DE10024956C2

DE10024956C2 - Antennenduplexer

Info

Publication number: DE10024956C2
Application number: DE10024956A
Authority: DE
Inventors: Osamu Ikata; Yoshio Sato; Takashi Matsuda; Tokihiro Nishihara
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: JP2000349586A; JP3403669B2; DE10024956A1; KR100589023B1; US6380823B1; KR20010007114A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antennenduple xer, im besonderen einen Antennenduplexer, der aus einer Kombination von Antennenduplexern konstruiert ist, die Oberflächenakustikwellen-[surface acoustic wave]-(SAW)- Filter enthalten, die für Mobilkommunikationsvorrichtungen verwendet werden.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Einhergehend mit der jüngsten Entwicklung von Mobilkom munikationssystemen haben Mobiltelefone, tragbare Kommunika tionsterminals und andere Mobilkommunikationsvorrichtungen schnell breite Verwendung gefunden. Da diese Vorrichtungen kleinere Abmessungen haben sollten und eine kräftigere Leistung gewünscht wird, müssen auch Komponenten, die in diesen Vorrichtungen verwendet werden, in der Größe verrin gert und in der Leistung verbessert werden.

Bei Mobiltelefonen werden zwei Arten von Funkkommunika tionssystemen eingesetzt, d. h., digitale und analoge, und viele verschiedene Frequenzen in einem 800-MHz- bis 1-GHz- Band und einem 1,5-GHz- bis 2,0-GHz-Band werden für Funkver bindungen verwendet.

In Mobilkommunikationsvorrichtungen werden Antennen duplexer als Komponenten in HF-Sektionen eingesetzt, die Signale, die über Antennen gesendet und empfangen werden, verzweigen und erzeugen.

Fig. 30 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Hochfrequenzteils eines herkömmlicherweise verwendeten Mobiltelefons zeigt.

Audiosignale 100, die von einem Mikrofon eingegeben werden, werden durch einen Modulator 101 gemäß einem Modula tionssystem des Mobiltelefons in modulierte Signale moduliert und durch einen Überlagerungsoszillator 108 ferner in eine bezeichnete Trägerfrequenz konvertiert. Danach durch laufen die konvertierten Audiosignale ein Zwischenfilter 102 zum Selektieren nur von Signalen mit der bezeichneten Sende frequenz, werden durch einen Leistungsverstärker 103 auf eine gewünschte Signalamplitude verstärkt und zu einem Antennenduplexer 105 gesendet. Der Antennenduplexer sendet nur Signale mit der bezeichneten Sendefrequenz zu einer Antenne 104, von der die Signale als Funksignale in die Atmosphäre gesendet werden.

Andererseits werden Signale, die durch die Antenne 104 empfangen werden, zu dem Antennenduplexer 105 gesendet, wo nur Signale mit einer bezeichneten Frequenz selektiert werden. Die selektierten Signale werden durch einen rauscharmen Verstärker 106 verstärkt und durch ein Zwischen filter 107 hindurchgeführt. Durch ein IF-Filter werden nur Sprachsignale selektiert und durch einen Demodulator 111 als Audiosignale 100 entnommen. Der Antennenduplexer 105 ist zwischen der Antenne 104 und einer Schaltung angeordnet, die als Audiosignalverarbeitungsschaltung bezeichnet wird, und hat die Funktionen zum Verteilen von gesendeten und empfan genen Signalen und zum Vermeiden ihrer Interferenz.

Um ferner einer Mannigfaltigkeit an Funkkommunikations systemen gerecht zu werden, werden Dualmodus- und Dualband techniken eingesetzt, um Mobiltelefonen höhere Funktionen zu verleihen.

Die Dualmodustechnik ist zum Beispiel eine Technik, um ein einzelnes Mobiltelefon mit Analog/Digital-Kompatibilität oder TDMA [time-division multiplexing access] (Zeitteilungs multiplexzugriff)/CDMA [code-division multiplexing access] (Codeteilungsmultiplexzugriff)-Kompatibilität bei digitalen Verbindungen zu versehen.

Die Dualbandtechnik ist eine Technik, um ein einzelnes Mobiltelefon mit Zugriff auf zwei Bänder zu versehen, zum Beispiel auf das 800-MHz-Band und 1,9-GHz-Band oder auf das 900-MHz-Band und 1,8-GHz-Band (oder 1,5-GHz-Band).

Zum Unterstützen solcher höheren Funktionen von Mobil telefonen ist es erforderlich, daß Filter, die für Mobil telefone verwendet werden, auch eine Dualport- oder Dual bandfunktion haben (im folgenden wird der Ausdruck "eine Dualfunktion haben" zur Angabe dessen verwendet, daß die eine oder die andere Funktion vorhanden ist). In bezug auf Filter, die eine Dualfunktion haben, sind Filter entwickelt worden, die zwei Eingänge und zwei Ausgänge haben, und Filter, die einen Eingang und zwei Ausgänge haben. Bei den Filtern mit einem Eingang und zwei Ausgängen wird gewöhnlich außerhalb der Filter eine Phasenanpassungsschaltung hinzuge fügt, da Anschlüsse auf einer gemeinsam verwendeten Seite zusammengefaßt werden müssen.

Bei Filtern, die zwischen Stufen in der HF-Sektion zum Verzweigen und Erzeugen von Signalen von der/für die An tenne, in einer IF-Sektion und in anderen Sektionen verwen det werden (sogenannte Zwischenfilter), werden in der Praxis Kombinationen nur aus Sendefiltern und Kombinationen nur aus Empfangsfiltern als Dualfunktionsfilter eingesetzt.

Zum Vorsehen des Dualbandzugriffs für Antennenduplexer sind Antennenduplexer entwickelt worden, bei denen dielek trische Duplexer zum Verzweigen und Erzeugen von Signalen von wenigstens einem Durchlaßband verwendet werden.

Fig. 27 zeigt die Konstruktion eines Dualfunktions antennenduplexers D3, der gebildet ist aus einem Duplexer D1 zum Verzweigen und Erzeugen von Signalen mit einer höheren Durchlaßbandfrequenz und einem Duplexer D2 zum Verzweigen und Erzeugen von Signalen mit einer niedrigeren Durchlaß bandfrequenz.

Hier bezeichnet PA einen Leistungsverstärker, LNA einen rauscharmen Verstärker, und SW1, SW2 und SW3 bezeichnen schaltungsverändernde Schalter. Die Duplexer D1 und D2 umfassen jeweils ein Sendefilter (T1 oder T2), ein Empfangsfilter (R1 oder R2) und eine Phasenanpassungsschaltung (L1 oder L2).

Bei dem nordamerikanischen PCS-System und dem europäi schen DCS1800-System, die eine schmale Frequenzbandlücke (oder ein Übergangsband) zwischen Sende- und Empfangsdurch laßbandfrequenzen erfordern, beträgt die Größe der Duplexer selbst immerhin etwa 2,8 cm × 0,9 cm × 0,5 cm, falls dielek trische Duplexer verwendet werden, wodurch eine Verringerung der Größe und der Dicke von tragbaren Terminalvorrichtungen verhindert wird.

Es sind auch Antennenduplexer entwickelt worden, in denen SAW-Filter für die Sendefilter (T1, T2) und die Emp fangsfilter (R1, R2) verwendet werden, die in Fig. 27 ge zeigt sind.

Für solche Duplexer, die unter Verwendung von SAW-Fil tern konstruiert sind, werden Duplexer des Modultyps vorge schlagen, bei denen zwei SAW-Filter und Anpassungsschaltun gen auf gedruckte Schaltungsplatten gepackt sind, und ein teilige Duplexer, bei denen zwei SAW-Filter eines blanken Typs in mehrschichtige Keramikpackungen montiert sind und Anpassungsschaltungen innerhalb der Packungen montiert sind. Solche SAW-Filter können in der Größe und der Dicke auf ein Volumen von etwa einem Drittel bis etwa einem Fünftel von dem von dielektrischen Filtern und auf eine Dicke von etwa der Hälfte bis zu etwa einem Drittel von jener der dielek trischen Filter reduziert werden.

In Fig. 27 hat ein Duplexer D1 drei Anschlüsse ANT1, Tx1, Rx1 und Erdanschlüsse, die nicht gezeigt sind. Diese Anschlüsse und externe Anschlüsse (SW1, SW2, SW3, PA, etc.) sind mit einem Filterchip über Anschlüsse, die an der Pac kung vorgesehen sind, durch Drahtbonden oder dergleichen verbunden.

Ein Duplexer, wie in Fig. 27 gezeigt, ist eine soge nannte Dreiportvorrichtung, die drei Anschlüsse ANT1, Tx1 und Rx1 hat. In dem Antennenduplexer D3, der zwei solche Duplexer in Kombination hat, ist es schwierig, Schaltungen so zu konstruieren, um eine Sendeschaltung (Tx1, Tx2, SW2 und PA), eine Empfangsschaltung (Rx1, Rx2, SW3, LNA) und eine Antennenschaltung (SW1, ANT1, ANT2) unter dem Gesichts punkt der Verbindung mit externen Schaltungen zu trennen.

Mit anderen Worten, eine unzweckmäßige Anordnung der Verbindungsanschlüsse wie etwa Tx1, Rx1 und dergleichen kann zu einem Überkreuzen von Verbindungsdrähten führen, wodurch eine Interferenz von Signalen und/oder die Erzeugung von Rauschen verursacht wird. Demzufolge können keine gewünsch ten Filtercharakteristiken erhalten werden.

Eine gut konstruierte Verdrahtung auf gedruckten Schal tungsplatten zur Montage von Filterchips kann die Trennung der obigen drei Schaltungen in gewissem Grade ermöglichen. Im Stadium der Konstruktion von Schaltungsplatten ist es jedoch extrem schwierig, Muster und Layouts für die Schal tungen unter Berücksichtigung der Interferenz zwischen Signalen und geforderter Spezifikationen eines kleinen Dualfunktionsantennenduplexers festzulegen.

Um der Forderung nach der Dualfunktion und Größenredu zierung nachzukommen, ist es deshalb notwendig, eine ge schickte Anordnung von Verbindungsanschlüssen auf der Pac kung des Antennenduplexers D3 zu ersinnen, der die zwei Duplexer D1 und D2 enthält.

Bei SAW-Filtern, die für das Sendefilter T1 und das Empfangsfilter R1 des Duplexers verwendet werden, wird im allgemeinen eine Größenreduzierung für möglich gehalten, falls eine erhöhte Anzahl von Filterchips in einer Filter packung montiert ist oder falls eine erhöhte Anzahl von SAW- Filtern auf einem Filterchip gebildet ist.

Selbst wenn eine große Anzahl von SAW-Filtern auf jedem von Filterchips gebildet wird, die dann zu zwei Paaren von Sendefiltern und Empfangsfiltern geformt werden, ist jedoch noch eine weitere Überlegung zum Vermeiden einer Interferenz zwischen den Filtercharakteristiken der Sendefilter und der Empfangsfilter notwendig, wenn ein Antennenduplexer aus den Filtern konstruiert wird. Zu diesem Zweck ist das Installie ren einer Phasenanpassungsschaltung erforderlich, und des weiteren muß die Anordnung der Anschlüsse der Filter in Anbetracht ihrer Verbindungsbeziehung zu Verbindungsan schlüssen auf der gedruckten Schaltungsplatte bestimmt werden. In diesem Fall ist die Konstruktion von Schaltungen auch ziemlich schwierig.

