DE102017118933B4 - Duplexer, Duplexer-Bauelement, Quadplexer und Quadplexer-Bauelement - Google Patents

Duplexer, Duplexer-Bauelement, Quadplexer und Quadplexer-Bauelement Download PDF

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Abstract

Duplexer (DPX) für Carrier Aggregation, umfassend:
- einen Eingangsport (IN), einen Ausgangsport (OUT) und einen gemeinsamen Port (CP),
- einen Sendefilter (TXF) zwischen dem Eingangsport (IN) und dem gemeinsamen Port (CP),
- einen Empfangsfilter (RXF) zwischen dem Ausgangsport (OUT) und dem gemeinsamen Port (CP), wobei der Empfangsfilter (RXF) einen Eingangsport aufweist,
- eine Impedanzanpassungsschaltung (IMC) zwischen dem Empfangsfilter (RXF), dem Sendefilter (TXF) und dem gemeinsamen Port (CP), wobei
- der Duplexer (DPX) eine angepasste Impedanz am gemeinsamen Port (CP) für Sendesignale eines ersten Sendefrequenzbands liefert,
- der Duplexer (DPX) eine angepasste Impedanz am gemeinsamen Port (CP) für Empfangssignale des ersten Sendefrequenzbands liefert,
- der Duplexer (DPX) eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port (CP) für Sendesignale eines zweiten Sendefrequenzbands liefert,
- der Duplexer (DPX) eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port (CP) für Empfangssignale des zweiten Sendefrequenzbands liefert,
- die Impedanzanpassungsschaltung (IMC) ein erstes Induktivitätselement (IE1), ein zweites Induktivitätselement (IE2) und einen Resonator (RES) umfasst,
- das erste Induktivitätselement (IE1) zwischen dem gemeinsamen Port (CP) und dem Eingangsport (RXFIN) des Empfangsfilters (RXF) in Reihe geschaltet ist,
- der Resonator (RES) in einem Nebenschlusspfad zwischen dem Eingangsport des Empfangsfilters (RXFIN) und Masse verbunden ist,
- das zweite induktive Element (IE2) in dem Nebenschlusspfad zwischen dem Resonator (RES) und Masse verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Duplexer, d. h. auf Duplexertopologien, auf Duplexer-Bauelemente, auf Quadplexer, d. h. auf Quadplexertopologien und auf Quadplexer-Bauelemente.
  • Drahtlose Kommunikationsvorrichtungen sollten in der Lage sein, mit einer zunehmenden Anzahl von Frequenzbändern zu arbeiten, und Datensendungsraten sollten ebenfalls zunehmen. Um Sende- und Empfangssignale voneinander und von anderen Sende- oder Empfangssignalen auf unterschiedlichen Frequenzbändern zu trennen, werden Multiplexer, wie z. B. Duplexer oder Quadplexer, in solchen Vorrichtungen eingesetzt. Carrier Aggregation (CA) ist ein Mittel zum Erhöhen von Datenraten, indem mehr als eine Sendefrequenz und/oder mehr als eine Empfangsfrequenz gleichzeitig verwendet werden.
  • Bekannte Duplexer verwenden eine Impedanzanpassungsschaltung zwischen einem Sendefilter und einem Empfangsfilter, um die Filter voneinander zu entkoppeln.
  • Insbesondere wenn benachbarte Frequenzbänder nur durch eine enge Frequenzlücke getrennt sind, können Einfügeverlust und Flankensteilheit im Carrier Aggregation-Modus jedoch verschlechtert sein.
  • Daher ist ein Duplexer mit verbesserten elektrischen Eigenschaften gewünscht, der mit einem Carrier Aggregation-Modus kompatibel ist und der mit Frequenzbändern, die nahe beieinander angeordnet sind, kompatibel ist.
  • Ferner gewünscht ist ein Quadplexer, der systemintern eine gleichzeitige Datensendung in unterschiedlichen Frequenzbändern gestattet.
