CN1484892A - 高频器件 - Google Patents

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CN1484892A CNA028034805A CN02803480A CN1484892A CN 1484892 A CN1484892 A CN 1484892A CN A028034805 A CNA028034805 A CN A028034805A CN 02803480 A CN02803480 A CN 02803480A CN 1484892 A CN1484892 A CN 1484892A
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��ľТ̫��
铃木孝太郎
佐佐木理穗
大森吉晴
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Abstract

一种高频器件能保护连接到天线终端的电路，以防止可能侵入的静电或高压噪声。天线共用器11连接到天线终端10，执行用于GSM和DCS频带的多路分解或多路复用频率。对于GSM和DCS频带处理频率的这些电路有开关13和14分别用于天线共用器11切换发送或者接收信号。开关13和14是分别地连接到低通滤波器去清除掉发送信号中的高阶谐波，并是连接到有各自专用通频带的SAW滤波器17和18。滤波器15、16、17和18是分别连接到端子19、20、21和22。而且，可变电阻器32的第一端是连接在天线终端10与天线共用器11之间而可变电阻器32的第二端是连接到接地端子24。

Description

高频器件
技术领域
本发明涉及移动通信设备例如蜂窝式电话等，特别涉及能使用在发送和接收信号的天线共用器中的高频器。
背景技术
最近在移动通信设备例如蜂窝式电话等方面注意到了由于不希望有的静电或者噪声损坏内部电路的危险。
在日本专利公开申请号2001-127663中揭示测量情况，如在图8中所示，为保护开关电路2，在天线端子1与开关电路2之间连接了由电容器Co和电感器Lo构成的高通滤波器3。
移动通信设备例如蜂窝式电话等目前每年都为缩小尺寸取得迅速进展，在本文中要求为装在设备内部的尺寸缩小的器件。
以上叙述的高通滤波器3必须被更换为有多级形式电容器Co和电感器Lo，以提供具有较大的通频带外的衰减。然而，为提供具有大的通频带外衰减的高通滤波器3，当引入多级形式的电容器Co和电感器Lo时，必须同意不仅接受增加的插入损耗还同样在尺寸上是大型器件的这些不利条件。
另外，如果有接近于信号通频带这些频率的高压噪声，因此能穿过高通滤波器3侵入进例如移动通信设备，静电或高电压噪声将直接侵入进连接到天线端子1的开关电路2，以造成毁坏移动通信设备的事件。
本发明的目的在于提供高频器件能保护连接到天线端子1的后级的电路器件，防止可能有接近于信号通频带这些频率的高压噪声。
发明内容
本发明的目的在于上述已叙述过的用途，在本发明中提供的高频器件有下述配置，包括：
(a)天线终端；
(b)连接到天线终端的天线共用器；
(c)连接到天线共用器的多个开关；
(d)连接到这些开关的SAW(表面声波)滤波器和低通滤波器，其中这些开关是提供有二极管，和在天线端子与二极管之间连接的可变电阻器。
通过吸收穿过天线终端侵入的不希望有的静电或者高压噪声，该配置能保护包含这些二极管的电路。
附图说明
图1说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的第一个电路。
图2说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的第二个电路。
图3说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的第三个电路。
图4说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的第四个电路。
图5说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的剖面图。
图6说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的平面图。
