DE102004024911A1

DE102004024911A1 - Hochfrequenzmodul und Kommunikationsvorrichtung

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Publication number: DE102004024911A1
Application number: DE102004024911A
Authority: DE
Inventors: Koji Nagaokakyo Furutani; Tetsuro Nagaokakyo Harada; Takako Nagaokakyo Sato
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-01-27
Also published as: JP4029779B2; US20040248539A1; KR20040108616A; JP2004364051A; US7356349B2; KR100761223B1

Abstract

Ein Hochfrequenzmodul umfaßt eine Umschaltschaltung, die eine Phasenschieberschaltung aufweist. Die Phasenschieberschaltung stimmt lediglich PCS/DCS-Empfangssignale ab, um hindurchzugelangen, indem sie einen Steuerspannungseingangsanschluß auf einen niedrigen Pegel einstellt, wenn PCS/DCS-Signale empfangen werden, und sie dämpft PCS/DCS-Sendesignale an die PCS/DCS-Empfangsschaltungsseite, indem sie den Steuerspannungseingangsanschluß auf einen hohen Pegel einstellt, wenn PCS/DCS-Signale gesendet werden. Ferner ist in der DCS-Rx-Anschlußseite der Phasenschieberschaltung eine weitere Phasenschieberschaltung vorgesehen, die das PCS-Sendesignal beim Senden des PCS-Signals weiter dämpft.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzmodul zum Trennen von drei oder mehr Kommunikationssignalen unter Verwendung unterschiedlicher Frequenzbänder, um die Signale zu senden/empfangen, und auf eine Kommunikationsvorrichtung, die ein derartiges Hochfrequenzmodul umfaßt.

Derzeit werden bei Mobiltelefonen oder anderen Kommunikationsvorrichtungen diverse Funkkommunikationsschemata, z. B. CDMA- und TDMA-Schemata, verwendet. Das TDMA-Schema umfaßt GSM (Global System for Mobile Communications, weltweites System für mobilen Funkverkehr), das ein 900-MHz-Band verwendet, DCS (Digital Cellular System, zellulares Mobilfunksystem), das ein 1.800-MHz-Band verwendet, und PCS (Personal Communication System, persönliches Kommunikationssystem), das ein 1.900-MHz-Band verwendet. Von diesen ist PCS einem Frequenzband von 1.850 bis 1.910 MHz für ein Sendesignal und einem Frequenzband von 1.930 bis 1.990 MHz für ein Empfangssignal zugewiesen. Ferner ist DCS einem Frequenzband von 1.710 bis 1.785 MHz für ein Sendesignal und einem Frequenzband von 1.805 bis 1.880 MHz für ein Empfangssignal zugewiesen.

Wenn Funkwellen (Kommunikationssignale) der drei verschiedenen Kommunikationsschemata (GSM, DCS und PCS) durch eine Antenne gesendet/empfangen werden, sind andere Signale als ein Signal eines Frequenzbandes, das bei der tatsächlichen Kommunikation verwendet wird, unnötig. Wenn eine Kommunikation beispielsweise in dem GSM-Schema (900-MHz-Band) erfolgt, sind Kommunikationssignale des DCS-Schemas (1.800-MHz-Band) und des PCS-Schemas (1.900-MHz-Band) unnötig.

Bei der Miniaturisierung von Mobiltelefonen war es bisher notwendig, daß jedes Element, das ein Mobiltelefon darstellt, miniaturisiert wird. Deshalb sollte ein Hochfrequenzmodul zum individuellen Senden/Empfangen von Signalen unterschiedlicher Kommunikationsschemata verbessert werden, und es wird ein Hochfrequenzmodul zum Integrieren verschiedener Kommunikationsschemata benötigt.

Dementsprechend muß ein Hochfrequenzmodul miniaturisiert werden, indem ein Diplexer zum Empfangen von Funkwellen unterschiedlicher Kommunikationsschemata durch eine einzige Antenne und zum Extrahieren lediglich eines Kommunikationssignals eines notwendigen Kommunikationsschemas (Frequenzband) und ein Schalter und Duplexer zum Trennen von Sende- und Empfangssignalen für jedes Kommunikationsschema verwendet werden.

Um Kommunikationssignale der drei verschiedenen Frequenzbänder zu senden/empfangen, wurde ein in 8 und 9 gezeigtes Hochfrequenzmodul vorgeschlagen.

8 ist ein Blockdiagramm, das ein bekanntes Hochfrequenzmodul zum getrennten Senden/Empfangen von GSM-, DCS- bzw. PCS-Signalen zeigt; und 9 zeigt die Ersatzschaltung desselben.

Wie in 8 gezeigt ist, umfaßt das bekannte Hochfrequenzmodul zum Senden/Empfangen von GSM-, DCS- und PCS-Signalen eine GSM-Sende-/Empfangseinheit, eine PCS/DCS-Sende-/Empfangseinheit und einen Diplexer DiPX, der zwischen die Sende-/Empfangseinheiten und eine Antenne ANT geschaltet ist. Die GSM-Sende-/Empfangseinheit umfaßt einen GSM-Sendeanschluß bzw. GSM-Tx-Anschluß, in den ein GSM-Sendesignal eingegeben wird, einen GSM-Empfangsanschluß bzw. GSM-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines GSM-Empfangssignals, ein Tiefpaßfilter LPF1 zum Ermöglichen, daß das GSM-Sendesignal hindurchgelangt, ein SAW-Filter SAW1 zum Ermöglichen, daß das GSM-Empfangssignal hindurch gelangt, und eine Umschaltschaltung SW1 zum Schalten der GSM-Sende-/Empfangssignale, zwischen dem SAW-Filter SAW1 und dem Diplexer DiPX.

Die PCS/DCS-Sende-/Empfangseinheit umfaßt einen PCS/DCS-Sendeanschluß bzw. PCS/DCS-Tx-Anschluß, in den PCS/DCS-Sendesignale eingegeben werden, einen PCS-Empfangsanschluß bzw. PCS-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines PCS-Empfangssignals, einen DCS-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines DCS-Empfangssignals, ein Tiefpaßfilter LPF2 zum Ermöglichen, daß die PCS/DCS-Sendesignale hindurchgelangen, ein SAW-Filter SAW2 zum Ermöglichen, daß das PCS-Empfangssignal hindurchgelangt, ein SAW-Filter SAW3 zum Ermöglichen, daß das DCS-Empfangssignal hindurchgelangt, und eine Umschaltschaltung SW2 zum Schalten der PCS/DCS-Sendesignale, des DCS-Empfangssignals und des PCS-Empfangssignals, zwischen dem SAW-Filter SAW3 und dem Diplexer DiPX.

Der Diplexer DiPX umfaßt ein Tiefpaßfilter LPF0 zum Ermöglichen, daß die GSM-Sende-/Empfangssignale hindurchgelangen, und ein Bandpaßfilter BPF0 zum zum Ermöglichen, daß die PCS/DCS-Sende-/Empfangssignale hindurchgelangen. Die Antenne ANT ist mit einem Anschlußpunkt zwischen dem Tiefpaßfilter LPF0 und dem Bandpaßfilter BPF0 verbunden.

