CN1362786A - 高频开关、叠层高频开关片、高频无线电装置和高频切换方法 - Google Patents

Abstract

一种高频开关,它包含:第1收发开关电路,有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号;第2收发开关电路,有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号;第1双工器,分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间;第2双工器,连接第2接收电路端子,通过利用相移电路和声表面波滤波器,有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号。

Description

高频开关、叠层高频开关片、 高频无线电装置和高频切换方法

技术领域

本发明涉及3频段或4频段便携电话中切换收发信号用的高频开关、叠层高频开关片、高频无线电装置和高频切换方法。

背景技术

下面，参照附图说明在3个频段切换收发信号的常规高频开关，具体切换的是EGSM的900MHz频段的收发信号、DCS的1800MHz频段收发信号和PCS的1900MHz频段收发信号。

图10示出切换频段信号的常规高频开关。如图10所示，由第1收发开关电路11、第2收发开关电路12、双工器13和辅助开关电路14构成常规高频开关。

首先，按照图10说明双工器13。由双工器13的第5带状线L5、第6带状线L6和第7电容器C7形成使图2所示波形1那样的低频信号通过的低通滤波器，并且第6带状线L6和第7电容器C7构成接地的串联电路，从而形成衰减极点A。第13电容器C13、第11带状线L11和第14电容器C14又构成使图2所示波形2那样的高频信号通过的高通滤波器，并且第11带状线L11和第14电容器C14构成接地的串联电路，从而形成衰减极点B。

通过实现经低通滤波器和高通滤波器与天线的连接，发送或接收低频信号(EGSM的900MHz频段信号)时，高通滤波器侧借助衰减极点B优先获得从点C对低频信号的隔离，因而无信泄漏到高通滤波器侧。发送或接收高频信号时，低通滤波器侧则借助衰减极点A获得从点C对高频信号的隔离，因而无信号泄漏到低通滤波器侧。也就是说，双工器13具有使低频信号和高频信号分路的功能。

下面，说明第1收发开关电路11。发送低频信号时，通过对控制端Vc1施加正电压，使第1二极管P1和第2二极管P2导通。这种情况下，由于第1电容器C1、第4电容器C4、第6电容器C6和第13电容器C13阻止直流分量，各端子无直流通过。第2二极管P2接地时，第3带状线L3阻抗无限大，因而来自发送电路端子Tx1的信号不传到接收电路端子Rx1。这时，由于第2二极管P2的电感分量与第5电容器C5谐频，从点A看接收电路时的阻抗会在发送的信号频率无限增大，发送信号不通过双工器13的低通滤波器，送到天线端子ANT。

第1收发开关电路11进行接收时，不对控制端子Vc1施加直流电压。第1二极管P1和第2二极管P2阻断，因而接收信号从天线端子ANT传到接收电路端子Rx1。这时，通过使第1二极管P1的电容分量与第2带状线L1谐振，避免第1二极管P1的电容分量的影响，可优先获得在接收信号的接收频率发送电路端子Tx1与点A隔离，并且使天线端子ANT的接收信号通过低通滤波器传到接收电路端子Rx1。

第2收发开关电路12用于收发频率高于第1收发开关电路11的频率信号(1800MHz频段的DCS信号和1900MHz频段的PCS信号)。第2收发开关电路12的电路配置与第1收发开关电路11的相同。因此，发送高频信号时，通过对控制端子Vc2施加正电压，使发送信号从发送电路端子Tx2通过双工器13的高通滤波器传到天线端子ANT。接收高频信号时，不对控制端子Vc2施加正电压，可将天线端子ANT的接收信号通过双工器13的高通滤波器传到接收电路端子Rx2。

辅助开关电路14用于通过将信号切换到2个相互不同频段的接收电路端子Rx3(PCS接收端子)和Rx4(DCS接收端子)，将从第2收发开关电路12的接收电路端子Rx2输入的高频接收信号传到该辅助开关电路14的点D。辅助开关电路14的配置与第1收发开关电路11和第2收发开关电路12的配置基本相同。因此，通过对控制端子Vc3施加正电压，接收信号经过辅助开关电路14的点D从第2收发开关电路12的接收电路端子Rx2传到第3接收电路端子Rx3。不对第2收发开关电路12的控制端子VC2施加正电压，而对辅助开关电路14的控制端子Vc3施加正电压时，高频接收信号经双工器13的高通滤波器、第2收发开关电路12的点B和辅助开关电路14的点D传到第3接收电路端子Rx3。

不对辅助开关电路14的控制端子Vc3施加电压时，接收信号经辅助开关电路14的点D从第2收发开关电路12的接收电路端子Rx2传到第4接收电路端子Rx4。不对第2收发开关电路12的控制端子Vc2施加正电压，而且也不对辅助开关电路14的控制端子Vc3施加电压时，高频接收信号经双工器的高通滤波器、第2收发开关电路12的点B和辅助开关电路14的点D传到第4接收电路端子Rx4。

常规高频开关就这样在3种频带切换收发信号。

然而，由于如上所述，常规高频开关用于便携电话，进一步减小开关体积是必不可少的。因此，强烈要求减少装在构成高频开关的叠层基片表面上的元件数量。

在辅助开关电路的情况下，需要对控制端子Vc3施加控制电压(备用电压)以便在1个第3接收电路端子Rx3接收2种频段中的接收信号。本发明人认为施加上述控制电压浪费电力。

