(57)【要約】差動デュプレクサからの望ましくない信号成分を減衰させるための技法が、説明される。デュプレクサは、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて差動受信信号を提供する。この差動受信信号は、望ましくないコモンモード信号を含んでおり、これは、送信信号に由来する可能性がある。コモンモード信号は、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに結合されたインピーダンス整合回路網の中のコモンモードトラップを用いて減衰させられる。整合回路網は、ＲＸ＋ポートと第１のノードとの間に結合された第１の受動回路と、ＲＸ−ポートと第２のノードとの間に結合された第２の受動回路と、第１のノードと第２のノードとの間に結合されたコモンモードトラップと、を含む。一設計においては、コモンモードトラップは、第１のノードとコモンノードとの間に結合された第１のインダクタと、第２のノードとコモンノードとの間に結合された第２のインダクタと、コモンノードと回路接地との間に結合されたキャパシタと、を含む。
2010539798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のノードとコモンノードとの間に結合された第１の回路コンポーネントと、
第２のノードと前記コモンノードとの間に結合された第２の回路コンポーネントと、
前記コモンノードと回路接地との間に結合された第３の回路コンポーネントと、
を備え、前記の第１、第２および第３の回路コンポーネントは、デュプレクサの差動受信ポートから前記の第１および第２のノードにおいて受信されるコモンモード信号についての低インピーダンスパスを提供する、装置。
【請求項２】
前記の第１および第２の回路コンポーネントは、インダクタを備え、そして前記第３の回路コンポーネントは、キャパシタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記の第１および第２の回路コンポーネントは、キャパシタを備え、そして前記第３の回路コンポーネントは、インダクタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のノードと、前記デュプレクサの第１の受信ポートとの間に結合された第１の受動回路と、
前記第２のノードと、前記デュプレクサの第２の受信ポートとの間に結合された第２の受動回路と、
をさらに備え、前記の第１および第２の受信ポートは、前記デュプレクサの前記差動受信ポートに対応する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記の第１および第２の回路コンポーネントは、インダクタを備え、前記第３の回路は、キャパシタを備え、そして前記の第１および第２の受動回路は、キャパシタを備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記の第１および第２の受動回路と、前記の第１および第２回路コンポーネントとは、前記デュプレクサの前記差動受信ポートについてのインピーダンス整合を提供する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記の第１および第２のノードに結合された差動入力を有する低雑音増幅器（ＬＮＡ）、
をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記の第１および第３の回路コンポーネントは、第１の共振周波数を有し、そして前記の第２および第３の回路コンポーネントは、前記第１の共振周波数にマッチする第２の共振周波数を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記デュプレクサは、送信ポートからアンテナポートへと送信周波数範囲の中の送信信号を結合し、そして前記の第１および第２の共振周波数は、前記送信周波数範囲内にある、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記デュプレクサは、セルラー帯域またはパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）帯域の中で動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記の第１、第２および第３の回路コンポーネントは、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）の外部のディスクリート回路コンポーネントである、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記の第１、第２および第３の回路コンポーネントは、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）内にインプリメントされる、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
異なる受信ポートを有するデュプレクサと、
第１の差動受信ポートと第１のノードとの間に結合された第１の受動回路と、
第２の差動受信ポートと第２のノードとの間に結合された第２の受動回路と、
前記第１のノードとコモンノードとの間に結合された第１の回路コンポーネントと、
前記第２のノードと前記コモンノードとの間に結合された第２の回路コンポーネントと、
前記コモンノードと回路接地との間に結合された第３の回路コンポーネントと、
を備え、前記の第１、第２および第３の回路コンポーネントは、前記デュプレクサの前記差動受信ポートからの前記の第１および第２のノードにおいて受信されるコモンモード信号についての低インピーダンスパスを提供する、無線通信デバイス。
【請求項１４】
前記の第１および第２の回路コンポーネントは、インダクタを備え、そして前記第３の回路コンポーネントは、キャパシタを備える、請求項１３に記載の無線通信デバイス。
【請求項１５】
前記の第１および第２の回路コンポーネントは、キャパシタを備え、そして前記第３の回路コンポーネントは、インダクタを備える、請求項１３に記載の無線通信デバイス。
【請求項１６】
前記の第１および第２のノードに結合された差動入力を有する低雑音増幅器（ＬＮＡ）、
をさらに備える請求項１３に記載の無線通信デバイス。
【請求項１７】
