KR101443802B1 - 조정 가능한 듀플렉서 시스템 - Google Patents

조정 가능한 듀플렉서 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101443802B1
KR101443802B1 KR1020120107914A KR20120107914A KR101443802B1 KR 101443802 B1 KR101443802 B1 KR 101443802B1 KR 1020120107914 A KR1020120107914 A KR 1020120107914A KR 20120107914 A KR20120107914 A KR 20120107914A KR 101443802 B1 KR101443802 B1 KR 101443802B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
balancing
impedance
duplexer
antenna
voltage
Prior art date
Application number
KR1020120107914A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130105258A (ko
Inventor
모히 미케마르
후만 다라비
Original Assignee
브로드콤 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브로드콤 코포레이션 filed Critical 브로드콤 코포레이션
Publication of KR20130105258A publication Critical patent/KR20130105258A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101443802B1 publication Critical patent/KR101443802B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
    • H04B1/58—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/581—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa using a transformer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

듀플렉싱 시스템은 전자 장치로써 사용될 수 있다. 상기 듀플렉싱 시스템은 안테나에 연결된 듀플렉서를 포함할 수 있다. 상기 듀플렉싱 시스템은 밸런싱 네트워크를 포함할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크는 상기 듀플렉서와 연결되고, 조정 가능한 네트워크 임피던스를 가지며, 능동소자를 포함한다. 상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나의 안테나 임피던스를 정합하기 위해 상기 네트워크 임피던스를 조정하도록 구성될 수 있다.

Description

조정 가능한 듀플렉서 시스템{ADJUSTABLE DUPLEXER SYSTEM}
본 발명은 조정 가능한 듀플렉서 시스템을 활용하는 시스템 및 방법(일반적으로 시스템이라 함)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 능동 밸런싱 네트워크(active balancing network)를 갖는 동조 가능한(tunable) 다중 대역 듀플렉서 시스템을 활용하는 폰 또는 라디오에 관한 것이다.
전자 장치들은 다양한 방식으로 상호 통신한다. 예를 들어, 전자 장치들은 정보 또는 데이터를 전달하는 전자기 신호들을 전송 또는 수신할 수 있다. 전자기 신호들은 하나 이상의 주파수로 전송 또는 수신될 수 있다. 통신 네트워크들이 더욱 복잡해짐에 따라, 전자 장치들은 상이한 주파수들을 통해 또는 그 주파수들을 이용하여 컴팩트 또는 효율적인 크기를 유지하면서 상호 통신 가능할 수 있는 것이바람직하다. 이에 대한 배경기술로는 미국 특허등록 번호 제7,586,384호(2009.09.8 등록)가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 능동 밸런싱 네트워크(active balancing network)를 갖는 동조 가능한(tunable) 다중 대역 듀플렉서 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자 장치용 듀플렉서 시스템은:
안테나와 연결된 듀플렉서;
상기 듀플렉서와 연결되며 조정 가능한 네트워크 임피던스를 가지고, 능동소자를 포함하는 밸런싱 네트워크(balancing network)를 포함하며,
상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나의 안테나 임피던스를 정합하기 위해 상기 네트워크 임피던스를 조정하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 듀플렉서에 연결된 변압기 및 밸런싱 회로를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 변압기는 상기 듀플렉서로부터 제1 전압을 수신하며 상기 제1 전압에 근거하여 제2 전압을 상기 밸런싱 네트워크로 출력하고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 낮다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 변압기에 연결된 2개의 밸런싱 회로들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 2개의 밸런싱 회로들은 실질적으로 동일한 소자들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나 임피던스를 정합하고 상기 능동소자의 저항을 최소화한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자 장치는:
제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및 제4 포트를 포함하는 듀플렉서;
안테나 임피던스를 가지며, 상기 제1 포트에 연결된 안테나; 상기 안테나에 의해 전송되는 전송신호를 증폭하도록 구성되며, 상기 제2 포트에 연결된 전력 증폭기;
상기 안테나에 의해 수신된 수신신호를 증폭하도록 구성되며, 상기 제3 포트에 연결된 저잡음 증폭기;
밸런싱 네트워크 임피던스를 가지며, 상기 제4 포트에 연결되고, 능동소자를 포함하는 밸런싱 네트워크를 포함하고,
상기 밸런싱 네트워크는 상기 전력 증폭기 및 상기 저잡음 증폭기를 절연하기 위해 상기 안테나 임피던스를 정합하도록 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 조정 가능한 저항성(resistive) 소자 및 조정 가능한 용량성(capacitive) 소자를 포함한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나 임피던스를 정합하기 위해 상기 조정 가능한 용량성 소자의 정전 용량(capacitance)을 수정함으로써 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 제4 포트에 연결된 제1 인덕터 및 제1 단(端)과 제2 단(端)을 갖는 제2 인덕터를 갖는 변압기를 포함한다
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크는 상기 제2 인덕터의 제1 단(端)에 연결된 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 인덕터의 제2 단(端)에 연결된 제2 밸런싱 회로를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 밸런싱 회로는 실질적으로 동일한 소자들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크 임피던스는 상기 능동소자의 바이어스 전류 또는 바이어스 전압을 제어함으로써 조정된다.
바람직하게는, 상기 변압기는, 상기 제1 인덕터를 통해 제1 전압으로부터, 상기 제2 인덕터를 통한 제2 전압을 제공하도록 구성되며, 상기 제1 인덕터를 통한 상기 제1 전압은 상기 제2 인덕터를 통한 상기 제2 전압보다 더 크다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전력 증폭기의 절연(isolation) 방법은: 안테나 임피던스를 감시하는(monitoring) 단계; 및
전력 증폭기가 듀플렉서에 연결되는 점에서 제로 전압차를 제공하기 위해 상기 안테나 임피던스에 근거하여 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계로서, 밸런싱 네트워크에서 능동소자의 능동소자 임피던스를 조정하는 단계를 포함하는, 상기 조정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계는 상기 안테나 임피던스를 상기 밸런싱 네트워크 임피던스와 밸런싱하기 위해 상기 능동소자의 바이어스 전류나 바이어스 전압을 조정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 밸런싱 네트워크 임피던스와 상기 안테나 임피던스를 밸런싱하면서 상기 밸런싱 네트워크의 상기 능동 소자의 저항을 최소화하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 송신기 삽입 손실보다 더 큰 수신기 삽입 손실을 설정하여 상기 송신기 삽입 손실과 상기 수신기 삽입 손실을 제어하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계는 제1 밸런싱 회로의 제1 회로 임피던스를 조정하는 단계와 제2 밸런싱 회로의 제2 회로 임피던스를 조정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 회로 임피던스로의 조정은 상기 제2 회로 임피던스로의 조정과 실질적으로 동일하다.
본 발명에 따르면, 밸런싱 네트워크들의 임피던스의 동조를 통해, 본 발명에 따른 듀플렉서 시스템들은 주파수에 관한 어느 것도 가정하지 않고서도 임의의 신호나 임의의 주파수에서 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기의 절연을 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 능동 밸런싱 네트워크들은 수동 구현에 비교하여 동일한 임피던스에 대한 더 낮은 잡음을 달성할 수 있고, 이론적인 3-dB의 잡음함수 성능 한계를 극복할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나 이상의 상기 능동 밸런싱 네트워크들을 갖는 듀플렉서 시스템을 사용하는 전자 장치의 수신기 잡음지수는 수신기 삽입 손실보다 더 작을 수 있다. 따라서, 상기 능동 밸런싱 네트워크들은 상기 수신기 성능을 직접 개선시킬 수 있거나, 상기 개선점은 상기 수신기와 상기 송신기 사이에서 분배될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 임의의 선형 트랜스컨덕터의 비존재는 낮은 항복전압(breakdown voltage)을 경감할 수 있으며, 상기 밸런싱 네트워크는 전압 레벨들을 강하시키고 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들에 의해 경험된 전압 변동들을 제한하도록 사용될 수 있는 장점이 있다.
상기 시스템은 다음의 도면들과 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다. 도면에서, 유사한 참조번호들은 다른 도면에서의 대응 부분들을 가리킨다.
도 1은 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 예시적인 듀플렉서 시스템에서의 손실들을 나타낸 블록도이다
도 3은 예시적인 듀플렉서 시스템에서의 삽입 손실 트레이드오프들을 나타낸 차트이다.
도 4는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 5는 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 6은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 7은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 8은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 9는 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 10은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 11은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 12는 예시적인 스미스 차트의 다이아그램이다.
도 13은 예시적인 듀플렉서 시스템을 갖는 예시적인 전자 장치의 블록도이다.
도 14는 전자 장치를 포함할 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 1은 전자 장치(100)의 예를 도시한 도면이다. 상기 전자 장치(100)와 같은, 전자 장치들은, 예컨대, 하나 이상의 휴대폰, 스마트폰, 이동전화, 다양한 다른 형태의 전화들, 컴퓨터, 프로세서, 스마트장치, 개인 휴대정보 단말기(PDA), 태블릿, 저장장치, 서버, 하나 이상의 다른 장치들 또는 네트워크들과 통신하도록 구성된 장치, 또는 송신기 및 수신기를 갖는 다양한 다른 장치들일 수 있거나 포함할 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 안테나(110)를 포함할 수 있으며, 상기 전자 장치(100)는 그를 통해 신호들을 하나 이상의 다른 장치들, 프로세서들, 수신기들, 안테나들, 또는 네트워크들로부터/로 수신 및 전송할 수 있다. 상기 안테나(110)는 다수의 주파수들에서 그리고 광범위의 주파수들에서 통신하거나 신호들을 수신하도록 구성되거나 그렇지 않으면 동작 가능할 수 있다. 예컨대, 상기 안테나(110)는 임의의 휴대폰용이나 무선 주파수들에서 통신하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 전자 장치(100)나 안테나(110)는, 예컨대, 3G/4G 대역들 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅸ 를 지원할 수 있다. 다른 변형 예들도 가능하다.
상기 전자 장치(100)는 하나 이상의 수신기들(120)("RX")을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 수신기들(120)은 상기 전자 장치(100)에 전송된 또는 상기 전자 장치(100)에 의해 수신된 신호들을 검출 및 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 수신기들(120)은 상기 전자 장치(100)에 의해 수신된 신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 수신기(120)는 110 dBm 과 같은, 다양한 전력 레벨들에서 신호들을 수신할 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 하나 이상의 송신기들(130)("TX")을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 송신기들(130)은, 상기 안테나(110)에 의해 또는 상기 안테나(11 0)를 통해 하나 이상의 신호들을 하나 이상의 다른 장치들이나 네트워크들로 송신 또는 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 송신기들(130)은, 몇 가지의 경우들에서, 상기 수신기(120)에 의해 사용된 주파수와는 다를 수 있는 주파수를 사용하여 동작할 수 있다.
상기 송신기(130)는 하나 이상의 전력 증폭기들(power amplifiers)("PA")에 연결될 수 있다. 상기 전력 증폭기들은 상기 송신기(130)와 상기 안테나(110) 사이에 또는 상기 송신기(130)와 듀플렉서(duplexer) 사이에 위치될 수 있다. 상기 전력 증폭기들은 상기 송신기(130)에 의해 전송되는 신호의 전력을 증폭할 수 있다. 상기 송신기(130)는 +28 dBm 과 같은, 다양한 전력 레벨들의 신호들을 전송할 수 있다. 상기 수신기(120) 및 상기 송신기(130)의 전력 레벨들은 다를 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 듀플렉서(electronic balance duplexer)(140)를 포함할 수 있다. 듀플렉서(140)의 예들은 전자 밸런스 듀플렉서("EBD"), 분할 주파수 듀플렉서, 또는 다른 듀플렉서들일 수 있거나 포함할 수 있다. 듀플렉서들의 다른 예들이 가능하다.
상기 듀플렉서(140)는 상기 수신기(120)와 상기 송신기(130)가 상기 안테나(110)를 공유하거나 둘 다 모두 상기 안테나(110)를 사용하도록 가능하게 하고, 상기 수신기(120)와 상기 송신기(130)가 동시에 동작하도록 가능하게 한다. 상기 듀플렉서(140)는 상기 전자 장치(100)가 동시에 수신 및 전송 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 예컨대, EBD 듀플렉서는 수신신호를 분리하기 위해 안테나 입력으로부터의 전송신호를 차감함으로써 전기적 밸런스를 수행할 수 있다. 이러한 형태의 밸런싱은 상기 RX 주파수 및 TX 주파수 사이의 관계를 가정 또는 요구하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 TX 및 RX 신호들은 주파수 대역을 공유할지라도 분리되어 남아 있을 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
휴대폰이나 와이파이(Wi-Fi, wireless fidelity: 무선 데이터 전송 시스템) 가능장치와 같은, 다양한 전자 장치들(100)은 상기 전자 장치(100)가 신호들을 동시에 수신 및 전송 가능하게 할 수 있는 듀플렉서(140)를 가질 수 있다. 예컨대, 3G 휴대폰은 송신기(130) 및 수신기(120)가 둘 다 모두 동시에 동작하는 주파수 분할 듀플렉싱("FDD") 시스템이거나 포함할 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
상기 듀플렉서(140)는 하나 이상의 대역통과 필터들 또는 무선주파수("RF") 표면 탄성파("SAW") 필터들과 같은, 하나 이상의 필터들을 포함할 수 있다. 상기 듀플렉서(140)에서의 각각의 필터는 통과되지 않는 주파수들에서의 잡음을 감쇠하면서도 하나 이상의 신호의 주파수 대역들을 통과할 수 있다. 예컨대, 필터는, 2.1 GHz 아래의 그리고 2.2 GHz 위의 신호들을 반사 또는 감쇠시키는 한편, 2.1 GHz 와 2.2 GHz 사이와 같은, 범위를 갖는 신호의 주파수들이 통과하도록 가능하게 할 수 있다. 다른 예들 및 필터 형태들도 가능하다.
상기 전자 장치(100)가 다른 주파수들 또는 주파수 대역들에서 동작하는 경우, 개별적인 필터들 또는 듀플렉서들이 각각의 주파수나 주파수 대역용으로 요구될 수 있다. 예컨대, 상기 수신기(120)는 2.14 GHz에서와 같은, 제1 주파수 대역에서 동작할 수 있는 한편, 상기 송신기(130)는 1.95 GHz에서와 같은, 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 이 예에서의 상기 듀플렉서(140)는 2개의 예각 RF SAW 필터들 - 수신대역 잡음을 필터링하는 반면, 전송주파수 대역을 통과하는 하나의 RF SAW 필터, 및 전송대역 잡음을 필터링하는 반면, 수신주파수 대역을 통과하는 다른 하나의 RF SAW 필터 - 을 포함할 수 있다. 다른 변형 예들도 가능하다.
듀플렉서(140)는 다양한 방식들로 구성되거나 다양한 부품들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 듀플렉서(140)는 3 포트 듀플렉서(140)일 수 있는데, 그중 1 포트는 상기 안테나(110)용이며, 다른 1 포트는 상기 수신기(120)용이고, 나머지 1 포트는 상기 송신기(130)용일 수 있다. 상기 듀플렉서(140)는 가역성(reciprocal) 회로 또는 저항들, 커패시터들, 인덕터들, 결합 인덕터들, 또는 상호 교환 가능한 단자들을 갖는 다른 회로소자와 같은, 가역성 회로 소자들을 갖는 가역성 네트워크로서 배열될 수 있다. 예컨대, 상기 듀플렉서(140)는 3-포트 로시(lossy) 전자 밸런스 듀플렉서("EBD")일 수 있다.
가역성 네트워크의 S-매개변수들은 다음의 관계를 만족한다 : 모든 i 와 j 에 대한 Sij = Sji. 무한 분리 및 일치된 모든 듀플렉서 포트들을 갖는 가역성 듀플렉서(140)는 다음의 형태의 S-행렬을 갖는다.
Figure 112012078905736-pat00001