  • Aus der DE 10 2004 052 210 A1 sind Diplexer mit zwei parallelen Signalzweigen bekannt.
  • Aus der DE 697 22 168 T2 sind Duplexer-Schaltungen mit einer Impedanz-Anpass-Schaltung bekannt.
  • Aus der US 2006 / 0 066 419 A1 sind Duplexer-Schaltungen mit Sende- und Empfangsfilter mit elektroakustischen Resonatoren bekannt.
  • Aus der DE 10 2010 011 649 A1 sind Frontend-Schaltungen für tragbare Kommunikationsgeräte mit einer verbesserten Impedanzanpassung bekannt.
  • Zu dem oben genannten Zweck werden ein Duplexer, ein Duplexer-Bauelement, ein Quadplexer und ein Quadplexer-Bauelement gemäß den Ansprüchen bereitgestellt. Abhängige Ansprüche führen bevorzugte Ausführungsformen auf.
  • Der Duplexer, der mit Carrier Aggregation-Modi kompatibel ist, umfasst einen Eingangsport, einen Ausgangsport und einen gemeinsamen Port. Ferner umfasst der Duplexer einen Sendefilter zwischen dem Eingangsport und dem gemeinsamen Port. Ferner umfasst der Duplexer einen Empfangsfilter zwischen dem Ausgangsport und dem gemeinsamen Port. Der Empfangsfilter hat einen Eingangsport. Ferner umfasst der Duplexer eine Impedanzanpassungsschaltung zwischen dem Empfangsfilter, dem Sendefilter und dem gemeinsamen Port. Der Duplexer liefert eine angepasste Impedanz an einem gemeinsamen Port für Sendesignale eines ersten Sendefrequenzbands. Ferner liefert der Duplexer eine angepasste Impedanz am gemeinsamen Port für Empfangssignale des ersten Sendefrequenzbands. Ferner liefert der Duplexer eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port für Sendesignale eines zweiten Sendefrequenzbands und liefert der Duplexer eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port für Empfangssignale des zweiten Sendefrequenzbands.
  • Somit wird ein Duplexer für Carrier Aggregation bereitgestellt. Der Eingangsport kann zum Empfangen von HF-Signalen von einer externen Schaltungsumgebung verwendet werden. Der Ausgangsport kann zum Senden von HF-Signalen zu einer externen Schaltungsumgebung verwendet werden. Der gemeinsame Port kann verwendet werden, um Signale über eine Antenne gleichzeitig zu senden und zu empfangen. Der Sendefilter und der Empfangsfilter können Bandpassfilter sein. Durch Bereitstellen einer Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port für Sendesignale und für Empfangssignale eines zweiten Sendefrequenzbands bei gleichzeitigem Bereitstellen einer angepassten Impedanz am gemeinsamen Port für Sendesignale und für Empfangssignale des ersten Sendefrequenzbands eignet sich der Duplexer gut für Carrier Aggregation. In diesem Zusammenhang ist eine angepasste Impedanz eine Impedanz, die an allgemein verwendete Impedanzen, wie z. B. 25 Ohm, 50 Ohm, 100 Ohm und ähnliche Werte, angepasst ist. Die bereitgestellte Impedanz muss nicht unbedingt genau 25 Ohm, 50 Ohm usw. betragen, aber die angepasste Impedanz ist für den notwendigen Frequenzbereich innerhalb einer zulässigen Grenze vorgesehen.
  • Dementsprechend bedeutet die bereitgestellte Leerlaufimpedanz nicht unbedingt eine unendliche Impedanz. Die Leerlaufimpedanz ist eine Impedanz, die in einem ausreichend hohen Reflexionsfaktor für unerwünschte Signale resultiert.
  • Somit können sich Nutzsignale des ersten Sendebands vom Eingangsport zum gemeinsamen Port ausbreiten. Nutzsignale vom ersten Sendeband können sich vom gemeinsamen Port zum Ausgangsport ausbreiten. Unerwünschte Signale, wie z. B. Signale vom zweiten Frequenzband, sehen jedoch eine der Leerlaufschaltung ähnliche Konfiguration am gemeinsamen Port und stören das einwandfreie Funktionieren des Duplexers im ersten Frequenzband nicht.