Eine spezifischere Schaltungsstruktur ist in 9 gezeigt. Die Umschaltschaltung SW1 umfaßt eine Diode D1, deren Kathode mit dem Tiefpaßfilter LPF1 verbunden ist und deren Anode mit dem Tiefpaßfilter LPF0 des Diplexers DiPX verbunden ist, ein Induktivitätselement GSL1, das zwischen die Kathode der Diode D1 und Masse geschaltet ist, eine Übertragungsleitung GSL2, die zwischen die Anode der Diode D1 und das SAW-Filter SAW1 geschaltet ist, eine Diode D2, deren Kathode mit einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung GSL2 und dem SAW-Filter SAW1 verbunden ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc1, der durch einen Widerstand R1 mit der Anode der Diode D2 verbunden ist, und ein Kapazitätselement GC5, das mit der Anode der Diode D2 und Masse verbunden ist.

Die Umschaltschaltung SW2 umfaßt eine Diode D3, deren Anode mit dem Tiefpaßfilter LPF2 verbunden ist und deren Kathode mit dem Bandpaßfilter BPF0 des Diplexers DiPX verbunden ist, eine Reihenschaltung, die ein Induktivitätselement DPSLt und ein Kapazitätselement DPCt1 umfaßt und die mit der Diode D3 parallelgeschaltet ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc2, der durch ein Induktivitätselement DPSL1 mit der Anode der Diode D3 verbunden ist, und ein Kapazitätselement DPC4, das zwischen einen Anschlußpunkt des Induktivitätselements DPSL1 und des Steuerspannungseingangsanschlusses Vc2 und Masse geschaltet ist. Ferner umfaßt die Umschaltschaltung SW2 eine zwischen die Kathode der Diode D3 und das SAW-Filter SAW3 geschaltete Übertragungsleitung DSL2, eine Diode D5, deren Anode mit einem Anschlußpunkt der Übertragungsleitung DSL2 und des SAW-Filters SAW3 verbunden ist, und eine Parallelschaltung, die einen Widerstand R2 und ein Kapazitätselement DC5 umfaßt und die zwischen die Kathode D5 und Masse geschaltet ist. Ferner umfaßt die Umschaltschaltung SW2 eine Diode D4, deren Anode mit dem SAW-Filter SAW2 verbunden ist und deren Kathode mit dem Bandpaßfilter BPF0 des Diplexers DiPX verbunden ist, eine Reihenschaltung, die ein Induktivitätselement PSLt und ein Kapazitätselement PCt1 umfaßt und die parallel zu der Diode D4 geschaltet ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc3, der durch ein Induktivitätselement PSL1 mit der Anode der Diode D4 verbunden ist, und ein Kapazitätselement PC4, das zwischen einen Anschlußpunkt des Induktivitätselements PSL1 und des Steuerspannungseingangsanschlusses Vc3 und Masse geschaltet ist.

Bei diesem Hochfrequenzmodul wird ein Senden/Empfangen von GSM-/PCS-/DCS-Kommunikationssignalen durch eine Spannung gesteuert, die in den Steuerspannungseingangsanschluß jeder Umschaltschaltung eingegeben wird, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Zustand des Spannungseingangs in jeden Steuerspannungseingangsanschluß und dem Sende-/Empfangszustand von GSM/PCS/DCS.

Tabelle 1

Wenn sich, wie in 9 und Tabelle 1 gezeigt ist, der Steuerspannungseingangsanschluß Vc1 auf einem hohen Pegel befindet, sind die Dioden D1 und D2 EINGESCHALTET bzw. EIN, und die Übertragungsleitung GSL2 fungiert als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung GSL2 und der Anode der Diode D1 betrachtete GSM-Empfangsseite offen für die Frequenz des GSM-Sendesignals ist. Dementsprechend wird das GSM-Sendesignal nicht durch die Diode D1 an die GSM-Empfangsseite gesendet, sondern wird an den Diplexer DiPX gesendet. Dagegen sind, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc1 auf einem niedrigen Pegel befindet, die Dioden D1 und D2 AUSGESCHALTET bzw. AUS und sind geöffnet. Deshalb wird das GSM-Empfangssignal von dem Diplexer DiPX nicht an die GSM-Sendeseite gesendet, sondern wird durch die Übertragungsleitung GSL2 an die GSM-Empfangsseite gesendet.

Wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet und wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc3 auf einem niedrigen Pegel befindet, so sind die Dioden D3 und D5 EIN, und die Diode D4 ist AUS. Zu diesem Zeitpunkt fungiert die Übertragungsleitung DSL2 als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und der Kathode der Diode D3 betrachtete DCS-Empfangsseite für die Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale offen ist. Ferner ist die Diode D4 geöffnet, und die PCS-Empfangsseite ist offen für die Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale. Genauer gesagt heißt dies, daß, da die Diode D4 als Kapazitätselement fungiert, das in seinem AUS-Zustand eine geringe Kapazität aufweist, eine Parallelresonanz der Kapazität der Diode D4 und des Induktivitätselements PSLt die Impedanz bezüglich der Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale erhöht, so daß die PCS-Empfangsseite geöffnet ist. Dementsprechend werden die PCS/DCS-Sendesignale nicht an die PCS/DCS-Empfangsseiten gesendet, sondern werden an den Diplexer DiPX gesendet.

Wenn sich dagegen der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet und sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc3 auf einem hohen Pegel befindet, ist die Diode D3 AUS, und die Dioden D4 und D5 sind EIN. Somit fungiert die Übertragungsleitung DSL2 als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und der Kathode der Diode D3 betrachtete DCS-Empfangsseite für die Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale offen ist. Ferner ist die Diode D3 geöffnet, und die PCS/DCS-Empfangsseite ist geöffnet. Genauer gesagt heißt dies, daß, da die Diode D3 als Kapazitätselement fungiert, das in seinem AUS-Zustand eine geringe Kapazität aufweist, eine Parallelresonanz der Kapazität der Diode D3 und des Induktivitätselements DPSLt die Impedanz bezüglich der Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale erhöht, so daß die PCS-Sendeseite geöffnet ist. Obwohl das PCS-Empfangssignal durch die Übertragungsleitung DSL2 gelangt, wird es durch das SAW-Filter SAW3 blockiert. Dementsprechend wird das PCS-Empfangssignal lediglich an die PCS-Empfangsseite gesendet.

Wenn sich beide Steuerspannungseingangsanschlüsse Vc2 und Vc3 auf einem niedrigen Pegel befinden, sind die Dioden D3 bis D5 AUS, und somit sind die Dioden D3 und D4 offen, und die PCS/DCS-Sendeseite und die PCS-Empfangsseite sind offen für das DCS-Empfangssignal. Dementsprechend wird das DCS-Empfangssignal durch die Übertragungsleitung DSL2 lediglich an das DCS-Empfangstor gesendet.