SEBD _ reciprocal 은 단위 행렬이 아닐 수 있으며 로시(lossy) 네트워크를 나타낼 수 있다. 가역성(reciprocity)은 임의의 포트로부터 임의의 다른 포트로의 삽입 손실이 둘다 모두의 방향들에서 동일함을 명령 또는 요구할 수 있다.
도 2a-2c는 3-포트 듀플렉서에 대해 경험된 손실들을 도시한다. 예컨대, 도 2a는 송신기로부터 안테나로의 0 dB 삽입, 상기 송신기 포트로부터 인가된 전력의 100%가 안테나로 전송되고, 가역성에 의해 상기 안테나에 인가된 상기 전력의 100%가 상기 송신기에 전송되며 상기 수신기로는 상기 전력의 0%가 전송됨을 도시한다. 그래서, 상기 송신기 경로에서의 0 dB 삽입 손실은 상기 수신기 경로에 대한 무한한 삽입 손실을 초래한다. 그 반대의 경우가 도 2b에 도시되어 있고, 0 dB 수신기 삽입 손실이 무한한 송신기 손실을 초래함을 도시한다. 상기 송신기 및 수신기 둘다 모두에 대한 0 dB 삽입은 동시에 실현되지 않을 수 있다. 도 2c는 상기 안테나로부터의 입력전력이 상기 수신기와 상기 송신기 사이에서 각각 50%씩 균등하게 분할되는 다른 대체적인 예를 도시한다. 가역성에 의해, 송신기로부터 인가된 전력의 50%가 안테나로 전송되고, 상기 송신기와 상기 수신기가 분리되어 있기 때문에, 상기 전력의 나머지 50%는 듀플렉서에서 소비된다.
도 3은 듀플렉서(140)와 같은 가역성 EBD에 대한 송신기 삽입 손실 및 수신기 삽입 손실 사이의 트레이드오프(trade-off)의 그래프적인 표기를 예시한다. 상기 3-포트 듀플렉서(140)에서의 임의의 포트에 인가된 전력은 2개의 인접 포트들 사이에서 분할된다. 반대의 포트들은 분리된다. 대칭 구조의 경우에서, α= 0.5 에서, 상기 수신기 삽입 손실(receiver insertion loss)("RX IL")은 상기 송수신기 삽입 손실("TX IL")과 동등하며, 둘다 모두 3 dB와 동등하다. 상기 EBD 듀플렉서(140)는 상기 안테나가 하나에 대해서는 더 높은 손실을 희생하면서도 다른 하나에 대해서는 더 낮은 손실을 갖는 상기 수신기나 상기 송신기 중 어느 하나를 선호하도록 변경될 수 있다.
전자 장치(100)는 하나 이상의 주파수나 주파수 대역에서 신호들을 수신하도록 구성되거나 동작할 수 있다. 다중의 다른 주파수 대역들에서 신호들을 수신하는 전자 장치(100)는 각각의 지원된 주파수 대역에 대한 듀플렉서(140)를 요구할 수 있다. 게다가, 전자 장치(100)에 의해 지원되는 각각의 주파수 대역에 대해, 상기 전자 장치(100)는 특정의 또는 고유의 저잡음 증폭기("LNA")를 필요로 하거나 사용할 수 있다. 다수의 전자 장치들(100)에서, 저잡음 증폭기(LNA)는 공유되지 않을 수 있으므로, 이러한 전자 장치들은 상기 주파수 대역들을 지원하기 위해 많은 포트들을 필요로 할 수 있다.
예컨대, 2G/3G 휴대폰들은 신호들을 다수의 다른 주파수들에서 수신할 수 있다. 도 4는 2G/3G 무선주파수 장치(400)의 한 예를 도시하는 도면이다. 상기 2G/3G 무선주파수 장치(400)는 2G/3G 휴대폰에서 동작할 수 있는 집적회로("IC") (405)를 포함할 수 있다. 상기 집적회로(405)는 4개의 2G 대역들 및 3개의 3G 대역들을 지원할 수 있다. 상기 집적회로(405)는 하나 이상의 무선주파수 송수신기, 4개의 SAW 필터들(SAW 필터(410)과 같은), 상기 2G 수신기("2G RX")용으로 필요한 12개의 정합소자들(정합소자(420)와 같은), 및 2G용의 2개의 전력 증폭기들("PA")을 포함할 수 있다. 상기 집적회로(405)는 또한 또는 대안적으로 듀플렉서들 및 3G용의 전력 증폭기들을 포함할 수 있고, 상기 전자 장치(400)의 면적을 대부분 차지할 수 있다. 다른 주파수들을 사용하는 전자 장치들(400)의 다른 예들도 가능하다.
상기 전자 장치(400)는 더 많은 주파수 대역들을 지원하기 때문에, 부가적인 듀플렉서들(140), 필터들, 및 다른 하드웨어가 상기 전자 장치에 포함될 필요가 있을 수 있다. 새로운 휴대폰들이 생산되고 더 많은 주파수 대역들이 사용되기 때문에, 부가적인 듀플렉서들 및 필터들을 갖는 상기 전자 장치(400)의 크기를 확대하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 다른 주파수들을 조작할 수 있는 조정 가능한 또는 동조 가능한 듀플렉서를 갖는 전자 장치들이 상기 전자 장치(400)에 사용된 필요한 듀플렉서들의 수와 집적회로(405)의 크기를 감소시키는데 유리할 수 있다.
도 5는 조정 가능하고 동조 가능할 수 있는 듀플렉서 시스템(550)(때때로 "듀플렉싱 시스템" 이나 단지 "듀플렉서"로 불리우는)을 갖는 전자 장치(500)의 일 부분의 예를 도시한 도면이다. 상기 전자 장치(500)는 안테나(510), 상기 송신기와 연결된 또는 연관된 전력 증폭기(520), 상기 수신기와 연결된 또는 연관된 저잡음 증폭기(530)(때때로 "LNA"라 불리우는)를 포함할 수 있다. 다른 시스템들에서, 상기 저잡음 증폭기(530)는 다양한 다른 증폭기들, 수신기들, 또는 다른 소자들에 의해 제거되거나 대체될 수 있다. 다른 시스템들에서, 상기 듀플렉서 시스템(550) 및 상기 저잡음 증폭기(530)는 위치상으로 상호 교환되거나 뒤집어질 수 있어, 상기 저잡음 증폭기(530)가 상기 안테나(510) 및 밸런싱 네트워크(540)와 연결될 수 있다. 다른 변형 예들이 가능하다.
상기 전자 장치(500)의 상기 듀플렉서 시스템(550)은 4 포트 듀플렉서(505)를 포함할 수 있다. 상기 4 포트 듀플렉서(505)는 손실없는 가역성 네트워크일 수 있다. 상기 안테나(510), 전력 증폭기(520), 및 저잡음 증폭기(530)중 각각은 상기 듀플렉서(505)의 다른 포트에 연결될 수 있다. 상기 듀플렉서(505)의 4포트 단자는 밸런싱 네트워크("BN")(540)일 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(540)는 전력 소비를 균형 잡아 상기 듀플렉서 시스템(550)을 통과하는 에너지가 만족스럽게 보전된다.
상기 듀플렉서 시스템(550)은 가역성 회로 또는 저항들, 커패시터들, 인덕터들, 결합 인덕터들, 상호 교환 가능한 단자들을 갖는 다른 회로소자와 같은, 가역성 회로소자들을 갖는 가역성 네트워크로서 배열될 수 있다. 상기 듀플렉서 시스템(550)은 상기 듀플렉서(505) 및 상기 밸런싱 네트워크(540)일 수 있다. 다른 변형 예들이 가능하다.
도 6은 상기 듀플렉서(505)의 몇 개의 소자들을 갖는 전자 장치(500)를 도시한 도면이다. 예컨대, 상기 듀플렉서(505)는 인덕터들(610, 615, 620)과 같은, 하나 이상의 인덕터들을 포함할 수 있다. 2개의 인덕터들(610, 615)은 상기 안테나(510)와 밸런싱 네트워크(540) 사이에 배열 또는 구성될 수 있고, 상기 전력 증폭기 (520)는 상기 소자들 사이에 연결된다. 상기 인덕터들(610, 615)은 상기 회로에서 대칭 구조를 형성할 수 있다.
몇 개의 시스템들에서, 상기 인덕터들(610, 615)은 2개의 다른 인덕터들일 수 있다. 다른 시스템들에서, 하나의 큰 인덕터는 상기 2개의 인덕터들(610, 615)을 구성할 수 있다. 이들 시스템들에서, 상기 전력 증폭기(520)는, 상기 전력 증폭기(520)가 연결되는 점의 어느 한쪽에서 2개의 개별적인 인덕터들(610, 615)을 생성하는, 하나의 큰 인덕터 사이의 점에 연결될(attached) 수 있다. 상기 전력 증폭기(520)가 중앙에 연결될 때, 상기 2개의 인덕터들(610, 615)은 동일할 수 있다. 상기 전력 증폭기(520)가 중앙에 연결되지 않을 때는, 상기 2개의 인덕터들(610, 615)은, 상기 전력 증폭기가 연결되는 위치에 의존할 수 있는, 다른 인덕턴스들을 가질 수 있다. 인덕터들(610, 615)의 다른 예들이 가능하다.
상기 2개의 인덕터들(610, 615) 이외에도, 상기 저잡음 증폭기(530)는 부가적으로 상기 듀플렉서(505)의 인덕터(620)를 포함할 수 있다. 상기 인덕터들(61 0, 615, 620)의 배열 및 상기 인덕터들(610, 615, 620)의 임피던스나 회전 권수와 같은, 특징들은 상기 신호가 상기 저잡음 증폭기(530)에 도달하기 전의 상기 전력 증폭기(520)로부터의 전력 출력을 감쇠하기 위해 동작할 수 있다. 상기 인덕터들(610, 615, 620)은 변압기(단권 변압기(autotransformer)와 같은) 로서 동작할 수 있다. 듀플렉서들(505) 및 듀플렉서 소자들의 다른 구성들 또는 예들이 가능하다.
전자 장치(500)의 안테나(510)는 변하는 임피던스 값들을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 안테나(510)는 상기 안테나(510)가 통신하고 있는 어느 주파수에 신호가 존재하는지와 인접 장(near field)에 영향을 끼치는 상기 안테나의 물리적인 환경에 의존하는 다른 임피던스 값을 가질 수 있다.
상기 듀플렉서 시스템(550)은 동조 가능하거나 조정 가능할 수 있는 수동 또는 능동 밸런싱 네트워크(540)를 구현 또는 사용할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(540)는 안테나 임피던스를 정합하고 및/또는 상기 전력 증폭기(520)를 상기 저잡음 증폭기(530)로부터 분리하는데 사용될 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크(540)는 하나 이상의 조정 가능한 또는 수정 가능한 커패시턴스 또는 인덕턴스 소자들 또는 조정 가능한 또는 수정 가능한 저항 소자들을 가지거나 포함할 수 있다. 상기 수정 가능한 또는 동조 가능한 밸런싱 네트워크(540)는 유익하게 상기 듀플렉서 시스템(550)이 다수의 다른 주파수들 및 안테나 임피던스들에 대해 상기 전력 증폭기(520) 및 상기 저잡음 증폭기(530)를 분리 가능하도록 할 수 있다. 그러므로, 상기 듀플렉서 시스템(550)은 다중 대역 듀플렉서를 포함 또는 나타낼 수 있으며 그렇지 않으면 다중의 듀플렉서들(140)을 필요로 하는 듀플렉싱을 구현할 수 있다. 다양한 수신 주파수들을 조작하기 위해 조정 및 사용되도록 구성되거나 동작 가능한 듀플렉서 시스템(550)의 사용은 전자 장치 구성에서의 유연성을 제공하고 통신장치들의 구성에 필요한 부품들의 수나 양을 감소시킬 수 있다.
수동 밸런싱 네트워크(540)의 예는 동작하는 임의의 바이어스 전류나 전압을 필요로 하지 않거나 요구하지 않을 수 있는 소자들로 구성된 네트워크일 수 있다. 예컨대, 수동 밸런싱 네트워크는 하나 이상의 인덕터들, 커패시터들, 저항들, 및 금속-산화막 반도체("MOS") 스위치들을 포함할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(540)용 저항을 갖는 상기 4-포트 손실 없는(lossless) 가역성 네트워크는 다음의 식에 의해 주어진 S-행렬을 가질 수 있다:
Figure 112012078905736-pat00002
여기서, S12 와 S13 은
Figure 112012078905736-pat00003
을 만족한다. 수동 밸런싱 네트워크(540)에서의 구현에 있어서, 수신기 삽입 손실이 수신기 순차 잡음지수(receiver cascaded noise figure)(때때로 "RX NF"라 불리우는)로 직접 추가될 수 있다.
도 7은 수동 밸런싱 네트워크(740)를 갖는 듀플렉서 시스템(550)을 갖는 전자 장치(700)의 예를 도시한 도면이다. 상기 밸런싱 네트워크(740)는 하나 이상의 커패시터(750)(때때로 "커패시턴스 성분"이라 불리우는) 및 저항(760)(때때로 "저항 성분" 또는 "저항성 성분"이라 불리우는)을 포함할 수 있다. 단지 하나의 커패시터(750)와 하나의 저항(760)만이 도시된 반면, 능동 밸런싱 네트워크(740)는, 예컨대, 하나 이상의 스위치들을 사용하여 선택 또는 연결될 수 있는 다수의 저항들의 집합, 및 예컨대, 하나 이상의 스위치들을 사용하여 선택 또는 연결될 수 있는 다수의 커패시터들의 집합을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 다른 저항값들의 10개의(또는 임의의 수) 저항들의 전환 가능한 집합을 포함할 수 있고, 임의의 하나 이상의 저항들은 주어진 저항값을 얻기 위해 선택 및 연결될 수 있으며, 또한 다른 커패시턴스 값들의 5개의(또는 임의의 수) 커패시터들의 전환 가능한 집합을 포함할 수 있고, 임의의 하나 이상의 커패시터들은 원하는 용량값을 얻기 위해 선택 및 연결될 수 있다.
상기 하나 이상의 커패시터(750)와 저항(760)은 병렬, 직렬, 또는 병렬 및 직렬의 몇 가지의 결합으로 연결될 수 있다. 각각의 커패시터(750)는 용량성 또는 리액티브(reactive) 임피던스로서 상기 밸런싱 네트워크(740)의 전체 임피던스에 기여할 수 있다. 각각의 저항(760)은 저항성 또는 실제 임피던스로서 상기 밸런싱 네트워크 (740)의 전체 임피던스에 기여할 수 있다. 몇 개의 장치들에서, 상기 밸런싱 네트워크들은 상기 밸런싱 네트워크의 전체 임피던스에 기여할 수 있는 하나 이상의 인덕터들 또는 유도성 성분을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 밸런싱 네트워크들(740)의 다른 변형 예들이 가능하다.