发明内容

本发明是为解决上述传统问题而完成的，其目的在于提供一种高频开关、叠层高频开关片和高频无线电装置，减少装在高频开关叠层基片表面的元件数。

本发明的另一目的是提供一种高频开关、叠层高频开关片、高频无线电装置和高频切换方法，减少高频开关的耗电。

本发明第1方面是一种高频开关，它包含：

第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

第1双工器，分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间；

第2双工器，连接第2接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号。

本发明第2方面是第1方面所述的高频开关，其中，第1双工器具有配置在天线端子与第1收发开关电路之间的低通滤波器和配置在天线端子与第2收发开关电路之间的高通滤波器。

本发明第3方面是第2方面所述的高频开关，其中，第1收发开关电路具有阳极连接第1发送电路端子并且阴极连接低通滤波器的第1二极管、一端连接第1二极管的阳极并且另一端通过第1电容器接地又连接第1控制端子的第1带状线、阳极连接第1接收电路端子并且阴极通过第2电容器和第2带状线构成的并联电路接地的第2二极管，以及一端连接第2二极管的阳极并且另一端连接低通滤波器的第3带状线；

第2收发开关电路具有阳极连接第2发送电路端子并且阴极连接高通滤波器的第3二极管、一端连接第3二极管的阳极并且另一端通过第3电容器接地又连接第2控制端子的第4带状线、阳极连接第2接收电路端子并且阴极通过第4电容器和第5带状线组成的并联电路接地的第4二极管，以及一端连接第4二极管的阳极并且另一端连接高通滤波器的第6带状线；

第2双工器具有相移电路，该电路的输入端连接第2接收电路端子，并且其第1输出端通过第1声表面波滤波器连接第3接收电路端子，其第2输出端子则通过第2声表面波滤波器连接第4接收电路端子；

根据对第1或第2控制端施加的电压切换接收和发送。

本发明第4方面是第3方面所述的高频开关，其中，还包含：

第1平衡—不平衡变换器，配置在相移电路的第1输出端与第1声表面波滤波器之间；

第2平衡—不平衡变换器，配置在相移电路的第2输出端与第2声表面波滤波器之间。

本发明第5方面是第3方面所述的高频开关，其中，还包含：

第3平衡—不平衡变换器，配置在第2二极管的阳极与第1接收电路端子之间；

第3声表面波滤波器，配置在第3平衡—不平衡变换器的输出侧。

本发明第6方面是第3方面所述的高频开关，其中，相移电路具有一端连接第2接收电路端子且另一端连接第1声表面波滤波器的第7带状线、一端连接第2接收电路端子且另一端通过第1电感接地的第5电容器，以及一端通过第1电感接地又连接第5电容器且另一端连接第2声表面波滤波器的第6电容器。

本发明第7方面是第3方面所述的高频开关，其中，相移电路具有一端通过第7电容器接地又连接第2接收电路端子并且另一端连接第1声表面波滤波器的第2电感、一端连到第2接收电路端子并且另一端通过第3电感接地的第8电容器，以及一端通过第3电感接地又连接第8电容器并且另一端连接第2声表面波滤波器的第9电容器。

本发明第8方面是一种高频开关，它包含：

第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

第1双工器，分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间；

第2双工器，连接第2接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号；

第3双工器，连接第1接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第1接收电路端子与第5接收电路端子之间传送的信号和第1接收电路端子与第6接收电路端子之间传送的信号。

本发明第9方面是一种叠层高频开关片，采用本发明第3方面的高频开关，其中在叠层片上至少安装1个声表面波滤波器、1个二极管和1个电容器。

本发明第10方面是一种叠层高频开关片，采用本发明第6方面的高频开关，其中提供叠层的方式是：使地电极位于(a)第7带状线与(b)第1电感、第5电容器和第6电容器之间。

本发明第11方面是一种高频无线电装置，它包含：

进行发送的发送电路、

进行接收的接收电路，以及

本发明第1或第8方面所述的高频开关。

本发明第12方面是一种高频切换方法，其中包含以下步骤：

通过利用第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第1双工器，有选择地切换天线端子与第1收发开关电路之间传送的信号和天线端子与第2收发开关电路之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第2接收电路端子的第2双工器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号。

本发明第13方面是一种高频切换方法，其中包含以下步骤：

通过利用第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第1双工器，有选择地切换天线端子与第1收发开关电路之间传送的信号和天线端子与第2收发开关电路之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第2接收电路端子的第2双工器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第1接收电路端子的第3双工器，有选择地切换第1接收电路端子与第5接收电路端子之间传送的信号和第1接收电路端子与第6接收电路端子之间传送的信号。