  • Es ist möglich, dass der Sendefilter und/oder der Empfangsfilter elektroakustische Filter sind.
  • Elektroakustische Filter, wie z. B. Bandpassfilter, umfassen elektroakustische Resonatoren. Elektroakustische Resonatoren, z. B. SAW-Resonatoren (SAW = surface acoustic wave (akustische Oberflächenwelle)), GBAW-Resonatoren (GBAW = guided bulk acoustic waves (geführte akustische Volumenwellen)) und BAW-Resonatoren (BAW = bulk acoustic wave (akustische Volumenwelle)), nutzen den piezoelektrischen Effekt eines piezoelektrischen Materials, um zwischen HF-Signalen und akustischen Wellen umzuwandeln.
  • Die Filter haben eine leiterartige Topologie oder eine DMS-Topologie (DMS = double mode SAW (Doppelmodus SAW)). In einer leiterartigen Topologiereihe sind Reihenresonatoren in einem Signalpfad elektrisch in Reihe geschaltet. In Nebenschlusspfaden angeordnete parallele Resonatoren verbinden den Signalpfad elektrisch mit Masse. In einer DMS-Struktur sind mehrere elektroakustische Wandler zwischen elektroakustischen Reflektoren angeordnet, und in dieser Struktur kann sich mehr als ein akustischer Wellenmodus ausbreiten.
  • In SAW-Resonatoren sind verschränkte Elektrodenstrukturen auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet. In einem BAW-Resonator ist ein piezoelektrisches Material sandwichförmig zwischen einer unteren Elektrode und einer oberen Elektrode angeordnet. Ein BAW-Resonator kann ein Resonator des SMR-Typs (SMR = solidly mounted resonator (fest montierter Resonator)) oder ein FBAR-Resonator (FBAR = film bulk acoustic resonator (Dünnschicht-Volumenwellenresonator)) sein. In einem BAW-Resonator des SMR-Typs ist ein elektroakustischer Spiegel unter der Sandwich-Struktur angeordnet. In einem BAW-Resonator des FBAR-Typs ist ein Hohlraum zwischen der unteren Elektrode angeordnet, um die Sandwich-Struktur von ihrer Umgebung zu entkoppeln.
  • Es ist möglich, dass die Impedanzanpassungsschaltung ein erstes Induktivitätselement und ein zweites Induktivitätselement umfasst.
  • Das erste Induktivitätselement kann ein Reiheninduktivitätselement sein, das zwischen dem gemeinsamen Port und dem Eingangsport des Empfangsfilters elektrisch in Reihe geschaltet ist. Das zweite Induktivitätselement kann ein paralleles Induktivitätselement sein, das in einem Nebenschlusspfad angeordnet ist, der den Signalpfad zwischen dem gemeinsamen Port und dem Ausgangsport elektrisch mit Masse verbindet. Insbesondere kann der Nebenschlusspfad den Eingangsport des Empfangsfilters elektrisch mit Masse verbinden.
  • Es ist möglich, dass die Impedanzanpassungsschaltung einen Resonator umfasst.
  • Der Resonator kann ein elektroakustischer Resonator sein.
  • Der Resonator kann in einem Nebenschlusspfad angeordnet sein, der den Signalpfad zwischen dem gemeinsamen Port und dem Ausgangsport elektrisch mit Masse verbindet. Der Nebenschlusspfad des Resonators kann derselbe Nebenschlusspfad sein, in dem das zweite Induktivitätselement angeordnet ist. Dann kann der Resonator elektrisch zwischen dem Signalpfad und dem zweiten Induktivitätselement verbunden werden. Somit verbindet das zweite Induktivitätselement den Resonator elektrisch mit Masse.
