結合器。
【請求項１８】
前記受動インピーダンス素子のサブセットは、抵抗器、キャパシタ又はインダクタの少なくとも２つを含む請求項１７の無線周波数結合器。
【請求項１９】
前記一以上の制御信号の少なくとも一つが、動作のプロセス変動又は周波数帯域の少なくとも一方を示す請求項１７の無線周波数結合器。
【請求項２０】
前記終端インピーダンス回路と前記隔離ポートとの間に設けられた隔離スイッチをさらに含む請求項１７の無線周波数結合器。
【請求項２１】
順方向電力状態及び逆方向電力状態を有する双方向性無線周波数結合器であって、
無線周波数信号を受信するべく構成された電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート、及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続された主要送信ラインと、
前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された結合ラインであって、前記主要送信ライン及び前記結合ラインが一緒になって、順方向電力状態では前記結合ポートにおいて前記無線周波数信号の順方向電力の表示を与えることと、逆方向電力状態では前記隔離ポートにおいて前記無線周波数信号の逆方向電力の表示を与えることとを行うべく構成される結合ラインと、
調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された終端インピーダンス回路と、
前記順方向電力状態において前記終端インピーダンス回路を前記隔離ポートに電気的に接続することと、前記逆方向電力状態において前記終端インピーダンス回路を前記隔離ポートから隔離することとを行うべく構成された隔離スイッチ回路と、
メモリと、
前記メモリに及び前記終端インピーダンス回路に結合された制御回路であって、前記メモリに格納されたデータに基づいて前記調整可能終端インピーダンスを調整するべく構成される制御回路と
を含む双方向性無線周波数結合器。
【請求項２２】
第２調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された第２終端インピーダンス回路をさらに含み、
前記隔離スイッチ回路は、前記第２終端インピーダンス回路を前記結合ポートに選択的に電気的に接続することと、前記第２終端インピーダンス回路を前記結合ポートから選択的に電気的に隔離することとを行うべく構成される請求項２１の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２３】
前記隔離スイッチ回路は、前記隔離スイッチ回路が前記隔離ポートを前記終端インピーダンス回路から隔離するときに前記終端インピーダンス回路を前記結合ポートに電気的に接続するべく構成される請求項２１の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２４】
前記双方向性無線周波数結合器は、前記結合ラインが前記主要送信ラインから結合解除される結合解除状態を有する請求項２１の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２５】
前記終端インピーダンス回路は、複数のスイッチ、及び複数の受動インピーダンス素子を含む請求項２１の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２６】
前記制御回路は、前記無線周波数信号の周波数の表示に少なくとも部分的に基づいて前記調整可能終端インピーダンスを調整するべく構成される請求項２１の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２７】
順方向電力状態及び逆方向電力状態を有する双方向性無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続された主要送信ラインと、
前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された結合ラインであって、前記主要送信ラインからの無線周波数信号の一部分を結合するべく構成された結合ラインと、
調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された終端インピーダンス回路と、
前記隔離ポートと前記終端インピーダンス回路との間に設けられた隔離スイッチであって、前記隔離スイッチは、前記隔離スイッチがオンになると前記結合ポートが、前記電力入力ポートから前記電力出力ポートへと進行する無線周波数電力の表示を与えるように前記隔離ポートを前記終端インピーダンス回路に電気的に接続するべく構成され、前記隔離スイッチは、前記隔離スイッチがオフになると前記隔離ポートを前記終端インピーダンス回路から電気的に隔離するべく構成される隔離スイッチと、
メモリと、
前記メモリに及び前記終端インピーダンス回路に結合された制御回路であって、前記メモリに格納されたデータに基づいて前記調整可能終端インピーダンスを調整するべく構成された制御回路と
を含む双方向性無線周波数結合器。
【請求項２８】
前記隔離スイッチは単極単投スイッチである請求項２７の双方向性無線周波数結合器。
【請求項２９】
前記隔離スイッチは直列・シャント・直列回路トポロジを含む請求項２７の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３０】
第２調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された第２終端インピーダンス回路と、
第２隔離スイッチと
をさらに含み、
前記第２隔離スイッチは前記第２終端インピーダンス回路と前記結合ポートとの間に設けられる請求項２７の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３１】
前記終端インピーダンス回路と前記結合ポートとの間に設けられた第２隔離スイッチをさらに含み、
前記第２隔離スイッチは、前記第２隔離スイッチがオンになると、前記隔離ポートが、前記電力出力ポートから前記電力入力ポートへ進行する無線周波数電力の表示を与えるように、前記結合ポートを前記終端インピーダンス回路に電気的に接続するべく構成され、
前記第２隔離スイッチは、前記第２隔離スイッチがオフになると、前記結合ポートを前記終端インピーダンス回路から電気的に隔離するべく構成される請求項２７の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３２】
前記終端インピーダンス回路は、複数のスイッチ、及び複数の受動インピーダンス素子を含む請求項２７の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３３】
前記隔離スイッチ及び前記複数のスイッチの少なくとも一つが前記複数の受動インピーダンス素子のそれぞれと前記隔離ポートとの間に直列にされる請求項３２の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３４】
順方向電力状態及び逆方向電力状態を有する双方向性無線周波数結合器であって、
無線周波数信号を受信するべく構成された電力入力ポート、結合ポート、及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートに電気的に接続された主要送信ラインと、
前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された結合ラインであって、前記主要送信ラインからの前記無線周波数信号の一部分を結合するように構成された結合ラインと、
調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された終端インピーダンス回路と、
前記終端インピーダンス回路を前記双方向性無線周波数結合器の選択されたポートに選択的に電気的に接続することと、前記終端インピーダンス回路を前記双方向性無線周波数結合器の前記選択されたポートから電気的に隔離することとを行うように構成された隔離スイッチ回路であって、前記選択されたポートは前記隔離ポート又は前記結合ポートである隔離スイッチ回路と、
メモリと、
前記メモリに及び前記終端インピーダンス回路に結合された制御回路と
を含み、
前記双方向性無線周波数結合器は、順方向電力状態で前記結合ポートにおいて前記無線周波数信号の順方向無線周波数電力の表示を与えることと、逆方向電力状態で前記隔離ポートにおいて前記無線周波数信号の逆方向無線周波数電力の表示を与えることとを行うべく構成され、
前記制御回路は、前記メモリに格納されたデータに基づいて前記調整可能終端インピーダンスを調整するべく構成される双方向性無線周波数結合器。
【請求項３５】
第２調整可能終端インピーダンスを与えるべく構成された第２終端インピーダンス回路をさらに含み、
前記選択されたポートは前記隔離ポートであり、
前記隔離スイッチ回路は、前記第２終端インピーダンス回路を前記結合ポートに選択的に電気的に接続することと、前記第２終端インピーダンス回路を前記結合ポートから選択的に電気的に接続することとを行うべく構成される請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３６】
前記選択されたポートは前記隔離ポートであり、
前記隔離スイッチ回路はさらに、前記隔離スイッチ回路が前記隔離ポートを前記終端インピーダンス回路から隔離すると、前記終端インピーダンス回路を前記結合ポートに電気的に接続するべく構成される請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３７】
前記制御回路は、前記無線周波数信号の周波数の表示に少なくとも部分的に基づいて前記調整可能終端インピーダンスを調整するべく構成される請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３８】
前記終端インピーダンス回路は、前記隔離スイッチ回路と受動インピーダンス素子との間に設けられたスイッチを含む請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項３９】
前記終端インピーダンス回路は、少なくとも２つのスイッチ、及び少なくとも２つの受動インピーダンス素子を含み、
前記２つのスイッチ及び前記２つの受動インピーダンス素子は、前記隔離スイッチ回路とグランドとの間に直列に設けられる請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項４０】
前記終端インピーダンス回路は、
互いに並列に設けられた複数のスイッチのスイッチバンクと、
受動インピーダンス素子と
を含み、
前記スイッチバンクの各スイッチは、前記隔離スイッチ回路と前記受動インピーダンス素子の各受動インピーダンス素子との間に設けられる請求項３４の双方向性無線周波数結合器。
【請求項４１】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続されて前記電力入力ポートからの無線周波数信号を前記電力出力ポートへと向けるべく構成された主要送信ラインと、
第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有する多数セクション結合ラインであって、前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された多数セクション結合ラインと、
少なくとも第１状態及び第２状態へと構成可能なスイッチネットワークであって、前記スイッチネットワークは、前記第１状態において終端インピーダンスを前記隔離ポートに電気的に接続するべく構成され、前記スイッチネットワークは、前記第２状態において前記多数セクション結合ラインを前記主要送信ラインから結合解除するべく構成され、前記多数セクション結合ラインは、前記スイッチネットワークが前記第１状態になることに応答して前記結合ポートに結合信号を与えるべく、前記主要送信ラインからの前記無線周波数信号の一部分を電磁気的に結合するように構成されるスイッチネットワークと、
前記多数セクション結合ラインの有効長さを調整することと、前記スイッチネットワークが前記第２状態となることに応答して前記多数セクション結合ラインの２つの隣接セクションを電気的に隔離することとを行うべく構成された少なくとも一つの結合係数スイッチと
を含む無線周波数結合器。
【請求項４２】
前記結合係数スイッチは、前記スイッチネットワークが前記第２状態で動作している間、前記多数セクション結合ラインの２つの隣接セクションを電気的に隔離するように構成される請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４３】
前記スイッチネットワークは、前記隔離ポートに電気的に接続された前記終端インピーダンスを調整するべく構成される請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４４】
前記スイッチネットワークは、選択された周波数帯域を示す信号に応答して前記隔離ポートに電気的に接続された前記終端インピーダンスを調整するべく構成される請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４５】
前記スイッチネットワークを前記第１状態から前記第２状態へと遷移させるべく構成された制御回路をさらに含む請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４６】
制御信号に少なくとも部分的に基づいて、前記隔離ポートに電気的に接続された前記終端インピーダンスを調整するべく構成された制御回路をさらに含む請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４７】
前記制御信号は、動作の電力モード又は周波数帯域の少なくとも一方を示す請求項４６の無線周波数結合器。
【請求項４８】
接続ノードを有する終端インピーダンス回路をさらに含み、
前記スイッチネットワークは第３状態に構成可能であり、
前記スイッチネットワークは前記第１状態において前記終端インピーダンスを前記隔離ポートに電気的に接続するべく前記隔離ポートを前記接続ノードに電気的に接続するように構成され、
前記スイッチネットワークは第３状態において前記接続ノードを前記結合ポートに電気的に接続するように構成される請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項４９】
前記終端インピーダンスは、少なくとも２つのスイッチと、前記隔離ポート及び基準電位間に直列の少なくとも２つの受動インピーダンス素子とによって実装される請求項４１の無線周波数結合器。
【請求項５０】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続されて前記電力入力ポートからの無線周波数信号を前記電力出力ポートへと向けるべく構成された主要送信ラインと、
第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有する多数セクション結合ラインであって、前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された多数セクション結合ラインと、
少なくとも第１状態及び第２状態へと構成可能なスイッチネットワークであって、前記スイッチネットワークは、前記第１状態において終端インピーダンスを前記隔離ポート又は前記結合ポートの一方に電気的に接続するべく構成され、前記スイッチネットワークは、前記第２状態において前記多数セクション結合ラインを前記主要送信ラインから結合解除するべく構成され、前記多数セクション結合ラインは、前記スイッチネットワークが前記第１状態になることに応答して前記結合ポートに結合信号を与えるべく、前記主要送信ラインからの前記無線周波数信号の一部分を電磁気的に結合するように構成されるスイッチネットワークと、
前記多数セクション結合ラインの有効長さを調整することと、前記スイッチネットワークが前記第２状態となることに応答して前記多数セクション結合ラインの２つの隣接セクションを電気的に隔離することとを行うべく構成された少なくとも一つの結合係数スイッチと
を含む無線周波数結合器。
【請求項５１】
前記スイッチネットワークは第３状態へと構成可能であり、
前記スイッチネットワークは、前記第３状態において他の終端インピーダンスを前記隔離ポート又は前記結合ポートの他方に電気的に接続するべく構成される請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５２】
前記スイッチネットワークは第３状態へと構成可能であり、
前記スイッチネットワークは前記第３状態において前記終端インピーダンスを前記隔離ポート又は前記結合ポートの他方に電気的に接続するべく構成される請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５３】
前記終端インピーダンスをさらに含む請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５４】
前記スイッチネットワークと通信する制御回路をさらに含み、
前記制御回路は、前記第１状態から前記第２状態へと遷移させるべく前記スイッチネットワークを制御するように構成される請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５５】
前記無線周波数結合器を封入するパッケージを含むパッケージ状モジュールとして構成される請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５６】
オンになると前記第１セクションを前記第２セクションに電気的に接続することと、オフになると前記第１セクションを前記第２セクションから電気的に結合解除することとを行うべく構成された結合係数スイッチをさらに含む請求項５０の無線周波数結合器。
【請求項５７】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポート及び前記電力出力ポートを電気的に接続する主要送信ラインと、
第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有する多数セクション結合ラインであって、前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された多数セクション結合ラインと、
スイッチネットワークと、
前記スイッチネットワークを制御して前記多数セクション結合ラインの２つの隣接セクションを電気的に隔離することと、前記多数セクション結合ラインを前記主要送信ラインから結合解除するべく第１動作モードにおいて前記隔離ポート及び前記結合ポートを一以上の終端インピーダンスから電気的に結合解除することとを行うように構成された制御回路と
を含み、
前記制御回路はさらに、前記電力入力ポート及び前記電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるべく第２動作モードにおいて前記スイッチネットワークを制御して前記結合ポート又は前記隔離ポートの少なくとも一方を前記一以上の終端インピーダンスの少なくとも一つに電気的に接続するように構成され、
前記多数セクション結合ラインは、前記第２動作モードにおいて前記主要送信ラインからの前記無線周波数信号の一部分を電磁気的に結合するように構成される無線周波数結合器。
【請求項５８】
前記制御回路は、前記第２動作モードにおいて前記スイッチネットワークを制御して前記隔離ポートを前記一以上の終端インピーダンスの前記一つに電気的に接続するべく構成され、
前記無線周波数信号の電力の表示は、前記電力入力ポートから前記電力出力ポートへと進行する順方向無線周波数電力を代表する請求項５７の無線周波数結合器。
【請求項５９】
前記制御回路は、第３動作モードにおいて前記電力出力ポートから前記電力入力ポートへと進行する前記無線周波数信号の電力の表示を与えるべく、前記スイッチネットワークを制御して前記結合ポートを前記一以上の終端インピーダンスの他の一つに電気的に接続するように構成される請求項５８の無線周波数結合器。
【請求項６０】
前記制御回路は、動作の電力モード又は周波数帯域の少なくとも一方に応答して前記スイッチネットワークを制御するべく構成される請求項５７の無線周波数結合器。
【請求項６１】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続された主要送信ラインと、
第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有する多数セクション結合ラインであって、前記多数セクション結合ラインの有効長さが、前記結合ポートと前記隔離ポートとの間に電気的に接続された前記多数セクション結合ラインの長さであり、前記多数セクション結合ラインは、前記結合ポートに結合電力を与えるべく、前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間を進行する無線周波数電力の一部分を電磁気的に結合するように構成される多数セクション結合ラインと、
前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションと前記第２セクションとの間に直列に設けられ、前記多数セクション結合ラインの前記有効長さを、前記第１セクションを前記第２セクションに選択的に電気的に接続することにより調整するべく構成された第１スイッチと、
前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションと前記第３セクションとの間に直列に設けられ、前記多数セクション結合ラインの前記有効長さを、前記第３セクションを前記第１セクション及び前記第２セクションの一方に選択的に電気的に接続することによりさらに調整するべく構成された第２スイッチと
を含む無線周波数結合器。
【請求項６２】
前記隔離ポートに結合された終端インピーダンスをさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６３】
前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに電気的に結合可能な第１終端インピーダンス素子と、
前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションに電気的に結合可能な第２終端インピーダンス素子と
をさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６４】
前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに電気的に結合可能な調整可能終端インピーダンス回路をさらに含み、
前記調整可能終端インピーダンス回路は、終端インピーダンスを前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに与えるべく構成される請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６５】
調整可能終端インピーダンス回路及びスイッチネットワークをさらに含み、
前記スイッチネットワークは、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに選択的に電気的に結合することと、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションに選択的に電気的に結合することとを行うべく構成される請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６６】
前記主要送信ラインは、前記電力入力ポート及び前記電力出力ポートを電気的に接続する連続導電構造物によって実装される請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６７】
さらに、前記電力入力ポート及び前記電力出力ポートを電気的に接続する前記主要送信ラインから前記多数セクション結合ラインの各セクションが結合解除される結合解除状態において動作するべく構成される請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６８】