前記ＬＮＡは、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）の中にインプリメントされ、そして前記デュプレクサと、前記の第１および第２の受動回路と、前記の第１、第２および第３の回路コンポーネントとは、前記ＲＦＩＣの外部にある、請求項１６に記載の無線通信デバイス。
【請求項１８】
デュプレクサの差動受信ポートから低雑音増幅器（ＬＮＡ）へと差動受信信号を結合するためのインピーダンス整合回路網、
を備え、前記差動受信信号は、差動モード信号とコモンモード信号とを備え、前記インピーダンス整合回路網は、前記コモンモード信号を減衰させるためのコモンモードトラップを備える、装置。
【請求項１９】
前記デュプレクサは、送信ポートからアンテナポートへと送信周波数範囲の中の送信信号を結合し、そして前記コモンモードトラップは、前記送信周波数範囲内の共振周波数を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＬＮＡは、前記デュプレクサからの前記差動モード信号を増幅する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
デュプレクサの差動受信ポートからの差動受信信号をインピーダンス整合回路網を通して低雑音増幅器（ＬＮＡ）に対して結合することと、なお前記差動受信信号は、差動モード信号とコモンモード信号とを備える；
前記インピーダンス整合回路網内のコモンモードトラップを用いて前記コモンモード信号を減衰させることと；
を備える方法。
【請求項２２】
前記コモンモードトラップの共振周波数を前記デュプレクサについての送信周波数範囲内にあるように設定すること、
をさらに備える請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ＬＮＡを用いて前記差動モード信号を増幅すること、
をさらに備える請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
デュプレクサの差動受信ポートからの差動受信信号をインピーダンス整合回路網を通して低雑音増幅器（ＬＮＡ）に対して結合するための手段と、なお前記差動受信信号は、差動モード信号とコモンモード信号とを備える；
前記インピーダンス整合回路網内のコモンモードトラップを用いて前記コモンモード信号を減衰させるための手段と；
を備える装置。
【請求項２５】
前記コモンモードトラップの共振周波数を前記デュプレクサについての送信周波数範囲内にあるように設定するための手段、
をさらに備える請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２００７年９月１０日に出願された「差動デュプレクサについてのコモンモード信号減衰(COMMON MODE SIGNAL ATTENUATION FOR A DIFFERENTIAL DUPLEXER)」という名称の米国仮出願第６０／９７１，２０７号の利益を主張するものであり、その出願の全開示は本出願の全開示の一部であると考えられる。
【０００２】
［Ｉ．分野］
本開示は、一般にエレクトロニクスに関し、そしてより詳細には無線通信デバイスにおけるデュプレクサからの望ましくない信号成分を減衰させるための技法に関する。
【０００３】
［ＩＩ．背景］
無線通信デバイス（例えば、セルラー電話）は、無線通信システムとの双方向無線通信をサポートするトランスミッタとレシーバとを有することができる。データ送信では、トランスミッタは、被変調信号を得るためにデータを用いて無線周波数(radio frequency)（ＲＦ）キャリア信号を変調することができる。トランスミッタは、さらに、送信信号を得るために被変調信号にフィルタをかけ、そしてその信号を増幅することができ、そして次いで無線システムにおいて基地局へと無線チャネルを経由してこの信号を送信することができる。データ受信では、レシーバは、基地局から信号を受信することができ、そして無線デバイスに対して基地局によって送信されるデータを回復するために受信信号を処理することができる。
【０００４】
無線システムは、周波数分割二重化(frequency division duplexing)（ＦＤＤ）を利用することができる。ＦＤＤでは、１つの周波数チャネルは、基地局から無線デバイスへの順方向リンク（またはダウンリンク）のために使用され、そして別の周波数チャネルは、無線デバイスから基地局への逆方向リンク（またはアップリンク）のために使用される。無線デバイスは、２つの周波数チャネル上でデータを同時に送信し、そして受信することができる可能性がある。無線デバイスは、アンテナからレシーバへとＲＦ入力信号を経路指定するための、そしてトランスミッタからアンテナへと送信信号を経路指定するためのデュプレクサを有することができる。デュプレクサは、同じアンテナを共用するトランスミッタとレシーバとの間の分離(isolation)を提供する。理想的には、デュプレクサは、送信信号のどれもレシーバに対して結合するべきではない。実際には、デュプレクサは、送信ポートと受信ポートとの間の良好な分離を有することができず、そして比較的大量の送信信号が、レシーバに対して結合されることができる。結合された送信信号は、レシーバの性能を低下させる可能性があり、あるいはレシーバに仕様を満たさないようにさせる可能性さえもある。
【発明の概要】
【０００５】
差動デュプレクサからの望ましくない信号成分を減衰させるための技法が、ここにおいて説明される。差動デュプレクサは、送信ポートにおけるトランスミッタからの送信信号を受信し、そしてアンテナポートにおいてＲＦ出力信号を供給することができる。差動デュプレクサは、さらに、アンテナポートにおいてアンテナからシングルエンドの(single-ended)ＲＦ入力信号を受信し、そして差動受信（ＲＸ＋およびＲＸ−）ポートにおいて差動受信信号を供給することができる。差動受信信号は、送信信号および／またはＲＦ入力信号に由来する可能性がある望ましくないコモンモード信号を含むことができる。コモンモード信号は、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて同じ位相を有する信号成分からなる。
【０００６】