  • Dementsprechend ist es möglich, dass die Impedanzanpassungsschaltung das erste Induktivitätselement, das zweite Induktivitätselement und den Resonator umfasst. Das erste Induktivitätselement ist zwischen dem gemeinsamen Port und dem Eingangsport des Empfangsfilters elektrisch in Reihe geschaltet. Der Resonator ist im Nebenschlusspfad zwischen dem Eingangsport des Empfangsfilters und Masse verbunden, - und das zweite Induktivitätselement ist im Nebenschlusspfad zwischen dem Resonator und Masse verbunden.
  • Eine derartige Konfiguration der Impedanzanpassungsschaltung ist für den Carrier Aggregation-Modus gut geeignet, weil angepasste Impedanzen für erwünschte Sende- und Empfangssignale sowie Leerlaufimpedanzen für unerwünschte Signale der parallelen Datensendung im zweiten Frequenzband leicht mit Werten bereitgestellt werden können, welche die notwendigen Anforderungen erfüllen.
  • Es ist möglich, dass das erste Sendeband das Band 26-Sendeband ist. Das erste Empfangsband ist das Band 26-Empfangsband. Das zweite Sendeband ist ausgewählt aus dem Band 12-Sendeband und dem Band 28A-Sendeband. Das zweite Empfangsband ist ausgewählt aus dem Band 12-Empfangsband und dem Band 28A-Empfangsband.
  • Somit funktioniert der dargestellte Duplexer gut mit den Frequenzen von Band 26. Dieser Duplexer kann ohne Weiteres in einem Carrier Aggregation-Modus in einer mobilen Kommunikationsvorrichtung eingesetzt werden, wo gleichzeitig eine parallele Datensendung und/oder ein paralleler Datenempfang in Frequenzen von Band 12 oder Band 28 stattfindet.
  • Somit kann der dargestellte Duplexer zusammen mit einem Duplexer für Band 12- oder Band 28-Signale ohne Weiteres kombiniert werden, um einen Quadplexer zu bilden.
  • Es ist möglich, dass alle Schaltungsbestandteile des Duplexers monolithisch in einem Vielschichtbauelement integriert sind.
  • In einem Vielschichtbauelement können dielektrische Schichten und Metallisierungsschichten gestapelt sein. Durchkontaktierungsverbindungen in einer vertikalen Richtung können innerhalb der Metallisierungsschichten erzeugte Metallisierungsstrukturen elektrisch verbinden. Passive Schaltungselemente, wie z. B. kapazitive Elemente, induktive Elemente oder resistive Elemente, können durch Strukturieren von Metallisierungen der Metallisierungsschichten erzeugt werden. Die Filter können als Filterchips erzeugt werden, und die Filterchips können in der mehrschichtigen Stapelkonstruktion eingebettet werden.
  • Dementsprechend ist es möglich, dass ein Quadplexer zwei Duplexer umfasst. Ein Duplexer hat eine Schaltungstopologie, wie oben beschrieben. Der zweite Duplexer kann ein ähnlicher Duplexer oder ein anderer Duplexer sein.
  • Insbesondere kann der erste Duplexer so sein, wie oben beschrieben, und kann für eine Datensendung in Band 26 verwendet werden. Der zweite Duplexer kann ein Band 12-Duplexer oder ein Band 28A-Duplexer sein.
  • Die Frequenzen der Bänder 26 und 28A und die Frequenz von Band 26 und Band 12 sind dergestalt, dass die lodiglich engen Frequenzlücken zwischen unterschiedlichen Passbändern es für konventionelle Duplexer oder Quadplexer nahezu unmöglich machen, in einem Carrier Aggregation-Modus zu funktionieren. Der dargestellte Duplexer ermöglicht jedoch einen Carrier Aggregation-Modus selbst für die kritischen Kombinationen von Band 26/Band 28A und von Band 26/Band 12.
  • Es ist möglich, dass ein Quadplexer-Bauelement den oben dargestellten Quadplexer umfasst, wobei alle Schaltungsbestandteile des Quadplexers monolithisch in einem Vielschichtbauelement integriert sind, wie oben beschrieben.