Im allgemeinen ist die Anordnung von Anschlüssen von gedruckten Schaltungsplatten zum Montieren von Antennen duplexern in vielen Fällen vorbestimmt. Daher hängt das Konstruieren der Schaltungen eines Antennenduplexers weitge hend von der vorbestimmten Anordnung von Anschlüssen auf einer gedruckten Schaltungsplatte ab. Das heißt, beim Kon struieren der Schaltungen des Antennenduplexers muß das Layout der Anschlüsse von Filterchips und der Phasenanpas sungsschaltung unter Berücksichtigung der Verhinderung der Interferenz zwischen Signalen und der vorbestimmten Anord nung der Anschlüsse auf der gedruckten Schaltungsplatte konstruiert werden.

Besonders die jüngste Forderung nach Größenreduzierung von Terminalvorrichtungen erfordert auch kleinere Duplexer packungen. In den Duplexerpackungen müssen Streifenleitun gen, die als Phasenanpassungsschaltungen verwendet werden, Drähte zwischen Signalanschlüssen und Drähte zu externen Schaltungen angeordnet werden, um einander nicht zu über kreuzen, oder falls sie sich aus Gründen einer gewünschten Größenreduzierung kreuzen müssen, sollten die Duplexerpac kungen so konstruiert sein, daß eine Interferenz zwischen Signalen in Drahtüberkreuzungszonen verhindert wird.

In einteiligen Duplexerpackungen, in denen Phasenanpas sungsschaltungen zum Reduzieren ihrer Größe innerhalb der Duplexerpackungen montiert sind, wird zwischen Schichten eine parasitäre Induktivität erzeugt, die bekanntermaßen zu einem Rückgang der Abschwächung außerhalb eines Durchlaßban des führt.

Fig. 28(a), 28(b) und 28(c) sind grafische Darstellun gen von Frequenzcharakteristiken von SAW-Filtern mit Verän derungen einer parasitären Induktivität (L) in einem Anten nenduplexer.

Gemäß diesen grafischen Darstellungen ist die Abschwä chung außerhalb von Durchlaßbändern um so kleiner, je größer die parasitäre Induktivität (L) ist.

Wenn die Phasenanpassungsschaltung in einer Packung in tegriert ist, können erforderliche Schaltungen im allgemei nen in einer mehrschichtigen Struktur gebildet werden, wodurch eine Größenreduzierung herbeigeführt wird. Diese mehrschichtige Struktur verursacht jedoch eine Erhöhung der parasitären Induktivität. Daher ist es erforderlich, die Höhe der Duplexerpackung zum Verbessern der Abschwächung außerhalb des Durchlaßbandes zu verringern.

Falls der Abstand zwischen der Streifenleitung und Signalanschlüssen aus Gründen der Größenreduzierung der Duplexerpackung verringert wird, tendiert ferner eine Kapa zitätskopplung zwischen ihnen zum Zunehmen. Dies führt zu einem Rückgang der Abschwächung außerhalb des Durchlaßban des, die eine von Frequenzcharakteristiken ist. Demzufolge ist es wünschenswert, die Schaltungen, außer der Verringe rung der Höhe der Duplexerpackung, in Anbetracht der Kapazi tätskopplung zu konstruieren.

Ferner müssen in dem Fall, wenn zwei Duplexer, die sich in ihren Durchlaßbandfrequenzen sehr unterscheiden, zu einem einzelnen Antennenduplexer gebildet werden, externe Schal tungen, die mit den Duplexern verbunden sind, separat vorge sehen werden. Andererseits kann in dem Fall, wenn zwei Duplexer, die sich in ihren Durchlaßbandfrequenzen leicht unterscheiden, zu einem einzelnen Antennenduplexer gebildet werden, die Konstruktion des Antennenduplexers so sein, daß Schaltungen teilweise gemeinsam genutzt werden und unter Verwendung von HF-Schaltern oder dergleichen zum Zweck der Größenreduzierung umgeschaltet werden. Es ist jedoch wün schenswert, daß die Anzahl von HF-Schaltern unter dem Ge sichtspunkt der gewünschten Größenreduzierung und der Ver besserung von Frequenzcharakteristiken so klein wie möglich ist.

Weiterhin werden in dem Fall, wenn zwei Duplexer, die sich in ihren Durchlaßbandfrequenzen sehr unterscheiden, zu einem einzelnen Antennenduplexer gebildet werden, SAW-Filter zum Bilden der jeweiligen Duplexer unter ziemlich unter schiedlichen Bedingungen erzeugt, und Anpassungsschaltungen, die hinzugefügt werden, haben gemusterte Leitungen mit sehr verschiedenen Längen. So müssen solche Differenzen sorgfäl tig berücksichtigt werden, wenn das Layout der Duplexerpac kung konstruiert wird.

Fig. 29 ist eine grafische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen der Geschwindigkeit V einer Oberflächenaku stikwelle (SAW), die ein SAW-Filter durchläuft, und einer normierten Dicke h/λ von Elektroden zeigt. Hierbei bezeich net h die Dicke der Elektroden und λ die Periode der Elek troden. Im allgemeinen wird die Beziehung der Durchlaßband mittenfrequenz f₀ eines Filters, der SAW-Geschwindigkeit V und die Periode λ dargestellt durch f₀ = V/λ. Somit wird ein gewünschter Wert für f₀ erhalten, indem V und λ optimiert werden. Zum Beispiel muß die normierte Dicke h/λ, wie in Fig. 29 gezeigt, zum Reduzieren der SAW-Geschwindigkeit V größer sein. Jedoch besteht das Problem, daß sich V bezüg lich einer Veränderung von h extrem ändert, und deshalb wird f₀ instabil.

Mit anderen Worten, in dem Fall, wenn zwei Duplexer, deren Durchlaßbandfrequenzen so verschieden sind, daß sich die SAW-Geschwindigkeiten in den Duplexern beträchtlich unterscheiden, in einer einzelnen Packung gebildet werden, sind kammförmige Elektroden der SAW-Filter in den jeweiligen Duplexern in der Dicke, Periode und Breite sehr verschieden. Deshalb ist es ferner erforderlich, Belichtungsbedingungen, Ätzbedingungen und andere Bedingungen bei der Produktion der SAW-Filter zu variieren.

Bekannt sind ferner aus der DE 196 07 500 A1 sind eine Filtervor richtung und ein Zweiband-Funksystem, aus der US 5,880,649 A ein mehrschichtiger Frequenzseparator, aus der US 5,864,260 A ein monolithi scher SAW Duplexer und aus Patent Abstracts of Japan, JP 10322105 A ein "Verzweigungsfilter".

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antennenduplexer zu schaffen, der in der Größe reduziert werden kann, während seine Frequenzcharakteristik beibehalten oder verbessert wird und der kosten günstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale ge löst.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden in Verbindung mit der Zeichnung und der Beschreibung näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine grundlegende Konstruktion eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 zeigt ein Beispiel zum Einstellen von Durchlaß bandmittenfrequenzen in einem Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt ein Beispiel zum Einstellen von Durchlaß bandmittenfrequenzen in einem Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konstruktion einer Packung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5(a) und 5(b) zeigen Anordnungsbeispiele von Ver bindungsanschlüssen in einer Packung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Anordnungsbeispiel von Verbindungs anschlüssen in einer Packung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine allgemeine Vorstel lung von der Verbindung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung mit externen Schaltungen zeigt;

Fig. 8(a) bis 8(c) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Verdrahtungsverbindung von Verbindungsanschlüssen in einer Packung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 9(a) bis 9(c) sind Diagramme, die ein Beispiel für die Verdrahtungsverbindung von Verbindungsanschlüssen in einer Packung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung, die eine Bezie hung einer Abschwächung in einem Durchlaßband der Gegenseite zu einer gegenseitigen Kapazität zwischen einer Anpassungs schaltung und Verbindungsanschlüssen in Duplexern von jeder Gruppe in einer typischen Antennenduplexerpackung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Ver drahtungsverbindung von Verbindungsanschlüssen in einer Antennenduplexerpackung entsprechend der Anordnung von Verbindungsanschlüssen zeigt, die in Fig. 6 dargestellt ist;

Fig. 12 ist ein Diagramm, das eine allgemeine Vorstel lung von der Verbindung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung mit externen Schaltungen in dem Fall zeigt, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte mit Schaltern versehen ist;

Fig. 13 ist eine grafische Darstellung, die das Fre quenzverhalten in dem Fall zeigt, wenn die Durchlaßbänder von Sendefiltern T1 und T2 von zwei Duplexern einander überlappen und die Durchlaßbänder von Empfangsfiltern R1 und R2 der zwei Duplexer einander überlappen;

Fig. 14 ist ein Diagramm, das eine allgemeine Vorstel lung von der Verbindung eines Antennenduplexers gemäß der vorliegenden Erfindung mit externen Schaltungen zeigt;

Fig. 15(a) und 15(b) sind Diagramme, die Beispiele für die Schaltungsanordnung in SAW-Filtern zeigen, die niedri gere Durchlaßbandfrequenzen haben (Sendefilter T1 und T2);

Fig. 16(a) und 16(b) sind Diagramme, die Beispiele für die Schaltungsanordnung in SAW-Filtern zeigen, die höhere Durchlaßbandfrequenzen haben (Empfangsfilter R1 und R2);

Fig. 17 ist ein Diagramm, das eine allgemeine Konstruk tion eines Duplexers D1 gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Fall zeigt, wenn die SAW-Filter von Fig. 15 und Fig. 16 als Sendefilter T1 bzw. Empfangsfilter R1 verwendet werden;

Fig. 18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Schaltungsanordnung des Duplexers D1 von Fig. 17 zeigt;

Fig. 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Schaltungsanordnung des Duplexers D1 von Fig. 17 zeigt;

Fig. 20(a) bis 20(e) zeigen Charakteristiken von lei terförmigen SAW-Filtern zum Vergleich;

Fig. 21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Schaltungsanordnung eines Duplexers in dem Fall zeigt, wenn gemeinsame Empfangsanschlüsse von Empfangsfiltern (R1 und R2) gebildet werden;

Fig. 22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Schaltungsanordnung eines Duplexers in dem Fall zeigt, wenn gemeinsame Empfangsanschlüsse von Empfangsfiltern (R1 und R2) gebildet werden;

Fig. 23(a) und 23(b) sind grafische Darstellungen, die Frequenzcharakteristiken von Duplexern zeigen, die in einem Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

Fig. 24(a) und 24(b) sind grafische Darstellungen, die Frequenzcharakteristiken in dem Fall zeigen, wenn ein Antennenduplexer, der einen Duplexer des 800-MHz-Bandes und einen Duplexer des 1,9-GHz-Bandes enthält, in eine Packung mon tiert wird, die in Fig. 6 gezeigt ist;

Fig. 25(a) und 25(b) sind grafische Darstellungen, die Frequenzcharakteristiken eines Antennenduplexers zeigen, bei dem eine Anpassungsschaltung einen Draht überkreuzt, der mit einer externen Schaltung verbunden ist;

Fig. 26(a) und 26(b) sind grafische Darstellungen, die Frequenzcharakteristiken eines Antennenduplexers zeigen, bei dem eine Anpassungsschaltung einen Draht überkreuzt, der mit einer externen Schaltung verbunden ist;

Fig. 27 ist ein Diagramm, das die Konstruktion eines herkömmlichen Antennenduplexers zeigt;

Fig. 28(a) bis 28(c) sind grafische Darstellungen, die Frequenzcharakteristiken von SAW-Filtern zeigen, wenn die parasitäre Induktivität in einem Antennenduplexer verändert wird;

Fig. 29 ist eine grafische Darstellung, die die Bezie hung einer SAW-Geschwindigkeit zu einer normierten Dicke einer Elektrode zeigt;

Fig. 30 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Hochfrequenzteils eines herkömmlicherweise verwendeten Mobiltelefons zeigt;

Fig. 31(a) und 31(b) sind schematische Ansichten, die Beispiele für Layouts in Filterchips zeigen, die für einen Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden; und

Fig. 32(a) und 32(b) sind schematische Ansichten, die Beispiele für Layouts in Filterchips zeigen, die für einen Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Angesichts der oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, erfinderische Ideen für die Anordnung von Anschlüssen einer Packung und dergleichen in einem Antennenduplexer, bei dem SAW-Filter verwendet werden, zum Reduzieren der Größe der Antennenduplexer unter Beibehaltung von geforderten Filtercharakteristiken vorzule gen.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner einen Antennen duplexer vor, bei dem die Duplexerelemente gebildet sind aus einem ersten Duplexerelement, das zwei Sendeoberflächenaku stikwellenfilter enthält, und einem zweiten Duplexerelement, das zwei Empfangsoberflächenakustikwellenfilter enthält, die Sendeanschlußgruppe in der Nähe des ersten Duplexerelementes angeordnet ist und die Empfangsanschlußgruppe in der Nähe des zweiten Duplexerelementes angeordnet ist.

Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung einen Anten nenduplexer vor, bei dem ein erster Duplexer gebildet ist aus einem ersten Sendeoberflächenakustikwellenfilter des ersten Duplexerelementes und einem ersten Empfangsoberflä chenakustikwellenfilter des zweiten Duplexerelementes, ein zweiter Duplexer gebildet ist aus einem zweiten Sendeober flächenakustikwellenfilter des ersten Duplexerelementes und einem zweiten Empfangsoberflächenakustikwellenfilter des zweiten Duplexerelementes und die ersten und zweiten Sende- und Empfangsoberflächenakustikwellenfilter so geordnet sind, daß eine Leitung, die das erste Sendeoberflächenakustikwel lenfilter und das erste Empfangsoberflächenakustikwellenfil ter verbindet, eine Leitung kreuzt, die das zweite Sende oberflächenakustikwellenfilter und das zweite Empfangsober flächenakustikwellenfilter verbindet.

Des weiteren sieht die vorliegende Erfindung einen Antennenduplexer vor, bei dem die Duplexerelemente gebildet sind aus einem ersten Duplexerelement, das ein erstes Sende oberflächenakustikwellenfilter und ein erstes Empfangsober flächenakustikwellenfilter enthält, und einem zweiten Duple xerelement, das ein zweites Sendeoberflächenakustikwellen filter und ein zweites Empfangsoberflächenakustikwellenfilter enthält, die ersten und zweiten Sendeoberflächenakustik wellenfilter in der Nähe der Sendeanschlußgruppe angeordnet sind und die ersten und zweiten Empfangsoberflächenakustik wellenfilter in der Nähe der Empfangsanschlußgruppe angeord net sind.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Anmeldung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung deutlicher her vor. Es versteht sich jedoch, daß die eingehende Beschrei bung und spezifische Beispiele, während bevorzugte Ausfüh rungsformen der Erfindung angegeben werden, nur zur Erklä rung dienen, da verschiedene Veränderungen und Abwandlungen innerhalb des Grundgedankens und Schutzumfangs der Erfindung für die Fachwelt aus dieser eingehenden Beschreibung hervor gehen werden.

Bei dieser Erfindung verkörpert der Antennenduplexer eine elektronische Vorrichtung, bei der zwei Duplexer, die unter Verwendung von Oberflächenakustikwellen-(SAW)-Filtern konstruiert sind, in einer Packung untergebracht sind.

Im allgemeinen ist ein Duplexer aus einem Sende-SAW- Filter (Sendefilter) und einem Empfangs-SAW-Filter (Empfangsfilter) gebildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch ein Duple xer aus zwei SAW-Filtern gebildet, die zwei Sende-SAW-Filter oder zwei Empfangs-SAW-Filter sowie ein Sende-SAW-Filter und ein Empfangs-SAW-Filter sein können.

Die externen Schaltungen enthalten eine Antenne und Si gnalverarbeitungsschaltungen, wie etwa eine Schaltung zum Konvertieren von Audiosignalen in elektrische Signale, eine Schaltung zur Modulation für Hochfrequenzsignale, eine Verstärkungsschaltung und dergleichen.

Die Verbindungsanschlüsse sind Anschlüsse, die für den Antennenduplexer vorgesehen sind, einschließlich von An schlüssen, die an die Duplexer montiert sind, Anschlüssen, die an die externen Schaltungen montiert sind, und Anschlüs sen, die durch Drähte verbunden sind.

Solche Verbindungsanschlüsse sind in großer Anzahl auf der Oberfläche der Packung angeordnet, die ein Teil des Antennenduplexers ist. Die Verbindungsanschlüsse sind aus einem Metallmaterial wie z. B. aus Au-plattiertem Kupfer gebildet.

Gewöhnlich sind die Konturen der Packung in einer Viel zahl von Fällen polygonal, hauptsächlich rechteckig. Die Verbindungsanschlüsse sind im Inneren in der Nähe von peri pheren Seiten der polygonalen Packung montiert.

Die Packung des Antennenduplexers ist aus einem mehr schichtigen Isolator gebildet, wobei ein Erdmuster und ein Anpassungsschaltungsmuster in Streifenleitungen zwischen Schichten eingefügt sind. Dieses Erdmuster, die Anpassungs schaltung und die Verbindungsanschlüsse sind durch Durch gangslöcher, die sich durch die Schichten erstrecken, durch Kronierungen oder durch beides verbunden.

Andererseits sind die SAW-Filter zum Konstruieren der Duplexer jeweils aus einer Vielzahl von SAW-Resonatoren gebildet, von denen jeder kammförmige Elektroden umfaßt, die auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet sind.

Fig. 1 zeigt eine grundlegende Konstruktion eines An tennenduplexers D3 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Der Antennenduplexer D3 ist aus zwei Duplexern D1 und D2 konstruiert, die in einer einzelnen Packung gebildet sind. Jeder der Duplexer D1 und D2 ist aus zwei SAW-Filtern, das heißt, aus einem Sendefilter (T1 oder T2) und einem Empfangsfilter (R1 oder R2), und aus einer Anpassungsschal tung (L1 oder L2) gebildet.

Hierbei haben die Duplexer D1 und D2 Verbindungs anschlüsse zur Verbindung mit externen Schaltungen. Die Verbindungsanschlüsse enthalten eine Gruppe von Antennen anschlüssen (ANT1 und ANT2), die mit einer Antenne verbunden sind und den Sende- und Empfangsfiltern gemeinsam sind, eine Gruppe von Sendeanschlüssen (Tx1 und Tx2), eine Gruppe von Empfangsanschlüssen (Rx1 und Rx2) und Erdanschlüsse (GND), die nicht gezeigt sind.

Die Anpassungsschaltung ist zwischen der Antennen anschlußgruppe und einem SAW-Filter vorgesehen. In Fig. 1 ist die Anpassungsschaltung zwischen der Antennenanschluß gruppe und dem Empfangsfilter vorgesehen, aber die Position der Anpassungsschaltung ist nicht darauf begrenzt. Falls die Filter der Duplexer im wesentlichen eine Leiterkonfiguration des T-Typs oder des π-Typs haben, wie in Fig. 20 gezeigt, kann die Anpassungsschaltung zum Beispiel bei einem der Sende- und Empfangs-SAW-Filter des Duplexers vorgesehen sein, das eine höhere Durchlaßbandmittenfrequenz hat. So lange diese Bedingung erfüllt wird, kann deshalb die Anpas sungsschaltung zwischen der Antennenanschlußgruppe und dem Sendefilter vorgesehen sein.

Die Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung liegen in der Anordnung der drei Signalanschlußgruppen (ANT, Tx und Rx) und in der Anordnung von vier SAW-Filtern (T1, T2, R1 und R2) in dem Antennenduplexer D3, der solch eine grund legende Konstruktion hat, wie sie oben beschrieben wurde.

Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele für die Einstellung von Durchlaßbandmittenfrequenzen, die in dem Antennenduplexer D3 der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Die Duplexer sind jeweils aus einer Kombination von einem Sende-SAW-Filter und einem Empfangs-SAW-Filter gebil det, und jedes der Filter hat seine eigene Durchlaßbandmit tenfrequenz.

Fig. 2 zeigt einen Fall, wenn die Durchlaßbandmitten frequenzen (Tx1 und Tx2) der zwei Sendefilter und jene (Rx1 und Rx2) der zwei Empfangsfilter in den zwei Duplexern alternierend eingestellt sind. Fig. 3 zeigt einen Fall, wenn die Durchlaßbandmittenfrequenzen (Tx1 und Tx2) der zwei Sendefilter miteinander benachbart sind und jene (Rx1 und Rx2) der zwei Empfangsfilter miteinander benachbart sind.

Zum Beispiel wird zum Integrieren von zwei Duplexern eines AMPS-Systems (Advanced Mobile Phone System, 800-MHz- Band) und eines PCS-Systems (Personal Communication System, 1,9-GHz-Band), die hauptsächlich in Nordamerika verwendet werden, in einem einzelnen Antennenduplexer die in Fig. 2 gezeigte Frequenzeinstellung genutzt.

Zum Integrieren von zwei Duplexern eines niedrigeren Kanals und eines höheren Kanals eines CdmaOne-Systems (800- MHz-Band) und eines niedrigeren Kanals und eines höheren Kanals des PCS-Systems (1,9-GHz-Band) in einem einzelnen Antennenduplexer wird die Frequenzeinstellung von Fig. 3 genutzt.

Der Antennenduplexer der vorliegenden Erfindung, der unten beschrieben wird, steht für die Frequenzeinstellung sowohl von Fig. 2 als auch von Fig. 3 zur Verfügung.

Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konstruktion der Packung des Antennenduplexers der vorlie genden Erfindung zeigt.

Die Packung des Antennenduplexers ist aus einer Viel zahl von Schichten gebildet und hat eine Größe von etwa 7,0 × 5,0 × 1,5 mm. Die Packung hat Hohlräume, in die zwei Filterchips 1 und 2 montiert sind. Verbindungsanschlüsse 7 sind an gegebenen Positionen an der Peripherie der Packung zur Verbindung mit den Filterchips und mit externen An schlüssen vorgesehen.

Die Filterchips und die Verbindungsanschlüsse der Pac kung sind durch Drähte aus Al, Au, Cu oder dergleichen verbunden.

Verbindungsanschlüsse 6 zur Verbindung mit externen Schaltungen sind auf eine Bodenoberfläche der Packung mon tiert, aber nicht darauf begrenzt.

Auf einer oberen Oberfläche der Packung ist eine Kappe 4 vorgesehen, um die gesamten Filterchips zu bedecken. Innerhalb der Packung sind Anpassungsschaltungen 3 in gemusterten Streifenleitungen gebildet und in einem gegebenen Layout angeordnet.