附图说明

图1是本发明第1实施例中高频开关的电路图；

图2是示出本发明高频开关中第1双工器通过特性的特性图；

图3是示出单一SAW滤波器阻抗特性的史密斯圆图；

图4是示出相移电路和SAW滤波器的组合电路的阻抗特性的史密斯圆图；

图5是相移电路和SAW滤波器构成的第2双工器的电路图；

图6是说明本发明第1实施例中高频开关结构的外观立体图；

图7是本发明第2实施例中叠层高频开关片的分解立体图，用于说明采用第1实施例高频开关的结构；

图8是本发明第3实施例中高频开关的电路图；

图9是平衡—不平衡变换器的等效电路图；

图10是常规高频开关的电路图；

图11A是本发明第1实施例中高频开关的相移电路(1)的电路图；

图11B是本发明第1实施例中高频开关的相移电路(2)的电路图；

图12是本发明叠层高频开关片的分解立体图，用于说明采用第1实施例中高频开关的相移电路(1)的安装结构。

符号说明

1、11第1收发开关电路

2、12第2收发开关电路

3、13第1双工器

4、  第2双工器

5    相移电路

6、7 低通滤波器

8    匹配电路

14   辅助开关电路

21   叠层高频开关片

21B4、21B10、21C4、21C10通孔

ANT  天线端子

BL1～BL3平衡—不平衡变换器(Balun)

C1～C28 电容器

E    地电极

F1～F3声表面波(SAW)滤波器

L1～L20带状线

P1～P6二极管

Rx1～Rx4接收电路端子

Tx1～Tx2发送电路端子

Vc1～Vc3控制端子

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

第1实施例

首先，主要参照图1说明本发明第1实施例中高频开关的配置。图1示出本实施例高频开关的电路图。

图1中，第1收发开关电路1切换低频段信号(具体例子为900MHz频段的EGSM信号)的接收和发送。在第1收发开关电路1的情况下，第1二极管P1的阳极通过第1电容器C1和低通滤波器6连接发送电路端子Tx1，第1二极管P1的阴极则连接点A。第1带状线L1的一端连接第1二极管P1与低通滤波器6之间的节点，其另一端则连接控制端子Vc1。第1带状线L1的另一端还通过第2电容器C2接地。包含第2带状线L2和第3电容器C3的串联电路与第1二极管P1并联。控制端子Vc1起控制信号输入端的作用，该信号用于切换第1收发开关电路1的接收信号和发送信号。

由包含第14带状线L14和第16电容器C16的并联电路、将第14带状线L14的一端接地的第14电容器C14和将第14带状线L14的另一端接地的第15电容器C15构成低通滤波器6。

此外，第2二极管P2的阳极通过包含声表面波滤波器(后文称为SAW滤波器)F3和第4电容器C4的串联电路连接第1收发开关电路1的接收电路端子Rx1。第2二极管P2的阴极通过包含第4带状线L4和第5电容器C5的并联电路接地。第3带状线L3的一端连接第2二极管P2的阳极，其另一端连接点A。

第1收发开关电路1的点A连接包含第1双工器3的第5带状线L5和第20电容器C20的并联电路，并且第5带状线L5和第20电容器C20的另一端通过第6电容器C6经点C连接天线端子ANT。第5带状线L5的一端还通过第7电容器C7接地。这时，第1双工器3的第5带状线L5、第20电容器C20和第7电容器C7构成低通滤波器。此外，第1双工器3的点C通过第13电容器C13和第21电容器C21连接匹配电路8。

第2收发开关电路2切换高频段信号(具体例子为1800MHz频段的DCS信号和1900MHz频段的PCS信号)的接收和发送。第3二极管P3的阳极通过第8电容器C8和低通滤波器7连接第2收发开关电路2的发送电路端子Tx2，该二极管P3的阴极则连接点B。此外，第7带状线L7的一端连接第3二极管P3的阳极与低通滤波器7之间的节点，该带状线L7的另一端则连接控制端子Vc2。第7带状线L7的另一端还通过第9电容器C9接地。包含第8带状线L8和第10电容器C10的串联电路与第3二极管P3并联。控制端子Vc2起控制信号输入端的作用，该信号用于切换第2收发开关电路2的接收信号和发送信号。

在第2收发开关电路2的情况下，第4二极管P4的阳极通过第11电容器C11接到接收电路端子Rx2，其阴极则通过包含第10带状线L10和第12电容器C12的并联电路接地。第9带状线L9的一端连接第4二极管的阳极，其另一端连接点B。

第2收发开关电路2的点B经匹配电路8连到第1双工器3的第13电容器C13并且通过点C经第6电容器C6连接天线端子ANT。第13电容器C13的一端通过包含第11带状线L11和第14电容器C14的串联电路接地。第1双工器3的第13电容器C13、第11带状线L11和第14电容器C14构成高通滤波器。

由包含带状线L12和L13的相移电路5、SAW滤波器F1和SAW滤波器F2构成第2双工器4，其中点D连接第2收发开关电路2的接收电路端子Rx2，相移电路5的输入端连接点D，相移电路5的第1输出端通过第1SAW滤波器F1连接第3接收电路端子Rx3(PCS接收端)。相移电路5的第2输出端则通过第2SAW滤波器F2接到第4接收电路端子Rx4(DCS接收端)。

提供匹配电路8，使第2收发开关电路2与第1双工器3阻抗匹配，其中第16带状线L16的一端经第22电容器C22接地。该带状线L16的另一端接到点B，并经第2收发开关电路2的第23电容器C23接地。