Als weiteres Beispiel eines Hochfrequenzmoduls zum Steuern von Sende-/Empfangssignalen durch eine Betriebsspannung, die in Steuerspannungseingangsanschlüsse von Umschaltschaltungen eingegeben wird, wird ein in 10 und 11 gezeigtes Hochfrequenzmodul vorgeschlagen.

10 ist ein Blockdiagramm eines weiteren bekannten Hochfrequenzmoduls, und 11 ist das Ersatzschaltungsdiagramm desselben. Die Konfiguration der GSM-Sende-/Empfangseinheit des in 10 und 11 gezeigten Hochfrequenzmoduls ist dieselbe wie die des in 8 und 9 gezeigten Hochfrequenzmoduls.

Bei dem in 10 und 11 gezeigten Hochfrequenzmodul ist die PCS/DCS-Sende-/Empfangsseite des Diplexers DiPX mit einem Hochpaßfilter HPF0 versehen, und eine Umschaltschaltung SW2 ist mit der PCS/DCS-Seite des Diplexers DiPX verbunden. Die Umschaltschaltung SW2 ist durch ein Tiefpaßfilter LPF3 mit einem PCS/DCS-Tx-Anschluß verbunden. Ferner ist die Umschaltschaltung SW2 durch Phasenschieberschaltungen PSC1 bzw. PSC2 mit den SAW-Filtern SAW2 bzw. SAW3 verbunden, und die SAW-Filter SAW2 und SAW3 sind mit einem PCS-Rx-Anschluß bzw. einem DCS-Rx-Anschluß verbunden.

Die Umschaltschaltung SW2 umfaßt eine Diode D3, deren Anode mit dem Hochpaßfilter HPF0 des Diplexers DiPX verbunden ist und deren Kathode mit dem Tiefpaßfilter LPF3 verbunden ist, eine Reihenschaltung, die ein Induktivitätselement DSLt und ein Kapazitätselement DSC umfaßt und die mit der Diode D3 parallelgeschaltet ist, ein Induktivitätselement DSL1, das zwischen die Kathode der Diode D3 und Masse geschaltet ist, eine Übertragungsleitung DSL2, die zwischen die Anode der Diode D3 und die Phasenschieberschaltungen PSC1 und PSC2 geschaltet ist, eine Diode D4, deren Kathode mit einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und den Phasenschieberschaltungen PSC1 und PSC2 verbunden ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc2, der durch einen Widerstand Rd mit der Anode der Diode D4 verbunden ist, und Kapazitätselemente DC5 und DC6, die zwischen beide Enden des Widerstands Rd und Masse geschaltet sind.

Bei diesem Hochfrequenzmodul wird der Sende-/Empfangszustand durch eine in die Steuerspannungseingangsanschlüsse eingegebene Betriebsspannung gesteuert, wie in Tabelle 2 gezeigt ist. Die GSM-Seite ist dieselbe wie bei 9, und somit wird auf die entsprechende Beschreibung verzichtet.

Tabelle 2

Wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet, sind die Dioden D3 und D4 EIN, und die Übertragungsleitung DSL2 fungiert als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und der Anode der Diode D3 betrachteten PCS/DCS-Empfangstorseiten für Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale offen sind. Dementsprechend werden die PCS/DCS-Sendesignale nicht an die PCS/DCS-Empfangsseiten gesendet, sondern werden lediglich an den Diplexer DiPX gesendet. Wenn sich dagegen der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, sind die Dioden D3 und D4 AUS, und die Diode D3 ist geöffnet, so daß die PCS/DCS-Sendeanschlußseite geöffnet ist. Genauer gesagt heißt dies, daß, da die Diode D3 als Kapazitätselement fungiert, das eine geringe Kapazität aufweist, eine Parallelresonanz der Kapazität der Diode D3 und des Induktivitätselements DSLt die Impedanz bezüglich der Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale und des DCS-Empfangssignals erhöht, so daß die PCS/DCS-Sendeseite geöffnet ist. Obwohl das PCS-Empfangssignal durch die Umschaltschaltung SW2 gelangt, wird es durch das Tiefpaßfilter LPF3 blockiert. Dementsprechend werden die PCS/DCS-Empfangssignale durch die Übertragungsleitung DSL2 lediglich an die PCS/DCS-Empfangsanschlußseiten gesendet. Die gesendeten PCS/DCS-Empfangssignale werden durch die Phasenschieberschaltungen PSC1 bzw. PSC2 abgestimmt. Dann wird das PCS-Empfangssignal durch das SAW-Filter SAW2 an den PCS-Rx-Anschluß ausgegeben, und das DCS-Empfangssignal wird durch das SAW-Filter SAW3 an den DCS-Rx-Anschluß ausgegeben.

Somit wurden Vorrichtungen zum Senden/Empfangen einer Mehrzahl von Kommunikationssignalen unterschiedlicher Frequenzbänder vorgeschlagen (siehe z. B. Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 10-32521 und Patentdokument 2: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2001-160766).

Jedoch sind bei den oben beschriebenen Hochfrequenzmodulen zum Senden/Empfangen von GSM/PCS/DCS-Signalen die folgenden Probleme zu lösen.

Bei den in 8 und 10 gezeigten Hochfrequenzmodulen kann keine ausreichende Trennung der Phasenschieberschaltung auf der DCS-Rx-Anschlußseite erhalten werden, wenn das PCS-Signal gesendet wird, und das PCS-Sendesignal fließt zu dem DCS-Rx-Anschluß. Jedoch überlappt das Frequenzband des PCS-Sendesignals teilweise das Frequenzband des DCS-Empfangssignals. Somit ermöglicht das mit dem DCS-Rx- Anschluß verbundene SAW-Filter SAW3, daß das PCS-Sendesignal hindurchgelangt, so daß das SAW-Filter SAW3 und ein LNA (Low Noise Amplifier, rauscharmer Verstärker), der in der nachfolgenden Stufe des DCS-Rx-Anschlusses verbunden ist, zerstört werden kann. Tatsächlich muß die Isolierung auf der DCS-Rx-Seite, wenn das PCS-Signal gesendet wird, mindestens etwa 32 dBm betragen. Jedoch können die oben beschriebenen bekannten Schaltungen lediglich 25 dBm dämpfen. Ferner muß bei der in 8 gezeigten Schaltung der Steuerspannungseingangsanschluß zu einem hohen Pegel geändert werden, wenn das PCS-Signal empfangen wird, und somit wird der Stromverbrauch erzeugt, während auf das PCS-Signal gewartet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hochfrequenzmodul sowie eine Kommunikationsvorrichtung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 15 gelöst.

Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, liefern bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Hochfrequenzmodul zum Unterdrücken eines Leistungsverbrauchs auch dann, wenn PCS/DCS-Signale empfangen werden, und zum Verhindern, daß ein PCS-Sendesignal zu einem DCS-Rx-Anschluß fließt, wenn das PCS-Signal gesendet wird, und sie liefern eine Kommunikationsvorrichtung, die ein derartiges neuartiges Hochfrequenzmodul umfaßt.

