KR102665202B1 - 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 갖는 무선 트랜시버 - Google Patents

고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 갖는 무선 트랜시버 Download PDF

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필립 에이치. 톰슨
스티븐 티. 세이즈
로만 즈비그뉴 아르키제우스키
매튜 리 바노웨츠
두에인 에이. 그린
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스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치들을 갖는 무선 트랜시버들이 본원에 개시되어 있다. 일부 실시예들에서, 송신기 시스템은, 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제1 전력 증폭기 및 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기를 포함하는 전력 증폭 시스템을 포함한다. 송신기는 제2 전력 증폭기의 출력과 접지 전위 사이에 결합된 스위치를 포함한다. 송신기는, 대역 선택 신호에 기초하여, 스위치를 제어하고 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기 각각을 선택적으로 인에이블하거나 디스에이블하도록 구성된 제어기를 포함한다. 스위치의 선택적인 제어는 개시된 스위치들 및 컨트롤들을 포함하지 않는 시스템과 비교하여 고조파 누설을 감소시킬 수 있다.

Description

고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 갖는 무선 트랜시버{WIRELESS TRANSCEIVER WITH SWITCH TO REDUCE HARMONIC LEAKAGE}
관련 출원(들)에 대한 상호-참조
이 출원은 WIRELESS TRANSCEIVER WITH SWITCH TO REDUCE HARMONIC LEAKAGE(고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 갖는 무선 트랜시버)라는 명칭으로, 2015년 7월 22일자로 출원된 미국 가출원 제62/195,387호를 우선권 주장하고, 그 개시내용은 그 전체적으로 참조로 명백히 본원에 포함된다.
분야
본 개시내용은 복수의 무선 통신 주파수 대역들을 송신하고 수신하도록 구성된 트랜시버 시스템들에 관한 것이다.
셀룰러 핸드셋들과 같은 일부의 무선 디바이스들에서, 2개 이상의 셀룰러 프로토콜들이 데이터를 송신 및/또는 수신하도록 지원될 수도 있다. 개개의 프로토콜들은 전용 송신 경로들을 이용하여 송신될 수도 있고 전용 수신 경로들을 이용하여 수신될 수도 있으며, 각각의 경로는 적당한 증폭 및/또는 필터링 컴포넌트(component)들을 가질 수도 있고, 경로들은 하나 이상의 안테나들에 결합될 수도 있다.
다수의 구현예들에 따르면, 본 개시내용은 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제1 전력 증폭기, 및 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기를 포함하는 전력 증폭 시스템을 포함할 수 있는 송신기 시스템에 관한 것이다. 송신기 시스템은 제2 전력 증폭기의 출력과 접지 전위 사이에 결합된 스위치를 포함할 수 있다. 송신기는 대역 선택 신호에 기초하여, 스위치를 제어하고 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기를 인에이블(enable)하거나 디스에이블(disable)하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.
일부의 실시예들에서, 제어기는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치를 개방하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 제어기는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌 수신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치를 폐쇄하도록 구성된다.
일부의 실시예들에서, 제어기는 대역 선택 신호에 기초하여 전력 증폭 시스템의 대역 선택 스위치를 제어하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 스위치 및 대역 선택 스위치는 스위칭 모듈 내로 통합된다. 일부의 실시예들에서, 스위칭 모듈은 단일 칩을 포함한다. 일부의 실시예들에서, 스위치는 대역 선택 스위치의 출력과 스위칭 모듈의 접지 단자 사이에 결합된다. 일부의 실시예들에서, 스위치는 스위칭 모듈의 션트(shunt) 입력 단자와 스위칭 모듈의 접지 단자 사이에 결합된다.
일부의 실시예들에서, 제1 셀룰러 주파수 대역의 고조파는 제2 셀룰러 주파수 대역 내에 있다. 일부의 실시예들에서, 제1 셀룰러 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System)(UMTS) 대역 17을 포함하고, 제2 셀룰러 주파수 대역은 UMTS 대역 4를 포함한다. 일부의 실시예들에서, 제1 셀룰러 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17을 포함하고, 제2 셀룰러 주파수 대역은 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications)(GSM) 대역 1900을 포함한다.
다수의 구현예들에서, 본 개시내용은 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함할 수 있는 라디오-주파수(radio-frequency)(RF) 모듈에 관한 것이다. 모듈은 패키징 기판 상에 구현된 송신기 시스템 - 송신기 시스템은 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제1 전력 증폭기 및 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기를 포함하는 전력 증폭 시스템, 제2 전력 증폭기의 출력과 접지 전위 사이에 결합된 스위치, 및 대역 선택 신호에 기초하여, 스위치를 제어하고 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기를 인에이블하거나 디스에이블하도록 구성된 제어기를 포함함 - 을 포함할 수 있다.
일부의 실시예들에서, RF 모듈은 프론트-엔드 모듈(front-end module)(FEM)이다. 일부의 실시예들에서, 제어기는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌 수신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치를 폐쇄하도록 구성된다.
일부의 실시예들에서, 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기는 별도의 칩들로 구현된다. 일부의 실시예들에서, 별도의 칩들은 RF 모듈의 별도의 다이 부착 접지 패드(die attach ground pad)들에 결합된다.
일부의 실시예들에서, 제1 전력 증폭기의 출력에 결합된 RF 모듈의 제1 출력 단자와, 제2 전력 증폭기의 출력에 결합된 제2 출력 단자는 공간적으로 분리된다.
일부의 구현예들에 따르면, 본 개시내용은 라디오-주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 트랜시버를 포함할 수 있는 무선 디바이스에 관한 것이다. 무선 디바이스는 트랜시버와 통신하는 프론트-엔드 모듈(FEM)을 포함할 수 있고, FEM은 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성된 패키징 기판을 포함할 수 있고, FEM은 패키징 기판 상에 구현된 송신기 시스템 - 송신기 시스템은 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제1 전력 증폭기 및 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기를 포함하는 전력 증폭 시스템, 제2 전력 증폭기의 출력과 접지 전위 사이에 결합된 스위치, 및 대역 선택 신호에 기초하여, 스위치를 제어하고 제1 전력 증폭기 및 제2 전력 증폭기를 인에이블하거나 디스에이블하도록 구성된 제어기를 포함함 - 을 더 포함할 수 있다. 무선 디바이스는 FEM과 통신하는 안테나 - 안테나는 송신기 시스템으로부터 수신된 신호의 증폭된 버전(version)을 송신하도록 구성됨 - 를 포함할 수 있다.
일부의 실시예들에서, 제어기는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌 수신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치를 폐쇄하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 제1 셀룰러 주파수 대역의 고조파는 제2 셀룰러 주파수 대역 내에 있다.
개시내용을 요약하기 위하여, 발명들의 어떤 양태들, 장점들, 및 신규한 특징들이 본원에서 설명되었다. 이러한 모든 장점들이 임의의 특정한 실시예에 따라 반드시 달성되지는 않을 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 이에 따라, 발명들은 본원에서 교시되거나 제안될 수도 있는 바와 같은 다른 장점들을 반드시 달성하지 않고도, 본원에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구체화되거나 수행될 수도 있다.
도 1은 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 2는 스위치 및 스위치 제어기를 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 3은 패키징 기판 상에 구현된 전력 증폭 모듈을 포함하고, 모듈은 고조파 누설을 감소시키기 위하여 제어기에 의해 제어되는 스위치를 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 4는 셀룰러 주파수 대역들의 다수의 세트들을 지원하는 전력 증폭 모듈을 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 5는 다수의 셀룰러 프로토콜들을 지원하는 멀티-모드(multi-mode) 전력 증폭 모듈을 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 6은 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위칭 모듈을 가지는 멀티-모드 전력 증폭 모듈을 포함하는 예시적인 무선 통신 구성을 예시한다.
도 7은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 특징들을 가지는 무선 통신 구성들이 모듈에서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수 있다는 것을 예시한다.