前記無線周波数結合器を、順方向電力の表示を与える第１状態へと構成し、反射電力の表示を与える第２状態へと構成するように配列されたスイッチネットワークをさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項６９】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を調整するべく構成された制御回路をさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項７０】
第１状態において前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションの第１端に第１インピーダンス素子を電気的に結合するとともに前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションの第２端に前記結合ポートを結合することと、第２状態において前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションの第１端に第２インピーダンス素子を電気的に結合するとともに前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションの第２端を前記結合ポートに電気的に結合することとを行うべく構成されたスイッチネットワークをさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項７１】
前記無線周波数結合器を封入するパッケージをさらに含む請求項６１の無線周波数結合器。
【請求項７２】
前記電力入力ポート及び前記電力出力ポートの一方と通信するアンテナスイッチモジュールをさらに含み、
前記アンテナスイッチモジュールは前記パッケージの中に封入される請求項７１の無線周波数結合器。
【請求項７３】
無線周波数信号を前記アンテナスイッチモジュールに与えるべく構成された電力増幅器をさらに含み、
前記電力増幅器は前記パッケージの中に封入される請求項７２の無線周波数結合器。
【請求項７４】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート、及び前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるべく構成されたポートと、
前記電力入力ポートと前記電力出力ポートとの間に電気的に接続された主要送信ラインと、
第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有する多数セクション結合ラインであって、前記多数セクション結合ラインの有効長さが、前記電力の表示を与えるべく構成された前記ポートと終端インピーダンスとの間に電気的に接続された前記多数セクション結合ラインの長さであり、前記多数セクション結合ラインは、前記電力の表示を与えるべく前記無線周波数信号の一部分を電磁気的に結合するように構成される多数セクション結合ラインと、
前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションと前記第２セクションとの間に直列に設けられ、前記多数セクション結合ラインの前記有効長さを、前記第１セクションを前記第２セクションに選択的に電気的に接続することにより調整するべく構成された第１スイッチと、
前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションと前記第３セクションとの間に直列に設けられ、前記多数セクション結合ラインの前記有効長さを、前記第３セクションを前記第１セクション及び前記第２セクションの一方に選択的に電気的に接続することによりさらに調整するべく構成された第２スイッチと
を含む無線周波数結合器。
【請求項７５】
前記無線周波数結合器は結合ポートを含み、
前記結合ポートは、電力の表示を与えるように構成され、
前記電力の表示は、前記電力入力ポートから前記電力出力ポートへと進行する電力の表示である請求項７４の無線周波数結合器。
【請求項７６】
前記無線周波数結合器は隔離ポートを含み、
前記隔離ポートは、前記電力の表示を与えるように構成され、
前記電力の表示は、前記電力出力ポートから前記電力入力ポートへと進行する電力を示す請求項７４の無線周波数結合器。
【請求項７７】
調整可能終端インピーダンス回路及びスイッチネットワークをさらに含み、
前記スイッチネットワークは、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに選択的に電気的に結合することと、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションに選択的に電気的に結合することとを行うべく構成される請求項７４の無線周波数結合器。
【請求項７８】
前記無線周波数信号の順方向電力の表示を与えるべく前記無線周波数結合器を第１状態へと構成することと、前記無線周波数信号の反射電力の表示を与えるべく第２状態へと構成することとを行うように配列されたスイッチネットワークをさらに含む請求項７４の無線周波数結合器。
【請求項７９】
無線周波数結合器であって、
電力入力ポート、電力出力ポート及び結合ポートと、
互いに選択的に電気的に接続可能な第１セクション、第２セクション及び第３セクションを有し、前記結合ポートと終端インピーダンスとの間に電気的に接続されて調整可能有効長さを与える多数セクション結合ラインであって、前記第１セクション、前記第２セクション及び前記第３セクションはそれぞれが前記無線周波数結合器の結合係数に選択的に寄与する多数セクション結合ラインと、
無線周波数信号の順方向電力の表示を与えるべく前記無線周波数結合器を第１状態へと構成することと、前記無線周波数信号の反射電力の表示を与えるべく第２状態へと構成することとを行うように配列されたスイッチネットワークと
を含む無線周波数結合器。
【請求項８０】
前記多数セクション結合ラインの各セクションが前記結合ポートに選択的に電気的に結合可能である請求項７９の無線周波数結合器。
【請求項８１】
前記無線周波数結合器はさらに、前記多数セクション結合ラインの２つの隣接セクション間に設けられたスイッチを含み、
前記スイッチは、制御信号に応答して前記２つの隣接セクションを互いに選択的に電気的に結合するべく構成される請求項８０の無線周波数結合器。
【請求項８２】
前記終端インピーダンスは、スイッチネットワークを含む調整可能終端インピーダンス回路であり、
前記スイッチネットワークは、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第１セクションに選択的に電気的に結合することと、前記調整可能終端インピーダンス回路を前記多数セクション結合ラインの前記第２セクションに選択的に電気的に結合することとを行うべく構成される請求項７９の無線周波数結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電子システムに関し、詳しくは無線周波数（ＲＦ）結合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ増幅器のような無線周波数（ＲＦ）源は、ＲＦ信号を与えることができる。ＲＦ源が生成するＲＦ信号が、アンテナのような負荷へと与えられると、当該ＲＦ信号の一部分が当該負荷から反射されて戻ることがある。ＲＦ結合器は、ＲＦ増幅器から負荷へと進行するＲＦ信号の順方向ＲＦ電力の表示、及び／又は負荷から反射されて戻る逆方向ＲＦ電力の表示を与えるべく、ＲＦ源及び負荷間の信号経路に含まれ得る。ＲＦ結合器は、例えば、方向性結合器、双方向性結合器、多重帯域結合器（例えば二重帯域結合器）等を含む。
【０００３】
ＲＦ結合器は、結合ポート、隔離ポート、電力入力ポート及び電力出力ポートを有し得る。終端インピーダンスが隔離ポートに提示されると、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行する順方向ＲＦ電力の表示が結合ポートに与えられる。終端インピーダンスが結合ポートに提示されると、電力出力ポートから電力入力ポートへと進行する逆方向ＲＦ電力の表示が隔離ポートに与えられる。様々な従来型ＲＦ結合器において、終端インピーダンスは、５０オームのシャント抵抗器によって実装されている。
【０００４】
ＲＦ結合器は結合係数を有する。これは、電力入力ポートにおけるＲＦ信号の電力と比べ、どの程度の電力がＲＦ結合器の結合ポートに与えられるかを示すことができる。ＲＦ結合器は典型的に、ＲＦ信号経路に挿入損失を引き起こす。すなわち、ＲＦ結合器の電力入力ポートにおいて受信されたＲＦ信号は、ＲＦ結合器の電力出力ポートにおいて与えられるときには低い電力を有し得る。挿入損失は、ＲＦ信号の一部分が、結合ポートへと（又は隔離ポートへと）与えられることに起因し、及び／又はＲＦ結合器の主要送信ラインに関連づけられる損失に起因する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１９９９２３号公報
【発明の概要】
【０００６】
請求項に記載の新機軸は、それぞれがいくつかの態様を有するが、そのいずれの一つも、望ましい属性を単独で担うわけではない。特許請求の範囲を制限することなく、本開示の顕著な特徴のいくつかを、ここに簡潔に述べる。
【０００７】
本開示の一態様は、無線周波数結合器を含む装置である。無線周波数結合器は、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート、多数セクション結合ライン、及び当該多数セクション結合ラインの有効長さを調整するように構成されたスイッチを含む。
【０００８】
多数セクション結合ラインの有効長さは、結合ポート及び終端インピーダンス間に電気的に接続された結合ラインの長さとなり得る。多数セクション結合ラインは、少なくとも第１セクション及び第２セクションを含み、当該第１セクション及び第２セクション間にはスイッチが直列に設けられる。無線周波数結合器はさらに第２スイッチを含み得る。多数セクション結合ラインは第３セクションを含み得る。第２スイッチは、選択的かつ電気的に第３セクションを結合ポートに接続するように構成され得る。
【０００９】
装置はさらに、多数セクション結合ラインの第１セクションに電気的に結合可能な第１終端インピーダンス素子と、多数セクション結合ラインの第２セクションに電気的に結合可能な第２終端インピーダンス素子とを含み得る。
【００１０】
装置はさらに、多数セクション結合ラインの一セクションに電気的に接続可能な調整可能終端インピーダンス回路を含み得る。調整可能終端インピーダンス回路は、多数セクション結合ラインの当該セクションに終端インピーダンスを与えるように構成される。
【００１１】
装置はさらに、調整可能終端インピーダンス回路及びスイッチネットワークを含み得る。スイッチネットワークは、調整可能終端インピーダンス回路を多数セクション結合ラインの第１セクションに選択的かつ電気的に結合し、及び当該調整可能終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの第２セクションに選択的かつ電気的に結合するように構成される。
【００１２】
無線周波数結合器は、電力入力ポート及び電力出力ポートを電気的に接続する連続導電構造物によって実装された主要ラインを含み得る。無線周波数結合器は、多数セクション結合ラインの各セクションが、電力入力ポート及び電力出力ポートを電気的に接続する主要ラインから結合解除された結合解除状態で動作するように構成することができる。
【００１３】
装置はさらに、無線周波数結合器を、順方向電力の表示を与える第１状態に、及び反射電力の表示を与える第２状態に構成するべく配列されたスイッチネットワークを含む。
【００１４】
装置は、スイッチの状態を調整するように構成された制御回路を含み得る。装置はさらに、第１状態において第１インピーダンス素子を多数セクション結合ラインの第１セクションの第１端に電気的に結合し、及び当該多数セクション結合ラインの第１セクションの第２端を電力出力に電気的に結合し、並びに第２状態において第２インピーダンス素子を当該多数セクション結合ラインの第２セクションの第１端に電気的に結合し、及び当該多数セクション結合ラインの第２セクションの第２端を電力出力に電気的に結合するように構成されたスイッチネットワークを含み得る。
【００１５】
装置はさらに、無線周波数結合器を封入するパッケージを含み得る。装置はさらに、無線周波数結合器と通信するアンテナスイッチモジュールを含んでよく、当該アンテナスイッチモジュールはパッケージ内に封入される。装置はさらに、アンテナスイッチモジュールを経由して無線周波数信号を無線周波数結合器に与えるように構成された電力増幅器を含んでよく、当該電力増幅器は、パッケージ内に封入される。
【００１６】
本開示の他態様は、電力入力ポートと、電力出力ポートと、当該電力入力ポート及び当該電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるように構成されたポートと、結合ラインとを含む無線周波数結合器を含む装置である。結合ラインは少なくとも、第１セクション及び第２セクションを含む。無線周波数結合器はさらに、結合ラインの第１セクションと当該結合ラインの第２セクションとの間の経路におけるノードに電気的に接続されたスイッチを含む。スイッチは、電力の表示を与えるように構成されたポートと、終端インピーダンスとの間に電気的に接続された結合ラインの長さを調整するように構成される。
【００１７】
電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるように構成されたポートは、当該電力入力ポートから当該電力出力ポートへと進行する電力の表示を与える結合ポートとなり得る。電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるように構成されたポートは、当該電力出力ポートから当該電力入力ポートへと進行する電力の表示を与える隔離ポートとなり得る。スイッチは、第１セクション及び第２セクション間に直列に設けられ得る。無線周波数結合器はさらに、結合ラインの第３セクションと、第２セクション及び当該第３セクション間に直列に設けられた第２スイッチとを含み得る。第２スイッチは、第３セクションを、電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与えるように構成されたポートに選択的かつ電気的に接続するように構成される。
【００１８】
本開示の他態様は、無線周波数結合器を含む装置である。無線周波数結合器は、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート、及び当該無線周波数結合器の結合係数に寄与する調整可能な有効長さを有する結合ラインを含む。
【００１９】
結合ラインは、互いに直列に電気的に接続可能な複数のセクションを含み得る。複数のセクションの各セクションは、結合ポートに選択的かつ電気的に結合可能である。無線周波数結合器はさらに、複数のセクションの２つの隣接セクション間に設けられたスイッチを含み得る。スイッチは、制御信号に応答して２つの隣接セクションを互いに選択的かつ電気的に結合する。
【００２０】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器及びスイッチネットワークを含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。スイッチネットワークは少なくとも、第１状態及び第２状態になるように構成される。スイッチネットワークは、第１状態において終端インピーダンスを隔離ポートに電気的に接続するように構成される。スイッチネットワークは、第２状態において電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行するＲＦ信号を隔離ポート及び結合ポートから結合解除するように構成される。
【００２１】
ＲＦ結合器はさらに、結合ポートに電気的に接続されるＲＦ結合器の多数セクション結合ラインの有効長さを調整するように構成された少なくとも一つの結合係数スイッチを含み得る。結合係数スイッチは、スイッチネットワークが第２状態で動作している間、多数セクション結合ラインの２つの隣接セクションを電気的に隔離するように構成することができる。
【００２２】
スイッチネットワークは、隔離ポートに電気的に結合された終端インピーダンスを調整するように構成することができる。スイッチネットワークは、選択された周波数帯域を示す信号に応答して隔離ポートに電気的に結合された終端インピーダンスを調整するように構成することができる。
【００２３】
装置は、スイッチネットワークを第１状態から第２状態へと遷移させる制御回路を含み得る。代替的に又は追加的に、制御回路は、制御信号に少なくとも部分的に基づいて、隔離された終端に電気的に接続されたインピーダンスを調整するように構成することができる。制御信号は、装置の動作の電力モード又は周波数帯域の少なくとも一方を示し得る。
【００２４】
装置は、接続ノードを有する終端インピーダンス回路を含み得る。スイッチネットワークは、第３状態へと構成可能とすることができる。スイッチネットワークは第１状態において隔離ポートを接続ノードに電気的に接続し、終端インピーダンスを隔離ポートに電気的に接続するように構成することができる。スイッチネットワークは第３状態において接続ノードを結合ポートに電気的に接続するように構成することができる。終端インピーダンスは、隔離ポート及び基準電位間で直列にされた少なくとも２つのスイッチ及び少なくとも２つの受動インピーダンス素子によって実装することができる。
【００２５】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器及びスイッチネットワークを含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート、隔離ポート、主要ライン及び結合ラインを有する。スイッチネットワークは少なくとも第１状態及び第２状態へと構成可能である。スイッチネットワークは、第１状態において終端インピーダンスを隔離ポート及び結合ポートの一方に電気的に接続するように構成される。スイッチネットワークは、第２状態において結合ラインを主要ラインから結合解除するように構成される。
【００２６】
装置は終端インピーダンスを含み得る。スイッチネットワークは第３状態へと構成可能となって、当該スイッチネットワークが当該第３状態において他の終端インピーダンスを隔離ポート又は結合ポートの他方に電気的に接続するように構成され得る。代替的に、スイッチネットワークは第３状態へと構成可能となって、当該スイッチネットワークが第３状態において終端インピーダンスを隔離ポート又は結合ポートの他方に電気的に接続するように構成され得る。
【００２７】
装置は、スイッチネットワークと通信する制御回路を含み得る。制御回路は、スイッチネットワークを制御して第１状態から第２状態へと遷移させるように構成することができる。
【００２８】
装置は、ＲＦ結合器及びスイッチネットワークを封入するパッケージを含むパッケージ状モジュールとして構成することができる。
【００２９】
結合ラインは少なくとも第１セクション及び第２セクションを含み得る。ＲＦ結合器はさらに、オンになると第１セクションを第２セクションに電気的に接続し、オフになると当該第１セクションを当該第２セクションから電気的に結合解除するように構成された結合係数スイッチを含み得る。
【００３０】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器、スイッチネットワーク、及び制御回路である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート、隔離ポート、当該電力入力ポート及び当該電力出力ポートを電気的に接続する主要ライン、並びに当該結合ポート及び当該隔離ポートを電気的に接続する結合ラインを有する。制御回路は、スイッチネットワークを制御し、結合ラインを主要ラインから結合解除する第１動作モードにおいて隔離ポート及び結合ポートを一以上の終端インピーダンスから電気的に結合解除するように構成される。制御回路はさらに、スイッチネットワークを制御し、結合ポート又は隔離ポートの一方を、第２動作モードにおいて電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する無線周波数信号の電力の表示を与える第２動作モードにある一以上の終端インピーダンスの少なくとも一つに電気的に接続するように構成される。
【００３１】
制御回路はスイッチネットワークを制御し、隔離ポートを、第２動作モードにある一以上の終端インピーダンスの当該一つに電気的に接続するように構成することができる。無線周波数信号の電力の表示は、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行する順方向無線周波数電力を代表し得る。制御回路はさらに、スイッチネットワークを制御し、結合ポートを、電力出力ポートから電力入力ポートへと進行する無線周波数信号の電力の表示を与える第３動作モードにある一以上の終端インピーダンスの他の一つに電気的に接続するように構成することができる。
【００３２】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器、終端インピーダンス回路及びスイッチ回路を含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、ＲＦ信号を受信するように構成された電力入力ポートと、結合ポートと、隔離ポートとを有する。ＲＦ結合器は、順方向電力状態において結合ポートにＲＦ信号の順方向ＲＦ電力の表示を与え、逆方向電力状態において隔離ポートにＲＦ信号の逆方向ＲＦ電力の表示を与えるように構成される。終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成される。スイッチ回路は、順方向電力状態において終端インピーダンス回路を隔離ポートに電気的に接続し、逆方向電力状態において当該終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の隔離ポートから電気的に結合解除するように構成される。
【００３３】
装置は、第２調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された第２終端インピーダンス回路を含み得る。スイッチ回路は、第２終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の結合ポートに選択的かつ電気的に接続し、当該第２終端インピーダンス回路を当該ＲＦ結合器の結合ポートから選択的かつ電気的に隔離するように構成することができる。
【００３４】
スイッチ回路は、スイッチ回路が隔離ポートを終端インピーダンス回路から隔離するときに、終端インピーダンス回路を結合ポートに電気的に接続するように構成することができる。
【００３５】
装置はメモリ及び制御回路を含み得る。制御回路は、メモリに格納されたデータに基づいて終端インピーダンス回路の少なくとも一部分を構成するように配列される。装置は、ＲＦ結合器の結合ラインがＲＦ結合器の送信ラインから結合解除される結合解除状態を有し得る。
【００３６】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器、終端インピーダンス回路及び隔離スイッチを含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成される。隔離スイッチは、隔離ポート及び終端インピーダンス回路間に設けられる。隔離スイッチは、隔離スイッチがオンになると隔離ポートを終端インピーダンス回路に電気的に接続し、結合ポートが、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行するＲＦ電力の表示を与えるように構成される。隔離スイッチは、隔離スイッチがオフになると隔離ポートを終端インピーダンス回路から電気的に隔離するように構成される。
【００３７】
隔離スイッチは単極単投スイッチとしてよい。隔離スイッチは、直列・シャント・直列回路トポロジを含んでよい。
【００３８】
装置は、第２調整可能終端インピーダンス及び第２隔離スイッチを与えるように構成された第２終端インピーダンス回路を含み得る。第２隔離スイッチは、第２終端インピーダンス回路及び結合ポート間に設けられる。
【００３９】
装置は、終端インピーダンス回路及び結合ポート間に設けられた第２隔離スイッチを含み得る。第２隔離スイッチは、当該第２隔離スイッチがオンになると結合ポートを終端インピーダンス回路に電気的に接続し、隔離ポートが電力出力ポートから電力入力ポートへと進行するＲＦ電力の表示を与えるように構成される。第２隔離スイッチは、第２隔離スイッチがオフになると結合ポートを終端インピーダンス回路から隔離するように構成される。