图7说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的另一种高频器件的剖面图。
图8说明常规的高频器件的电路图。
具体实施方式
(典型的具体实施方式1)
图1说明在本发明中使用的高频器的第一个布线图。例如，遵照用于数字电话的欧洲标准，GSM/DCS(全球移动通信系统/数字蜂窝式通信系统)的双频带蜂窝式电话系统的天线共用器中可以使用这种电路。
在图1中，天线共用器(此后称为DIP)11连接到天线端子10用于GSM和DCS频带的多路分解或者多路复用频率的工作。
标志A的电路部分处理GSM频带的频率和标志B的电路部分处理DCS频带的频率。在各自的电路A和B中，这些开关(此后称为SW)13和14对有关DIP(天线共用器)11选择发送或者接收信号。
SW13和14是连接到低通滤波器(此后称为LPF)15和16，以清除掉在发送信号中的高次谐波，并连接到SAW滤波器17和18。
滤波器15、16、17和18分别连接到端子19、20、21和22。在图1中未展示，SW13提供有一些二极管。可变电阻器70的第一个端子是连接在天线端子10与DIP11之间。可变电阻器的第二个端连接到接地端子24。
(典型的具体实施方式2)
图2说明在本发明中使用的高频器件的第二个布线图。与图1以方框图形式展示的电路不同，图2以具体图形式展示了开关电路13。
例如，遵照用于数字电话的欧洲标准，GSM/DCS(全球数字移动通信系统/数字蜂窝式通信系统)的双频带蜂窝式电话系统的天线共用器中可以使用这种电路。
在图2中，DIP11连接到天线端子10用于GSM频带和DCS频带的多路分解或者多路复用频率的工作。
标志A的电路部分处理GSM频带的频率和标志B的电路部分处理DCS频带的频率。在各自的电路A和B中，SW13和14选择用于DIP11的发送或者接收信号。
SW13和14是连接到LPF15和16，以清除掉在传输信号中的高次谐波，并连接到各自具有专用通频带的SAW滤波器17和18。
滤波器15、16、17和18是分别连接到端子19、20、21和22。
SW13具有下述结构，包括：
(a)二极管40和电感器41是串联连接在天线端子10与端子33之间的连接路线；
(b)串联电路由电感器42和电容器43构成并是与二极管40并联连接，电容器44是并联连接在电感器41与端子23之间；
(c)电感器45是串联连接在天线端子10与SAW滤波器17之间，并是与由电容器46、二极管47、电容器48和电感器45构成的电路并联连接；
(d)可变电阻器80的第一个端头连接在二极管40与电感器45之间，换句话讲，可变电阻器80是连接在天线端子10和二极管40与二极管47和SAW滤波器17之间；和
(e)可变电阻器80的第二个端头连接到接地端子33。
(典型的具体实施方式3)
图3说明在本发明的典型具体实施方式中，使用的高频器件的第三个电路。与图2的不同，图3展示天线共用器(DIP)11的具体电路图。
例如，遵照用于数字电话的欧洲标准，GSM/DCS(全球移动通信系统/数字蜂窝式通信系统)的双频带蜂窝式电话系统的天线共用器中可以使用这种电路。
在图3中，DIP11连接到天线端子10用于GSM频带和DCS频带的多路分解或者多路复用频率的工作。
在图3中标志A的电路部分处理GSM频带的频率，和标志B的电路部分处理DCS频带的频率。在各自的A和B电路中，SW13和14选择用于DIP11发送或接收信号。
SW13和14连接到LPF15和16，以清除掉发送信号中的谐波成分，并连接到有各自的专用通频带的SAW滤波器17和18。
滤波器15、16、17和18分别连接到端子19、20、21和22。
在GSM电路侧，从天线端子10观察，DIP11有串联连接的电感器30，和电容器31和可变电阻器32并联连接在天线端子10与SW13之间。
在DCS电路侧，从天线端子10观察，DIP11有在天线端子10与SW14之间串联连接的电容器34和35，有在电容器34和35之间并联连接的电容器37和电感器36构成的串联电路。可变电阻器32的另一个端头连接到接地端子33。