Ein Hochfrequenzmodul gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Trenneinheit zum Trennen von drei (GSM-, PCS- und DCS-) Kommunikationssignalen, die unterschiedliche Sende-/Empfangsfrequenzbänder aufweisen, in ein Sende-/Empfangssignal jedes Kommunikationssignals, eine Frequenzauswähleinheit zum Auswählen eines Frequenzbandes des Sende-/Empfangssignals, um hindurchzugelangen, und ein Sendetor und ein Empfangstor für die Kommunikationssignale. Eine Empfangssignalseite jedes Kommunikationssignals in der Frequenzauswähleinheit umfaßt ein SAW-Filter, das eine Sendecharakteristik gemäß jedem verwendbaren Frequenzband aufweist. Die Trenneinheit umfaßt einen Diplexer zum Trennen der drei Kommunikationssignale (GSM, PCS und DCS) in ein erstes Kommunikationssignal (GSM) und ein zweites und ein drittes Kommunikationssignal (PCS und DCS), einen ersten Schalter zum Trennen des ersten Kommunikationssignals (GSM) in Sende- und Empfangssignale, einen zweiten Schalter zum Trennen der zweiten und dritten Kommunikationssignale (PCS und DCS) in Sendesignale und Empfangssignale, und einen Duplexer zum Trennen der Empfangssignale in ein Empfangssignal des zweiten Kommunikationssignals (PCS) und ein Empfangssignal des dritten Kommunikationssignals (DCS). Der Duplexer umfaßt eine erste Phasenschieberschaltung, die zumindest eine Diode umfaßt und die das Sendesignal des zweiten Kommunikationssignals (PCS) dämpft, wenn die Diode EIN ist, und es lediglich dem Empfangssignal des dritten Kommunikationssignals (DCS) ermöglicht, hindurchzugelangen, wenn die Diode AUS ist.

Der zweite Schalter umfaßt eine zweite Phasenschieberschaltung, die zumindest eine Diode umfaßt und die das Sendesignal des zweiten Kommunikationssignals dämpft, wenn die Diode EIN ist, und die ermöglicht, daß die Empfangssignale der zweiten und dritten Kommunikationssignale durch dieselbe gelangen, wenn die Diode AUS ist.

Bei dieser Konfiguration kann jedes Kommunikationssignal empfangen werden, wenn jede Diode AUS ist. Ferner kann durch ein EINSCHALTEN der Diode, wenn das zweite Kommunikationssignal (PCS) gesendet wird, eine Trennung der Phasenschieberschaltung in der Empfangsseite des dritten Kommunikationssignals (DCS), d. h. in der DCS-Rx-Anschlußseite, verbessert werden. Somit kann verhindert werden, daß das PCS-Sendesignal an die DCS-Rx-Anschlußseite gesendet wird.

Demnach kann ein Ausfall von Schaltungselementen, bzw. eines SAW-Filters in der DCS-Rx-Anschlußseite und eines mit dem DCS-Rx-Anschluß verbundenen LNA, was verursacht wird, wenn das PCS-Sendesignal eingegeben wird, verhindert werden.

Bei dem Hochfrequenzmodul eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerspannungseingangsanschluß zu der Diode des zweiten Schalters ferner als Steuerspannungseingangsanschluß zu der Diode des Duplexers verwendet.

Bei dieser Konfiguration kann die Schaltungsstruktur vereinfacht werden, indem die Steuerspannungseingangsanschlüsse integriert werden, und somit kann das Hochfrequenzmodul miniaturisiert werden.

Ferner umfaßt jede der ersten und zweiten Phasenschieberschaltungen eine Streifenleitung und eine Mikrostreifenleitung.

Bei dieser Konfiguration kann ein Abschnitt jeder Phasenschieberschaltung durch eine auf einem Substrat angeordnete Übertragungsleitung definiert sein. Somit kann die Schaltungsstruktur vereinfacht und das Hochfrequenzmodul miniaturisiert sein.

Ferner umfaßt jede der ersten und der zweiten Phasenschieberschaltungen vorzugsweise ein chipförmiges Induktivitätselement.

Bei dieser Konfiguration kann eine Phasenverschiebung, die nicht durch die Streifenleitung oder die Mikrostreifenleitung abgestimmt werden kann, unter Verwendung des chipförmigen Induktivitätselements abgestimmt werden. Dementsprechend kann eine Abstimmung in einem breiten Frequenzband durchgeführt werden.

Ferner umfassen sowohl die Trenneinheit als auch die Sende-/Empfangstore eine Elektrodenstruktur, die auf der Oberfläche jeder Schicht eines mehrschichtigen dielektrischen Substrats angeordnet ist, oder ein Element, das an der Elektrodenstruktur angebracht ist.

Bei dieser Konfiguration kann das Hochfrequenzmodul durch Verwendung einer Mehrschichtsubstratschaltung gebildet werden, so daß das integrierte und miniaturisierte Hochfrequenzmodul erhalten werden kann.

Eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt das Hochfrequenzmodul gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen, das oben als Eingangsvorrichtung beschrieben wurde.