在本实施例的情况下，匹配电路8不是必不可少的，仅在需要阻抗匹配时提供该电路就足够。当然，除非设置匹配电路8，否则第16带状线L16或第22电容器C22也不需要。

天线端子ANT相当于本发明的天线端子。此外，发送电路端子Tx1相当于本发明的第1发送电路端子，接收电路端子Rx1相当于本发明的第1接收电路端子，第1收发开关电路1相当于本发明的第1收发开关电路。而且，发送电路端子Tx2相当于本发明的第2发送电路端子，接收电路端子Rx2相当于本发明的第2接收电路端子，第2收发开关电路2相当于本发明的第2收发开关电路。第1双工器3相当于本发明的第1双工器。相移电路5相当于本发明的相移电路，接收电路端子RX3相当于本发明的第3接收电路端子，接收电路端了Rx4相当于本发明的第4接收电路端子，第2双工器4相当于本发明的第2双工器。

此外，包含第5带状线L5、第7电容器C7和第20电容器C20的装置相当于本发明的配置在天线端子与第1收发开关电路之间的低通滤波器。包含第13电容器C13、第14电容器C14、第21电容器C21和第11带状线L11的装置相当于本发明的配置在天线端子与第2收发开关电路之间的高通滤波器。

而且，第1二极管P1相当于本发明的第1二极管，第2电容器C2相当于本发明的第1电容器，控制端子Vc1相当于本发明的第1控制端子，第1带状线L1相当于本发明的第1带状线，第5电容器C5相当于本发明的第2电容器，第4带状线L4相当于本发明的第2带状线，第2二极管P2相当于本发明的第2二极管，第3带状线L3相当于本发明的第3带状线。

而且，第3二极管P3相当于本发明的第3二极管，第9电容器C9相当于本发明的第3电容器，控制端子Vc2相当于本发明的第2控制端子，第7带状线L7相当于本发明的第4带状线，第12电容器C12相当于本发明的第4电容器，第10带状线L10相当于本发明的第5带状线，第4二极管P4相当于本发明的第4二极管，第9带状线L9相当于本发明的第6带状线。

此外，第1SAW滤波器F1相当于本发明的第1声表面波滤波器，第2SAW滤波器F2和第3SAW滤波器F3则分别相当于本发明的第2和第3声表面波滤波器。

下面，说明本实施例中高频开关的运作。在说明本实施例高频开关运作的同时，说明本发明高频切换方法的一个实施例(以下的实施例也是这样)。

由图1中第1双工器3的第5带状线L5、第7电容器C7和第20电容器C20组成低通滤波器，使低频段中图2所示波形1那样的信号通过。并且由包含第5带状线L5和第20电容器C20的并联电路形成衰减极点A。由第13电容器C13、第11带状线L11和第14电容器C14组成高通滤波器，使高频段中图2所示波形2那样的信号通过，并且由第11带状线L11和接地的第14电容器C14所构成的串联电路形成衰减极点B。

在通过将低频段的信号经上述低通滤波器或高通滤波器接到天线对该信号进行发送或接收时，高通滤波器借助衰减极点B优先获得从点C对低频信号的隔离，因而无信号泄漏到高通滤波器。在接收或发送高频段的信号时，低通滤波器借助衰减极点A优先获得从点C对高频信号的隔离，因而无信号泄漏到低通滤波器。也就是说，第1双工器3具有使低频信号和高频信号分路的功能。

下面，说明第1收发开关电路1。进行低频发送时，通过对控制端子Vc1施加正电压，第1二极管P1和第2二极管P2导通。这时，由于第1电容器C1、第4电容器C4、第6电容器C6和第13电容器C13阻止直流分量，没有直流泄漏到各端子。又由于二极管P2接地，第3带状线L3的阻抗无限大。因此，发送电路端子Tx1送来的信号不传到接收电路端子Rx1。由于第2二极管P2的电感分量与第5电容器C5谐振，在发送信号的频率下从点A看接收电路端子Rx1时，阻抗可无限增大。发送信号经点A通过第1双工器3的低通滤波器送到天线端子ANT。

第1收发开关电路1的低通滤波器6使发送信号所含谐波分量不传到天线端子ANT。由于第1收发开关电路1的发送信号通过第1双工器3的低通滤波器传送到天线端子ANT，低通滤波器6不是绝对需要。然而，用滤波器6可进一步防止谐波分量。

第1收发开关电路1进行接收时，不对控制端子Vc1施加直流电压。因此，第1二极管P1和第2二极管阻断，使接收信号从天线端子ANT经点A传到接收电路端子RX1。这时，通过使第1二极管P1的电容分量与第2带状线L2谐振，以免受第1二极管P1的电容分量影响，可优先在接收信号的接收频率从点A对发射电路端子Tx1隔离，将天线端子ANT的接收信号通过第1双工器3的低通滤波器传到接收电路端子Rx1。

第2收发开关电路2用于在比第1收发开关电路1高的频段发送数据或接收数据。虽然第2收发开关电路2的电路配置与第1收发开关电路1的完全相同，下面还是根据附图说明第2收发开关电路2。