상기 조정 가능한 네트워크(740)는 또한 또는 대안적으로 하나 이상의 스위치들(770, 775)을 포함할 수 있고, 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 전체 임피던스의 용량값 또는 저항값을 제어하는데 사용될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(740)의 하나 이상의 스위치들은 하나 이상의 상보성 금속-산화막-반도체("CMOS")를 사용하여 제조 또는 생성될 수 있다. 예컨대, AC-부체(floating body)를 갖는 2개의 두꺼운 산화막 스위치들의 스택(stack)이 구현될 수 있으며, 10년의 동작시간 동안 일정한 전압 변동(swings)을 신뢰성 있게 견딜 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
다른 장치들에서, 밸런싱 네트워크(740)는 하나 이상의 조정 가능한 또는 수정 가능한 커패시터를 상기 용량 성분으로서 및/또는 조정 가능한 또는 수정 가능한 저항을 저항 성분으로서 포함할 수 있다. 상기 조정 가능한 또는 수정 가능한 커패시터는 용량을 가질 수 있거나 밸런싱 네트워크(740)의 임피던스에 용량으로서 기여할 수 있다. 상기 수정 가능한 커패시터는 상기 밸런싱 네트워크(740)의 전체 임피던스에 용량값으로서 기여하기 위해 감시, 조정, 수정, 또는 변경될 수 있다. 상기 조정 가능한 또는 수정 가능한 저항은 저항값을 가질 수 있거나 상기 밸런싱 네트워크(740)의 임피던스에 저항으로서 기여할 수 있다. 상기 수정 가능한 저항은 상기 밸런싱 네트워크(740)의 전체 임피던스에 저항값으로서 기여하기 위해 감시, 조정, 수정, 또는 그렇지 않으면 변경될 수 있다.
하나 이상의 용량 성분 또는 저항 성분을 제어함으로써(스위치들(770, 775)을 갖는 상기 하나 이상의 커패시터(750) 및 저항(760)을 제어함으로써와 같이), 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스를 제어하도록 구성되거나 동작할 수 있다. 이와 같이, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 다수의 다른 임피던스 값들을 제공하기 위해 수정, 조정, 또는 변경될 수 있다. 몇 개의 시스템들에서, 프로세서, 로직, 명령어들을 갖는 컴퓨터 판독 가능한 매체, 또는 컨트롤러는 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 조정 가능한 용량 및 조정 가능한 저항을 감시, 결정, 설정, 또는 제어함으로써, 상기 밸런싱 네트워크(740)의 전체 임피던스를 설정 및 조정하도록 구성되거나 동작할 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 조정 가능한 임피던스는 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스는 상기 전력 증폭기(520)를 상기 저잡음 증폭기(530)로부터 분리하기 위해 조정 또는 수정될 수 있다. 상기 전력 증폭기(520)가 상기 저잡음 증폭기(530)로부터 분리되는 경우, 상기 듀플렉서(505)에서의 전력의 절반은 상기 안테나(510)의 성분들에서 소비, 소진, 사용되며, 다른 절반은 상기 밸런싱 네트워크(540)에서 소비, 소진, 또는 사용된다. 상기 전력 증폭기(520)와 저잡음 증폭기(530)의 연속적인 무한 절연은, 안테나(510)의 주파수나 가변 임피던스에 상관없이, 상기 인덕터들(610, 615) 사이의 전압차가 0 이거나 최소화되는 것을 보장함으로써와 같은, 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 연속적으로, 거의 연속적으로, 때때로, 시간의 일정 주기 동안 또는 후에, 즉각적으로, 촉발될 때, 다양한 다른 시간 간격으로 감시 및 조정할 수 있다.
몇 가지의 구성들에서, 듀플렉서(505)의 상기 인덕터들(610, 615)은 동일하거나 동일한 임피던스를 가질 수 있다. 이들 구성들에서, 상기 밸런싱 네트워크 (740)는 상기 안테나(510)의 가변 임피던스(때때로 "안테나 임피던스"라 불리우는)를 감시함으로써 절연을 구현할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스는, 컨트롤러나 프로세서에 의한 것과 같이, 상기 안테나(510)의 상기 감시된 임피던스와 동일하게 조정될 수 있다. 그러므로, 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스는 상기 안테나(510)의 임피던스에서의 임의의 변화들을 반영, 추적, 및 모방할 수 있다.
상기 안테나(510)가 다른 주파수상에서 통신하고 있을 때나 상기 안테나가 이동되었거나 위치를 변화했을 경우와 같은, 상기 안테나(510)의 임피던스가 변할 때, 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스는 또한 상기 안테나 임피던스에서의 상기 변화를 추적하기 위해 변할 수 있다. 그렇게 함에 있어서, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 안테나(510)에서의 전압 강하가 상기 밸런싱 네트워크(740)에서의 전압 강하와 유사함을 보장할 수 있다. 만일 상기 안테나(510) 및 상기 밸런싱 네트워크(740)에서의 전압 강하가 동일하다면, 상기 2개의 동일한 인덕터들(610, 615) 사이의 상기 전압들간의 차이는 0 일 수 있고 상기 전력 증폭기(620)는 상기 저잡음 증폭기(640)로부터 절연될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 듀플렉서 시스템(550)은 다양한 다른 주파수들이나 주파수 대역들에서 상기 안테나(510)와의 통신을 수행하기 위해 동조 가능하거나 조정 가능할 수 있다.
다른 구성들에서, 상기 2개의 인덕터들(610, 615)의 상기 임피던스들은 동일하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1 인덕터(610)는 N1의 인덕턴스를 가지는 반면, 제2 인덕터(615)는 다른 제2 인덕턴스 N2를 가질 수 있다. 이들 구성들에서, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 다양한 다른 방식들로 상기 인덕터들(610, 615) 사이의 0의 전압차를 보장할 수 있다.
제1의 예에서, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 안테나(510)의 상기 임피던스나 상기 안테나(510)에서의 전압 강하를 계속 감시할 수 있다. 그러나, 상기 인덕터들(610, 615)의 상기 임피던스들은 다를 수 있기 때문에, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 안테나(510)의 상기 임피던스를 단지 모방함으로써 상기 저잡음 증폭기(530)의 절연을 달성하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 밸런싱 네트워크(740)나 상기 밸런싱 네트워크의 컨트롤러는 상기 인덕터들(610, 615)의 상기 알려진 임피던스들 사이의 차이들에서 고려하는 하나 이상의 대수들이나 함수들을 적용할 수 있다. 상기 안테나(510)의 상기 임피던스 및 상기 알려진 임피던스들에 근거하여, 상기 대수들이나 함수들은 0 의 전압차를 생성하고 상기 저잡음 증폭기(530) 및 상기 전력 증폭기(520)를 절연할 상기 밸런싱 네트워크(740)의 임피던스를 계산 또는 결정하기 위해 사용될 수 있다.
대안적인 예로서, 상기 인덕터들(610, 615) 사이의 전압차는 직접 측정될 수 있고, 상기 안테나(510)의 상기 임피던스는 무시될 수 있다. 이 예에서, 상기 밸런싱 네트워크(740)나 상기 밸런싱 네트워크(740)의 컨트롤러는 0의 전압 강하를 생성하도록 상기 밸런싱 네트워크(740)에서의 필요한 변화를 계산하기 위해 상기 측정된 전압 강하 및 상기 인덕터들(610, 615)의 상기 알려진 임피던스들을 고려할 수 있는 하나 이상의 대수들이나 함수들을 적용할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기(530) 및 상기 전력 증폭기(520)를 절연시키는 다른 예들과 방법들이 가능하다.
몇 가지의 실시예들에서, 절연은 상기 밸런싱 임피던스의 성능(resolution)에 의해 제한될 수 있다. 조정 가능한 용량 성분과 조정 가능한 저항 성분이 상기 밸런싱 네트워크(740)에 포함되는 경우, 절연이 상기 용량 성분과 상기 저항 성분의 조정 가능성의 제한성에 의해 제한될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(740)가 저항들 및 커패시터들의 전환 가능한 집합(bank)을 사용하는 가변 임피던스로서 구현되는 경우, 상기 임피던스는 상기 전환 가능한 집합에서의 저항들 및 커패시터들의 유용한 결합들에 의해 제한될 수 있다. 상기 전자 장치(700)는 송신기 삽입 손실, 수신기 삽입 손실, 및 수신기 잡음지수(때때로 "RX NF"라 불리우는)와 같은, 다양한 특성들을 가질 수 있다. 상기 송신기 삽입 손실은 전력 증폭기(520)로부터의 출력인 전력으로부터 안테나(510)로 들어가는 전력의 양을 나타낼 수 있다. 상기 수신기 삽입 손실은 상기 안테나(510)로부터 입력되는 전력으로부터 상기 저잡음 증폭기(530)로 들어가는 전력의 양을 나타낼 수 있다.
안테나 임피던스를 균형 잡는 것이나 저잡음 증폭기로부터 전력 증폭기를 절연하는 것 이외에도, 전자 장치(700)는 작은 삽입 손실이나 잡음지수를 제공하기 위해 동작할 수 있다. 전자 장치(700)의 상기 송신기 삽입 손실 및 수신기 삽입 손실은 도 3에 도시된, 트레이드 오프(trade off)를 갖거나 경험할 수 있다. 상기 트레이드 오프는 상기 듀플렉서(505)의 상기 인덕터들(610, 615)의 상기 인덕턴스들에 의존할 수 있다. 만일 상기 인덕터들(610, 620)이 동일하면(α= 0.5), 상기 송신기 삽입 손실은 상기 수신기 삽입 손실과 동등해야 한다. 이러한 예에서, 둘다 모두의 삽입 손실들은 거의 3 dB인데, 그 이유는 상기 전력 증폭기(520)에 의해 출력된 상기 전력의 절반은 상기 밸런싱 네트워크(540)에서 소비, 소진, 또는 사용될 수 있기 때문이다. 상기 인덕터들(610, 615)중 하나의 인덕턴스의 증가가 상기 트레이드 오프를 변이시키게 되어, 상기 삽입 손실들(TX 나 RX 중 어느 하나)중 하나는 개선되는 반면, 다른 삽입 손실(RX 나 TX)은 악화될 것이다.
몇 개의 시스템들에서, 상기 수신기 잡음지수는 수신기 삽입 손실보다 더 중요한 매개변수일 수 있다. 예컨대, 수신기의 조작자는 절대전력 레벨보다는 신호 대 잡음 비(比)에 관심을 더 가질 수 있다. 상기 수신기 잡음지수는 상기 수신기가 얼마나 많은 잡음을 수신하고 있는지 및 상기 수신기가 얼마나 민감한지의 표시를 의미하거나 제공할 수 있다.
상기 수신기 잡음지수는 상기 밸런싱 네트워크(740)의 저항에 따라 변하거나 상기 밸런싱 네트워크(740)의 저항에 직접 관련될 수 있다. 상기 수신기 잡음지수는 상기 저잡음 증폭기(530)에서 측정된 저항을 나타낼 수 있다. 상기 저잡음 증폭기(530)에서의 저항은 상기 안테나(510)로부터의 저항, 상기 밸런싱 네트워크 (740)로부터의 저항을 포함할 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크가, 상기 밸런싱 네트워크(740)와 같은, 수동 밸런싱 네트워크인 경우, 수동 밸런싱 네트워크에서의 저항은, 상기 수동 밸런싱 네트워크에 대한 설정 저항을 조정하거나 온도와 같은, 환경 변화들에 따름에 의한 것과 같은, 제한된 수의 방식들로 변화 또는 조정될 수 있다. 이와 같이, 일단 저항이 상기 절연에 대해 설정되면, 상기 밸런싱 네트워크(740)는 상기 잡음지수를 변경할 자유도를 거의 갖지 않거나 아예 갖지 않을 수 있다. 수동 밸런싱 네트워크(740)의 실시예들에서, 상기 수신기 삽입 손실은 수신기 순차 잡음함수에 직접 부가될 수가 있는데, 그 이유는 상기 듀플렉서 시스템(550)이 수동이고, 구현에 상관없이, 상기 유용한 잡음 전력은 상기 밸런싱 네트워크(740)의 상기 임피던스의 실수부에만 의존할 것이다. 이러한 장치들에서, 상기 송신기 삽입 손실 및 상기 수신기 잡음지수는, 동일한 인덕터들(610, 615)을 가져, 상기 전송 손실은 3 dB의 부근이며 상기 잡음지수는 최소화됨으로써, 최적화될 수 있다.
3 dB의 삽입 손실 한계를 극복하는 것이(break) 불가능할 수 있는 수동 밸런싱 네트워크(740)를 사용하는 것의 대안으로서, 상기 듀플렉서 시스템(550)은 능동 밸런싱 네트워크를 구현 또는 사용할 수 있다. 능동 밸런싱 네트워크는 바이어스 전압이나 바이어스 전류(예컨대, 직류("DC") 바이어스 전류)를 사용하거나 요구할 수 있는 하나 이상의 능동소자들을 포함할 수 있다. 예컨대, 능동 밸런싱 네트워크는 트랜스컨덕터들 및 증폭기들로서 동작하는 MOS 트랜지스터들이나 다른 다양한 트랜지스터들과 같은 능동부품들이나 능동소자들("능동부품들")을 포함할 수 있다. 능동소자들은, 상기 능동소자들이나 부품들의 상호 콘덕턴스(transconductance)를 제어 또는 초기화할 수 있는, 바이어스 전류나 바이어스 전압을 사용하여 구동, 전원 구동, 동작, 또는 제어될 수 있다. 또한, 하나 이상의 능동소자들 이외에도, 상기 능동 밸런싱 네트워크(540)는 하나 이상의 수동소자들을 포함할 수 있다. 능동 밸런싱 네트워크(540)의 하나 이상의 부품들은 큰 전압 변동을 견딜 수 있도록 구성되거나 동작할 수 있다. 능동 밸런싱 네트워크를 갖는 듀플렉서 시스템이 3 dB 이하의 잡음지수를 달성하고 물리적인 3 dB 한계를 극복하도록 구성되고 동작할 수 있다.
