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JP7669262B2 - Phase shifter, portable device, and method of phase shifting - Google Patents
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JP7669262B2 - Phase shifter, portable device, and method of phase shifting - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は電子システムに関し、詳しくは無線周波数(RF)電子機器に関する。 Embodiments of the present invention relate to electronic systems, and more particularly to radio frequency (RF) electronic devices.

位相シフタは、アンテナを介して無線で送信又は受信されるRF信号の位相を制御するべくRF通信システムにおいて使用される。 Phase shifters are used in RF communication systems to control the phase of an RF signal that is transmitted or received wirelessly via an antenna.

一以上の位相シフタを備えたRF通信システムの例は、携帯電話機、タブレット、基地局、ネットワークアクセスポイント、顧客宅内機器(CPE)、ラップトップ、及びウェアラブル電子機器を含むがこれらに限られない。例えば、セルラー規格、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)規格、及び/又は任意の他の適切な通信規格を使用して通信する無線デバイスにおいては、RF信号増幅を目的として電力増幅器を使用することができる。RF信号は、例えば周波数レンジ1(FR1)を使用する第5世代(5G)通信のための約410MHz~約7.125GHzの範囲、又は周波数レンジ2(FR2)を使用する5G通信のための約24.25GHz~52.6GHzの範囲のような、約30kHz~300GHzの範囲にある周波数を有し得る。 Examples of RF communication systems with one or more phase shifters include, but are not limited to, mobile phones, tablets, base stations, network access points, customer premises equipment (CPE), laptops, and wearable electronic devices. For example, wireless devices that communicate using cellular standards, wireless local area network (WLAN) standards, and/or any other suitable communication standards may use power amplifiers for RF signal amplification. The RF signal may have a frequency in the range of about 30 kHz to 300 GHz, such as in the range of about 410 MHz to about 7.125 GHz for fifth generation (5G) communications using Frequency Range 1 (FR1), or in the range of about 24.25 GHz to 52.6 GHz for 5G communications using Frequency Range 2 (FR2).

所定の実施形態において、本開示は位相シフタに関する。位相シフタは、第1ポートと、第2ポートと、第1伝送線及び当該第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチを含む第1制御可能反射負荷と、第2制御可能反射負荷と、互いに電磁的に結合される一対の結合線とを含む。一対の結合線は、第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続される第1導電線と、第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される第2導電線とを含む。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a phase shifter. The phase shifter includes a first port, a second port, a first controllable reflective load including a first transmission line and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line, a second controllable reflective load, and a pair of coupled wires electromagnetically coupled to each other. The pair of coupled wires includes a first conductive wire connected between the first port and the first controllable reflective load, and a second conductive wire connected between the second controllable reflective load and the second port.

いくつかの実施形態において、第1制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In some embodiments, the first controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to a number of embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは一以上が、位相シフタの位相シフト設定に基づいて閉とされる。 In some embodiments, one or more of the first plurality of shunt switches are closed based on a phase shift setting of the phase shifter.

様々な実施形態において、第1ポートが無線周波数入力信号を受信し、第2ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In various embodiments, the first port receives a radio frequency input signal and the second port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

いくつかの実施形態において、第2ポートが無線周波数入力信号を受信し、第1ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In some embodiments, the second port receives a radio frequency input signal and the first port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at multiple points that are a fixed distance from each other.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In various embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In some embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches each have a different size. According to a number of embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

様々な実施形態によれば、第1伝送線は、複数の蛇行セクションを含む。いくつかの実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 According to various embodiments, the first transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to some embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

いくつかの実施形態において、第2制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In some embodiments, the second controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

いくつかの実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In some embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

所定の実施形態において、本開示は無線デバイスに関する。無線デバイスは、送受信器と、当該送受信器に結合されるフロントエンドシステムとを含む。フロントエンドシステムは位相シフタを含み、この位相シフタは、第1ポートと、第2ポートと、第1伝送線及び当該第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチを含む第1制御可能反射負荷と、第2制御可能反射負荷と、互いに電磁的に結合される一対の結合線とを含む。一対の結合線は、第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続される第1導電線と、第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される第2導電線とを含む。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a wireless device. The wireless device includes a transceiver and a front-end system coupled to the transceiver. The front-end system includes a phase shifter including a first port, a second port, a first controllable reflective load including a first transmission line and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line, a second controllable reflective load, and a pair of coupled wires electromagnetically coupled to each other. The pair of coupled wires includes a first conductive wire connected between the first port and the first controllable reflective load, and a second conductive wire connected between the second controllable reflective load and the second port.

様々な実施形態において、第1制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In various embodiments, the first controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to a number of embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは一以上が、位相シフタの位相シフト設定に基づいて閉とされる。 In some embodiments, one or more of the first plurality of shunt switches are closed based on a phase shift setting of the phase shifter.

いくつかの実施形態において、第1ポートが無線周波数入力信号を受信し、第2ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In some embodiments, the first port receives a radio frequency input signal and the second port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

様々な実施形態において、第2ポートが無線周波数入力信号を受信し、第1ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In various embodiments, the second port receives a radio frequency input signal and the first port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at multiple points that are a fixed distance from each other.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In various embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches each have a different size. According to a number of embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態によれば、第1伝送線は、複数の蛇行セクションを含む。様々な実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 According to some embodiments, the first transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to various embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

いくつかの実施形態において、第2制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In some embodiments, the second controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

様々な実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In various embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

所定の実施形態において、本開示は位相シフトの方法に関する。方法は、第1ポートにおいて無線周波数入力信号を受信することを含む。方法はさらに、第1制御可能反射負荷及び第2制御可能反射負荷を制御して、第2ポートにおける無線周波数出力信号の位相シフトを制御することを含み、第1制御可能反射負荷は、第1伝送線と、第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチとを含む。方法はさらに、一対の結合線の第1導電線と第2導電線との結合を与えることを含み、第1導電線は第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続され、第2導電線は第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a method of phase shifting. The method includes receiving a radio frequency input signal at a first port. The method further includes controlling a first controllable reflective load and a second controllable reflective load to control a phase shift of a radio frequency output signal at a second port, the first controllable reflective load including a first transmission line and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line. The method further includes providing a coupling between a first conductive line and a second conductive line of a pair of coupled lines, the first conductive line being connected between the first port and the first controllable reflective load, and the second conductive line being connected between the second controllable reflective load and the second port.

様々な実施形態において、第1制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。いくつかの実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In various embodiments, the first controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to some embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

一定数の実施形態において、方法はさらに、位相シフタの位相シフト設定に基づいて第1複数のシャントスイッチの一以上を閉にすることを含む。 In a number of embodiments, the method further includes closing one or more of the first plurality of shunt switches based on a phase shift setting of the phase shifter.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at multiple points that are a fixed distance from each other.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In various embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In some embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。様々な実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a different size. According to various embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases gradually along the length of the first transmission line.

一定数の実施形態において、第1伝送線は、複数の蛇行セクションを含む。いくつかの実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 In a number of embodiments, the first transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to some embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

いくつかの実施形態において、第2制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In some embodiments, the second controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

いくつかの実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In some embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

所定の実施形態において、本開示は位相シフタに関する。位相シフタは結合器を含み、この結合器は、入力端子と、スルー端子と、当該入力端子とスルー端子との間に接続される第1結合線と、アイソレーション端子と、結合端子と、当該アイソレーション端子と結合端子との間に接続される第2結合線とを含む。位相シフタはさらに、結合器の入力端子に接続されて無線周波数入力信号を受信するように構成される入力ポートと、結合器の結合端子に接続されて当該無線周波数入力信号に対して位相シフトを有する無線周波数出力信号を出力するように構成される出力ポートと、結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷とを含む。第1制御可能反射負荷は、伝送線と、それぞれが接地電圧と当該伝送線の異なるポイントとの間に接続される複数のシャントスイッチとを含み、当該複数のシャントスイッチは位相シフトを制御するべく選択可能である。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a phase shifter. The phase shifter includes a coupler including an input terminal, a through terminal, a first coupled wire connected between the input terminal and the through terminal, an isolation terminal, a coupled terminal, and a second coupled wire connected between the isolation terminal and the coupled terminal. The phase shifter further includes an input port connected to the input terminal of the coupler and configured to receive a radio frequency input signal, an output port connected to the coupled terminal of the coupler and configured to output a radio frequency output signal having a phase shift with respect to the radio frequency input signal, and a first controllable reflective load connected to the through terminal of the coupler. The first controllable reflective load includes a transmission line and a plurality of shunt switches each connected between a ground voltage and a different point on the transmission line, the plurality of shunt switches being selectable to control the phase shift.

様々な実施形態において、第1制御可能反射負荷はさらに、伝送線の第1側にある第1グランド導体と、伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。一定数の実施形態によれば複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In various embodiments, the first controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the transmission line and a second ground conductor on a second side of the transmission line. According to a number of embodiments, the plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

いくつかの実施形態において、複数のシャントスイッチは、不均一な間隔にある複数のポイントにおいて伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対同士の間の距離は、伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In some embodiments, the shunt switches are connected to the transmission line at non-uniformly spaced points. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the points gradually decreases along the length of the transmission line.

様々な実施形態において複数のシャントスイッチはそれぞれが、異なるサイズを有する。一定数の実施形態によれば、複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In various embodiments, each of the plurality of shunt switches has a different size. According to a number of embodiments, the size of the plurality of shunt transistors increases gradually along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、伝送線は複数の蛇行セクションを含む。いくつかの実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 In some embodiments, the transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to some embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

一定数の実施形態において、位相シフタはさらに、結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷を含む。 In a number of embodiments, the phase shifter further includes a second controllable reflective load connected to the isolation terminal of the coupler.

所定の実施形態において、本開示は無線デバイスに関する。無線デバイスは、送受信器と、当該送受信器に結合されるフロントエンドシステムとを含む。フロントエンドシステムは位相シフタを含み、この位相シフタは結合器を含み、この結合器は、無線周波数入力信号を受信するように構成される入力端子と、スルー端子と、当該入力端子とスルー端子との間に接続される第1結合線と、アイソレーション端子と、当該無線周波数入力信号に対して位相シフトを有する無線周波数出力信号を出力するように構成される結合端子と、当該アイソレーション端子と結合端子との間に接続される第2結合線とを含む。位相シフタはさらに、結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷を含み、この第1制御可能反射負荷は、伝送線と、それぞれが接地電圧と当該伝送線に沿った異なるポイントとの間に接続される複数のシャントスイッチとを含み、当該複数のシャントスイッチは位相シフトを制御するべく選択可能である。 In certain embodiments, the disclosure relates to a wireless device. The wireless device includes a transceiver and a front-end system coupled to the transceiver. The front-end system includes a phase shifter, the phase shifter including a coupler including an input terminal configured to receive a radio frequency input signal, a through terminal, a first coupled wire connected between the input terminal and the through terminal, an isolation terminal, a coupled terminal configured to output a radio frequency output signal having a phase shift with respect to the radio frequency input signal, and a second coupled wire connected between the isolation terminal and the coupled terminal. The phase shifter further includes a first controllable reflective load connected to the through terminal of the coupler, the first controllable reflective load including a transmission line and a plurality of shunt switches each connected between a ground voltage and a different point along the transmission line, the plurality of shunt switches being selectable to control the phase shift.

いくつかの実施形態において、第1制御可能反射負荷はさらに、伝送線の第1側にある第1グランド導体と、伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。一定数の実施形態によれば複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In some embodiments, the first controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the transmission line and a second ground conductor on a second side of the transmission line. According to a number of embodiments, the plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

様々な実施形態において、複数のシャントスイッチは、不均一な間隔にある複数のポイントにおいて伝送線に接続される。いくつかの実施形態によれば、複数のポイントの隣接対同士の間の距離は、伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In various embodiments, the shunt switches are connected to the transmission line at non-uniformly spaced points. According to some embodiments, the distance between adjacent pairs of the points gradually decreases along the length of the transmission line.

いくつかの実施形態において、複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。一定数の実施形態によれば、複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, the multiple shunt switches each have a different size. According to a number of embodiments, the size of the multiple shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、携帯デバイスはさらに、結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷を含む。 In some embodiments, the portable device further includes a second controllable reflective load connected to the isolation terminal of the coupler.

所定の実施形態において、本開示は位相シフトの方法に関する。方法は、結合器の入力端子において無線周波数入力信号を受信することを含む。方法はさらに、結合器の第1結合線から当該結合器の第2結合線への結合を与えることを含み、第1結合線は当該結合器の入力端子と当該結合器のスルー端子との間に接続され、第2結合線は当該結合器のアイソレーション端子と当該結合器の結合端子との間に接続される。方法はさらに、結合器の結合端子から無線周波数出力信号を与えることを含み、当該無線周波数出力信号は無線周波数入力信号に対して位相シフトを有する。方法はさらに、結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷を使用して位相シフトを制御することを含み、これは、第1制御可能反射負荷の複数のシャントスイッチの一以上を選択することを含み、当該複数のシャントスイッチはそれぞれが、接地電圧と第1制御可能反射負荷の伝送線に沿った異なるポイントとの間に接続される。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a method of phase shifting. The method includes receiving a radio frequency input signal at an input terminal of a coupler. The method further includes providing a coupling from a first coupled wire of the coupler to a second coupled wire of the coupler, the first coupled wire being connected between the input terminal of the coupler and a through terminal of the coupler, and the second coupled wire being connected between an isolation terminal of the coupler and a coupling terminal of the coupler. The method further includes providing a radio frequency output signal from the coupling terminal of the coupler, the radio frequency output signal having a phase shift relative to the radio frequency input signal. The method further includes controlling the phase shift using a first controllable reflective load connected to the through terminal of the coupler, which includes selecting one or more of a plurality of shunt switches of the first controllable reflective load, each of the plurality of shunt switches being connected between a ground voltage and a different point along the transmission line of the first controllable reflective load.

いくつかの実施形態において、方法はさらに、結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷を制御することを含む。 In some embodiments, the method further includes controlling a second controllable reflective load connected to the isolation terminal of the coupler.