In jedem der Filterchips 1 und 2 von Fig. 4 sind zwei beliebige der vier SAW-Filter (T1, T2, R1 und R2), die in Fig. 1 gezeigt sind, kombiniert und unter Berücksichtigung der Positionen der Verbindungsanschlüsse der Duplexerpackung angeordnet. Zum Beispiel können das Sendefilter T1 und das Empfangsfilter R1 in den Filterchip 1 montiert sein, und das Sendefilter T2 und das Empfangsfilter R2 können in den Filterchip 2 montiert sein. Alternativ können die Sendefil ter T1 und T2 in den Filterchip 1 montiert sein, und die Empfangsfilter R1 und R2 können in den Filterchip 2 montiert sein.

Fig. 5(a), 5(b) und 6 zeigen Beispiele für die Anord nung von Verbindungsanschlüssen in der Packung des Antennen duplexers der vorliegenden Erfindung.

Die Verbindungsanschlüsse ANT1, ANT2, Tx1, Tx2, Rx1 und Rx2 in Fig. 5(a), 5(b) und 6 entsprechen den Bezugszeichen von Fig. 1. Das Bezugszeichen GND bezeichnet einen Erd anschluß.

In Fig. 5(a), 5(b) und 6 sind bezüglich der Sende anschlußgruppe (Tx1 und Tx2), der Empfangsanschlußgruppe (Rx1 und Rx2) und der Antennenanschlußgruppe (ANT1 und ANT2) Verbindungsanschlüsse, die in jeder der Anschlußgruppen enthalten sind, nah beieinander angeordnet. Zonen, in denen die Anschlußgruppen angeordnet sind, sind charakteristi scherweise voneinander getrennt, an der Peripherie der Packung angeordnet und überkreuzen einander nicht.

In Fig. 6 sind die drei Anschlußgruppen in Zonen längs verschiedener Seiten des Rechtecks angeordnet, und die Zonen für die Gruppen überkreuzen einander planar nicht.

In Fig. 5(a) und 5(b) sind die Sendeanschlüsse (Tx1 und Tx2) in einer Zone, die die untere linke Ecke enthält, nah beieinander angeordnet, sind die Empfangsanschlüsse (Rx1 und Rx2) in einer Zone, die die untere rechte Ecke enthält, nah beieinander angeordnet und sind die Antennenanschlüsse (ANT1 und ANT2) in einer Zone längs der oberen Seite des Rechtecks beieinander angeordnet. Fig. 5(a) unterscheidet sich von Fig. 5(b) darin, daß die Positionen der Anschlüsse in jeder der Gruppen verändert sind.

Filterchips 1 und 2 in Fig. 5(a), 5(b) und 6 kennzeich nen Positionen zum tatsächlichen Montieren der Filterchips.

Zusammenfassend sind Anschlüsse, die zu einer Gruppe gehören, und Anschlüsse, die zu einer anderen Gruppe gehö ren, in einer benachbarten Beziehung nicht alternierend angeordnet. Eine Zone zum Anordnen von Anschlüssen, die zu einer Gruppe gehören, und eine Zone zum Anordnen von An schlüssen, die zu einer anderen Gruppe gehören, sind in Draufsichtanordnungen, die in Fig. 5(a), 5(b) und 6 gezeigt sind, durch eine Grenzlinie getrennt.

Fig. 7 zeigt eine allgemeine Vorstellung von der Ver bindung des Antennenduplexers der vorliegenden Erfindung mit den externen Schaltungen.

Fig. 7 zeigt einen Fall, wenn Zonen zum Konstruieren von Schaltungen eines Sendesystems, eines Empfangssystems und eines Antennensystems gemäß ihren Funktionen auf einer gedruckten Schaltungsplatte 10 getrennt sind. Auf der ge druckten Schaltungsplatte 10 sind Drähte von Verbindungs anschlüssen A1 und A2 zur Verbindung mit Antennen zu ANT1 und ANT2 einer Antennenduplexermontageposition 9; Drähte von Verstärkern PA zu Tx1 und Tx2 der Antennenduplexermontage position 9; und Drähte von Verstärkern LNA zu Rx1 und Rx2 der Antennenduplexermontageposition 9 angeordnet, wie es in der Figur gezeigt ist.

Falls die Packung des in Fig. 5 gezeigten Antennen duplexers D3 an der Antennenduplexermontageposition 9 in Fig. 7 auf der gedruckten Schaltungsplatte montiert wird, die die obige Anordnung hat, kreuzen sich die Drähte der drei Systeme bei der Verdrahtung, die die gedruckte Schal tungsplatte 10 enthält, überhaupt nicht. Mit anderen Worten, die Drähte der drei Systeme können räumlich getrennt sein, und deshalb kann die Interferenz zwischen den zwei Duplexern vermieden werden.

Fig. 8(a) bis 8(c) und Fig. 9(a) bis 9(b) zeigen Bei spiele für die Verdrahtungsverbindung der Verbindungs anschlüsse in der Packung des Antennenduplexers der vorlie genden Erfindung.

Fig. 8(a) und 9(a) zeigen die Signalanschlüsse bei den Anordnungen von Fig. 5(a) bzw. 5(b), die Erdanschlüsse GND ausgenommen.

Hier bezeichnen Bezugszeichen P1 bis P6 Relaisanschluß stellen (Relaisanschlüsse) zur Verbindung der Filterchips mit Phasenanpassungsschaltungen.

Fig. 8(b), 8(c), 9(b) und 9(c) zeigen Muster von Dräh ten zwischen Verbindungsanschlüssen und Anpassungsschaltun gen (L1 und L2), die auf Schichten in der mehrschichtigen Packung gebildet sind. Fig. 8(b) und 8(c) zeigen verschie dene Schichten, wie auch Fig. 9(b) und 9(c). Die Verbin dungsanschlüsse auf diesen Schichten und jene, die in Fig. 8(a) und 9(a) gezeigt sind, sind über Durchgangslöcher verbunden. Zwei Filterchips 1 und 2 sind innerhalb der Packung montiert. In Fig. 8(a) bis 8(c) und 9(a) bis 9(c) ist der Filterchip 1 ein Sendefilterchip, der aus den Sendefiltern T1 und T2 gebildet ist, die in Fig. 1 gezeigt sind, und der Filterchip 2 ist ein Empfangsfilterchip, der aus den Empfangsfiltern R1 und R2 gebildet ist, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Fig. 8(a) bis 8(c) zeigen ein Beispiel für die Anord nung der Verbindungsanschlüsse, bei der Verbindungsdrähte, Drähte zur Verbindung mit den externen Schaltungen und die Muster der Anpassungsschaltungen so angeordnet sind, um einander nicht zu überkreuzen.

Fig. 8(b) zeigt die Verbindung zwischen Schaltungs elementen der Gruppe 1 von Fig. 1, und Fig. 8(c) zeigt die Verbindung zwischen Schaltungselementen der Gruppe 2 von Fig. 1. In jeder der Figuren sind Anschlüsse, die für die Verbindung irrelevant sind, weggelassen.

Zum Beispiel ist ein Anschluß an dem Sendefilter T1 mit dem Anschluß Tx1 auf der Packung durch einen Draht verbun den, und ein Anschluß an dem Empfangsfilter R1 ist mit dem Anschluß P1 auf der Packung durch einen Draht verbunden.

Wenn hier angenommen wird, daß der in Fig. 8(a) bis 8(c) gezeigte Antennenduplexer D3 auf die gedruckte Schal tungsplatte von Fig. 7 montiert worden ist, ist der Sende anschluß Tx1 von Fig. 8(b) mit dem Leistungsverstärker PA verbunden, der links positioniert ist, ist der Antennen anschluß ANT1 mit der Antenne A1 verbunden, die in Fig. 7 oben angeordnet ist, und ist der Empfangsanschluß Rx1 mit dem rauscharmen Verstärker LNA, der rechts angeordnet ist, durch einen Draht verbunden, der sich von dem Boden des Empfangsanschlusses aus erstreckt.

In Fig. 8(b) überkreuzen sich deshalb die Verdrahtung zur Verbindung des Verbindungsanschlusses ANT1, Tx1 und Rx1 mit den externen Schaltungen (gedruckte Schaltungsplatte) und die gemusterte Verdrahtung der Anpassungsschaltung L1 zwischen den Anschlüssen ANT1 und P1 in einer Höhenrichtung innerhalb der Packung nicht.

In Fig. 8(c) ist der Sendeanschluß Tx2 mit dem Lei stungsverstärker PA, der links positioniert ist, durch einen Draht verbunden, der sich von dem Boden des Sendeanschlusses Tx2 aus erstreckt, ist der Antennenanschluß ANT2 mit der in Fig. 5 gezeigten Antenne A2 verbunden und ist der Empfangs anschluß Rx2 mit dem rauscharmen Verstärker LNA verbunden, der rechts angeordnet ist. Auch in diesem Fall überkreuzen sich die Verdrahtung zur Verbindung des Verbindungsanschlus ses ANT2, Tx2 und Rx2 mit den externen Schaltungen (gedruckte Schaltungsplatte) und die gemusterte Verdrahtung der Anpassungsschaltung L2 zwischen den Anschlüssen P2, P3 und ANT2 in der Höhenrichtung innerhalb der Packung nicht.

An die Sendefilter T1 und T2 sind Eingangsanschlußstel len (P12 und P14) zur Verbindung mit den Sendeanschlüssen Tx1 und Tx2 und Ausgangsanschlußstellen (P11 und P13) zur Verbindung mit den Antennenanschlüssen ANT1 und ANT2 mon tiert. Zum Verhindern des Überkreuzens von Drähten sind die Eingangsanschlußstellen (P12 und P14) in der Nähe der Sende anschlußstellen (Ph und P13) sind in der Nähe des Antennen anschlusses ANT1 und des Relaisanschlusses P3 angeordnet, wie in Fig. 8(b) und 8(c) gezeigt.

Vorzugsweise sind zum Erleichtern der Herstellung der Filterchips die Ausgangs-/Eingangsanschlußstellen, die an die zwei Sendefilter montiert sind, an ähnlichen Positionen angeordnet.

Andererseits sind Eingangsanschlußstellen P21 und P24, die an die Empfangsfilter R1 und R2 montiert sind, in der Nähe der Empfangsanschlüsse Rx2 und Rx1 positioniert, und Ausgangsanschlußstellen P22 und P23 sind in der Nähe der Relaisanschlüsse P2 und P1 positioniert.

Wenn die Verbindungsanschlüsse für die Anschlußgruppen auf der Duplexerpackung angeordnet sind, wie es in Fig. 8(a) bis 8(c) gezeigt ist, weist die Verdrahtung, die den Anten nenduplexer D3 und die externen Schaltungen und die Anpas sungsschaltungen L1 und L2 verbindet, in der Höhenrichtung innerhalb der Packung keine räumliche dreidimensionale Überkreuzung auf. Deshalb wird keine Kopplungskapazität erzeugt, die zu einer Verschlechterung der Filtercharakteri stiken führen würde.

Die Packung des Antennenduplexers D3 von Fig. 8(a) bis 8(b) kann in einer Größe von etwa 7,8 (Breite) × 5,4 (Länge) × 1,4 (Höhe) mm realisiert werden. Somit wird die Packung in der Größe auf etwa 70% eines Antennenduplexers reduziert, der durch das Kombinieren zweier herkömmlicher Duplexer produziert wird.