发送高频信号时，通过对控制端子Vc2施加正电压，第3二极管P3和第4二极管导通。这时，由于第8电容器C8、第11电容器C11、第13电容器C13和第6电容器C6阻止直流分量，没有直流通过各端子。又由于第4二极管P4接地，第9带状线L9的阻抗无限大，发送电路端子Tx2送来的信号不传到接收电路端子Rx2。第4二极管P4的电感分量与第12电容器C12谐振，因而在发送信号的频率下从点B看接收电路端子Rx2时，阻抗可无限增大。发送信号通过匹配电路8和双工器3的高通滤波器经点B送到天线端子ANT。

第2收发开关电路2的低通路滤波器7使发送信号所含谐波分量不传到天线端子ANT。由于第2收发开关电路2的发送信号通过第1双工器3的高通滤波器而不是通过该电路的低通滤波器送到天线端子ANT，最好采用低通滤波器，除非发送电路有防止谐波的措施。

第2收发开关电路2进行接收时，不对控制端子Vc2施加直流电压。因此，第3二极管P3和第4二极管P4阻断，接收信号经第1双工器3的高通滤波器、匹配电路8和点B，从天线端子ANT传到接收电路端子Rx2。这时，通过使第3二极管P3的电容分量与第8带状线L8谐振以免受第3二极管P3的电容分量影响，可优先在接收信号的接收频率使从点B对发送电路端子Tx2隔离，并将接收信号通过第1双工器3的高通滤波器和匹配电路8从天线端子ANT传到接收电路端子Rx2。

下面，说明第2双工器4。图1中，点D连接到第2收发开关电路2的第2接收电路端子RX2。相移电路5的输入端连接点D，相移电路5的第1输出端则通过第1SAW滤波器F1连接第3接收电路端子Rx3。由相移电路5和第1SAW滤波器F1构成带通滤波器，用于使第2接收频段(具体是1800MHz的DCS信号接收频段)的接收信号通过，从而仅两种高频段接收信号中的低频段接收信号通过。相移电路5的第2输出端通过第2SAW滤波器F2连接第4接收电路端子Rx4。由相移电路5和第2SAW滤波器F2构成带通滤波器，用于使第3接收频段(具体是1900MHz的PCS接收频段)的接收信号通过，从而仅通过两种高频段接收信号中的高频段接收信号。

下面，用附图说明第2双工器的运作。首先，仅对第1SAW滤波器F1用图3说明阻抗。图3是史密斯圆图，示出在单一第1SAW滤波器F1两端的点D与端子Rx3之间用单一频率作参数时的阻抗切换。图3中，沿曲线上A1和B1点之间的弧线部分是第1SAW滤波器F1的通带，即1800MHz频段的DCS侧。图3的阻抗特性示出DCS侧的通带几乎在史密斯圆图的中心，电压驻波比(VSWR)几乎等于1，从而第1SAW滤波器F1与线路阻抗匹配。因此，能以小损耗使1800MHz频段的DCS信号通过。

曲线上C1与D1点之间的弧线部分是相反侧的通带，即1900MHz频段的PCS侧的通带。虽然PCS频段的通带离开史密斯圆图中心部分，移到该圆图的上侧，但还是离开圆图的右侧，即离开高阻抗区。这表示第1SAW滤波器F1阻抗不高到足以阻止1900MHz频段的PCS信号通过。因此，在单一SAW滤波器F1的情况下，难以使1800MHz频段的DCS信号通过并且还取得足以阻止1900MHz频段的PCS信号的滤波特性。

图4示出双工器中采用信号频率作为参数时的阻抗特性，其中本发明的相移电路5的第1输出端与第1SAW滤波器F1相互连接。图5是局部电路图，其中相移电路5的第1输出端与本发明的第1SAW滤波器F1相互连接，相移电路5的第2输出端与第2SAW滤波器的一端相互连接。相移电路5的输入端连接点D，第1SAW滤波器F1的另一端连接端子Rx3，第2SAW滤波器F2的另一端连接端子Rx4。

图4的史密斯圆图示出图5所示点D与端子Rx3之间的阻抗。即，由于相移电路5转动相位，图3所示单一SAW滤波器F1情况下的阻抗曲线具有图4所示的形状。图4中，曲线上A2和B2点之间的弧线部分是1800MHz频段的DCS端的通带。虽然DCS端通带的曲线形状与图3有些不同，但该曲线仍几乎位于圆图的中心，电压驻波比(VSWR)几乎等于1，并且示出连接在点D与端子Rx3之间的包含相移电路5和第1SAW滤波器F1的串联电路与线路阻抗匹配。

曲线上C2与D2点之间的弧线部分是1900MHz频段的PCS端的通带，其中第1相移电路5转动相位，从而PCS端的通带移到圆图右侧的特高阻抗区。这表明相移电路5与SAW滤波器F1相连的电路使1800MHz频段的DCS侧的信号以小损耗通过，同时几乎完全阻止1900MHz频段的PCS侧的信号。即，通过在SAW滤波器F1的输入端设置相移电路5，可形成理想滤波器，使1800MHz频段的DCS侧的信号通过，并且阻止1900MHz频段的PCS侧的信号。

如上所述的情况下，DCS频段用作通带，并且阻止PCS频段。此外，以PCS频段替换DCS频段时，用图3和图4也同样能说明一种电路，其中1900MHz频段的PCS频段用作通带，1800MHz频段的DCS频段受到阻止，并且相移电路5的第2输出端连接第2SAW滤波器F2。