도 8은 본원에서 설명된 하나 이상의 유리한 특징들을 가지는 예시적인 무선 디바이스를 예시한다.
본원에서 제공된 주제들은 만약 있다면, 오직 편리성을 위한 것이고, 청구된 발명의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 주는 것은 아니다.
셀룰러 핸드셋들과 같은 다수의 무선 디바이스들은 다수의 셀룰러 프로토콜들 및/또는 다수의 셀룰러 주파수 대역들을 지원하도록 구성된다. 무선 데이터 스루풋(throughput)을 개선시키기 위하여, 일부의 무선 디바이스들은 다수의 셀룰러 주파수 대역들이 데이터를 송신 및/또는 수신하기 위하여 동시에 이용되는 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation)을 채용한다. 일부의 구현예들에서, 단일 셀룰러 주파수 대역은 송신을 위하여 이용되고, 다수의 셀룰러 주파수 대역들은 수신을 위하여 이용된다. 예로서, 무선 디바이스는 제1 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 17)에서 송신할 수도 있고, 제1 셀룰러 주파수 대역 및 제2 셀룰러 주파수 대역의 양자(예컨대, UMTS 대역들 17 및 4)에서 수신할 수도 있다.
일부의 구현예들에서는, 제1 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 17)의 3차 고조파가 제2 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 4)의 수신 주파수 범위 내에 있으므로, 제2 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 4)에서의 수신은 열화될 수 있다. 이에 따라, 일부의 구현예들에서, 무선 디바이스는 활성 송신 신호 경로에서 고조파 왜곡을 감소시키거나 최소화하고, 다른 경로들로의 이 신호의 누설을 억제하거나 방지하도록 설계 및/또는 구성된다.
일부의 실시예들에서, 제1 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 17)을 지원하는 전력 증폭기와, 제2 셀룰러 주파수 대역(예컨대, UMTS 대역 4)을 지원하는 전력 증폭기는 2개의 증폭 경로들 사이의 원하지 않는 결합(coupling)을 방지하기 위하여 회로 기판 설계 및 레이아웃에 주의를 기울여서 별도의 패키지들에서 실장된다. 그러나, 이러한 접근법은 더 높은 비용들 및 더 큰 전체적인 크기를 초래할 수도 있다.
본원에서 개시된 것은 무엇보다도, 캐리어 어그리게이션 통신 시스템들과 연관된 상기한 과제들을 다루도록 구성될 수 있는 회로들, 디바이스들, 및 방법들의 다양한 예들이다. 본원에서 설명된 바와 같은 일부의 구현예들에서, 고조파 누설 감소 스위치들은 무선 디바이스의 전력 증폭 시스템 내에 구현되고, 고조파 누설을 감소시키기 위하여 제어(예컨대, 개방되거나 폐쇄됨)된다.
도 1은 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치(136)를 포함하는 예시적인 무선 통신 구성(100)을 개략적으로 도시한다. 무선 통신 구성(100)은 트랜시버 시스템(130), 멀티플렉싱 시스템(101), 및 하나 이상의 안테나들(115, 125)을 더 포함한다.
멀티플렉싱 시스템(101)은 트랜시버 시스템(130)의 대응하는 출력들로부터 수신된 신호들을 안테나들(115, 125)에 제공한다. 유사하게, 멀티플렉싱 시스템(101)은 안테나들(115, 125)을 통해 수신된 신호들을 트랜시버 시스템(130)의 대응하는 입력들에 제공한다. 그 목적을 위하여, 멀티플렉싱 시스템(101)은 스위치들, 듀플렉서(duplexer)들, 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
트랜시버 시스템(130)은 안테나들(115, 125)을 통한 송신을 위하여, 디지털 데이터 신호들을 라디오-주파수(RF) 신호들로 변환하는 송신기 시스템(132)을 포함한다. 그 목적을 위하여, 송신기 시스템(132)은 기저대역 시스템, 국부 발진기(local oscillator)를 포함하는 변조기, 디지털-대-아날로그 변환기, 전력 증폭기, 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 트랜시버 시스템(130)은 수신된 신호들을 디지털 데이터 신호들로 변환하는 수신기 시스템(134)을 더 포함한다. 그 목적을 위하여, 수신기 시스템(134)은 저잡음 증폭기(low-noise amplifier)(LNA), 국부 발진기를 포함하는 복조기, 아날로그-대-디지털 변환기, 기저대역 시스템, 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
송신기 시스템(132)은 개개의 출력들을 통해 셀룰러 주파수 대역들의 세트 중의 하나 이상에서 (입력에서 수신된 디지털 데이터 신호에 기초하여) 신호를 송신하도록 구성된다. 예를 들어, 송신기 시스템(132)은 제1 출력을 통해 제1 셀룰러 주파수 대역에서, 제2 출력을 통해 제2 셀룰러 주파수 대역에서, 또는 양자에서 신호를 송신할 수도 있다. 유사하게, 수신기 시스템(134)은 개개의 입력들을 통해 셀룰러 주파수 대역들의 세트 중의 하나 이상에서 신호를 수신하고, 수신된 신호(들)에 기초하여 디지털 데이터 신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 수신기 시스템(134)은 제1 입력을 통해 제1 셀룰러 주파수 대역에서, 제2 입력을 통해 제2 셀룰러 주파수 대역에서, 또는 양자에서 신호를 수신할 수도 있다. 도 1은 2개의 출력들을 갖는 송신기 시스템(132)과, 2개의 입력들을 갖는 수신기 시스템(134)을 도시하지만, 송신기 시스템(132) 및 수신기 시스템(134)은 추가적인 셀룰러 주파수 대역들에 대한 추가적인 출력들 및/또는 입력들을 가질 수도 있다는 것을 인식해야 한다.
송신기 시스템(132) 및 수신기 시스템(134)이 동작하는 셀룰러 주파수 대역들은 하나 이상의 송신 대역들 및 하나 이상의 수신 대역들을 표시하는 대역 선택 신호에 의해 설정될 수도 있다. 일부의 구현예들에서, 대역 선택 신호는 단일 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역 및 수신 대역으로서 표시하고, 이것은 단일-대역 통신으로서 지칭될 수도 있다.
일부의 구현예들에서, 대역 선택 신호는 다수의 셀룰러 주파수 대역들을 (업링크 캐리어 어그리게이션 통신으로서 지칭된) 송신 대역들 및/또는 (다운링크 캐리어 어그리게이션 통신으로서 지칭된) 수신 대역들로서 표시한다.
일부의 구현예들에서, 대역 선택 신호는 단일 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서, 그리고 다수의 셀룰러 주파수 대역들을 수신 대역들로서, 예컨대, 업링크 단일-대역 통신 및 다운링크 캐리어 어그리게이션 통신으로서 표시한다. 예를 들어, 대역 선택 신호는 제1 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서, 그리고 제1 셀룰러 주파수 대역 및 제2 셀룰러 주파수 대역의 양자를 수신 대역들로서 표시할 수도 있다. 이에 따라, 송신기 시스템(132)은 제1 출력을 통해, 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 송신할 수도 있고, 수신기 시스템(134)은 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자를 통해, 각각 제1 셀룰러 주파수 대역 및 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호들을 수신할 수도 있다.
일부의 구현예들에서, 송신기 시스템(132)은 제2 출력을 통해, 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 비의도적으로 또한 송신할 수도 있다. 예를 들어, 송신기 시스템(132) 내에서의 고조파 결합은 제1 셀룰러 주파수 대역에서 송신된 신호의 더 높은 주파수 복제본(copy)의 제2 셀룰러 주파수 대역에서의 송신으로 귀착될 수도 있다. 위조 신호 및 상호변조 산물들과 같은 다른 상황들은 제2 셀룰러 주파수 대역에서 제2 출력을 통한 신호의 비의도적인 송신을 초래할 수도 있다. 제2 출력 단자를 통해 송신기 시스템(132)에 의해 송신된 이 비의도된 신호는 멀티플렉싱 시스템(101)을 통해 전파할 수도 있고, 수신기 시스템(134)의 제2 입력 단자에서 수신될 수도 있어서, 잡음으로 보일 수도 있고 제2 입력에서 수신기 시스템(134)에 의해 수신되도록 의도된 신호를 열화시킬 수도 있다.