所定の実施形態において、本開示は位相シフタに関する。位相シフタは、第1ポート、第2ポート、第1制御可能反射負荷、及び第2制御可能反射負荷を含み、第2制御可能反射負荷は、第1伝送線と、第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチとを含む。位相シフタはさらに、互いに電磁的に結合される一対の結合線を含む。一対の結合線は、第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続される第1導電線と、第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される第2導電線とを含む。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a phase shifter. The phase shifter includes a first port, a second port, a first controllable reflective load, and a second controllable reflective load, the second controllable reflective load including a first transmission line and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line. The phase shifter further includes a pair of coupled wires that are electromagnetically coupled to each other. The pair of coupled wires includes a first conductive wire connected between the first port and the first controllable reflective load, and a second conductive wire connected between the second controllable reflective load and the second port.

様々な実施形態において、第2制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。いくつかの実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In various embodiments, the second controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to some embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

一定数の実施形態において、第1複数のシャントスイッチは一以上が、位相シフタの位相シフト設定に基づいて閉とされる。 In a number of embodiments, one or more of the first plurality of shunt switches are closed based on a phase shift setting of the phase shifter.

いくつかの実施形態において、第1ポートが無線周波数入力信号を受信し、第2ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In some embodiments, the first port receives a radio frequency input signal and the second port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

いくつかの実施形態において、第2ポートが無線周波数入力信号を受信し、第1ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In some embodiments, the second port receives a radio frequency input signal and the first port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In various embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at multiple points that are a fixed distance from each other.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In some embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

一定数の実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。いくつかの実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In a number of embodiments, the first plurality of shunt switches each have a different size. According to some embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

様々な実施形態によれば、第1伝送線は、複数の蛇行セクションを含む。一定数の実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 According to various embodiments, the first transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to a number of embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

いくつかの実施形態において、第1制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In some embodiments, the first controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

いくつかの実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In some embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

所定の実施形態において、本開示は無線デバイスに関する。無線デバイスは、送受信器と、当該送受信器に結合されるフロントエンドシステムとを含む。フロントエンドシステムは位相シフタを含み、この位相シフタは、第1ポート、第2ポート、第1制御可能反射負荷、第1伝送線を含む第2制御可能反射負荷、及び第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチを含む。位相シフタはさらに、互いに電磁的に結合される一対の結合線を含む。一対の結合線は、第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続される第1導電線と、第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される第2導電線とを含む。 In certain embodiments, the present disclosure relates to a wireless device. The wireless device includes a transceiver and a front-end system coupled to the transceiver. The front-end system includes a phase shifter including a first port, a second port, a first controllable reflective load, a second controllable reflective load including a first transmission line, and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line. The phase shifter further includes a pair of coupled wires that are electromagnetically coupled to each other. The pair of coupled wires includes a first conductive wire connected between the first port and the first controllable reflective load, and a second conductive wire connected between the second controllable reflective load and the second port.

様々な実施形態において、第2制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In various embodiments, the second controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to a number of embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは一以上が、位相シフタの位相シフト設定に基づいて閉とされる。 In some embodiments, one or more of the first plurality of shunt switches are closed based on a phase shift setting of the phase shifter.

様々な実施形態において、第1ポートが無線周波数入力信号を受信し、第2ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In various embodiments, the first port receives a radio frequency input signal and the second port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

いくつかの実施形態において、第2ポートが無線周波数入力信号を受信し、第1ポートが、位相がシフトされた無線周波数出力信号を与える。 In some embodiments, the second port receives a radio frequency input signal and the first port provides a phase-shifted radio frequency output signal.

一定数の実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In a number of embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a number of points that are a fixed distance from each other.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In various embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。いくつかの実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches each have a different size. According to some embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

一定数の実施形態において、第1伝送線は、複数の蛇行セクションを含む。様々な実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 In a number of embodiments, the first transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to various embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

いくつかの実施形態において、第1制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In some embodiments, the first controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

いくつかの実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In some embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

所定の実施形態において、位相シフトの方法が与えられる。方法は、第1ポートにおいて無線周波数入力信号を受信することを含む。方法はさらに、第1制御可能反射負荷及び第2制御可能反射負荷を制御して、第2ポートにおける無線周波数出力信号の位相シフトを制御することを含み、第1制御可能反射負荷は、第1伝送線と、第1伝送線に沿って接続される第1複数のシャントスイッチとを含む。方法はさらに、一対の結合線の第1導電線と第2導電線との結合を与えることを含み、第1導電線は第1ポートと第1制御可能反射負荷との間に接続され、第2導電線は第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間に接続される。 In certain embodiments, a method of phase shifting is provided. The method includes receiving a radio frequency input signal at a first port. The method further includes controlling a first controllable reflective load and a second controllable reflective load to control a phase shift of a radio frequency output signal at a second port, the first controllable reflective load including a first transmission line and a first plurality of shunt switches connected along the first transmission line. The method further includes providing a coupling between a first conductive line and a second conductive line of a pair of coupled lines, the first conductive line being connected between the first port and the first controllable reflective load, and the second conductive line being connected between the second controllable reflective load and the second port.

いくつかの実施形態において、第2制御可能反射負荷はさらに、第1伝送線の第1側にある第1グランド導体と、第1伝送線の第2側にある第2グランド導体とを含む。いくつかの実施形態によれば、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装される。一対の電界効果トランジスタは、第1伝送線と第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、第1伝送線と第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む。 In some embodiments, the second controllable reflective load further includes a first ground conductor on a first side of the first transmission line and a second ground conductor on a second side of the first transmission line. According to some embodiments, the first plurality of shunt switches are each implemented as a pair of field effect transistors. The pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the first transmission line and the first ground conductor and a second field effect transistor connected between the first transmission line and the second ground conductor.

一定数の実施形態において、方法はさらに、位相シフタの位相シフト設定に基づいて第1複数のシャントスイッチの一以上を閉にすることを含む。 In a number of embodiments, the method further includes closing one or more of the first plurality of shunt switches based on a phase shift setting of the phase shifter.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから一定距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。 In various embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at multiple points that are a fixed distance from each other.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチは、互いから不均一距離にある複数のポイントにおいて第1伝送線に接続される。一定数の実施形態によれば、複数のポイントの隣接対間の距離は、第1伝送線の長さに沿って次第に減少する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches are connected to the first transmission line at a plurality of points that are non-uniform distances from one another. According to a number of embodiments, the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the first transmission line.

様々な実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが共通のサイズを有する。 In various embodiments, each of the first plurality of shunt switches has a common size.

いくつかの実施形態において、第1複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する。一定数の実施形態によれば、第1複数のシャントトランジスタのサイズは、第1伝送線の長さに沿って次第に増加する。 In some embodiments, the first plurality of shunt switches each have a different size. According to a number of embodiments, the size of the first plurality of shunt transistors increases progressively along the length of the first transmission line.

いくつかの実施形態において、伝送線は複数の蛇行セクションを含む。一定数の実施形態によれば、複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む。 In some embodiments, the transmission line includes a plurality of serpentine sections. According to a number of embodiments, at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop.

様々な実施形態において、第1制御可能反射負荷は、第2伝送線と、第2伝送線に沿って接続される第2複数のシャントスイッチとを含む。 In various embodiments, the first controllable reflective load includes a second transmission line and a second plurality of shunt switches connected along the second transmission line.

いくつかの実施形態において、位相シフタはさらに、一対の結合線を含むハイブリッド結合器を含む。 In some embodiments, the phase shifter further includes a hybrid coupler that includes a pair of coupled wires.

本開示の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。 Embodiments of the present disclosure are described below by way of non-limiting examples with reference to the accompanying drawings.

通信ネットワークの一例の模式的な図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a communications network. ビームフォーミングにより動作する通信システムの一実施形態の模式的な図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a communication system operating with beamforming. 送信ビームを与えるビームフォーミングの一実施形態の模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of beamforming to provide a transmit beam. 受信ビームを与えるビームフォーミングの一実施形態の模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of beamforming to provide receive beams. 一実施形態に係る位相シフタの模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a phase shifter according to an embodiment; 一実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a switched transmission line according to an embodiment. 他実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a switched transmission line according to another embodiment. 他実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a switched transmission line according to another embodiment. 他実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a switched transmission line according to another embodiment. 他実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a switched transmission line according to another embodiment. 他実施形態に係るスイッチ式伝送線の模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a switched transmission line according to another embodiment. 携帯デバイスの一実施形態の模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of a mobile device. 一実施形態に係るRFチャネルの模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an RF channel according to an embodiment. 他実施形態に係るRFチャネルの模式的な図である。FIG. 13 is a schematic diagram of an RF channel according to another embodiment. ビームフォーミングにより動作するモジュールの一実施形態の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a module that operates with beamforming. 図10Aのモジュールの、10B-10B線に沿った断面である。10B is a cross-section of the module of FIG. 10A taken along line 10B-10B.

所定の実施形態の以下の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な記載を提示する。しかしながら、ここに記載されるイノベーションは、例えば特許請求の範囲により画定かつカバーされる数多くの異なる態様で具体化することができる。本明細書において、同じ参照番号が同一の又は機能的に同様の要素を示す図面が参照される。理解されることだが、図面に示される要素は必ずしも縮尺どおりとは限らない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に示されるよりも多くの要素、及び/又は図面に示される要素の部分集合を含み得る。さらに、いくつかの実施形態は、2つ以上の図面からの特徴の任意の適切な組み合わせも含み得る。 The following detailed description of certain embodiments presents various descriptions of specific embodiments. However, the innovations described herein may be embodied in numerous different ways, as defined and covered by, for example, the claims. Reference is made herein to the drawings, in which like reference numbers indicate identical or functionally similar elements. It is understood that the elements depicted in the drawings are not necessarily drawn to scale. It is further understood that certain embodiments may include more elements than are shown in the drawings, and/or a subset of the elements depicted in the drawings. Additionally, some embodiments may include any suitable combination of features from two or more drawings.

国際電気通信連合(ITU)は、国連(UN)の専門機関であり、無線周波数帯の世界的な共用を含む情報通信技術に関する世界的な問題の責任を負っている。 The International Telecommunication Union (ITU) is a specialized agency of the United Nations (UN) responsible for global issues relating to information and communications technology, including the global sharing of radio spectrum.

第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は、無線工業会(ARIB)、電気通信技術委員会(TTC)、中国通信規格協会(CCSA)、電気通信業界ソリューション同盟(ATIS)、電気通信技術協会(TTA)、欧州電気通信規格協会(ETSI)、インド電気通信規格開発協会(TSDSI)のような、世界中の電気通信規格団体のグループ間での共同プロジェクトである。 The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is a collaborative project between a group of telecommunications standards organizations around the world, such as the Association of Radio Industries and Businesses (ARIB), Telecommunications Technology Committee (TTC), China Communications Standards Association (CCSA), Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS), Telecommunications Technology Association (TTA), European Telecommunications Standards Institute (ETSI), and Telecommunications Standards Development Institute of India (TSDSI).

3GPPは、ITUの範囲内で、例えば、第2世代(2G)技術(例えばGlobal System for Mobile Communications(GSM)(登録商標)及びEnhanced Data Rates for GSM Evolution(EDGE))、第3世代(3G)技術(例えばUniversal Mobile Telecommunications System(UMTS)及びHigh Speed Packet Access(HSPA))、第4世代(4G)技術(例えばロングタームエボリューション(LTE)及びLTEアドバンスト)を含む、様々な移動通信技術の技術仕様を開発及び維持する。 3GPP, within the ITU, develops and maintains technical specifications for various mobile communications technologies, including, for example, second generation (2G) technologies (e.g., Global System for Mobile Communications (GSM)® and Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE)), third generation (3G) technologies (e.g., Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) and High Speed Packet Access (HSPA)), and fourth generation (4G) technologies (e.g., Long Term Evolution (LTE) and LTE-Advanced).

3GPPにより管理される技術仕様は仕様リリースによって拡張及び改訂することができる。この仕様リリースは、多数年にわたってよく、かつ、幅の広い新たな機能及び進化を指定してよい。 Technical specifications maintained by 3GPP can be expanded and revised through specification releases, which may span multiple years and specify a wide range of new features and evolutions.

一例において、3GPPは、リリース10においてLTEのためのキャリアアグリゲーション(CA)を導入した。3GPPは、初期には2つのダウンリンクキャリアを導入したが、リリース14においては5つまでのダウンリンクキャリア及び3つまでのアップリンクキャリアを含むように拡張した。3GPPリリースにより与えられる新たな特徴及び進化の他例は、ライセンス・アシステッド・アクセス(LAA)、エンハンストLAA(eLAA)、狭帯域インターネットオブシングス(NB-IOT)、ビークル・ツー・エブリシング(V2X)、及びハイパワーユーザ機器(HPUE)を含むがこれらに限られない。 In one example, 3GPP introduced Carrier Aggregation (CA) for LTE in Release 10. 3GPP initially introduced two downlink carriers, but expanded it to include up to five downlink carriers and up to three uplink carriers in Release 14. Other examples of new features and advancements provided by 3GPP releases include, but are not limited to, Licensed Assisted Access (LAA), enhanced LAA (eLAA), Narrowband Internet of Things (NB-IOT), Vehicle-to-Everything (V2X), and High Power User Equipment (HPUE).

3GPPは、リリース15において第5世代(5G)技術のフェーズ1を導入し、リリース16において5G技術のフェーズ2を導入した。その後の3GPPリリースは、5G技術をさらに進化及び拡張させるであろう。5G技術はここでは、5Gニューラジオ(NR)とも称する。 3GPP introduced Phase 1 of fifth-generation (5G) technology in Release 15 and Phase 2 of 5G technology in Release 16. Subsequent 3GPP releases will further evolve and enhance 5G technology. 5G technology is also referred to herein as 5G New Radio (NR).