도 8은 능동 밸런싱 네트워크(840)를 갖는 듀플렉서 시스템을 갖는 전자 장치(800)의 예를 도시한 도면이다. 상기 전자 장치(800)는 부가적으로 또는 대안적으로 상기 전자 장치(700)의 안테나(510), 전력 증폭기(520), 저잡음 증폭기(530), 인덕터들(610, 615, 620), 및 커패시터(790)와 동일하거나 유사할 수 있는 하나 이상의 안테나(510), 전력 증폭기(520), 저잡음 증폭기(530), 인덕터들(610, 615, 6 20), 및 커패시터(790)를 포함할 수 있다.
능동 밸런싱 네트워크(840)용 회로의 한 예가 도시되어 있다. 상기 능동 밸런싱 네트워크(840)는 저잡음 밸런싱 네트워크일 수 있다. 상기 저잡음 밸런싱 네트워크(840)는 상기 전자 장치(800)가 아주 낮은 손실로도 동작 가능하도록 구성되고 동작될 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크(840)는 하나 이상의 스위치, 커패시터(850), 및 저항 (860)과 같은, 하나 이상의 수동소자들을 포함할 수 있다. 게다가, 상기 능동 밸런싱 네트워크(840)는 하나 이상의 트랜지스터들(880, 885, 890)과 같은, 하나 이상의 능동소자들을 포함할 수 있다. 상기 능동 밸런싱 네트워크(840)에 사용되거나 포함될 수 있는 트랜지스터들의 예들은 금속-산화막-반도체 전계-효과 트랜지스터("MOSFET"), CMOS, 접합 게이트 전계-효과 트랜지스터들("JFETs"), 양극성 접합 트랜지스터들("BJTs") 또는 다른 트랜지스터들일 수 있거나 포함할 수 있다. 능동 밸런싱 네트워크들(840)은 실리콘, 실리콘 온 인슐레이터(silicon on insula -tor, SOI), 갈륨 비소(GaAs), 인듐 인(InP), 갈륨 질소(GaN)와 같은, 다양한 기술들로 구성되거나 동작할 수 있다.
도 8상의 밸런싱 네트워크 회로는 능동 밸런싱 네트워크의 한 예이다, 다른 예들은, 예컨대, 유도발생 공통소스(inductively generated common source)("CS") LNA, 공통 게이트 LNA, 피드백을 갖는 공통-게이트 LNA, 버퍼된 피드백을 갖는 CS LNA, 또는 다양한 다른 구현 예들을 포함할 수 있다. 다양한 다른 회로들이나 부품들의 결합이 능동 밸런싱 네트워크들(840)을 생성하는데 사용될 수 있다.
상기 능동 밸런싱 네트워크들(840)의 임피던스는, 예컨대, 상기 트랜지스터들(880, 885)의 상호 컨덕턴스
Figure 112012078905736-pat00004
및
Figure 112012078905736-pat00005
에 의존할 수 있다. 예컨대, 상기 밸런싱 네트워크들(840)의 임피던스에 대한 상기 트랜지스터들(880, 885)로부터의 저항 기여는 다음과 같다:
Figure 112012078905736-pat00006
상기 트랜지스터들(880, 885)의 상호 컨덕턴스
Figure 112012078905736-pat00007
및
Figure 112012078905736-pat00008
는 상기 밸런싱 네트워크들(840)의 바이어스 전류나 바이어스 전압의 변화들에 따라 변할 수 있다. 그러므로, 상기 밸런싱 네트워크들(840)의 저항 및 임피던스는 상기 밸런싱 네트워크의 상기 능동소자들의 상기 바이어스 전류나 바이어스 전압을 변화시켜, 상기 능동소자들의 임피던스를 변화시킴에 의해 가변적일 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(840)에서의 상기 트랜지스터들(880, 885, 890)의 상호 컨덕턴스는 원하는 저항값을 발생하기 위해 제어 및 수정될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(840)의 상기 능동소자들은 상기 밸런싱 네트워크(840)가 상기 밸런싱 네트워크(840)의 최소 저항값을 제어 및 제공 가능하도록 하는 한편, 안테나 임피던스를 정합하거나 상기 전력 증폭기(520)를 상기 저잡음 증폭기(530)로부터 절연시킬 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크(840)에서의 능동소자들을 사용하고, 상기 밸런싱 네트워크(840)의 저항을 제어 또는 최소화함으로써, 상기 밸런싱 네트워크(840)는 3 dB 의 이론적 잡음 한계를 극복할 수 있는 잡음지수를 가능하게 할 수 있다. 한 예로서, 하나 이상의 인덕터들(610, 615)은 높은 수신기 삽입 손실을 희생하고서라도 낮은 전송 삽입 손실을 제공하기 위해 수정될 수 있다. 예컨대, 상기 2개의 인덕터들(610, 615)의 권수 비율은 상기 2개의 인덕터 스파이럴들(inductor spirals, 61 0, 615)의 다른 인덕턴스들을 갖도록 태핑 포인트(tapping point)(상기 전력 증폭기(520)가 상기 2개의 인덕터들(610, 615) 사이에서 연결되는 점)를 중앙(상기 2개의 인덕터들(610, 615)이 동일한 곳)으로부터 이동시킴으로써 왜곡될(stewed) 수 있다. 상기 2개의 스피럴들의 인덕턴스가 예컨대, 5.6 nH 및 3.7 nH 인 경우, 예컨대, 4.6 dB의 수신기에 대한 더 높은 삽입 손실을 희생하고서라도, 상기 송수신기 삽입 손실은 2.5 dB 로 낮아질 수 있다. 기판에서의 와상전류(eddy current)에 기인하는 손실을 최소화하기 위해, 상기 인덕터들(610, 615)은, 예컨대, 금속의 최상층들에 위치되거나 실현될 수 있다.
그러나, 상기 능동 밸런싱 네트워크(840)는 상기 트랜지스터들(880, 885, 8 90)의 상호 컨덕턴스에 근거한 저항값을 제공하도록 동작할 수 있고, 상기 수신기 잡음지수도 또한 감소될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크 및 상기 안테나의 상기 잡음 전압이 상기 저잡음 증폭기(530)의 입력에서 별도로 나타나기 때문에, 상기 듀플렉서의 유효 잡음지수는, 1 dB 와 같이, 더 작아질 것이다. 물리적으로, 이 감소된 수신기 잡음지수는 상기 밸런싱 네트워크(840)에서 더 많은 전류를, 상기 트랜지스터들(880, 885, 890)과 같은, 하나 이상의 능동소자들에서의 바이어스 전류로 소비, 소진, 또는 사용함으로써 얻어질 수 있다. 예컨대, 이러한 방식으로, 3-dB의 성능 한계를 극복하는 것이 수동 4-포트 듀플렉서 및 능동 밸런싱 네트워크 (840)에서 가능하다. 이와 같이, 상기 밸런싱 네트워크(840)는 수동 밸런싱 네트워크에서보다 더 낮은 잡음지수를 갖는 저항값을 실현할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(840)에서의 소자들의 성능계수는 상기 삽입 손실에만 영향을 끼치지만, 균형(balance)이 달성될 수 있는 한 상기 절연에는 영향을 끼치지 않을 수 있다.
도 9는 상기 하나 이상의 전자 장치들(700, 800)과 유사할 수 있는 전자 장치(900)를 도시한 도면이다. 상기 전자 장치(900)는 안테나(510), 전력 증폭기(52 0), 저잡음 증폭기(830), 듀플렉서(505)의 인덕터들(610, 615), 및 밸런싱 네트워크(940)를 포함할 수 있다. 상기 듀플렉서(505)는 임의의 정합소자들 없이도 상 기 안테나(510)에 직접 연결되거나 연결되지 않을 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(940)는 상기 밸런싱 네트워크(740)와 같은, 수동 밸런싱 네트워크일 수 있거나, 상기 밸런싱 네트워크(840)와 같은, 능동 밸런싱 네트워크일 수 있다.
상기 전자 장치(900)는 상기 저잡음 증폭기(530)용의 하나의 가능한 세트의 회로를 나타낸다. 상기 전자 장치(900)의 상기 저잡음 증폭기(930)가 임피던스 정합 저잡음 증폭기(530)이기 보다는 오히려, 공통소스 저잡음 증폭기(930)일 수 있거나 공통소스 저잡음 증폭기(930)를 가질 수 있다는 점에서 상기 전자 장치(900)는 상기 전자 장치들(700, 800)과 다를 수 있다. 상기 공통소스 저잡음 증폭기(930)는, 예컨대, 임피던스 정합 저잡음 증폭기(530)보다 더 큰 6 dB의 이득을 제공할 수 있다. 부가적으로, 상기 전자 장치(900)에서, 상기 듀플렉서(505) 및 상기 저잡음 증폭기(530) 둘다 모두는 동일한 칩상에 집적될 수 있다.
상기 전자 장치(900)의 상기 소자들은 상기 인덕터들(610, 615), 상기 저잡음 증폭기(930), 상기 밸런싱 네트워크(940), 및 디지털 제어회로를 집적할 수 있는 원형(prototype) 칩상에 집적될 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치(900)의 상기 소자들은 TSMC 65nm CMOS 기술로 제조될 수 있고, 상기 듀플렉서(505)는 2개의 인덕터들 - 하나의 인덕터는 상기 듀플렉서 단권 변압기(autotransformer)이며, 다른 하나의 인덕터는 LNA 부하인 -에 의해 대부분 점유된 0.2 mm2 의 면적을 점유한다. 저잡음 증폭기(530)용 회로의 다른 다양한 예들이 가능하다.
상기 밸런싱 네트워크들(540, 740, 840, 940)을 갖는 상기 전자 장치들(500) (700, 800, 900)은 듀플렉서 시스템이 상기 안테나(510)와 통신될 수 있는 다수의 다른 주파수들을 동작, 듀플렉싱, 또는 처리 가능하도록 할 수 있다. 상기 전자 장치들(500, 700, 800)에서의 상기 다중-대역 듀플렉서 시스템들은 다수의 다른 주파수들 및 안테나 임피던스들에 대해 상기 전력 증폭기(520) 및 상기 저잡음 증폭기(530)를 절연시킬 수 있다. 상기 듀플렉서 시스템(550)은 다수의 다른 주파수들에서 통신하는 전자 장치에 필요한 듀플렉서들의 수의 감소를 제공하고, 전자 장치 설계에서의 증가된 유연성을 제공할 수 있다.
몇 가지의 경우들에서는, 상기 안테나(510)가 상기 전력 증폭기(520)에 의해 발생된 큰 전력 변동을 갖는 신호를 송출하는 것이 바람직하거나 요구될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 큰 전력 변동, 예컨대, ±7.5 V 나 ±15 V의 피크 투 피크치(peak-to-peak)를 갖는 신호들을 사용하여 통신(전송 또는 수신과 같은)할 수 있다. 예는 약 15V의 안테나 피크 투 피크 전압을 갖는, 3.2 dB의 전형적인 첨두전력 대 평균전력 비(peak-to-average ratio)에 대해 상기 안테나(510)에서의 24 dBm의 최대 출력전력 레벨을 명시할 수 있는 3G 표준에서 동작하는 휴대폰일 수 있다. 큰 전력 출력에서 동작할 수 있는 장치들에서, 그 소자들 중 몇 개를 상기 안테나(510)에 의해 요구된 큰 전압에 노출하지 않는 밸런싱 네트워크를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
도 10은 밸런싱 네트워크(1040)의 소자들을 손상시키지 않고서도 큰 공급전력에서 사용될 수 있는 밸런싱 네트워크(1040)를 갖는 전자 장치(1000)의 예를 도시한다. 상기 전자 장치(1000)는 상기 전자 장치들(500, 700, 800, 900)의 상기 특징들 중 몇 개와 유사하거나 상기 전자 장치들(500, 700, 800, 900)의 상기 특징들 중 몇 개를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치(1000)는 안테나(510), 전력 증폭기(520), 저전압 증폭기(530), 및 인덕터들(610, 615, 620)을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치(1000)의 상기 듀플렉서 시스템은 부가적으로 큰 전압 및 큰 신호들을 고려할 수 있는 밸런싱 네트워크(1040)를 포함할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(1040)는 하나 이상의 변압기들 또는 인덕터들(1010, 1015)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1000) 및 안테나(510)가 ±7.5V의 큰 전력이나 전압 레벨들 또는 전압 변동을 갖는 큰 신호들을 통신하는 경우, 등가의 전압 강하(상기 인덕터들(610, 615)이 동일할 때) 또는 유사한 전압 강하(그렇지 않으면)가 상기 인덕터(1010)에서 발생할 수 있다. 인덕터들(1010, 1015)을 변압기로 사용함으로써, 상기 인덕터들(101 0, 1015)은 전압을 상기 인덕터(1010)에서의 제1 전압 레벨 V1(±7.5V와 같은)로부터 상기 제1 전압 레벨의 일부일 수 있는 상기 인덕터(1015)에서의 제2 전압 레벨 V2 로 강하시키도록 동작할 수 있다. 몇 가지의 예들에서, 상기 전압은, 예컨대, 상기 인덕터들(1010, 1015)의 사용을 통해 절반으로 될 수 있다. 상기 전압비 V1 : V2 는, 예컨대, 상기 인덕터(1015, N2)에서의 권수에 대한 상기 인덕터(1010, N1)에서의 권수에서의 차이와 유사하거나 그 차이를 반영할 수 있다. 다른 예들에서, 다른 변압기들이 상기 듀플렉서 또는 인덕터(615)로부터의 상기 전압을 강하시키도록 상기 밸런싱 네트워크에서 구현될 수 있거나, 상기 전압은 다른 방식들로 그리고 다른 양만큼 감소될 수 있다.