이에 따라, 무선 통신 구성(100)은 제2 출력을 접지 전위에 결합하는 스위치(136)를 포함한다. 스위치가 폐쇄될 때, 비의도된 신호는 수신기 시스템(134)의 제2 입력이 아니라, 접지로 라우팅(routing)된다.
스위치(136)는 대역 선택 신호에 기초하여 개방되거나 폐쇄될 수도 있다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시할 때, 스위치(136)는 개방되어, 송신기 시스템(132)의 제2 출력으로부터의 의도된 신호가 멀티플렉싱 시스템(101)으로 전파되고 안테나들(115, 125) 중의 하나를 통해 송신되도록 한다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌, 수신 대역으로서 표시할 때, 스위치(136)는 폐쇄되어, 송신기 시스템(132)의 제2 출력으로부터의 임의의 비의도된 신호를 멀티플렉싱 시스템(101)으로, 그리고 잠재적으로, 수신기 시스템(134)의 제2 입력으로가 아니라 접지로 라우팅한다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수를 송신 대역 또는 수신 대역으로서 표시하지 않을 때, 스위치(136)는 개방되거나 폐쇄될 수도 있다.
도 2는 일부의 실시예들에서, 무선 통신 구성(200)이 스위치 제어기(220)를 포함한다는 것을 도시한다. 무선 통신 구성(200)은 전력 증폭 시스템(230), 멀티플렉싱 시스템(201), 제1 안테나(115), 및 제2 안테나(125)를 더 포함한다. (도 1의 송신기 시스템(132)과 같은 송신기 시스템의 일부로서 구현될 수도 있는) 전력 증폭 시스템(230)은 전력 증폭기 제어기(210)에 의해 제어되는 제1 전력 증폭기(211) 및 제2 전력 증폭기(212)를 포함한다. 각각의 전력 증폭기(211, 212)는 전력 증폭기 제어기(210)에 의해 인에이블될 때, 전력 증폭기의 출력에서, 전력 증폭기의 입력에서 수신된 신호의 증폭된 버전을 제공하도록 구성된다. 전력 증폭기 제어기(210)는 수신된 대역 선택 신호에 기초하여 전력 증폭기들(211, 212)을 선택적으로 인에이블 및/또는 디스에이블하도록 구성된다.
일부의 구현예들에서, 제1 전력 증폭기(211)는 제1 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성되고, 제2 전력 증폭기(212)는 제2 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 셀룰러 주파수 대역은 704 메가헤르쯔(MHz) 내지 746 MHz 사이의 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17일 수도 있고, 제2 셀룰러 주파수 대역은 1710 MHz 내지 2155 MHz 사이의 UMTS 대역 4일 수도 있다. 각각의 셀룰러 주파수 대역은 업링크 주파수 서브-대역 및 다운링크 주파수 서브-대역을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 셀룰러 주파수 대역은 704 MHz 내지 716 MHz 사이의 업링크 주파수 서브-대역과, 734 MHz 내지 746 MHz 사이의 다운링크 주파수 서브-대역을 포함할 수도 있다. 유사하게, 제2 셀룰러 주파수 대역은 1710 MHz 내지 1755 MHz 사이의 업링크 주파수 서브-대역과, 2110 MHz 내지 2155 MHz 사이의 다운링크 주파수 서브-대역을 포함할 수도 있다. 표 1에서 이하에 설명된 것들 또는 다른 비-UMTS(non-UMTS) 셀룰러 주파수 대역들과 같은 다른 셀룰러 주파수 대역들이 이용될 수도 있다.
제1 예로서, 대역 선택 신호는 제1 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서, 그리고 제1 셀룰러 주파수 대역 및 제2 셀룰러 주파수 대역의 양자를 수신 대역들로서 표시할 수도 있다. 이에 따라, 제1 셀룰러 주파수 대역에서의 제1 수신 신호는 제1 안테나(115)에서 수신되고, 멀티플렉싱 시스템(201)에 의해 수신 시스템(도시되지 않음)의 제1 입력으로 라우팅된다. 또한, 제2 셀룰러 주파수 대역에서의 제2 수신 신호는 제2 안테나(125)에서 수신되고, 멀티플렉싱 시스템(201)에 의해 수신 시스템의 제2 입력으로 라우팅된다.
동시에, 대역 선택 신호에 응답하여, 전력 증폭기 제어기(210)는 제1 전력 증폭기(211)를 인에이블하고 제2 전력 증폭기(212)를 디스에이블한다. 제1 셀룰러 주파수 대역에서의 송신 신호는 (제1 전력 증폭기(211)의 입력에 결합된) 전력 증폭 시스템(230)의 제1 입력에서 수신되고, 송신 신호의 증폭된 버전은 (제1 전력 증폭기(211)의 출력에 결합된) 전력 증폭 시스템(230)의 제1 출력을 통해 송신된다. 송신 신호의 증폭된 버전은 멀티플렉싱 시스템(201)에 의해 제1 안테나(115)로 라우팅되고 송신된다. 멀티플렉싱 시스템(201)은 제1 듀플렉서(251) 및 제2 듀플렉서(252)를 이용하여 위에서 설명된 바와 같은 신호들을 라우팅할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 제2 셀룰러 주파수 대역에서의 비의도된 신호는 (제2 전력 증폭기(212)의 출력에 결합된) 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력을 통해 송신될 수도 있다. 일부의 구현예들에서, 제1 전력 증폭기(211)는 완전하게 선형이 아닐 수도 있고, 송신 신호의 증폭된 버전에 추가하여, 제1 셀룰러 주파수 대역의 배수들에서 송신 신호의 고조파 복제본들을 출력할 수도 있다. (고조파 복제본들을 포함하는) 제1 전력 증폭기(211)의 출력은 경로(299)에 후속하여, 전력 증폭 시스템(230)의 다른 컴포넌트들과 결합할 수도 있고, 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력으로 누설될 수도 있다. 누설된 신호는 경로(299)에 더욱 후속하여, 멀티플렉싱 시스템(201)으로 전파할 수도 있고, 제2 듀플렉서(252)를 통해 수신 시스템(도시되지 않음)의 제2 입력으로 누설될 수도 있다. 이에 따라, 제1 셀룰러 주파수 대역에서의 송신 신호의 고조파 복제본은 제2 셀룰러 주파수 대역(또는 그 다운링크 서브-대역) 내에 있을 수도 있고, 수신 시스템의 제2 입력에서 잡음으로서 수신될 수도 있다.
이에 따라, 무선 통신 구성(200)은 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력을 접지 전위에 결합하는 스위치(221)를 포함한다. 스위치(221)는 대역 선택 신호에 기초하여 스위치(221)를 개방하거나 폐쇄하는 스위치 제어기(220)에 의해 제어된다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌, 수신 대역으로서 표시할 때, 스위치 제어기(220)는 스위치(221)를 폐쇄하여, 임의의 비의도된 신호를 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력으로부터 수신기 시스템의 제2 입력이 아니라 접지로 라우팅한다.
제2 예로서, 대역 선택 신호는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서, 그리고 제2 셀룰러 주파수 대역을 수신 대역으로서 표시할 수도 있다. 이에 따라, 제2 셀룰러 주파수 대역에서의 수신 신호는 제2 안테나(125)에서 수신되고, 멀티플렉싱 시스템(201)에 의해 수신 시스템의 제2 입력으로 라우팅된다.
동시에, 대역 선택 신호에 응답하여, PA 제어기(210)는 제1 전력 증폭기(211)를 디스에이블하고 제2 전력 증폭기(212)를 인에이블한다. 제2 셀룰러 주파수 대역에서의 송신 신호는 (제2 전력 증폭기(212)의 입력에 결합된) 전력 증폭 시스템(230)의 제2 입력에서 수신되고, 송신 신호의 증폭된 버전은 (제2 전력 증폭기(212)의 출력에 결합된) 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력을 통해 송신된다. 송신 신호의 증폭된 버전은 멀티플렉싱 시스템(201)에 의해 제2 안테나(125)로 라우팅되고 송신된다.