一態様においては、コモンモード信号は、デュプレクサのＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに結合されたインピーダンス整合回路網(impedance matching network)におけるコモンモードトラップ(common mode trap)を用いて減衰させられることができる。整合回路網は、ＲＸ＋ポートと第１のノードとの間に結合された第１の受動回路と、ＲＸ−ポートと第２のノードとの間に結合された第２の受動回路と、第１のノードと第２のノードとの間に結合された分路コンポーネント(shunt circuit component)と、を含むことができる。低雑音増幅器(low noise amplifier)（ＬＮＡ）は、第１のノードと第２のノードとに結合された差動入力を有することができる。分路コンポーネントは、コモンモードトラップと置換されることができる。
【０００７】
一設計においては、コモンモードトラップは、第１のノードとコモンノード(common node)との間に結合された第１のインダクタと、第２のノードとコモンノードとの間に結合された第２のインダクタと、コモンノードと回路接地との間に結合されたキャパシタと、を含む。別の設計においては、コモンモードトラップは、第１のノードとコモンノードとの間に結合された第１のキャパシタと、第２のノードとコモンノードとの間に結合された第２のキャパシタと、コモンノードと回路接地との間に結合されたインダクタと、を含む。両方の設計では、ＲＸ＋ポートからのコモンモード信号成分は、コモンモードトラップにおける第１の直列ＬＣ回路によって第１のノードにおいて減衰させられ、そしてＲＸ−ポートからのコモンモード信号成分は、コモンモードトラップにおける第２の直列ＬＣ回路によって第２のノードにおいて減衰させられる。直列ＬＣ回路の共振周波数は、ＲＸ＋ポートおよびＲＸ−ポートにおいてコモンモード送信信号成分の良好な減衰を提供するために送信信号についての周波数範囲内に設定されることができる。
【０００８】
本開示の様々な態様および特徴は、以下でさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、無線通信デバイスのブロック図を示している。
【図２】図２は、差動デュプレクサの４つのポートの間の結合を示している。
【図３】図３は、デュプレクサについてのインピーダンス整合回路網を示している。
【図４】図４は、コモンモードトラップを有するインピーダンス整合回路網を示している。
【図５】図５は、コモンモードトラップの直列ＬＣインピーダンスのプロットを示している。
【図６】図６は、コモンモードトラップを有する別のインピーダンス整合回路網を示している。
【図７】図７は、コモンモードトラップを有するさらに別のインピーダンス整合回路網を示している。
【詳細な説明】
【００１０】
図１は、無線通信デバイス１００の一設計のブロック図を示している。この設計においては、無線デバイス１００は、アンテナ１０２と、トランシーバ１１０と、データプロセッサ１６０と、コントローラ／プロセッサ１７０と、メモリ１７２と、を含む。トランシーバ１１０は、無線通信システムとの双方向無線通信をサポートする差動デュプレクサ１１２と、レシーバ１２０と、トランスミッタ１４０と、を含む。一般に、無線デバイス１００は、任意の数の通信システムと周波数帯域とのための任意の数のレシーバと、任意の数のトランスミッタと、を含むことができる。
【００１１】
トランシーバ１１０内において、デュプレクサ１１２は、アンテナ１０２に結合されたアンテナ（Ａｎｔ）ポートと、レシーバ１２０に結合された差動受信（ＲＸ＋およびＲＸ−）ポートと、トランスミッタ１４０に結合された送信（ＴＸ）ポートと、を有する。受信パス上で、アンテナ１０２は、基地局から順方向リンク信号を受信し、そしてデュプレクサ１１２のＡｎｔポートに対してシングルエンドのＲＦ入力信号を供給する。デュプレクサ１１２は、ＡｎｔポートからＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに対してＲＦ入力信号を結合し、そして差動受信信号をレシーバ１２０へと供給する。レシーバ１２０内において、差動受信信号は、インピーダンス整合回路網１２２を通過させられ、ＬＮＡ１２４によって増幅され、そしてＲＦからベースバンドへとダウンコンバータ１２６によってダウンコンバートされる。ダウンコンバータ１２６は、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）のダウンコンバートされた信号を供給し、これらの信号は、可変ゲイン増幅器(variable gain amplifier)（ＶＧＡ）によって増幅され、低域通過フィルタ１３０によってフィルタがかけられ、そして増幅器（Ａｍｐ）１３２によって増幅される。増幅器１３２は、ＩおよびＱのアナログ入力信号ＩｉｎおよびＱｉｎをデータプロセッサ１６０へと供給する。
【００１２】
送信パス上で、データプロセッサ１６０は、送信されるべきデータを処理し、そしてＩおよびＱのアナログ出力信号ＩｏｕｔおよびＱｏｕｔをトランスミッタ１４０に対して供給する。トランスミッタ１４０内において、ＩおよびＱのアナログ出力信号は、増幅器１４２によって増幅され、低域通過フィルタ１４４によってフィルタがかけられ、ＶＧＡ１４６によって増幅され、そしてアップコンバータ１４８によってベースバンドからＲＦへとアップコンバートされる。アップコンバートされた信号は、帯域通過フィルタ１５０によってフィルタがかけられ、そしてさらに、送信信号を得るために電力増幅器(power amplifier)（ＰＡ）１５２によって増幅される。デュプレクサ１１２は、送信信号をＴＸポートからＡｎｔポートへと経路指定し、そしてＲＦ出力信号をアンテナ１０２へと供給する。
【００１３】
局部発振器(local oscillator)（ＬＯ）ジェネレータ１５８は、周波数ダウンコンバージョンのために使用される差動受信ＬＯ信号を生成し、そしてこのＬＯ信号をダウンコンバータ１２６へと供給する。ＬＯジェネレータ１５８はまた、周波数アップコンバージョンのために使用される差動送信ＬＯ信号を生成し、そしてこのＬＯ信号をアップコンバータ１４８へと供給する。送信および受信のＬＯ信号の周波数は、それぞれデータの送信および受信のために使用される周波数チャネルの中心周波数によって決定されることができる。
【００１４】
図１は、一例のトランシーバ設計を示している。一般に、レシーバ１２０とトランスミッタ１４０とにおける信号の調整(conditioning)は、１段または複数段の増幅器、フィルタ、ミキサなどによって実行されることができる。これらの回路ブロックは、図１に示されるコンフィギュレーションから異なるように構成されることができる。さらに、図１に示されてはいない他の回路ブロックもまた、トランスミッタとレシーバとの中の信号を調整するために使用されることができる。図１におけるいくつかの回路ブロックはまた、省略されることもできる。トランシーバ１１０の全部または一部分は、１つまたは複数のＲＦ集積回路（ＲＦＩＣ）、混成信号ＩＣなどの形でインプリメントされることができる。