SW13有在天线端子10与端子23之间串联连接的二极管40和电感器41，并有与二极管40并联连接的电感器42和电容器43构成的串联电路，和有在电感器41与端子23之间并联连接的电容器44。而且，电感器是串联连接在天线端子10与SAW滤波器17之间，由电容器46、二极管47、电容器48和电感器49构成的电路是与SAW17并联连接。电容器50连接在二极管40与电感器45之间。
(典型的具体实施方式4)
图4说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的第四个电路。例如，遵照用于数字电话的欧洲标准，GSM/DCS(全球移动通信系统/数字蜂窝式通信系统)的双频带蜂窝式电话系统的天线共用器中可以使用这种电路。
展示的电路大致相同于典型的具体实施方式3，图4不同于图3，在于对天线端子10以最接近的位置展示所提供的可变电阻器32。
在图4中，天线共用器(DIP)11连接到天线接端10用于GSM频带和DCS频带的多路分解和多路复用频率的工作。
在图4中标志A的电路部分处理GSM频带的频率，和标志B的电路部分处理DCS频带的频率。在A和B的各自电路中，SW13和14扮演将DIP11的信号切换为发送或者接收的角色。SW13和14有低通滤波器(LPF)15和16连接以清除掉在发送信号中的谐波成分，并连接到有各自的专用通频带的SAW滤波器17和18。
滤波器15、16、17和18分别地连接到端子19、20、21和22。
在GSM电路侧，从天线端子10观察，DIP 11有串联连接的电感器30，在天线端子10与SW13之间，有并联连接的电容器31a和31b和可变电阻器32。
在DCS电路侧，从天线端子10观察，DIP11有在天线端子10与SW14之间串联连接的电容器34和35，并有在电容器34和35之间并联连接的电感器36和电容器37构成的串联电路。可变电阻器32的末端和电容器31b的末端连接到接地端子33和38。
SW13有类似于图3的配置，由此的叙述就省略了。
而且，在用于对GSM侧发送或者接收信号的部分，DIP11有可变电阻器32和电容器31b，它们的其它末端连接到接地端子33和38，如图4的电路所示。在这样的电路配置中，在用于对GSM侧发送和接收信号的部分中，有多个元件的可变电阻器32或者电容器31b，其它端连接到接地端子33或38，应该在对天线端子10较接近的位置提供可变电阻器32，以更快地清除掉高压噪声。
在图4中展示的可变电阻器32，作为在正常运行中的电容器来工作的。当考虑到静电电容时。可以设计具有小的插入损耗的高频器件。
另外，虽然作为GSM/DCS双频带系统的应用是作为例子来叙述的，本发明的范围是不限制在例子之内的。但是，与天线端子并联应用的可变电阻器和连接到天线端子的电路可能同样起作用，例如，在单频带系统或甚至三频带系统，只需要对穿过天线端子侵入的高压噪声测量。
(典型的具体实施方式5)
图5说明在本发明的典型的具体实施方式中使用的高频器件的剖面图。
目前，在本发明中揭示高频器件是参照到图3、4和5来叙述的。
首先在图5中，多层陶瓷基底60有陶瓷层62和导电图形63多层交替的结构。该配置提供天线端子10、SW13(除去二极管64之外)和14，在外部表面上(未图示)或者内部地形成LPF15和16。
除去可变电阻器32和电感器36的部分之外，DIP11是在多层陶瓷基底60的内部形成的。二极管64、SAW滤波器65和由可变电阻器32和电感器36构成的多层复合器件61是在多层陶瓷基底60的外表面上形成的，实地应用在图4展示的电路。
有陶瓷层66和内部电极层67的多层复合器件61多层交替地有外部端子施加在两端表面，由具有不超过30的比较小的相对介电常数的陶瓷层构成的可变电阻器32，是从由专用氧化锌作为主成分和硅化合物作为辅助成分加入而构成的可变电阻器材料来形成的。
内部电极层67是由金属来形成的，例如或者具有低导电系数的富银化合物。
采用的配置能提供具有极高质量的可变电阻器32，不仅具有被抑制在不超过3pF的低值中的静电电容，并且同样在从-10到75度(摄氏)的温度范围之下在静电电容方面的变化系数限制在+/-0.1％之内。
可变电阻器，在正常运行中起到如同电容器的作用，当静电或者高压噪声穿过天线端子侵入时，可变电阻器就执行它原来的功能同时清除掉静电或者高压噪声。
换句话讲，依据静电或者高压噪声穿过天线端子10的侵入，首先可变电阻器32从器件清除掉高压噪声并将原始正常信号发送到SW13。