5GNRは、ミリメートル波スペクトルによる通信、ビームフォーミング能力、高スペクトル効率波形、低レイテンシ通信、多重ラジオヌメロロジー、及び/又は非直交多重アクセス(NOMA)のような様々な特徴をサポートし又はサポート予定である。かかるRF機能がネットワークに柔軟性を与えてユーザデータレートを向上させるにもかかわらず、かかる特徴をサポートするには一定数の技術的な課題がある。 5G NR supports or will support various features such as communication over millimeter wave spectrum, beamforming capabilities, high spectral efficiency waveforms, low latency communication, multiple radio numerology, and/or non-orthogonal multiple access (NOMA). Although such RF capabilities provide flexibility to the network and improve user data rates, there are a number of technical challenges to support such features.

ここでの教示は、LTEアドバンスト、LTEアドバンストプロ及び/又は5GNRのようなアドバンストセルラー技術を使用する通信システムを含むがこれらに限られない多種多様な通信システムに適用可能である。 The teachings herein are applicable to a wide variety of communication systems, including but not limited to communication systems that use advanced cellular technologies such as LTE-Advanced, LTE-Advanced Pro, and/or 5G NR.

図1は、通信ネットワーク10の一例の模式的な図である。通信ネットワーク10は、マクロセル基地局1、スモールセル基地局3、及びユーザ機器(UE)の様々な例を含む。ユーザ機器(UE)は、第1携帯デバイス2a、無線接続車両2b、ラップトップ2c、静止無線デバイス2d、無線接続列車2e、第2携帯デバイス2f、及び第3携帯デバイス2gを含む。 Figure 1 is a schematic diagram of an example of a communications network 10. The communications network 10 includes a macrocell base station 1, a small cell base station 3, and various examples of user equipment (UE). The user equipment (UE) includes a first portable device 2a, a wirelessly connected car 2b, a laptop 2c, a stationary wireless device 2d, a wirelessly connected train 2e, a second portable device 2f, and a third portable device 2g.

基地局及びユーザ機器の特定例が図1に示されるにもかかわらず、通信ネットワークは、多種多様なタイプ及び/又は数の基地局及びユーザ機器を含んでよい。 Although specific examples of base stations and user equipment are shown in FIG. 1, a communications network may include a wide variety of types and/or numbers of base stations and user equipment.

例えば、図示の例において、通信ネットワーク10はマクロセル基地局1及びスモールセル基地局3を含む。スモールセル基地局3は、マクロセル基地局1と比べて相対的に低い電力、短い距離、及び/又は少ない同時ユーザで動作し得る。スモールセル基地局3、フェムトセル、ピコセル又はマイクロセルと称してもよい。通信ネットワーク10が2つの基地局を含むように示されるにもかかわらず、通信ネットワーク10は、これよりも多い又は少ない基地局及び/又は他のタイプの基地局を含むように実装してよい。 For example, in the illustrated example, the communication network 10 includes a macrocell base station 1 and a small cell base station 3. The small cell base station 3 may operate at a relatively lower power, shorter distance, and/or fewer concurrent users compared to the macrocell base station 1. The small cell base station 3 may also be referred to as a femtocell, picocell, or microcell. Although the communication network 10 is shown to include two base stations, the communication network 10 may be implemented to include more or fewer base stations and/or other types of base stations.

ユーザ機器の様々な例が示されるにもかかわらず、ここでの教示は、携帯電話機、タブレット、ラップトップ、インターネットオブシングス(IoT)デバイス、ウェアラブル電子機器、加入者宅内機器(CPE)、無線接続車両、無線リレー、及び/又は多種多様な他の通信デバイスを含むがこれらに限られない多種多様なユーザ機器に適用可能である。さらに、ユーザ機器は、セルラーネットワークにおいて動作する現在利用可能な通信デバイスのみならず、ここに記載されかつ特許請求の範囲に請求される本発明のシステム、プロセス、方法及びデバイスに容易に実装可能な、その後開発される通信デバイスをも含む。 Although various examples of user equipment are shown, the teachings herein are applicable to a wide variety of user equipment, including, but not limited to, mobile phones, tablets, laptops, Internet of Things (IoT) devices, wearable electronics, customer premises equipment (CPE), wirelessly connected vehicles, wireless relays, and/or a wide variety of other communication devices. Furthermore, user equipment includes not only currently available communication devices that operate in cellular networks, but also subsequently developed communication devices that can be readily implemented in the systems, processes, methods and devices of the present invention described and claimed herein.

図1の例示の通信ネットワーク10は、例えば4GLTE及び5GNRを含む様々なセルラー技術を使用する通信をサポートする。所定の実装例において、通信ネットワーク10はさらに、WiFiのような無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を与えるように適合される。通信技術の様々な例が与えられてきたにもかかわらず、通信ネットワーク10は、多種多様な通信技術をサポートするように適合され得る。 The example communication network 10 of FIG. 1 supports communication using various cellular technologies, including, for example, 4G LTE and 5G NR. In certain implementations, the communication network 10 is further adapted to provide a wireless local area network (WLAN), such as WiFi. Although various examples of communication technologies have been provided, the communication network 10 may be adapted to support a wide variety of communication technologies.

通信ネットワーク10の様々な通信リンクが図1に描かれている。通信リンクは、例えば、周波数分割二重化(FDD)及び/又は時分割二重化(TDD)を使用することを含む多種多様な方法で二重化(デュプレクシング)することができる。FDDは、信号の送信及び受信に異なる周波数を使用するタイプの無線周波数通信である。FDDは、高いデータレート及び低いレイテンシのような一定数の利点を与えることができる。これとは対照的に、TDDは、信号の送信及び受信にほぼ同じ周波数を使用するタイプの無線周波数通信であり、送信通信と受信通信とが時間で切り替わる。TDDには、スペクトルの効率的な使用、及び送受信方向間のスループットの可変的割り当てのような一定数の利点を与えることができる。 Various communication links of the communication network 10 are depicted in FIG. 1. The communication links can be duplexed in a variety of different ways, including, for example, using frequency division duplexing (FDD) and/or time division duplexing (TDD). FDD is a type of radio frequency communication that uses different frequencies for transmitting and receiving signals. FDD can provide a number of advantages, such as high data rates and low latency. In contrast, TDD is a type of radio frequency communication that uses approximately the same frequency for transmitting and receiving signals, with transmit and receive communications alternating in time. TDD can provide a number of advantages, such as efficient use of spectrum and variable allocation of throughput between transmit and receive directions.

所定の実装例において、ユーザ機器は、4GLTE、5GNR及びWiFi技術の一以上を使用して基地局と通信することができる。所定の実装例において、エンハンスト・ライセンス・アシステッド・アクセス(eLAA)が、一以上のライセンスされた周波数キャリア(例えばライセンスされた4GLTE及び/又は5GNR周波数)を、一以上の未ライセンスキャリア(例えば未ライセンスWiFi周波数)と集約するべく使用される。 In certain implementations, user equipment may communicate with base stations using one or more of 4G LTE, 5G NR, and WiFi technologies. In certain implementations, enhanced licensed assisted access (eLAA) is used to aggregate one or more licensed frequency carriers (e.g., licensed 4G LTE and/or 5G NR frequencies) with one or more unlicensed carriers (e.g., unlicensed WiFi frequencies).

図1に示されるように、通信リンクは、UEと基地局との間の通信リンクのみならず、UE対UE通信及び基地局対基地局通信をも含む。例えば、通信ネットワーク10は、(例えばモバイルデバイス412gとモバイルデバイス412fとの間のような)自己フロントホール及び/又は自己バックホールをサポートするように実装することができる。 As shown in FIG. 1, the communication links include not only communication links between UEs and base stations, but also UE-to-UE and base station-to-base station communications. For example, communication network 10 may be implemented to support self-fronthaul and/or self-backhaul (e.g., between mobile device 412g and mobile device 412f).

通信リンクは、多種多様な周波数にわたって動作することができる。所定の実装例において、通信は、6ギガヘルツ(GHz)未満の一以上の周波数帯域にわたって及び/又は6GHz超過の一以上の周波数帯域にわたって、5GNR技術を使用してサポートされる。例えば、通信リンクは、周波数レンジ1(FR1)、周波数レンジ2(FR2)、又はこれらの組み合わせを与えることができる。一実施形態において、携帯デバイスの一以上が、HPUE電力クラス仕様をサポートする。 The communication link may operate over a wide variety of frequencies. In certain implementations, communications are supported over one or more frequency bands below 6 gigahertz (GHz) and/or over one or more frequency bands above 6 GHz using 5G NR technology. For example, the communication link may provide Frequency Range 1 (FR1), Frequency Range 2 (FR2), or a combination thereof. In one embodiment, one or more of the mobile devices support the HPUE power class specification.

所定の実装例において、基地局及び/又はユーザ機器はビームフォーミングを使用して通信する。例えば、ビームフォーミングは、高い信号周波数にわたる通信に関連付けられる高い損失のような、経路損失を克服するべく信号強度を収束させるべく使用することができる。所定の実施形態では、一以上の携帯電話機のようなユーザ機器は、30GHz~300GHzの範囲のミリメートル波周波数帯域において、及び/又は6GHz~30GHz、詳しくは24GHz~30GHzの範囲の上側センチメートル波周波数において、ビームフォーミングを使用して通信する。 In certain implementations, the base station and/or user equipment communicate using beamforming. For example, beamforming can be used to converge signal strength to overcome path losses, such as high losses associated with communication over high signal frequencies. In certain embodiments, one or more user equipment, such as mobile phones, communicate using beamforming in the millimeter wave frequency band ranging from 30 GHz to 300 GHz and/or in the upper centimeter wave frequencies ranging from 6 GHz to 30 GHz, particularly 24 GHz to 30 GHz.

通信ネットワーク10の異なるユーザが、利用可能な周波数スペクトルのような利用可能なネットワークリソースを、多種多様な態様で共有することができる。 Different users of the communication network 10 can share available network resources, such as the available frequency spectrum, in a wide variety of ways.

一例において、一周波数帯域を分割して多重周波数キャリアにするべく周波数分割多重接続(FDMA)が使用される。加えて、一以上のキャリアが特定の一ユーザに割り当てられる。FDMAの例は、シングルキャリアFDMA(SC-FDMA)及び直交FDMA(OFDMA)を含むがこれらに限られない。OFDMAは、利用可能な帯域幅を多数の相互に直交する狭帯域サブキャリアに分割するマルチキャリア技術であり、異なるユーザに別々に割り当てることができる。 In one example, Frequency Division Multiple Access (FDMA) is used to divide a frequency band into multiple frequency carriers, with one or more carriers assigned to a particular user. Examples of FDMA include, but are not limited to, Single Carrier FDMA (SC-FDMA) and Orthogonal FDMA (OFDMA). OFDMA is a multi-carrier technology that divides the available bandwidth into multiple mutually orthogonal narrowband subcarriers that can be assigned separately to different users.

共有アクセスの他の例は、周波数リソースを使用するべくユーザに特定のタイムスロットが割り当てられる時分割多重接続(TDMA)、各ユーザに固有の符号を割り当てることにより周波数リソースを異なるユーザ間で共有する符号分割多重接続(CDMA)、空間分割による共有アクセスを与えるべくビームフォーミングが使用される空間分割多重接続(SDMA)、多重アクセスを目的としてパワードメインが使用される非直交多重接続(NOMA)を含むが、これらに限られない。例えば、NOMAは、同じ周波数、時間及び/又は符号であるが異なる電力レベルにより多数のユーザにサービスを提供するべく使用され得る。 Other examples of shared access include, but are not limited to, Time Division Multiple Access (TDMA), where users are assigned specific time slots to use the frequency resources; Code Division Multiple Access (CDMA), where frequency resources are shared among different users by assigning each user a unique code; Spatial Division Multiple Access (SDMA), where beamforming is used to provide shared access through spatial division; and Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA), where power domains are used for multiple access purposes. For example, NOMA can be used to serve multiple users with the same frequency, time and/or code but different power levels.

エンハンストモバイルブロードバンド(eMBB)は、LTEネットワークのシステムキャパシティを増加させる技術を言及する。例えば、eMBBは、各ユーザに対して少なくとも10Gbpsのピークデータレートかつ最小100Mbpsの通信を言及してよい。超高信頼性低レイテンシ通信(uRLLC)は、例えば2ミリ秒未満の非常に低いレイテンシの通信のための技術を言及する。uRLLCは、自動運転及び/又は遠隔手術アプリケーション目的のようなミッションクリティカルな通信に使用することができる。大規模機械タイプ通信(mMTC)は、日常的な物体との無線接続に関連付けられる低コストかつ低データレートの通信、例えばインターネットオブシングス(IoT)アプリケーションに関連付けられる通信を言及する。 Enhanced Mobile Broadband (eMBB) refers to technologies that increase the system capacity of LTE networks. For example, eMBB may refer to communications with peak data rates of at least 10 Gbps and a minimum of 100 Mbps for each user. Ultra-reliable low latency communications (uRLLC) refers to technologies for very low latency communications, e.g., less than 2 milliseconds. uRLLC can be used for mission-critical communications, such as for autonomous driving and/or remote surgery applications. Massive Machine Type Communications (mMTC) refers to low-cost, low data rate communications associated with wireless connections to everyday objects, e.g., communications associated with Internet of Things (IoT) applications.

図1の通信ネットワーク10は、eMBB、uRLLC及び/又はmMTCを含むがこれらに限られない多種多様なアドバンスト通信機能をサポートするべく使用することができる。 The communications network 10 of FIG. 1 can be used to support a wide variety of advanced communications functions, including but not limited to eMBB, uRLLC, and/or mMTC.

図2Aは、ビームフォーミングにより動作する通信システム110の一実施形態の模式的な図である。通信システム110は、送受信器105、信号コンディショニング回路104a1、104a2……104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mn、及びアンテナアレイ102を含む。アンテナアレイ102は、アンテナ素子103a1、103a2…103an、103b1、103b2…103bn、103m1、103m2…103mnを含む。 2A is a schematic diagram of one embodiment of a communication system 110 operating with beamforming. The communication system 110 includes a transceiver 105, signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn, and an antenna array 102. The antenna array 102 includes antenna elements 103a1, 103a2...103an, 103b1, 103b2...103bn, 103m1, 103m2...103mn.

