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公開番号2025038156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024223104,2023066646
出願日2024-12-18,2018-05-24
発明の名称共振器を制御する装置及び方法
出願人アンロテックリミテッド
代理人弁理士法人ITOH
主分類H03H 7/01 20060101AFI20250311BHJP(基本電子回路)
要約【課題】共振構造(対象となる1次共振器、および2次可変共振器)の結合を行って1次共振器の閉ループ特性を、1次共振器も含む信号ループの素子を調整する装置及び方法を提供する。
【解決手段】入力と、出力と、閉ループ周波数応答と、を有する信号ループに接続される共振器を修正又は制御する装置であって、信号ループは、1次周波数応答を有する1次共振器と、調整可能な周波数及び2次Qフアクタを有する少なくとも1つの調整可能な共振器と、利得係数を適用する調整可能なスケーリングブロックと、を含み、コントローラが、少なくとも1つの調整可能な共振器および調整可能なスケーリングブロックに接続され、少なくとも1つの調整可能な共振器の調整可能な周波数及び調整可能なスケーリングブロックの利得係数を制御することにより、閉ループ周波数応答を所望の閉ループ周波数応答になるように調整する命令を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通信回路であって、
所望の電磁信号を受信するアンテナブロックと、
入力ポートと、出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の信号調整ブロックと、を含む、信号ループであって、前記アンテナブロックは、前記信号ループの前記入力ポートと双方向通信し、前記信号調整ブロックは、位相シフトおよび利得係数を前記所望の信号に適用する、信号ループと、
前記信号調整ブロックの前記位相シフトおよび前記利得係数を調整して、前記アンテナブロックからの前記所望の信号の信号品質係数を向上させるように構成されるコントローラブロックと、を含む、
通信回路。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記信号調整ブロックは、１つ以上の可変周波数共振器と、前記利得係数を適用する利得ブロックと、を含む、請求項１に記載の通信回路。
【請求項３】
前記コントローラブロックは、前記１つ以上の可変周波数共振器を調整することにより、前記位相シフトを調整する、請求項２に記載の通信回路。
【請求項４】
前記アンテナブロックは、インピーダンスを有するアンテナを含み、前記コントローラブロックは、前記信号調整ブロックを制御して、前記アンテナブロックの前記インピーダンスに整合させる、請求項２に記載の通信回路。
【請求項５】
前記信号品質係数は、前記出力ポートに伝達される利用可能なアンテナ電力の指標、および前記所望の信号の信号対雑音比のうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載の通信回路。
【請求項６】
前記コントローラブロックは、前記利得係数を調整して、前記信号対雑音比を向上させるか、または、前記所望の信号の帯域幅を修正する、請求項５に記載の通信回路。
【請求項７】
前記信号調整ブロックから前記所望の信号を受信して、前記所望の信号を処理する受信機ブロックをさらに含む、請求項１に記載の通信回路。
【請求項８】
前記所望の信号は、搬送波に変調され、前記受信機ブロックは、復調器を含む、請求項７に記載の通信回路。
【請求項９】
前記アンテナブロックおよび前記信号調整ブロックに接続される双方向結合素子をさらに含む、請求項１に記載の通信回路。
【請求項１０】
当該通信回路は、インピーダンスを有し、前記信号調整ブロックは、前記通信回路の前記インピーダンスを調整して、前記アンテナブロックのアンテナから前記受信機ブロックに伝達される利用可能なエネルギーを増強する、請求項７に記載の通信回路。
（【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】
本開示は、共振構造（対象となる１次共振器、および２次可変共振器）の結合を行って１次共振器の閉ループ特性を、１次共振器も含む信号ループの素子を調整することにより修正することに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
共振構造は、多くの電子回路の共通要素です。これらの共振構造は、固定性能特性を有し得るか、または共振構造に適用される制御信号または共振構造への物理的変化に基づいて調整可能であり得る。共振器はあらゆる通信回路に配備され、その一例が無線周波数（ＲＦ）フィルタである。
【０００３】
１００以上の順序で中程度から高いＱｓを持つＲＦフィルタは、通信回路にも見られる場合があります。
ＭＥＭなどのメカニカル共振器フィルターも、現代の技術回路の場所を見つけている。
【０００４】