상기 밸런싱 네트워크(1040)는 부가적으로 하나, 둘, 또는 그 이상의 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)(때때로 "밸런싱 회로들"이라 불리우는)을 포함할 수 있다. 상기 2개의 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)중 각각은 상기 변압기의 상기 인덕터(1015)의 일단에 부착 또는 연결될 수 있다. 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)은 동일하거나, 서로 다를 수 있다.
상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)중 각각은 상기 밸런싱 네트워크(740, 840, 940)와 유사하거나 상기 밸런싱 네트워크(740, 840, 940)에 포함된 하나 이상의 소자들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 저잡음 밸런싱 네트워크(102 0)는, 상기 밸런싱 네트워크(940)에서와 같이, 하나 이상의 능동 트랜지스터들뿐만 아니라, 하나 이상의 조정 가능한 또는 수정 가능한 커패시터들, 저항들, 및 스위치들을 포함할 수 있다. 몇 개의 시스템들에서, 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(102 0, 1025)은 각각 대체로 동일한 능동 밸런싱 네트워크들이며, 둘다 모두는 대체로 상기 능동 밸런싱 네트워크(940)와 유사할 수 있다. 다른 변형예들이 가능하다.
상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)의 각각의 임피던스는 병렬로 또는 다르게는 동시에 그리고 동일한 양으로 조정 가능하거나 수정 가능할 수 있거나, 개별적으로 그리고 상이하게 제어 및 수정될 수 있다. 몇 개의 실시예들에서, 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)은 저잡음이지 않을 수 있고, 단지 밸런싱 네트워크들이나 밸런싱 회로들로 불리울 수 있다. 다른 변형예들이 가능하다.
상기 인덕터(1015)의 각각의 단(end)에 저잡음 밸런싱 네트워크(1020, 1025)를 연결시킴으로써, 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)의 각각에서의 전압은 절반으로 절단 또는 그렇지 않으면 감소될 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(1040)의 상기 소자들에 인가된 전압을 강하시키는 것은 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)의 상기 소자들이 손상되는 것으로부터 보호할 수 있다.
예컨대, 상기 인덕터(1010)에서 관측된 ±7.5V의 전압 강하는, 예컨대, 4의 인수(factor)만큼(상기 인덕터(1015)에서 절반으로 강하된, 그리고 2개의 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)을 사용함으로써 다시 절반으로 강하된) 감소될 수 있고, 2V 보다 적은 상기 밸런싱 네트워크들용의 전압을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 밸런싱 네트워크들이 CMOS 스위치들 또는 큰 전압 레벨들을 견뎌내지 못할 수 있는 다른 CMOS 기술을 포함하는 경우, 상기 밸런싱 네트워크들(1020, 1025)에서의 전압의 감소는 특별히 가치있을 수 있다. 부가적으로, 상기 밸런싱 네트워크(1040)의 상기 소자들에 인가된 더 적은 전압에 의해, 상기 밸런싱 네트워크(1040)는 전자 장치(1000)의 상기 듀플렉서 시스템이 통신할 수 있는 신호의 전력 및 크기를 증가시킨다. 이것은 상기 전자 장치(1000)가 큰 신호들을 통신하고 고전압 레벨에서 동작가능하도록 할 수 있다. 다른 예들 및 장점들이 가능하다.
도 11은 전자 장치(1100)의 다른 예를 도시한 도면이다. 상기 전자 장치(1100)는 전자 장치들(500, 700, 800, 900, 1000)의 특징들 중 몇 개와 유사하거나 그 특징들 중 몇 개를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전자 장치(1100)는 안테나(510), 전력 증폭기(520), 저잡음 증폭기(530), 및 듀플렉서(505)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1200)는 또한 하나 이상의 밸런싱 네트워크들(1140)을 포함할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(1140)는 상기 밸런싱 네트워크들(540, 740, 840, 940, 1040)중 임의의 것과 유사하거나 다를 수 있다.
상기 전자 장치(1100)는 안테나 추적장치(antenna tracking unit)("ATU")(1120)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 추적장치(1120)는, 예컨대, 안테나(510)의 임피던스의 동조를 추적 및 제공하는데 사용될 수 있다.
상기 안테나(510)의 근접 필드가 동요 또는 변경되면서 안테나 임피던스는 천천히 변할 수 있다. 몇 개의 시스템들에서, 하나 이상의 설계 명세서들은 수용 가능한 안테나 임피던스 변화를 명시할 수 있다. 예컨대, 설계 명세서는 안테나 임피던스 변화에 대한 3 : 1의 전압 정재파비(voltage standing wave ratio)(VSWR)를 명시할 수 있다. 도 12는 임피던스들과 VSWR 원을 나타내는 스미스 차트(1200)의 예를 도시한 도면이다. 이 경우, 안테나 임피던스는 상기 스미스 차트(1200)상의 VSWR=3 의 내부의 임의의 곳에 있을 수 있다. 몇 개의 경우들에서, 밸런싱 네트워크(1140)는 양호한 해상도의 상기 스미스 차트(1200)의 중앙 주위에서 안테나(510)의 임피던스 변화들을 추적하도록 구성되고 동작할 수 있다.
상기 안테나 동조 유닛(1120)은 스미스 차트(1200)의 VSWR=3 의 전체 면적에 걸친 대략 동조(coarse tuning)를 제공하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 안테나 동조 유닛(1120)은 오프-칩(off-chip) 인덕터 및 2개의 온-칩(on-chip) 커패시터 뱅크들을 갖는, 파이(pi) 네트워크로서 구현될 수 있다. 상기 안테나 동조 유닛(1120)은 상기 전력 증폭기(520)의 효율을 개선하고 하나 이상의 부정합 조건들하에서의 상기 전력 증폭기(520)의 항복(breakdown)을 방지하도록 부가될 수 있다. 예로서, 상기 안테나(510)의 상기 임피던스가 도 12의 상기 스미스 차트상에서의 횡단에 의해 표기된 값으로 변경된 경우, 상기 안테나 동조 유닛(1120)은 상기 안테나 임피던스를, 상기 밸런싱 네트워크(1240)가 상기 듀플렉서(505)를 균형 잡을 수 있는, 음영 영역으로 변환할 수 있다.
다른 전자 장치들에서, 상기 안테나 추적 유닛(1120)은 다양한 다른 방식들로 구성될 수 있다. 다른 전자 장치들에서, 밸런싱 네트워크(1140)는 안테나 동조유닛이 상기 전자 장치들에 필요치 않거나 포함되지 않도록 VSWR=3 의 전체 영역을 관할하게끔 구성되고 동작할 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
다양한 전자 장치들은 듀플렉서(505) 및 능동 밸런싱 네트워크(540, 740, 84 0, 940, 1040, 1140)를 갖는 듀플렉서 시스템을 포함할 수 있다. 도 13은 전자 장치(1300)의 한 예를 예시한 도면이다. 상기 전자 장치는 단일 CMOS 칩상에 부분적으로 또는 완전히 집적된 안테나-준비된 무선장치(antenna readly radio)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1300)는 하나 이상의 다중-모드 다중-대역 전력 증폭기(1310), 다중-대역 무선주파수 필터(1320), 및 다중-대역 듀플렉서 시스템(1330)을 포함할 수 있다. 상기 다중-대역 무선주파수 필터(1320)는 이동 통신용 2G 글로벌 시스템("2G GSM")과 같은 시분할 듀플렉싱("TDD") 시스템들에서의 사용을 위해 구성되거나 동작할 수 있다. 상기 다중-대역 듀플렉서 시스템(1330)은 3G 광대역 부호분할 다중접속 ("WCDMA") 시스템들과 같은 주파수 분할 듀플렉싱("FDD") 시스템들에서의 사용을 위해 구성되거나 동작할 수 있다. 예컨대, 상기 다중-대역 듀플렉서 시스템(133 0)은 논의된 하나 이상의 듀플렉서 시스템들(550) 및 밸런싱 네트워크들(540, 74 0, 840, 940, 1040, 1140)을 포함하거나 나타낼 수 있다. 상기 다중-대역 듀플렉서 시스템(1330)과 같은, 상기 전자 장치(1300)의 상기 소자들의 일부나 모두는 효율을 개선시키고, 공간을 절약하며, 비용을 감소시키기 위해 전자 장치들(100, 500) (700, 800, 900, 1000)에서와 같은, 다양한 다른 전자 장치들에서 제조 및 사용될 수 있다.
다른 예에서, 전자 장치는 상기 듀플렉서 시스템 및 밸런싱 네트워크를 3G/4G 휴대폰 응용장치들용의 주파수 의존 CMOS RF 듀플렉서로서 구현할 수 있다. 상기 CMOS RF 듀플렉서는, 3G/4G 대역들 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅸ 를 지원할 수 있고, 200 MHz의 대역폭에 걸친 전송-대역에서의 55 dB 이상의, 그리고 대응하는 수신-대역에서의 45 dB 이상의, TX-대-RX 절연을 달성할 수 있는, 광대역 집적 RF 듀플렉서일 수 있다. 65 nm의 CMOS 듀플렉서/LNA가 구현될 수 있고 2.5 dB의 전송 삽입손실, 및 27 dB 이상의 이득을 갖는 5 dB의 순차(cascade) 수신기 잡음지수를 달성할 수 있다. 듀플렉싱 시스템을 사용하는 전자 장치들의 다른 예들 및 구성들이 가능하다.
상기 전자 장치들(500, 700, 800, 900, 1000, 1100)중 임의의 전자 장치에서 사용된 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템들(550)은 다양한 특성들 및 기대치들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템들(550)은 연관된 저잡음 증폭기에서 송수신기 누설을 가질 수 있다. 상기 저잡음 증폭기 입력에서의 상기 송수신기 누설은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112012078905736-pat00009
여기서,
Figure 112012078905736-pat00010
는 수신기 입력에서의 dBm/Hz 단위의 송수신기 누설전력 밀도이고, SPAsms dBm/Hz 단위의 전력 증폭기 출력 전력 밀도이며,
Figure 112012078905736-pat00011
는 dB 단위의 듀플렉서 송신기-대-수신기 절연(isolation)이다. 다른 특성들 및 예들이 가능하다.
3G 응용장치들에 대해, 상기 전자 장치들(500, 700, 800, 900, 1000, 1100)에서의 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템들(550)은 전송(또는 송수신기) 대역에서, 50 dB 이상의 절연과 같은, 어느 정도의 절연을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템(550)은 또한 또는 대안적으로 상기 수신기를 포화시키는 것이나 상기 LNA를 손상시키는 것을 방지할 수 있고, 상기 수신기의 선형성 및 위상 잡음 필요조건들을 완화시킬 수 있다. 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템(550)은 또한 잡음을 수신기 잡음 바닥밑으로 끌어내리기 위해 상기 잡음을 약 45 dB만큼 감쇠하는 것과 같은, 상기 수신(수신기) 대역에서의 상기 잡음을 감쇠하도록 구성될 수 있다. 몇 가지의 경우들에서, 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템(550)은 상기 송신기 및 수신기 경로들 모두에서 최소 삽입손실(insertion loss)("IL")을 유도하는 동안 상기 절연을 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 송신기에 대해, 상기 수신기 삽입손실이 수신기 감도로부터 직접 차감될 수 있는 한편, 상기 전력 증폭기는 상기 송신기 삽입손실을 극복하기 위한 더 높은 전력을 출력하기 위해 더 많은 전력을 소진 또는 사용할 수 있다. 상기 듀플렉서 (505)나 듀플렉서 시스템(550)은, 15 V의 피크 투 피크치까지의 출력 변동과 같은, 큰 PA 출력 변동을 견뎌내도록 구성될 수 있다. 상기 듀플렉서(505)나 듀플렉서 시스템(550)은 다중의 대역들, 하나의 대역에 대한 절연을 한번에 제공하도록 구성될 수 있다.