Fig. 31(a) und 31(b) zeigen Beispiele für Layouts in nerhalb der Filterchips, die in dem Antennenduplexer der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Layouts entsprechen den oben erwähnten Filterchips von Fig. 5(a) und Fig. 8(a) bis 8(c). Fig. 31(a) zeigt ein Layout des Filter chips 1, der aus zwei Sende-SAW-Filtern (T1 und T2) gebildet ist, und Fig. 31(b) zeigt ein Layout des Filterchips 2, der aus zwei Empfangs-SAW-Filtern (R1 und R2) gebildet ist. Die Bezugszeichen P11 und P41 in Fig. 31(a) entsprechen den Eingangs- und Ausgangsanschlußstellen, die in Fig. 8(a) bis 8(c) gezeigt sind. Schaltungselemente, die sich in einer Richtung von rechts nach links in der Figur erstrecken, sind SAW-Resonatoren mit einem Port.

Andererseits zeigen Fig. 9(a) bis 9(c) ein Beispiel für die Anordnung der Verbindungsanschlüsse, bei der Drähte zur Verbindung der Verbindungsanschlüsse der Duplexerpackung mit den externen Schaltungen und die Muster der Anpassungsschal tungen teilweise eine räumliche Überkreuzung aufweisen, wodurch aber im Vergleich zu Fig. 8(a) bis 8(c) eine weitere Größenreduzierung möglich ist.

Fig. 9(b) zeigt die Verbindung zwischen Schaltungsele menten der Gruppe 2 von Fig. 1, und Fig. 9(c) zeigt die Verbindung zwischen Schaltungselementen der Gruppe 1 von Fig. 1.

Fig. 9(a) bis 9(c) unterscheiden sich von Fig. 8(a) bis 8(c) in der Montageorientierung des Sendefilterchips 1 und des Empfangsfilterchips 2, den Mustern der Anpassungsschal tungen L1 und L2 und den Positionen der Relaisanschlußstel len P4 und P5.

Gemäß diesen Fig. 9(a) bis 9(c) hat die Antennen duplexerpackung eine Größe von etwa 7,0 (Breite) × 5,0 (Länge) × 1,4 (Höhe) mm. Somit ist es möglich, einen kleine ren Antennenduplexer als jenen von Fig. 8(a) bis 8(c) zu realisieren.

Gemäß Fig. 9(b) kreuzt ein Draht, der den Sendeanschluß Tx2 und die externe Schaltung PA verbindet, räumlich das Muster der Anpassungsschaltung L2 links von dem Sende anschluß Tx2. Gemäß Fig. 9(c) kreuzen Drähte, die den Sende anschluß Tx1 und den Empfangsanschluß Rx1 mit der externen Schaltung LNA verbinden, räumlich das Muster der Anpassungs schaltung L1 rechts von dem Sendeanschluß Rx1.

Deshalb wird in dem Fall von Fig. 9(a) bis 9(c), da sich Signalleitungen in zwei Zonen überkreuzen, eine Kopp lungskapazität erzeugt. Dies bewirkt einen Rückgang der Abschwächung außerhalb des Durchlaßbandes, die eine von Filterfrequenzcharakteristiken ist.

Um diesen Rückgang zu vermeiden, müssen im Fall von Fig. 9(a) bis 9(c) Kapazitäten zwischen den Anpassungsschal tungen L1 und L2 und den Verbindungsanschlüssen (ANT1, ANT2, Tx1, Tx2, Rx1 und Rx2) im Konstruktionsstadium der Muster der Anpassungsschaltungen der Duplexerpackung konstruiert werden, um unter einem vorbestimmten Wert zu liegen.

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung, die eine Bezie hung der Abschwächung in einem Durchlaßband der anderen Seite zu einer gegenseitigen Kapazität zwischen der Anpas sungsschaltung und den Verbindungsanschlüssen in Duplexern von jeder Gruppe der Antennenduplexerpackung der vorliegen den Erfindung zeigt. Hier bedeutet die Abschwächung in dem Durchlaßband der anderen Seite zum Beispiel eine Abschwä chung in dem Sendefilter bezüglich des Durchlaßbandes des Empfangsfilters und eine Abschwächung in dem Empfangsfilter bezüglich des Durchlaßbandes des Sendefilters.

In Fig. 10 muß das Sendefilter eine Abschwächung in dem Durchlaßband der Gegenseite (hier: Empfangsseite) haben, die durch ein Segment b1 dargestellt ist, und das Empfangsfilter muß eine Abschwächung in dem Durchlaßband der Gegenseite (hier: Sendeseite) haben, die durch ein Segment b2 darge stellt ist.

Im Hinblick auf das Sendefilter muß die Abschwächung in dem Durchlaßband der Gegenseite dem Segment b1 gleich oder kleiner als dieses sein.

Gemäß Fig. 10 wird eine Duplexercharakteristik eines konstruierten Sendefilters durch ein Segment b3 dargestellt. Um dem oben geforderten Niveau zu entsprechen, muß der Kapazitätswert zwischen der Anpassungsschaltung und den Anschlüssen etwa 0,075 pF oder kleiner sein.

Weiterhin wird eine Duplexercharakteristik eines kon struierten Empfangsfilters durch ein Segment b4 dargestellt. Zum Erfüllen des oben geforderten Niveaus muß der Kapazi tätswert zwischen der Anpassungsschaltung und den Anschlüs sen etwa 0,8 pF oder kleiner sein.

Fig. 25(a), 25(b), 26(a) und 26(b) sind grafische Dar stellungen, die Frequenzcharakteristiken bei Veränderungen der Kopplungskapazität in dem Fall zeigen, wenn sich Drähte wie in Fig. 9 überkreuzen.

Fig. 25(a) und 26(a) sind Graphen, wenn ein Draht, der den Sendeanschluß Tx1 und die externe Schaltung verbindet, die Anpassungsschaltung L2 kreuzt, und Fig. 25(b) und 26(b) sind Graphen, wenn ein Draht, der den Empfangsanschluß Rx1 und eine externe Schaltung verbindet, die Anpassungsschal tung L1 kreuzt.

Fig. 25(a) und 25(b) zeigen Frequenzcharakteristiken, wenn die Kopplungskapazität an der Überkreuzung 0,12 pF beträgt.

Fig. 26(a) und 26(b) zeigen Frequenzcharakteristiken, wenn die Kopplungskapazität an der Überkreuzung 0,15 pF bzw. 0,10 pF beträgt.

Aus jedem der Graphen geht hervor, daß die Abschwächung außerhalb des Durchlaßbandes der Gegenseite, wo sich Drähte nicht kreuzen, zurückgeht (d. h., der Abschwächungsbetrag nimmt ab).

Im Falle der Verwendung eines Duplexers, der aus einer Kombination eines Sendefilters und eines Empfangsfilters gebildet ist, die solche Charakteristiken haben, werden daher die Muster von Anpassungsschaltungen und die Positio nen von Verbindungsanschlüssen so festgelegt, daß die Kapa zitäten zwischen den Anpassungsschaltungen (L1 und L2) und den Anschlüssen gemäß Fig. 10 nicht größer als 0,075 pF sind.

Falls diese Bedingungen erfüllt werden, kann sogar ein Antennenduplexer, der die Konstruktion von Fig. 9(a) bis 9(c) hat, angepaßt werden, um in der Praxis ausreichende Abschwächungscharakteristiken zu haben, die gleich zu Beginn der Konstruktion des Duplexers gewünscht werden.

Die Konstruktionen der Verbindungsanschlüsse und der gleichen in der Antennenduplexerpackung, die in Fig. 8(a) bis 8(c) und 9(a) bis 9(c) gezeigt sind, sind effektiv, wenn die zwei Filterchips in den Sendefilterchip 1 und den Emp fangsfilterchip 2 getrennt sind.

Mit anderen Worten, die Konstruktion der Packung von Fig. 8(a) bis 8(c) oder 9(a) bis 9(c) kann in dem Fall verwendet werden, wenn das Sendefilter T1 der Gruppe 1 von Fig. 1 und das Sendefilter T2 der Gruppe von Fig. 1 in einem Sendefilterchip 1 integriert sind und das Empfangsfilter R1 der Gruppe 1 von Fig. 1 und das Empfangsfilter R2 der Gruppe 2 von Fig. 1 in einem Empfangsfilterchip 2 integriert sind.

Zum Integrieren zweier Sendefilter in einem Chip sind übrigens Produktionsprozesse der zwei Sendefilter unter dem Gesichtspunkt der Erleichterung der Produktion vorzugsweise ähnlich. Für die Ähnlichkeit der Produktionsprozesse müssen die Durchlaßbandmittenfrequenzen der Duplexer der zwei Gruppen dicht beieinander liegen. Die in Fig. 8(a) bis 8(c) und Fig. 9(a) bis 9(c) gezeigten Konstruktionen sind effek tiv, wenn die zwei Duplexer in dem Antennenduplexer eine kleine Differenz zwischen ihren Durchlaßbandmittenfrequenzen aufweisen. Falls die Differenz zwischen den Durchlaßbandmit tenfrequenzen der zwei Duplexer zum Beispiel etwa 20% oder weniger beträgt, können die Konstruktionen von Fig. 8(a) bis 8(c) und Fig. 9(a) bis 9(c) eingesetzt werden.

Andererseits ist die Anordnung der Verbindungsanschlüs se in der Packung, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Konstruktion, die dann effektiv ist, wenn die zwei Duplexer D1 und D2 eine Differenz von 20% oder mehr zwischen ihren Durchlaßbandmit tenfrequenzen aufweisen.

Falls zum Beispiel ein Duplexer des 800-MHz-Bandes und ein Duplexer des 1,9-GHz-Bandes in einem Antennenduplexer integriert werden, kann die Konstruktion von Fig. 6 einge setzt werden.

Falls die Differenz zwischen den Durchlaßbandmittenfre quenzen der zwei Duplexer groß ist, wird daher jeder der Filterchips vorzugsweise so gebildet, um SAW-Filter der individuellen Gruppe unter dem Gesichtspunkt der Erleichte rung von Produktionsprozessen zu enthalten.

Fig. 11(a) bis 11(c) zeigen Beispiele für eine Verdrah tungsverbindung der Verbindungsanschlüsse in der Packung des Antennenduplexers, die der Anordnung der Verbindungs anschlüsse von Fig. 6 entspricht. Hier wurden die Erdan schlüsse von Fig. 6 weggelassen.

Bezugszeichen P7, P8 und P9 bezeichnen Relaisanschlüsse zum Verbinden der Anpassungsschaltungen L1 und L2 und von Verbindungsanschlüssen.

Fig. 11(a) zeigt die Anordnung von Signalanschlüssen von den Verbindungsanschlüssen der Duplexerpackung. Fig. 11(b) zeigt die Verdrahtungsverbindung von Schaltungselemen ten der Gruppe 1. Fig. 11(c) zeigt die Verdrahtungsverbin dung von Schaltungselementen der Gruppe 2.

Ein Filterchip 1 ist, wie in Fig. 11(b) gezeigt, aus dem Sendefilter T1 und dem Empfangsfilter R1 konstruiert, die zu der Gruppe 1 von Fig. 1 gehören, und ein Filterchip 2 ist aus dem Sendefilter T2 und dem Empfangsfilter R2 kon struiert, die zu der Gruppe 2 von Fig. 1 gehören.