共振器としてのアンテナ：一部の共振器アプリケーションはアンテナ内にあり、アンテナ回路はアンテナを特定の周波数帯域に合わせて調整し、インピーダンスマッチングを提供するように設計されており、一般的には５０Ωの共通のリファレンスインピーダンスに対応します。アンテナインピーダンスマッチングは、特にＲＦアプリケーションの電気的に小さいアンテナ（ＥＳＡ）の場合、一般的に固定アンテナインピーダンスを提供する一括インピーダンスマッチングコンポーネントを使用して実現されています。これらのＥＳＡアンテナは、一般的には半波長ダイポールまたは四半期波モノポールアンテナであり、特定のアプリケーション周波数または周波数範囲用に設計する必要があります。
【０００５】
ＳＡＷ／ＢＡＷ共振器：他の高性能共振器アプリケーションは、表面音響波（ＳＡＷ）フィルタおよび関連バルク音響波（ＢＡＷ）フィルタの領域にあります。ＳＡＷおよびＢＡＷＲＦフィルタは、約６ＧＨｚキャリア周波数未満の通信アプリケーションに対して、非常に狭い帯域幅（高Ｑ）フィルタリングを提供します。この技術が導入されているため、これらのＳＡＷ／ＢＡＷデバイスは、フィルタリングの有効性を大幅に低下させる熱変動および老化効果の影響を受けます。製造プロセスでは、さまざまなテクノロジーオーバーレイを使用して、この熱効果を緩和または排除します。
【発明の概要】
【０００６】
本説明の態様によれば、様々な回路設計が提供され、これらの回路設計により、１次共振器の周波数応答を修正することができる。１つの例では、高性能の調整可能なアクティブＲＦフィルタと連携して、外部共振器に結合される共振器素子として使用されるフィルタは、外部共振器の性能を修正および増強することができる。系レベルの増強は、例えばａ）電気的に小型のＲＦアンテナ、およびｂ）ＳＡＷ／ＢＡＷＲＦフィルタに結合される高性能のチューニング可能なＲＦアクティブフィルタで行うことができる。１次共振器は、電気共振器、電磁共振器、電気機械共振器、圧電共振器、光共振器のような異なるタイプの共振器とすることができる。
【０００７】
使用することができる適切な調整可能な共振器の例は、「ＶａｒｉａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ」（本明細書では「Ｎｉｅｌｓｅｎ（ニールセン）」）と題するＰＣＴ公開第ＷＯ２０１７／０８９８０３号に詳細に提示されており、該公開は、内容全体が本明細書に組み込まれる。
【０００８】
特定の態様によれば、制御または修正対象の共振器は、外部（すなわち、チップ外の）共振器とすることができ、調整可能な共振器よりも高いＱの共振器であることが好ましい。しかしながら、これが当てはまる必要はない。制御対象の共振器はチップ上にあってもよい、および／またはより低いＱとすることができる（すなわち、調整可能な共振器のＱにより近い）。いくつかの実施形態では、共振器はアンテナとすることもできる。
【０００９】
本明細書において使用される「高Ｑおよび低Ｑ（ｈｉｇｈａｎｄｌｏｗＱ）」への言及は、一般的な用語であり、高Ｑおよび低Ｑの意味は、当業者によって理解されるように、高Ｑおよび低Ｑが使用される状況に応じて変わり得る。いくつかの場合では、１次共振器のＱは、調整可能な共振器よりも高いと考えることができ、高Ｑ共振器は、調整可能な共振器よりも１０倍高いと考えることができる、または１００倍高いと考えることもできる。
特定の態様によれば、２つの別体の共振器を積極的に信号ループ内で結合させる装置および方法が提供され、一方の共振器は、一般的に、外部共振器であるが、これに限らず、略高Ｑの高性能の固定共振器であるのに対し、他方の共振器は、低Ｑ可変共振器である。結合させる目的は、結合後の外部共振器のｓ平面極を制御することにより、外部共振器の性能指標を、低Ｑ可変共振器を制御することにより制御することにある。外部共振器が最初にアンテナであり、次にＢＡＷ／ＳＡＷＲＦフィルタである２つの詳細な例が提供される。このコンセプトをチップに取り入れる際の問題および問題の解決策に細心の注意が払われる。
【００１０】
特定の態様では、「オンチップ（ｏｎ－ｃｈｉｐ）」および「オフチップ（ｏｆｆ－ｃｈｉｐ）」というコンセプトが使用されて説明される。一般的な状況では、および本文書の状況では、これらの用語は、かさばる構成要素を比較的小さなサイズに縮小した集積回路を指している。「小さい（Ｓｍａｌｌ）」という用語を使用することができ、この用語は、物理的なサイズが大きな変数集合により決定されるので、当該用語が使用される状況に依存する比較用語である。さらに、基板テクノロジーは、一般的に、チップ実装の選択を判定される。これは、複雑なテクノロジーの実装が、所定のレベルで相互接続される必要のある複数のチップを有することになる可能性を意味している。そのため、この説明では、回路の一部を１種類の基板に実装し、回路の１つ以上の他の構成要素を異なる基板に実装する場合について検討する。これらの他の構成要素は、構成要素の大部分を保持するチップに対して「オフチップ」である。ＳＡＷおよび／またはＢＡＷのような数千の範囲の非常に高いＱのオフチップ共振器は、通信回路の周波数チューニング素子として用いることができる。例えば、このような高Ｑ共振器ＳＡＷ／ＢＡＷフィルタは、一般的に、固定周波数および帯域幅からなるが、動作温度による性能変動の他に、製造プロセスの性能変動の影響を受ける。
（【００１１】以降は省略されています）

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