SAW 필터들을 갖는 듀플렉서들의 삽입 손실은 대역으로부터 대역까지 변할 수 있다. 삽입 손실은 수신 주파수 대역과 전송 주파수 대역 사이의 주파수 분리에 의존하여 변할 수 있다. 예컨대, 삽입 손실은, 예컨대, 더 높은 절연 필요조건 때문에, 전송 주파수 경로에 대해서는 약 2 dB 이며, 상기 수신 주파수 경로에 대해서는 2.5 dB 일 수 있다.
듀플렉서 시스템(550)과 같은, 듀플렉서 시스템들은 원하는 그리고 조정 가능한 또는 동조 가능한 임피던스를 얻기 위해 하나 이상의 상기 능동 밸런싱 네트워크들(840, 940, 1040, 1140)을 포함할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크들(840, 94 0, 1040, 1140)의 임피던스의 동조를 통해, 상기 듀플렉서 시스템들은 상기 주파수에 관한 어느 것도 가정하지 않고서도 임의의 신호나 임의의 주파수에서 상기 전력 증폭기(520) 및 상기 저잡음 증폭기(530)의 절연을 달성할 수 있다. 상기 능동 밸런싱 네트워크들(840, 940, 1040, 1140)은 수동 구현에 비교하여 동일한 임피던스에 대한 더 낮은 잡음을 달성할 수 있고, 이론적인 3-dB의 잡음함수 성능 한계를 극복할 수 있다. 하나 이상의 상기 능동 밸런싱 네트워크들(840, 940, 1040, 1140)을 갖는 듀플렉서 시스템(550)을 사용하는 전자 장치의 상기 수신기 잡음지수는 수신기 삽입 손실보다 더 작을 수 있다. 상기 능동 밸런싱 네트워크들(840, 94 0, 1040, 1140)은 상기 수신기 성능을 직접 개선시킬 수 있거나, 상기 개선점은 상기 수신기와 상기 송신기 사이에서 분배될 수 있다. 몇 가지의 구현 예들에서, 상기 구현에서의 임의의 선형 트랜스컨덕터의 비존재는 낮은 항복전압(breakdown voltage)을 경감할 수 있다. 상기 밸런싱 네트워크(1040)는 전압 레벨들을 강하시키고 상기 저잡음 밸런싱 네트워크들(920, 925)에 의해 경험된 전압 변동들을 제한하도록 사용될 수 있다. 다른 이익들 및 장점들이 가능하다.
전자 장치들(100, 500, 700, 800, 900) (1000, 1100, 1300)들과 같은, 하나 이상의 기능들을 갖는 전자 장치는 프로세서나, 도 14상의 컴퓨터 시스템(1400)과 같은, 컴퓨터 시스템을 포함하거나, 액세스할 수 있다. 예컨대, 프로세서나 컴퓨터 시스템은 전자 장치에 포함될 수 있고 안테나 임피던스를 감시하고 밸런싱 네트워크(540, 740, 840, 940, 1040, 1140)의 하나 이상의 소자들을 조정하도록 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템들은 상기 컴퓨터 시스템(1400)이 여기에 설명된 방법들 중 임의의 하나 이상의 방법 또는 컴퓨터 기반 기능들을 구현하도록 하기 위해 실행될 수 있는 한 세트의 명령어들(instructions)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템(1400)은 독립형 장치로서 동작할 수 있거나 예컨대, 네트워크를 사용하여, 다른 컴퓨터 시스템들이나 주변장치들에 연결될 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1400)은 다양한 장치들로 구현될 수 있거나 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 셋톱 박스(STB), 휴대정보 단말기(PDA), 이동장치, 팜톱 컴퓨터(palmtop computer), 랩톱 컴퓨터(laptop computer), 데스크톱 컴퓨터 (desktop computer), 통신장치, 무선전화, 일반전화, 제어 시스템, 카메라, 스캐너, 팩시밀리 기계, 프린터, 페이저, 개인신용장치, 웹 기구, 네트워크 라우터, 스위치나 브리지, 또는 기계에 의해 취해지는 동작들을 명시하는 한 세트의 명령어들(순차적인 또는 다른 방식의)을 실행할 수 있는 임의의 다른 기계와 같은, 다양한 장치들에 포함될 수 있다.
상기 컴퓨터 시스템(1400)은 중앙처리장치(CPU), 그래픽 처리장치(GPU)와 같은, 프로세서(1402), 또는 둘다 모두를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1402)는 다양한 시스템들에서의 구성요소일 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(1402)는 표준형 개인용 컴퓨터나 워크스테이션의 일부일 수 있다. 상기 프로세서(1402)는 하나 이상의 범용 프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 서버들, 네트워크들, 디지털 회로들, 아날로그 회로들, 그 결합들, 데이터를 분석 및 처리하기 위한 다른 현재 알려진 또는 나중에 개발된 장치들일 수 있다. 상기 프로세서(1402)는, 수동으로 생성된(즉, 프로그램된) 코드와 같은, 소프트웨어 프로그램을 수행할 수 있다.
상기 컴퓨터 시스템(1400)은 버스(1408)를 통해 통신할 수 있는 메모리(14 04)를 포함할 수 있다. 상기 메모리(1404)는 주 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리일 수 있다. 상기 메모리(1404)는 다양한 형태의 휘발성 및 비휘발성 저장매체와 같은 컴퓨터 판독 가능한 저장매체를 포함하지만, 이에 제한되지는 않으며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 저장매체는 랜덤 액세스 메모리, 판독전용 메모리, 프로그램 가능한 판독전용 메모리, 전기적으로 프로그램 가능한 판독전용 메모리, 전기적으로 소거 가능한 판독전용 메모리, 플래시 메모리, 자기 테이프 또는 자기 디스크, 광학 매체 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않을 수 있다.
상기 메모리(1404)는 상기 프로세서(1404)에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하도록 동작할 수 있다. 도면들에 예시된 또는 여기에 설명된 기능들, 동작들 또는 작업들은 상기 메모리(1404)에 저장된 상기 명령어들을 실행하는 상기 프로그램된 프로세서(1404)에 의해 수행될 수 있다. 상기 기능들, 동작들 또는 작업들은 특정 형태의 명령어들의 세트, 저장매체, 프로세서나 처리 전략과 독립적일 수 있으며, 단독으로 또는 결합된 형태로 동작하는, 소프트웨어, 하드웨어, 집적회로들, 펌웨어, 마이크로-코드 등에 의해 구현될 수 있다. 이와 같이, 처리 전략들은 다중처리, 다중작업, 병렬 처리 등을 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 시스템(1400)은, 액정표시장치(LCD), 유기 발광다이오드(OLE D), 평면판 표시장치(flat panel display), 고체 표시장치(solid state display), 음극선관(CRT), 영사기, 프린터 또는 결정된 정보를 출력하기 위한 다른 현재 알려진 또는 나중에 개발된 디스플레이와 같은, 디스플레이 유닛(1410)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 디스플레이(1410)는 사용자가 상기 프로세서(1402)의 기능을 볼 수 있도록 하는 인터페이스로서 기능할 수 있거나, 특별히 상기 메모리(1404)나 상기 드라이브 유닛(1416)에 저장된 소프트웨어와의 인터페이스로서 기능할 수 있다.
상기 컴퓨터 시스템(1400)은 사용자가 상기 컴퓨터 시스템(1400)의 임의의 소자와 상호 작용하도록 구성된 입력장치(1412)를 포함할 수 있다. 상기 입력장치(1412)는 번호입력 패드, 키보드, 또는 마우스 또는 조이스틱(joystick)과 같은, 커서 제어장치,, 터치 스크린 디스플레이(touch screen display), 원격 제어장치 또는 상기 컴퓨터 시스템(1400)과 상호 작용하도록 동작하는 임의의 다른 장치일 수 있다.
상기 컴퓨터 시스템(1400)은 또한 또는 대안적으로 디스크나 광학 드라이브 유닛(1416)을 포함할 수 있다. 상기 디스크 드라이브 유닛(1416)은, 하나 이상의 세트들의 명령어들(1424), 예컨대, 소프트웨어, 이 저장될 수 있는, 컴퓨터-판독 가능한 매체(922)를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 명령어들(1424)은 여기에 설명된 하나 이상의 방법들이나 로직을 포함할 수 있다. 상기 명령어들(1424)은 상기 컴퓨터(1400)에 의해 실행되는 동안 상기 메모리(1404)의 내부에 및/또는 상기 프로세서(1402)의 내부에 완전히 또는 부분적으로 있을 수 있다. 상기 메모리(1404) 및 상기 프로세서(1402)는 또한 위에 설명된 컴퓨터-판독 가능한 매체를 포함할 수 있다.
몇 가지의 시스템들에서, 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는 명령어들(1424)을 포함하며, 네트워크(1426)에 연결된 장치가 음성, 영상, 이미지들 또는 임의의 다른 데이터를 상기 네트워크(1426)에서 통신할 수 있도록 전달된 신호에 반응하는 명령어들(1424)을 수신 및 실행한다. 명령어들(1424)은 통신 포트나 인터페이스(1420)를 통해, 및/또는 버스(1408)를 사용하여, 상기 네트워크(1426)에서 전송 또는 수신될 수 있다. 상기 네트워크(1426)와의 연결은 무선 이더넷 연결과 같은, 물리적인 연결일 수 있거나 다음에 설명되는 무선으로 설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 시스템(1400)의 다른 소자들과의 부가적인 연결은 물리적인 연결일 수 있거나 무선으로 설정될 수 있다. 상기 네트워크(1426)는 대안적으로 상기 버스(1408)에 직접 연결될 수 있다.
상기 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는 단일 매체로 도시되는 한편, "컴퓨터-판독 가능한 매체"의 용어는 단일 매체 또는 집중화된 또는 분배된 데이터베이스, 및/또는 하나 이상의 세트들의 명령어들을 저장하는 연관된 캐시들 및 서버들과 같은, 다수의 매체를 포함할 수 있다. 상기 "컴퓨터-판독 가능한 매체"의 용어는 또한 프로세서에 의한 실행을 위한 한 세트의 명령어들을 저장, 부호화 또는 전송할 수 있거나 컴퓨터 시스템들이 여기에 설명된 임의의 하나 이상의 방법들 또는 동작들을 수행하도록 야기하는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는 비일시적이며, 유형의 것(tangible)일 수 있다.
상기 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는 메모리 카드나 하나 이상의 비휘발성 판독전용 메모리들을 포함하는 다른 패키지와 같은 고체-상태 메모리를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는 랜덤 액세스 메모리나 다른 휘발성의 재기록 가능한 메모리일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 컴퓨터-판독 가능한 매체(1422)는, 디스크 또는 테이프들 또는 전송 매체상에서 통신된 신호와 같은 반송파 신호들을 포착하는 다른 저장장치와 같은, 광자기 또는 광학 매체를 포함할 수 있다. 이메일에 첨부된 디지털 파일 또는 다른 자체 정보 보관소 또는 한 세트의 보관소들은 유형의 저장매체인 유통매체로 간주될 수 있다. 따라서, 본 발명은, 데이터나 명령어들이 저장될 수 있는, 임의의 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능한 매체 또는 유통매체 및 다른 등가물 및 승계 매체를 포함하는 것으로 간주된다.
대안적인 실시예에서, 주문형 반도체, 프로그램 가능한 로직 배열들 및 다른 하드웨어 장치들과 같은, 전용 하드웨어 실시장치들은 여기에 설명된 하나 이상의 방법들을 수행하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들의 상기 장치 및 시스템들을 포함할 수 있는 애플리케이션들은 다양한 전자 및 컴퓨터 시스템들을 광범하게 포함할 수 있다. 여기에 설명된 하나 이상의 실시예들은 2개 이상의 상호 연결된 특정 하드웨어 모듈들 또는 상기 모듈들 사이에서 그리고 상기 모듈들을 통해 통신될 수 있는 관련된 제어신호들 및 데이터 신호들을 갖는 장치들을 사용하거나, 주문형 반도체의 일부들로서 기능들을 수행할 수 있다. 따라서, 본 시스템은 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어 수행장치들을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 여기에 설명된 상기 방법들은 컴퓨터 시스템에 의해 실행 가능한 소프트웨어 프로그램들에 의해 구현될 수 있다. 게다가, 예시적인, 비제한적인 실시예에서, 구현 예들은 분배된 처리, 구성요소/대상 분산 처리, 및 병렬 처리를 포함할 수 있다. 대안적으로, 가상의 컴퓨터 시스템 처리는 여기에 설명된 하나 이상의 상기 방법들 또는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 더욱 많은 실시예들 및 구현 예들이 본 발명의 범위 내에서 가능함이 이 기술에 통상의 지식을 가진 자들에겐 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들 및 그 등가물들을 고려하는 것을 제외하고는 제한되지 않을 것이다.