【００４０】
終端インピーダンス回路は、複数のスイッチ及び複数の受動インピーダンス素子を含み得る。隔離スイッチと、複数のスイッチの少なくとも一つとは、複数の受動インピーダンス素子のそれぞれと隔離ポートとの間で直列にしてよい。
【００４１】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器、終端インピーダンス回路及びスイッチ回路を含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、ＲＦ信号を受信するように構成された電力入力ポートと、結合ポートと、隔離ポートとを有する。ＲＦ結合器は、順方向電力状態において結合ポートにＲＦ信号の順方向ＲＦ電力の表示を与え、及び逆方向電力状態において隔離ポートにＲＦ信号の逆方向ＲＦ電力の表示を与えるように構成される。終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成される。スイッチ回路は、終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の選択されたポートに選択的かつ電気的に接続し、当該終端インピーダンス回路を当該ＲＦ結合器の選択されたポートから選択的かつ電気的に隔離するように構成される。選択されたポートは、隔離ポート又は結合ポートである。
【００４２】
装置は、第２調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された第２終端インピーダンス回路を含み得る。選択されたポートは隔離ポートである。スイッチ回路は、第２終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の結合ポートに選択的かつ電気的に接続し、当該第２終端インピーダンス回路を当該ＲＦ結合器の結合ポートから選択的かつ電気的に隔離するように構成することができる。
【００４３】
選択されたポートは隔離ポートであってよく、スイッチ回路は、当該スイッチ回路が当該隔離ポートを終端インピーダンス回路から隔離すると終端インピーダンス回路を結合ポートに電気的に接続するように構成することができる。装置は、ＲＦ信号の周波数の表示に少なくとも部分的に基づいて調整可能終端インピーダンスを調整するように構成された制御回路を含み得る。装置はメモリ及び制御回路を含み得る。制御回路は、メモリに格納されたデータに基づいて終端インピーダンス回路の少なくとも一部分を構成するように配列される。
【００４４】
終端インピーダンス回路は、スイッチ回路及び受動インピーダンス素子間に設けられたスイッチを含み得る。終端インピーダンス回路は、少なくとも２つのスイッチ及び少なくとも２つの受動インピーダンス素子を含み得る。２つのスイッチと２つの受動インピーダンス素子とは、スイッチ回路及びグランド間に直列の設けられる。終端インピーダンス回路は、互いに及び受動インピーダンス素子並列に設けられた複数のスイッチのスイッチバンクを含み得る。スイッチバンクの各スイッチは、スイッチ回路と、当該受動インピーダンス素子の各受動インピーダンス素子との間に設けられる。
【００４５】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器及び終端インピーダンス回路を含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成される。終端インピーダンス回路は、基準電位とＲＦ結合器の選択されたポートとの間に直列にされた２つのスイッチ及び受動インピーダンス素子を含む。ＲＦ結合器の選択されたポートは、当該ＲＦ結合器の隔離ポート、又は当該ＲＦ結合器の結合ポートである。
【００４６】
選択されたポートは隔離ポートとしてよい。２つのスイッチ及び受動インピーダンス素子はまた、結合ポート及び基準電位間で直列である。基準電位はグランドとしてよい。選択されたポートは結合ポートとしてよい。受動インピーダンス素子は、２つのスイッチ間に直列に結合してよい。２つのスイッチの少なくとも一方は、動作のプロセス変動又は周波数帯域の少なくとも一方を表示する制御信号に応答して状態を変えるように構成することができる。
【００４７】
終端インピーダンス回路は、第２受動インピーダンス素子を含み得る。２つのスイッチ、受動インピーダンス素子及び第２受動インピーダンス素子は、基準電位と、ＲＦ結合器の選択されたポートとの間で直列にすることができる。受動インピーダンス素子を抵抗器としてよく、第２受動インピーダンス素子をインダクタとしてよい。代替的に、受動インピーダンス素子をキャパシタとしてよく、第２受動インピーダンス素子をインダクタとしてよい。さらに代替的に、受動インピーダンス素子を抵抗器としてよく、第２受動インピーダンス素子をキャパシタとしてよい。
【００４８】
終端インピーダンス回路は、抵抗器、キャパシタ及びインダクタを含み得る。終端インピーダンス回路は、複数の受動インピーダンス素子と、複数のスイッチのバンクとを含み得る。複数の受動インピーダンス素子は受動インピーダンス素子を含み、複数のスイッチのバンクは２つのスイッチの一方を含み、終端インピーダンス回路は、当該スイッチのバンクの各スイッチと、当該複数の受動インピーダンス素子の互いに並列に配列された各受動インピーダンス素子との直列結合を含む。
【００４９】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器及び終端インピーダンス回路である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成される。終端インピーダンス回路は、基準電位とＲＦ結合器の選択されたポートとの間に直列に配列された抵抗器、スイッチ及び受動インピーダンス素子を含む。選択されたポートは、ＲＦ結合器の隔離ポート、又は当該ＲＦ結合器の結合ポートの一方である。受動インピーダンス素子は、キャパシタ又はインダクタの少なくとも一方を含む。
【００５０】
装置は第２スイッチを含み得る。第２スイッチは、基準電位とＲＦ結合器の選択されたポートとの間でスイッチと直列に配列される。ＲＦ結合器は、第１状態において結合ポートに順方向電力の表示を与え、及び第２状態において隔離ポートに反射電力の表示を与えるように構成することができる。
【００５１】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器及び終端インピーダンス回路を含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。終端インピーダンス回路は、受動インピーダンス素子及びスイッチを含む。スイッチは、一以上の制御信号に応答して隔離ポート及びグランド間の受動インピーダンス素子のサブセットを選択的かつ電気的に接続するように構成される。受動インピーダンス素子のサブセットは、隔離ポート及びグランド間に互いに直列かつ電気的に接続された２つの受動インピーダンス素子を含む。２つの受動インピーダンス素子は、抵抗器又はインダクタの少なくとも一方を含む。
【００５２】
受動インピーダンス素子のサブセットは、抵抗器、キャパシタ又はインダクタの少なくとも２つを含み得る。一以上の制御信号の少なくとも一つは、動作のプロセス変動又は周波数帯域の少なくとも一方を表示することができる。装置は、終端インピーダンス回路とＲＦ結合器の隔離ポートとの間に設けられた隔離スイッチを含み得る。
【００５３】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器、終端回路、メモリ及び制御回路を含む装置である。ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。終端回路は、調整可能終端インピーダンスを、隔離ポート又は結合ポートの少なくとも一方に与えるように構成される。終端回路はスイッチ及び受動インピーダンス素子を含む。メモリは、終端回路のスイッチの一以上の状態を設定するデータを格納するように構成される。制御回路はメモリと通信する。制御回路は、メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて一以上のスイッチの状態を設定する一以上の制御信号を与えるように構成される。
【００５４】
メモリに格納されたデータは、プロセス変動を示すことができる。代替的又は追加的に、メモリに格納されたデータは、アプリケーションパラメータを示すことができる。メモリは、ヒューズ素子のような永続性メモリ素子を含み得る。メモリは、制御回路又は終端回路の少なくとも一方と同じダイに埋め込むことができる。装置は、メモリ及びＲＦ結合器を封入するパッケージを含み得る。装置は、終端回路及びＲＦ結合器間に設けられたスイッチを含み得る。終端インピーダンス回路は、第１状態において隔離ポートに結合可能とし、第２状態において結合ポートに結合可能とすることができる。
【００５５】
本開示の他態様は、無線周波数（ＲＦ）結合器の一ポートにおいて所望の終端インピーダンスを示すデータを取得することと、当該データを物理メモリに格納することであって、格納されたデータが制御回路にとってアクセス可能であり、当該制御回路は、当該メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて当該ＲＦ結合器の一ポートに電気的に接続された終端回路の少なくとも一部分を構成するように配列されることとを含む電気的に実装される方法である。
【００５６】
物理メモリに格納されたデータは、プロセス変動及び／又はアプリケーションパラメータを示す。物理メモリは永続性メモリとしてよい。物理メモリはヒューズ素子を含み得る。ポートは、ＲＦ結合器の隔離ポートとしてよい。代替的に、ポートは、ＲＦ結合器の結合ポートとしてよい。
【００５７】
制御回路は、メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて、ＲＦ結合器のポートに電気的に接続された終端回路の一以上のスイッチの状態を設定するように構成することができる。方法は、メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて、終端回路の一以上のスイッチの状態を設定することを含み得る。
【００５８】
本開示の他態様は、双方向性無線周波数（ＲＦ）結合器と、終端インピーダンス回路と、少なくとも第１状態及び第２状態を有するスイッチ回路とを含む装置である。スイッチ回路は、終端インピーダンス回路を、異なる状態において双方向性ＲＦ結合器の異なるポートに電気的に接続するように構成される。
【００５９】
異なるポートは、ＲＦ結合器の隔離ポート、及び当該ＲＦ結合器の結合ポートを含み得る。
【００６０】
本開示の他態様は、少なくとも電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する双方向性無線周波数（ＲＦ）結合器を含む装置である。装置はまた、第１動作モードにある隔離ポートに第１インピーダンスを提示し、第２動作モードにある結合ポートに第２終端インピーダンスを提示するように構成された一以上の終端調整可能インピーダンス回路を含む。
【００６１】
装置は、一以上の終端調整可能回路の状態を変えるように構成された制御回路を含み得る。
【００６２】
一以上の調整可能終端回路は、第１終端インピーダンスを提示する第１終端インピーダンス回路と、第２終端インピーダンス回路を提示する第２終端インピーダンスとを含み得る。代替的に、一以上の調整可能終端回路は、第１終端インピーダンス及び第２終端インピーダンスを提示する共有終端インピーダンス回路を含み得る。
【００６３】
一以上の終端調整可能回路は、スイッチネットワークと、第１終端インピーダンスを与えるように構成された受動インピーダンス素子とを含み得る。受動インピーダンス素子は、それぞれがスイッチネットワークの各スイッチに電気的に接続された第１端と、グランドに電気的に接続された第２端とを有する複数の抵抗器を含み得る。
【００６４】
一以上の終端調整可能回路は、調整可能抵抗、調整可能キャパシタンス又は調整可能インダクタンスの少なくとも一つを含み得る。一以上の調整可能終端インピーダンス回路は、隔離ポート及びグランド間で直列にされた少なくとも２つのスイッチと少なくとも２つの受動インピーダンス素子とによって第１インピーダンスを提示するように構成することができる。
【００６５】
一以上の終端調整可能回路は、ＲＦ結合器に与えられる無線周波数信号の周波数帯域を示す制御信号に少なくとも部分的に基づいて第２終端インピーダンスを調整するように構成することができる。代替的又は追加的に、終端調整可能回路の一以上は、装置の電力モードを示す制御信号に少なくとも部分的に基づいて第２終端インピーダンスを調整するように構成することができる。
【００６６】
装置は、一以上の調整可能終端インピーダンス回路と、隔離ポートとの間に設けられた隔離スイッチを含み得る。隔離スイッチは、オンになると隔離ポートを一以上の調整可能インピーダンス回路の少なくとも一つに電気的に接続し、オフになると当該隔離ポートを当該一以上の調整可能インピーダンス回路から電気的に隔離するように構成される。装置はさらに、一以上の調整可能終端インピーダンス回路と結合ポートとの間に設けられた第２隔離スイッチを含む。第２隔離スイッチはオンになると、結合ポートを一以上の調整可能終端インピーダンス回路の少なくとも一つに電気的に接続し、オフになると当該結合ポートを当該一以上の調整可能終端インピーダンス回路から電気的に隔離するように構成される。
【００６７】
本開示の他態様は、双方向性ＲＦ結合器、終端インピーダンス回路及びスイッチ回路を含む装置である。双方向性ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。スイッチ回路は少なくとも第１状態及び第２状態を有する。スイッチ回路は、第１状態において終端インピーダンス回路を隔離ポートに電気的に接続し、第２状態において終端インピーダンス回路を結合ポートに電気的に接続するように構成される。
【００６８】
終端インピーダンス回路は、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成することができる。終端インピーダンス回路は、複数のスイッチ及び複数の受動インピーダンス素子を含み得る。終端インピーダンス回路のスイッチの少なくとも一つと、スイッチ回路の少なくとも一つのスイッチとは、ＲＦ結合器の隔離ポートと、終端インピーダンス回路の各受動インピーダンス素子との間に直列にされる。
【００６９】
本開示の他態様は、双方向性無線周波数（ＲＦ）結合器と、第１調整可能終端インピーダンス回路と、当該第１調整可能終端インピーダンス回路とは別個の第２調整可能終端インピーダンス回路とを含む装置である。双方向性ＲＦ結合器は少なくとも、電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有する。第１調整可能終端インピーダンス回路は、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行するＲＦ電力の一部分が結合ポートに与えられると、第１終端インピーダンスを隔離ポートに与えるように構成される。第１調整可能インピーダンス終端回路は、第１終端インピーダンスを調整するべく状態を変えるように構成される。第２調整可能終端インピーダンス回路は、電力出力ポートから電力入力ポートへと進行するＲＦ電力の一部分が隔離ポートに与えられると、第２終端インピーダンスを結合ポートに与えるように構成される。第２調整可能終端インピーダンス回路は、第２終端インピーダンスを調整するべく状態を変えるように構成される。
【００７０】
第１調整可能終端インピーダンス回路は、第１スイッチネットワークと、第１終端インピーダンスを与える第１終端インピーダンス回路とを含み得る。第１調整可能終端インピーダンス回路は、調整可能抵抗器、調整可能キャパシタンス又は調整可能インダクタンスの少なくとも一つを含み得る。第２調整可能終端インピーダンス回路は、ＲＦ結合器に与えられる無線周波数信号の周波数帯域と装置の電力モードとの少なくとも一方を示す制御信号に少なくとも部分的に基づいて、第２終端インピーダンスを調整するように構成することができる。
【００７１】
本開示を要約する目的で本発明の一定の態様、利点及び新規な特徴がここに記載された。理解すべきことだが、かかる利点のすべてが必ずしも、本発明の任意の特定実施形態によって達成できるわけではない。すなわち、本発明は、ここに教示される一つの利点又は複数の利点の群を、ここに教示され又は示唆され得る他の利点を達成する必要なしに、達成又は最適化する態様で具体化し又は実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
本開示の実施形態が、添付図面を参照して、非限定的な例により以下に説明される。
【００７３】
【図１】無線周波数結合器が、電力増幅器及びアンテナ間を進行する無線周波数信号の電力の一部分を抽出するように構成される模式的なブロック図である。
【図２】無線周波数結合器が、アンテナスイッチモジュール及びアンテナ間を進行する無線周波数信号の電力の一部分を抽出するように構成される模式的なブロック図である。
【図３】図３Ａは、一実施形態に係る無線周波数結合器及び調整可能終端インピーダンス回路を含む電子システムの模式的な図である。図３Ｂは、図３Ａに例示の無線周波数結合器の異なる終端インピーダンス設定に対する結合ポートの結合信号と、隔離ポートの信号とを例示するグラフである。図３Ｃは、図３Ａに例示の無線周波数結合器の異なる終端インピーダンス設定の、周波数に対する指向性の関係を例示するグラフである。
【図４】図３Ａとは異なる状態に構成された図３Ａの電子システムを例示する模式的な図である。図４において、電子システムは、図３Ａとは逆の方向に進行する無線周波数信号の電力の一部分を抽出するように構成される。
【図５】図３Ａとは異なる状態に構成された図３Ａの電子システムの模式的な図である。図５において、電子システムは結合解除状態に構成される。
【図６】図６Ａは、図３Ａの終端インピーダンス回路が、調整可能抵抗回路、調整可能キャパシタンス回路及び／又は調整可能インダクタンス回路によって実装され得ることを例示する模式的な図である。図６Ｂは、図３Ａの終端インピーダンス回路が複数の抵抗器を含み得ることを例示する模式的な図である。
【図７】図７Ａは、一実施形態に係る結合ポートに電気的に接続された調整可能長さを備えた結合ラインを有する無線周波数結合器の模式的な図である。図７Ｂは、図７Ａに示される無線周波数結合器の挿入損失曲線を例示するグラフである。図７Ｃは、図７Ａに示される無線周波数結合器の結合係数曲線を例示するグラフである。
【図８】図８Ａは、結合ラインの３つのセクションの２つが結合ポートに電気的に接続される第２状態に構成された図７Ａの無線周波数結合器の模式的な図である。図８Ｂは、図８Ａに示される状態にある無線周波数結合器の挿入損失曲線を例示するグラフである。図８Ｃは、図８Ａに示される状態にある無線周波数結合器の結合係数曲線を例示するグラフである。
【図９】図９Ａは、結合ラインの３つのセクションの一つが結合ポートに電気的に接続される第３状態に構成された図７Ａの無線周波数結合器の模式的な図である。図９Ｂは、図９Ａに示される状態にある無線周波数結合器の挿入損失曲線を例示するグラフである。図９Ｃは、図９Ａに示される状態にある無線周波数結合器の結合係数曲線を例示するグラフである。
【図１０】図１０Ａは、結合ラインが主要ラインから結合解除された第４状態に構成された図７Ａの無線周波数結合器の模式的な図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示される状態にある無線周波数結合器の挿入損失曲線を例示するグラフである。図１０Ｃは、図１０Ａに示される状態にある無線周波数結合器の結合係数曲線を例示するグラフである。
【図１１】図１１Ａは、連続結合ラインを有するＲＦ結合器の、周波数に対する挿入損失の曲線のグラフである。図１１Ｂは、多数セクション結合ラインを有するＲＦ結合器の、周波数に対する挿入損失の曲線のグラフである。
【図１２】図１２Ａは、連続結合ラインを有するＲＦ結合器の、周波数に対する結合係数の曲線のグラフである。図１２Ｂは、多数セクション結合ラインを有するＲＦ結合器の、周波数に対する結合係数の曲線のグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、各セクションに結合可能な複数の終端インピーダンスを有する多数セクション結合ラインを備えた、一実施形態に係る無線周波数結合器の模式的な図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、２つの異なる終端インピーダンスに対応する図１３Ａの無線周波数結合器に関連づけられた曲線を例示するグラフである。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、各セクションに結合可能な複数の終端インピーダンスを有する多数セクション結合ラインを備えた、他実施形態に係る無線周波数結合器の模式的な図である。
【図１４】一実施形態に係る、結合ラインにカスケードセクションを有する無線周波数結合器の模式的な図である。
【図１５】一実施形態に係る、多数の結合ラインセクションが同じ主要ラインを共有することができる多数層を有する無線周波数結合器の模式的な図である。
【図１６】図１６Ａは、一実施形態に係る無線周波数結合器、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された終端インピーダンス回路、並びに無線周波数結合器及び終端インピーダンス回路間に結合された隔離スイッチの模式的な図である。図１６Ｂは、図１６Ａに例示される無線周波数結合器の２つの異なる周波数に最適化された、結合ポートにおける結合信号、及び隔離ポートにおける信号を例示するグラフである。
【図１７】図１７Ａは、他実施形態に係る無線周波数結合器、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された終端インピーダンス回路、並びに無線周波数結合器及び終端インピーダンス回路間に結合された隔離スイッチの模式的な図である。図１７Ｂは、図１７Ａに例示される無線周波数結合器の２つの異なる周波数に最適化された、結合ポートにおける結合信号、及び隔離ポートにおける信号を例示するグラフである。
【図１８】一実施形態に係る、終端インピーダンス回路におけるスイッチの状態を設定するプロセスを例示するフロー図である。
【図１９】図１９Ａは、一実施形態に係る、無線周波数結合器の隔離ポート又は結合ポートにスイッチを介して電気的に結合可能な無線周波数結合器及び終端インピーダンス回路の模式的な図である。図１９Ｂ及び１９Ｃは、一定の実施形態に係る図１９Ａのスイッチの模式的な図である。
【図２０】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の一つを当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２１】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の一つを当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２２Ａ】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２２Ｂ】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２２Ｃ】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、一の終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２３Ａ】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２３Ｂ】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２４】多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、共有終端インピーダンス回路と、当該共有終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成された複数のスイッチとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【図２５】図２５Ａは、多数セクション結合ラインを有する無線周波数結合器と、複数の終端インピーダンス回路と、スイッチネットワークとを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２５Ｂは、一実施形態に係る図２５Ａの終端インピーダンス回路の例を示す。