ミリメートル波キャリア、センチメートル波キャリア、及び/又は他の周波数キャリアを使用して通信する通信システムは、信号の送信及び/又は受信のためのビームフォーメーション及び指向性を与えるべくアンテナアレイ102のようなアンテナアレイを用いることができる。 Communication systems that communicate using millimeter wave carriers, centimeter wave carriers, and/or other frequency carriers can use antenna arrays such as antenna array 102 to provide beamforming and directionality for the transmission and/or reception of signals.

例えば、図示の実施形態において、通信システム110は、m×n個のアンテナ素子のアレイ102含み、これらの素子はそれぞれが、この実施形態では別個の信号コンディショニング回路に結合される。省略記号により示されるように、通信システム110は、任意の適切な数のアンテナ素子及び信号コンディショニング回路を実装することができる。 For example, in the illustrated embodiment, the communication system 110 includes an array 102 of m by n antenna elements, each of which is coupled to a separate signal conditioning circuit in this embodiment. As indicated by the ellipsis, the communication system 110 may implement any suitable number of antenna elements and signal conditioning circuits.

信号送信について、信号コンディショニング回路104a1、104a2…104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mnは、当該アンテナ素子から放射される信号が建設的及び破壊的な干渉を使用して結合し、アンテナアレイ102から離れる所与の方向に伝播する強い信号強度を有するビームのような品質を示す集約送信信号を生成するように、送信信号をアンテナアレイ102に与えることができる。 For signal transmission, the signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn can provide transmit signals to the antenna array 102 such that signals radiated from the antenna elements combine using constructive and destructive interference to produce an aggregate transmit signal that exhibits a beam-like quality having strong signal strength propagating in a given direction away from the antenna array 102.

信号受信の文脈では、信号コンディショニング回路104a1、104a2…104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mnは、受信信号を(例えば受信信号位相を別個に制御することによって)、当該信号が特定の方向からアンテナアレイ102に到達するときに多くの信号エネルギーが受信されるように処理する。したがって、通信システム110はまた、信号の受信のための指向性も与える。 In the context of signal reception, the signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn process the received signal (e.g., by separately controlling the received signal phase) so that more signal energy is received when the signal arrives at the antenna array 102 from a particular direction. Thus, the communication system 110 also provides directionality for the reception of signals.

送信ビーム又は受信ビームになる信号エネルギーの相対的濃度は、アレイのサイズを増加させることによって高めることができる。例えば、合焦されて送信ビームになる信号エネルギーが多くなると、その信号は、RF通信のための十分な信号レベルを与えている間に長い範囲を伝播することができる。例えば、合焦されて送信ビームになる信号エネルギーの比率が大きい信号は、高い実効等方放射電力(EIRP)を示し得る。 The relative concentration of signal energy that falls into the transmit or receive beam can be increased by increasing the size of the array. For example, with more signal energy focused into the transmit beam, the signal can propagate a longer range while still providing sufficient signal level for RF communications. For example, a signal with a large proportion of signal energy focused into the transmit beam may exhibit a high effective isotropic radiated power (EIRP).

図示の実施形態において、送受信器105は、信号コンディショニング回路104a1、104a2…104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mnに信号を送信し、当該信号コンディショニング回路から受信した信号を処理する。 In the illustrated embodiment, the transceiver 105 transmits signals to the signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn, and processes signals received from the signal conditioning circuits.

図2Aに示されるように、送受信器105は、信号コンディショニング回路104a1、104a2…104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mnのための制御信号を生成する。制御信号は、ビームフォーミングを制御するべく送信信号及び/又は受信信号の利得及び位相を制御することのような、様々な機能のために使用することができる。例えば、信号コンディショニング回路104a1、104a2…104an、104b1、104b2…104bn、104m1、104m2…104mnはそれぞれが、ここでの教示に従って実装される位相シフタを含み得る。 2A, the transceiver 105 generates control signals for the signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn. The control signals can be used for various functions, such as controlling the gain and phase of the transmit and/or receive signals to control beamforming. For example, the signal conditioning circuits 104a1, 104a2...104an, 104b1, 104b2...104bn, 104m1, 104m2...104mn can each include a phase shifter implemented in accordance with the teachings herein.

図2Bは、送信ビームを与えるビームフォーミングの一実施形態の模式的な図である。図2Bは、第1信号コンディショニング回路114a、第2信号コンディショニング回路114b、第1アンテナ素子113a、及び第2アンテナ素子113bを含む通信システムの一部分を示す。 Figure 2B is a schematic diagram of one embodiment of beamforming to provide a transmit beam. Figure 2B shows a portion of a communication system including a first signal conditioning circuit 114a, a second signal conditioning circuit 114b, a first antenna element 113a, and a second antenna element 113b.

2つのアンテナ素子及び2つの信号コンディショニング回路を含むように示されるにもかかわらず、通信システムは、付加的なアンテナ素子及び/又は信号コンディショニング回路を含んでよい。例えば、図2Bは、図2Aの通信システム110の一部分の一実施形態を示す。 Although shown as including two antenna elements and two signal conditioning circuits, the communication system may include additional antenna elements and/or signal conditioning circuits. For example, FIG. 2B illustrates one embodiment of a portion of the communication system 110 of FIG. 2A.

第1信号コンディショニング回路114aは、第1位相シフタ130a、第1電力増幅器131a、第1低雑音増幅器(LNA)132a、及び電力増幅器131a又はLNA132aの選択を制御するスイッチを含む。加えて、第2信号コンディショニング回路114bは、第2位相シフタ130b、第2電力増幅器131b、第2LNA132b、及び電力増幅器131b又はLNA132bの選択を制御するスイッチを含む。第1位相シフタ130a及び第2位相シフタ130bは、ここでの実施形態のいずれかに従って実装することができる。 The first signal conditioning circuit 114a includes a first phase shifter 130a, a first power amplifier 131a, a first low noise amplifier (LNA) 132a, and a switch that controls the selection of the power amplifier 131a or the LNA 132a. In addition, the second signal conditioning circuit 114b includes a second phase shifter 130b, a second power amplifier 131b, a second LNA 132b, and a switch that controls the selection of the power amplifier 131b or the LNA 132b. The first phase shifter 130a and the second phase shifter 130b can be implemented according to any of the embodiments herein.

信号コンディショニング回路の一実施形態が示されるにもかかわらず、信号コンディショニング回路の他の実装例も可能である。例えば、一例において、信号コンディショニング回路は、一以上の帯域フィルタ、デュプレクサ、ダイプレクサ、及び/又は他のコンポーネントを含む。 Although one embodiment of a signal conditioning circuit is shown, other implementations of the signal conditioning circuit are possible. For example, in one example, the signal conditioning circuit includes one or more bandpass filters, duplexers, diplexers, and/or other components.

図示の実施形態において、第1アンテナ素子113aと第2アンテナ素子113bとは距離dだけ離間される。加えて、図2Bには角度θの注釈が付けられている。この例において、θは、送信ビーム方向がアンテナアレイの平面に実質的に垂直である場合に約90°の値であり、送信ビーム方向がアンテナアレイの平面に実質的に平行である場合に約0°の値である。 In the illustrated embodiment, the first antenna element 113a and the second antenna element 113b are separated by a distance d. Additionally, FIG. 2B is annotated with an angle θ. In this example, θ has a value of approximately 90° when the transmit beam direction is substantially perpendicular to the plane of the antenna array, and a value of approximately 0° when the transmit beam direction is substantially parallel to the plane of the antenna array.

アンテナ素子113a、113bに与えられる送信信号の相対的な位相を制御することにより、所望の送信ビーム角度θを達成することができる。例えば、第1位相シフタ130aは0°の基準値を有し、第2位相シフタ130bは、約-2πf(d/ν)cosθラジアンの位相シフトを与えるように制御され得る。ここで、fは送信信号の基本周波数であり、dはアンテナ素子間の距離であり、νは放射波の速度であり、πは数学的定数パイである。 By controlling the relative phase of the transmit signals provided to the antenna elements 113a, 113b, a desired transmit beam angle θ can be achieved. For example, the first phase shifter 130a may have a reference value of 0° and the second phase shifter 130b may be controlled to provide a phase shift of approximately -2πf(d/ν) cos θ radians, where f is the fundamental frequency of the transmit signal, d is the distance between the antenna elements, ν is the speed of the radiated wave, and π is the mathematical constant pi.

所定の実装例において、距離dは約1/2λとなるように実装される。ここで、λは、送信信号の基本成分の波長である。かかる実装において、第2位相シフタ130bは、送信ビーム角度θを達成するべく約-πcosθラジアンの位相シフトを与えるように制御され得る。 In one implementation, the distance d is implemented to be approximately 1/2λ, where λ is the wavelength of the fundamental component of the transmit signal. In such an implementation, the second phase shifter 130b can be controlled to provide a phase shift of approximately -π cos θ radians to achieve the transmit beam angle θ.

したがって、位相シフタ130a、130bの相対位相は、送信ビームフォーミングを与えるように制御され得る。所定の実装例において、送受信器(例えば図2Aの送受信器105)は、ビームフォーミングを制御するべく一以上の位相シフタ位相値を制御する。 The relative phase of the phase shifters 130a, 130b can thus be controlled to provide transmit beamforming. In certain implementations, a transceiver (e.g., transceiver 105 of FIG. 2A) controls one or more phase shifter phase values to control beamforming.

図2Cは、受信ビームを与えるビームフォーミングの一実施形態の模式的な図である。図2Cは図2Bと同様であるが、図2Cが、送信ビームよりもむしろ受信ビームの文脈におけるビームフォーミングを示す点が異なる。 Figure 2C is a schematic diagram of one embodiment of beamforming to provide a receive beam. Figure 2C is similar to Figure 2B, except that Figure 2C illustrates beamforming in the context of a receive beam rather than a transmit beam.

図2Cに示されるように、第1位相シフタ130aと第2位相シフタ130bとの相対位相差は、所望の受信ビーム角度θを達成するべく-2πf(d/ν)cosθラジアンにほぼ等しくなるように選択することができる。距離dが約λ/2に対応する実装例において、位相差は、受信ビーム角度θを達成するべく-πcosθラジアンにほぼ等しくなるように選択することができる。 As shown in FIG. 2C, the relative phase difference between the first phase shifter 130a and the second phase shifter 130b can be selected to be approximately equal to -2πf(d/ν) cos θ radians to achieve a desired receive beam angle θ. In an implementation where the distance d corresponds to approximately λ/2, the phase difference can be selected to be approximately equal to -π cos θ radians to achieve a receive beam angle θ.

ビームフォーミングを与える位相値のための様々な式が与えられてきたにもかかわらず、アンテナアレイの実装、信号コンディショニング回路の実装、及び/又は無線環境に基づいて選択される位相値のような、他の位相選択値も可能である。 Although various formulas have been given for phase values that provide beamforming, other phase selection values are possible, such as phase values selected based on the antenna array implementation, the signal conditioning circuit implementation, and/or the radio environment.

スイッチ式伝送線負荷を備えた位相シフタ Phase shifter with switched transmission line load

位相シフタが、無線周波数(RF)システムにおいて制御可能位相調整をRF信号に与えるべく使用される。 Phase shifters are used in radio frequency (RF) systems to provide controllable phase adjustment to RF signals.

スイッチ式伝送線負荷を備えた位相シフタがここに与えられる。所定の実施形態において、位相シフタは、第1ポート、第1制御可能反射負荷、第2ポート、第2制御可能反射負荷、及び互いに電磁的に結合される一対の結合線を含む。一対の結合線は、第1ポートと第1制御可能反射負荷との間の第1導電線と、第2制御可能反射負荷と第2ポートとの間の第2導電線とを含む。第1制御可能反射負荷又は第2制御可能反射負荷の少なくとも一方がスイッチ式伝送線負荷を含む。 A phase shifter with a switched transmission line load is provided herein. In certain embodiments, the phase shifter includes a first port, a first controllable reflective load, a second port, a second controllable reflective load, and a pair of coupled wires electromagnetically coupled to each other. The pair of coupled wires includes a first conductive line between the first port and the first controllable reflective load, and a second conductive line between the second controllable reflective load and the second port. At least one of the first controllable reflective load or the second controllable reflective load includes a switched transmission line load.

この態様において位相シフタを実装することにより、高周波数性能(例えば24GHz~30GHzの範囲にあるFR2での動作)が有効になる。さらに、位相シフタの位相設定の範囲にわたり、良好な反射損失を達成することができ、及び/又は反射損失を相対的に一定にすることができる。さらに、位相シフタの群遅延は、周波数によるばらつきがほとんどなく、それゆえ、広帯域信号を歪ませることがない。 Implementing the phase shifter in this manner enables high frequency performance (e.g., operation at FR2 in the range of 24 GHz to 30 GHz). Furthermore, good return loss can be achieved and/or the return loss can be relatively constant over the range of phase settings of the phase shifter. Furthermore, the group delay of the phase shifter has little variation with frequency and therefore does not distort the wideband signal.

第1制御可能反射負荷及び第2制御可能反射負荷は、位相シフタの、選択された位相設定に基づいて制御される。所定の実装例において、各制御可能反射負荷が、スイッチ式伝送線負荷を使用して実装される。かかるスイッチ式伝送線負荷は、伝送線と、当該伝送線とグランドのような基準電圧との間に接続されるシャントスイッチ(例えば電界効果トランジスタすなわちFET)とを含み得る。オンにされるスイッチの組み合わせを選択することにより、伝送線の実効電気長さを制御することができる。実効電気長さが変化すると、位相シフタによる位相シフトの量も変化する。 The first and second controllable reflective loads are controlled based on the selected phase settings of the phase shifter. In certain implementations, each controllable reflective load is implemented using a switched transmission line load. Such a switched transmission line load may include a transmission line and a shunt switch (e.g., a field effect transistor or FET) connected between the transmission line and a reference voltage such as ground. By selecting the combination of switches that are turned on, the effective electrical length of the transmission line can be controlled. As the effective electrical length changes, the amount of phase shift through the phase shifter also changes.