【００１５】
データプロセッサ１６０は、データの送信および受信のための様々な処理ユニットを含むことができる。コントローラ／プロセッサ１７０は、無線デバイス１００におけるオペレーションを制御することができる。メモリ１７２は、無線デバイス１００についてのプログラムコードとデータとを記憶することができる。データプロセッサ１６０、コントローラ／プロセッサ１７０、および／またはメモリ１７２は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路(application specific integrated circuits)（ＡＳＩＣ）および／または他のＩＣの形でインプリメントされることができる。
【００１６】
差動デュプレクサ１１２は、シングルエンドのデュプレクサに優るある種の利点を提供することができる。第１に、差動デュプレクサ１１２は、差動受信信号をＬＮＡ１２４に対して供給することができ、これは、バラン(balun)または何らかの他の回路が、シングルエンドから差動への変換を実行する必要性を回避することができる。第２に、差動デュプレクサ１１２は、デュプレクサのＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおける送信信号のよりよい拒絶を提供することができる可能性がある。
【００１７】
図２は、差動デュプレクサ１１２の４つのポートの間の結合を示している。デュプレクサ１１２のＡｎｔポート、ＴＸポート、ＲＸ＋ポートおよびＲＸ−ポートは、それぞれポート１、２、３および４と称されることもできる。トランスミッタ１４０からの送信信号ＶＴＸは、ＴＸポートから、Ｓ２１の複合ゲイン(complex gain)でＡｎｔポートへと、Ｓ２３の複合ゲインでＲＸ＋ポートへと、そしてＳ２４の複合ゲインでＲＸ−ポートへと、結合される。アンテナ１０２からのＲＦ入力信号ＶＲＦｉｎは、Ａｎｔポートから、Ｓ１３の複合ゲインでＲＸ＋ポートへと、そしてＳ１４の複合ゲインでＲＸ−ポートへと、結合される。ＲＸ＋ポートにおける受信信号ＶＲＸ＋は、Ａｎｔポートから結合されるＲＦ入力信号と、ＴＸポートから結合される送信信号ＶＴＸとから成る。ＲＸ−ポートにおける受信信号ＶＲＸ−はまた、Ａｎｔポートから結合されるＲＦ入力信号と、ＴＸポートから結合される送信信号ＶＴＸとから成る。
【００１８】
理想的には、ゲインＳ２１は、大きい（１(unity)に近い）ものであるべきであり、そしてゲインＳ２３およびＳ２４は、非常に小さい、またはゼロであるべきである。この場合には、送信信号の大部分は、Ａｎｔポートに結合されることになり、そして送信信号のほんのわずかが、ＲＸ＋ポートまたはＲＸ−ポートに結合されることになる。理想的には、ゲインＳ１３とＳ１４とは、大きい（１に近い）ものであり、そして逆位相を有するべきである。この場合には、ＲＦ入力信号の大部分は、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに結合されることになる。
【００１９】
ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおける差動受信信号は、差動モード信号ＶＤＭとコモンモード信号ＶＣＭとに分解されることができる。差動モード信号は、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて逆位相を有する信号成分を有する。コモンモード信号は、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて同じ位相を有する信号成分を有する。差動モード信号とコモンモード信号とは、ＲＦ入力信号と送信信号とからの信号成分を含むことができる。
【００２０】
ＴＸからＲＸの分離(TX-to-RX isolation)は、デュプレクサ１１２の主要パラメータであり、そしてレシーバ１２０の線形性要件に対する強い影響を有する。ＴＸからＲＸの分離は、ＴＸポートからＲＸ＋ポートおよびＲＸ−ポートへと結合される送信信号の量を決定する。一般に、より高いＴＸからＲＸの分離は、より少ない送信信号の結合または漏れをもたらし、これは、次いでレシーバ１２０の線形性要件を緩和することができる。これらの線形性要件は、二次のインターセプトポイント(second-order intercept point)（ＩＰ２）、三次のインターセプトポイント（ＩＰ３）、三重ビート(triple beat)、ゲイン圧縮などの観点から与えられることができる。
【００２１】
差動デュプレクサ１１２では、ＴＸポートにおける送信信号の一部は、ＲＸ＋ポートおよびＲＸ−ポートに結合されることができる。Ａｎｔポートが終端処理される(terminated)場合、そのときにはＶＲＸ＋信号は、ＴＸポートからＲＸ＋ポートへと結合される送信信号成分だけを含むことになり、そしてＶＲＸ−信号は、ＴＸポートからＲＸ−ポートへと結合される送信信号成分だけを含むことになる。ＴＸポートからＲＸ＋ポートへのゲインＳ２３の振幅および位相は、ＴＸポートからＲＸ−ポートへのゲインＳ２４の振幅および位相にマッチしていても、あるいはマッチしていなくてもよい。それ故に、ＶＲＸ＋は、ＶＲＸ−にマッチしていても、あるいはマッチしていなくてもよい。
【００２２】
差動モード信号ＶＤＭは、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて逆位相を有する信号成分を含んでいる。Ａｎｔポートが、終端処理される場合、そのときには差動モード信号ＶＤＭは、次式：
【数１】
2010539798.tif 000003
【００２３】
のように表されることができる。
【００２４】
コモンモード信号ＶＣＭは、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおいて同じ位相を有する信号成分を含んでいる。Ａｎｔポートが、終端処理される場合、そのときにはコモンモード信号ＶＣＭは、次式：
【数２】
2010539798.tif 000004
【００２５】
のように表されることができる。
【００２６】
ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおける送信信号成分が、同じ大きさと位相とを有する場合、そのときにはデュプレクサ１１２は、送信信号の無限の差動モード減衰を提供する。ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとにおける送信信号成分が、同じ大きさであるが、但し逆位相を有する場合、そのときにはデュプレクサ１１２は、送信信号の無限のコモンモード減衰を提供する。一般に、ＲＸ＋ポートにおける送信信号成分は、ＲＸ−ポートにおける送信信号成分の大きさと位相とに対して、どのような大きさと位相とを有することもできる。
【００２７】
送信信号についての差動モード減衰(differential mode attenuation)（ＤＭＡ）の量と、コモンモード減衰(common mode attenuation)（ＣＭＡ）の量とは、次式：
【数３】
2010539798.tif 000005
【００２８】
のようにデシベルの単位で与えられることができる。
【００２９】
理想的には、差動デュプレクサ１１２は、非常に高いＤＭＡと非常に高いＣＭＡとの両方を提供すべきであり、その結果、少量の送信信号だけが、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに現れる。しかしながら、差動デュプレクサ１１２は、大きな送信信号成分が、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに存在するときでさえ、非常に高いＤＭＡ、または非常に高いＣＭＡのいずれかを有することができる。高いＤＭＡは、大きな送信信号成分が、同じ位相を有するときに、得られることができ、そして高いＣＭＡは、大きな送信信号成分が、逆位相を有するときに、得られることができる。任意の形態（コモンモードか、差動モードか、あるいは両方の組合せか）における大きな送信信号成分は、レシーバ１２０についてのジャマー(jammers)としての機能を果たす可能性がある。ジャマーは、望ましい信号の帯域幅の外側にある大振幅の望ましくない信号である。しかしながら、レシーバ１２０の非線形性は、ジャマーに起因した相互変調ひずみを生成する可能性があり、そして相互変調ひずみは、望ましい信号帯域幅の範囲に入り、性能を低下させる可能性がある。それ故に、レシーバ１２０は、送信信号からのジャマーの存在下で小さな望ましい信号を受信することができる必要があることになる。
【００３０】
差動デュプレクサ１１２は、市販のデュプレクサとすることができ、そして比較的高いＤＭＡを有するが、但し比較的劣ったＣＭＡを有する可能性がある。劣ったＣＭＡに起因した、レシーバ１２０の入力における比較的大きなコモンモード（ＣＭ）送信信号成分の存在は、差動モード（ＤＭ）送信信号成分の存在ほども害になる可能性がある。特に、大きなＣＭ信号成分は、ＩＰ２、ＩＰ３、三重ビート、ゲイン圧縮などについての線形性要件に合格することを困難にする可能性がある。これらの線形性要件は、符号分割多元接続(Code Division Multiple Access)（ＣＤＭＡ）システムでは特に厳しい可能性がある。
【００３１】
ＣＭ送信信号成分は、よい性能を達成するために減衰させられるべきである。バランまたは変圧器は、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとに結合され、ＣＭ送信信号成分を減衰させるために使用されることができる。しかしながら、これは、コストを増大させ、そしてバランを取り除くという、差動デュプレクサを使用するための主要な理由の１つを駄目にしてしまうことになる。代わりに、真に差動のＬＮＡと、後続の回路ブロックとを有する真に差動のレシーバが、使用されることもできる。この場合には、コモンモードゲインは、差動モードゲインよりもずっと小さくすることができる。ＣＭ信号成分の大きさは、ＣＭ信号成分が、レシーバを通して伝搬するにつれて、減少することができる。しかしながら、そのような真に差動のレシーバは、より複雑になり、より高くつき、より多くの電力を消費するなどの可能性がある。
【００３２】
一態様においては、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのコモンモード信号は、整合回路網１１２の中のコモンモードトラップを用いて減衰させられることができる。コモンモードトラップは、受動回路コンポーネントを用いてインプリメントされることができ、そしておのおのがキャパシタ（「Ｃ」）と直列に結合されたインダクタ（「Ｌ」）を有する直列ＬＣ回路を含むことができる。コモンモードトラップは、デュプレクサ１１２の差動性能に最小限度に影響を及ぼしながら、広範囲の周波数上でＣＭ送信信号成分、ならびに他のＣＭ信号成分を減衰させることができる可能性がある。
【００３３】
図３は、図１におけるインピーダンス整合回路網１２２の一設計であるインピーダンス整合回路網１２２ａの概略図を示している。この設計においては、整合回路網１２２ａは、キャパシタ３２２ａおよび３２２ｂと、インダクタ３２４とを含む。キャパシタ３２２ａは、ＣＳの値を有し、そしてデュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートと、ノードＡとの間に結合される。キャパシタ３２２ｂも、ＣＳの値を有し、そしてデュプレクサ１１２のＲＸ−ポートと、ノードＢとの間に結合される。インダクタ３２４は、ＬＰの値を有し、そしてノードＡとノードＢとの間に結合される。キャパシタ３２２ａおよび３２２ｂは、直列回路コンポーネントであり、そしてインダクタ３２４は、分路コンポーネントである。キャパシタ３２２ａおよび３２２ｂの値と、インダクタ３２４の値とは、ノードＡとノードＢとに結合されたＬＮＡ１２４の差動入力との、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとについての望ましいインピーダンス整合を得るために選択されることができる。
【００３４】
図４は、図１におけるインピーダンス整合回路網１２２の別の設計であるインピーダンス整合回路網１２２ｂの概略図を示している。整合回路網１２２ｂは、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのコモンモード信号を減衰させるコモンモードトラップを含んでいる。図４に示される設計においては、整合回路網１２２ｂは、キャパシタ４２２ａ、４２２ｂおよび４２６と、インダクタ４２４ｂおよび４２４ｂと、を含む。キャパシタ４２２ａは、ＣＳの値を有し、そしてＲＸ＋ポートとノードＡとの間に結合される。キャパシタ４２２ｂも、ＣＳの値を有し、そしてＲＸ−ポートとノードＢとの間に結合される。インダクタ４２４ａは、ＬＰ／２の値を有し、そしてノードＡとコモンノードＣとの間に結合される。インダクタ４２４ｂも、ＬＰ／２の値を有し、そしてノードＢとコモンノードＣとの間に結合される。キャパシタ４２６は、ＣＣＭの値を有し、そしてコモンノードＣと回路接地との間に結合される。