In Fig. 11(c) entspricht eine Streifenleitung, die die Relaisanschlüsse P8 und P9 verbindet, der Anpassungsschal tung L2, und eine Leitung, die den Relais-(Hilfs-)-Anschluß P8 und einen Anschluß ANT2 verbindet, entspricht einer Erweiterungsleitung zur Verbindung zwischen Anschlüssen.

Wie in der oben beschriebenen Fig. 8 kann der Antennen duplexer D3 von Fig. 11 an die Antennenduplexermontageposi tion 9 auf der gedruckten Schaltungsplatte von Fig. 7 so montiert werden, daß sich Drähte für die Sende-, Empfangs- und Antennenschaltungen nicht kreuzen. Da die Anpassungs schaltungen L1 und L2 auch in diesem Fall Drähte zu externen Schaltungen rechts von einem Anschluß Rx1 und links von einem Anschluß Tx2 überkreuzen, muß jedoch der Antennen duplexer so konstruiert sein, daß die Kapazitäten zwischen den Anpassungsschaltungen und Anschlüssen in Anbetracht der an Kreuzungen erzeugten Kopplungskapazitäten auf einen gegebenen Wert (0,075 pF) oder darunter verringert werden.

Im Fall von Fig. 11(a) bis 11(c) kann die Packung des Antennenduplexers eine Größe von etwa 7,5 (Länge) × 5,0 (Breite) × 1,5 (Höhe) mm haben. Somit ist, wie auch in den Fällen von Fig. 8(a) bis 8(c) und 9(a) bis 9(c), eine Grö ßenreduzierung von Antennenduplexern möglich.

Fig. 32(a) und 32(b) zeigen Beispiele für Layouts in nerhalb von Filterchips, wie sie in Fig. 6(a) bis 6(c) und Fig. 11(a) bis 11(c) gezeigt sind. Fig. 32(a) zeigt ein Layout des Filterchips 1, der aus einem ersten Sende-SAW- Filter T1 und einem ersten Empfangs-SAW-Filter R1 gebildet ist, und Fig. 32(a) zeigt ein Layout des Filterchips 2, der aus einem zweiten Sende-SAW-Filter T2 und einem zweiten Empfangs-SAW-Filter R2 gebildet ist.

Als nächstes ist in Fig. 12 eine allgemeine Vorstellung von der Verbindung des Antennenduplexers der vorliegenden Erfindung mit externen Schaltungen in dem Fall gezeigt, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte 10 mit Schaltern versehen wird.

Fig. 12 unterscheidet sich von Fig. 7 darin, daß drei HF-Schalter (SW1, SW2 und SW3) vorgesehen sind und dadurch nur eine Antenne A1, ein Sendeleistungsverstärker PA und ein rauscharmer Empfangsverstärker LNA verwendet werden.

Jeder der HF-Schalter wird durch eine nicht gezeigte externe Schaltung geschaltet. Zum Beispiel zeigt Fig. 12 einen Zustand, wenn der Duplexer D1 der Gruppe 1 von Fig. 1 verwendet wird. Zur Verwendung des Duplexers D2 der Gruppe 2 können alle drei Schalter auf die Gegenseite geschaltet werden.

Obwohl bei dieser Konstruktion die HF-Schalter erfor derlich sind, können die externen Schaltungen teilweise herausgenommen werden. Deshalb kann die Größe des Antennen duplexers, der seine peripheren Schaltungen enthält, redu ziert werden.

Falls Durchlaßbänder von SAW-Filtern der zwei Duplexer einander überlappen, können die HF-Schalter teilweise in manchen Fällen entfernt werden.

Fig. 13 ist eine grafische Darstellung, die eine Bezie hung zwischen der Durchlaßamplitude und der Frequenz in dem Fall zeigt, wenn die Durchlaßbänder der Sendefilter T1 und T2 der zwei Duplexer einander überlappen und die Durchlaß bänder der Empfangsfilter R1 und R2 der zwei Duplexer einan der überlappen. In diesem Fall können der Antennenduplexer und die externen Schaltungen wie in Fig. 14 verbunden werden.

In Fig. 14 sind HF-Schalter auf einer Sendeanschluß seite und auf einer Antennenanschlußseite zum Minimieren eines Energieverlustes zwischen dem PA und der Antenne erforderlich. Auf einer Empfangsseite wurde jedoch ein HF- Schalter weggelassen, da der HF-Schalter vorher angeordnet wäre, bevor Signale verstärkt werden (vor einem LNA), und der Eingang von der Antenne getrennt ist. Durch diese Konstruktion kann im Vergleich zu Fig. 12 ein HF-Schalter weggelassen werden. So kann die Größe des Antennenduplexers, der seine peripheren Schaltungen enthält, weiter reduziert werden. Ferner ist es möglich, eine Verschlechterung (Verzerrung eines Modulationssignals, einen erhöhten Ver lust) der Filtercharakteristiken zu unterdrücken, die aus dem Vorhandensein von HF-Schaltern resultieren kann.

Als nächstes folgt eine Erläuterung der Schaltungskon struktion eines SAW-Filters, das in jedem Filterchip inte griert ist.

Bei der folgenden Erläuterung ist die Durchlaßbandmit tenfrequenz F1 der Sendefilter T1 und T2 der Duplexer D1 und D2 niedriger als die Durchlaßbandmittenfrequenz F2 der Empfangsfilter R1 und R2, d. h., F1 < F2. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, und F1 kann größer als F2 sein.

SAW-Filter werden für die Sendefilter (T1 und T2) und die Empfangsfilter (R1 und R2) unter dem Gesichtspunkt der Größenreduzierung verwendet. Besonders in Anbetracht der Anpassung der Impedanz werden leiterförmige SAW-Filter verwendet, in denen eine Vielzahl von SAW-Filtern mit einem Port als Resonatoren in seriellen Armen und Resonatoren in parallelen Armen verwendet werden.

Fig. 15(a) und 15(b) zeigen Beispiele für die Schal tungsanordnung in den SAW-Filtern, die niedrigere Durchlaß bandfrequenzen haben, d. h., die Sendefilter T1 und T2.

In Fig. 15(a) und 15(b) bezeichnen S1 bis S3 Resonato ren in einem seriellen Arm, bezeichnen P1 bis P3 Resonatoren in parallelen Armen und bezeichnen K1 bis K3 Induktivitäts elemente wie etwa Drähte. Hier sind Anschlüsse C2 und C2' und Anschlüsse C4 und C4' rechts in Fig. 15(a) bzw. 15(b) Anschlüsse, die mit dem Antennenanschluß ANT1 (oder ANT2) verbunden sind, und Anschlüsse C1 und C1' und Anschlüsse C3 und C3' sind Anschlüsse, die mit den Sendeanschlüssen Tx1 und Tx2 verbunden sind.

Daher sind die SAW-Filter, die die niedrigeren Durch laßbandmittenfrequenzen haben und in Fig. 15(a) und 15(b) gezeigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator S1 in dem seriellen Arm zuerst mit dem Antennenanschluß verbun den ist. Beide Konstruktionen, die in Fig. 15(a) und 15(b) gezeigt sind, können als Sendefilter verwendet werden, aber jene von Fig. 15(b) kann eine kleinere Größe haben, da die Anzahl von Resonatoren in parallelen Armen in Fig. 15(b) um eins kleiner als jene in Fig. 15(a) ist.

Fig. 16(a) und 16(b) zeigen Beispiele für die Schal tungsordnung in den SAW-Filtern, die höhere Durchlaßbandfre quenzen haben, d. h., die Empfangsfilter R1 und R2.

In Fig. 16(a) und 16(b) sind der Anschluß C5 und C5' und die Anschlüsse C7 und C7' links in den Figuren Anschlüs se, die mit dem Antennenanschluß ANT1 (oder ANT2) verbunden sind, und der Anschluß C6 und C6' und die Anschlüsse C8 und C8' rechts in den Figuren sind Anschlüsse, die mit den Empfangsanschlüssen Rx1 und Rx2 verbunden sind.

Daher sind die SAW-Filter, die die höheren Durchlaß bandmittenfrequenzen haben und in Fig. 16(a) und 16(b) gezeigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der parallele Resonator P3 zuerst mit dem Antennenanschluß verbunden ist.

Beide Konstruktionen, die in Fig. 16(a) und 16(b) ge zeigt sind, können als Empfangsfilter verwendet werden, aber jene von Fig. 16(b) kann eine kleinere Größe haben, da die Anzahl von Resonatoren in dem seriellen Arm in Fig. 16(b) um eins kleiner als jene in Fig. 16(a) ist.

Fig. 17 zeigt eine allgemeine Konstruktion des Duple xers D1 der vorliegenden Erfindung, wenn die SAW-Filter von Fig. 15(a) oder (b) und Fig. 16(a) oder (b) als Sendefilter T1 bzw. Empfangsfilter R1 verwendet werden.

Falls die SAW-Filter von Fig. 15(a) oder (b) und 16(a) oder (b) somit als Sendefilter T1 bzw. Empfangsfilter R1 verwendet werden, können nahezu zufriedenstellende Frequenz charakteristiken (Abschwächung außerhalb des Durchlaßbandes) des Duplexers erhalten werden, indem eine Anpassungsschal tung L1 nur auf einer Seite des Filters vorgesehen wird, das die höhere Durchlaßbandfrequenz hat. Das liegt an der Diffe renz der Charakteristiken auf Grund der Verbindung der Resonatoren in den leiterartig konfigurierten Schaltungen.

Fig. 20(a) bis 20(e) zeigen Charakteristiken von lei terförmigen SAW-Filtern zum Vergleich.

Fig. 20(a) zeigt eine Grundkonstruktion eines SAW-Fil ters einer sogenannten T-Form-Schaltung, das als Filter mit der niedrigeren Durchlaßbandmittenfrequenz (Sendefilter T1) von Fig. 15(a) oder (b) verwendet wird.

Fig. 20(b) ist ein Polardiagramm von Fig. 20(a). In diesem T-Form-Filter liegt ein sogenannter Sperrbereich auf der Seite einer höheren Frequenz des Durchlaßbandes (siehe Fig. 20(e)). Mit anderen Worten, das Polardiagramm (Fig. 20(b)) entspricht SB1 von Fig. 20(e). Dieser wird als Sperr bereich der höheren Seite bezeichnet.

Andererseits zeigt Fig. 20(c) eine Grundkonstruktion eines sogenannten π-Form-SAW-Filters, das als Filter mit der höheren Durchlaßbandmittenfrequenz (Empfangsfilter R1) von Fig. 16(a) oder (b) verwendet wird.

Fig. 20(d) ist ein Polardiagramm von Fig. 20(c). In diesem π-Form-Filter liegt der Sperrbereich auf einer Seite der niedrigeren Frequenz des Durchlaßbandes (siehe Fig. 20(e)). Mit anderen Worten, das Polardiagramm (Fig. 20(d)) entspricht SB2 von Fig. 20(e). Dieser wird als Sperrbereich der niedrigeren Seite bezeichnet.

Die zentralen Teile PB1 und PB2 in den Polardiagrammen von Fig. 20(b) und 20(d) kennzeichnen die Durchlaßbänder der Filter.