偶モードインピーダンス、奇モードインピーダンス、及び一対の結合線の長さを、所望の性能特性を達成するべく設計中に調整することができる。所定の実装例において、一対の結合線は、3dB九十度90°結合器(ここではハイブリッド結合器とも称される)のような結合器として実装される。ハイブリッド結合器は、所望の性能を達成するべく制御可能反射負荷との組み合わせで動作する。 The even-mode impedance, odd-mode impedance, and length of the pair of coupled lines can be adjusted during design to achieve desired performance characteristics. In one implementation, the pair of coupled lines is implemented as a coupler, such as a 3 dB 90° coupler (also referred to herein as a hybrid coupler). The hybrid coupler works in combination with a controllable reflective load to achieve the desired performance.

ここでの位相シフタは、ビームフォーミングアプリケーション用のRF信号コンディショナル回路において位相シフトを与えることを含むがこれに限られない多種多様なアプリケーションにおいて使用することができる。 The phase shifters herein can be used in a wide variety of applications, including but not limited to providing phase shifts in RF signal conditioning circuits for beamforming applications.

ここでの所定の実装例において、位相シフタは、例えば24.25GHz~52.6GHzのような5Gの周波数レンジ2(FR2)にあるRF信号に位相シフトを与えるべく構成される。しかしながら、ここでの位相シフタは、他のRF信号周波数も扱うことができる。 In the particular implementation example herein, the phase shifter is configured to impart a phase shift to an RF signal in 5G Frequency Range 2 (FR2), such as 24.25 GHz to 52.6 GHz. However, the phase shifter herein can handle other RF signal frequencies as well.

図3は、一実施形態に係る位相シフタ210の模式的な図である。位相シフタ210は、一対の結合線200(この実施形態においてはハイブリッド結合器に対応)、第1制御可能反射負荷201(ここでは可変反射負荷とも称する)、第2制御可能反射負荷202、入力ポートIN、及び出力ポートOUTを含む。結合線200は、互いに電磁的に結合される第1導電線203及び第2導電線204を含む。 3 is a schematic diagram of a phase shifter 210 according to one embodiment. The phase shifter 210 includes a pair of coupled wires 200 (corresponding to a hybrid coupler in this embodiment), a first controllable reflective load 201 (also referred to herein as a variable reflective load), a second controllable reflective load 202, an input port IN, and an output port OUT. The coupled wires 200 include a first conductive wire 203 and a second conductive wire 204 that are electromagnetically coupled to each other.

図示の実施形態において、第1導電線203の第1端207aが入力ポートINに接続され、第1導電線203の第2端207bが第1制御可能反射負荷201に接続される。加えて、第2導電線204の第1端208aがi第2制御可能反射負荷202に接続され、第2導電線204の第2端208bが出力ポートOUTに接続される。第1導電線203の第1端207aと第2導電線204の第1端208aとが結合線200の第1側に存在する一方、第1導電線203の第2端207bと第2導電線204の第2端208bとが結合線200の第2側又は反対側に存在する。 In the illustrated embodiment, the first end 207a of the first conductive line 203 is connected to the input port IN, and the second end 207b of the first conductive line 203 is connected to the first controllable reflective load 201. In addition, the first end 208a of the second conductive line 204 is connected to the second controllable reflective load 202, and the second end 208b of the second conductive line 204 is connected to the output port OUT. The first end 207a of the first conductive line 203 and the first end 208a of the second conductive line 204 are on a first side of the coupled line 200, while the second end 207b of the first conductive line 203 and the second end 208b of the second conductive line 204 are on a second or opposite side of the coupled line 200.

この実施形態では、一対の結合線200がハイブリッド結合器として実装される。加えて、第1端207aが結合器の入力端子(IN)に対応し、第2端207bが結合器のスルー端子(0°)に対応し、第1端208aが結合器のアイソレーション端子(ISO)に対応し、第2端208bが結合器の結合端子(90°)に対応する。 In this embodiment, the pair of coupled wires 200 is implemented as a hybrid coupler. In addition, the first end 207a corresponds to the input terminal (IN) of the coupler, the second end 207b corresponds to the through terminal (0°) of the coupler, the first end 208a corresponds to the isolation terminal (ISO) of the coupler, and the second end 208b corresponds to the coupling terminal (90°) of the coupler.

第1制御可能反射負荷201又は第2制御可能反射負荷202の少なくとも一方が、ここでの教示に係るスイッチ式伝送線を使用して実装される。 At least one of the first controllable reflective load 201 or the second controllable reflective load 202 is implemented using a switched transmission line according to the teachings herein.

この態様において位相シフタ210を実装することにより、複数の位相設定にわたって高い周波数性能、良好な反射損失、及び/又は一定の反射損失を達成することができる。さらに、位相シフタ210の群遅延は、周波数によるばらつきがほとんどなく、それゆえ、広帯域信号を歪ませることがない。 By implementing phase shifter 210 in this manner, high frequency performance, good return loss, and/or constant return loss can be achieved across multiple phase settings. Furthermore, the group delay of phase shifter 210 has little variation with frequency and therefore does not distort wideband signals.

所定の実装例において、第1制御可能反射負荷201及び第2制御可能反射負荷202は、位相シフタ210の選択された位相設定に基づいて制御されるので、これらの反射負荷の伝送線の電気的な長さが変化する。例えば、第1制御可能反射負荷201及び第2制御可能反射負荷202はそれぞれが、共通制御信号により制御されるスイッチ式伝送線として実装され得る。 In a given implementation, the first controllable reflective load 201 and the second controllable reflective load 202 are controlled based on the selected phase setting of the phase shifter 210, so that the electrical lengths of the transmission lines of these reflective loads change. For example, the first controllable reflective load 201 and the second controllable reflective load 202 may each be implemented as a switched transmission line controlled by a common control signal.

偶モードインピーダンス、奇モードインピーダンス、及び結合線200の長さは、所望の性能特性を達成するべく設計中に調整することができる。結合線200は、所望の性能を達成するべく制御可能反射負荷201/202との組み合わせで動作する。 The even mode impedance, odd mode impedance, and length of the coupled wire 200 can be adjusted during design to achieve desired performance characteristics. The coupled wire 200 works in combination with the controllable reflective load 201/202 to achieve the desired performance.

図4Aは、一実施形態に係るスイッチ式伝送線230の模式的な図である。スイッチ式伝送線230は、伝送線221と、伝送線221へのRF入力RFINと、シャントスイッチ222a、222b、222c、…222nと、制御回路223とを含む。すなわち、n個のシャントスイッチが含まれる。ここで、nは2以上の整数であり、4以上であることが好ましい。 4A is a schematic diagram of a switched transmission line 230 according to one embodiment. The switched transmission line 230 includes a transmission line 221, an RF input RF IN to the transmission line 221, shunt switches 222a, 222b, 222c, ... 222n, and a control circuit 223. That is, n shunt switches are included, where n is an integer equal to or greater than 2, and is preferably equal to or greater than 4.

図4Aのスイッチ式伝送線230は、ここでの教示に従って実装される一実施形態の制御可能反射負荷を示す。 The switched transmission line 230 in FIG. 4A illustrates one embodiment of a controllable reflective load implemented in accordance with the teachings herein.

図示の実施形態において、制御回路223は、選択された位相シフト設定φに基づいてシャントスイッチ222a、222b、222c、…222nを開又は閉にする。シャントスイッチ222a、222b、222c、…222nは、伝送線221に沿った異なる位置に接続される。シャントスイッチ222a、222b、222c、…222nは、伝送線221をグランドに選択的に接続する。 In the illustrated embodiment, the control circuit 223 opens or closes the shunt switches 222a, 222b, 222c, ... 222n based on the selected phase shift setting φ. The shunt switches 222a, 222b, 222c, ... 222n are connected at different locations along the transmission line 221. The shunt switches 222a, 222b, 222c, ... 222n selectively connect the transmission line 221 to ground.

シャントスイッチ222a、222b、222c、…222nのいずれがオンにされるか及びいずれがオフにされるかを変更することにより、伝送線221の電気的な長さが変化する。これは、その後、スイッチ式伝送線230が組み入れられる反射タイプの位相シフタの全体的な位相シフトに影響を与える。 By changing which of the shunt switches 222a, 222b, 222c, ... 222n are turned on and which are turned off, the electrical length of the transmission line 221 is changed. This then affects the overall phase shift of the reflective type phase shifter in which the switched transmission line 230 is incorporated.

所定の実装例において、制御回路223は、すべてのスイッチ(又は少なくとも、RFINに最も近いシャントスイッチ222a)をオンにして伝送線221の最短の電気的な長さを与える。すべてのシャントスイッチが閉である状態から開始する場合、当該シャントスイッチを、RFINに最も近いスイッチ222aから始めて逐次的に開(オフ)にすることによって、次第に長くなる電気的な長さを与えることができる。 In certain implementations, the control circuit 223 turns on all of the switches (or at least the shunt switch 222a closest to RF IN ) to provide the shortest electrical length of the transmission line 221. If all of the shunt switches start with a closed state, the shunt switches can be sequentially opened (off) starting with the switch 222a closest to RF IN to provide progressively longer electrical lengths.

図4Bは、他実施形態に係るスイッチ式伝送線230’の模式的な図である。 Figure 4B is a schematic diagram of a switched transmission line 230' according to another embodiment.

図4Bのスイッチ式伝送線230’は図4Aのスイッチ式伝送線230と同様であるが、図4Bのスイッチ式伝送線230’は、温度計デコーダ224を含む制御回路223’を含む点が異なる。 The switched transmission line 230' of FIG. 4B is similar to the switched transmission line 230 of FIG. 4A, except that the switched transmission line 230' of FIG. 4B includes a control circuit 223' that includes a thermometer decoder 224.

ここでの所定の実施形態において、スイッチ式伝送線は、温度計デコーディングを使用して制御されるシャントスイッチを含む。 In certain embodiments herein, the switched transmission line includes a shunt switch that is controlled using thermometer decoding.

図5Aは、他実施形態に係るスイッチ式伝送線240の模式的な図である。スイッチ式伝送線240は、伝送線231、第1グランド導体233a、第2グランド導体233b、及び複数対のFETスイッチ232a1/232a2、232b1/232b2、232c1/232c2、…232n1/232n2を含む。すなわち、n対のシャントスイッチが含まれる。ここで、nは2以上の整数であり、4以上であることが好ましい。 FIG. 5A is a schematic diagram of a switch-type transmission line 240 according to another embodiment. The switch-type transmission line 240 includes a transmission line 231, a first ground conductor 233a, a second ground conductor 233b, and multiple pairs of FET switches 232a1/232a2, 232b1/232b2, 232c1/232c2, ... 232n1/232n2. That is, n pairs of shunt switches are included. Here, n is an integer equal to or greater than 2, and is preferably equal to or greater than 4.

図4Aのスイッチ式伝送線230を比較すると、図5Aのスイッチ式伝送線240は、一対のFETスイッチを使用して各シャントスイッチを実装する。付加的に、各対のFETスイッチは、伝送線231と第1グランド導体233aとの間に接続される一つのFETスイッチ(例えばFETスイッチ232a1)と、伝送線231と第2グランド導体233bとの間に接続される他のFETスイッチ(例えばFETスイッチ232a2)とを含む。所定の実装例において、各対のFETスイッチは、対応する制御信号(例えば図4Aの制御回路223のような制御回路によって各対に対して一つ生成されるn個の制御信号)によって共通に制御される。 Compared to the switched transmission line 230 of FIG. 4A, the switched transmission line 240 of FIG. 5A implements each shunt switch using a pair of FET switches. Additionally, each pair of FET switches includes one FET switch (e.g., FET switch 232a1) connected between the transmission line 231 and the first ground conductor 233a, and another FET switch (e.g., FET switch 232a2) connected between the transmission line 231 and the second ground conductor 233b. In a given implementation, the FET switches of each pair are commonly controlled by a corresponding control signal (e.g., n control signals generated by a control circuit such as the control circuit 223 of FIG. 4A, one for each pair).

描かれる態様のFETを使用してシャントスイッチを実装することにより、向上した性能(特に高周波数において)が達成される。 By implementing a shunt switch using a FET in the manner depicted, improved performance is achieved, especially at high frequencies.

図5Bは、他実施形態に係るスイッチ式伝送線250の模式的な図である。スイッチ式伝送線250は、伝送線231、第1グランド導体233a、第2グランド導体233b、及び複数対のFETスイッチ242a1/242a2、242b1/242b2、242c1/242c2、…242n1/242n2を含む。 FIG. 5B is a schematic diagram of a switch-type transmission line 250 according to another embodiment. The switch-type transmission line 250 includes a transmission line 231, a first ground conductor 233a, a second ground conductor 233b, and multiple pairs of FET switches 242a1/242a2, 242b1/242b2, 242c1/242c2, ... 242n1/242n2.

図5Bのスイッチ式伝送線250は図5Aのスイッチ式伝送線240と同様であるが、図5Bのスイッチ式伝送線250は、相互に異なるサイズ(すなわちオン状態抵抗及びオフ状態キャパシタンスが変化する)及び異なる距離又は分離を有する複数のシャントスイッチを含む点が異なる。 The switched transmission line 250 of FIG. 5B is similar to the switched transmission line 240 of FIG. 5A, except that the switched transmission line 250 of FIG. 5B includes multiple shunt switches having different sizes (i.e., varying on-state resistances and off-state capacitances) and different distances or separations from one another.

この態様のスイッチ式伝送線250を実装することにより、一定数の利点が得られる。 Implementing a switched transmission line 250 in this manner provides a number of advantages.

例えば、シャントスイッチのオン状態抵抗(Ron)は、複数のスイッチ状態(複数の位相シフト設定に対応)にわたって実質的に一定の反射係数(|Γ|)を維持するべく、個々に選択することができる。所定の実装例において、位相シフトが増加するにつれてRonが減少するので、伝送線のRF入力に近いスイッチは、RF入力から遠いスイッチ(オン状態抵抗が高い)よりも小さくなる。 For example, the on-state resistance (Ron) of the shunt switches can be individually selected to maintain a substantially constant reflection coefficient (|Γ L |) across multiple switch states (corresponding to multiple phase shift settings). In a given implementation, Ron decreases as the phase shift increases, so that switches closer to the RF input of the transmission line have a smaller on-state resistance than switches further from the RF input (which have a higher on-state resistance).