因为二极管40、70和SAW滤波器17被确定受到不希望的静电或高压噪声而在特性方面容易恶化，被可靠地保护免受不希望有的静电或者高压噪声的影响后高频器件能具有优佳的可靠性。
在这种情况中，连接在天线端子10与DIP11之间的可变电阻器可以作为用于静电或者高压噪声的措施。然而，当可变电阻器32在温度变动下在静电电容方面有大的变量或者有大数值的静电时可变电阻器32与构成高频器件的其他电路匹配中发生许多困难。由于极差的匹配条件引起的大的插入损耗，高频器件在性能方面恶化。
然后，在典型的具体实施方式5的配置中，因为可变电阻器32是被允许同样作为电容器起作用，从而设计的器件使可变电阻器的静电电容考虑到对其他电路产生良好的匹配条件。
当然，该配置能提供具有极小的插入损耗的高频器件，清除掉存储的静电和高压噪声。
而且，多层陶瓷基底60可以用有助于减小器件尺寸来减少元件数量的方法来形成，因为可变电阻器32，同样作为电容器来工作，电感器36是装入单个多层元件里。
另外，在典型的具体实施方式5中所揭示的高频器件中，可变电阻器32是仅提供在有大约900MHz的通频带频率的GSM电路侧，而不提供在有大约1.8GHz通频带频率的DCS电路侧。其原因取决于天线共用器(DIP)11的电路配置。即，由电感器36和电容器34构成的高通滤波器是提供在对在DCS电路侧中最接近天线端子10的位置。这种配置意味着大约500MHz正常频率等级的低频高压噪声能不侵入这个电路。
在当高通滤波器不是提供在最接近天线端子10的位置时的情况，可变电阻器最好应该是并联连接，使静电电容考虑为类似于GSM电路侧。
另外，包括SAW滤波器17和18的SAW滤波器65装入单个封装。
(典型的具体实施方式6)
图6说明在本发明中揭示的高频器件平面图。尤其，可变电阻器32有新设计的结构。即，多层陶瓷基底60被热处理过后，在进一步印制端子之后形成可变电阻器32，用可变电阻器材料(在典型的具体实施方式5中叙述过的)在多层陶瓷基底560的表面上印制而成可变电阻器32。
该配置，与在典型具体实施方式5中叙述的多层元件不同，可以制成具有低断面的高频器件并可以有助于移动通信设备的尺寸缩小。
(典型的具体实施方式7)
图7说明在本发明中揭示的另一种高频器件的剖面图。高频器件是以可变电阻器32的结构为特征的。即，多层陶瓷基底60有陶瓷层62和导电图案63多层迭合在一起的结构，并有天线端子10、DIP11、SW13和14，加在内部的或者在底板的外表面上的LPF15和16。同时，由可变电阻器材料和内部电极层67构成的陶瓷层66是多层的以形成在多层陶瓷基底60的内部的可变电阻器32，如同在图7中所示。
当与在典型的具体实施方式5和图5中叙述的高频器件相比较时，该配置可以产生具有低断面的高频器件，并可以有助于移动通信设备的尺寸缩小。另外，因为可变电阻器在多层陶瓷基底60形成之后不必很麻烦地去形成，因此该装置有极佳的生产性。
工业应用性
如上所述，揭示的发明可以提供高频器件，能可靠地保护高频器件本身和在后级上的其他电路，防止可能有接近于高频带频率的这些频率的高压噪声穿过天线终端而侵入。
而且，该高频器件具有能够抑制低值的插入损耗，使可变电阻器用作常规情况下的电容。
即，在这个发明中揭示的高频器件可以保护连接到该装置的这些电路，如同可变电阻器吸收穿过天线终端而侵入的高压噪声，其中可变电阻器是被连接到在天线终端与二极管之间的连接路线上，两者都是这个发明的配置元件。
按照这个发明的一个方面，高频器件可以更可靠地保护这些电路，如同可变电阻器是连接到在天线终端与天线共用器之间的连接路线上，两者都是这个发明的配置元件。
按照这个发明的另一个方面，高频器件可以保护包括一些二极管的这些电路，因为在高频器件的天线共用器中所提供的可变电阻器吸收不希望有的静电或者穿过天线终端侵入的高压噪声。
按照这个发明的另一个方面，高频器件可以是用低断面生产的并展示所叙述的电性能，因为高频器件有安装在基底上的多层复合器件的结构，其中陶瓷层和导电层是交替多层的，以形成在天线共用器和可变电阻器中所提供的电感器而构成的多层复合器件。
按照这个发明的另一个方面，高频器件可以更可靠地清除掉静电或者高压噪声，因为有可变电阻器和电容器连接到接地端子的天线共用器，可变电阻器是连接到在天线终端与二极管之间较近天线终端的位置处。
按照这个发明的一个方面，高频器件可以保护连接到天线终端的电路器件，因为可变电阻器是安装在有许多功能的多层陶瓷基底的表面上，并能仅通过单个元件本身吸收穿过天线终端侵入的高压噪声或者静电。