【図２６】図２６Ａ〜２６Ｃは、ここに説明される無線周波数結合器のいずれかを含み得るモジュールの例を示す。図２６Ａは、無線周波数結合器を含むパッケージ状モジュールのブロック図である。図２６Ｂは、無線周波数結合器及びアンテナスイッチモジュールを含むパッケージ状モジュールのブロック図である。図２６Ｃは、無線周波数結合器、アンテナスイッチモジュール及び電力増幅器を含むパッケージ状モジュールのブロック図である。
【図２７】ここに説明される無線周波数結合器のいずれかを含み得る無線デバイスの例の模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下の、一定の実施形態の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な記載を提示する。しかしながら、ここに記載の新機軸は、例えば特許請求の範囲によって画定かつカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において参照される図面では、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る。理解されることだが、図面に例示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、一定の実施形態は、図面に例示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に例示される要素のサブセットを含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２以上の図面からの特徴の任意の適切なコンビネーションを組み入れてよい。
【００７５】
従来型無線周波数（ＲＦ）結合器は、所与の周波数において、固定結合係数に関連する制限を有し得る。周波数Ｆにおける固定結合係数は、周波数Ａでの結合係数プラス２０ｌｏｇ（Ａ／Ｆ）によって表すことができる。小さな絶対結合係数に対しては、大きな結合効果が存在し得る。周波数が高ければ高いほど、結合効果は大きくなり得る。従来型ＲＦ結合器はまた、所与の周波数において固定挿入損失を有し得る。挿入損失は、電力入力ポートを電力出力ポートに電気的に接続するＲＦ結合器の主要送信ラインの抵抗損失を結合係数にプラスしたものの関数とすることができる。
【００７６】
ＲＦ結合器の指向性は、隔離ポートにおける終端インピーダンスに依存し得る。従来型ＲＦ結合器において、終端インピーダンスは典型的に、特定の周波数帯域幅にのみ所望の指向性を与える固定インピーダンス値にある。しかしながら、固定終端インピーダンスによれば、無線周波数結合器は、ＲＦ信号が特定の周波数帯域の外側にある場合、所望の指向性を有することとならない。すなわち、特定の周波数帯域の外側にある異なる周波数帯域で動作する場合、指向性は最適化されない。
【００７７】
周波数に対して結合係数を平坦化することが望ましい。周波数に対して結合係数を平坦化することは、ＲＦ結合器の増大した結合スロープをずらし及び／又は補償するべく後置ＲＦ結合器ＲＬＣネットワークを挿入することによって実装されている。この強引な方法により、相対的に広い周波数範囲にわたって結合係数を平坦化することができる。しかしながら、この方法は、ＲＬＣネットワークが損失性となり得るゆえに、主要信号経路において挿入損失に悪影響を及ぼし得る。その結果、所望の結合係数を目的として、ＲＬＣネットワークの損失を補償するべく、ＲＦ結合器は、かなり多くの結合を有することが望ましい。すなわち、挿入損失は、主要信号経路において増大し得る。
【００７８】
加えて、伝統的なＲＦ結合器は、使用していない場合であっても挿入損失を信号経路に加える。これは、電力を検出するべくＲＦ結合器が使用されていない場合であっても、ＲＦ信号を劣化させ得る。
【００７９】
ＲＦ結合器の性能は、プロセス変動及び／又は電源インピーダンスの変動のような様々な因子により影響を受け得る。上述のように、従来型ＲＦ結合器の隔離ポートを終端させるべく使用される終端インピーダンスは典型的に、調整不可能な固定インピーダンスである。したがって、所望のレベルの指向性は、固定終端インピーダンスによっては、選択された周波数帯域に対してのみ、及び／又は一定の帯域幅に対してのみ達成され得る。プロセス変動及び／又は電源インピーダンスの変動は、固定終端インピーダンスに関して問題となり得る。さらに、半導体パラメータの変動を避けるべく、いくつかの終端インピーダンス回路には、非半導体プロセスにより形成された外部受動インピーダンス素子が実装されている。そのような外部受動インピーダンス素子は、終端インピーダンス値の変動低減をもたらし得るが、こうした外部受動インピーダンス素子は高価であり、及び／又は受動インピーダンス素子に基づく半導体と比較して大きな面積を消費する。
【００８０】
プロセス変動は、ＲＦ結合器の性能に影響を及ぼし得る。例えば、双方向性ＲＦ結合器のようなＲＦ結合器の指向性は、結合器の隔離ポートにおける終端インピーダンスと、結合器の電力入力ポートに提示される電源インピーダンスとに依存し得る。半導体製造プロセスの不完全性ゆえに、終端インピーダンスをＲＦ結合器のポートに与える終端インピーダンス回路には、プロセス変動が存在し得る。プロセス変動は、終端インピーダンス回路における抵抗、キャパシタンス、インダクタンス又はこれらの任意のコンビネーションの値に影響を及ぼし得る。そのような終端インピーダンス回路のプロセス変動は、例えば、半導体電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）オン抵抗及び／若しくはオフキャパシタンス、ポリシリコン抵抗器抵抗器、金属・絶縁体・金属（ＭＩＭ）キャパシタのキャパシタンス、インダクタのインダクタンス等、又はこれらの任意のコンビネーションの変動を含み得る。代替的又は追加的に、プロセス変動は、ＲＦ結合器の特性を変え得る結合ラインの幅、及び／又は結合ラインから主要ラインまでの間隔に影響を及ぼし得る。そのような結合ラインの変動は、ＲＦ結合器及び／又は終端インピーダンス回路の性能に影響を及ぼし得る。典型的には、終端インピーダンス回路及び／又は結合ラインにおけるプロセス変動の分布は、３シグマが約１０％から約１５％となる正規分布によって近似することができる。
【００８１】
電源インピーダンスの変動は、ＲＦ結合器の性能に影響を及ぼし得る。例えば、電源インピーダンスは、終端インピーダンス回路が指向性を最適化するように構成される特定の値から逸脱し得る。ＲＦ結合器が、ＲＦ信号をＲＦ結合器に与えるように構成された他の部品（例えば、ＲＦ電力増幅器、アンテナスイッチ、ダイプレクサ又はフィルタ等）と通信する場合、ＲＦ結合器へと提示される電源インピーダンスは５０オームから逸脱し得る。そのような逸脱は、ＲＦ結合器が５０オームの電源インピーダンスに最適化されている場合に、ＲＦ結合器の指向性を５０オーム電源インピーダンスよりも低下させ得る。
【００８２】
本開示の態様は、無線周波数結合器に電気的に接続された終端インピーダンスを調整すること、及び／又は無線周波数結合器のポートに電気的に接続された結合ラインの有効長さを調整することに関する。調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された様々な終端インピーダンス回路が開示される。そのような回路は、所望の指向性のような、ＲＦ結合器の所望の特性を実装し得る。スイッチは、ＲＦ結合器の結合ポートに電気的に接続された多数セクション結合ラインの有効長さを調整することによってＲＦ結合器の結合係数を調整することができる。ここに開示されるＲＦ結合器は、そのようなＲＦ結合器に関連づけられた挿入損失を、当該ＲＦ結合器が使用されていないときに低減させるべく、結合解除状態へと構成することができる。一定の実施形態において、隔離スイッチが、調整可能終端インピーダンス回路を、結合ポート又は隔離ポートのような無線周波数結合器から選択的に隔離するように構成される。代替的又は追加的に、いくつかの実施形態によれば、スイッチ回路は、一の状態において終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の隔離ポートに選択的かつ電気的に結合し、他の状態において同じ終端インピーダンス回路を当該ＲＦ結合器の結合ポートに選択的かつ電気的に結合するように構成される。様々な実施形態において、所望の終端インピーダンスを示す値がメモリに格納され、その格納された値に少なくとも部分的に基づいて終端インピーダンス回路におけるスイッチの状態を設定することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、例えば、方向性結合器、双方向性結合器、二重方向性結合器、多数帯域結合器（例えば二重帯域結合器）等を含む任意の適切な無線周波数結合器に適用することができる。
【００８３】
無線周波数結合器のポートに電気的に接続された終端インピーダンスを調整することは、無線周波数結合器に与えられる無線周波数信号の周波数帯域、又は無線周波数結合器を含む電子システムの電力モードのような一定の動作条件に対する所望の終端インピーダンスを与えることにより、無線周波数結合器の指向性を改善させることができる。一定の実施形態において、スイッチネットワークは一以上の制御信号に応答して、異なる終端インピーダンスを無線周波数結合器の隔離ポートに選択的かつ電気的に結合することができる。スイッチネットワークは、多数の周波数帯域全体にわたる指向性を改善するべく、無線周波数結合器の終端インピーダンスを調整することができる。スイッチネットワークは、終端インピーダンスと隔離ポート及び結合ポートの双方との間に複数のスイッチを含み得る。そのようなＲＦ結合器は、一の状態において順方向ＲＦ電力の表示を与えるべく隔離ポートに与えられた終端インピーダンスと、他の状態において逆方向ＲＦ電力の表示を与えるべく結合ポートに与えられた終端インピーダンスと有し得る。
【００８４】
一定の実施形態において、複数のスイッチを含む終端インピーダンス回路は、終端経路において抵抗、キャパシタンス、インダクタンス又はこれらの任意のコンビネーションを選択的に与えることにより、ＲＦ結合器の隔離ポート及び／又は結合ポートに与えられる終端インピーダンスを、調整することができる。終端インピーダンス回路は、直列及び／又は並列の受動インピーダンス素子を終端経路に選択的かつ電気的に結合することにより、任意の適切な終端インピーダンスを与えることができる。終端インピーダンス回路はそれゆえ、所望のインピーダンス値を有する終端インピーダンスを与えることができる。終端インピーダンス回路は、例えば、プロセス変動及び／又は電源インピーダンス変動を補償することができる。いくつかの実施形態において、所望の終端インピーダンスを示すデータをメモリに格納することができ、複数のスイッチの少なくとも一つのスイッチの状態は、当該メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて設定することができる。いくつかの実装において、メモリは、ヒューズ素子（例えばヒューズ及び／又はアンチヒューズ）のような、データを格納する永続性メモリを含み得る。
【００８５】
様々な実施形態によれば、スイッチは、ＲＦ結合器のポート（例えば結合ポート又は隔離ポート）と、調整可能終端インピーダンス回路との間に設けることができる。スイッチは、調整可能終端インピーダンス回路が終端インピーダンスをＲＦ結合器のポートに与えていないとき、調整可能終端インピーダンス回路のチューニング素子（例えばスイッチ）をＲＦ結合器のポートから電気的に隔離することができる。これにより、ＲＦ結合器のポートにおいて、調整可能終端インピーダンス回路のスイッチのオフキャパシタンスのような負荷効果を低減することができる。したがって、スイッチは、ＲＦ結合器のポートにおける挿入損失を減少させることができる。
【００８６】
いくつかの実施形態によれば、終端インピーダンス回路は、双方向性結合器の隔離ポート及び結合ポートによって共有され得る。これにより、隔離ポート及び結合ポートのために別個の終端インピーダンス回路を有することと比べ、当該面積を低減することができる。隔離ポート又は結合ポートの一つのみに、ＲＦ電力の表示を与えるべく一度に終端インピーダンスを与えることができる。したがって、スイッチ回路は、終端インピーダンス回路を隔離ポート選択的かつ電気的に接続し、当該終端インピーダンス回路を結合ポートに選択的かつ電気的に接続することにより、隔離ポート又は結合ポートの一方に限り、当該終端インピーダンス回路に一度に電気的に接続されるようにできる。結合ポート及び隔離ポートを電気的に隔離するべく、スイッチ回路は複数の高隔離スイッチを含み得る。高隔離スイッチはそれぞれが、例えば直列・シャント・直列回路トポロジを含み得る。高隔離スイッチによって与えられる結合ポート及び隔離ポート間の隔離は、標的となる指向性よりも大きくなり得る。
【００８７】
結合ラインの有効長さは、ＲＦ結合器の結合係数に寄与する結合ラインの長さとしてよい。例えば、結合ラインの有効長さは、終端インピーダンスと、電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する電力の表示を与えるように構成されたＲＦ結合器のポートとの間の電気経路における結合ラインの長さとしてよい。結合ラインの有効長さを調整することにより、無線周波数結合器の結合係数を調整することができる。したがって、結合ラインが調整可能有効長さとなる無線周波数結合器は、所望の結合係数を有し得る。それと同時に、主要ラインの挿入損失は増加させるべきではない。一定の実施形態において、無線周波数結合器は、多数セクションを含む結合ラインと、当該結合ラインの一セクションを、結合ポートのような無線周波数結合器のポートに選択的かつ電気的に結合する一以上のスイッチとを有し得る。例えば、スイッチを結合ラインの２つのセクション間に直列とし、当該スイッチは、当該結合ラインの２つのセクションを電気的に結合又は結合解除のいずれかをすることができる。スイッチネットワークは、無線周波数結合器の状態に応じて、選択された終端インピーダンスを結合ラインの特定のセクションに選択的かつ電気的に結合することができる。スイッチネットワークは、無線周波数結合器の指向性を最適化することができる。スイッチネットワークは、一の状態において終端インピーダンスを無線周波数結合器の結合ポートに提示し、他の状態において終端インピーダンスを当該無線周波数結合器の隔離ポートに提示することができる。ここに説明される終端インピーダンス回路の原理及び利点はいずれも、調整されるように構成された有効長さを有する結合ラインに関してあてはまる。
【００８８】
ここに説明される無線周波数結合器は、結合ラインが主要ラインから結合解除された結合解除状態を有し得る。結合解除状態は、無線周波数結合器が使用されていない場合、主要信号ラインにおいて最小の挿入損失を与えることができる。
【００８９】
ここに説明される実施形態は有利なことに、無線周波数結合器に与えられる無線周波数信号の特定の周波数帯域のような特定の動作条件に対し、選択された終端インピーダンスを与えることにより、無線周波数結合器の改善された指向性を与えることができる。代替的又は追加的に、ここに説明される実施形態は、結合係数を調整するべく結合ラインの有効長さを調整することにより、改善された主要ライン挿入損失を与えることができる。これにより、過度の結合及びその後の減衰を回避することができる。結合ラインの有効長さを調整することにより、無線周波数結合器の所望の結合係数を設定することができる。一定の実施形態において、ここに説明される無線周波数結合器は、無線周波数結合器が使用されていない場合に結合効果に起因する損失を最小限にすることができる結合解除状態を有する。
【００９０】
図１は、無線周波数結合器が、電力増幅器及びアンテナ間を進行する無線周波数信号の電力の一部分を抽出するように構成された模式的なブロック図である。例示のように、電力増幅器１０がＲＦ信号を受信し、増幅されたＲＦ信号を、ＲＦ結合器２０を経由してアンテナ３０に与える。理解されることだが、図１の電子システムに付加素子（例示せず）を含め、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装することもできる。
【００９１】
電力増幅器１０はＲＦ信号を増幅する。電力増幅器１０は、任意の適切なＲＦ電力増幅器としてよい。例えば、電力増幅器１０は、単段電力増幅器、多段電力増幅器、一以上のバイポーラトランジスタが実装される電力増幅器、又は一以上の電界効果トランジスタが実装される電力増幅器の一以上としてよい。電力増幅器１０は、例えば、ＧａＡｓダイ、ＣＭＯＳダイ又はＳｉＧｅダイに実装することができる。
【００９２】
ＲＦ結合器２０は、電力増幅器１０及びアンテナ３０間を進行する増幅されたＲＦ信号の電力の一部分を抽出することができる。ＲＦ結合器２０は、電力増幅器１０からアンテナ３０へと進行する順方向ＲＦ電力の表示を生成し、及び／又はアンテナ３０から電力増幅器１０へと進行する反射ＲＦ電力の表示を生成することができる。電力の表示は、ＲＦ電力検出器（例示せず）に与えられるようにしてよい。ＲＦ結合器２０は、４つのポート、すなわち電力入力ポート、電力出力ポート、結合ポート及び隔離ポートを有し得る。図１の構成において、電力入力ポートは、電力増幅器１０からの増幅器ＲＦ信号を受信することができ、電力出力ポートは、増幅されたＲＦ信号をアンテナ３０に与えることができる。終端インピーダンスを、隔離ポート又は結合ポートのいずれかに与えることができる。双方向性ＲＦ結合器において、一つの状態において終端インピーダンスを隔離ポートに与え、他の状態において終端インピーダンスを結合ポートに与えることができる。終端インピーダンスが隔離ポートに与えられるとき、結合ポートは、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行するＲＦ信号の電力の一部分を与えることができる。したがって、結合ポートは、順方向ＲＦ電力の表示を与えることができる。終端インピーダンスが結合ポートに与えられるとき、隔離ポートは、電力出力ポートから電力入力ポートへと進行するＲＦ信号の電力の一部分を与えることができる。したがって、隔離ポートは、逆方向ＲＦ電力の表示を与えることができる。逆方向ＲＦ電力は、アンテナ３０から反射されてＲＦ結合器２０へと戻るＲＦ電力としてよい。
【００９３】
アンテナ３０は、増幅されたＲＦ信号を送信することができる。例えば、図１に例示の電子システムがセルラー電話機に含まれる場合、アンテナ３０は、当該セルラー電話機からのＲＦ信号を基地局へと送信することができる。
【００９４】
図２は、無線周波数結合器が、アンテナスイッチモジュール及びアンテナ間を進行する無線周波数信号の電力の一部分を抽出するように構成された模式的なブロック図である。図２のシステムは、アンテナスイッチモジュール４０が、電力増幅器１０及びＲＦ結合器２０間の信号経路に含まれる点を除き、図１のシステムに類似する。アンテナスイッチモジュール４０は、アンテナ３０を、選択された送信経路に選択的かつ電気的に接続することができる。アンテナスイッチモジュール４０は、一定数のスイッチング機能を与えることができる。アンテナスイッチモジュール４０は、多投スイッチを含み得る。これは、例えば、異なる周波数帯域に関連づけられた複数送信経路間のスイッチング、異なる動作モードに関連づけられた複数送信経路間のスイッチング、複数の送信モード及び／又は受信モード間のスイッチング、又はこれらの任意のコンビネーションに関連づけられた機能を与えるように構成される。理解されることだが、図２の電子システムに付加素子（例示せず）を含め、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装することもできる。他の実装において（例示せず）、ＲＦ結合器は、電力増幅器及びアンテナスイッチモジュール間の信号経路に含まれてよい。
【００９５】
図３Ａを参照すると、一実施形態に係る無線周波数結合器２０ａ及び調整可能終端インピーダンス回路を含む電子システムが記載される。電子システムが図３Ａに例示の状態にあるとき、電力入力ポートから電力出力ポートへと進行するＲＦ電力の一部分は、結合ポートに与えられている。図３ＡにおけるＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えられるＲＦ電力の一部分は、順方向ＲＦ電力を代表する。ＲＦ結合器２０ａの結合ポートにおける順方向ＲＦ電力の表示は、例えば、アンテナに与えるべく電力増幅器が生成する信号の電力を示し得る。図３Ａは、ＲＦ結合器２０ａ、第１スイッチネットワーク５０、第１終端インピーダンス素子５２、第２スイッチネットワーク５４、第２終端インピーダンス素子５６及び制御回路５８を含む電子システムを例示する。図３Ａの電子システムは、例示よりも多くの素子を含んでよく、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装してもよい。
【００９６】
ＲＦ結合器２０ａは、図１及び図２のＲＦ結合器２０の一例である。ＲＦ結合器２０ａは、マイクロストリップ、ストリップライン、共平面ライン等のような２つの並列又は重畳送信ラインを含み得る。いくつかの実施形態において、ＲＦ結合器２０ａは、２つの送信ラインの代わりに、２つの変圧器のような２つのインダクタを含み得る。２つの送信ライン又はインダクタが、主要ライン及び結合ラインに実装され得る。主要ラインは、ＲＦ電力入力からＲＦ電力出力への信号の大半を与えることができる。結合ラインは、ＲＦ電力入力及びＲＦ電力出力間を進行する電力の一部分を抽出するべく使用することができる。
【００９７】
図３Ａにおいて、第１スイッチネットワーク５０及び第１終端インピーダンス素子５２は一緒になって、第１調整可能終端インピーダンス回路を実装することができる。第１調整可能終端インピーダンス回路は、選択された終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えることができる。第２スイッチネットワーク５４及び第２終端インピーダンス素子５６は一緒になって、第２調整可能終端インピーダンス回路に実装される。第２調整可能終端インピーダンス回路は、選択された終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えることができる。これについては、図４を参照して以下に詳述される。図３Ａの第１調整可能終端インピーダンス回路及び第２調整可能終端インピーダンス回路はそれぞれ、複数のスイッチと、各スイッチに電気的に接続された終端インピーダンスとを含むが、当該第１調整可能終端インピーダンス回路及び／又は第２調整可能終端インピーダンス回路は、任意の適切な調整可能終端インピーダンス回路によって実装することができる。
【００９８】
ＲＦ結合器２０ａの隔離ポートは、当該隔離ポートに与えられる終端インピーダンスを調整するべく、一以上のスイッチに電気的に接続することができる。例示のように、第１スイッチネットワーク５０は、第１終端インピーダンス素子５２の終端インピーダンス７１、７２及び７３それぞれをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに選択的かつ電気的に結合するインピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３を含む。例示の第１スイッチネットワーク５０はまた、モード選択スイッチ６４を含む。これは、逆方向ＲＦ電力の表示を与えるべくＲＦ結合器２０ａが使用されているときに、ＲＦ結合器２０ａからの逆方向結合出力を選択的に与えることができる。
【００９９】
第１スイッチネットワーク５０の各スイッチは、オンになるとノードを電気的に結合し、オフになるとノードを電気的に隔離することができる。第１スイッチネットワーク５０は、インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３及びモード選択スイッチ６４を実装するべく、任意の適切なスイッチを含み得る。例えば、第１スイッチングネットワーク５０における例示のスイッチそれぞれが、半導体電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み得る。そのようなＦＥＴは、例えば、線形モードにおいてバイアスを受け得る。ＦＥＴは、オンになると、当該ＦＥＴのソース及びドレインを電気的に接続する短絡又は低損失モードとなり得る。ＦＥＴは、オフになると、当該ＦＥＴのソース及びドレインを電気的に隔離する開路又は高損失モードとなり得る。他の適切なスイッチを代替的又は追加的に実装してよい。さらに、図３Ａには３つのインピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３が例示されるが、任意の適切な数のインピーダンス選択スイッチを実装することができる。いくつかの例において、一つのみのインピーダンス選択スイッチを実装してよい。いくつかの他の例において、２つのインピーダンス選択されたスイッチを実装することができ、又は３つを超えるインピーダンス選択スイッチを実装することができる。