他例において、スイッチ間の伝送線231の長さ(d、d、…d)は、隣接位相設定間の位相ステップの量を制御するように制御される。 In another example, the length (d 1 , d 2 , . . . d n ) of the transmission line 231 between the switches is controlled to control the amount of phase step between adjacent phase settings.

スイッチ間距離を適切に選択することによって、例えば、27GHzの中心周波数において11.25度の位相ステップを達成することができる。 By appropriately selecting the switch distance, for example, a phase step of 11.25 degrees can be achieved at a center frequency of 27 GHz.

スイッチ式伝送線250を実装するとき、オフ状態キャパシタンス(Coff)は、伝送線231の特性インピーダンス及び伝搬定数への影響の点で考慮される。例えば、スイッチ及び伝送線は、同時にかつ反復的に設計することができる。 When implementing the switched transmission line 250, the off-state capacitance (Coff) is considered in terms of its effect on the characteristic impedance and propagation constant of the transmission line 231. For example, the switch and the transmission line can be designed simultaneously and iteratively.

図6は、他実施形態に係るスイッチ式伝送線260の模式的な図である。スイッチ式伝送線260は、伝送線251と、伝送線251へのRF入力RFINと、シャントスイッチ222a、222b、222c、…222nと、制御回路223とを含む。 6 is a schematic diagram of another embodiment of a switched transmission line 260. The switched transmission line 260 includes a transmission line 251, an RF input RF IN to the transmission line 251, shunt switches 222a, 222b, 222c, . . . 222n, and a control circuit 223.

図6のスイッチ式伝送線260は図4Aのスイッチ式伝送線230と同様であるが、図6に示される伝送線251は、コンパクトなレイアウトを維持しながら所望の位相及び/又は振幅応答を達成するべく蛇行するセクション255a、255b、…255nを含む点が異なる。 The switched transmission line 260 of FIG. 6 is similar to the switched transmission line 230 of FIG. 4A, except that the transmission line 251 shown in FIG. 6 includes serpentine sections 255a, 255b, ... 255n to achieve a desired phase and/or amplitude response while maintaining a compact layout.

伝送線の蛇行はまた、一対のグランド線に結合される複数対のFETスイッチを使用する構成にも適用可能である。例えば、図5A及び図5Bの実施形態の伝送線231は、ここでの教示に従って蛇行してよい。 Snakes in transmission lines are also applicable to configurations using pairs of FET switches coupled to a pair of ground lines. For example, the transmission line 231 in the embodiment of Figures 5A and 5B may be snaked in accordance with the teachings herein.

図7は、他実施形態に係るスイッチ式伝送線310の模式的な図である。スイッチ式伝送線310は、伝送線301、第1グランド導体302a、第2グランド導体302b、第1対のスイッチ304a~304b、及び第2対のスイッチ305a~305bを含む。省略記号によって示されるように、付加的な対のスイッチが含まれてよい。 Figure 7 is a schematic diagram of a switched transmission line 310 according to another embodiment. The switched transmission line 310 includes a transmission line 301, a first ground conductor 302a, a second ground conductor 302b, a first pair of switches 304a-304b, and a second pair of switches 305a-305b. Additional pairs of switches may be included, as indicated by the ellipsis.

図7の例において、伝送線301は、小さなループで蛇行する第1セクション305aと、ループなしで蛇行する第2セクション305bとを含む。図7の実施形態は、コンパクトなレイアウトを維持しながら所望の位相及び/又は振幅応答を達成する他例の蛇行も描く。 In the example of FIG. 7, the transmission line 301 includes a first section 305a that meanders with a small loop and a second section 305b that meanders without a loop. The embodiment of FIG. 7 also illustrates other example meanders that achieve a desired phase and/or amplitude response while maintaining a compact layout.

ここでの教示に従って実装される反射タイプ位相シフタを使用して、多種多様な性能結果を達成することができる。 A wide variety of performance results can be achieved using reflective type phase shifters implemented in accordance with the teachings herein.

以下の表1は、図5Bの一実装例に係るスイッチ式伝送線負荷を使用する位相シフタの結果の一例を示す。
Table 1 below shows an example of the results of a phase shifter using switched transmission line loads according to one implementation of FIG. 5B.

図8は、携帯デバイス800の一実施形態の模式的な図である。携帯デバイス800は、ベース帯域システム801、送受信器802、フロントエンドシステム803、アンテナ804、電力管理システム805、メモリ806、ユーザインタフェイス807、及び電池808を含む。 Figure 8 is a schematic diagram of one embodiment of a mobile device 800. The mobile device 800 includes a baseband system 801, a transceiver 802, a front-end system 803, an antenna 804, a power management system 805, a memory 806, a user interface 807, and a battery 808.

携帯デバイス800は、2G、3G、4G(LTE、LTEアドバンスト、及びLTEアドバンストプロ)、5GNR、WLAN(例えばWi-Fi)、WPAN(例えばBluetooth(登録商標)及びZigBee(登録商標))、WMAN(例えばWiMax)、及び/又はGPS技術を含むがこれらに限られない多種多様な通信技術を使用して通信するように使用することができる。 The mobile device 800 can be used to communicate using a wide variety of communication technologies, including but not limited to 2G, 3G, 4G (LTE, LTE Advanced, and LTE Advanced Pro), 5G NR, WLAN (e.g., Wi-Fi), WPAN (e.g., Bluetooth® and ZigBee®), WMAN (e.g., WiMax), and/or GPS technologies.

送受信器802は、送信のためのRF信号を生成し、アンテナ804から受信した入来RF信号を処理する。理解されることだが、RF信号の送信及び受信に関連付けられる様々な機能は、図8においてまとめて送受信器802として代表される一以上のコンポーネントによって達成することができる。一例において、所定タイプのRF信号を取り扱うべく別個のコンポーネント(例えば別個の回路又はダイ)を設けてもよい。 The transceiver 802 generates RF signals for transmission and processes incoming RF signals received from the antenna 804. It will be appreciated that various functions associated with transmitting and receiving RF signals may be accomplished by one or more components collectively represented in FIG. 8 as the transceiver 802. In one example, separate components (e.g., separate circuits or dies) may be provided to handle certain types of RF signals.

フロントエンドシステム803は、アンテナ804に送信し及び/又はアンテナ804から受信する信号のコンディショニングを補助する。図示の実施形態において、フロントエンドシステム803は、電力増幅器(PA)811、低雑音増幅器(LNA)812、フィルタ813、スイッチ814、及びデュプレクサ815を含む。 The front-end system 803 assists in conditioning signals transmitted to and/or received from the antenna 804. In the illustrated embodiment, the front-end system 803 includes a power amplifier (PA) 811, a low noise amplifier (LNA) 812, a filter 813, a switch 814, and a duplexer 815.

位相シフタ810は、ここでの実施形態のいずれかに従って実装することができる。しかしながら、ここに開示される位相シフタは、他の構成の電子システムにおいて使用することもできる。 The phase shifter 810 may be implemented according to any of the embodiments herein. However, the phase shifters disclosed herein may also be used in electronic systems of other configurations.

フロントエンドシステム803は、送信信号の増幅、受信信号の増幅、信号のフィルタリング、異なる帯域間のスイッチング、異なる電力モード間のスイッチング、送信モード及び受信モード間のスイッチング、信号のデュプレクシング、信号のマルチプレクシング(例えばダイプレクシング又はトライプレクシング)、又はこれらの何らかの組み合わせを含むがこれらに限られない一定数の機能を与えることができる。 The front-end system 803 may provide a number of functions, including, but not limited to, amplification of transmit signals, amplification of receive signals, filtering of signals, switching between different bands, switching between different power modes, switching between transmit and receive modes, duplexing of signals, multiplexing of signals (e.g., diplexing or triplexing), or any combination thereof.

携帯デバイス800は、ビームフォーミングとともに動作する。例えば、フロントエンドシステム803は、送受信器802により可変位相制御される位相シフタ810を含む。所定の実装例において、送受信器802は、プロセッサ801から受信したデータに基づいて位相シフタ810の位相を制御する。 The mobile device 800 operates with beamforming. For example, the front-end system 803 includes a phase shifter 810 that is variably phase controlled by the transceiver 802. In certain implementations, the transceiver 802 controls the phase of the phase shifter 810 based on data received from the processor 801.

位相シフタ810は、アンテナ804を使用した信号の送信及び/又は受信のためのビームのフォーミング及び指向性を与えるように制御される。例えば、信号送信の文脈において、送信のために使用されるアンテナアレイに与えられる送信信号の位相が、放射される信号が建設的及び破壊的な干渉を使用して結合されるように制御され、所与の方向に伝播する強い信号強度を有するビームのような品質を示す集約送信信号が生成される。信号受信の文脈において、位相は、信号が特定の方向からアンテナアレイに到達するときに多くの信号エネルギーが受信されるように制御される。 The phase shifter 810 is controlled to provide beam forming and directivity for the transmission and/or reception of signals using the antenna 804. For example, in the context of signal transmission, the phase of the transmit signals provided to the antenna array used for transmission is controlled such that the radiated signals combine using constructive and destructive interference to produce an aggregate transmit signal that exhibits a beam-like quality having strong signal strength propagating in a given direction. In the context of signal reception, the phase is controlled such that more signal energy is received when the signal arrives at the antenna array from a particular direction.

所定の実装例において、携帯デバイス800は、キャリアアグリゲーションをサポートするので、ピークデータレートを増加させる柔軟性が得られる。キャリアアグリゲーションは、周波数分割デュプレクシング(FDD)及び時間分割デュプレクシング(TDD)の双方に使用することができるので、複数のキャリア又はチャネルを集約(アグリゲーション)するべく使用してよい。キャリアアグリゲーションは、同じ動作周波数帯域内に連続キャリアが集約される隣接集約を含む。キャリアアグリゲーションは不連続でもよく、共通帯域内又は異なる帯域内で周波数が分離したキャリアを含んでもよい。 In certain implementations, the mobile device 800 supports carrier aggregation, providing flexibility to increase peak data rates. Carrier aggregation can be used for both frequency division duplexing (FDD) and time division duplexing (TDD), and may be used to aggregate multiple carriers or channels. Carrier aggregation includes contiguous aggregation, where contiguous carriers are aggregated within the same operating frequency band. Carrier aggregation may be non-contiguous and include frequency separated carriers within a common band or different bands.

アンテナ804は、多種多様なタイプの通信のために使用されるアンテナを含み得る。例えば、アンテナ804は、多種多様な周波数及び通信規格に関連付けられる信号の送信及び/又は受信のためのアンテナを含み得る。 Antenna 804 may include antennas used for a wide variety of types of communications. For example, antenna 804 may include antennas for transmitting and/or receiving signals associated with a wide variety of frequencies and communication standards.

所定の実装例において、アンテナ804は、MIMO通信及び/又はスイッチ式ダイバーシティ通信をサポートする。例えば、MIMO通信は、単数の無線周波数チャネルを経由して多重データストリームを通信する多重アンテナを使用する。MIMO通信は、無線環境の空間的多重化(マルチプレクシング)に起因して高信号対雑音比、改善されたコーディング、及び/又は信号干渉低減からの利益を受ける。スイッチ式ダイバーシティとは、特定の時刻に動作する特定のアンテナが選択される通信を言及する。例えば、観測ビット誤り率及び/又は信号強度指標のような様々な係数に基づいて一群のアンテナから特定のアンテナを選択するようにスイッチを使用することができる。 In certain implementations, antennas 804 support MIMO and/or switched diversity communications. For example, MIMO communications uses multiple antennas to communicate multiple data streams over a single radio frequency channel. MIMO communications benefit from high signal-to-noise ratios, improved coding, and/or reduced signal interference due to spatial multiplexing of the wireless environment. Switched diversity refers to communications in which a particular antenna is selected to operate at a particular time. For example, a switch can be used to select a particular antenna from a group of antennas based on various factors such as an observed bit error rate and/or a signal strength indicator.

所定の実装例において、アンテナ804は、ビームフォーミングを強化するべく一以上のアレイのアンテナ素子を含む。 In certain implementations, antenna 804 includes one or more arrays of antenna elements to enhance beamforming.

ベース帯域システム801は、処理of音声及びデータのような様々なユーザ入出力(I/O)の処理を容易にするユーザインタフェイス807に結合される。ベース帯域システム801は、送受信器802に送信信号のデジタル表現を与え、これを送受信器802が処理して送信用のRF信号が生成される。ベース帯域システム801はまた、送受信器802により与えられる受信信号のデジタル表現も処理する。図8に示されるように、携帯デバイス800の動作を容易にするべくベース帯域システム801がメモリ806に結合される。 The baseband system 801 is coupled to a user interface 807 that facilitates various user input/output (I/O) such as processing of voice and data. The baseband system 801 provides a digital representation of a transmit signal to the transceiver 802, which processes the digital representation to generate an RF signal for transmission. The baseband system 801 also processes a digital representation of a receive signal provided by the transceiver 802. As shown in FIG. 8, the baseband system 801 is coupled to a memory 806 to facilitate operation of the mobile device 800.

メモリ806は、携帯デバイス800の動作を容易にし及び/又はユーザ情報の格納を与えるべく、データ及び/又は命令の格納のような多種多様な目的のために使用することができる。 Memory 806 can be used for a wide variety of purposes, such as storing data and/or instructions to facilitate operation of mobile device 800 and/or provide storage of user information.

電力管理システム805は、携帯デバイス800の一定数の電力管理機能を与える。所定の実装例において、電力管理システム805は、複数の電力増幅器811の供給電圧を制御するPA供給制御回路を含む。例えば、電力管理システム805は、電力付加効率(PAE)のような効率を改善するべく複数の電力増幅器811のうちの一以上に与えられる供給電圧を変化させるように構成してよい。 The power management system 805 provides a number of power management functions for the portable device 800. In certain implementations, the power management system 805 includes a PA supply control circuit that controls the supply voltages of the multiple power amplifiers 811. For example, the power management system 805 may be configured to vary the supply voltage provided to one or more of the multiple power amplifiers 811 to improve efficiency, such as power added efficiency (PAE).