Claims (15)

  1. 안테나와 연결된 듀플렉서; 및
    상기 듀플렉서와 연결되고, 조정 가능한 네트워크 임피던스를 가지며, 능동소자를 포함하는 밸런싱 네트워크(balancing network)를 포함하며,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나의 안테나 임피던스에 정합(match)시키기 위해 상기 네트워크 임피던스를 조정하도록 구성되고,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 듀플렉서에 연결된 변압기 및 상기 변압기에 연결된 2개의 밸런싱 회로들을 포함하고,
    상기 변압기는 상기 듀플렉서로부터 수신된 제1 전압을 제2 전압으로 강하하여 출력하고,
    상기 2개의 밸런싱 회로들 각각은 상기 변압기의 각 단(end)에 연결되어, 상기 2개의 밸런싱 회로들 각각에서의 전압은 상기 제2 전압보다 더 낮은, 전자 장치용 듀플렉싱(duplexing) 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개의 밸런싱 회로들은 동일한 소자들(components)을 포함하는, 전자 장치용 듀플렉싱 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나 임피던스에 정합하고 상기 능동소자의 저항을 최소화하는, 전자 장치용 듀플렉싱 시스템.
  7. 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및 제4 포트를 포함하는 듀플렉서;
    안테나 임피던스를 가지며, 상기 제1 포트에 연결된 안테나;
    상기 안테나에 의해 전송되는 전송 신호를 증폭시키도록 구성되며, 상기 제2 포트에 연결된 전력 증폭기;
    상기 안테나에 의해 수신된 수신 신호를 증폭시키도록 구성되며, 상기 제3 포트에 연결된 저잡음 증폭기;
    밸런싱 네트워크 임피던스를 가지며, 상기 제4 포트에 연결되고, 능동소자를 포함하는 밸런싱 네트워크(balancing network)를 포함하고,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 전력 증폭기 및 상기 저잡음 증폭기를 절연하기 위해 상기 안테나 임피던스에 정합하도록 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하고,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 듀플렉서에 연결된 변압기 및 상기 변압기에 연결된 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 포함하고,
    상기 변압기는 상기 듀플렉서로부터 수신된 제1 전압을 제2 전압으로 강하하여 출력하고,
    상기 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 밸런싱 회로 각각에서의 전압은 상기 제2 전압보다 더 낮은, 전자 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 밸런싱 네트워크는 조정 가능한 저항성(resistive) 소자 및 조정 가능한 용량성(capacitive) 소자를 포함하는, 전자 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 안테나 임피던스를 정합하기 위해 상기 조정 가능한 용량성 소자의 정전 용량(capacitance)을 수정함으로써 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는, 전자 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 변압기는 상기 제4 포트에 연결된 제1 인덕터 및 제1 단(end)과 제2 단을 갖는 제2 인덕터를 포함하는, 전자 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 밸런싱 회로는 상기 제2 인덕터의 상기 제1 단에 연결되고, 상기 제2 밸런싱 회로는 상기 제2 인덕터의 상기 제2 단에 연결되는, 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 밸런싱 회로는 동일한 소자들을 포함하는, 전자 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 밸런싱 네트워크는 상기 능동소자의 바이어스 전류 또는 바이어스 전압을 제어함으로써 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는, 전자 장치.
  14. 전력 증폭기와 저잡음 증폭기를 절연하는 방법으로서,
    안테나 임피던스를 감시하는(monitoring) 단계; 및
    상기 안테나 임피던스에 근거하여 밸런싱 네트워크의 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계로서, 상기 밸런싱 네트워크의 능동소자의 능동소자 임피던스를 조정하는 단계를 포함하는, 상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 밸런싱 네트워크는 듀플렉서에 연결된 변압기 및 상기 변압기에 연결된 제1 밸런싱 회로 및 제2 밸런싱 회로를 포함하고,
    상기 변압기는 상기 듀플렉서로부터 수신된 제1 전압을 제2 전압으로 강하하여 출력하고,
    상기 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 밸런싱 회로 각각은 상기 변압기의 각 단(end)에 연결되어,
    상기 제1 밸런싱 회로 및 상기 제2 밸런싱 회로 각각에서의 전압은 상기 제2 전압보다 더 낮은, 전력 증폭기와 저잡음 증폭기를 절연하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 밸런싱 네트워크 임피던스를 조정하는 단계는, 상기 안테나 임피던스를 상기 밸런싱 네트워크 임피던스와 밸런싱(balance)하기 위해 상기 능동소자의 바이어스 전류 또는 바이어스 전압을 조정하는 단계를 포함하는, 전력 증폭기와 저잡음 증폭기를 절연하는 방법.
KR1020120107914A 2012-03-14 2012-09-27 조정 가능한 듀플렉서 시스템 KR101443802B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/419,631 US8854155B2 (en) 2012-03-14 2012-03-14 Adjustable duplexer system
US13/419,631 2012-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130105258A KR20130105258A (ko) 2013-09-25
KR101443802B1 true KR101443802B1 (ko) 2014-09-23