스위치(221)가 폐쇄되었을 경우, 증폭된 송신 신호는 멀티플렉싱 시스템(201) 아니라 접지로 라우팅되었을 것이다. 이에 따라, 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시할 때, 스위치 제어기(220)는 스위치(221)를 개방한다.
일반적으로, 스위치 제어기(220)는 대역 선택 신호에 기초하여 스위치(221)를 제어한다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시할 때, 스위치 제어기(220)는 스위치(221)를 개방하여, 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력으로부터의 의도된 신호가 멀티플렉싱 시스템(201)으로 전파되고 제2 안테나(125)를 통해 송신되도록 한다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아닌, 수신 대역으로서 표시할 때, 스위치 제어기(220)는 스위치(221)를 폐쇄하여, 임의의 비의도된 신호를 전력 증폭 시스템(230)의 제2 출력으로부터 멀티플렉싱 시스템(201)이 아니라 접지로, 그리고 잠재적으로, 수신기 시스템의 제2 입력으로 라우팅한다. 대역 선택 신호가 제2 셀룰러 주파수를 송신 대역 또는 수신 대역으로서 표시하지 않을 때, 스위치 제어기(220)는 스위치를 개방하거나 스위치(221)를 폐쇄할 수도 있다.
도 3은 일부의 실시예들에서, 무선 통신 구성(300)이 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치(321)를 갖는 전력 증폭 모듈(330)을 포함한다는 것을 도시한다. 무선 통신 구성(300)은 도 2에 대하여 위에서 설명된 바와 같은 멀티플렉싱 시스템(201) 및 안테나들(115, 125)을 더 포함한다.
(도 1의 송신기 시스템(132)과 같은 송신기 시스템의 일부로서 구현될 수도 있는) 전력 증폭 모듈(330)은 패키징 기판(301) 상에 구현된 복수의 컴포넌트들 및 전력 증폭 시스템을 수용하도록 구성된 패키징 기판(301)을 포함한다. 전력 증폭 시스템은 패키징 기판(301) 상에 구현된 제1 증폭기(211) 및 제2 증폭기(212)를 포함한다. 일부의 구현예들에서, 제1 증폭기(211)와 제2 증폭기(212)는 별도의 칩들에 의해 패키징 기판(301) 상에 구현된다. 또한, 일부의 구현예들에서, 별도의 칩들은 전력 증폭 모듈(330) 내에서 공통 다이 부착 접지 패드를 공유하지 않으며, 예컨대, 별도의 칩들은 전력 증폭 모듈(330)의 별도의 다이 부착 접지 패드들에 결합된다. 일부의 구현예들에서, 제1 증폭기(211) 및 제2 증폭기(212)의 출력들에 각각 결합된 전력 증폭 모듈(330)의 출력 단자들은 공간적으로 분리되며, 예컨대, 출력 단자들은 다른 출력들에 의해 분리되거나, 모듈의 반대 면들 상에 배치되거나, 또는 달리 분리된다. 일부의 구현예들에서, 출력 단자들은 최대의 공간적 분리를 가진다.
전력 증폭 시스템은 패키징 기판(301) 상에 구현된 스위치(321)를 더 포함한다. 스위치(321)는 제2 증폭기(212)의 출력과, 궁극적으로, 접지 전위에 결합되는 전력 증폭 모듈(330)의 접지 단자 사이에 결합된다.
전력 증폭 시스템은 패키징 기판(310) 상에 구현된 제어기(310)를 더 포함한다. 제어기(310)는 대역 선택 신호를 수신하고, 대역 선택 신호에 기초하여 적절한 전력 증폭기들(211, 212)을 선택적으로 인에이블 및/또는 디스에이블하도록 구성된다. 제어기(310)는 대역 선택 신호에 기초하여 스위치(321)를 제어하도록 추가로 구성된다. 예를 들어, 일부의 구현예들에서, 제어기(310)는 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치(321)를 개방하고, 제2 셀룰러 주파수 대역을 송신 대역이 아니라 수신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치(321)를 폐쇄하도록 구성된다.
스위치(321)가 폐쇄된 위치에서 제2 증폭기(212)의 출력을 접지 전위에 결합하는 션트 스위치로서 도 3에서(그리고 본원의 어딘가에서) 예시되지만, 스위치(321)는 개방 위치에서 제2 증폭기(212)의 출력을 전력 증폭 모듈의 대응하는 출력 단자로부터 결합해제하는 직렬 스위치로서 대안적으로(또는 추가적으로) 구현될 수 있을 것임을 인식해야 한다. 이에 따라, 션트 스위치들로서 본원에서 설명된 스위치들의 각각은 동일한 장소에 그리고 반대의 개방/폐쇄 구성에서의 직렬 스위치로 대체(또는 보충)될 수도 있다.
도 4는 일부의 실시예들에서, 무선 통신 구성(400)이 셀룰러 주파수 대역들의 다수의 세트들을 지원하는 전력 증폭 모듈(430)을 포함한다는 것을 도시한다. 무선 통신 구성(400)은 멀티플렉싱 시스템(410), 제1 안테나(115), 및 제2 안테나(125)를 더 포함한다.
(도 1의 송신기 시스템(132)과 같은 송신기 시스템의 일부로서 구현될 수도 있는) 전력 증폭 모듈(430)은 패키징 기판(401) 상에 구현된 복수의 컴포넌트들 및 전력 증폭 시스템을 수용하도록 구성된 패키징 기판(401)을 포함한다. 전력 증폭 시스템은 제어기(460)에 의해 제어되는 제1 전력 증폭기(431) 및 제2 전력 증폭기(432)를 포함한다. 각각의 전력 증폭기(431, 432)는 제어기(460)에 의해 인에이블될 때, 전력 증폭기의 출력에서, 전력 증폭기의 입력에서 수신된 신호의 증폭된 버전을 제공하도록 구성된다. 제어기(460)는 수신된 대역 선택 신호에 기초하여 전력 증폭기들(431, 432)을 선택적으로 인에이블 및/또는 디스에이블한다.
일부의 구현예들에서, 제1 전력 증폭기(431)는 더 낮은 셀룰러 주파수 대역들(예컨대, 대략 1000 MHz 미만인 셀룰러 주파수 대역들)의 세트와 같은 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 임의의 것에서 신호를 증폭하도록 구성되고, 제2 전력 증폭기(432)는 더 높은 셀룰러 주파수 대역들(예컨대, 대략 1400 MHz를 초과하는 셀룰러 주파수 대역들)의 세트와 같은 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 임의의 것에서 신호를 증폭하도록 구성된다. 예로서, 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트는 UMTS 대역들 5, 8, 및 12(또는 12의 서브세트인 17) 중의 하나 이상을 포함할 수 있고, 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트는 UMTS 대역들 1, 2, 및 4 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
전력 증폭 시스템은 제1 전력 증폭기(431)의 출력에 결합된 제1 대역 선택 스위치(441)와, 제2 전력 증폭기(432)의 출력에 결합된 제2 대역 선택 스위치(442)를 포함한다. 대역 선택 스위치들(441, 442)의 각각은, 궁극적으로, 대역 선택 신호에 기초하는 제어기(460)로부터의 신호에 기초하여 수신된 신호를 셀룰러 주파수 대역들의 세트 중의 하나에 대응하는 복수의 출력들 중의 하나로 라우팅하는 단일-극/다중-스로우(single-pole/multiple-throw)(SPMT) 스위치로서 구현될 수도 있다. 이에 따라, 제어기(460)는 대역 선택 신호에 기초하여 대역 선택 스위치들(441, 442)의 각각을 제어한다.