即，由于第1SAW滤波器F1在通带上与第2SAW滤波器F2不同，略为改变史密斯圆图上弧线的形状。然而，使1900MHz频段的PCS端的通带位置几乎在史密斯圆图的中心，1800MHz频段的DCS端的通带位置则离开该圆图的中心。这时，由于1800MHz频段的DCS通带偏离高阻抗的史密斯圆图右侧，不能获得仅通过1900MHz频段的PCS信号且充分阻止1800MHz频段的DCS信号的滤波特性。因此，通过将第2相移电路5连接到第2SAW滤波器F2的输入端，从而转动相位，可将1800MHz频段的DCS端的通带移到高阻抗区的史密斯圆图右侧，从而获得阻止1800MHz频段的DCS信号的特性。

即，通过将相移电路5的第2输出端连接第2SAW滤波器F2的输入端，可形成理想滤波器电路，使1900MHz频段的PCS端的信号通过，并且阻止1800MH2频段的DCS端的信号。

如图1和图5所示，第2双工器4能可靠地分开1800MHz频段的DCS信号和1900MH2频段的PCS信号，该电路中第1相移电路5的输入端连接点D，其第1输出端通过第1SAW滤波器F1连接第3接收电路端子Rx3，第2输出端则通过第2SAW滤波器F2连到接收电路端子Rx4。

根据具有一公共输入端和2个输出端并且由2条带状线L12和L13构成的相移电路，说明本实施例。本发明的第2双工器不受以上配置限制。尽管相移电路5通过用带状线构成的电路作为例子进行说明，相移电路还是能由各种配置构成。因此，本发明的相移电路不受带状线构成的电路限制。

例如，如图11A所示，也可使相移电路具有带状线SL51，其一端连接第2接收电路端子Rx2(参阅图1)，另一端连接SAW滤波器F1、电容器C51和电容器C52，而电容器C51的一端连接第2接收电路端子Rx2，另一端通过电感L51接地，电容器C52则一端通过电感L51接地并且连到电容器C51，另一端连接SAW滤波器F2(后文将说明采用以上相移电路的高频开关片的叠层结构)。通过采用50Ω线作为带状线SL51，可实现上述相位旋转而不切换靠近史密斯圆图中心部分的阻抗曲线形状(其例参阅图4)。带状线SL51相当于本发明的第7带状线，电感L51相当于本发明的第1电感，电容器C51相当于本发明的第5电容器，电容器C52相当于本发明的第6电容器。

此外，如图11B所示，可使相移电路具有一端通过电容器C61接地又连接第2接收电路端子Rx2并且另一端连接SAW滤波器F1的电感L61、一端接到接收电路端子Rx2并且另一端通过电感L62接地的电容器C62，以及一端通过电感L62接地又连接电容器C62并且另一端连接SAW滤波器F2的电容器C63。电容器C61相当于本发明的第7电容器，电感61相当于本发明的第2电感，电感L62相当于本发明的第3电感，电容器C62相当于本发明的第8电容器，电容器C63相当于本发明的第9电容器。

根据上述本发明第1实施例，由于采用双工器4，通过与常规高频开关不同的控制，作为电路特性区分2个频段的信号，而不是采用辅助开关电路14切换2个频段的信号，所以可减少构成高频开关的叠层基片表面上安装的元件数，并且省略特别需要安装空间又必须施加备用电压的2个二极管。此外，由于通过第2双工器4的相移电路5和声表面波滤波器F1及F2切换2个不同高频段的接收信号，不需要从外部设备对电路4施加控制电压来控制第2双工器4，并且即使在接收备用下也不需要施加备用电压。因此，可减少耗电。

本实施例说明的情况是：由低通滤波器和高通滤波器构成第1双工器。然而，本实施例不受以上情况限制。也可用具有相同通带的带通滤波器作为低通滤波器或高通滤波器实现本实施例。

第2实施例

现主要参照图6说明本发明第2实施例中叠层高频开关片的结构和运作。图6是本发明第2实施例中叠层高频开关片的分解立体图。下面还说明以上第1实施例中高频开关的结构。

图6示出采用第1实施例高频开关的叠层片。在具有叠层结构的高频开关叠层片21的上表面安装3个SAW滤波器F1、F2和F3、4个二极管P1至P4和分别具有较大电容器量的电容器C1、C6和C8，其中制作构成高频开关的各带状线和电容器，使其通过叠层片21上表面上形成的端子T1电连接到叠层片21的内部电路。

图7是上述叠层高频开关片21的分解立体图。如图7所示，本实施例的高频开关由16层介质基片21A至21P构成，介质基片叠层数不受本实施例配置的限制，可根据高频开关要求的特性适当选择。

介质基片可用所谓玻璃一陶瓷基片，通过对诸如镁橄榄石之类的陶瓷粉添加低熔点玻璃釉料获得该基片。利用冲制或激光作业在生片上钻许多通孔，用于使多层布线相互电连接。通过使对陶瓷粉添加有机粘合剂和有机溶剂而获得的浆料成型，获得该生片。