【００３５】
図４における整合回路網１２２ｂは、実質的にインピーダンス整合のための、図３における整合回路網１２２ａと同じ回路コンポーネントを含んでいる。整合回路網１２２ａにおける分路インダクタ３２４は、おのおのインダクタ３２４のインダクタンスの半分を有する２つのインダクタ４２４ａと４２４ｂとに分割されている。コモンノードＣは、インダクタ４２４ａと４２４ｂとの中心ポイントにあり、そして仮想接地である。それ故に、キャパシタ４２６などの回路コンポーネントは、整合回路網１２２ｂの差動性能を変更せずに、コモンノードＣに結合されることができる。
【００３６】
コモンモードトラップは、インダクタ４２４ａおよび４２４ｂと、キャパシタ４２６とを用いてインプリメントされる。コモンモードトラップは、（ｉ）インダクタ４２４ａとキャパシタ４２６とによって形成され、そしてノードＡにおけるＣＭ信号成分を減衰させるために使用される第１の直列ＬＣ回路と、（ｉｉ）インダクタ４２４ｂとキャパシタ４２６とによって形成され、そしてノードＢにおけるＣＭ信号成分を減衰させるために使用される第２の直列ＬＣ回路と、を含む。キャパシタ４２６は、両方の直列ＬＣ回路によって共用される。２つの直列ＬＣ回路は、全く同じであるべきであり、あるいはできる限り厳密に整合させられるべきである。
【００３７】
差動モード信号ＶＤＭでは、ＲＸ＋ポートにおけるＤＭ信号成分は、ＲＸ−ポートにおけるＤＭ信号成分と同じ大きさを有するが、但し逆位相を有する。キャパシタ４２２ａとインダクタ４２４ａとは、キャパシタ４２２ｂとインダクタ４２４ｂと同じ値を有するので、ＲＸ＋ポートからのＤＭ信号成分は、コモンノードＣにおいてＲＸ−ポートからのＤＭ信号成分と同じ大きさを有するが、但し逆位相を有する。それ故に、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのＤＭ信号成分は、コモンノードＣにおいて互いに相殺し、このコモンノードＣは、差動モード信号に対する仮想接地である。キャパシタ４２６は、差動モード信号に影響を及ぼさない。
【００３８】
コモンモード信号ＶＣＭでは、ＲＸ＋ポートにおけるＣＭ信号成分は、ＲＸ−ポートにおけるＣＭ信号成分と同じ大きさと位相とを有する。キャパシタ４２２ａとインダクタ４２４ａとは、キャパシタ４２２ｂとインダクタ４２４ｂと同じ値を有するので、ＲＸ＋ポートからのＣＭ信号成分は、コモンノードＣにおいてＲＸ−ポートからのＣＭ信号成分と同じ大きさと位相とを有する。それ故に、ＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのＣＭ信号成分は、コモンノードＣにおいて一緒に加わる。キャパシタ４２６は、ノードＡとノードＢとにおいてＣＭ信号成分についての低インピーダンスを提供するために使用されることができる。
【００３９】
直列ＬＣ回路の共振周波数ｆＲは、次式：
【数４】
2010539798.tif 000006
【００４０】
のように表されることができる。式（５）に示されるように、共振周波数は、インダクタ４２４ａとキャパシタ４２６との値によって決定され、そしてキャパシタ４２２ａの値には依存しない。インダクタ４２４ａの値は、望ましいインピーダンス整合によって決定されることができる。次いでキャパシタ４２６の値は、共振周波数が、望ましい周波数にあるように選択されることができる。
【００４１】
図５は、直列ＬＣインピーダンスＺＬＣのプロットを示しており、この直列ＬＣインピーダンスは、図４においてノードＡを見るインダクタ４２４ａとキャパシタ４２６とによって形成された直列ＬＣ回路のインピーダンスである。この例においては、共振周波数ｆＲは、８３５ＭＨｚに設定され、これは、セルラー帯域についての８２４ＭＨｚから８４９ＭＨｚまでの送信周波数範囲のおおよそ中心である。直列ＬＣインピーダンスは、共振周波数ｆＲにおいて最小値を有し、そしてその共振周波数から次第により大きな周波数オフセットについて単調に増大する。
【００４２】
ノードＡにおけるＣＭ信号成分は、共振周波数において最も減衰させられることができる。共振周波数は、トランスミッタからのＣＭ送信信号成分を減衰させるために、送信周波数範囲の中心に、あるいは特定の送信周波数にあるように選択されることができる。共振周波数はまた、何らかの他の周波数にあることもでき、この周波数は、送信周波数範囲の外側にあることもできる。
【００４３】
直列ＬＣインピーダンスは、かなり低いものと、例えば、比較的広範囲の周波数上で約数十オームと、することができる。ＬＮＡ１２４の入力インピーダンスは、数百オームとすることができる。したがって、直列ＬＣインピーダンスは、ＬＮＡ入力インピーダンスよりもずっと小さくすることができる。さらに、インダクタ４２４ａとキャパシタ４２６とは、比較的大きな品質ファクタ（Ｑ）を有する外部ディスクリート回路コンポーネントとすることができる。したがって、直列ＬＣインピーダンスは、広範囲の周波数上でＬＮＡ入力インピーダンスと比較して低く、そして例えば、図５に示されるように送信周波数範囲辺りにはないようにすることができる。それ故に、広帯域コモンモード減衰は、直列ＬＣ回路を用いて達成されることができる。
【００４４】
図４は、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのＣＭ信号成分を減衰させるための直列ＬＣ回路からなるコモンモードトラップの一設計を示している。一般に、直列ＬＣ回路は、整合回路網の中の任意の分路コンポーネントに基づいて形成されることができる。整合回路網の中の分路コンポーネント（例えば、ＬまたはＣ）のタイプに応じて、１つまたは複数の相補回路コンポーネント（例えば、ＣまたはＬ）が、ＤＭ信号成分に対してトランスペアレントでありながら、ＣＭ信号成分について低インピーダンスを提供するために整合回路網に追加されることができる。
【００４５】