Was die Impedanz betrifft, ist gemäß dem Polardiagramm von Fig. 20(b), da der Sperrbereich auf der Seite der höhe ren Frequenz des Durchlaßbandes liegt, die Impedanz groß ist und der Reflexionskoeffizient auch groß ist (der Reflexionskoeffizient ist desto größer, je näher er an dem Umfang des Diagramms liegt), die Anpassungsschaltung nicht erforder lich. Andererseits ist gemäß dem Polardiagramm von Fig. 20(d), da der Sperrbereich auf der Seite der niedrigeren Frequenz des Durchlaßbandes liegt, die Impedanz niedrig, obwohl der Reflexionskoeffizient groß ist. Deshalb ist die Anpassungsschaltung zum Vergrößern der Impedanz erforder lich.

Somit versteht sich, daß in dem Fall, wenn der in Fig. 17 gezeigte Duplexer unter Verwendung der SAW-Filter von Fig. 15(a) oder (b) und 16(a) oder (b) gebildet wird, worin die Grundkonstruktionen von Fig. 20(a) und 20(c) kombiniert sind, das Vorsehen der Anpassungsschaltung L1 nur für das SAW-Filter mit der höheren Durchlaßbandmittenfrequenz (Empfangsfilter von Fig. 17) unter dem Gesichtspunkt der Impedanzanpassung in dem Duplexer ausreicht.

Fig. 18 und 19 zeigen Beispiele für die Schaltungs anordnung des Duplexers D1 entsprechend Fig. 17.

Fig. 18 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem die SAW-Fil ter von Fig. 15(a) und 16(a) als Sende- und Empfangsfilter T1 bzw. R1 verwendet werden. Fig. 19 ist ein Schaltungsdia gramm, in dem die SAW-Filter von Fig. 15(b) und 16(b) als Sende- und Empfangsfilter T1 bzw. R1 verwendet werden. In beiden Fällen ist die Anpassungsschaltung L nur für das Empfangsfilter R1 vorgesehen.

Hierbei ist die Kombination der SAW-Filter von Fig. 15(a) und (b) und 16(a) und (b) nicht auf die Kombinationen von Fig. 18 und 19 begrenzt. Es kann auch eine Kombination von Fig. 15(a) mit Fig. 16(b) und eine Kombination von Fig. 15(b) mit Fig. 16(a) genutzt werden.

Das Durchlaßband und die Abschwächung außerhalb des Durchlaßbandes können nach Wunsch eingestellt werden, indem die Anzahl von verbundenen sogenannten Sprossen einer Leiter in den leiterartig konfigurierten SAW-Filtern von Fig. 15(a), 15(b), 16(a) und 16(b) und die Länge von Drähten (d. h., die Induktivität) zwischen den Filterchips und der Duplexerpackung variiert werden.

Im allgemeinen kann die Ausgangs-/Eingangsimpedanz eines SAW-Filters, das SAW-Resonatoren mit einem Port hat, die in der Leiterform verbunden sind, eingestellt werden, indem die Anzahl von Elektrodenpaaren und eine Aperturlänge des Resonators mit dem einen Port, der eine Grundkomponen teneinheit des Filters ist, verändert werden. Ferner spie gelt die Impedanzcharakteristik des Filters wahrscheinlich die Impedanzcharakteristik eines Resonators wider, der am dichtesten an der Anschlußseite der leiterartig konfigurier ten Schaltung verbunden ist.

Aus diesem Grund wird die Impedanz unter dem Gesichts punkt der Anpassung der Impedanz unter Verwendung von wenig stens einem Resonator mit einem Port gesteuert, der einer Empfangsanschlußseite am nächsten ist, wenn die Konstruktion verwendet wird, bei der die Empfangsanschlüsse Rx1 und Rx2 der Empfangsfilter R1 und R2 zusammengefaßt werden.

Fig. 21 und 22 zeigen Beispiele für die teilweise Schaltungsanordnung von Duplexern, in denen Empfangs anschlüsse der Empfangsfilter R1 und R2 zusammen gebildet sind.

Falls der Empfangsanschluß Rx somit von den Empfangs filtern gemeinsam genutzt wird, kann die Impedanz aus der Sicht der Antennenanschlüsse (ANT1 und ANT2) und die Impe danz der Empfangsfilter aus der Sicht des Empfangsanschlus ses auf etwa 50 Ω gesteuert werden, indem die Eingangs- /Ausgangsimpedanz aus der Sicht des Empfangsanschlusses Rx der Resonatoren P1 und S1 auf der ersten Sprosse auf der Empfangsanschlußseite der Empfangsfilter R1 und R2 auf 100 bis 120 Ω eingestellt wird.

Die in Fig. 21 oder 22 gezeigte Schaltungsanordnung selbst kann für die Verbindung mit den externen Anschlüssen genutzt werden, wie in Fig. 14 gezeigt. Das heißt, wenn einer der externen HF-Schalter auf der Empfangsseite ent fernt wird, kann ein Duplexer, der die Schaltungsanordnung von Fig. 21 oder 22 hat, an der Antennenduplexermontageposi tion 9 angeordnet werden.

Als nächstes wird ein Beispiel für den Antennenduplexer der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Der Antennenduplexer der vorliegenden Erfindung ist aus einer Packung aus einer mehrschichtigen Struktur und Filter chips 1 und 2 gebildet, die in Hohlräume innerhalb der Packung montiert sind, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Packung wird unter Verwendung eines äußerst dielektrischen Materials (ε = 9,5) wie zum Beispiel Glaskeramik geformt, das in einer Anzahl von Schichten (z. B. in fünf oder sechs Schichten) gebildet wird. In diese mehrschichtige Glaskeramik werden ein Erdmuster und die Anpassungsschichten L1 und L2 einge fügt. Zur Größenreduzierung ist es besonders vorzuziehen, wenn die Anpassungsschaltungsschichten L1 und L2 als Strei fenleitungsmuster mit einer Breite von etwa 100 bis 150 µm innerhalb von Schichten über einer Filterchipmontageschicht gebildet werden.

Metallgründe werden in einem Deckenabschnitt oben auf der mehrschichtigen Struktur und in einer Verbindungssektion von externen Anschlüssen auf dem Boden der mehrschichtigen Struktur vorgesehen. Erdanschlüsse werden in Schichten (Bondinselabschnitt) vorgesehen, in denen die Verbindungs anschlüsse montiert sind, um ein direktes Aneinandergrenzen der Verbindungsanschlüsse zu verhindern. Die Streifenlei tungsmuster werden an einer Position gebildet, um zwischen dem Metallgrund in dem Deckenabschnitt und dem eingefügten Erdmuster vertikal sandwichartig angeordnet zu sein, oder an einer Position, um zwischen den Verbindungsanschlüssen in dem Bondinselabschnitt und dem Metallgrund in dem Verbin dungsabschnitt von externen Anschlüssen vertikal sandwich artig angeordnet zu sein.

Die SAW-Filter der Filterchips 1 und 2 werden unter Verwendung von leiterartig konfigurierten Resonatoren gebil det, in denen SAW-Resonatoren mit einem Port in seriellen Armen und in parallelen Armen verbunden sind (siehe Fig. 15(a), 15(b, Fig. 16(a) und Fig. 16(b)). Ihr Substrat ist aus LiTaO₃ mit 42-Y-rot-X-Ausbreitung. Kammförmige Elektro den der Resonatoren werden unter Verwendung einer Legierung gebildet, die hauptsächlich Aluminium enthält (z. B. Al-Cu, Al-Mg, etc.) und in einem mehrschichtigen Film (aus Al-Cu/ Cu/Al-Cu, Al/Cu/Al, Al/Mg/Al, Al-Mg/Mg/Al-Mg, etc.) durch Sputtern gebildet wird, woran sich Belichtungs- und Ätzpro zesse für Elektrodenmuster anschließen.

Ein Material für Drähte zur Verbindung der Verbindungs anschlüsse der Packung und der Eingangs-/Ausgangsanschlüsse an den Filterchips kann zum Beispiel Al-Si sein.

Die obengenannten Beispiele für Materialien für die Packung und dergleichen sind allen Konstruktionen, die in Fig. 5(a), 5(b), 6, 8(a) bis 8(c), 9(a) bis 9(c) und 11(a) bis 11(c) gezeigt sind, gemeinsam.

Als nächstes sind Fig. 23(a) und 23(b) grafische Dar stellungen, die Frequenzcharakteristiken von Duplexern zeigen, die in einem Antennenduplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Diese Figuren zeigen die Frequenzcharakteristiken eines Antennenduplexers des 1,9-GHz-Bandes des PCS-Systems, bei dem die Durchlaßbandmittenfrequenzen der zwei Duplexer eine relativ kleine Differenz aufweisen. Die zwei Filterchips sind in einen Sendefilterchip und einen Empfangsfilterchip getrennt und verbunden, wie es in Fig. 8(a) bis 8(c) gezeigt ist. Die Verbindung kann jedoch so wie die sein, die in Fig. 9(a) bis 9(c) gezeigt ist.

Hier sind das Sendefilter und das Empfangsfilter des Duplexers so konstruiert, daß die Durchlaßbandbreite 30 MHz beträgt. Die Anpassungsschaltungen sind zwischen dem Emp fangsfilter, das eine höhere Durchlaßbandmittenfrequenz hat, und dem Antennenanschluß eingefügt. Die Anpassungsschaltung L1 hat eine Musterlänge von etwa 9,5 mm, und die Anpassungs schaltung L2 hat eine Musterlänge von etwa 10,5 mm.

Fig. 23(a) zeigt die Frequenzcharakteristiken des Du plexers der Gruppe 1 (Sendeband: 1,85 GHz bis 1,88 GHz, Empfangsband: 1,93 GHz bis 1,96 GHz), und Fig. 23(b) zeigt die Frequenzcharakteristiken des Duplexers der Gruppe 2 (Sendeband: 1,88 GHz bis 1,91 GHz, Empfangsband: 1,96 GHz bis 1,99 GHz).

Gemäß den grafischen Darstellungen von Fig. 23(a) und 23(b) beträgt der Verlust in den Sendefiltern der Gruppen 1 und 2 etwa 2,0 dB, und der Verlust in den Empfangsfiltern der Gruppen 1 und 2 beläuft sich auf etwa 4,0 dB. Die Sperr bereichsabschwächung außerhalb der Durchlaßbänder beträgt etwa 45 dB in den beiden Sendefiltern der Gruppen 1 und 2 und etwa 53 dB in den beiden Empfangsfiltern der Gruppen 1 und 2. In dem Antennenduplexer von Fig. 23 kreuzen die Drähte, die die Verbindungsanschlüsse und die externen Schaltungen verbinden, die Muster der Anpassungsschaltungen nicht. Deshalb erhält der Antennenduplexer ein ausreichend praktisches Niveau von Frequenzcharakteristiken als Anten nenduplexer des PCS-Systems.

Wenn der Antennenduplexer in ein Mobiltelefon montiert wird, wird der Antennenduplexer vorzugsweise auf die ge druckte Schaltungsplatte 10 montiert, die in Fig. 12 gezeigt ist, da die Durchlaßbandmittenfrequenzen der zwei Duplexer im allgemeinen eine relativ kleine Differenz aufweisen. Das heißt, indem der Antennenduplexer mit HF-Schaltern versehen wird, ist es möglich, die Größe des Antennenduplexers weiter zu reduzieren.