然后，用导电胶在预定的生片上印制图1所示的带状线L1至L14和电容器电极C1至C23，以形成布线图案，并将该导电胶布入通孔，使各生片布线图案层间相互连接，导电胶的导电材料主要包含银、金或铜粉。

通过准确对齐这样获得的16层生片，进行叠层，并在一定条件下对其加湿、加压，可得到一体化的叠层片。然后，通过使以上得到的叠层片干燥后，在约400℃至500℃氧化氛围的窑中烘焙，烧去生片中的有机粘合剂，又对该叠层片进行烘焙，其环境为常规空气(采用银或金粉作为导电材料主成分时)、惰性气体氛围或约850℃至950℃温度范围下的还原氛围(采用铜粉时)。

在介质片21A的上表面提供安装SAW滤波器和二极管用的多个端子T1，在介质基片21P的背面提供电子装置主基片表面上安装本发明高频开关用的多个端子T2，基片21P的表面上通过印制上述导电胶制作图案，形成地电极E。

下面，通过说明第4和第10带状线以及第13和第21电容器简述具有这样构成的多层结构的高频开关布线图案叠层结构。

如图7所示，构成第10带状线L10和第4带状线L4的方法是：通过通孔分别将6层上的线条L10和L4依序连接到介质基片21G上的带状线图案，使介质基片21B上的带状线通过通孔21B₁₀和21B₄层间连接到介质基片21C上的带状线图案，介质基片21C上的带状线图案通过通孔21C₁₀和21C₄层间连接到介质基片21D上的带状线图案。

以串联方式构成第13电容器和第21电容器，其方法是：给介质基片21E提供第21电容器C21的电极图案，给介质基片21提供第13电容器C13和第21电容器C21的电极图案，并且给介质基片21G提供第13电容器C13的电极图案。

用以上相同的方式构成其他带状线和电容器，因而省略其详细说明。然而，由于本实施例中高频开关的全部输入/输出端通过通孔汇集在介质基片21P的背面，在电子装置主基片上安装高频开关时，能减少该开关的安装面积。

采用具有图11A所示相移电路的高频开关的叠层高频开关片时，可将(a)带状线SL51和(b)电感L51、电容器C51及电容器C52加以叠层，使地电极G2位于(a)和(b)之间。具体而言，在上述叠层结构的情况下，带状线SL51配置在地电极G1与G2之间，电感L51、电容器C51和电容器C52则安排在地电极G2的上层。由于根据地电极的存在将器件间的组合抑制成一方面是带状线SL51，另一方面是电感L51、电容器C51和电容器C52等其他器件，所以充分展现相移电路的特性。

第3实施例

现主要参照图8说明本发明第3实施例中高频开关的配置和运作。图8示出本实施例高频开关的电路图。图8所示电路图与图1所示第1实施例的电路图案基本相同，下面仅说明与图1所示配置的不同点。

如图8所示，平衡—不平衡变换器(即balun)BL1和BL2分别连接在第2双工器4中相移电路5的第1输出端与第1SAW滤波器F1之间和双工器4中相移电路5的第2输出端与第2SAW滤波器F2之间。此外，还有一个平衡—不平衡变换器配置在连接到第1电路接收端子Rx1(即第1收发开关电路1中第2二极管P2的阳极与SAW滤波器F3之间)的SAW滤波器F3的输入侧。

图9示出平衡—不平衡变换器的等效电路。信号输入平衡—不平衡变换器的不平衡端口时，从平衡端口得到信号的平衡输出。因此，通过采用平衡—不平衡变换器，可用简单的电路结构将接收电路端子的输出信号变换成平衡输出，从而实现抗噪声的电路结构。此外，由于如图9那样构成平衡—不平衡变换器，可省略连到接收电路端子Rx1和Rx2的切断直流用的隔直流电容器，即可省略图1所示用于切断直流的第4电容器C4和第11电容器C11。

平衡—不平衡变换器BL1相当于本发明的第1平衡—不平衡变换器，平衡—不平衡变换器BL2相当于本发明的第2平衡—不平衡变换器。此外，配置在第1收发开关电路1中第2二极管P2的阳极与SAW滤波器F3之间的平衡—不平衡变换器相当于本发明的第3平衡—不平衡变换器。

当然，可用与第2实施例中相同的结构形成第3实施例中的高频开关的结构。

以上详细说明了第1至第3实施例。本发明包括一种高频开关，该开关具有：(1)第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；(2)第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；(3)第1双工器，分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间；(4)第2双工器，连接第2接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号；(5)第3双工器，连接第1接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择切换第1接收电路端子与第5接收电路端子之间传送的信号和第1接收电路端子与第6接收电路端子之间传送的信号。这种高频开关具有的结构中，与双工器4(参阅图1)相同的双工器，作为第3双工器连接上述第1实施例中高频开关的接收电路端子Rx1(参阅图1)，该电路可用于能与4个频段对应将4个频率分路的便携电话。