Dementsprechend können durch Verwendung des Hochfrequenzmoduls gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen, das oben als Eingangsvorrichtung beschrieben wurde, die drei Arten von Kommunikationssignalen (GSM, PCS und DCS) mit geringem Verlust gesendet/empfangen werden, und somit kann eine Kommunikationsvorrichtung erhalten werden, die eine hervorragende Kommunikationscharakteristik aufweist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Ersatzschaltungsdiagramm des Hochfrequenzmoduls;
3A und 3B Dämpfungscharakteristika von Signalen, die an ei nen PCS-Rx-Anschluß bzw. einen DCS-Rx-Anschluß gesendet werden, wenn sich ein Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet, das heißt, wenn jede Diode EIN ist, und 3C ist eine Smith-Graphik, die die Impedanz in einer Phasenschieberschaltung in der DCS-Rx-Seite zeigt;
4A und 4B Dämpfungscharakteristika von Signalen, die an den PCS-Rx-Anschluß bzw. den DCS-Rx-Anschluß gesendet werden, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, das heißt, wenn jede Diode AUS ist, und 4C ist eine Smith-Graphik, die die Impedanz in der Phasenschieberschaltung in der DCS-Rx-Seite zeigt;
5 eine auseinandergezogene Draufsicht, die ein spezifisches Beispiel des Hochfrequenzmoduls zeigt, das ein Mehrschichtsubstrat umfaßt;
6 eine auseinandergezogene Draufsicht, die das spezifische Beispiel des Hochfrequenzmoduls zeigt, das das Mehrschichtsubstrat umfaßt;
7 ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt einer Kommunikationsvorrichtung zeigt;
8 ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt eines bekannten Hochfrequenzmoduls zeigt;
9 ein Ersatzschaltungsdiagramm des in 8 gezeigten Hochfrequenzmoduls;
10 ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt eines weiteren bekannten Hochfrequenzmoduls zeigt; und
11 ein Ersatzschaltungsdiagramm des in 10 gezeigten Hochfrequenzmoduls.
Hiernach wird die Konfiguration eines Hochfrequenzmoduls gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt eines Hochfrequenzmoduls gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und 2 zeigt die Ersatzschaltung des Hochfrequenzmoduls.
Wie in 1 gezeigt ist, umfaßt das Hochfrequenzmodul zum Senden/Empfangen von GSM-, DCS- und PCS-Signalen eine GSM-Sende-/Empfangseinheit; eine PCS/DCS-Sende-/Empfangseinheit und einen Diplexer DiPX.
Die GSM-Sende-/Empfangseinheit umfaßt einen GSM-Tx-Anschluß, in den ein GSM-Sendesignal eingegeben wird, einen GSM-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines GSM-Empfangssignals, ein Tiefpaßfilter LPF1 zum Ermöglichen, daß das GSM-Sendesignal hindurchgelangt, ein SAW-Filter SAW1 zum Ermöglichen, daß das GSM-Empfangssignal hindurchgelangt, und eine Umschaltschaltung SW1 zum Schalten des GSM-Sendesignals und des GSM-Empfangssignals. Die Umschaltschaltung SW1 entspricht einem ersten Schalter bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Die PCS/DCS-Sende-/Empfangseinheit umfaßt einen PCS/DCS-Tx-Anschluß, in den PCS/DCS-Empfangssignale eingegeben werden, einen PCS-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines PCS-Empfangssignals, einen DCS-Rx-Anschluß zum Ausgeben eines DCS-Empfangssignals, ein Tiefpaßfilter LPF3 zum Ermöglichen, daß die PCS/DCS-Sendesignale hindurchgelangen, ein SAW-Filter SAW2 zum Ermöglichen, daß das PCS-Empfangssignal hindurchgelangt, ein SAW-Filter SAW3 zum Ermöglichen, daß das DCS-Empfangssignal hindurchgelangt, eine Umschaltschaltung SW2 zum Schalten der PCS/DCS-Sendesignale und der PCS/DCS-Empfangssignale, wobei die Umschaltschaltung SW2 einem zweiten Schalter bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung entspricht, und einen Duplexer DPX zum Trennen der PCS/DCS-Empfangssignale.
Die Umschaltschaltung SW2 umfaßt eine Phasenschieberschaltung PSC10, die die PCS/DCS-Empfangssignale abstimmt und die eine Schaltfunktion aufweist. Der Duplexer DPX umfaßt eine Phasenschieberschaltung PSC20 zum Abstimmen lediglich des PCS-Empfangssignals sowie eine Phasenschieberschaltung PSC30 zum Abstimmen lediglich des DCS-Empfangssignals, die eine Schaltfunktion aufweist.
Der Diplexer DiPX umfaßt ein Tiefpaßfilter LPF0 zum Ermöglichen, daß die GSM-Sende-/Empfangssignale hindurchgelangen, und ein Hochpaßfilter HPF0 zum Ermöglichen, daß die PCS/DCS-Sende-/Empfangssignale hindurchgelangen. Ferner ist eine Antenne ANT mit einem Anschlußpunkt zwischen dem Tiefpaßfilter LPF0 und dem Hochpaßfilter HPF0 verbunden.
Im einzelnen, wie in 2 gezeigt ist, umfaßt die Umschaltschaltung SW1 eine Diode D1, deren Kathode mit dem Tiefpaßfilter LPF1 verbunden ist und deren Anode mit dem Tiefpaßfilter LPF0 des Diplexers DiPX verbunden ist, ein zwischen die Kathode der Diode D1 und Masse geschaltetes Induktivitätselement GSL1, eine Übertragungsleitung GSL2, die zwischen die Anode der Diode D1 und das SAW-Filter SAW1 geschaltet ist, eine Diode D2, deren Kathode mit einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung GSL2 und dem SAW-Filter SAW1 verbunden ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc1, der durch einen Widerstand R1 mit der Anode der Diode D2 verbunden ist, und Kapazitätselemente GC5 und GC6, die jeweils zwischen das Ende des Widerstands R1 und Masse geschaltet sind.
Die Umschaltschaltung SW2 umfaßt eine Diode D3, deren Kathode mit dem Tiefpaßfilter LPF3 verbunden ist und deren Anode mit dem Hochpaßfilter HPF0 des Diplexers DiPX verbun den ist, eine Reihenschaltung, die ein Induktivitätselement DSLt und ein Kapazitätselement DSC umfaßt und die zu der Diode D3 parallelgeschaltet ist, ein Induktivitätselement DSL1, das zwischen die Kathode der Diode D3 und Masse geschaltet ist, eine Diode D4, deren Kathode durch eine Übertragungsleitung DSL2 mit der Anode der Diode D3 verbunden ist, einen Steuerspannungseingangsanschluß Vc2, der durch einen Widerstand Rd mit der Anode der Diode D4 verbunden ist, und Kapazitätselemente DC5 und DC6, die jeweils zwischen das Ende des Widerstands Rd und Masse geschaltet sind. Hierin fungieren die Übertragungsleitung DSL2, die Diode D4 und das Kapazitätselement DC5 als die Phasenschieberschaltung PSC10, die gemäß EIN/AUS des Steuerspannungseingangsanschlusses Vc2 geschaltet wird.
Die Phasenschieberschaltung PSC20 des Duplexers DPX umfaßt zwei in Reihe geschaltete Kapazitätselemente Cp1 und Cp2 und ein Induktivitätselement Lp1, das zwischen einen Anschlußpunkt zwischen den Kapazitätselementen Cp1 und Cp2 und Masse geschaltet ist. Das Kapazitätselement Cp1 ist mit einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und der Diode D4 der Umschaltschaltung SW2 verbunden, und das Kapazitätselement Cp2 ist mit dem SAW-Filter SAW2 verbunden.
Die Phasenschieberschaltung PSC30 des Duplexers DPX umfaßt eine Übertragungsleitung DSL3, die zwischen den Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und die Diode D4 und das SAW-Filter SAW3 geschaltet ist, eine Diode Di, deren Kathode mit einem Anschlußpunkt zwischen dem SAW-Filter SAW3 und der Übertragungsleitung DSL3 verbunden ist, einen Widerstand Ri, der zwischen die Anode der Diode Di und den Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 geschaltet ist, und ein Kapazitätselement DC7, das zwischen die Anode der Diode Di und Masse geschaltet ist.