図8に示されるように、電力管理システム805は、電池808から電池電圧を受信する。電池808は、携帯デバイス800における使用のための、例えばリチウムイオン電池を含む任意の適切な電池としてよい。 As shown in FIG. 8, the power management system 805 receives a battery voltage from a battery 808. The battery 808 may be any suitable battery for use in the portable device 800, including, for example, a lithium ion battery.

図9Aは、一実施形態に係るRFチャネル910の模式的な図である。RFチャネル910は、RF分割器/結合器901、位相シフタ902a、902b、…902z、第1群の送信/受信(T/R)スイッチ903a、903b、…903z、電力増幅器904a、904b、…904z、低雑音増幅器(LNA)905a、905b、…905z、第2群のT/Rスイッチ906a、906b、…906z、及びアンテナ907a、907b、…907zを含む。 9A is a schematic diagram of an RF channel 910 according to one embodiment. The RF channel 910 includes an RF splitter/combiner 901, phase shifters 902a, 902b, ... 902z, a first set of transmit/receive (T/R) switches 903a, 903b, ... 903z, power amplifiers 904a, 904b, ... 904z, low noise amplifiers (LNAs) 905a, 905b, ... 905z, a second set of T/R switches 906a, 906b, ... 906z, and antennas 907a, 907b, ... 907z.

図示の実施形態において、T/Rスイッチは、送信のための電力増幅器、又は受信のためのLNAを選択するべく使用される。すなわち、RFチャネル910は時間分割デュプレクシング(TDD)に適している。付加的に、RF分割器/結合器901は、送信方向及び受信方向で共有されるので、RF信号引き回しが低減される。 In the illustrated embodiment, the T/R switch is used to select the power amplifier for transmit or the LNA for receive; that is, the RF channel 910 is suitable for time division duplexing (TDD). Additionally, the RF splitter/combiner 901 is shared between the transmit and receive directions, thereby reducing RF signal routing.

RFチャネルの一実施形態が描かれるにもかかわらず、ここでの教示は、多種多様な態様で実装されるRFチャネルにも適用可能である。したがって、他の実装例も可能である。 Although one embodiment of an RF channel is depicted, the teachings herein are applicable to RF channels implemented in a wide variety of ways. Thus, other implementations are possible.

図9Bは、他実施形態に係るRFチャネル920の模式的な図である。RFチャネル920は、RF分割器911a、RF結合器911b、第1群の位相シフタ912a、912b、…912z、第2群の位相シフタ913a、913b、…913z、電力増幅器904a、904b、…904z、LNA905a、905b、…905z、T/Rスイッチ906a、906b、…906z、及びアンテナ907a、907b、…907zを含む。 Figure 9B is a schematic diagram of an RF channel 920 according to another embodiment. The RF channel 920 includes an RF splitter 911a, an RF combiner 911b, a first group of phase shifters 912a, 912b, ... 912z, a second group of phase shifters 913a, 913b, ... 913z, power amplifiers 904a, 904b, ... 904z, LNAs 905a, 905b, ... 905z, T/R switches 906a, 906b, ... 906z, and antennas 907a, 907b, ... 907z.

RFチャネル920は、他実施形態のRFチャネルを示していた。しかしながら、ここでの教示は、多種多様な態様で実装されるRFチャネルに適用可能である。したがって、他の実装例も可能である。 RF channel 920 illustrates an RF channel of another embodiment. However, the teachings herein are applicable to RF channels implemented in a wide variety of ways. Thus, other implementations are possible.

図10Aは、ビームフォーミングにより動作するモジュール1140の一実施形態の斜視図である。図10Bは、図10Aのモジュール1140の、10B-10B線に沿った断面である。 FIG. 10A is a perspective view of one embodiment of a module 1140 that operates with beamforming. FIG. 10B is a cross-section of the module 1140 of FIG. 10A taken along line 10B-10B.

モジュール1140は、積層材基板又は積層材1141、半導体ダイ又はIC1142(図10Aでは不可視)、表面実装デバイス(SMD)1143(図10Aでは不可視)、及びアンテナアレイを含む。このアンテナアレイは、アンテナ素子1151a1、1151a2、1151a3…1151an、1151b1、1151b2、1151b3…1151bn、1151c1、1151c2、1151c3…1151cn、1151m1、1151m2、1151m3…1151mnを含む。 Module 1140 includes laminate substrate or laminate 1141, semiconductor die or IC 1142 (not visible in FIG. 10A), surface mounted device (SMD) 1143 (not visible in FIG. 10A), and antenna array. The antenna array includes antenna elements 1151a1, 1151a2, 1151a3...1151an, 1151b1, 1151b2, 1151b3...1151bn, 1151c1, 1151c2, 1151c3...1151cn, 1151m1, 1151m2, 1151m3...1151mn.

一実施形態のモジュールが図10A及び図10Bに示されるにもかかわらず、ここでの教示は、多種多様な態様で実装されるモジュールにも適用可能である。例えば、モジュールは、異なる配列及び/又は数のアンテナ素子、ダイ、及び/又は表面実装デバイスを含み得る。付加的に、モジュール1140は、封入構造物、遮蔽構造物、及び/又はワイヤボンドを含むがこれらに限られない付加的な構造物及びコンポーネントを含み得る。 Although one embodiment of a module is shown in FIGS. 10A and 10B, the teachings herein are applicable to modules implemented in a wide variety of manners. For example, a module may include different arrangements and/or numbers of antenna elements, dies, and/or surface mount devices. Additionally, module 1140 may include additional structures and components, including, but not limited to, encapsulation structures, shielding structures, and/or wire bonds.

アンテナ素子アンテナ素子1151a1、1151a2、1151a3…1151an、1151b1、1151b2、1151b3…1151bn、1151c1、1151c2、1151c3…1151cn、1151m1、1151m2、1151m3…1151mnが、積層材1141の第1表面に形成され、実装に基づいて信号を受信及び/又は送信するように使用され得る。4×4アレイのアンテナ素子が図示されるにもかかわらず、省略記号により示されるように、これよりも多い又は少ないアンテナ素子が可能である。さらに、アンテナ素子は、例えば、アンテナ素子の不均一な配列を使用するアレイを含む他のパターン又は構成にアレイ配列してよい。さらに、他実施形態において多数のアンテナアレイが設けられる。これらのアンテナアレイは、例えば、送信及び受信のための、及び/又は異なる通信帯域のための、別個のアンテナアレイを含む。 Antenna elements Antenna elements 1151a1, 1151a2, 1151a3...1151an, 1151b1, 1151b2, 1151b3...1151bn, 1151c1, 1151c2, 1151c3...1151cn, 1151m1, 1151m2, 1151m3...1151mn are formed on a first surface of the laminate 1141 and may be used to receive and/or transmit signals depending on the implementation. Although a 4x4 array of antenna elements is shown, more or less antenna elements are possible, as indicated by the ellipsis. Additionally, the antenna elements may be arrayed in other patterns or configurations, including, for example, arrays using non-uniform arrangements of antenna elements. Additionally, multiple antenna arrays are provided in other embodiments. These antenna arrays may include, for example, separate antenna arrays for transmission and reception and/or for different communication bands.

図示の実施形態において、IC1142が、積層材1141の、第1表面とは反対側の第2表面に存在する。しかしながら、他の実装例も可能である。一例において、IC1142は、積層材1141の内部に集積される。 In the illustrated embodiment, IC 1142 is present on a second surface of laminate 1141 opposite the first surface. However, other implementations are possible. In one example, IC 1142 is integrated within laminate 1141.

所定の実装例において、IC142は、アンテナ素子1151a1、1151a2、1151a3…1151an、1151b1、1151b2、1151b3…1151bn、1151c1、1151c2、1151c3…1151cn、1151m1、1151m2、1151m3…1151mnに関連づけられる信号コンディショニング回路を含む。かかる信号コンディショニング回路は、ここでの教示に従って実装される一以上の位相シフタ1145を含み得る。 In certain implementations, IC 142 includes signal conditioning circuitry associated with antenna elements 1151a1, 1151a2, 1151a3...1151an, 1151b1, 1151b2, 1151b3...1151bn, 1151c1, 1151c2, 1151c3...1151cn, 1151m1, 1151m2, 1151m3...1151mn. Such signal conditioning circuitry may include one or more phase shifters 1145 implemented in accordance with the teachings herein.

一実施形態において、IC1142は、位相シフタ1145が与える位相シフトの量のような信号コンディショニング回路を制御するデータを受信するモバイルインダストリプロセッサインタフェイス無線周波数フロントエンド(MIPI RFFE)バス及び/又は集積回路間通信(I2C)バスのようなシリアルインタフェイスを含む。他実施形態において、IC142はさらに集積型送受信器を含む。 In one embodiment, IC 1142 includes a serial interface, such as a Mobile Industry Processor Interface Radio Frequency Front End (MIPI RFFE) bus and/or an Inter-Integrated Circuit Communication (I2C) bus, to receive data that controls the signal conditioning circuitry, such as the amount of phase shift that phase shifter 1145 provides. In another embodiment, IC 142 further includes an integrated transceiver.

積層材1141は、例えば、導電層、誘電層、及び/又ははんだマスクを含む様々な構造物を含み得る。当該層を形成するべく使用される層の数、層厚さ、及び材料は、多種多様な因子に基づいて選択することができ、アプリケーション及び/又は実装によって変わり得る。積層材1141は、アンテナ素子の信号フィード及び/又はグランドフィードへの電気接続を与えるビアを含み得る。例えば、所定の実装例において、ビアは、IC1142の信号コンディショニング回路と対応アンテナ素子との電気接続を与える支援をする。 Laminate 1141 may include various structures including, for example, conductive layers, dielectric layers, and/or solder masks. The number of layers, layer thicknesses, and materials used to form the layers may be selected based on a wide variety of factors and may vary by application and/or implementation. Laminate 1141 may include vias that provide electrical connection to the signal and/or ground feeds of the antenna elements. For example, in a given implementation, the vias help provide electrical connection between the signal conditioning circuitry of IC 1142 and the corresponding antenna elements.

アンテナ素子1151a1、1151a2、1151a3…1151an、1151b1、1151b2、1151b3…1151bn、1151c1、1151c2、1151c3…1151cn、1151m1、1151m2、1151m3…1151mnが、多種多様な態様で実装されるアンテナ素子に対応し得る。一例において、アンテナ素子のアレイは、積層材1141の第1側のパターン状導電層から形成されるパッチアンテナ素子を含み、これは、積層材1141の反対側の又は積層材1141の内部の導電層を使用して形成されるグランドプレーンを有する。アンテナ素子の他の例は、ダイポールアンテナ素子、セラミック共振器、スタンプ加工金属アンテナ、及び/又はレーザ直接構造化アンテナを含むがこれらに限られない。 Antenna elements 1151a1, 1151a2, 1151a3...1151an, 1151b1, 1151b2, 1151b3...1151bn, 1151c1, 1151c2, 1151c3...1151cn, 1151m1, 1151m2, 1151m3...1151mn may correspond to antenna elements implemented in a wide variety of ways. In one example, the array of antenna elements includes a patch antenna element formed from a patterned conductive layer on a first side of the laminate 1141, with a ground plane formed using a conductive layer on the opposite side of the laminate 1141 or within the laminate 1141. Other examples of antenna elements include, but are not limited to, dipole antenna elements, ceramic resonators, stamped metal antennas, and/or laser directly structured antennas.

モジュール1140は、携帯電話機又は基地局のような通信システムに含まれてよい。一例において、モジュール1140は、携帯電話機の電話機基板に取り付けられる。 The module 1140 may be included in a communication system such as a mobile phone or a base station. In one example, the module 1140 is mounted on a phone board of a mobile phone.

アプリケーション application

ここに記載される実施形態の原理及び利点は、多種多様なアプリケーションのために使用することができる。 The principles and advantages of the embodiments described herein can be used for a wide variety of applications.

例えば、位相シフタは、消費者用電子製品、消費者用電子製品の部品、電子試験機器等を含むがこれらに限られない様々な電子デバイスに含めることができる。電子デバイスの例は、基地局、無線ネットワークアクセスポイント、携帯電話機(例えばスマートフォン)、タブレット、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、電子レンジ、冷蔵庫、自動車、ステレオシステム、ディスクプレーヤー、デジタルカメラ、携帯型メモリチップ、洗濯機、乾燥機、コピー機、ファクシミリ装置、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、置時計等を含む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も含んでよい。 For example, the phase shifter may be included in a variety of electronic devices, including, but not limited to, consumer electronic products, components of consumer electronic products, electronic test equipment, and the like. Examples of electronic devices include, but are not limited to, base stations, wireless network access points, mobile phones (e.g., smartphones), tablets, televisions, computer monitors, computers, handheld computers, personal digital assistants (PDAs), microwave ovens, refrigerators, automobiles, stereo systems, disc players, digital cameras, portable memory chips, washers, dryers, copiers, facsimile machines, scanners, multifunction peripheral devices, watches, clocks, and the like. Additionally, electronic devices may include unfinished products.