【０１００】
インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３、並びに終端インピーダンス７１、７２及び７３は、ＲＦ結合器２０ａの所望の指向性を達成するように使用することができる。例えば、異なる終端インピーダンスを、ＲＦ結合器２０ａへのＲＦ信号が、対応する異なる周波数帯域内にあるときに、隔離ポートに選択的かつ電気的に接続することができる。例示される一例として、第１周波数帯域に対しては第１終端インピーダンス７１を隔離ポートに電気的に結合し、第２周波数帯域に対しては第２終端インピーダンス７２を隔離ポートに電気的に結合し、第３周波数帯域に対しては第３終端インピーダンス７３を隔離ポートに電気的に結合することができる。
【０１０１】
以下の表１には、一実施形態に係る様々な周波数帯域に対するインピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３、並びに対応終端インピーダンスの状態がまとめられる。図３Ａに示されるように、第１インピーダンス選択スイッチ６１は、第１終端インピーダンス７１をＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに電気的に接続することができる。これにより、特定の周波数帯域に対する指向性を最適化することができる。
【表１】
0006498295.tif 000002
【０１０２】
インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３は、終端インピーダンス７１、７２及び／又は７３の任意の適切なコンビネーションをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えるように制御することができる。例えば、インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３は、以下の表２に示される状態の任意のコンビネーション又はサブコンビネーションに構成することができる。さらに、ここに説明される原理及び利点は、任意の適切な数のインピーダンス選択スイッチ及び対応終端インピーダンスにあてはまる。
【表２】
0006498295.tif 000003
【０１０３】
代替的又は追加的に、特定の電力動作モードに対し特定の終端インピーダンス、又は終端インピーダンスのコンビネーションを選択することができる。特定の電力モード及び／又は周波数帯域に対する特定のインピーダンスにより、ＲＦ結合器２０ａの指向性を改善することができる。これは、例えば、ＲＦ結合器２０ａに関連づけられた電力測定の精度を改善する支援となり得る。任意の適切なアプリケーションパラメータ、及び／又は動作条件の任意の適切な表示に対し、特定の終端インピーダンス、又は終端インピーダンスのコンビネーションを選択することができる。
【０１０４】
図３Ａの第１終端インピーダンス素子５２は、第１スイッチングネットワークの各インピーダンス選択スイッチに電気的に接続された終端インピーダンスを含む。終端インピーダンス７１、７２及び７３は、例えば、所望の終端インピーダンスを達成するべく選択された抵抗性、容量性及び／又は誘導性負荷としてよい。そのような所望の終端インピーダンスは、特定の周波数帯域及び／又は電力モードのために選択することができる。終端インピーダンスの一以上のは、モード選択スイッチ及びグランド電位間に電気的に結合された受動インピーダンス素子としてよい。例えば、終端インピーダンスは、インピーダンス選択スイッチ及びグランド間に電気的に結合された抵抗器によって実装することができる。一以上の終端インピーダンスは、直列及び／又は並列受動インピーダンス素子の任意の適切なコンビネーションを含み得る。例えば、終端インピーダンスは、インピーダンス選択スイッチ及びグランド電位間に直列とされたキャパシタ及び抵抗器によって実装することができる。終端インピーダンス素子の例に関する詳細は、図６Ａ及び６Ｂに関して与えられる。
【０１０５】
制御回路５８は、電子システムが順方向ＲＦ電力の表示を与える状態にあるときに所望の終端インピーダンスがＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えられるように、インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３を制御することができる。制御回路５８は、隔離された端子において所望の終端インピーダンスを達成するべくインピーダンス選択スイッチ６１、６２、６３の一以上を選択的に開閉する任意の適切な回路を含み得る。例えば、制御回路５８により、インピーダンス選択スイッチ６１、６２及び６３を、表１及び／又は表２に例示の状態のいずれかに構成することができる。
【０１０６】
制御回路５８は、順方向電力又は逆方向電力のいずれを測定すべきかを示す第１信号と、帯域選択信号のような、動作モードを示す第２信号とを受信し得る。受信信号により制御回路５８は、選択された終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えるように第１スイッチネットワーク５０を制御することができる。選択された終端インピーダンスは、終端インピーダンス７１、７２、７３の任意の適切なコンビネーションによって実装することができる。受信信号により制御回路５８は逆方向電力を測定するべく、選択された終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えるように第２スイッチネットワーク５４を制御することができる。制御回路５８は、第１信号の状態に基づいてモード選択スイッチ６４及び６８を制御することができる。
【０１０７】
図４及び５に例示の状態のようないくつかの状態において、制御回路５８は、第１終端インピーダンス素子５２のすべての終端インピーダンスから隔離ポートを結合解除することができる。
【０１０８】
電子システムが図３Ａに例示の状態にある場合、制御回路５８は、第１インピーダンス選択スイッチ６１を経由して第１終端インピーダンス７１をＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに電気的に接続するようにスイッチネットワーク５０を制御する一方、他のインピーダンス選択スイッチ６２及び６３を使用して他の終端インピーダンスを当該隔離ポートから電気的に隔離する。制御回路５８は、インピーダンス選択スイッチ６１、６２、６３を動作させるデコーダのようなデジタルロジックを含み得る。デジタルロジックは、例えば、チャージポンプの出力電圧、又は電池電圧を含む任意の適切な電力供給に基づいて動作することができる。制御回路５８はまた、図３Ａに例示の状態において隔離ポートが反射電力出力から結合解除されるように第１スイッチネットワーク５０のモード選択スイッチ６４を制御することもできる。図３Ａに例示の状態での動作時、制御回路５８は、入力信号を第２スイッチネットワーク５４に与えることにより、モード選択スイッチ６８が結合ポートを順方向電力出力に電気的に接続し、インピーダンス選択スイッチ６５、６６及び６７が当該結合ポートを終端インピーダンス７５、７６及び７７それぞれから電気的に隔離する。
【０１０９】
図３Ｂは、図３Ａに例示のように配列されたＲＦ結合器２０ａの、結合ポートの結合信号と、隔離ポートの信号とを例示するグラフである。図３Ｂは、ＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えられる異なる終端インピーダンスが、対応する異なる周波数の隔離ポートにおける信号の最小量を最適化できることを示す。
【０１１０】
図３Ｃは、図３Ｂに示される曲線に対応する周波数に対する指向性の関係を例示するグラフである。指向性は、結合信号の電力の測定値から、隔離ポートにおける信号の電力の測定値をマイナスしたものを代表し得る。指向性が高ければ高いほど望ましくなり得る。図３Ｃに示されるように、指向性は、特定の終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えることにより、選択された周波数において最適化することができる。
【０１１１】
図４は、逆の方向に進行する無線周波数信号の電力の一部分が抽出される図３Ａとは異なる状態に構成された３Ａの電子システムを例示する模式的な図である。電子システムは、図３Ａに示されるように順方向に結合された出力において順方向電力の表示を与える代わりに、図４に示されるように逆方向に結合された出力において逆方向電力の表示を与えることができる。したがって、ＲＦ結合器２０ａは、図１及び／又は図２においてアンテナ３０から反射されて戻される電力のような逆方向電力を検出するべく使用することができる。逆方向電力の表示を与えるべく、終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えることができる。スイッチネットワークをＲＦ結合器２０ａの結合ポート及び隔離ポートに結合することにより、ＲＦ結合器２０ａを双方向性にすることができる。
【０１１２】
第２スイッチネットワーク５４は、第２終端インピーダンス素子５６の選択された終端インピーダンスを、ＲＦ結合器２０ａの結合ポートに電気的に結合することができる。第２スイッチネットワーク５４はまた、順方向結合の出力へ／順方向結合の出力から結合ポートを、選択的に結合／結合解除することができる。ＲＦ結合器２０ａの隔離ポートを参照して記載される第１スイッチネットワーク５０の特徴の任意のコンビネーションは、ＲＦ結合器２０ａの結合ポートに接続された第２スイッチネットワーク５４によって実装することができる。
【０１１３】
インピーダンス選択スイッチ６５、６６及び６７は、各動作モードに対応する選択された状態となるように制御することができる。図４に示される状態において、インピーダンス選択スイッチ６６は、終端インピーダンス７６をＲＦ結合器２０ａの結合ポートに電気的に接続し、第２スイッチネットワーク５４の他のインピーダンス選択スイッチ６５及び６７は、各終端インピーダンス７５及び７７をＲＦ結合器２０ａの結合ポートから電気的に隔離する。以下の表３は、一実施形態に係る様々な周波数帯域に対するインピーダンス選択スイッチ６５、６６及び６７の状態をまとめる。
【表３】
0006498295.tif 000004
【０１１４】
インピーダンス選択スイッチ６５、６６及び６７は、終端インピーダンス７５、７６及び／又は７７の任意の適切なコンビネーションをＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えるように制御することができる。例えば、インピーダンス選択スイッチ６５、６６及び６７は、以下の表４に示される状態の任意のコンビネーション又はサブコンビネーションに構成することができる。さらに、ここに説明される原理及び利点は、任意の適切な数のインピーダンス選択スイッチ及び対応終端インピーダンスにあてはまる。
【表４】
0006498295.tif 000005
【０１１５】
隔離ポートに関して記載される第１終端インピーダンス素子５２の特徴の任意のコンビネーションは、結合ポートに接続された第２終端インピーダンス素子５６によって実装することができる。いくつかの実施形態において、第２終端インピーダンス素子５６は、第１終端インピーダンス素子５２とは異なる終端インピーダンスを含む。いくつかの他の実施形態によれば、第２終端インピーダンス素子５６は、第１終端インピーダンス素子５２と実質的に同じ終端インピーダンスを含む。以下に説明される図１９Ａの実施形態のような一定の実施形態において、一以上の終端インピーダンスを、隔離ポートに電気的に結合可能とするとともに、結合ポートにも電気的に結合可能とすることができる。
【０１１６】
図４に例示のように、インピーダンス選択スイッチ６６は、終端インピーダンス７６をＲＦ結合器２０ａの結合ポートに電気的に接続する。これにより、特定の周波数帯域に対する逆方向電力の表示を与えるべく所望の指向性を設定することができる。またも図４に例示されるように、第２スイッチネットワーク５４のモード選択スイッチ６８は、結合ポートを順方向結合の出力から電気的に隔離することができ、第１スイッチネットワーク５０のモード選択スイッチ６４は、隔離ポートを逆方向結合の出力に電気的に接続することができる。制御回路５８は、第１スイッチネットワーク５０及び第２スイッチネットワーク５４のスイッチの状態を変えることにより、電子システムの状態を図３Ａに示される状態から図４に示される状態へと調整することができる。
【０１１７】
図５は、図３Ａとは異なる状態に構成された３Ａの電子システムを例示する模式的な図である。図５において、ＲＦ結合器２０ａの結合ラインは、ＲＦ結合器２０ａの主要ラインから結合解除される。図３Ａに示されるように順方向結合の出力において順方向電力の表示を与え、又は図４に示されるように逆方向結合の出力において逆方向電力の表示を与える代わりに、電子システムは、図５に示されるように結合解除状態に構成することができる。結合解除状態は低挿入損失モードである。結合解除状態において、ＲＦ結合器２０ａの結合ラインは、図５のＲＦ結合器２０ａの主要ラインから結合解除される。したがって、ＲＦ結合器２０ａからの結合損失を、結合解除状態において有意に低減し又はなくすことができる。しかしながら、ＲＦ結合器２０ａの主要ラインからの挿入損失は、依然として存在するはずである。
【０１１８】
ＲＦ結合器の結合ポート及び隔離ポートは双方とも、結合解除状態において終端インピーダンス素子から電気的に隔離され得る。図５に例示のように、第１スイッチネットワーク５０のインピーダンス選択スイッチ６１、６２、６３は、隔離ポートを第１終端インピーダンス素子５２から結合解除することができ、第２スイッチネットワーク５４のインピーダンス選択スイッチ６５、６６、６７は結合解除状態において、結合ポートを第２終端インピーダンス素子５６から結合解除することができる。またも図５に例示のように、第１スイッチネットワーク５０のモード選択スイッチ６４は、隔離ポートを逆方向結合の出力から結合解除することができ、第２スイッチネットワーク５４のモード選択スイッチ６８は結合解除状態において、結合ポートを順方向結合の出力から結合解除することができる。制御回路５８は、第１スイッチネットワーク５０及び第２スイッチネットワーク５４のスイッチの状態を変えることにより、図５に示される結合解除状態において、結合ラインを主要ラインから結合解除することができる。
【０１１９】
図６Ａ及び６Ｂは、図３Ａ、４及び５の第１終端インピーダンス素子５２及び／又は第２終端インピーダンス素子５６の機能を実装することができる終端インピーダンス素子の例の模式的な図である。終端インピーダンスはＲＦ結合器において、電力送信を増加させかつ信号反射を低減するインピーダンス整合機能を与えることができる。終端インピーダンスは、結合ポート又は隔離ポートの一方のようなＲＦ結合器のポートと、グランドのような基準電位との間に与えることができる。終端インピーダンスは、任意の適切な受動インピーダンス素子、又は受動インピーダンス素子の任意の適切な直列及び／又は並列結合によって実装することができる。
【０１２０】
図６Ａに示されるように、終端インピーダンス素子は、調整可能抵抗回路、調整可能キャパシタンス回路及び調整可能インダクタンス回路によって実装することができる。スイッチネットワークのスイッチは、これらの素子をＲＦ結合器の結合端子及び／又は隔離端子に選択的かつ電気的に結合することができる。調整可能抵抗回路、調整可能キャパシタンス回路又は調整可能インダクタンス回路の一以上のインピーダンスを調整することにより、ＲＦ結合器の所望の指向性を達成することができる。いくつかの他の実施形態において、調整可能抵抗回路、調整可能キャパシタンス回路又は調整可能インダクタンス回路の一つ又は２つが、３つすべての代わりに実装される。
【０１２１】
図６Ｂは、図３Ａ、４及び５の第１終端インピーダンス素子５２及び／又は第２終端インピーダンス素子５６が、スイッチネットワークのスイッチに電気的に結合された複数の抵抗器を含み得る模式的な図である。各抵抗器が、特定の周波数帯域に対してＲＦ結合器の指向性を最適化するべく選択された抵抗を有し得る。代替的又は追加的に、これらの抵抗器の抵抗のコンビネーションにより、特定の周波数帯域に対してＲＦ結合器の指向性を最適化することができる。
【０１２２】
上述のように、伝統的なＲＦ結合器は、ＲＦ結合器の結合ライン／主要ライン（例えば送信ライン又はインダクタ）の周波数依存性ゆえに結合係数が変動していた。ＲＦ結合器の結合係数を周波数に対して調整して結合ライン／主要ラインの周波数依存性を補償するべく、多数セクション結合ラインを有するＲＦ結合器がここに開示される。そのようなＲＦ結合器は、所望のとおりに調整され得る調整可能結合係数を与えることができる。例えば、そのようなＲＦ結合器は、周波数に対し相対的に平坦な結合係数を実装することができる。
【０１２３】
図７Ａ〜１０Ｃを参照すると、一実施形態及び関連するグラフに係る多数セクション結合ラインを有するＲＦ結合器２０ｂを含む電子システムの異なる状態が記載される。ＲＦ結合器２０ｂは、図１及び／又は２のＲＦ結合器２０の実装の他の例である。制御回路は、図３Ａ、４及び５の制御回路５８と同様に、電子システムを図７Ａ、８Ａ、９Ａ又は１０Ａに例示の状態にするべくＲＦ結合器２０ｂ及びスイッチネットワークを制御することができる。
【０１２４】
図７Ａは、結合ポートに電気的に接続された調整可能長さを備えた結合ラインを有する、一実施形態に係るＲＦ結合器２０ｂの模式的な図である。ＲＦ結合器２０ｂは、例えば、図１及び／又は図２の電子システムに実装することができる。図７Ａの電子システムは、ＲＦ結合器２０ｂと、スイッチ９２〜９９を含むスイッチネットワークと、終端インピーダンス１０４〜１０９を含む終端インピーダンス回路とを含む。一実施形態において、終端インピーダンス１０４〜１０９はそれぞれ、終端抵抗器によって実装することができる。
【０１２５】
図７Ａに例示のように、ＲＦ結合器２０ｂは、多数セクション主要ライン及び多数セクション結合ラインを有する。主要ライン及び結合ラインのセクションは、導電ライン（例えばマイクロストリップ、ストリップライン、共平面ライン等）及び／又はインダクタによって実装することができる。例示のように、主要ラインはセクション８０、８２及び８４を含み、結合ラインはセクション８５、８７及び８９を含む。３つのセクション結合ラインを有する図７Ａの実施形態が例示を目的として記載されるが、ここに説明される原理及び利点は、２つのセクション結合ラインに、及び／又は３つを超えるセクションを有する結合ラインにあてはまる。図７Ａに示されるＲＦ結合器２０ｂはまた、結合ラインのセクション間に設けられた結合係数スイッチ９０及び９１を含む。
【０１２６】
ＲＦ結合器２０ｂの結合係数は、ＲＦ結合器２０ｂの電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する信号のＲＦ電力の表示を与えるＲＦ結合器２０ｂのポートに電気的に接続された結合ラインのセクションの数を調整することによって調整することができる。例えば、結合係数は、多数セクション結合ラインの異なる数のセクション８５、８７、８９を結合ポートに電気的に接続することによって調整することができる。これにより、結合ポートに電気的に接続される結合ラインの長さを調整することができる。したがって、ＲＦ結合器２０ｂは、結合ポートに電気的に接続される結合ラインのセクション８５、８７、８９の数に応じて順方向電力測定のために多数の結合係数を与えることができる。ＲＦ結合器２０ｂのポートと終端インピーダンスとの間に電気的に接続される結合ラインの長さが長ければ長いほど、高い結合係数及び高い挿入損失が与えられる。
【０１２７】
多数セクションＲＦ結合器２０ｂによれば、結合係数は、周波数に対して相対的に平坦な結合係数を達成するように制御することができる。ＲＦ結合器２０ｂは、過度の結合を回避することにより、主要ラインにおける過剰な挿入損失を防止することができる。過剰な挿入損失を防止することは、相対的に高い挿入損失がもたらされ得る、結合効果が所望よりも高くなり得る場合に、相対的に高い周波数において特に有利となり得る。
【０１２８】
結合係数スイッチ９０及び９１は、終端インピーダンスと、電力入力ポート及び電力出力ポート間を進行する電力の表示を与えるように構成されたＲＦ結合器２０ｂのポートとの間の結合ラインの長さを調整することができる。ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートに電気的に接続される結合ラインの有効長さは、ＲＦ結合器２０ｂの結合係数に寄与する結合ラインの長さとすることができる。例えば、ＲＦ結合器２０ｂの終端インピーダンス及び結合ポート間の結合ラインの有効長さは、ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートに電気的に接続された結合ラインのセクションの長さとすることができる。図７Ａにおける結合ラインの第１セクション８５及び第２セクション８７間には、第１結合係数スイッチ９０が設けられる。第１結合係数スイッチ９０がオンになると、第１セクション８５及び第２セクション８７は双方とも、ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートに電気的に接続される。第１結合係数スイッチ９０がオフになると、第１結合係数スイッチ９０は、第１セクション８５及び第２セクション８７間の電気的な隔離を与える。第２結合係数スイッチ９１は図７Ａにおいて、結合ラインの第２セクション８７及び第３セクション８９間に設けられる。第２結合係数スイッチ９１がオンになると、第２セクション８７及び第３セクション８９は互いに電気的に接続される。第２結合係数スイッチ９１がオフになると、第２結合係数スイッチ９１は第２セクション８７及び第３セクション８９の電気的隔離を与える。
【０１２９】
図７Ａに例示の状態において、第１結合係数スイッチ９０及び第２結合係数スイッチ９１は双方ともオンである。この状態において、セクション８５、８７及び８９はすべてが、ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートに電気的に接続される。結合ラインのすべてのセクションが結合ポートに電気的に接続されると、ＲＦ結合器２０ｂは、結合ラインのセクションのすべてよりも少ないセクションが結合ポートに電気的に接続されている場合と比べて高い結合効果及び高い挿入損失を与えることができる。
【０１３０】
終端インピーダンススイッチは、図７Ａにおいて、結合ラインの各セクションに電気的に接続される。終端インピーダンススイッチは、結合ラインの各セクションを対応終端インピーダンスに選択的かつ電気的に接続することができる。電力の表示を与えるように構成されたＲＦ結合器２０ｂのポートから最も遠くかつ当該ポートに電気的に接続された結合ラインのセクションに電気的に接続された終端インピーダンススイッチをオンにすることができる。図７Ａに例示のように、終端インピーダンススイッチ９６がオンにされ、終端インピーダンス１０６を結合ラインに電気的に接続する。
【０１３１】
第１モード選択スイッチ９２が、ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートを順方向結合の出力に選択的かつ電気的に結合することができる。図７Ａに示される状態において、モード選択スイッチ９２がオンになると、結合ポートが順方向結合の出力に電気的に接続される。第２モード選択スイッチ９３が、ＲＦ結合器２０ｂの隔離ポートを逆方向結合の出力に選択的かつ電気的に結合することができる。図７Ａに示される状態において、モード選択スイッチ９３がオフになると、隔離ポートが逆方向結合の出力から電気的に隔離される。
【０１３２】
図７Ｂは、図７Ａに示される状態における無線周波数結合器２０ｂの挿入損失曲線を例示するグラフである。図７Ｃは、図７Ａに示される状態における無線周波数結合器２０ｂの結合係数曲線を例示するグラフである。
【０１３３】