図６は、図１におけるインピーダンス整合回路網１２２のさらに別の設計であるインピーダンス整合回路網１２２ｃの概略図を示している。整合回路網１２２ｃは、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのＣＭ信号成分を減衰させることもできる。図６に示される設計においては、整合回路網１２２ｃは、受動回路６２２ａおよび６２２ｂと、インダクタ６２４ｂおよび６２４ｂと、キャパシタ６２６と、を含む。受動回路６２２ａは、ＺＳのインピーダンスを有し、そしてＲＸ＋ポートとノードＡとの間に結合される。受動回路６２２ｂも、ＺＳのインピーダンスを有し、そしてＲＸ−ポートとノードＢとの間に結合される。受動回路６２２ａと６２２ｂとは、おのおの１つまたは複数のインダクタ、キャパシタ、抵抗などを備えることができる。インダクタ６２４ａは、ＬＰ／２の値を有し、そしてノードＡとコモンノードＣとの間に結合される。インダクタ６２４ｂも、ＬＰ／２の値を有し、そしてノードＢとコモンノードＣとの間に結合される。インダクタ６２４ａと６２４ｂとは、ノードＡとノードＢとの間にＬＰの結合された値を有する。キャパシタ６２６は、ＣＣＭの値を有し、そしてコモンノードＣと回路接地との間に結合される。
【００４６】
コモンモードトラップは、インダクタ６２４ａとキャパシタ６２６とによって形成された第１の直列ＬＣ回路と、インダクタ６２４ｂとキャパシタ６２６とによって形成された第２の直列ＬＣ回路と、を含む。キャパシタ６２６の値は、直列ＬＣ回路についての望ましい共振周波数を得るように選択されることができる。式（５）に示されるように、各直列ＬＣ回路の共振周波数は、受動回路６２２ａまたは６２２ｂのインピーダンスＺＳに依存してはいない。
【００４７】
図７は、図１におけるインピーダンス整合回路網１２２のさらに別の設計であるインピーダンス整合回路網１２２ｄの概略図を示している。整合回路網１２２ｄは、デュプレクサ１１２のＲＸ＋ポートとＲＸ−ポートとからのＣＭ信号成分を減衰させることもできる。図７に示される設計においては、整合回路網１２２ｄは、受動回路７２２ａおよび７２２ｂと、キャパシタ７２４ｂおよび７２４ｂと、インダクタ７２６と、を含む。受動回路７２２ａは、ＺＳのインピーダンスを有し、そしてＲＸ＋ポートとノードＡとの間に結合される。受動回路７２２ｂも、ＺＳのインピーダンスを有し、そしてＲＸ−ポートとノードＢとの間に結合される。受動回路７２２ａと７２２ｂとは、おのおの１つまたは複数のインダクタ、キャパシタ、抵抗などを備えることができる。キャパシタ７２４ａは、２ＣＰの値を有し、そしてノードＡとコモンノードＣとの間に結合される。キャパシタ７２４ｂも、２ＣＰの値を有し、そしてノードＢとコモンノードＣとの間に結合される。キャパシタ７２４ａと７２４ｂとは、ノードＡとノードＢとの間にＣＰの結合された値を有する。インダクタ７２６は、ＬＣＭの値を有し、そしてコモンノードＣと回路接地との間に結合される。
【００４８】
コモンモードトラップは、キャパシタ７２４ａとインダクタ７２６とによって形成された第１の直列ＬＣ回路と、キャパシタ７２４ｂとインダクタ７２６とによって形成された第２の直列ＬＣ回路と、を含む。インダクタ７２６の値は、直列ＬＣ回路についての望ましい共振周波数を得るように選択されることができる。
【００４９】
ここにおいて説明されるコモンモードトラップは、分路コンポーネントを有する様々な整合回路網のために使用されることができる。これらの整合回路網は、異なるトポロジを有することができ、そして図６および７の中のインピーダンスＺＳは、任意の関数によって定義されることができる。分路コンポーネントは、インダクタ、またはキャパシタとすることができる。分路コンポーネントは、ＬＰの値を有するインダクタである場合、そのときにはこのインダクタは、図６に示されるようにＬＰ／２の値を有する２つのインダクタへと分割されることができる。次いで、キャパシタが、コモンノードＣと回路接地との間に追加されることができる。分路コンポーネントが、ＣＰの値を有するキャパシタである場合、そのときにはこのキャパシタは、図７に示されるように２ＣＰの値を有する２つのキャパシタへと分割されることができる。次いで、インダクタは、コモンノードＣと回路接地との間に追加されることができる。
【００５０】
一般に、インピーダンス整合回路網は、デュプレクサの差動受信ポートからＬＮＡへと差動受信信号を結合することができる。差動受信信号は、差動モード信号と、コモンモード信号と、を備えることができる。インピーダンス整合回路網は、コモンモード信号を減衰させるためのコモンモードトラップを備えることができる。コモンモードトラップは、送信周波数範囲内に、あるいは何らかの他の周波数に位置する共振周波数を有することができる。
【００５１】
一設計においては、装置は、第１のノード（例えば、ノードＡ）とコモンノード（例えば、ノードＣ）との間に結合された第１の回路コンポーネントと、第２のノード（例えば、ノードＢ）とコモンノードとの間に結合された第２の回路コンポーネントと、コモンノードと回路接地との間に結合された第３の回路コンポーネントと、を含む。第１、第２および第３の回路コンポーネントは、デュプレクサの差動受信ポートからの第１および第２のノードにおいて受信されるコモンモード信号についての低インピーダンスパス(low impedance path)を提供する。ＬＮＡは、第１および第２のノードに結合された差動入力を有することができる。
【００５２】
一設計においては、例えば、図６に示されるように、第１および第２の回路コンポーネントは、インダクタとすることができ、そして第３の回路コンポーネントは、キャパシタとすることができる。別の設計においては、例えば、図７に示されるように、第１および第２の回路コンポーネントは、キャパシタとすることができ、そして第３の回路コンポーネントは、インダクタとすることができる。第１および第３の回路コンポーネントは、第１の共振周波数を有することができる。第２および第３の回路コンポーネントは、第１の共振周波数にマッチする第２の共振周波数を有することができる。デュプレクサは、送信ポートからアンテナポートへと送信周波数範囲内の送信信号を結合することができる。第１および第２の共振周波数は、送信周波数範囲内にあることができる。
【００５３】
第１の受動回路（例えば、回路６２２ａまたは７２２ａ）は、第１のノードと、デュプレクサの第１の受信ポートとの間に結合されることができる。第２の受動回路（例えば、回路６２２ｂまたは７２２ｂ）は、第２のノードと、デュプレクサの第２の受信ポートとの間に結合されることができる。第１および第２の受信ポートは、デュプレクサの差動受信ポートに対応することができる。第１および第２の受動回路と第１および第２の回路コンポーネントとは、デュプレクサの差動受信ポートについてのインピーダンス整合回路網の一部分とすることができる。
【００５４】