まとめ summary

文脈が明確にそうでないことを要求しない限り、明細書及び特許請求の範囲全体を通して、「含む」、「備える」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは逆の、包括的な意味で、すなわち「~を含むがこれに限られない」意味で解釈されるべきである。ここで一般に使用される用語「結合」は、2つ以上の要素が、直接に接続されるか、又は一以上の中間要素を経由して接続されるかのいずれかとなり得ることを言及する。同様に、ここで一般に使用される用語「接続」も、2つ以上の要素が、直接に接続されるか、又は一以上の中間要素を経由して接続されるかのいずれかとなり得ることを言及する。加えて、本願において使用される場合、用語「ここで」、「上」、「下」、及び同様の意味の用語は、本願全体を言及するものとし、本願のいずれか特定の部分を言及するわけではない。文脈上許容される場合、単数又は複数の数を使用する上記の詳細な説明における用語は、それぞれ複数又は単数の数も含み得る。2つ以上の項目のリストを参照する「又は」及び「若しくは」という用語は、その用語の以下の解釈、すなわち、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、及びリスト内の項目の任意の組み合わせ、のすべてをカバーする。 Unless the context clearly requires otherwise, throughout the specification and claims, terms such as "comprises," "comprises," and the like are to be construed in an inclusive sense, i.e., "including, but not limited to," as opposed to an exclusive or exhaustive sense. The term "coupled," as generally used herein, refers to two or more elements being either directly connected or connected via one or more intermediate elements. Similarly, the term "connected," as generally used herein, refers to two or more elements being either directly connected or connected via one or more intermediate elements. In addition, when used in this application, the terms "herein," "above," "below," and terms of similar import shall refer to this application as a whole, and not to any particular portion of this application. Where the context permits, terms in the above detailed description using singular or plural numbers may also include the plural or singular number, respectively. The terms "or" and "or" referring to a list of two or more items cover all of the following interpretations of that term: any of the items in the list, all of the items in the list, and any combination of the items in the list.

さらに、具体的に記述されない限り、又は使用される文脈内でそうでないと理解されない限り、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここで使用される条件的言語は一般に、所定の実施形態が所定の特徴、要素、及び/又は状態を含む一方で他の実施形態は含まないことを意図する。すなわち、かかる条件的言語は一般に、特徴、要素及び/若しくは状態が、一以上の実施形態に必要な任意の態様で存在すること、又は一以上の実施形態が、著者のインプット若しくはプロンプトあり若しくはなしで、これらの特徴、要素及び/若しくは状態が含まれるか否か、若しくは任意の特定の実施形態において行われるべきか否かを決定する論理を必ず含むこと、を含意することが意図されていない。 Additionally, unless specifically stated or understood otherwise within the context in which it is used, conditional language used herein, such as, among others, "can," "may," "may," "for example," "such as," and the like, is generally intended to indicate that certain embodiments include certain features, elements, and/or conditions while other embodiments do not. That is, such conditional language is generally not intended to imply that features, elements, and/or conditions are present in any manner required in one or more embodiments, or that one or more embodiments necessarily include logic that determines, with or without authorial input or prompting, whether or not those features, elements, and/or conditions are included or should be performed in any particular embodiment.

本発明の実施形態の上記説明は、網羅的であることを意図したものではなく、又は上記開示の正確な形態に本発明を限定することを意図したものでもない。本発明の特定の実施形態及び例は、説明目的のために上述されているが、当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な等価な修正例が可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示される一方、代替の実施形態が異なる順序でステップを有するルーチンを実行し又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは、削除、移動、追加、細分化、結合及び/又は修正され得る。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装してよい。また、プロセス又はブロックは、直列に実行されるように示されることがある一方、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに並列に実行されてもよく、又は異なる時刻に実行されてもよい。 The above description of embodiments of the invention is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed above. Although specific embodiments and examples of the invention have been described above for illustrative purposes, those skilled in the art will recognize that various equivalent modifications are possible within the scope of the invention. For example, while processes or blocks are presented in a given order, alternative embodiments may perform routines or use systems having blocks with steps in different orders, and some processes or blocks may be deleted, moved, added, subdivided, combined, and/or modified. Each of these processes or blocks may be implemented in a variety of different ways. Also, while processes or blocks may be shown to be performed in serial, these processes or blocks may instead be performed in parallel or may be performed at different times.

ここに与えられる本発明の教示は、必ずしも上述のシステムというわけではない他のシステムに適用することができる。上述の様々な実施形態の要素及び作用は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせてよい。 The teachings of the invention provided herein may be applied to other systems, not necessarily those described above. Elements and acts of the various embodiments described above may be combined to provide further embodiments.

本発明の所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は例としてのみ提示されており、本開示の範囲を限定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及びシステムは、様々な他の形式で具体化してよく、さらには、ここに記載される方法及びシステムの形式の様々な省略、置換及び変更を、本開示の要旨から逸脱することなく行ってよい。添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物は、本開示の範囲及び要旨に収まるような形式又は修正をカバーすることが意図される。
While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example only and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Indeed, the novel methods and systems described herein may be embodied in a variety of other forms, and further, various omissions, substitutions, and modifications of the forms of the methods and systems described herein may be made without departing from the spirit of the present disclosure. The appended claims and their equivalents are intended to cover such forms or modifications as fall within the scope and spirit of the present disclosure.

Claims (20)

位相シフタであって、
入力端子と、スルー端子と、前記入力端子と前記スルー端子との間に接続される第1結合線と、アイソレーション端子と、結合端子と、前記アイソレーション端子と前記結合端子との間に接続される第2結合線とを含む結合器と、
前記結合器の入力端子に接続されて無線周波数入力信号を受信するように構成される入力ポートと、
前記結合器の結合端子に接続されて、前記無線周波数入力信号に対して位相シフトを有する無線周波数出力信号を出力するように構成される出力ポートと、
前記結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷と
を含み、
前記第1制御可能反射負荷は、伝送線と、それぞれが接地電圧と前記伝送線に沿った異なるポイントとの間に接続される複数のシャントスイッチとを含み、
前記複数のシャントスイッチは前記位相シフトを制御するべく選択可能であり、
前記複数のシャントスイッチは、不均一な間隔にある複数のポイントにおいて前記伝送線に接続される、位相シフタ。
A phase shifter comprising:
a coupler including an input terminal, a through terminal, a first coupling line connected between the input terminal and the through terminal, an isolation terminal, a coupling terminal, and a second coupling line connected between the isolation terminal and the coupling terminal;
an input port connected to an input terminal of the coupler and configured to receive a radio frequency input signal;
an output port connected to a coupling terminal of the coupler and configured to output a radio frequency output signal having a phase shift with respect to the radio frequency input signal;
a first controllable reflective load connected to the through terminal of the coupler;
the first controllable reflective load includes a transmission line and a plurality of shunt switches, each shunt switch being connected between a ground voltage and a different point along the transmission line;
the plurality of shunt switches are selectable to control the phase shift;
The plurality of shunt switches are connected to the transmission line at a plurality of non-uniformly spaced points .
前記第1制御可能反射負荷はさらに、前記伝送線の第1側の第1グランド導体と、前記伝送線の第2側の第2グランド導体とを含む、請求項の位相シフタ。 The phase shifter of claim 1 , wherein the first controllable reflective load further comprises a first ground conductor on a first side of the transmission line and a second ground conductor on a second side of the transmission line. 前記複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装され、
前記一対の電界効果トランジスタは、前記伝送線と前記第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、前記伝送線と前記第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む、請求項の位相シフタ。
each of the shunt switches is implemented as a pair of field effect transistors;
3. The phase shifter of claim 2 , wherein the pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the transmission line and the first ground conductor, and a second field effect transistor connected between the transmission line and the second ground conductor.
前記複数のポイントの隣接対間の距離は、前記伝送線の長さに沿って次第に減少する、請求項の位相シフタ。 2. The phase shifter of claim 1 , wherein the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the transmission line. 前記複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する、請求項の位相シフタ。 The phase shifter of claim 1 , wherein each of the plurality of shunt switches has a different size. 前記複数のシャントスイッチのサイズは、前記伝送線の長さに沿って次第に増加する、請求項の位相シフタ。 The phase shifter of claim 5 , wherein the sizes of the plurality of shunt switches increase gradually along the length of the transmission line. 前記伝送線は複数の蛇行セクションを含む、請求項の位相シフタ。 The phase shifter of claim 1 , wherein the transmission line includes a plurality of serpentine sections. 前記複数の蛇行セクションは少なくとも一つがループを含む、請求項の位相シフタ。 The phase shifter of claim 7 , wherein at least one of the plurality of serpentine sections includes a loop. 前記結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷をさらに含む、請求項の位相シフタ。 2. The phase shifter of claim 1 , further comprising a second controllable reflective load connected to the isolation terminal of the coupler. 携帯デバイスであって、
送受信器と、
前記送受信器に結合されるフロントエンドシステムと
を含み、
前記フロントエンドシステムは位相シフタを含み、
前記位相シフタは結合器を含み、
前記結合器は、無線周波数入力信号を受信するべく構成される入力端子と、スルー端子と、前記入力端子と前記スルー端子との間に接続される第1結合線と、アイソレーション端子と、前記無線周波数入力信号に対して位相シフトを有する無線周波数出力信号を出力するべく構成される結合端子と、前記アイソレーション端子と前記結合端子との間に接続される第2結合線とを有し、
前記位相シフタはさらに、前記結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷を含み、
前記第1制御可能反射負荷は、伝送線と、それぞれが接地電圧と前記伝送線に沿った異なるポイントとの間に接続される複数のシャントスイッチとを含み、
前記複数のシャントスイッチは前記位相シフトを制御するべく選択可能であり、
前記複数のシャントスイッチは、不均一な間隔にある複数のポイントにおいて前記伝送線に接続される、携帯デバイス。
1. A mobile device comprising:
A transmitter/receiver;
a front-end system coupled to the transceiver;
the front-end system includes a phase shifter;
the phase shifter includes a combiner;
the coupler has an input terminal configured to receive a radio frequency input signal, a through terminal, a first coupled wire connected between the input terminal and the through terminal, an isolation terminal, a coupled terminal configured to output a radio frequency output signal having a phase shift with respect to the radio frequency input signal, and a second coupled wire connected between the isolation terminal and the coupled terminal;
The phase shifter further includes a first controllable reflective load connected to a through terminal of the coupler;
the first controllable reflective load includes a transmission line and a plurality of shunt switches, each shunt switch being connected between a ground voltage and a different point along the transmission line;
the plurality of shunt switches are selectable to control the phase shift;
A portable device , wherein the plurality of shunt switches are connected to the transmission line at a plurality of non-uniformly spaced points .
前記第1制御可能反射負荷はさらに、前記伝送線の第1側の第1グランド導体と、前記伝送線の第2側の第2グランド導体とを含む、請求項10の携帯デバイス。 The portable device of claim 10 , wherein the first controllable reflective load further comprises a first ground conductor on a first side of the transmission line and a second ground conductor on a second side of the transmission line. 前記複数のシャントスイッチはそれぞれが一対の電界効果トランジスタとして実装され、
前記一対の電界効果トランジスタは、前記伝送線と前記第1グランド導体との間に接続される第1電界効果トランジスタと、前記伝送線と前記第2グランド導体との間に接続される第2電界効果トランジスタとを含む、請求項11の携帯デバイス。
each of the shunt switches is implemented as a pair of field effect transistors;
12. The portable device of claim 11 , wherein the pair of field effect transistors includes a first field effect transistor connected between the transmission line and the first ground conductor, and a second field effect transistor connected between the transmission line and the second ground conductor.
前記複数のポイントの隣接対間の距離は、前記伝送線の長さに沿って次第に減少する、請求項10の携帯デバイス。 The portable device of claim 10 , wherein the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the transmission line. 前記複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有する、請求項10の携帯デバイス。 The hand-held device of claim 10 , wherein the plurality of shunt switches each have a different size. 前記複数のシャントスイッチのサイズは、前記伝送線の長さに沿って次第に増加する、請求項14の携帯デバイス。 The portable device of claim 14 , wherein the plurality of shunt switches increase in size gradually along the length of the transmission line. 前記位相シフタはさらに、前記結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷を含む、請求項10の携帯デバイス。 The hand-held device of claim 10 , wherein the phase shifter further comprises a second controllable reflective load connected to an isolation terminal of the coupler. 位相シフトの方法であって、
結合器の入力端子において無線周波数入力信号を受信することと、
前記結合器の第1結合線から前記結合器の第2結合線への結合を与えることであって、前記第1結合線は前記結合器の入力端子と前記結合器のスルー端子との間に接続され、前記第2結合線は前記結合器のアイソレーション端子と前記結合器の結合端子との間に接続されることと、
前記結合器の結合端子から無線周波数出力信号を与えることであって、前記無線周波数出力信号は前記無線周波数入力信号に対して位相シフトを有することと、
前記結合器のスルー端子に接続される第1制御可能反射負荷を使用して前記位相シフトを制御することであって、前記第1制御可能反射負荷の複数のシャントスイッチの一以上を選択することを含むことと
を含み、
前記複数のシャントスイッチはそれぞれが、接地電圧と前記第1制御可能反射負荷の伝送線に沿った異なるポイントとの間に接続され
前記複数のシャントスイッチは、不均一な間隔にある複数のポイントにおいて前記伝送線に接続される、方法。
A method of phase shifting comprising the steps of:
receiving a radio frequency input signal at an input terminal of a coupler;
providing a coupling from a first coupled wire of the coupler to a second coupled wire of the coupler, the first coupled wire being connected between an input terminal of the coupler and a through terminal of the coupler, and the second coupled wire being connected between an isolation terminal of the coupler and a coupling terminal of the coupler;
providing a radio frequency output signal from a coupling terminal of the coupler, the radio frequency output signal having a phase shift relative to the radio frequency input signal;
controlling the phase shift using a first controllable reflective load connected to a through terminal of the coupler, the controllable reflective load including selecting one or more of a plurality of shunt switches of the first controllable reflective load;
each of the plurality of shunt switches is connected between a ground voltage and a different point along a transmission line of the first controllable reflective load ;
The method of claim 1, wherein the plurality of shunt switches are connected to the transmission line at a plurality of non-uniformly spaced points .
前記結合器のアイソレーション端子に接続される第2制御可能反射負荷を制御することをさらに含む、請求項17の方法。 The method of claim 17 , further comprising controlling a second controllable reflective load connected to an isolation terminal of the coupler. 前記複数のポイントの隣接対間の距離は、前記伝送線の長さに沿って次第に減少する、請求項17の方法。20. The method of claim 17, wherein the distance between adjacent pairs of the plurality of points gradually decreases along the length of the transmission line. 前記複数のシャントスイッチはそれぞれが異なるサイズを有し、前記複数のシャントスイッチのサイズは、前記伝送線の長さに沿って次第に増加する、請求項17の方法。20. The method of claim 17, wherein the plurality of shunt switches each have a different size, and the size of the plurality of shunt switches increases progressively along the length of the transmission line.
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