제1 예로서, 제어기(460)는 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 제1 대역(예컨대, UMTS 대역 5)을 유일한 송신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호를 수신할 수도 있다. 이에 응답하여, 제어기(460)는 제1 전력 증폭기(431)를 인에이블할 수 있고, 제2 전력 증폭기(432)를 디스에이블할 수 있고, 제1 대역 선택 스위치(441)를 제1 위치에 배치할 수 있다. 제2 예로서, 제어기(460)는 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 제2 대역(예컨대, UMTS 대역 8) 및 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 제1 대역(예컨대, UMTS 대역 1)이 송신 대역들인 것을 표시하는 대역 선택 신호를 수신할 수도 있다. 이에 응답하여, 제어기(460)는 제1 전력 증폭기(431)를 인에이블할 수 있고, 제2 전력 증폭기(432)를 인에이블할 수 있고, 제1 대역 선택 스위치(441)를 제2 위치에 배치할 수 있고, 제2 대역 선택 스위치(442)를 제1 위치에 배치할 수 있다.
멀티플렉싱 시스템(410)은 전력 증폭 모듈(430)의 출력들을 안테나들(115, 125)로 라우팅하기 위한 제1 대역 선택 스위치(418) 및 제2 대역 선택 스위치(419)를 유사하게 포함한다. 대역 선택 스위치들(418, 419)은 대역 선택 신호에 기초하여 제어기(460) 또는 또 다른 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 멀티플렉싱 시스템(410)은 안테나들(115, 125)로부터의 신호들을 수신 시스템(도시되지 않음)으로 라우팅하기 위한 다수의 듀플렉서들(411 내지 416)을 또한 포함한다.
셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 하나 이상에서의 하나 이상의 비의도된 신호들은 제2 대역 선택 스위치(442)에 결합되는, 전력 증폭 모듈(430)의 출력 단자들을 통해 송신될 수도 있다. 일부의 구현예들에서, 제1 전력 증폭기(431)는 증폭기의 비-선형성에 적어도 부분적으로 기인하여, 송신 신호의 증폭된 버전에 추가하여, 송신 신호의 셀룰러 주파수 대역의 배수들에서 송신 신호의 고조파 복제본들을 출력할 수도 있다. 제1 전력 증폭기(431)의 출력은 이 고조파 복제본들을, 제2 대역 선택 스위치(442)에 결합되는 전력 증폭 모듈(430)의 출력 단자들 중의 하나 이상에서 누설된 신호들을 생성하는 전력 증폭 모듈(430)의 다른 컴포넌트들에 결합할 수도 있다. 이 누설된 신호(들)는 멀티플렉싱 시스템(410)으로 전파할 수도 있고, (예컨대, 경로(491)에서 도시된 바와 같이) 멀티플렉싱 시스템(410)의 제2 대역 선택 스위치(419)에 결합된 듀플렉서들(414 내지 416) 중의 하나를 통해 수신 시스템의 대응하는 입력으로 누설될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 누설된 신호(들)는 멀티플렉싱 시스템(410)으로 전파할 수도 있고, (예컨대, 경로(492)에서 도시된 바와 같이) 멀티플렉싱 시스템(410)의 제2 대역 선택 스위치(419)를 통해 수신 시스템의 대응하는 입력으로 누설될 수도 있다. 이에 따라, 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 하나에서의 송신 신호의 고조파 복제본은 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트들 중의 하나(또는 그 다운링크 서브-대역) 내에 있을 수도 있고, 수신 시스템의 대응하는 입력에서 잡음으로서 수신될 수도 있다.
이에 따라, 전력 증폭 시스템은 제2 대역 선택 스위치(442)의 출력들의 세트를, 궁극적으로 접지 전위에 결합되는 전력 증폭 모듈(430)의 접지 단자에 각각 결합하는 스위치들(451 내지 453)의 세트를 포함한다. 스위치들(451 내지 453)은 대역 선택 신호에 기초하여 제어기(460)에 의해 제어된다.
제어기(460)는 다수의 추단법들(heuristics) 중의 임의의 것을 이용하여 스위치들(451 내지 453)을 제어할 수도 있다. 일부의 구현예들에서, 제어기(460)는, (대역 선택 신호에 의해 표시된 바와 같은) 셀룰러 주파수 대역들의 세트들을, 스위치들(451 내지 453) 중의 어느 것이 개방되는지와 어느 것이 폐쇄되는지를 표시하는 스위치 파라미터들과 연관시키는 룩업 테이블(lookup table)에 기초하여 스위치들(451 내지 453)을 제어한다.
대역 선택 신호가 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 특정한 하나를 송신 대역으로서 표시할 때, 제어기(460)는 대응하는 스위치를 개방한다. 일부의 구현예들에서, 제어기(460)는 다른 스위치들의 전부를 폐쇄한다. 일부의 구현예들에서, 제어기(460)는 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 임의의 하나를 송신 대역으로서 표시하는 대역 선택 신호에 응답하여 스위치들(451 내지 453)의 전부를 개방한다.
일부의 구현예들에서, 대역 선택 신호가 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 특정한 하나를 송신 대역이 아닌, 수신 대역으로서 표시할 때, 제어기(460)는 대응하는 스위치를 폐쇄한다. 일부의 구현예들에서, 제어기(460)는, 대역 선택 신호가 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 특정한 하나(또는 그 다운링크 서브-대역) 내에(또는 충분하게 근접하게) 있는 고조파를 갖는 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 특정한 하나를 송신 대역으로서 또한 표시할 때에만 대응하는 스위치를 폐쇄한다.
도 5는 일부의 실시예들에서, 무선 통신 구성(500)이 다수의 셀룰러 프로토콜들을 지원하는 멀티-모드 전력 증폭 모듈(530)을 포함한다는 것을 도시한다. 무선 통신 구성(500)은 멀티플렉싱 시스템(510), 제1 안테나(115), 및 제2 안테나(125)를 더 포함한다.
(도 1의 송신기 시스템(132)과 같은 송신기 시스템의 일부로서 구현될 수도 있는) 전력 증폭 모듈(530)은 패키징 기판(501) 상에 구현된 복수의 컴포넌트들 및 전력 증폭 시스템을 수용하도록 구성된 패키징 기판(501)을 포함한다. 전력 증폭 시스템은 제어기(560)에 의해 제어되는 제1 전력 증폭기(531), 제2 전력 증폭기(532), 제3 전력 증폭기(533), 및 제4 전력 증폭기(534)를 포함한다. 각각의 전력 증폭기(531 내지 534)는 제어기(560)에 의해 인에이블될 때, 전력 증폭기의 출력에서, 전력 증폭기의 입력에서 수신된 신호의 증폭된 버전을 제공하도록 구성된다. 제어기(560)는 수신된 대역 선택 신호에 기초하여 전력 증폭기들(531 내지 534)을 인에이블하거나 디스에이블한다.
일부의 구현예들에서, 제1 전력 증폭기(531)는 3G/4G 또는 UMTS 통신을 위한 더 낮은 셀룰러 주파수 대역들(예컨대, 대략 1000 MHz 미만인 셀룰러 주파수 대역들)의 세트와 같은, 제1 셀룰러 프로토콜에 대한 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 임의의 것에서 신호를 증폭하도록 구성되고, 제2 전력 증폭기(532)는 3G/4G 또는 UMTS 통신을 위한 더 높은 셀룰러 주파수 대역들(예컨대, 대략 1400 MHz를 초과하는 셀룰러 주파수 대역들)의 세트와 같은, 제1 셀룰러 프로토콜에 대한 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 임의의 것에서 신호를 증폭하도록 구성된다. 예로서, 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트는 UMTS 대역들 5, 8, 및 12(또는 12의 서브세트인 17) 중의 하나 이상을 포함할 수 있고, 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트는 UMTS 대역들 1, 2, 및 4 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부의 구현예들에서, 제3 전력 증폭기(533)는 2G 또는 GSM(이동 통신을 위한 글로벌 시스템) 통신을 위한 더 낮은 주파수 대역과 같은, 제2 셀룰러 프로토콜에 대한 제3 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성되고, 제4 전력 증폭기(534)는 2G 또는 GSM 통신들을 위한 더 높은 주파수 대역과 같은, 제2 셀룰러 프로토콜에 대한 제4 셀룰러 주파수 대역에서 신호를 증폭하도록 구성된다. 예로서, 제3 셀룰러 주파수 대역은 GSM-850을 포함할 수 있고, 제4 셀룰러 주파수 대역은 GSM-1900을 포함할 수 있다. 일부의 구현예들에서, 제3 셀룰러 주파수 대역은 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 하나와 일치할 수도 있고/있거나, 제4 셀룰러 주파수 대역은 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 하나와 일치할 수도 있다.