同样还按照这个发明的一个方面，高频器件可以用低断面生产的并能有助于移动通信设备的尺寸缩小，因为可变电阻器元件是在印制中形成在有许多功能的多层陶瓷基底的表面上。
同样还按照这个发明的一个方面，高频器件能展示具有在静电电容方面低变动系数和以低值抑制的插入损耗的稳定性能，作为使用的可变电阻器在从-10到75度摄低的温度范围下在静电电容方面的变动系数在+/-0.1％之内。
同样还按照这个发明的一个方面，由于静电电容引起的高频器件的性能方面的恶化可以被抑制在低数值中，因为使用的可变电阻器材料具有不超过30的相对介质常数，能提供具有不超过3pF的静电电容的可变电阻器。
按照这个发明的另一个方面，高频器件可以用低断面生产，因为使用的可变电阻器是由氧化锌作为主成分和加入的硅化合物作为辅助成分来形成，能提供具有不超过3pF的静电电容的可变电阻器。
按照本发明的另一个方面，高频器件可以有抑制在低值的插入损耗，因为银有低导电系数是用作为主要成分去形成可变电阻器，其中高频器件有由氧化锌作为主成分和内部电极层构成的陶瓷层结构，或者可变电阻器由银作为主成分、多层交替地构成的。

Claims (13)

1.一种高频器件，其特征在于，包括：
(a)天线终端；
(b)连接到天线终端的天线共用器；
(c)连接到天线共用器的多个开关；和
(d)连接到开关的SAW滤波器和低通滤波器，其中开关是用二极管提供的，且可变电阻器是连接到在天线端子与两极管之间的连接路线。
2.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器连接在天线共用器与天线终端之间。
3.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
除了二极管之外开关还提供有可变电阻器。
4.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
为天线共用器提供可变电阻器。
5.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
陶瓷层和导电层多层交替地形成多层复合器件，被安装在基底上，多层复合器件构成了天线共用器和可变电阻器中所提供的电感器。
6.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
天线共用器有连接到接地终端的可变电阻器和电容器，并且可变电阻器是与二极管并联连接到在天线终端与二极管之间对天线终端较近的位置中。
7.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器是安装在由导电图形和陶瓷层多层在一起构成的多层陶瓷基底的表面上，以形成具有天线共用器、开关和低通滤波器的结构。
8.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器是在印制中形成在由导电图形和陶瓷层多层在一起构成的多层陶瓷基底的表面上，以形成具有天线共用器、开关和低通滤波器的结构。
9.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
天线共用器、开关、低通滤波器和可变电阻器形成在由导电图形和陶瓷层多层在一起构成的多层陶瓷基底上。
10.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器在从-10到75度摄氏的温度范围下在静电电容方面有变动系数在+/-0.1％之内。
11.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器是由具有不超过30的相对介质常数的材料形成。
12.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器是由氧化锌作为主成分和加入硅化合物作为辅助成分而形成。
13.如权利要求1所述的高频器件，其特征在于，
可变电阻器是氧化锌作为主成分构成的陶瓷层和由银作为主成分构成的内部电极层交错多层在一起来形成的。
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