Wenn eine leiterartig konfigurierte Filterkonstruktion des 1,9-GHz-Bandes eingesetzt wird, kann die normierte Dicke von kammförmigen Elektroden der SAW-Filter etwa 9% betra gen, und die Periode der Elektroden kann sich etwa auf 1,95 µm bis etwa 2,18 µm belaufen. Die Anschlüsse der Packung können wie in Fig. 6 angeordnet sein und wie in Fig. 11 verbunden sein. In diesem Fall können die Anpassungsschal tungen L1 und L2 im wesentlichen dieselbe Musterlänge haben (etwa 9,5 mm).

Als nächstes sind Fig. 24(a) und 24(b) grafische Dar stellungen, die Frequenzcharakteristiken in dem Fall zeigen, wenn ein Antennenduplexer, der einen Duplexer des 800-MHz- Bandes und einen Duplexer des 1,9-GHz-Bandes enthält, in die Packung von Fig. 6 montiert wird. Die Packung ist wie in Fig. 11 verbunden. Dies entspricht einem Antennenduplexer, der zwei Duplexer hat, deren Durchlaßbandmittenfrequenzen sich um 20% oder mehr voneinander unterscheiden.

Hier sind die Sende- und Empfangsfilter, die zu der Gruppe 1 gehören, auf einen Filterchip montiert, und die Sende- und Empfangsfilter, die zu der Gruppe 2 gehören, sind auf einen anderen Filterchip montiert. Die Anpassungsschal tungen L1 und L2 haben Längen von etwa 24 mm (beim 800-MHz- Band) bzw. etwa 9,5 mm (beim 1,9-GHz-Band).

Gemäß Fig. 24(a) und 24(b) wird auch in diesem Fall der Antennenduplexer erhalten, der im wesentlichen denselben Verlust und dieselbe Sperrbereichsabschwächung wie der Antennenduplexer von Fig. 23(a) und 23(b) hat.

Wenn dieser Antennenduplexer in ein Mobiltelefon mon tiert wird, wird vorzugsweise die gedruckte Schaltungsplatte 10 von Fig. 7 verwendet, da sich die Durchlaßbandmittenfre quenzen der zwei Duplexer beträchtlich unterscheiden.

Bei einem leiterartig konfigurierten Filter von 800 MHz kann die normierte Dicke von kammförmigen Elektroden der SAW-Filter etwa 9% betragen, und die Periode der Elektroden kann etwa 4,3 µm bis etwa 4,8 µm ausmachen. Bei einem lei terartig konfigurierten Filter von 1,9 GHz können auch die obigen Bedingungen verwendet werden.

Falls der Empfangsanschluß Rx durch die Empfangsfilter gemeinsam genutzt wird, wie in Fig. 21 und 22 gezeigt, können die SAW-Resonatoren mit einem Port zum Anpassen der Impedanz zum Beispiel für ein 1,9-GHz-Band-PCS-Filter unter den folgenden Bedingungen konstruiert werden:
Resonator S₁ in dem seriellen Arm: Aperturlänge von etwa 30 µm, 55 bis 65 Paare von Elektroden;
Resonator P₁ in einem parallelen Arm: Aperturlänge von etwa 40 µm, 30 bis 35 Paare von Elektroden;
andere Resonatoren in dem seriellen Arm: Aperturlänge von etwa 30 µm, 129 Paare von Elektroden; und
andere Resonatoren in parallelen Armen: Aperturlänge von etwa 40 µm, 65 Paare von Elektroden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Größenredu zierung und einfache Produktion eines Antennenduplexers, der zwei Duplexer hat, die in einer einzelnen Packung unterge bracht sind, realisiert, während ausreichende Frequenzcha rakteristiken beibehalten werden.

Ferner ist es auch möglich, die Größe von Mobiltelefo nen und anderen Kommunikationsvorrichtungen, in die die Antennenduplexer der Erfindung integriert werden, zu redu zieren und die Produktion von deren Hochfrequenzteilen zu erleichtern.

Claims

1. Antennenduplexer (D3) mit:
zwei Duplexereinrichtungen (D1, D2), die jeweils zwei akustische Oberflächenwellenfilter (T1, R1; T2, R2) enthal ten, die verschiedene Durchlaßbandmittenfrequenzen haben; und
Verbindungsanschlüssen, zum Verbinden der Duplexerein richtungen (D1, D2) mit externen Schaltungen, wobei die verbindungsanschlüsse in eine Antennenanschlußgruppe (ANT1, ANT2) zur Verbindung mit einer externen Antenne, eine Emp fangsanschlußgruppe (Rx1, Rx2) zur Verbindung mit einer externen Schaltung und eine Sendeanschlußgruppe (Tx1, Tx2) zur Verbindung mit einer externen Schaltung gruppiert sind, und
bei dem Zonen zum Anordnen der Antennenanschlußgruppe (ANT1, ANT2), der Empfangsanschlußgruppe (Rx1, Rx2) und der Sendeanschlußgruppe planar getrennt sind.

2. Antennenduplexer nach Anspruch 1, bei dem die zwei Duplexereinrichtungen (D1, D2) in einer gemeinsamen Packung untergebracht sind und die Anschlußgruppen in einer periphe ren Zone der Packung angeordnet sind.

3. Antennenduplexer nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Anpassungsschaltung (L1, L), die in der Packung gebildet ist, die eine mehrschichtige Struktur hat.

4. Antennenduplexer nach Anspruch 3, bei dem die mehrschichtige Packung mit zwei Hohlräumen versehen ist, in die die Duplexereinrichtungen (D1, D2) montiert sind.

5. Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine erste Duplexereinrichtung (D1) zwei Sendeober flächenwellenfilter (T1, T2) enthält, und eine zweite Duple xereinrichtung (D2) zwei akustische Empfangsoberflächenwel lenfilter (R1, R2) enthält, die Sendeanschlußgruppe (Tx1, Tx2) nahe der ersten Duplexereinrichtung (D1) angeordnet ist und die Empfangsanschlußgruppe (Rx1, Rx2) nahe der zweiten Duple xereinrichtung (D2) angeordnet ist.

6. Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein erster Duplexer aus einem ersten akustischen Sendeoberflächenwellenfilter (T1) der ersten Duplexerein richtung (D1) und einem ersten akustischen Empfangsoberflä chenwellenfilter (R1) der zweiten Duplexereinrichtung (D2) gebildet ist, ein zweiter Duplexer aus einem zweiten akusti schen Sendeoberflächenkwellenfilter (T2) der ersten Duple xereinrichtung (D1) und einem zweiten akustischen Empfangs oberflächenwellenfilter (R2) der zweiten Duplexereinrichtung (D2) gebildet ist, und die ersten und zweiten akustischen Sende- und Empfangsoberflächenwellenfilter so angeordnet sind, daß eine Leitung, die das erste akustische Sendeober flächenwellenfilter (T1) und das erste akustische Empfangs oberflächenwellenfilter (R1) verbindet, eine Leitung kreuzt, die das zweite akustische Sendeoberflächenwellenfilter (T2) und das zweite akustische Empfangsoberflächenwellenfilter (R2) verbindet.

7. Antennenduplexer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Duplexereinrichtungen (D1, D2) eine erste Duplexereinrichtung (D1) umfassen, die ein erstes akustisches Sendeoberflächenwellen filter (T1) und ein erstes akustisches Empfangsoberflächenwellen filter (R1) enthält, und eine zweite Duplexereinrichtung (D2), die ein zweites akustisches Sendeoberflächenwellenfilter (T2) und ein zweites akustisches Empfangsoberflächenwellenfilter (R2) enthält, die ersten und zweiten akustischen Sendeoberflächen wellenfilter (T1, T2) in der Nähe der Sendeanschlußgruppe (Tx1, Tx2) angeordnet sind und die ersten und zweiten akustischen Empfangsoberflächenwellenfilter (R1, R2) in der Nähe der Empfangsanschlußgruppe (Rx1, Rx2) angeordnet sind.

8. Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem ersten Relaisanschluß (P1) und einem zwei ten Relaisanschluß (P2) zur Verbindung der ersten bzw. zweiten akustischen Empfangsoberflächenwellenfilter (R1 bzw. R2); und einer ersten Anpassungsschaltung (L1) und einer zweiten Anpassungsschaltung (L2), die in gemusterten Strei fenleitungen zwischen der Antennenanschlußgruppe (ANT1, ANT2) und den ersten bzw. zweiten Relaisanschlüssen (P1, P2) gebildet sind, bei dem die erste Anpassungsschaltung (L1) so angeordnet ist, um Drähte, die externe Schaltungen und die Sende- und Empfangsanschlußgruppen, die mit dem ersten Duplexer verbunden sind, verbinden, räumlich nicht zu kreu zen, und die zweite Anpassungsschaltung (L2) so angeordnet ist, um Drähte, die externe Schaltungen und die Sende- und Empfangsanschlußgruppen, die mit dem zweiten Duplexer ver bunden sind, verbinden, räumlich nicht zu kreuzen.

9. Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem ersten Relaisanschluß (P1) und einem zwei ten Relaisanschluß (P2) zur Verbindung der ersten bzw. zweiten akustischen Empfangsoberflächenwellenfilter (R1, R2); und einer ersten Anpassungsschaltung (L1) und einer zweiten Anpassungsschaltung (L2), die in gemusterten Strei fenleitungen zwischen der Antennenanschlußgruppe und den ersten bzw. zweiten Relaisanschlüssen gebildet sind, bei dem die gemusterten Streifenleitungen der ersten und zweiten Anpassungsschaltungen und die Verbindungsanschlüsse so angeordnet sind, daß dann, falls die gemusterte Streifenlei tung der ersten Anpassungsschaltung einen Draht räumlich kreuzt, der eine externe Schaltung und die Sende- oder Empfangsanschlußgruppe verbindet, die mit dem ersten Duple xer verbunden ist, oder falls die gemusterte Streifenleitung der zweiten Anpassungsschaltung einen Draht räumlich kreuzt, der eine externe Schaltung und die Sende- oder Empfangsanschlußgruppe verbindet, die mit dem zweiten Duplexer verbunden ist, Kopplungskapazitäten, die gebildet werden zwischen den Anschlußgruppen und der ersten oder zweiten Anpassungsschaltung, deren gemusterte Streifenleitung den Verbindungsdraht räumlich kreuzt, 0,075 pF oder weniger betragen.

10. Antennenduplexer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem wenigstens eines der akustischen Oberflächen wellenfilter (T1, T2, R1, R2) aus einem leiterartig konfigu rierten Bandpaßfilter gebildet ist, in dem SAW-Resonatoren mit einem Port in parallelen (P1, P2, P3) und seriellen (S1, S2, S3) Armen verbunden sind.

11. Antennenduplexer nach Anspruch 10, bei dem sich dann, falls in der Empfangsanschlußgruppe Anschlüsse, die mit den ersten (R1) und zweiten (R2) akustischen Empfangs oberflächenwellenfiltern verbunden sind, als gemeinsamer Anschluß (Rx) gebildet sind und in der Sendeanschlußgruppe (Tx1, Tx2) Anschlüsse, die mit den ersten und zweiten aku stischen Sendeoberflächenwellenfiltern verbunden sind, separate Anschlüsse sind, eine Impedanz auf einer Empfangs seite aus der Sicht des gemeinsamen Anschlusses von einer Eingangs-/Ausgangsimpedanz der ersten und zweiten akusti schen Empfangsoberflächenwellenfilter unterscheidet und die Impedanz auf der Empfangsseite aus der Sicht des gemeinsamen Anschlusses im wesentlichen dieselbe wie eine Impedanz auf der Empfangsseite aus der Sicht der Antennenanschlußgruppe ist.