Bei diesem Hochfrequenzmodul wird ein Sende-/Empfangszustand jedes Kommunikationssignals gesteuert, indem ein Spannungseingang in die Steuerspannungseingangs anschlüsse Vc1 und Vc2 gesteuert wird, wie in Tabelle 3 gezeigt ist.
Tabelle 3
Als erstes wird ein Senden/ein Empfang des GSM-Kommunikationssignals beschrieben.
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, sind, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc1 auf einem hohen Pegel befindet, die Dioden D1 und D2 EIN, und die Übertragungsleitung GSL2 fungiert als Phasenschieberschaltung zum Verschieben einer Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung GSL2 und der Anode der Diode D1 betrachtete GSM-Empfangsseite offen für die Frequenz des GSM-Sendesignals ist. Dementsprechend sendet die Umschaltschaltung SW1 das GSM-Sendesignal an den Diplexer DiPX, wobei sie verhindert, daß das GSM-Sendesignal an die GSM-Empfangsseite (GSM-Rx-Anschluß) gesendet wird. Dagegen sind die Dioden D1 und D2 AUS und offen, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc1 auf einem niedrigen Pegel befindet. Somit wird das GSM-Empfangssignal von dem Diplexer DiPX nicht an die GSM-Sendeseite gesendet, sondern wird durch die Übertragungsleitung GSL2 und das SAW-Filter SAW1 an den GSM-Rx-Anschluß gesendet.
Als nächstes wird ein Senden/Empfang der PCS/DCS-Kommunikationssignale beschrieben. Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, sind, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet, die Dioden D3, D4 und Di EIN, und die Übertragungsleitung DSL2 der Phasenschieberschaltung PSC10 der Umschaltschaltung SW2 fungiert als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL2 und der Anode der Diode D3 betrachtete PCS/DCS-Empfangsseite offen für die Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale ist. Dementsprechend fungiert die Übertragungsleitung DSL2 als Trennschaltung zum Erhalten einer vorbestimmten Trennung. Ferner fungiert die Übertragungsleitung DSL3 der Phasenschieberschaltung PSC30 als Phasenschieberschaltung zum Verschieben der Phase, so daß die von einem Anschlußpunkt zwischen der Übertragungsleitung DSL3 und der Kathode der Diode D4 betrachtete DCS-Empfangsseite offen für die Frequenz des PCS-Sendesignals ist. Dementsprechend fungiert die Übertragungsleitung DSL3 als Trennschaltung zum Erhalten einer vorbestimmten Trennung. Somit werden die PCS/DCS-Sendesignale durch die Phasenschieberschaltung PSC10 der Umschaltschaltung SW2 um einen vorbestimmten Betrag gedämpft. Die durch die Phasenschieberschaltung PSC10 gedämpften PCS/DCS-Sendesignale werden an die Phasenschieberschaltung PSC20 des Duplexers DPX gesendet. Jedoch stimmt die Phasenschieberschaltung PSC20 lediglich Signale des Frequenzbandes des PCS-Empfangssignals ab, und das SAW-Filter SAW2 blockiert Signale, die nicht das Frequenzband des PCS-Empfangssignals aufweisen. Somit werden die PCS/DCS-Sendesignale nicht an den PCS-Rx-Anschluß gesendet. Ferner wird unter den gedämpften PCS/DCS-Sendesignalen das PCS-Sendesignal durch die Phasenschieberschaltung PSC30 des Duplexers DPX weiter gedämpft, und das DCS-Sendesignal wird durch das SAW-Filter SAW3 blockiert. Somit werden die PCS/DCS-Sendesignale nicht an den DCS-Rx-Anschluß gesendet.
Auf diese Weise, durch Dämpfen des PCS-Sendesignals um einen vorbestimmten Betrag durch jede der zwei Stufen der Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC30, kann durch eine Phasenschieberschaltung, die mit diesen beiden Stufen in Reihe geschaltet ist, ein benötigter Dämpfungsbetrag für das PCS-Sendesignal erhalten werden. Somit wird das PCS-Sendesignal nicht an das SAW-Filter SAW3 und den DCS-Rx-Anschluß gesendet. Dementsprechend werden die PCS/DCS- Sendesignale von dem PCS/DCS-Tx-Anschluß an den Diplexer DiPX gesendet.
Ein Simulationsergebnis der Sendecharakteristika der Schaltung der PCS-Rx-Seite und der Schaltung der DCS-Rx-Seite in diesem Fall ist in den 3A bis 3C gezeigt.
3A bis 3C zeigen einen Fall, bei dem sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet, das heißt, daß die Dioden D3 und D4 und Di EIN sind. 3A zeigt die Dämpfungscharakteristik der Schaltung der PCS-Rx-Seite, das heißt einer Reihenschaltung, die die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC20 umfaßt; 3B zeigt die Dämpfungscharakteristik der Schaltung der DCS-Rx-Seite, das heißt einer Reihenschaltung, die die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC30 umfaßt; und 3C ist eine Smith-Graphik, die die charakteristische Impedanz der Schaltung der DCS-Rx-Seite zeigt. Frequenzpunkte A1 und A2 auf der in 3B gezeigten Charakteristikkurve entsprechen Punkten A1 und A2 auf der Impedanzkurve in der in 3C gezeigten Smith-Graphik.
Wie in 3A bis 3C gezeigt ist, werden, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem hohen Pegel befindet (wenn die PCS/DCS-Signale gesendet werden), die PCS/DCS-Sendesignale durch die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC20 gedämpft, so daß die PCS/DCS-Sendesignale nicht an das SAW-Filter SAW2 gesendet werden.
Da ein Signal des Frequenzbandes des PCS-Sendesignals durch die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC30 um etwa 32 dBm oder mehr gedämpft wird, wird das PCS-Sendesignal kaum an das SAW-Filter SAW3 gesendet, wodurch es dem DCS-Empfangssignal, das ein Frequenzband aufweist, das sich teilweise mit dem Frequenzband des PCS-Sendesignals überschneidet, ermöglicht wird, hindurchzugelangen. Dementsprechend kann ein Durchbruch des SAW-Filters auf der DCS-Rx-Seite verhindert werden, wenn das PCS-Signal gesendet wird.
Wenn sich dagegen, wie in Tabelle 3 gezeigt ist, der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, sind die Dioden D3, D4 und Di AUS und Diode D3 ist offen, so daß die PCS/DCS-Tx-Anschlußseite offen ist. Genauer gesagt, da die Diode D3 als Kapazitätselement, das eine geringe Kapazität aufweist, fungiert, erhöht eine Parallelresonanz der Kapazität der Diode D3 und des Induktivitätselements DSLt die Impedanz bezüglich der Frequenzen der PCS/DCS-Sendesignale und des DCS-Empfangssignals. Dementsprechend ist die PCS/DCS-Tx-Anschlußseite geöffnet. Das PCS-Empfangssignal gelangt durch die Umschaltschaltung SW3, wird jedoch durch das Tiefpaßfilter LPF3 blockiert.
Dementsprechend werden die PCS/DCS-Empfangssignale von dem Diplexer DiPX nicht an die PCS/DCS-Sendeseite gesendet. Ferner wird das PCS-Empfangssignal durch die Übertragungsleitung PSL2, die Phasenschieberschaltung PSC20 und das SAW-Filter SAW2 an den PCS-Rx-Anschluß gesendet. Das DCS-Empfangssignal wird durch die Übertragungsleitungen DSL2 und DSL3 und das SAW-Filter SAW3 an den DCS-Rx-Anschluß gesendet.
Ein Simulationsergebnis der Sendecharakteristika der Schaltung der PCS-Rx-Seite und der Schaltung der DCS-Rx-Seite in diesem Fall ist in 4A bis 4C gezeigt.
4A bis 4C zeigen einen Fall, bei dem sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, das heißt, daß die Dioden D3, D4 und Di AUS sind. 4A zeigt die Dämpfungscharakteristik der Schaltung der PCS-Rx-Seite, das heißt einer Reihenschaltung, die die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC20 umfaßt; 4B zeigt die Dämpfungscharakteristik der Schaltung der DCS-Rx-Seite, das heißt einer Reihenschaltung, die die Phasenschieberschaltungen PSC10 und PSC30 umfaßt; und 4C ist eine Smith-Graphik, die die charakteristische Impedanz der Schaltung der DCS-Rx-Seite zeigt. Frequenzpunkte B1 und B2 auf der in 4B gezeigten Charakteristikkurve entsprechen den Punkten B1 und B2 auf der Impedanzkurve in der in 4C gezeigten Smith-Graphik.