ここにおいて説明されるコモンモードトラップは、上記に注記された利点に加えて様々な利点を提供することができる。第１に、直列ＬＣ回路は、ＬＯジェネレータ１５８からノードＡおよびＢへと結合されるＣＭ  ＬＯ信号成分を減衰させることができる可能性がある。アンテナ１０２におけるＬＯ信号の最大量についての仕様が存在し得る。直列ＬＣ回路によるＣＭ  ＬＯ信号の減衰は、この仕様を満たす際に助けとなり得る。第２に、直列ＬＣ回路は、受信周波数範囲を含むことができる広範囲の周波数上でデュプレクサの「差動性」を改善することができる。ＬＮＡ１２４の差動入力における信号成分の間の位相差は、直列ＬＣ回路を用いて１８０°により近いものとすることができる。
【００５５】
ここにおいて説明されるコモンモードトラップは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続(Time Division Multiple Access)（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続(Frequency Division Multiple Access)（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ(Orthogonal FDMA)（ＯＦＤＭＡ）システム、単一キャリアＦＤＭＡ(Single-Carrier FDMA)（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなど、様々な無線通信システムにおける無線デバイスのために使用されることができる。無線デバイスは、ＣＤＭＡではユニバーサル地上波無線アクセス(Universal Terrestrial Radio Access)（ＵＴＲＡ）やｃｄｍａ２０００など、様々な無線技術をサポートすることができる。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ(Wideband-CDMA)（Ｗ−ＣＤＭＡ）と、低チップレート(Low Chip Rate)（ＬＣＲ）と、を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００規格と、ＩＳ−９５規格と、ＩＳ−８５６規格とをカバーする。無線デバイスは、ＯＦＤＭＡでは進化ＵＴＲＡ(Evolved UTRA)（Ｅ−ＵＴＲＡ）やウルトラモバイルブロードバンド(Ultra Mobile Broadband)（ＵＭＢ）などの無線技術をサポートすることもできる。無線デバイスは、セルラー帯域（これは、８２４ＭＨｚから８４９ＭＨｚの送信範囲と、８６９ＭＨｚから８９４ＭＨｚの受信範囲とを有する）、パーソナル通信サービス(Personal Communication Services)（ＰＣＳ）帯域（これは、１８５０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚの送信範囲と、１９３０ＭＨｚから１９９０ＭＨｚの受信範囲とを有する）、ＩＭＴ−２０００帯域（これは、１９２０ＭＨｚから１９８０ＭＨｚの送信範囲と、２１１０ＭＨｚから２１７０ＭＨｚの受信範囲とを有する）、様々なＵＭＴＳ帯域など、様々な周波数帯域において動作することができる。
【００５６】
ここにおいて説明されるコモンモードトラップは、プリント回路基板(printed circuit board)（ＰＣＢ）上のディスクリート回路コンポーネント（例えば、インダクタおよびキャパシタ）を用いてインプリメントされることができ、そしてＩＣまたはＲＦＩＣの外部にあることができる。これらのディスクリート回路コンポーネントは、適切な値の市販のコンポーネントとすることができ、この値はデュプレクサによってカバーされる周波数帯域に依存する可能性がある。コモンモードトラップは、ＩＣ、ＲＦＩＣ、混成信号ＩＣ、ＡＳＩＣなどの内部にインプリメントされることもできる。コモンモードトラップは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、Ｎ−チャネルＭＯＳ（Ｎ−ＭＯＳ）、Ｐ−チャネルＭＯＳ（Ｐ−ＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ(bipolar junction transistor)（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）など、様々なＩＣプロセス技術を用いて製造される他の回路ブロック（例えば、ＬＮＡ）と組み合わせて使用されることができる。コモンモードトラップは、これらのＩＣプロセス技術のうちのどれを用いて製造されることもできる。
【００５７】
ここにおいて説明されるコモンモードトラップをインプリメントする装置は、スタンドアロンデバイスとすることもでき、あるいはより大きなデバイスの一部分とすることもできる。デバイスは、（ｉ）スタンドアロンＩＣ、（ｉｉ）データおよび／または命令を記憶するためのメモリＩＣを含むことができる１組の１つまたは複数のＩＣ、（ｉｉｉ）ＲＦレシーバ（ＲＦＲ）やＲＦトランスミッタ／レシーバ（ＲＴＲ）などのＲＦＩＣ、（ｉｖ）移動局モデム(mobile station modem)（ＭＳＭ）などのＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に埋め込まれることができるモジュール、（ｖｉ）プリント回路基板、（ｖｉｉ）レシーバ、セルラー電話、無線デバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（ｖｉｉｉ）などとすることができる。
【００５８】
本開示の上記説明は、任意の当業者が本開示を作り、あるいは使用することを可能にするために提供される。本開示に対する様々な修正は、当業者に対して簡単に明らかになり、そしてここにおいて定義される包括的な原理は、本開示の範囲を逸脱することなく他の変形に対しても適用されることができる。したがって、本開示は、ここにおいて説明される例および設計だけに限定されるようには意図されず、ここにおいて開示される原理および新規特徴と整合した最も広い範囲を与えられるべきである。
【図１】
2010539798.tif 000007
【図２】
2010539798.tif 000008
【図３】
2010539798.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2010539798.tif 000015