전력 증폭 시스템은 제1 전력 증폭기(531)의 출력에 결합된 제1 대역 선택 스위치(541)와, 제2 전력 증폭기(532)의 출력에 결합된 제2 대역 선택 스위치(542)를 포함한다. 대역 선택 스위치들(541, 542)의 각각은, 궁극적으로, 대역 선택 신호에 기초하는 제어기(560)로부터의 신호에 기초하여 수신된 신호를 셀룰러 주파수 대역들의 세트 중의 하나에 대응하는 전력 증폭 모듈(530)의 복수의 출력 단자들 중의 하나로 라우팅하는 단일-극/다중-스로우(SPMT) 스위치로서 구현될 수도 있다. 제3 전력 증폭기(533) 및 제4 전력 증폭기(534)의 출력들은 대역 선택 스위치를 통과하지 않으면서, 제3 셀룰러 주파수 대역 및 제4 셀룰러 주파수 대역에 대응하는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자들에 각각 결합된다. 일부의 구현예들에서, 제3 전력 증폭기(533) 및 제4 전력 증폭기(534)의 출력들은 개개의 대역통과(bandpass) 필터들을 통해 제3 셀룰러 주파수 대역 및 제4 셀룰러 주파수 대역에 대응하는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자들에 각각 결합된다.
멀티플렉싱 시스템(510)은 전력 증폭 모듈(530)의 출력들을 안테나들(115, 125)로 라우팅하기 위한 제1 대역 선택 스위치(518) 및 제2 대역 선택 스위치(519)를 유사하게 포함한다. 대역 선택 스위치들(518, 519)은 대역 선택 신호에 기초하여 제어기(560) 또는 또 다른 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 멀티플렉싱 시스템(510)은 안테나들(115, 125)로부터의 신호들을 수신 시스템(도시되지 않음)으로 라우팅하기 위한 다수의 듀플렉서들(511, 512, 515, 516)을 포함한다. 멀티플렉싱 시스템(510)은 제1 대역 선택 스위치(518)와 (제3 전력 증폭기(533)에 결합된) 제3 셀룰러 주파수 대역에 대응하는 입력 사이에 배치된 저역-통과(low-pass) 필터(513)를 포함하고, 제2 대역 선택 스위치(519)와 (제4 전력 증폭기(534)에 결합된) 제4 셀룰러 주파수 대역에 대응하는 입력 사이에 배치된 저역-통과 필터(514)를 포함한다.
셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 하나 이상에서의 하나 이상의 비의도된 신호들은, 제2 대역 선택 스위치(542)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자들, 또는 제4 전력 증폭기(534)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자를 통해 송신될 수도 있다. 일부의 구현예들에서, 증폭기의 비-선형성에 적어도 부분적으로 기인하여, 제1 전력 증폭기(531)는 송신 신호의 증폭된 버전에 추가하여, 송신 신호의 셀룰러 대역의 배수들에서 송신 신호의 고조파 복제본들을 출력할 수도 있다. (고조파 복제본들을 포함하는) 제1 전력 증폭기(531)의 출력은 전력 증폭 모듈(530)의 다른 컴포넌트들과 결합할 수도 있고, 제2 대역 선택 스위치(542)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자들, 또는 제4 전력 증폭기(534)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자 중의 하나 이상으로 누설될 수도 있다.
제2 대역 선택 스위치(542)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자들 중의 하나 이상으로부터의 누설된 신호(들)는 멀티플렉싱 시스템(510)으로 전파할 수도 있고, (예컨대, 경로(591)에서 도시된 바와 같이) 멀티플렉싱 시스템(510)의 제2 대역 선택 스위치(519)에 결합된 듀플렉서들(515, 516) 중의 하나를 통해 수신 시스템의 대응하는 입력으로 누설될 수도 있다. 제4 전력 증폭기(534)에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 출력 단자로부터의 누설된 신호는 멀티플렉싱 시스템(510)으로 전파할 수도 있고, (예컨대, 경로(592)에서 도시된 바와 같이) 멀티플렉싱 시스템(510)의 제2 대역 선택 스위치(519)를 통해 수신 시스템의 대응하는 입력으로 누설될 수도 있다. 이에 따라, 셀룰러 주파수 대역들의 제1 세트 중의 하나에서의 송신 신호의 고조파 복제본은 셀룰러 주파수 대역들의 제2 세트 중의 하나(또는 그 다운링크 서브-대역) 내에 있을 수도 있고, 수신 시스템의 대응하는 입력에서 잡음으로서 수신될 수도 있다.
이에 따라, 전력 증폭 시스템은 제4 전력 증폭기(534)의 출력 및 제2 대역 선택 스위치(542)의 출력들을, 궁극적으로 접지 전위에 결합되는 전력 증폭 모듈(530)의 접지 단자에 선택적으로 결합하도록 구성된 스위치들(551 내지 553)의 세트를 포함한다. 스위치들(551 내지 553)은 위에서 설명된 바와 같은 대역 선택 신호에 기초하여 제어기(560)에 의해 제어된다.
도 6은 일부의 실시예들에서, 무선 통신 구성(600)이 대역 선택 스위치(542) 및 하나 이상의 고조파 누설 감소 스위치들(551 내지 553)을 포함하는 스위칭 모듈(670)을 가지는 전력 증폭 모듈(630)을 포함한다는 것을 도시한다. 무선 통신 구성(600)은 도 5에 대하여 위에서 설명된 바와 같은 멀티플렉싱 시스템(510), 제1 안테나(115), 및 제2 안테나(125)를 더 포함한다.
(도 1의 송신기 시스템(132)과 같은 송신기 시스템의 일부로서 구현될 수도 있는) 전력 증폭 모듈(630)은 패키징 기판(601) 상에 구현된 복수의 컴포넌트들 및 전력 증폭 시스템을 수용하도록 구성된 패키징 기판(601)을 포함한다. 전력 증폭 시스템은 도 5에 대하여 위에서 설명된 바와 같은 제1 전력 증폭기(531), 제2 전력 증폭기(532), 제3 전력 증폭기(533), 및 제4 전력 증폭기(534)를 포함한다. 제어기(660)는 수신된 대역 선택 신호에 기초하여 전력 증폭기들(531 내지 534)을 인에이블하거나 디스에이블한다.
전력 증폭 시스템은 도 5에 대하여 위에서 설명된 바와 같은, 제1 전력 증폭기(531)의 출력에 결합된 제1 대역 선택 스위치(541)와, 제2 전력 증폭기(532)의 출력에 결합된 제2 대역 선택 스위치(542)를 포함한다. 유사하게, 전력 증폭 시스템은 제4 전력 증폭기(534)의 출력 및 제2 대역 선택 스위치(542)의 출력들을, 접지 전위에 결합되는 전력 증폭 모듈(630)의 접지 단자에 각각 결합하는 스위치들(551 내지 553)의 세트를 포함한다.
제2 대역 선택 스위치(542) 및 스위치들(551 내지 553)은 스위칭 모듈(670) 내로 통합된다. 스위칭 모듈(670)은 예를 들어, 단일 칩 또는 다이일 수도 있고, 스위칭 모듈(670)의 스위칭 기능들을 수행하도록 배열된 복수의 트랜지스터들을 포함할 수도 있다.