図８Ａは、無線周波数結合器２０ｂが第２状態に構成される図７Ａのシステムの模式的な図である。第２状態において、結合ライン３つのセクションのうち２つが、結合ポートに電気的に接続される。第２状態は、第１状態よりも低い結合係数及び低い挿入損失を与える。第２状態において、第２結合係数スイッチ９１は開にされ、第３セクション８９はＲＦ結合器２０ｂの結合ポートから電気的に隔離される。これにより、主要ラインとの結合に寄与する結合ラインの有効長さが、図７Ａに示される第１状態よりも低減される。図８Ａに示される第２状態において、図７Ａに示される第１状態とは異なる終端インピーダンススイッチがオンにされる。図８Ａに例示のように、終端インピーダンススイッチ９５がオンにされ、終端インピーダンス１０５が結合ラインの第２セクション８７に電気的に接続される。
【０１３４】
図８Ｂは、図８Ａに示される状態にある無線周波数結合器２０ｂの挿入損失曲線を例示するグラフである。図８Ｃは、図８Ａに示される状態における無線周波数結合器２０ｂの結合係数曲線を例示するグラフである。これらのグラフは、挿入損失及び結合係数が、図７Ａに示される状態に対するものとは異なることを示す。
【０１３５】
図９Ａは、無線周波数結合器２０ｂが第３状態にあるように構成された図７Ａの電子システムの模式的な図である。第３状態において、結合ラインの３つのセクションの一つは、結合ポートに電気的に接続される。第３状態は、第１状態又は第２状態よりも低い結合係数及び低い挿入損失を与える。第３状態において、第１結合係数スイッチ９０及び第２結合係数スイッチ９１はオフになり、結合ラインの第２セクション８７及び第３セクション８９は、ＲＦ結合器２０ｂの結合ポートから電気的に隔離される。図９Ａに示される第３状態において、図７Ａに示される第１状態及び図８Ａに示される第２状態とは異なる終端インピーダンススイッチがオンにされる。図９Ａに例示のように、終端インピーダンススイッチ９４がオンになると、終端インピーダンス１０４が結合ラインの第１セクション８５に電気的に結合される。
【０１３６】
図９Ｂは、図９Ａに示される状態にある無線周波数結合器の挿入損失曲線を例示するグラフである。図９Ｃは、図９Ａに示される状態にある無線周波数結合器の結合係数曲線を例示するグラフである。これらのグラフは、挿入損失及び結合係数が、図７Ａ及び図８Ａに示される状態とは異なることを示す。
【０１３７】
図１０Ａは、結合ラインが主要ラインから結合解除される第４状態に構成された図７Ａの無線周波数結合器２０ｂの模式的な図である。第４状態において、結合ゆえの結合効果及び挿入損失を、主要ラインから除去することができる。ＲＦ結合器２０ｂが、順方向ＲＦ電力又は逆方向ＲＦ電力を測定するべく使用されているわけではない場合、システムは第４状態に構成することができる。結合係数スイッチ９０及び９１、並びに終端インピーダンススイッチ９４、９５、９６、９７、９８及び９９がオフになると、結合ラインは主要ラインから結合解除される。加えて、モード選択スイッチ９２及び９３は、第４状態においてオフとすることができる。
【０１３８】
図１０Ｂは、図１０Ａに示される状態にある無線周波数結合器２０ｂの挿入損失曲線を例示するグラフである。図１０Ｃは、図１０Ａに示される状態にある無線周波数結合器２０ｂの結合係数曲線を例示するグラフである。これらのグラフは、第４状態において、第１、第２及び第３状態よりも低減された挿入損失及び結合係数が存在することを示す。
【０１３９】
図７Ａ、８Ａ、９Ａ及び１０Ａに示される電子システムは、反射電力の表示を与える状態に構成することができる。したがって、ＲＦ結合器２０ｂは双方向性としてよい。デコーダのような任意の適切な制御回路が、そのような状態を実装するべくスイッチをオン及び／又はオフにすることができる。以下の表５には、一実施形態に係る様々な状態において、例示のスイッチのどれがオン（Ｏｎ）になり、例示のスイッチのどれがオフ（Ｏｆｆ）になるかがまとめられる。以下の表６は、これらの状態の簡単な記述を与える。いくつかの実施形態において、付加的な状態及び／又はこれらの状態のサブコンビネーションを実装することができる。
【表５】
0006498295.tif 000006
【表６】
0006498295.tif 000007
【０１４０】
図７Ａ、８Ａ、９Ａ及び１０Ａに例示の多数セクション結合器は、ＲＦ結合器の結合係数を調整する（例えば周波数帯域に対して結合係数を平坦化する）ことができるこれにより、一定の状態における挿入損失を改善することができる。
【０１４１】
図１１Ａは、単数セクション結合器の、周波数に対する挿入損失の曲線のグラフである。図１１Ｂは、多数セクション結合器の、周波数に対する挿入損失の曲線のグラフである。図１２Ａは、単数セクション結合器の、周波数に対する結合係数の曲線のグラフである。図１２Ｂは、多数セクション結合器の、周波数に対する結合係数の曲線のグラフである。とりわけ、これらのグラフには、典型的なＲＦ結合器において周波数が増加すると結合効果が増加し、多数セクションＲＦ結合器が、増加した結合効果を効果的に補償することができ、及び結合効果の低減により挿入損失が改善することが例示される。周波数に対して相対的に平坦な結合係数を実装するべく、多数セクション結合器は、結合係数値に整合する図１２Ｂに例示の３つの曲線に沿った点が、３つの異なる関心周波数の対応周波数に対して実装され得るように構成することができる。
【０１４２】
図１３Ａは、各セクションに結合可能な複数の終端インピーダンスを有する多数セクション無線周波数結合器２０ｂを含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図１３Ａの電子システムは、多数終端インピーダンスが、多数セクション結合ラインの各セクションに結合可能である点を除き、図７Ａ、８Ａ、９Ａ及び１０Ａに例示の電子システムに類似する。３つのセクション結合ラインを有する実施形態が例示を目的として図１３Ａに関して記載されるが、ここに説明される原理及び利点は、２つのセクション結合ラインに、及び／又は３つを超えるセクションを有する結合ラインにあてはまる。
【０１４３】
図１３Ａに示されるように、スイッチネットワークの多数のインピーダンス選択スイッチは、結合ラインの各セクションに電気的に接続される。これらのインピーダンス選択スイッチはそれぞれ、電気的に接続される対応終端インピーダンスを有する。選択された終端インピーダンスは、結合ラインの各セクションへと与えることができる。これにより所望の指向性を与えることができる。例えば、特定の周波数帯域及び／又は特定の電力モードに対し、選択された終端インピーダンスを、結合ラインのセクションに与えることができる。
【０１４４】
図１３Ａに例示の電子システムは、様々な状態に構成することができる。いくつかの状態において、電子システムは、順方向電力の表示を与えるように構成することができる。いくつかの他の状態によれば、電子システムは、反射電力の表示を与えるように構成することができる。電子システムはまた、結合ラインが主要ラインから結合解除された結合解除状態に構成することができる。デコーダのような任意の適切な制御回路が、そのような状態を実装するべくスイッチをオン及び／又はオフにすることができる。以下の表７には、一実施形態に係る様々な状態において、例示のスイッチのどれがオン（Ｏｎ）になり、例示のスイッチのどれがオフ（Ｏｆｆ）になるかがまとめられる。以下の表８は、これらの状態の簡単な記述を与える。いくつかの実施形態において、付加的な状態及び／又はこれらの状態のサブコンビネーションを実装することができる。
【表７】
0006498295.tif 000008
【表８】
0006498295.tif 000009
【０１４５】
図１３Ｂは、終端インピーダンスを伴う図１３Ａにおける無線周波数結合器の状態の曲線を例示するグラフである。図１３Ａの電子システムは、異なる終端インピーダンスを多数セクション結合ラインの一セクションに電気的に接続することにより、異なる周波数に対して最適化することができる。例えば、図１３Ｂにおける下側の２つの曲線はそれぞれ、多数セクション結合ラインに電気的に接続される終端インピーダンス１０６ａ及び１０６ｂに対応する。一つの終端インピーダンスが９００ＭＨｚ付近の周波数帯域に対して最適化され、他の終端インピーダンスが２．５ＧＨｚ付近の周波数帯域に対して最適化される。図１３Ｂにおける最上部の曲線は、実質的に互いに重なっているが、結合ポートにおける信号に対応する。
【０１４６】
図１３Ｃは、多数セクション結合ラインが、各セクションに結合可能な複数の終端インピーダンスを有する、一実施形態に係る無線周波数結合器の模式的な図である。図１３Ｃに例示のように、ＲＦ結合器の主要ラインは、単数の連続導電ライン１１２によって実装することができる。図１３Ｃの電子システムは、図１３Ａ及び１３Ｂを参照して説明された特徴の任意の適切なコンビネーションを実装することができる。導電ライン１１２は、ＲＦ結合器の電力入力ポートから当該ＲＦ結合器の電力出力ポートまで延びる連続導電構造物とすることができる。導電ライン１１２は、例えば、マイクロストリップ、ストリップライン、インダクタ等によって実装することができる。導電ライン１１２は、多数セクション主要ラインを含む開示の実施形態のいずれにおいても、多数セクション主要ラインの代わりに実装することができる。
【０１４７】
図１４は、一実施形態に係る、カスケードセクションを結合ラインに有する無線周波数結合器の模式的な図である。図１４に例示のＲＦ結合器は、２つのセクション結合ラインを有する。例示のように、ＲＦ結合器の主要ラインのセクションは、多重積層における送信ラインによって実装することができる。図１４において、結合ラインのセクションはまた、多重積層８０及び８２における送信ラインによって実装することができる。結合係数スイッチ９０は、結合ラインの第１セクション８５に電気的に接続された第１端と、結合ラインの第２セクション８７に電気的に接続された第２端とを含み得る。結合係数スイッチ９０は、アクティブ層に実装することができる。終端インピーダンススイッチは、ここに説明される原理及び利点により、各終端インピーダンスを結合ラインのセクションに選択的かつ電気的に接続することができる。図１４の原理及び利点はいずれも、必要に応じて、開示の実施形態のいずれかとのコンビネーションで実装することができる。
【０１４８】
図１５は、多数結合ラインセクションが同じ主要結合器ラインを共有し得る多数層を有する、一実施形態に係る無線周波数結合器の模式的な図である。図１５に例示のＲＦ結合器は、２つのセクションを有する結合ラインを含む。例示のように、セクション８５及び８７は、主要ラインの共通セクション１１５に隣接して設けられる。図１５において、結合ラインのセクション８５及び８７は、多重積層における送信ラインによって実装することができる。結合係数スイッチ９０は、アクティブ層によって実装することができる。図１５の原理及び利点はいずれも、必要に応じて、開示の実施形態のいずれかとのコンビネーションで実装することができる。
【０１４９】
図１６Ａは、一実施形態に係る、無線周波数結合器と、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された終端インピーダンス回路と、無線周波数結合器及び終端インピーダンス回路間に結合された隔離スイッチとの模式的な図である。ＲＦ結合器２０ａは、例えば、図１及び／又は図２の電子システムに実装することができる。図１６Ａの電子システムは、ＲＦ結合器２０ａ、隔離スイッチ１２０及び１２２、メモリ１２５、制御回路５８’、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びにモード選択スイッチ６４及び６８を含む。図１６Ａに例示のＲＦ結合器２０ａは双方向性結合器である。図１６Ａの電子システムは、例示よりも多くの素子を含んでよく、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装してもよい。さらに、図１６Ａの電子システムは、ここに説明される原理及び利点の任意の適切なコンビネーションによって実装することができる。
【０１５０】
図１６Ａの終端インピーダンス回路１３０及び１４０は、ＲＦ結合器２０ａのポートに所望の終端インピーダンスを与えるようにチューニング可能である。終端インピーダンス回路１３０は、所望の終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えるようにチューニングすることができる。終端インピーダンス回路１３０は、ＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えられた抵抗器、キャパシタンス及び／又はインダクタンスをチューニングすることができる。そのようなチューニング可能性は、設計後の構成及び／又は補償及び／又は最適化にとって利点となり得る。
【０１５１】
終端インピーダンス回路１３０は、受動インピーダンス素子の直列及び／又は並列結合を与えることにより、隔離ポートに与えられた終端インピーダンスをチューニングすることができる。図１６Ａに例示のように、終端インピーダンス回路１３０は、スイッチ１３１〜１３９、並びに受動インピーダンス素子Ｒ２ａ〜Ｒ２ｎ、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｎ及びＣ２ａ〜Ｃ２ｎを含む。スイッチ１３１〜１３９はそれぞれ、各受動インピーダンス素子を、隔離ポートに与えられた終端インピーダンスに選択的にスイッチインにすることができる。図１６Ａに例示される終端インピーダンス回路１３０において、接続ノードｎ１及びグランドに終端経路を与えるには、少なくとも３つのスイッチをオンにする必要がある。
【０１５２】
図１６Ａに例示される終端インピーダンス回路１３０のスイッチは、互いに直列にされた、並列スイッチの３つのバンク１３１〜１３３、１３４〜１３６及び１３７〜１３９を含む。第１バンクのスイッチ１３１〜１３３は、接続ノードｎ１と第１中間ノードｎ２との間に結合される。第２バンクのスイッチ１３４〜１３６は、第１中間ノードｎ２と第２中間ノードｎ３との間に結合される。第３バンクのスイッチ１３７〜１３９は、第２中間ノードｎ３と、グランドのような基準電位との間に結合される。スイッチのバンクを、並列スイッチの他のバンクと並列にすることにより、終端インピーダンス回路１３０により得られる可能な終端インピーダンス値の数を増やすことができる。例えば、終端インピーダンス回路１３０が、互いに直列にされた、３つの並列スイッチの３つのバンクを含み、当該終端インピーダンス回路は、各バンクのスイッチにおいて当該スイッチの一以上をオンにする一方他のスイッチをオフにすることにより、３４３の異なる終端インピーダンス値を与えることができる。
【０１５３】
例示の終端インピーダンス回路１３０は直列回路を含む。これは、受動インピーダンス素子と、他の受動インピーダンス素子及び他のスイッチを含む他の直列回路に並列のスイッチとを含む。例えば、スイッチ１３１及び抵抗器Ｒ２ａを含む第１直列回路が、スイッチ１３２及び抵抗器Ｒ２ｂを含む第２直列回路に並列とされる。終端インピーダンス回路１３０は、一以上の抵抗器Ｒ２ａ〜Ｒ２ｎに直列のインダクタＬ２ａ〜Ｌ２ｎそれぞれを切り替えるスイッチ１３４〜１３６を含む。スイッチ１３４〜１３６はまた、互いに並列のインダクタＬ２ａ〜Ｌ２ｎの２つ以上を切り替えることができる。終端インピーダンス回路１３０はまた、一以上の抵抗器・インダクタ（ＲＬ）回路に直列のキャパシタＣ２ａ〜Ｃ２ｎそれぞれを切り替えるスイッチ１３７〜１３９を含む。スイッチ１３７〜１３９はまた、互いに並列のキャパシタＣ２ａ〜Ｃ２ｎの２つ以上を切り替えることができる。
【０１５４】
図１６Ａに例示のように、スイッチ１３２、１３６、１３７及び１３８は、終端インピーダンス回路１３０の他のスイッチがオフの間、オンとすることができる。これにより、終端インピーダンスを、キャパシタＣ２ａ及びＣ２ｂの並列結合に直列の、インダクタＬ２ｎに直列の抵抗器Ｒ２ｂを含むＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えることができる。
【０１５５】
終端インピーダンス回路１３０は、任意値、バイナリ重みづけ値、変動を補償する値、特定のアプリケーションに対する値等、又はこれらの任意のコンビネーションを有する受動インピーダンス素子を含み得る。終端インピーダンス回路１３０がＲＬＣ回路を与え得るが、ここに説明される原理及び利点は、所望の終端インピーダンスを与えるべく一以上の抵抗器、一以上のインダクタ、一以上のキャパシタ、一以上のＲＬ回路、一以上のＲＣ回路、一以上のＬＣ回路又は一以上のＲＬＣ回路のような回路素子の任意の適切なコンビネーションを与え得る終端インピーダンス回路にもあてはまる。回路素子のそのようなコンビネーションは、任意の適切な直列及び／又は並列結合に配列することができる。
【０１５６】
スイッチ１３１〜１３９は、電界効果トランジスタによって実装することができる。代替的又は追加的に、終端インピーダンス回路１３０の一以上のスイッチは、ＭＥＭＳスイッチ、ヒューズ素子（例えばヒューズ又はアンチヒューズ）、又は任意の他の適切なスイッチ素子によって実装することができる。
【０１５７】
図１６Ａに例示の終端インピーダンス回路１３０がスイッチを含むが、チューニング可能終端インピーダンスは、代替的又は追加的に、他の可変インピーダンス回路によって与えることもできる。例えば、終端インピーダンス回路は、インピーダンス素子に与えられる信号の関数として変化するインピーダンスを有するインピーダンス素子を使用して、チューニング可能終端インピーダンスを実装することができる。一例として、線形動作モードで動作する電界効果トランジスタは、そのゲートに与えられる電圧に依存するインピーダンスを与えることができる。他例では、バラクタダイオードは、バラクタダイオードに与えられる電圧の関数として可変のキャパシタンスを与えることができる。
【０１５８】
例示の終端インピーダンス回路１４０は、終端インピーダンス回路１４０が隔離ポートの代わりに結合ポートに終端インピーダンスを与え得る点を除き、例示の終端インピーダンス回路１３０と実質的に同じ機能を果たすことができる。終端インピーダンス回路１３０の受動インピーダンス素子のインピーダンスは、終端インピーダンス回路１４０の対応受動インピーダンス素子と実質的に同じとしてよい。終端インピーダンス回路１３０の受動インピーダンス素子の一以上は、終端インピーダンス回路１４０の対応受動インピーダンス素子とは異なるインピーダンス値を有してよい。一定の実施形態において（例示せず）、終端インピーダンス回路１３０及び終端インピーダンス回路１４０は、互いに異なる回路トポロジを有してよい。
【０１５９】
例示の隔離スイッチ１２０及び１２２は、ＲＦ結合器２０ａのポートと、終端インピーダンス回路１３０及び１４０それぞれとの間に隔離を与えるように機能する役割を果たすことができる。隔離スイッチ１２０及び１２２はそれぞれ、各隔離スイッチの制御終端が受信した制御信号に応答して、ＲＦ結合器２０ａのポートを終端インピーダンス回路１３０又は１４０それぞれに選択的かつ電気的に接続することができる。例示のように、隔離スイッチ１２２は、ＲＦ結合器２０ａの結合ポートと終端インピーダンス回路１４０との間に電気的に接続される。隔離スイッチ１２２は、図１６Ａに例示のように、結合ポートが順方向ＲＦ電力の表示を与えると、オフにすることができる。隔離スイッチ１２２がオフになると、隔離スイッチ１２２は、終端インピーダンス回路１４０の負荷を結合ポートから分離することができる。特に、隔離スイッチ１２２は、終端インピーダンス回路１４０の第１バンクの複数スイッチのスイッチ１４１〜１４３を、隔離スイッチ１２２をオフにして結合ポートから隔離することができる。このため、ＲＦ結合器２０ａの結合ポートにおけるスイッチバンクスイッチの負荷を除去することにより、挿入損失を改善することができる。例示の実施形態において、隔離スイッチ１２２とともに、終端インピーダンス回路１４０のいずれかの受動インピーダンス素子とＲＦ結合器２０ａの結合ポートとの間には、直列の２つのスイッチが存在する。
【０１６０】
図１６Ａの電子システムが、隔離ポートが逆方向ＲＦ電力の表示を与える他の状態（例示せず）にあると、隔離スイッチ１２２は、終端インピーダンス回路１４０を結合ポートに電気的に接続するべくオンにすることができる。
【０１６１】
隔離スイッチ１２２は、例えば、電界効果トランジスタによって実装することができる。一定の実装において、隔離スイッチ１２２は、接続ノードｎ１とＲＦ結合器の結合ポートとの間に直列のスイッチと、接続ノードｎ１に接続されたシャントスイッチとによって実装することができる。いくつかの実装によれば、隔離スイッチ１２２は、例えば、図１９Ｂ及び１９Ｃに例示される直列・シャント・直列スイッチトポロジによって実装することができる。隔離スイッチ１２２は、単投スイッチによって実装することができる。隔離スイッチ１２２は、単極スイッチによって実装することができる。隔離スイッチ１２２は、例示のように、単極単投スイッチによって実装することができる。
【０１６２】
図１６Ａの隔離スイッチ１２０は、ＲＦ結合器２０ａの隔離ポートと、終端インピーダンス回路１３０との間に電気的に接続される。隔離スイッチ１２０は、隔離ポートが逆方向ＲＦ電力（例示せず）の表示を与えているときにオフにし、結合ポートが、例示のように順方向ＲＦ電力の表示を与えているときにオンにすることができる。スイッチがアクティブにされ及びアクティブ解除されるときの異なる接続及び異なるタイミングを別にすれば、隔離スイッチ１２０及び１２２は実質的に同じである。隔離スイッチ１２０及び１２２は双方とも、結合解除状態においてオフとすることができる。隔離スイッチ１２０及び１２２は、終端インピーダンス回路１３０を隔離ポートに選択的かつ電気的に結合し、終端インピーダンス回路１４０を結合ポートに選択的かつ電気的に結合することができるスイッチ回路を実装することができる。
【０１６３】
メモリ１２５は、終端インピーダンス回路１３０及び／又は終端インピーダンス回路１４０における一以上のスイッチの状態を設定するデータを格納することができる。メモリ１２５は、ヒューズ素子のような永続性メモリ素子によって実装することができる。いくつかの他の実装において、メモリ１２５は揮発性メモリ素子を含み得る。メモリ１２５は、プロセス変動を示すデータを格納することができる。代替的又は追加的に、メモリ１２５は、アプリケーションパラメータを示すデータを格納することができる。メモリ１２５は、制御回路５８’  及び／又は終端インピーダンス回路１３０及び１４０と同じダイに実装することができる。メモリ１２５は、ＲＦ結合器２０ａと同じパッケージに含まれてよい。
【０１６４】
例示の制御回路５８’はメモリ１２５と通信する。制御回路５８’は、メモリ１２５に格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて、終端インピーダンス回路１３０及び１４０の一以上のスイッチの状態を設定するべく、一以上の制御信号を与えるように構成される。制御回路５８’は、ここに説明される制御回路５８の特徴の任意のコンビネーションを実装することができる。制御回路５８’は、例えば、デコーダとすることができる。
【０１６５】
図１６Ａの電子システムが製造された後にメモリ１２５及び制御回路５８’が一緒になって、終端インピーダンス回路１３０及び／又は１４０を構成することができる。これにより、プロセス変動を補償するべくＲＦ結合器２０ａに与えられる終端インピーダンスを構成することができる。例えば、メモリ１２５はヒューズ素子を含み、制御回路５８’はデコーダを含み得る。この例において、プロセス変動が検出された後にメモリ１２５のヒューズ素子が飛び、これにより、制御回路５８’は、終端インピーダンス回路１３０及び／又は１４０の一以上のスイッチをオン位置に設定し得る。その結果、特定の受動インピーダンス素子が、プロセス変動を補償するべくＲＦ結合器２０ａのポートに与えられる終端経路に含まれる。他例では、ＲＦ結合器２０ａに与えられた終端インピーダンスは、特定の周波数帯域での動作のような特定のアプリケーションパラメータに構成することができる。
【０１６６】
図１６Ｂは、図１６Ａに例示の無線周波数結合器の２つの異なる周波数に対して最適化された結合ポートの結合信号と隔離ポートの信号とを例示するグラフである。図１６Ｂは、終端インピーダンス回路１３０及び／又は終端インピーダンス回路１４０を使用して、特定の周波数に対する終端インピーダンスを最適化することができることを示す。終端インピーダンスは、所望の他のパラメータに対して調整することができる。
【０１６７】