Wie in 4A bis 4C gezeigt ist, wird, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, lediglich das PCS-Empfangssignal durch die Phasenschieberschaltungen PSC20 an das SAW-Filter SAW2 gesendet, und lediglich das DCS-Empfangssignal wird an das SAW-Filter SAW3 gesendet, wenn die Phasenschieberschaltung PSC30 eine Impedanzabstimmung in dem Frequenzband des DCS-Empfangssignals durchführt. Bei dieser Konfiguration werden, wenn sich der Steuerspannungseingangsanschluß Vc2 auf einem niedrigen Pegel befindet, die PCS/DCS-Empfangssignale nicht an die PCS/DCS-Sendeseite gesendet, sondern können mit geringem Verlust an den PCS-Rx-Anschluß und den DCS-Rx-Anschluß gesendet werden.
Ferner kann sich der Steuerspannungseingangsanschluß bei der oben beschriebenen Vorrichtung auf einem niedrigen Pegel (es wird keine Leistung geliefert) befinden, während er ein beliebiges Kommunikationssignal empfängt, und somit kann ein Stromverbrauch unterdrückt werden.
Bei dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schaltung vorzugsweise so konfiguriert, daß die Dioden EIN sind, wenn sich die Steuerspannung auf einem hohen Pegel befindet. Alternativ dazu kann die Schaltung so konfiguriert sein, daß die Dioden EIN sind, wenn sich die Steuerspannung auf einem niedrigen Pegel befindet, indem die Dioden in der entgegengesetzten Richtung bereitgestellt werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 und 6 die Konfiguration des Hochfrequenzmoduls beschrieben, das ein Mehrschichtsubstrat umfaßt und die oben beschriebene Funktion aufweist.
5 und 6 sind auseinandergezogene Draufsichten, die ein spezifisches Beispiel des Hochfrequenzmoduls zeigen, das ein Mehrschichtsubstrat umfaßt. 5 und 6 zeigen jede von laminierten dielektrischen Schichten 1a bis 1k, 1m, 1n und 1p des Substrats in ihrer Reihenfolge, bei der die dielektrische Schicht 1a in 5 die untere Schicht ist und die dielektrische Schicht 1p in 6 die obere Schicht ist. Hierin zeigen 5 und 6 die dielektrischen Schichten 1a bis 1k, 1m, 1n und 1p aus der Sicht der unteren Seite (Seite, die dem angebrachten Substrat zugewandt ist). In 5 und 6 gezeigte Bezugszeichen (Symbole) entsprechen denjenigen der in 2 gezeigten Elemente.
In der unteren dielektrischen Schicht 1a sind diverse externe Anschlüsse vorgesehen, die zum Anbringen des Mehrschichtsubstrats auf dem angebrachten Substrat verwendet werden. Hierin ist D/P-Tx ein Eingangsanschluß für die DCS/PCS-Sendesignale, und GSM-Tx ist ein Eingangsanschluß für das GSM-Sendesignal. GSM-Rx ist ein Ausgangsanschluß für das GSM-Empfangssignal, DCS-Rx ist ein Ausgangsanschluß für das DCS-Empfangssignal, und PCS-Rx ist ein Ausgangsanschluß für das PCS-Empfangssignal. ANT ist ein Antennenanschluß, Vc1 und Vc2 sind Steuerspannungseingangsanschlüsse und GND ist ein Masseanschluß.
Die dielektrische Schicht 1b ist mit einer gemeinsamen Masseelektrode GND versehen, und die dielektrische Schicht 1c ist mit gegenüberliegenden Elektroden von Kapazitätselementen GC5, DC7, DC5, Ct2 und Cul versehen.
Die dielektrische Schicht 1d ist mit einer gemeinsamen Masseelektrode GND versehen, und die dielektrische Schicht 1e ist mit gegenüberliegenden Elektroden von Kapazitätselementen Cu2, Cu3, GCu2 und Ct1 versehen.
Die dielektrische Schicht 1f ist mit gegenüberliegenden Elektroden von Kapazitätselementen Ct3, GCc1 und Cc1 versehen, und die dielektrische Schicht 1g ist mit dazwischen liegenden Masseelektroden GND für die SAW-Filter SAW1 bis SAW3 und einer gegenüberliegenden Elektrode des Kapazitätselements Cc1 versehen.
Die dielektrische 1h ist mit Elektroden für die Induktivitätselemente Lp1, DSL1, DSL3, DSLt, Lt2 und GSL2 versehen.
Jede der dielektrischen Schichten 1i, 1j und 1k ist mit Elektroden für die Induktivitätselemente lp1, DSL1, DSL3, DSLt, GSL2, GLt1, Lt1, Lt2, Lt3 und Lt4 versehen.
Die dielektrische Schicht 1m ist mit dazwischenliegenden Masseelektroden für die SAW-Filter SAW1 bis SAW3 versehen, und die dielektrische Schicht 1n ist mit Elektroden für die Übertragungsleitungen versehen.
Die obere dielektrische Schicht 1p ist mit Elektroden versehen, die zum Anbringen diverser Komponenten auf derselben verwendet werden. Die SAW-Filter SAW1 bis SAW3, die Dioden D1 bis D4 und Di, die Widerstände Ri, Rd und R1 sowie die Induktivitätselemente DSL1 und GSL1, die Kapazitätselemente DCS, Cp1, Cp2 und Cc2 sind an vorbestimmten Positionen dieser Elektroden angebracht.
Wie oben beschrieben wurde, kann das oben beschriebene Hochfrequenzmodul durch Verwendung des Mehrschichtsubstrats als einzelne Komponente miniaturisiert werden.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Induktivitätselemente DSL1 und GSL1 vorzugsweise als angebrachte Chipinduktoren (Chipspulen) verwendet, und die Kapazitätselemente DSC, Cp1, Cp2 und Cc2 werden als angebrachte Kapazitätselemente (Chipkondensatoren) verwendet. Ferner sind die anderen Induktivitätselemente und Kapazitätselemente vorzugsweise durch Elektroden (dazwischenliegende Elektroden) konfiguriert, die auf Zwischenschichten des Mehrschichtsubstrats angeordnet sind. Jedoch kann jedes Element, das die Phasenschieberschaltungen bildet, gemäß einer erforderlichen Charakteristik ein Chipelement oder ein Zwischenelektrodenelement sein.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 eine Kommunikationsvorrichtung beschrieben, die das oben beschriebene Hochfrequenzmodul umfaßt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen kritischen Abschnitt der Kommunikationsvorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 7 gezeigt ist, umfaßt die Kommunikationsvorrichtung vorzugsweise eine Antenne 10 zum Senden/Empfangen von GSM-/PCS-/DCS-Kommunikationssignalen, eine Eingangsvorrichtung 11 zum Trennen der drei Arten von Kommunikationssignalen, eine Sende-/Empfangsschaltung 12 zum Erzeugen eines Sendesignals und zum Demodulieren eines Empfangssignals, Tasten 14, die eine Benutzerschnittstelle definieren, einen Lautsprecher 15, ein Mikrophon 16 und eine Basisbandsteuerung 13 zum Steuern von Signalen zwischen der Sende-/Empfangsschaltung 12 und der Benutzerschnittstelle. Das oben beschriebene Hochfrequenzmodul gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen wird für die Eingangsvorrichtung 11 verwendet.
Bei dieser Konfiguration muß kein Trennelement für jedes von drei Arten von Kommunikationssignalen, die unterschiedliche Frequenzbänder verwenden, vorgesehen sein, und somit kann eine kompakte Kommunikationsvorrichtung erhalten werden und gleichzeitig eine hervorragende Kommunikationscharakteristik verwirklicht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, wird Fachleuten einleuchten, daß die offenbarte Erfindung auf zahlreiche Arten und Weisen modifiziert werden kann und viele andere Ausführungsbeispiele als die oben spezifisch beschriebenen annehmen kann. Dementsprechend wird durch die beigefügten Patentansprüche beabsichtigt, alle Modifikationen der Erfindung, die in die wahre Wesensart und den wahren Schutzumfang der Erfindung fallen, abzudecken.