스위칭 모듈(670)은 제2 전력 증폭기(532)에 결합된 데이터 입력 단자, 제4 전력 증폭기(534)의 출력에 결합된 션트 입력 단자, 및 제어기(660)에 결합된 제어 입력 단자를 가진다. 일부의 구현예들에서, 제어 입력 단자는 다수의 제어 단자들을 포함한다. 제어 입력 단자를 통해 (궁극적으로, 대역 선택 신호에 기초하는) 제어기(660)로부터 수신된 신호에 기초하여, 스위칭 모듈(670)은 데이터 입력 단자를 복수의 데이터 출력 단자들 및/또는 접지 단자 중의 하나로 잠재적으로 결합하고 션트 입력 단자를 접지 단자로 잠재적으로 결합하는 제2 대역 선택 스위치(542) 및 고조파 누설 감소 스위치들(551 내지 553)을 스위칭한다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 제1 스위치(551)는 스위칭 모듈(670)의 션트 입력 단자와 스위칭 모듈(670)의 접지 단자 사이에 결합된다. 제2 스위치(552) 및 제3 스위치(553)는 대역 선택 스위치(542)의 개개의 출력들과 스위칭 모듈(670)의 접지 단자 사이에 결합된다.
도 7은 일부의 실시형태들에서, 무선 통신 구성들(예컨대, 도 1 내지 도 6에서 도시된 것들 중의 일부 또는 전부)은 모듈에서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수도 있다는 것을 도시한다. 이러한 모듈은 예를 들어, 프론트-엔드 모듈(FEM)일 수 있다. 도 7의 예에서, 모듈(700)은 패키징 기판(702)을 포함할 수 있고, 다수의 컴포넌트들은 이러한 패키징 기판(702) 상에 장착될 수 있다. 예를 들어, FE-PMIC 컴포넌트(704), 전력 증폭기 어셈블리(706), 정합 컴포넌트(708), 및 멀티플렉서 어셈블리(710)는 패키징 기판(702) 상에 및/또는 패키징 기판 내에 장착 및/또는 구현될 수 있다. 전력 증폭기 어셈블리(706)는 이용되지 않은 송신 대역 경로들의 출력을 접지로 결합하는 하나 이상의 고조파 누설 감소 스위치들(707)을 포함할 수도 있다. 다수의 SMT 디바이스들(714) 및 안테나 스위치 모듈(antenna switch module)(ASM)(712)과 같은 다른 컴포넌트들은 패키징 기판(702) 상에 또한 장착될 수 있다. 다양한 컴포넌트들의 전부가 패키징 기판(702) 상에서 레이아웃(lay out)되는 것으로서 도시되지만, 일부의 컴포넌트(들)는 다른 컴포넌트(들) 상부에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일부의 구현예들에서는, 본원에서 설명된 하나 이상의 특징들을 가지는 디바이스 및/또는 회로가 무선 디바이스와 같은 RF 전자 디바이스 내에 포함될 수 있다. 이러한 디바이스 및/또는 회로는 직접적으로 무선 디바이스에서, 본원에서 설명된 바와 같은 모듈 형태로, 또는 그 일부의 조합으로 구현될 수 있다. 일부의 실시예들에서, 이러한 무선 디바이스는 예를 들어, 셀룰러 전화, 스마트-폰, 전화 기능성을 갖거나 갖지 않는 핸드-헬드 무선 디바이스, 무선 태블릿 등을 포함할 수 있다.
도 8은 본원에서 설명된 하나 이상의 유리한 특징들을 가지는 예시적인 무선 디바이스(800)를 도시한다. 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 특징들을 가지는 모듈의 맥락에서, 이러한 모듈은 점선으로 된 박스(700)에 의해 일반적으로 도시될 수 있고, 예를 들어, 프론트-엔드 모듈(FEM)로서 구현될 수 있다.
도 8을 참조하면, 전력 증폭기들(PA들)(820)은, 증폭되고 송신되어야 할 신호들을 생성하고 수신된 신호들을 프로세싱하기 위하여 공지된 방식들로 구성될 수 있고 동작될 수 있는 트랜시버(810)로부터 그 개개의 신호들을 수신할 수 있다. 트랜시버(810)는 사용자를 위하여 적당한 데이터 및/또는 음성 신호들과, 트랜시버(810)를 위하여 적당한 신호들 사이의 변환을 제공하도록 구성되는 기저대역 서브-시스템(808)과 상호작용하도록 도시되어 있다. 트랜시버(810)는 또한, 무선 디바이스(800)의 동작을 위한 전력을 관리하도록 구성되는 전력 관리 컴포넌트(806)와 통신할 수 있다. 이러한 전력 관리는 또한, 기저대역 서브-시스템(808) 및 모듈(700)의 동작들을 제어할 수 있다.
기저대역 서브-시스템(808)은 사용자에게 제공되고 사용자로부터 수신된 음성 및/또는 데이터의 다양한 입력 및 출력을 용이하게 하기 위하여 사용자 인터페이스(802)에 접속되도록 도시되어 있다. 기저대역 서브-시스템(808)은 또한, 무선 디바이스의 동작을 용이하게 하기 위한 데이터 및/또는 명령들을 저장하도록, 그리고/또는 사용자를 위한 정보의 저장을 제공하도록 구성되는 메모리(804)에 접속될 수 있다.
예시적인 무선 디바이스(800)에서, PA들(820)의 출력들은 (개개의 정합 회로들(822)을 통해) 정합되고 그 개개의 듀플렉서들(824)로 라우팅되도록 도시되어 있다. 이러한 증폭되고 필터링된 신호들은 송신을 위한 안테나 스위치(814)를 통해 안테나(816)(또는 다중 안테나들)로 라우팅될 수 있다. 일부의 실시예들에서, 듀플렉서들(824)은 송신 및 수신 동작들이 공통 안테나(예컨대, 816)를 이용하여 동시에 수행되도록 할 수 있다. 도 8에서, 수신된 신호들은 예를 들어, 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있는 "Rx" 경로들(도시되지 않음)로 라우팅되도록 도시되어 있다.
다수의 다른 무선 디바이스 구성들은 본원에서 설명된 하나 이상의 특징들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스는 멀티-대역(multi-band) 디바이스일 필요가 없다. 또 다른 예에서, 무선 디바이스는 다이버시티 안테나(diversity antenna)와 같은 추가적인 안테나들과, Wi-Fi, 블루투스(Bluetooth), 및 GPS와 같은 추가적인 접속성 특징들을 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같이, 본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 도 8의 무선 디바이스를 수반하는 것들과 같은 시스템들에서 구현될 때에 다수의 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 듀플렉서들이라기 보단 듀플렉서들의 이용이 전력 증폭기와 안테나 사이의 신호 경로 손실들을 낮출 수도 있어서, 비용, 크기, 및 열 생성을 감소시킬 수도 있고 배터리 수명을 증가시킬 수도 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 본원에서 설명된 바와 같은 다양한 셀룰러 주파수 대역들로 구현될 수 있다. 이러한 대역들의 예들은 표 1에서 열거되어 있다. 대역들의 적어도 일부는 서브-대역들로 분할될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 표 1의 예들과 같은 명칭들을 가지지 않는 주파수 범위들로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본원에서 이용된 바와 같이, RF 신호들은 표 1에서 열거된 주파수 대역들 중의 임의의 하나 내의 신호들을 지칭하기 위하여 이용될 수 있다.