Family

ID=46939442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120107914A KR101443802B1 (ko) 2012-03-14 2012-09-27 조정 가능한 듀플렉서 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8854155B2 (ko)
EP (1) EP2639964B1 (ko)
KR (1) KR101443802B1 (ko)
CN (1) CN103312355B (ko)
HK (1) HK1185466A1 (ko)
TW (1) TWI477089B (ko)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014133625A2 (en) 2012-12-11 2014-09-04 University Of Southern California Passive leakage cancellation networks for duplexers and coexisting wireless communication systems
US9000860B2 (en) 2012-12-18 2015-04-07 Broadcom Corporation Low-loss TX-to-RX isolation using electrical balance duplexer with noise cancellation
EP2747282B1 (en) * 2012-12-21 2019-11-06 IMEC vzw Tunable impedance network
TWI531108B (zh) * 2013-01-18 2016-04-21 矽品精密工業股份有限公司 雙工器與其線路結構暨射頻收發裝置
WO2015089091A1 (en) 2013-12-10 2015-06-18 University Of Southern California Enhancing isolation and impedance matching in hybrid-based cancellation networks and duplexers
WO2015123668A1 (en) 2014-02-14 2015-08-20 University Of Southern California Hybrid-based cancellation in presence of antenna mismatch
US9843302B2 (en) 2014-02-14 2017-12-12 University Of Southern California Reflection and hybrid reflection filters
US9871543B2 (en) 2014-02-19 2018-01-16 University Of Southern California Miniature acoustic resonator-based filters and duplexers with cancellation methodology
CN105450793B (zh) * 2014-08-01 2018-12-14 联想(北京)有限公司 用于设置电子器件的方法、电子装置和电子设备
WO2016105979A1 (en) 2014-12-22 2016-06-30 Brown University, High-selectivity low-loss duplexer
US10425120B2 (en) 2015-02-10 2019-09-24 U-Blox Ag Signal isolation control apparatus and method of controlling a hybrid junction
US10090585B2 (en) 2015-08-23 2018-10-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Circuits and methods for antenna-based self-interference cancellation
US9912326B2 (en) 2015-09-08 2018-03-06 Abtum Inc. Method for tuning feed-forward canceller
US10581650B2 (en) 2015-09-08 2020-03-03 Qorvo Us, Inc. Enhancing isolation in radio frequency multiplexers
US9866201B2 (en) 2015-09-08 2018-01-09 Abtum Inc. All-acoustic duplexers using directional couplers
US9762416B2 (en) 2015-09-08 2017-09-12 Abtum Inc. Reflection coefficient reader
US9755668B2 (en) 2015-09-30 2017-09-05 Abtum Inc. Radio frequency complex reflection coefficient reader
US10038458B2 (en) 2015-10-06 2018-07-31 Abtum Inc. Reflection-based radio-frequency multiplexers
KR102527018B1 (ko) 2015-10-12 2023-04-27 압툼 인크. 하이브리드 커플러 기반 무선 주파수 멀티플렉서
US10581135B2 (en) 2015-12-07 2020-03-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Circuits and methods for non-reciprocal circulators and transceivers using same
US9887862B2 (en) * 2015-12-07 2018-02-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Circuits and methods for performing self-interference cancelation in full-duplex transceivers
TWI625060B (zh) * 2016-03-15 2018-05-21 絡達科技股份有限公司 具主動校準機制之聲波裝置
GB2551346B (en) * 2016-06-13 2020-05-06 Toshiba Kk Technique for full duplex with single antenna
WO2018075113A2 (en) 2016-07-21 2018-04-26 Tolga Dinc Magnetic-free non-reciprocal circuits based on sub-harmonic spatio-temporal conductance modulation
US10855246B2 (en) 2016-09-21 2020-12-01 Qorvo Us, Inc. Enhancing isolation in hybrid-based radio frequency duplexers and multiplexers
CN106506034A (zh) * 2016-12-05 2017-03-15 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种低噪声开关双工器
EP3580853B1 (en) * 2017-02-10 2023-04-05 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Time division duplex transceiver with an integrated isolator circuit
CN107483168B (zh) * 2017-09-20 2019-11-08 北京科技大学 一种全双工电平衡双工器自适应阻抗匹配装置
WO2019102848A1 (ja) * 2017-11-24 2019-05-31 株式会社村田製作所 高周波回路、高周波フロントエンド回路および通信装置
US10530615B1 (en) 2019-03-08 2020-01-07 Apple Inc. Adaptive power equalization in electrical balance duplexers
US10644763B1 (en) * 2019-03-21 2020-05-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Technique for single antenna full duplex
KR102188036B1 (ko) * 2020-05-11 2020-12-07 국방과학연구소 듀플렉서가 통합된 저잡음 증폭기
US11177837B1 (en) * 2020-06-12 2021-11-16 Apple Inc. Duplexer with impedance inverters
US11368181B2 (en) * 2020-06-30 2022-06-21 Apple Inc. Duplexer with balanced impedance ladder
US20220038066A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-03 David Scott Farkas Heterogeneous Semiconductor Transceiver Integrated Circuit
US11265038B1 (en) * 2020-12-09 2022-03-01 Apple Inc. Wideband balanced duplexer
US12040772B2 (en) 2021-07-02 2024-07-16 Apple Inc. Machine-learning based tuning algorithm for duplexer systems

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110299431A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Broadcom Corporation Front end module with a tunable balancing network

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7586384B2 (en) * 2005-08-15 2009-09-08 Nokia Corporation Integrated load impedance sensing for tunable matching networks
KR100752280B1 (ko) * 2005-12-14 2007-08-28 삼성전자주식회사 휴대단말기의 안테나주파수 자동매칭 장치
US7996035B2 (en) * 2009-08-17 2011-08-09 Sony Corporation Matching circuit for adaptive impedance matching in radio
CN101835250A (zh) * 2010-04-30 2010-09-15 华为终端有限公司 一种降低终端功耗的装置及方法
US8761710B2 (en) * 2010-06-03 2014-06-24 Broadcom Corporation Portable computing device with a saw-less transceiver
US8923168B2 (en) * 2010-06-03 2014-12-30 Broadcom Corporation Front end module with an antenna tuning unit
US8792836B2 (en) * 2010-06-03 2014-07-29 Broadcom Corporation Front end module with compensating duplexer
CN102185620A (zh) * 2011-01-28 2011-09-14 中兴通讯股份有限公司 处理射频信号的方法、装置和设备
CN102170296B (zh) * 2011-04-22 2014-02-19 北京大学 一种射频前端电路结构
US9214918B2 (en) 2012-03-14 2015-12-15 Broadcom Corporation Power distributing duplexer system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110299431A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Broadcom Corporation Front end module with a tunable balancing network

Also Published As

Publication number Publication date
US8854155B2 (en) 2014-10-07
TWI477089B (zh) 2015-03-11
HK1185466A1 (zh) 2014-02-14
CN103312355A (zh) 2013-09-18
US20130241669A1 (en) 2013-09-19
EP2639964B1 (en) 2018-09-05
TW201338436A (zh) 2013-09-16
EP2639964A3 (en) 2014-03-26
KR20130105258A (ko) 2013-09-25
EP2639964A2 (en) 2013-09-18
CN103312355B (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101443802B1 (ko) 조정 가능한 듀플렉서 시스템
US9214918B2 (en) Power distributing duplexer system
US9948271B2 (en) Methods for reconfiguring directional couplers in an RF transceiver
KR102287445B1 (ko) 저잡음 증폭기를 바이패스하는 시스템 및 방법
Bassi et al. A 40–67 GHz Power Amplifier With 13 dBm ${\rm P} _ {\rm SAT} $ and 16% PAE in 28 nm CMOS LP
US7936213B2 (en) Doherty amplifier and signal amplification system having the same, method for amplifying signal
US20140206301A1 (en) Transceiver with an integrated rx/tx configurable passive network
US8244194B2 (en) Narrow-band tunable radio frequency (RF) power amplifiers and related methods
US20090273397A1 (en) Controlling power with an output network
US9705545B2 (en) Tunable radio frequency low noise amplifier
TW201838323A (zh) 通訊模組
US9899968B2 (en) Low noise amplifier circuit
CN114123998A (zh) 可变增益功率放大器
KR20160117317A (ko) 직렬 캐패시턴스 조정기
US20230030709A1 (en) Broadband low noise amplifier using multiple cascode stages
US7675366B2 (en) Integrated amplifier circuit
Pan et al. Simultaneous frequency-and coupling coefficient-reconfigurable quadrature coupler
Nesimoglu et al. An eclectic approach to design tunable amplifiers
KR20120056233A (ko) 무선통신 시스템에서 이중 대역을 지원하는 신호 변환 장치 및 수신 장치
Zhang et al. High isolation wideband CMOS T/R switch with leakage cancellation technique for software-defined radio transceiver
Kwon et al. A CMOS wideband LNA with low-loss integrated TX leakage canceller
GB2486916A (en) A multi-band switchable low-noise receiver amplifier with notch filters
Guan et al. A novel wide-range continuously-tuneable varactor-based matching network for low-noise amplifiers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170908

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180904

Year of fee payment: 5