Claims

Hochfrequenzmodul, das folgende Merkmale aufweist: eine Trenneinheit zum Trennen von zumindest drei Kommunikationssignalen, die unterschiedliche Sende-/Empfangsfrequenzbänder aufweisen, in ein Sende-/Empfangssignal jedes der zumindest drei Kommunikationssignale; eine Frequenzauswähleinheit zum Auswählen eines Frequenzbandes des Sende-/Empfangssignals, um hindurchzugelangen; und ein Sendetor und ein Empfangstor für jedes der zumindest drei Kommunikationssignale; wobei eine Empfangssignalseite jedes der zumindest drei Kommunikationssignale in der Frequenzauswähleinheit ein SAW-Filter umfaßt, das eine Sendecharakteristik gemäß jedem verwendbaren Frequenzband aufweist; die Trenneinheit einen Diplexer zum Trennen der zumindest drei Kommunikationssignale in ein erstes Kommunikationssignal und ein zweites und ein drittes Kommunikationssignal, einen ersten Schalter zum Trennen des ersten Kommunikationssignals in Sende- und Empfangssignale, einen zweiten Schalter zum Trennen der zweiten und dritten Kommunikationssignale in Sendesignale und Empfangssignale, und einen Duplexer zum Trennen der Empfangssignale in ein Empfangssignal des zweiten Kommunikationssignals und ein Empfangssignal des dritten Kommunikationssignals umfaßt; und der Duplexer eine erste Phasenschieberschaltung umfaßt, die zumindest eine Diode umfaßt und die das Sendesignal des zweiten Kommunikationssignals dämpft, wenn die Diode EIN ist, und es lediglich dem Empfangs signal des dritten Kommunikationssignals ermöglicht, hindurchzugelangen, wenn die Diode AUS ist.
Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 1, bei dem der zweite Schalter eine zweite Phasenschieberschaltung umfaßt, die zumindest eine Diode umfaßt und die das Sendesignal des zweiten Kommunikationssignals dämpft, wenn die Diode EIN ist, und ermöglicht, daß die Empfangssignale des zweiten und des dritten Kommunikationssignals hindurchgelangen, wenn die Diode AUS ist.
Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 2, bei dem ein Steuerspannungseingang der Diode des zweiten Schalters ferner als Steuerspannungseingang für die Diode des Duplexers verwendet wird.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sowohl die erste als auch die zweite Phasenschieberschaltung eine Streifenleitung und eine Mikrostreifenleitung umfassen.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem sowohl die erste als auch die zweite Phasenschieberschaltung ein chipförmiges Induktivitätselement umfassen.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem sowohl die Trenneinheit, die Frequenzauswähleinheit als auch die Sende-/Empfangstore eine Elektrodenstruktur, die auf der Oberfläche jeder Schicht eines dielektrischen Mehrschichtsubstrats angeordnet ist, oder ein auf der Elektrodenstruktur angebrachtes Element umfassen.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zumindest drei Kommunikationssignale GSM, DCS und PCS umfassen.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner eine GSM-Sende-/Empfangseinheit und eine PCS/DCS-Sende-/Empfangseinheit umfaßt.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem ein Sende-/Empfangszustand jedes der zumindest drei Kommunikationssignale gesteuert wird, indem ein Spannungseingabe an Steuerspannungseingangsanschlüsse gesteuert wird.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Diode angeordnet ist, um EIN zu sein, wenn sich eine Steuerspannung auf einem hohen Pegel befindet.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, bei dem die Dioden des ersten und des zweiten Schalters angeordnet sind, um EIN zu sein, wenn sich die Steuerspannung auf einem hohen Pegel befindet.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Diode angeordnet ist, um EIN zu sein, wenn sich eine Steuerspannung auf einem niedrigen Pegel befindet.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem die Dioden des ersten und des zweiten Schalters angeordnet sind, um EIN zu sein, wenn sich die Steuerspannung auf einem niedrigen Pegel befindet.
Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, das ferner ein Mehrschichtsubstrat, das eine Mehrzahl von laminierten dielektrischen Schichten umfaßt, einen Eingangsanschluß für DCS/PCS-Sendesignale, einen Eingangsanschluß für ein GSM-Sendesignal, einen Ausgangsanschluß für ein GSM-Empfangssignal, einen Ausgangsanschluß für ein DCS-Empfangssignal, einen Ausgangsanschluß für ein PCS-Empfangssignal, einen Antennenan schluß, Steuerspannungseingangsanschlüsse und einen Masseanschluß umfaßt.
Kommunikationsvorrichtung, die das Hochfrequenzmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 aufweist, wobei das Hochfrequenzmodul eine Eingangsvorrichtung der Kommunikationsvorrichtung definiert.