Figure 112022094985519-pat00001
맥락이 명백하게 달리 요구하지 않으면, 설명 및 청구항들의 전반에 걸쳐, 단어들 "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등은 배타적(exclusive)이거나 총망라적(exhaustive) 의미와는 반대로, 포함적(inclusive) 의미; 즉, "포함하지만, 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 본원에서 일반적으로 이용되는 바와 같이, 단어 "결합된(coupled)"은 직접 접속될 수도 있거나, 또는 하나 이상의 중간 구성요소들을 통해 접속될 수도 있는 2개 이상의 구성요소들을 지칭한다. 추가적으로, 단어들 "본원에서(herein)", "위에서(above)", "이하에서(below)" 및 유사한 의미의 단어들은 이 출원에서 이용될 때, 이 출원의 임의의 특정한 부분들이 아니라, 전체로서의 이 출원을 지칭할 것이다. 맥락이 허용할 경우, 단수 또는 복수를 이용하는 본 개시내용에서의 단어들은 또한, 각각 복수 또는 단수를 포함할 수도 있다. 2개 이상의 항목들의 리스트에 관련된 단어 "또는(or)"은, 그 단어가 그 단어의 다음의 해석들의 전부를 포괄한다: 리스트에서의 항목들 중의 임의의 것, 리스트에서의 항목들의 전부, 및 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.
실시예들의 상기 상세한 설명은 철저하도록 의도되거나, 발명의 상기 개시된 정확한 형태로 제한하도록 의도된 것이 아니다. 특정 실시예들 및 예들은 예시적인 목적들을 위하여 위에서 설명되어 있지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자들이 인식하는 바와 같이, 개시내용의 범위 내에서 다양한 등가의 수정들이 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 블록들이 소정의 순서로 제시되어 있지만, 대안적인 실시예들은 상이한 순서로, 단계들을 가지는 루틴들을 수행할 수도 있거나, 블록들을 가지는 시스템들을 채용할 수도 있고, 일부의 프로세스들 또는 블록들은 삭제, 이동, 추가, 재분할, 조합, 및/또는 수정될 수도 있다. 이 프로세스들 또는 블록들의 각각은 다양한 상이한 방법들로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세스들 또는 블록들은 때로는 직렬로 수행되는 것으로서 도시되지만, 이 프로세스들 또는 블록들은 그 대신에, 병렬로 수행될 수도 있거나, 상이한 시간들에서 수행될 수도 있다.
본원에서 제공된 교시사항들은 반드시 위에서 설명된 시스템들로 제한되는 것이 아니라, 다른 시스템들에 적용될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 구성요소들 및 액트(act)들은 추가의 실시예들을 제공하기 위하여 조합될 수 있다.
일부의 실시예들이 설명되었지만, 이 실시예들은 오직 예로서 제시되었으며, 개시내용의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다. 실제로, 본원에서 설명된 신규한 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구체화될 수도 있고; 또한, 본원에서 설명된 방법들 및 시스템들의 형태에서의 다양한 생략들, 치환들, 및 변경들은 개시내용의 사상으로부터 이탈하지 않으면서 행해질 수도 있다. 동반된 청구항들 및 그 등가물들은 개시내용의 범위 및 사상 내에 속하는 바와 같은 이러한 형태들 또는 수정들을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 구성으로서,
    제1 주파수 대역 내의 신호들을 증폭하도록 구성된 제1 전력 증폭기 및 제2 주파수 대역 내의 신호들을 증폭하도록 구성된 제2 전력 증폭기를 포함하는 전력 증폭 시스템- 상기 제1 전력 증폭기는 상기 전력 증폭 시스템의 제1 출력에 결합되고, 상기 제2 전력 증폭기는 상기 전력 증폭 시스템의 제2 출력에 결합됨 -;
    상기 전력 증폭 시스템의 상기 제1 출력, 수신 시스템의 제1 입력, 및 제1 안테나 포트에 결합된 제1 듀플렉서를 포함하는 멀티플렉싱 시스템- 상기 멀티플렉싱 시스템은 또한 상기 전력 증폭 시스템의 상기 제2 출력, 상기 수신 시스템의 제2 입력, 및 제2 안테나 포트에 결합된 제2 듀플렉서를 포함함 -;
    상기 제2 전력 증폭기를 상기 제2 듀플렉서에 선택적으로 결합하도록 구성된 고조파 누설 스위치;
    대역 선택 신호를 수신하고, 상기 전력 증폭 시스템의 상기 제2 출력으로부터의 신호들을 상기 수신 시스템의 상기 제2 입력이 아니라 접지에 라우팅하기 위해 상기 고조파 누설 스위치를 닫음으로써 상기 제2 전력 증폭기를 상기 제2 듀플렉서로부터 분리하도록 상기 고조파 누설 스위치를 동작시키도록 구성된 제어기 - 상기 제어기는 상기 대역 선택 신호가 1) 상기 제2 주파수 대역을 송신 대역이 아니라 수신 대역으로서 그리고 2) 상기 제1 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시하는 것에 응답하여 상기 제2 전력 증폭기를 상기 제2 듀플렉서로부터 분리하도록 구성되고, 상기 송신 대역에서 상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역의 다운링크 부대역 내에 있는 적어도 하나의 고조파를 가짐 -;
    상기 제1 안테나 포트에 결합된 제1 안테나; 및
    상기 제2 안테나 포트에 결합된 제2 안테나를 포함하는, 무선 통신 구성.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 고조파 누설 스위치는 스위칭 모듈 내로 통합되는, 무선 통신 구성.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스위칭 모듈은 단일 칩을 포함하는, 무선 통신 구성.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 UMTS 대역 4를 포함하는, 무선 통신 구성.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM) 대역 1900을 포함하는, 무선 통신 구성.
  10. 무선 통신 디바이스에서 고조파 누설을 감소시키기 위한 방법으로서,
    제1 전력 증폭기를 사용하여 제1 주파수 대역 내의 신호들을 증폭하는 단계;
    제2 전력 증폭기를 사용하여 제2 주파수 대역 내의 신호들을 증폭하는 단계;
    상기 제1 주파수 대역 내의 증폭된 신호들을 전력 증폭 시스템의 제1 출력으로부터 제1 듀플렉서를 통해 제1 안테나 포트로 지향시키는 단계;
    상기 제2 주파수 대역 내의 증폭된 신호들을 상기 전력 증폭 시스템의 제2 출력으로부터 제2 듀플렉서를 통해 제2 안테나 포트로 지향시키는 단계;
    제1 안테나에 결합된 상기 제1 안테나 포트에서 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호들을 상기 제1 듀플렉서를 통해 수신 시스템의 제1 입력으로 지향시키는 단계;
    제2 안테나에 결합된 상기 제2 안테나 포트에서 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호들을 상기 제2 듀플렉서를 통해 상기 수신 시스템의 제2 입력으로 지향시키는 단계; 및
    대역 선택 신호가 1) 상기 제2 주파수 대역을 송신 대역이 아니라 수신 대역으로서 그리고 2) 상기 제1 주파수 대역을 송신 대역으로서 표시하는 것에 응답하여, 상기 전력 증폭 시스템의 상기 제2 출력으로부터의 신호들을 상기 수신 시스템의 상기 제2 입력이 아니라 접지로 라우팅함으로써 상기 제2 전력 증폭기를 상기 제2 듀플렉서로부터 분리하는 단계를 포함하고, 상기 송신 대역에서 상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역의 다운링크 부대역 내에 있는 적어도 하나의 고조파를 갖는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 전력 증폭기를 상기 제2 듀플렉서로부터 분리하는 단계는 상기 수신 시스템 내로의 고조파 누설을 감소시키는, 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 UMTS 대역 4를 포함하는, 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 유니버셜 이동 전기통신 시스템(UMTS) 대역 17을 포함하고, 상기 제2 주파수 대역은 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM) 대역 1900을 포함하는, 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 전력 증폭기로부터의 증폭된 신호들은 상기 전력 증폭 시스템의 다른 컴포넌트들과 결합되고, 상기 전력 증폭 시스템의 상기 제2 출력을 누설하여 누설된 신호를 초래하는, 무선 통신 구성.
  19. 삭제
  20. 제10항에 있어서, 상기 제1 전력 증폭기로부터 상기 전력 증폭 시스템의 컴포넌트들로의 증폭된 신호들에 의해 상기 전력 증폭 시스템의 상기 제2 출력에서 누설 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020220114285A 2015-07-22 2022-09-08 고조파 누설을 감소시키기 위한 스위치를 갖는 무선 트랜시버 KR102665202B1 (ko)

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