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公開番号2022138125
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-22
出願番号2022025566
出願日2022-02-22
発明の名称無線周波数通信システムのための双方向性可変利得増幅器
出願人スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド,SKYWORKS SOLUTIONS,INC.
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H03F 3/62 20060101AFI20220914BHJP(基本電子回路)
要約【課題】無線周波数(RF)通信システムのための双方向性可変利得増幅器(VGA)を提供する。
【解決手段】双方向性VGA120は、送信/受信ポートTRに結合される入力部を有する第1増幅器A1と、送信ポートTXに結合される出力部を有する第2増幅器A2と、受信ポートRXに結合される入力部を有する第3増幅器A3と、当該送信/受信ポートTRと第1増幅器A1の入力部とに結合される出力部を有する第4増幅器A4と、送信モードにおいて第1増幅器A1の出力部を第2増幅器A2の入力部に接続し、受信モードにおいて第3増幅器A3の出力部を第4増幅器A4の入力部に接続するように構成されるスイッチ回路S1、S2と、を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
無線デバイスであって、
複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、
それぞれが前記複数のアンテナ素子のうちの対応する一つのアンテナ素子に動作可能に関連付けられて双方向性可変利得増幅器を含む複数の無線周波数信号コンディショニング回路と、
前記複数の無線周波数信号コンディショニング回路に電気的に結合される送受信器と
を含み、
前記双方向性可変利得増幅器は、
送信/受信ポートに結合される入力部を含む第1増幅器と、
送信ポートに結合される出力部を含む第2増幅器と、
受信ポートに結合される入力部を含む第3増幅器と、
前記送信/受信ポートに結合されて前記第1増幅器の入力部にも結合される出力部を含む第4増幅器と、
送信モードにおいて前記第1増幅器の出力部を前記第2増幅器の入力部に接続し、受信モードにおいて前記第3増幅器の出力部を前記第4増幅器の入力部に接続するように構成されるスイッチ回路と
を含む、無線デバイス。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記第1増幅器は第1コモンゲート増幅器であり、
前記第4増幅器は第1コモンドレイン増幅器である、請求項1の無線デバイス。
【請求項3】
前記第2増幅器は第2コモンゲート増幅器であり、
前記第3増幅器は第2コモンドレイン増幅器である、請求項2の無線デバイス。
【請求項4】
前記第1増幅器は、第1対のソースを有する第1対のトランジスタを含み、
前記第2増幅器は、前記第1対のソースに直接接続される第2対のソースを有する第2対のトランジスタを含む、請求項1の無線デバイス。
【請求項5】
前記スイッチ回路は、コモンノードに接続される第1スイッチ及び第2スイッチを含み、
前記双方向性可変利得増幅器はさらに、前記コモンノードに接続される制御可能抵抗器を含む、請求項1の無線デバイス。
【請求項6】
前記第1増幅器又は前記第3増幅器の少なくとも一方が、選択可能な第1対の入力トランジスタ及び第2対の入力トランジスタを含み、
前記第1対の入力トランジスタは、選択されると信号反転を与えるように構成され、
前記第2対の入力トランジスタは、選択されると信号反転を与えないように構成される、請求項1の無線デバイス。
【請求項7】
前記複数の無線周波数信号コンディショニング回路はそれぞれが、前記送信/受信ポートに接続される位相シフタをさらに含む、請求項1の無線デバイス。
【請求項8】
前記複数の無線周波数信号コンディショニング回路はさらに、
前記送信ポートに接続される入力部を有する電力増幅器と、
前記受信ポートに接続される出力部を有する低雑音増幅器と
を含む、請求項1の無線デバイス。
【請求項9】
双方向性可変利得増幅器であって、
送信/受信ポートに結合される入力部を含む第1増幅器と、
送信ポートに結合される出力部を含む第2増幅器と、
受信ポートに結合される入力部を含む第3増幅器と、
前記送信/受信ポートと前記第1増幅器の入力部とに結合される出力部を含む第4増幅器と、
送信モードにおいて第1増幅器の出力部を第2増幅器の入力部に接続し、受信モードにおいて第3増幅器の出力部を第4増幅器の入力部に接続するように構成されるスイッチ回路と
を含む、双方向性可変利得増幅器。
【請求項10】
前記第1増幅器は第1コモンゲート増幅器であり、
前記第4増幅器は第1コモンドレイン増幅器である、請求項9の双方向性可変利得増幅器。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
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。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
RF通信システムにおいて、アンテナを使用して無線により送受信されるRF信号に対して制御可能量の増幅を与えるべく、可変利得増幅器(VGA)が使用される。
【0003】
一以上のVGAを含み得る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RF信号は、第5世代(5G)通信規格の周波数レンジ1(FR1)のための約425MHz~約7.125GHzの範囲、又は5G通信規格の周波数レンジ2(FR2)のための約24.250GHz~約52.600GHzの範囲のような約30kHz~300GHzの範囲にある周波数を有し得る。
【発明の概要】
【0004】
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、複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、それぞれが当該複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられて双方向性可変利得増幅器を含む複数の無線周波数信号コンディショニング回路と、当該複数の無線周波数信号コンディショニング回路に電気的に結合される送受信器とを含む。双方向性可変利得増幅器は、送信/受信ポートに結合される入力部を含む第1増幅器と、送信ポートに結合される出力部を含む第2増幅器と、受信ポートに結合される入力部を含む第3増幅器と、当該送信/受信ポートと第1増幅器の入力部とに結合される出力部を含む第4増幅器と、送信モードにおいて第1増幅器の出力部を第2増幅器の入力部に接続し、受信モードにおいて第3増幅器の出力部を第4増幅器の入力部に接続するように構成されるスイッチ回路とを含む。
【0005】
様々な実施形態において、第1増幅器は第1コモンゲート増幅器であり、第4増幅器は第1コモンドレイン増幅器である。一定数の実施形態によれば、第2増幅器は第2コモンゲート増幅器であり、第3増幅器は第2コモンドレイン増幅器である。
【0006】
いくつかの実施形態において、第1増幅器は、第1対のソースを有する第1対のトランジスタを含み、第2増幅器は、第1対のソースに直接接続される第2対のソースを有する第2対のトランジスタを含む。
【0007】
いくつかの実施形態において、スイッチ回路は、コモンノードに接続される第1スイッチ及び第2スイッチを含み、双方向性可変利得増幅器はさらに、当該コモンノードに接続される制御可能抵抗器を含む。
【0008】
様々な実施形態において、第1増幅器又は第3増幅器の少なくとも一方が、選択可能な第1対の入力トランジスタ及び第2対の入力トランジスタを含み、第1対の入力トランジスタは、選択されると信号反転を与えるように構成され、第2対の入力トランジスタは、選択されると信号反転を与えないように構成される。
【0009】
いくつかの実施形態において、複数の無線周波数信号コンディショニング回路はそれぞれが、送信/受信ポートに接続される位相シフタをさらに含む。
【0010】
いくつかの実施形態において、複数の無線周波数信号コンディショニング回路はそれぞれが、送信ポートに接続される入力部を有する電力増幅器と、受信ポートに接続される出力部を有する低雑音増幅器とをさらに含む。
(【0011】以降は省略されています)

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