当然，本发明包括一种高频无线电装置，该装置具有进行发送的发送电路、进行接收的接收电路和上述高频开关。

如上所述，本发明的高频开关具有以下优点。

可减少2个二极管，从而减少开关器件表面层的元件安装面积。

而且，第2双工器不需要控制输入信号，不需要等待接收情况下导通二极管的备用电流，从而减少耗电。

通过采用平衡—不平衡变换器，可减少连到接收电路端子的隔直流电容器的容量。此外，通过采用平衡—不平衡变换器从而得到平衡输出，可实现抗噪声的电路。

如上所述，本发明具有的优点是：可减少高频开关叠层基片表面上安装的元件数。

而且，本发明还具有可减少高频开关耗电的优点。

Claims (13)

1.一种高频开关，其特征在于包含：

第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

第1双工器，分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间；

第2双工器，连接第2接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号。

2.如权利要求1所述的高频开关，其特征在于，第1双工器具有配置在天线端子与第1收发开关电路之间的低通滤波器和配置在天线端子与第2收发开关电路之间的高通滤波器。

3.如权利要求2所述的高频开关，其特征在于，第1收发开关电路具有阳极连接第1发送电路端子并且阴极连接低通滤波器的第1二极管、一端连接第1二极管的阳极并且另一端通过第1电容器接地又连接第1控制端子的第1带状线、阳极连接第1接收电路端子并且阴极通过第2电容器和第2带状线构成的并联电路接地的第2二极管，以及一端连接第2二极管的阳极并且另一端连接低通滤波器的第3带状线；

第2收发开关电路具有阳极连接第2发送电路端子并且阴极连接高通滤波器的第3二极管、一端连接第3二极管的阳极并且另一端通过第3电容器接地又连接第2控制端子的第4带状线、阳极连接第2接收电路端子并且阴极通过第4电容器和第5带状线组成的并联电路接地的第4二极管，以及一端连接第4二极管的阳极并且另一端连接高通滤波器的第6带状线；

第2双工器具有相移电路，该电路的输入端连接第2接收电路端子，并且其第1输出端通过第1声表面波滤波器连接第3接收电路端子，第2输出端则通过第2声表面波滤波器连接第4接收电路端子；

根据对第1或第2控制端施加的电压切换接收和发送。

4.如权利要求3所述的高频开关，其特征在于，还包含：

第1平衡—不平衡变换器，配置在相移电路的第1输出端与第1声表面波滤波器之间；

第2平衡—不平衡变换器，配置在相移电路的第2输出端与第2声表面波滤波器之间。

5.如权利要求3所述的高频开关，其特征在于，还包含：

第3平衡—不平衡变换器，配置在第2二极管的阳极与第1接收电路端子之间；

第3声表面波滤波器，配置在第3平衡—不平衡变换器的输出侧。

6.如权利要求3所述的高频开关，其特征在于，相移电路具有一端连接第2接收电路端子且另一端连接第1声表面波滤波器的第7带状线、一端连接第2接收电路端子且另一端通过第1电感接地的第5电容器，以及一端通过第1电感接地又连接第5电容器且另一端连接第2声表面波滤波器的第6电容器。

7.如权利要求3所述的高频开关，其特征在于，相移电路具有一端通过第7电容器接地又连接第2接收电路端子并且另一端连接第1声表面波滤波器的第2电感、一端连到第2接收电路端子并且另一端通过第3电感接地的第8电容器，以及一端通过第3电感接地又连接第8电容器并且另一端连接第2声表面波滤波器的第9电容器。

8.一种高频开关，其特征在于包含：

第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

第1双工器，分别配置在天线端子与第1收发开关电路之间和天线端子与第2收发开关电路之间；

第2双工器，连接第2接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号；

第3双工器，连接第1接收电路端子，通过利用相移电路和声表面波滤波器，有选择地切换第1接收电路端子与第5接收电路端子之间传送的信号和第1接收电路端子与第6接收电路端子之间传送的信号。

9.一种叠层高频开关片，其特征在于采用权利要求3的高频开关，其中在叠层片上至少安装1个声表面波滤波器、1个二极管和1个电容器。

10.一种叠层高频开关片，其特征在于采用权利要求6的高频开关，其中

提供叠层的方式是：使地电极位于(a)第7带状线与(b)第1电感、第5电容器和第6电容器之间。

11.一种高频无线电装置，其特征在于包含：

进行发送的发送电路、

进行接收的接收电路，以及

权利要求1或8所述的高频开关。

12.一种高频切换方法，其特征在于包含以下步骤：

通过利用第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第1双工器，有选择地切换天线端子与第1收发开关电路之间传送的信号和天线端子与第2收发开关电路之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第2接收电路端子的第2双工器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号。

13.一种高频切换方法，其特征在于包含以下步骤：

通过利用第1收发开关电路，有选择地切换天线端子与第1发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第1接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第2收发开关电路，有选择地切换天线端子与第2发送电路端子之间传送的信号和天线端子与第2接收电路端子之间传送的信号；

通过利用第1双工器，有选择地切换天线端子与第1收发开关电路之间传送的信号和天线端子与第2收发开关电路之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第2接收电路端子的第2双工器，有选择地切换第2接收电路端子与第3接收电路端子之间传送的信号和第2接收电路端子与第4接收电路端子之间传送的信号；

通过利用具有相移电路和声表面波滤波器并且连接第1接收电路端子的第3双工器，有选择地切换第1接收电路端子与第5接收电路端子之间传送的信号和第1接收电路端子与第6接收电路端子之间传送的信号。

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