図１７Ａは、一実施形態に係る、無線周波数結合器、調整可能終端インピーダンスを与えるように構成された終端インピーダンス回路、並びに無線周波数結合器及び終端インピーダンス回路間の隔離スイッチの模式的な図である。図１７Ａの電子システムは、例示よりも多くの素子を含んでよく、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装してもよい。さらに、図１７Ａの電子システムは、ここに説明される原理及び利点の任意の適切なコンビネーションによって実装することができる。
【０１６８】
図１７Ａの電子システムは、図１６Ａとは異なる終端インピーダンス回路を含む。図１７Ａの終端インピーダンス回路１３０’及び１４０’は、ＲＦ結合器２０ａの隔離ポート及び結合ポートそれぞれに、図１６Ａの終端インピーダンス回路１３０及び１４０とは異なる回路トポロジで与えられる終端インピーダンスを調整することができる。例えば、図１７Ａに例示の終端インピーダンス回路１３０’は、ＲＬＣ回路とＲＦ結合器のポートとの電気的に接続を選択的に与えるスイッチ１５５及び１５６を含む。例示の終端インピーダンス回路１３０’はまた、ＲＣ終端（例えば、スイッチ１５２及び／又は１５３がオンかつスイッチ１５７及び／又は１５８がオンの場合）又はＬＣ終端（例えば、スイッチ１５４がオンかつスイッチ１５７及び／又は１５８がオンの場合）をＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えることができる。例示の終端インピーダンス回路１３０’において、互いに比率化された異なる受動インピーダンス素子（例えばキャパシタ０．１Ｃ及び０．２Ｃ；抵抗器０．１Ｒ、０．２Ｒ及び０．４Ｒ；又は比率化インダクタ［図１７Ａに例示せず］）を選択的に、個別に又は互いに並列にスイッチインにすることができる。そのようなインピーダンス素子は、プロセス変動を補償するべく、又は一定のアプリケーションのための電子システムを構成するべく使用することができる。例えば、プロセス変動を示すデータをメモリ１２５に格納することができる。制御回路５８’は、特定のインピーダンスをスイッチイン又はスイッチアウトにし、ひいてはプロセス変動を補償するべく、スイッチの状態を設定することができる。
【０１６９】
例示の終端インピーダンス回路１４０’は、終端インピーダンス回路１４０’が隔離ポートの代わりに結合ポートに終端インピーダンスを与え得る点を除き、例示の終端インピーダンス回路１３０’と実質的に同じ機能を果たすことができる。終端インピーダンス回路１３０’及び１４０’の受動インピーダンス素子のインピーダンスは実質的に同じとしてよく、又は受動インピーダンス値の一以上が異なるインピーダンス値を有してよい。一定の実施形態において（例示せず）、終端インピーダンス回路１３０’及び終端インピーダンス回路１４０’は、異なる回路トポロジを有してよい。
【０１７０】
図１７Ｂは、図１７Ａに例示の無線周波数結合器の２つの異なる周波数に対して最適化された、結合ポートにおける結合信号と、隔離ポートにおける信号とを例示するグラフである。図１７Ｂは、終端インピーダンス回路１３０’が与える終端インピーダンスは、特定の周波数に対して最適化できることを示す。特に、ＲＬＣ回路ＲＬＣ２ａは、９００ＭＨｚ付近を中心とする周波数帯域に対して最適化され、ＲＬＣ回路ＲＬＣ２ｂは、２．５ＧＨｚ付近を中心とする周波数帯域に対して最適化される。スイッチ１５５及び１５６の状態を調整することにより、これらの周波数帯域に対して異なる終端インピーダンスを隔離ポートに与えることができる。終端インピーダンスは、所望の他のパラメータに対して調整することもできる。
【０１７１】
図１８は、一実施形態に係る、終端インピーダンス回路においてスイッチの状態を設定する例示のプロセス１７０のフロー図である。プロセス１７０は、調整可能終端インピーダンス回路及び／又はＲＦ結合器を参照してここに説明される原理及び利点のいずれかとのコンビネーションに適用することができる。
【０１７２】
ブロック１７２において、無線周波数（ＲＦ）結合器の一のポートにおいて所望の終端インピーダンスを示すデータを取得することができる。取得されたデータは、例えば、プロセス変動、温度依存性及び／又はアプリケーションパラメータを示すことができる。ＲＦ結合器のポートは、隔離ポート又は結合ポートとしてよい。
【０１７３】
データは、ブロック１７４において、物理メモリに格納することができる。これにより、格納されたデータにアクセス可能とし、メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいてＲＦ結合器のポートに電気的に接続された終端インピーダンス回路を少なくとも部分的に構成することができる。例えば、データは、終端インピーダンス回路の一以上のスイッチの状態を設定するべくアクセス可能とされ得る。他例では、データは、選択されたインピーダンス値を可変インピーダンス素子に設定するべくアクセス可能とされ得る。さらなる他例として、データは、終端インピーダンス回路のヒューズ素子を飛ばすべくアクセス可能とされ得る。データは、例えば、図１６Ａ及び／又は１７Ａのメモリ１２５に格納することができる。メモリは、ヒューズ素子のような永続性メモリとしてよい。他の実施形態において、メモリは揮発性メモリとしてよい。メモリは、いくつかの実装において、制御回路及び／又は終端インピーダンス回路と同じダイに存在してよい。メモリは、ＲＦ結合器と同じパッケージ内に存在してよい。一以上のスイッチは、電界効果トランジスタ、ＭＥＭＳスイッチ、及び／又は任意の他の適切なスイッチ素子を含んでよい。
【０１７４】
ブロック１７６において、終端インピーダンス回路は、メモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて構成することができる。例えば、終端インピーダンス回路の一以上のスイッチの状態は、ブロック１７４においてメモリに格納されたデータに少なくとも部分的に基づいて設定することができる。状態は、オン状態又はオフ状態に設定され得る。スイッチの状態をオン状態に設定すると、特定の受動インピーダンス素子がＲＦ結合器のポートに電気的に結合される。これにより、プロセス変動の補償、温度依存性の補償、特定アプリケーション用の終端インピーダンス回路の構成等を行うことができる。
【０１７５】
図１９Ａは、一実施形態に係る無線周波数結合器と、当該無線周波数結合器の隔離ポート又は結合ポートに、スイッチを介して結合可能な終端インピーダンス回路との模式的な図である。図１９ＡのＲＦ結合器２０ａは、例えば、図１及び／又は図２の電子システムに実装することができる。図１９Ａの電子システムは、ＲＦ結合器２０ａ、隔離スイッチ１８０及び１８２、並びに共有終端インピーダンス回路１９０を含む。図１９Ａに例示のＲＦ結合器２０ａは、順方向ＲＦ電力又は逆方向ＲＦ電力の表示を与えることができる双方向性結合器である。図１９Ａの電子システムは、例示よりも多くの素子を含んでよく、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを実装してもよい。さらに、図１９Ａの電子システムは、ここに説明される原理及び利点の任意の適切なコンビネーションによって実装することができる。
【０１７６】
図１９Ａに電子システムにおいて、共有インピーダンス回路１９０は、第１状態においてＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに電気的に接続し、第２状態においてＲＦ結合器２０ａの結合ポートに電気的に接続することができる。第１状態において、ＲＦ結合器２０ａは、順方向ＲＦ電力の表示を結合ポートに与えることができる。第２状態において、ＲＦ結合器２０ａは、逆方向ＲＦ電力の表示を隔離ポートに与えることができる。共通終端インピーダンス回路１９０は、ＲＦ結合器の異なるポートのための別個の終端インピーダンス回路を有することと比べて物理レイアウトを低減することができる。
【０１７７】
隔離スイッチ１８０及び１８２を含むスイッチ回路は、異なる状態において、ＲＦ結合器２０ａの異なるポートを共有終端インピーダンス回路１９０に選択的かつ電気的に接続することができる。隔離スイッチ１８０及び１８２は、図１９Ａの共有終端インピーダンス回路１９０を、ＲＦ結合器２０ａの結合ポート又はＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに選択的かつ電気的に接続することができる。例示のように、隔離スイッチ１８０及び１８２は双方とも、共有終端インピーダンス回路１９０の同じノード（すなわち接続ノードｎ１）に電気的に接続される。他の実装において（例示せず）、スイッチは、終端インピーダンス回路を結合器の任意の２つのポートに選択的かつ電気的に結合し、又は終端インピーダンス回路をＲＦ結合器の任意の３つ以上のポートに選択的かつ電気的に結合することができる。
【０１７８】
隔離スイッチ１８０及び１８２は、オフ状態において、所望の指向性よりも高い隔離を与えることができる（例えば一定の実装において１０ｄＢ以上）。これにより、ＲＦ結合器２０ａの結合ポート及び隔離ポート間に、共有終端インピーダンス回路１９０による所望の指向性の達成に十分な隔離を与えることができる。各隔離スイッチは、所望の指向性のための十分な隔離を与えるべく、電界効果トランジスタ、ＭＥＭＳスイッチ、又は任意の他の適切なスイッチ素子が実装された直列・シャント・直列回路トポロジを含み得る。
【０１７９】
図１９Ｂ及び１９Ｃはそれぞれ、一実施形態に係る図１９Ａの隔離スイッチ１８２及び１８０の模式的な図である。図１９Ｂはオフ状態にある隔離スイッチを示し、図１９Ｃはオン状態にある隔離スイッチを示す。図１９Ｂに示されるように、隔離スイッチ１８２は、スイッチ１８４、１８６及び１８８を直列・シャント・直列回路トポロジで含み得る。スイッチ１８２が図１９Ｂに例示のオフ状態に入ると、シャントスイッチ１８８がオンとなって、グランド電位が、双方ともオフ状態にある直列スイッチ１８４及び１８６間のノードに与えられる。図１９Ｃに示されるように、隔離スイッチ１８０は、スイッチ１８４’、１８６’及び１８８’を直列・シャント・直列回路トポロジで含み得る。スイッチ１８０が図１９Ｃに例示のオン状態に入ると、シャントスイッチ１８８’がオフとなって、直列スイッチ１８４’及び１８６’は双方ともオン状態に入る。隔離スイッチ１８０及び１８２は双方とも、結合解除状態においてオフにすることができる。
【０１８０】
共有終端インピーダンス回路１９０は、同じ又は異なる終端インピーダンスをＲＦ結合器２０ａの異なるポートに与えることができる。例示のように、第１状態においてＲＦ結合器２０ａの隔離ポートに与えられる任意の終端インピーダンス値を、第２状態においてＲＦ結合器２０ａの結合ポートに与えることができる。例示の共有終端インピーダンス回路１９０は、調整可能インピーダンスを与えるべくチューニング可能である。図１９Ａに例示の共有終端インピーダンス回路１９０は、図１７Ａの終端インピーダンス回路１３０’及び１４０’と同じ回路トポロジであるが、共有終端インピーダンス回路は、図３Ａ、４、５、１３Ａ及び／又は１６Ａの終端インピーダンス回路のような、ここに説明される調整可能終端インピーダンス回路の特徴の任意のコンビネーションを実装することができる。さらに、図１９Ａを参照して説明される終端インピーダンス回路を共有することの原理及び利点は、固定終端インピーダンス（例えば固定終端抵抗器）にもあてはまる。
【０１８１】
多数セクション結合ラインを有するＲＦ結合器は、ここに説明される調整可能終端インピーダンス回路のいずれかに関して実装することができる。スイッチネットワークは、調整可能終端インピーダンス回路を多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続することができる。そのようなスイッチネットワークとともに、一つの調整可能終端インピーダンス回路を、多数セクション結合ラインの複数のセクションの間で共有することができる。代替的又は追加的に、スイッチネットワークは、別個の調整可能終端インピーダンス回路を多数セクション結合ラインの異なるセクションに選択的かつ電気的に結合することができる。いくつかの実施形態において、スイッチネットワークは、結合ポー又は隔離ポートを単数の電力出力ポートに選択的かつ電気的に接続することができる。
【０１８２】
多数セクション結合ライン、スイッチネットワーク、一以上の調整可能終端インピーダンス回路を有するＲＦ結合器を備えた電子システムの例示の実施形態を、図２０〜２５Ｂを参照して説明する。図２０〜２５Ａのスイッチネットワークの一つのスイッチネットワークの特徴の任意の適切なコンビネーションは、図２０〜２５Ａの他のスイッチネットワークの一以上の特徴に関して実装することができる。他の論理的及び／又は機能的に同等なスイッチネットワークを、代替的又は追加的に実装することができる。ここに説明される任意の適切な終端インピーダンス回路、及び／又はここに説明される終端インピーダンス回路の特徴の適切なコンビネーションは、図２０〜２５Ｂの実施形態のいずれかのような、ここに説明される実施形態のいずれかに関して実装することができる。同様に、ここに説明される制御回路及び／又はメモリの原理及び利点のいずれも、図２０〜２５Ｂを参照して説明される原理及び利点とのコンビネーションで実装することができる。
【０１８３】
図２０は、多数セクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに終端インピーダンス回路１３０を多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチネットワーク２００を有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２０において、ＲＦ結合器は、セクション８５、８７及び８９を含む多数セクション結合ラインを含む。結合係数スイッチ９０及び９１は、例示のように、多数セクション結合ラインの複数セクションを互いに選択的かつ電気的に接続することができる。図２０に例示のＲＦ結合器は、３セクションを有する結合ラインを含むが、図２０とともに説明される原理及び利点は、２セクション結合ライン、及び／又は４つ以上のセクションを有する結合ラインにもあてはまる。図２０のＲＦ結合器の主要ラインは、図１３Ｃと同様に、単数の導電ライン１１２を含む。
【０１８４】
図２０の電子システムは、終端インピーダンス回路１３０、終端インピーダンス回路１４０、並びに隔離スイッチ１２０及び１２２を含む。これらはそれぞれが、図１６Ａを参照して記載することができる。一定の実施形態において、図１７Ａの終端インピーダンス回路１３０’は、図２０の電子システムにおいて終端インピーダンス回路１３０の代わりに実装することができる。いくつかの他の実施形態によれば、図２５Ｂに例示の終端インピーダンス回路のような、他の適切な終端インピーダンス回路を、図２０の電子システムにおける終端インピーダンス回路１３０の代わりに実装することができる。一定の実施形態において、図１７Ａの終端インピーダンス回路１４０’を、図２０の電子システムにおける終端インピーダンス回路１４０の代わりに実装することができる。いくつかの他の実施形態によれば、図２５Ｂに例示の終端インピーダンス回路のような、他の適切な終端インピーダンス回路を、図２０の電子システムにおける終端インピーダンス回路１４０の代わりに実装することができる。
【０１８５】
図２０の電子システムはまた、制御回路５８’’及びメモリ１２５を含む。メモリ１２５は、図１６Ａを参照して記載されるようにしてよい。メモリは、図１８を参照して説明される特徴の任意のコンビネーションを実装することができる。制御回路５８’’は、ここに説明される制御回路５８及び５８’の特徴の任意のコンビネーションを実装することができる。制御回路５８’’はまた、スイッチネットワーク２００のための制御信号を与えることができる。
【０１８６】
スイッチネットワーク２００は、終端インピーダンス回路１３０を多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続することができる。例示のように、スイッチネットワーク２００はスイッチ２０２、２０４及び２０６を含む。これらのスイッチのそれぞれを、制御回路５８’’が与える各制御信号に応答してオンにし及びオフにすることができる。図２０に例示のように、スイッチ２０４は、終端インピーダンス回路１３０を多数セクション結合ライン第２セクション８７に電気的に接続する。
【０１８７】
以下の表９には、様々な状態において、例示のスイッチのどれがオン（Ｏｎ）になり、例示のスイッチのどれがオフ（Ｏｆｆ）になるかがまとめられる。図２０は、ＲＦ結合器が、中間結合係数を伴う順方向電力の表示を与えるように構成される状態２に対応する。以下の表１０は、これらの状態の簡単な記述を与える。いくつかの実施形態において、付加的な状態及び／又はこれらの状態のサブコンビネーションを実装することができる。デコーダのような任意の適切な制御回路５８’’が、そのような状態を実装するべくスイッチをオン及び／又はオフにすることができる。終端インピーダンス回路１３０は、所望の終端インピーダンスを与えるべく、以下の表９の状態１〜３のいずれかにおける任意の適切な構成に構成することができる。終端インピーダンス回路１４０は、所望の終端インピーダンスを与えるべく、以下の表９の状態５〜７のいずれかにおける任意の適切な構成に構成することができる。
【表９】
0006498295.tif 000010
【表１０】
0006498295.tif 000011
【０１８８】
図２１は、多数セクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに、終端インピーダンス回路１４０を、多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチネットワークを有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２１の電子システムは、図２０のスイッチネットワーク２００がスイッチネットワーク２１０によって置き換えられている点を除き、図２０の電子システムに類似する。
【０１８９】
例示のスイッチネットワーク２１０は、スイッチ２１２、２１４、２１６及び２１８を含む。スイッチネットワーク２１０は、終端インピーダンス回路１４０を、多数セクション結合ラインの選択されたセクション８５、８７又は８９に選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２１０はまた、多数セクション結合ラインのセクションを終端インピーダンス回路１３０及び１４０から電気的に結合解除するように構成される。例えば、スイッチネットワーク２１０は、セクション８９を終端インピーダンス回路１３０から電気的に隔離するべくオフにされ得るスイッチ２１８を含む。
【０１９０】
図２２Ａは、多数セクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチを有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２２Ａの電子システムは、スイッチネットワーク２２０がスイッチネットワーク２００／２１０の代わりに実装され、かつ、多数セクション結合ラインの隣接セクション間に直列の付加スイッチが存在する点を除き、図２０及び２１の電子システムに類似する。図２０及び２１におけるスイッチ９０及び９１の代わりに、スイッチ９０Ａ、９０Ｂ、９１Ａ及び９１Ｂが図２２Ａの電子システムに含まれる。
【０１９１】
例示のスイッチネットワーク２２０は、スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６及び２２７を含む。スイッチネットワーク２２０は、終端インピーダンス回路１３０を、多数セクション結合ラインの選択されたセクション８５、８７又は８９に選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２２０はまた、終端インピーダンス回路１４０を、多数セクション結合ラインの選択されたセクション８５、８７又は８９に選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２２０は、終端インピーダンス回路１３０及び１４０を、ＲＦ結合器の多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するべく、スイッチネットワーク２００及び２１０よりも多くのオプションを与える。スイッチネットワーク２００はまた、結合係数スイッチ９０Ａ、９０Ｂ、９１Ａ及び９１Ｂと一緒になって、多数セクション結合ラインのセクションをＲＦ結合器の結合ポートに電気的に接続するための追加オプションを与えることもできる。
【０１９２】
図２２Ａに例示のように、ＲＦ結合器は順方向電力の表示を与えるように構成され、結合ラインの第２セクション８７がスイッチインにされる一方、第１セクション８５及び第３セクション８９はスイッチアウトにされる。図２２Ａに例示のように、スイッチネットワーク２２０は、他の例示のスイッチとともに、第２セクション８７の一端を順方向結合出力に電気的に接続し、セクション８７の他端を終端インピーダンス回路１３０に電気的に接続する。
【０１９３】
以下の表１１には、様々な状態において、例示のスイッチのどれがオン（Ｏｎ）になり、例示のスイッチのどれがオフ（Ｏｆｆ）になるかがまとめられる。図２２Ａは、この表の状態２に対応する。以下の表１２は、これらの状態の簡単な記述を与える。いくつかの実施形態において、付加的な状態及び／又はこれらの状態のサブコンビネーションを実装することができる。デコーダのような任意の適切な制御回路５８’’が、そのような状態を実装するべくスイッチをオン及び／又はオフにすることができる。終端インピーダンス回路１３０は、所望の終端インピーダンスを与えるべく、以下の表１１の状態１〜７のいずれかにおける任意の適切な状態に構成することができる。終端インピーダンス回路１４０は、所望の終端インピーダンスを与えるべく、以下の表１１の状態９〜１５のいずれかにおける任意の適切な状態に構成することができる。
【表１１】
0006498295.tif 000012
【表１２】
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【０１９４】
図２２Ｂは、多数セクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０’及び１４０’、並びに当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチを有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２２Ｂの電子システムは、終端インピーダンス回路１３０’及び１４０’が、終端インピーダンス回路１３０及び１４０の代わりに実装される点を除き、図２２Ａの電子システムに類似する。一実施形態において、図２２Ａからの一つの終端インピーダンス回路（例えば終端インピーダンス回路１３０）を実装し、図２２Ｂからの一つの終端インピーダンス回路（例えば終端インピーダンス回路１４０’）を実装することができる。他の適切な終端インピーダンス回路は、様々な実施形態において実装することができる。
【０１９５】
図２２Ｃは、多数セクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに終端インピーダンス回路を多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチを有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２２Ｃの電子システムは、スイッチネットワーク２２０’がスイッチネットワーク２２０の代わりに実装され、かつ、多数セクション結合ラインの隣接セクション間に直列のスイッチがいくつか存在する点を除き、図２２Ａの電子システムに類似する。特に、図２２Ｃの電子システムにおいて、スイッチ９０、９１、２２２Ａ、２２２Ｂ、２２３Ａ及び２２３Ｂは、図２２Ａのスイッチ９０Ａ、９０Ｂ、９１Ａ、９１Ｂ、２２２及び２２３の代わりに実装される。他の適切なスイッチネットワークも、様々な実施形態において実装することができる。
【０１９６】
図２３Ａは、２つのセクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチネットワーク２３０を有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。例示のように、スイッチネットワーク２３０は、スイッチ２２１、２２２、２２４、２２５及び２２７を含む。スイッチネットワーク２３０は、セクション８５、セクション８７、又はセクション８５及び８７双方をスイッチインにすることができる。スイッチネットワーク２３０は、終端インピーダンス回路１３０又は１４０の一方を、セクション８５又はセクション８７のいずれかに選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２３０はまた、セクション８５及び８７を、終端インピーダンス回路１３０及び１４０の双方から結合解除することができる。他の適切な終端インピーダンス回路を、スイッチネットワーク２３０に関して実装することができる。図２３Ａに例示のように、スイッチネットワーク２３０は、第２セクション８７の第１端を順方向結合出力に電気的に接続し、第２セクション８７の第２端を終端インピーダンス回路１３０に電気的に接続する。図２３Ａに例示の状態において、第１セクション８５は、例示のＲＦ結合器の結合係数に有意に寄与してはならない。したがって、第１セクション８５の長さは、図２３Ａに例示の状態において結合ポートに電気的に接続される結合ラインの有効長さの一部とはみなされない。
【０１９７】
図２３Ｂは、２つのセクション結合ライン、終端インピーダンス回路１３０及び１４０、並びに当該終端インピーダンス回路の選択された終端インピーダンス回路を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成されたスイッチネットワーク２３０を有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。図２３Ｂの電子システムは、図２３Ｂの電子システムがセクション８５及び８７間に直列のスイッチ９０Ａ及び９０Ｂも含む点を除き、図２３Ａの電子システムに類似する。
【０１９８】
図２４は、多数セクション結合ライン、共有終端インピーダンス回路１９０及びスイッチネットワーク２２０を有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。スイッチネットワーク２２０並びに隔離スイッチ１８０及び１８２は一緒になって、共有終端インピーダンス回路１９０を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続するように構成される。図２４に例示の電子システムは、図２４の電子システムが多数セクション結合ライン及びスイッチネットワーク２２０を含む点を除き、図１９Ａに例示の電子システムに類似する。例示のように、スイッチネットワーク２２０は、共有終端インピーダンス回路１９０を当該多数セクション結合ラインの選択されたセクションに選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２２０は、共有終端インピーダンス回路１９０を、選択されたセクションのいずれかの端に選択的かつ電気的に接続することができる。３つのセクション結合ラインが図２４に例示されるが、図２４の実施形態の原理及び利点は、２つのセクション結合ライン、又は４つ以上のセクションを有する結合ラインにもあてはまる。共有終端インピーダンス回路１９０が例示を目的として示されるが、ここに説明される終端回路にいずれかの一以上の特徴を有する共有終端インピーダンス回路も代替的に実装することができる。
【０１９９】
図２５Ａは、多数セクション結合ライン、複数の終端インピーダンス回路２５０ａ〜２５０ｄ及びスイッチネットワーク２４０を有する無線周波数結合器を含む、一実施形態に係る電子システムの模式的な図である。
【０２００】
図２５Ａにおいて、スイッチネットワーク２４０はスイッチ２５１、２５２、２５３、２５４、２５５及び２５６を含む。スイッチネットワーク２４０は、制御回路５８’’からの一以上の制御信号を受信することができるとともに、選択された終端インピーダンス回路２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ又は２５０ｄを、当該多数セクション結合ラインのセクション８５又は８７の選択された端に選択的かつ電気的に接続することができる。例えば、スイッチ２５２は、制御回路５８’’が与える制御信号に応答して第１終端インピーダンス回路２５０ａを第１セクション８５の第１端に選択的かつ電気的に接続することができる。他例では、スイッチ２５３は、制御回路５８’’が与える制御信号に応答して第２終端インピーダンス回路２５０ｂを第１セクション８５の第２端に選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチネットワーク２４０は、結合解除状態において終端インピーダンス回路２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄのすべてを第１セクション８５及び第２セクション８７から電気的に結合解除することができる。
【０２０１】
スイッチネットワーク２４０のスイッチ２５１及び２５５と、結合係数スイッチ９０Ａ及び９０Ｂとは、セクション８５又は８７の選択された端を電力出力ポート電力出力に電気的に接続することができる。結合係数スイッチ９０Ａ及び９０Ｂは、スイッチネットワーク２４０をも含むスイッチネットワークの一部とみなすことができる。図２５Ａにおいて、順方向電力の表示又は逆方向電力の表示のいずれかを与えるべく、単数の電力出力ポートＰｏｗｅｒＯｕｔが与えられる。単数の出力ポートは、付加スイッチを含めること、及び／又は他の実施形態のスイッチネットワークを修正することにより、ここに説明される他の実施形態のいずれかに関して実装することができる。
【０２０２】
一定の実施形態において、調整可能終端インピーダンスを有する別個の終端インピーダンス回路は、多数セクション結合ラインの２つ以上のセクションのそれぞれに対して実装することができる。いくつかの実施形態によれば、多数セクション結合ラインの一セクションの各端に対して別個の終端インピーダンス回路を実装することができる。図２５Ａに例示のように、第１終端インピーダンス回路２５０ａは、結合ラインの第１セクション８５の第１端に電気的に集められ、第２終端インピーダンス回路２５０ｂは、当該結合ラインの第１セクション８５の第２端に電気的に接続され、第３終端インピーダンス回路２５０ｃは、当該結合ラインの第２セクション８７の第１端に電気的に集められ、及び第４終端インピーダンス回路２５０ｂは、当該結合ラインの第２セクション８７の第２端に電気的に集められる。
【０２０３】
図２５Ａにおいて、終端インピーダンス回路２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び２５０ｄはそれぞれ、調整可能終端インピーダンスを有するＲＬＣ回路を含む。制御回路５８’’は、終端インピーダンス回路２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及び／又は２５０ｄの終端インピーダンスを調整するべく、一以上の制御信号を与えることができる。終端インピーダンス回路２５０ａの例が、例示を目的として図２５Ｂを参照して記載されるが、終端インピーダンス回路に関連してここに説明される原理及び利点のいずれも、代替的に実装できることが理解される。さらに、終端インピーダンス回路２５０ｂ、２５０ｃ又は２５０ｄの一以上は、一定の実施形態において、終端インピーダンス回路２５０ａと実質的に同じとしてよい。いくつかの実施形態によれば、終端インピーダンス回路２５０ｂ、２５０ｃ又は２５０ｄの一以上は、終端インピーダンス回路２５０ａとは異ならせてよい。
【０２０４】
図２５Ｂは、一実施形態に係る、図２５Ａの終端インピーダンス回路２５０ａの一例を示す。終端インピーダンス回路２５０ａの原理及び利点は、多数セクション結合ラインを有する実施形態、及び連続結合ラインを有する実施形態を含むここに説明される他の実施形態のいずれかに関して実装することができる。例示のように、終端インピーダンス回路２５０ａは調整可能ＲＬＣ回路である。終端インピーダンス回路２５０ａは、固定インピーダンス部分及び調整可能インピーダンス部分を含み得る。
【０２０５】
固定インピーダンス部分は、一以上の抵抗器、一以上のキャパシタ、一以上のインダクタ、又はこれらの任意の適切な直列及び／若しくは並列結合を含み得る。例えば、固定インピーダンス部分は並列ＲＣ回路を含み得る。固定インピーダンス部分は直列ＲＬ回路を含み得る。固定インピーダンス部分は直列ＬＣ回路を含み得る。図２５Ｂに例示のように、終端インピーダンス回路２５０ａの固定インピーダンス部分は、抵抗器Ｒ２５がキャパシタＣ２５と並列にされかつインダクタＬ２５と直列にされる並列ＲＣ回路を含む。
【０２０６】
調整可能インピーダンス部分は、複数の受動インピーダンス素子及び複数のスイッチを含み得る。代替的又は追加的に、調整可能インピーダンス部分は、バラクタ及び／又は他の可変インピーダンス素子を含み得る。例えば、調整可能インピーダンス部分は、一以上のキャパシタと、各キャパシタのインピーダンスを選択的にスイッチインにし、及び選択的にスイッチアウトにするように構成された一以上の対応スイッチとを含み得る。他例では、調整可能インピーダンス部分は、一以上の抵抗器と、各抵抗器のインピーダンスを選択的にスイッチイン及び選択的にスイッチアウトするように構成された一以上の対応スイッチとを含み得る。図２５Ｂに例示のように、終端インピーダンス回路２５０ａは、スイッチ２５７Ａ、２５７Ｂ、２５８ａ１、２５８ａ２、２５８ａ３、２５８ａ４、２５８ｂ１、２５８ｂ２、２５８ｂ３及び２５８ｂ４、キャパシタＣ２５ａ１、Ｃ２５ａ２、Ｃ２５ｂ１及びＣ２５ｂ２、並びに抵抗器Ｒ２５ａ１、Ｒ２５ａ２、Ｒ２５ｂ１及びＲ２５ｂ２を含む。例示のスイッチは、図２５Ａの制御回路５８’’のような制御回路からの信号を受信し、各受動インピーダンス素子を、グランドと多数セクション結合ラインの一セクションとの間に選択的かつ電気的に結合することができる。例示のスイッチのゼロ、１つ又はそれ以上を同時にオンにしてよい。特定のノードへの所望の結合よりも多くのスイッチを有することを回避するべく、スイッチは、一定数を超えないスイッチ（例えば４つが例示される）が特定のノードに直接接続されるように分岐させることができる。例示のように、スイッチ２５７Ａ及び２５７Ｂは、各スイッチバンクをＲＦ結合器の一ポートに選択的かつ電気的に接続することができる。スイッチバンクのスイッチ２５８ａ１、２５８ａ２、２５８ａ３、２５８ａ４、２５８ｂ１、２５８ｂ２、２５８ｂ３及び２５８ｂ４は、キャパシタＣ２５に並列の抵抗器Ｒ２５を含む並列ＲＣ回路に並列される各受動インピーダンス素子のインピーダンスを、選択的にスイッチイン及び選択的にスイッチアウトにすることができる。例示の調整可能インピーダンス部分の抵抗器及びキャパシタは、特定のアプリケーションに対して任意の適切なインピーダンス値を有し得る。
【０２０７】
終端インピーダンス回路２５０は、スイッチ及びグランド間に直列に結合された受動インピーダンス素子を含む。このスイッチは、ＲＦ結合器の一ポートと直列受動インピーダンス素子との間に結合される。直列にされた受動インピーダンス素子は、例示のように、インダクタ及び抵抗器、並びにインダクタ及びキャパシタを含み得る。一般には、直列にされた受動インピーダンス素子は、抵抗器及び他の受動タイプのインピーダンス素子、キャパシタ及び他のタイプの受動インピーダンス素子、又は、インダクタ及び他のタイプの受動インピーダンス素子を含み得る。
【０２０８】
ここに記載される無線周波数結合器は、例えば、スタンドアロンの無線周波数結合器、アンテナスイッチモジュール、無線周波数結合器及びアンテナスイッチを結合するモジュール、インピーダンス整合モジュール、アンテナチューニングモジュール等を含む様々な異なるモジュールに実装することができる。図２６Ａ〜２６Ｃは、ここに説明される無線周波数結合器のいずれかを含み得るモジュールの例を示す。これらのモジュールの例は、無線周波数結合器、終端インピーダンス回路、スイッチネットワーク及び／又はスイッチ回路等に関連づけられた特徴の任意のコンビネーションを含み得る。
【０２０９】
図２６Ａは、無線周波数結合器を含むパッケージ状モジュール２６０のブロック図である。パッケージ状モジュール２６０は、ＲＦ結合器２０を包み込むパッケージ２６２を含む。パッケージ状モジュール２６０は、ＲＦ結合器２０の各ポートに対応するピン、ソケット、ボール、ランド等のような接触部を含んでよい。いくつかの実施形態において、パッケージ状モジュール２６０は、電力入力ポートに対応する第１接触部、電力出力ポートに対応する第２接触部、順方向結合出力に対応する第３接触部、及び逆方向結合出力対応する第４接触部を含んでよい。一実施形態によれば、パッケージ状モジュール２６０は、パッケージ状モジュール２６０におけるスイッチの状態に応じて順方向電力又は逆方向電力のいずれかに対応する出力電力のための単数の接触部を含んでよい。ここに説明される原理及び利点のいずれかに係る終端インピーダンス回路及び／又はスイッチは、図２６Ａ〜２６Ｃに例示のモジュールの例のいずれかのパッケージ２６２の中に含めることができる。
【０２１０】
図２６Ｂは、無線周波数２０結合器及びアンテナスイッチモジュール４０を含むパッケージ状モジュール２６５のブロック図である。図２６Ｂにおいて、パッケージ２６２は、ＲＦ結合器２０及びアンテナスイッチモジュール４０の双方を包み込む。図２６Ｃは、無線周波数結合器２０、アンテナスイッチモジュール４０及び電力増幅器１０を含むパッケージ状モジュール２６７のブロック図である。パッケージ状モジュール２６７は、これらの素子を共通パッケージ２６２の中に含む。
【０２１１】
図２７は、ここに説明される一以上の特徴を有する一以上の無線周波数結合器を含み得る無線デバイス２７０の例を示す。例えば、無線デバイス２７０の例は、図３Ａ、４、５、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ、１３Ａ、１４、１５、１６Ａ、１７Ａ、１９Ａ、又は２０〜２５ＡのＲＦ結合器のいずれかを参照して説明された原理及び利点のいずれかに係るＲＦ結合器を含み得る。無線デバイス２７０の例は、スマートフォンのような携帯電話機としてよい。無線デバイス２７０の例は、図２７には例示しない素子、及び／又は例示の素子のサブコンビネーションを含み得る。
【０２１２】
図２７に描かれる無線デバイス２７０の例は、多重帯域／多重モード携帯電話機のように、多数セクション帯域及び／又は多重モードデバイスを代表し得る。例えば、無線デバイス２７０は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に従う通信が可能である。この例において、無線デバイスは、ＬＴＥ規格によって画定される一以上の周波数帯域で動作するように構成することができる。無線デバイス２７０は、代替的又は追加的に、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）規格、ブルートゥース（登録商標）規格、３Ｇ規格、４Ｇ規格又はアドバンストＬＴＥ規格の一以上を含むがこれらに限られない一以上の他の通信規格に従って通信するように構成してよい。
【０２１３】
例示のように、無線デバイス２７０は、送受信器２７３、アンテナスイッチモジュール４０、ＲＦ結合器２０、アンテナ３０、電力増幅器１０、制御部品２７８、コンピュータ可読記憶媒体２７９、プロセッサ２８０及び電池２７１を含み得る。
【０２１４】
送受信器２７３は、アンテナ３０を介した送信のためのＲＦ信号を生成することができる。さらに、送受信器２７３は、アンテナ３０から入来するＲＦ信号を受信することができる。理解されることだが、ＲＦ信号の送信及び受信に関連づけられる様々な機能は、図２７において集合的に送受信器２７３として表される一以上の部品によって達成することができる。例えば、単数の部品を、送信及び受信機能の双方を与えるように構成することができる。他の例において、送信及び受信機能は、別個の部品によって与えることができる。
【０２１５】
図２７において、送受信器２７３からの一以上の出力信号が、一以上の送信経路２７５を介してアンテナ３０に与えられるように描かれる。図示の例において、異なる送信経路２７５は、異なる周波数帯域（例えば高帯域及び低帯域）及び／又は異なる電力出力に関連づけられた出力経路を代表し得る。送信経路２７５の一以上を、異なる送信モードに関連づけることができる。例示の送信経路２７５の一つを、他の送信経路２７５の一以上が非アクティブの間にアクティブにしてよい。他の送信経路２７５は、異なる電力モード（例えば高電力モード及び低電力モード）に関連づけることができ、及び／又は異なる送信周波数帯域に関連づけられた経路とすることができる。送信経路２７５は、ＲＦ信号が有する相対的に低い電力を、送信に適した高い電力にブーストする支援となる一以上の電力増幅器１０を含み得る。例示のように、電力増幅器１０ａ及び１０ｂは、上述の電力増幅器１０を含んでよい。無線デバイス２７０は、任意の適切な数の送信経路２７５を含むように適合することができる。
【０２１６】
図２７において、アンテナ３０からの一以上の信号は、一以上の受信経路２７７を介して送受信器２７３に与えられるように描かれる。図示の例において、異なる受信経路２７７は、異なるシグナリングモード及び／又は異なる受信周波数帯域に関連づけられた経路を代表し得る。無線デバイス２７０は、任意の適切な数の受信経路２７７を含むように適合させることができる。
【０２１７】
受信及び／又は送信経路間のスイッチングを容易にするべく、アンテナスイッチモジュール４０が含められかつ使用され、選択された送信又は受信経路にアンテナ３０を選択的かつ電気的に接続することができる。すなわち、アンテナスイッチモジュール４０は、無線デバイス２７０の動作に関連づけられた一定数のスイッチング機能を与えることができる。アンテナスイッチモジュール４０は、例えば、異なる帯域間のスイッチング、異なるモード間のスイッチング、送信及び受信モード間のスイッチング、又は任意のコンビネーションに関連づけられた機能を与えるように構成された多投スイッチを含み得る。
【０２１８】
ＲＦ結合器２０は、アンテナスイッチモジュール４０及びアンテナ３０間に設けることができる。ＲＦ結合器２０は、アンテナ３０へと与えられる順方向電力の表示、及び／又はアンテナ３０から反射された逆方向電力の表示を与えることができる。順方向及び逆方向電力の表示は、例えば、反射減衰量、反射係数又は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）のような反射電力比を計算するべく使用することができる。図２７に例示のＲＦ結合器２０には、ここに説明されるＲＦ結合器の原理及び利点のいずれかを実装することができる。
【０２１９】
図２７は、一定の実施形態において、制御部品２７８が、アンテナスイッチモジュール４０及び／又は他の動作部品の動作に関連づけられた様々な制御機能のために与えられることを例示する。例えば、制御部品２７８は、特定の送信又は受信経路を選択するべく制御信号をアンテナスイッチモジュール４０に与えることを支援することができる。他例では、制御部品２７８は、ＲＦ結合器２０及び／又は関連終端インピーダンス回路及び／又は関連スイッチネットワークを、ここに説明される原理及び利点のいずれかによって構成する制御信号を与えることができる。
【０２２０】
一定の実施形態において、プロセッサ２８０は、無線デバイス２７０への様々なプロセスの実装を容易にするように構成することができる。プロセッサ２８０は例えば、汎用プロセッサ又は専用プロセッサとしてよい。一定の実装において、無線デバイス２７０は、プロセッサ２８０に与えられかつプロセッサ２８０が実行することができるコンピュータプログラム命令を格納することができるメモリのような非一時的コンピュータ可読媒体２７９を含み得る。
【０２２１】
電池２７１は、無線デバイス２７０に使用される任意の適切な電池であってよく、例えばリチウムイオン電池を含む。
【０２２２】
上述の実施形態のいくつかは、電力増幅器及び／又は携帯型デバイスに関連する例を与えてきた。しかしながら、本実施形態の原理及び利点は、ここに記載される回路のいずれかから利益が得られる任意のアップリンクセルラーデバイスのような任意の他のシステム又は装置のために使用することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、順方向ＲＦ電力及び／又は逆方向ＲＦ電力のような、ＲＦ信号に関連づけられた電力レベルを検出及び／又は監視する必要がある電子システムに実装することができる。ここに説明されるスイッチネットワーク及び／又はスイッチ回路はいずれも、代替的又は追加的に、任意の他の適切な論理的に同等の及び／又は機能的に同等のスイッチネットワークによって実装することができる。ここの教示は、例えば、多重帯域及び／又は多重モード電力増幅器システムを含む多重電力増幅器を有するシステムを含む様々な電力増幅器システムに適用可能である。ここに説明される電力増幅器トランジスタは、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）トランジスタ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）トランジスタとしてよい。さらに、ここに説明される電力増幅器は、電界効果トランジスタ、及び／又はヘテロ接合バイポーラトランジスタのようなバイポーラトランジスタによって実装可能である。
【０２２３】
本開示の態様は、様々な電子デバイスに実装可能である。電子デバイスの例は、家庭用電子製品、家庭用電子製品の部品、電子試験装置、基地局のようなセルラー通信インフラストラクチャ等を含んでよいが、これらに限られない。電子デバイスの例は、スマートフォンのような携帯電話機、電話機、テレビジョン、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子書籍リーダ、スマートウォッチのようなウェアラブルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＭＰ３プレーヤのようなデジタル音楽プレーヤ、ラジオ、ビデオカメラ、カメラ、デジタルカメラ、携帯型メモリチップ、ヘルスケア監視デバイス、自動車エレクトロニクスシステム又はアビオニクス電子システムのような車両エレクトロニクスシステム、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、周辺機器、腕時計、置き時計等を含んでよいが、これらに限られない。さらに、電子デバイスは、未完成の製品を含んでよい。
【０２２４】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される用語「電気的に結合」は、直接電気的に接続されるか、又は一以上の中間要素を介して電気的に接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される用語「接続」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する一定の実施形態の上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」は、文脈が許容する場合、当該用語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意のコンビネーションである。
【０２２５】
さらに、とりわけ「できる」、「かもしれない」、「してよい」、「し得る」、「例えば」等のような、ここで使用される条件的言語は、特にそうでないことが表明されない限り、又は使用の文脈においてそうでないことが理解されない限り、一般に、一定の特徴、要素及び／又は状態を一定の実施形態が含む一方、他の実施形態が含まないことを伝えるものと解釈される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が任意の態様で一以上の実施形態にとって必要であること、又は一以上の実施形態が必ず、作者の入力若しくは促しあり若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆するものとは一般に意図しない。
【０２２６】
一定の実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なる部品及び／又は回路トポロジで同様の機能を果たすことができ、いくつかのブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。上述した様々な実施形態の要素及び工程の任意の適切なコンビネーションを、さらなる実施形態を与えるように組み合わせることもできる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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