  • Besonders der Trend zur Miniaturisierung macht es schwierig, gute elektrische Werte, wie z. B. niedrige Einfügeverluste, hohe Isolationsgrade und hohe Trennungsgrade, zu erhalten, wenn die Schaltungsbestandteile und Signalpfade dicht zusammengepackt sind, was notwendig ist, um ein Bauelement mit kleinen räumlichen Dimensionen zu erhalten, die dem Trend zur Miniaturisierung gerecht werden.
  • Die folgenden Bänder können bevorzugte Bandpaare für eine Kombination bereitstellen: Band 8 und Band 20, Band 26 und Band 12, Band 26 und Band 28A, Band 26 und Band 29.
  • Die Sendefrequenzen von Band 8 liegen zwischen 800 MHz und 915 MHz. Die Empfangsfrequenzen von Band 8 liegen zwischen 925 MHz und 960 MHz. Dementsprechend hat die Bandlücke eine Breite von 10 MHz.
  • Die Sendefrequenzen von Band 26 liegen zwischen 814 MHz und 849 MHz. Die Empfangsfrequenzen von Band 26 liegen zwischen 859 MHz und 894 MHz. Dementsprechend hat die Bandlücke eine Breite von 10 MHz.
  • Die genannten Bänder beziehen sich auf den allgemein bekannten Standard, der am Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung gültig war.
  • Zentrale Aspekte des Duplexers, des Quadplexers, des Duplexer-Bauelements und des Quadplexer-Bauelements sowie Details der bevorzugten Ausführungsformen sind in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt:
    • 1 zeigt Schaltungselemente eines entsprechenden Schaltplans des Duplexers.
    • 2 zeigt Schaltungselemente einer bevorzugten Ausführungsform der Impedanzanpassungsschaltung.
    • 3 stellt die Ports eines Quadplexers dar.
    • 4 stellt eine mögliche Integration von Schaltungselementen und Schaltungsbestandteilen in einem monolithisch integrierten Bauelement dar.
    • 5 stellt Impedanzwerte für erwünschte angepasste Impedanzen und für Leerlaufimpedanzen dar, die unter Verwendung der oben beschriebenen Topologie bereitgestellt werden können und die notwendige Anforderungen für einen ordnungsgemäßen Duplexerbetrieb in einem Carrier Aggregation-Modus erfüllen.
    • 6 stellt nicht optimale Impedanzwerte dar, die von einer konventionellen Duplexertopologie bereitgestellt werden.
    • 7 zeigt Einfügeverluste für einen Duplexer und einen Quadplexer, wie oben beschrieben, für Frequenzen einer Band 26/Band 28A-Kombination.
    • 8 zeigt Einfügeverluste für einen Duplexer und einen Quadplexer, wie oben beschrieben, für Frequenzen der Bandkombination Band 26/Band 12.
    • 9 zeigt Einfügeverluste für einen Duplexer und einen Quadplexer gemäß konventionellen Duplexertopologien für Frequenzen der Kombination Band 26/Band 28A.
    • 10 zeigt Einfügeverluste für einen Duplexer und einen Quadplexer unter Verwendung konventioneller Topologien für Frequenzen der Bandkombination Band 26/Band 12.
  • 1 zeigt Schaltungselemente eines entsprechenden Schaltplans eines Duplexers DPX, wie oben beschrieben. Der Duplexer DPX hat einen Eingangsport IN, einen Ausgangsport OUT und einen gemeinsamen Port CP. Zwischen dem Eingangsport IN und dem gemeinsamen Port CP ist ein Sendefilter TXF angeordnet. Zwischen dem gemeinsamen Port CP und dem Ausgangsport OUT ist ein Empfangsfilter RXF angeordnet. Ferner umfasst der Duplexer eine Impedanzanpassungsschaltung IMC, die zwischen dem gemeinsamen Port CP und dem Empfangsfilter RXF angeordnet ist. Die Impedanzanpassungsschaltung IMC ist derart bereitgestellt, dass der Duplexer DPX an seinem gemeinsamen Port CP eine angepasste Impedanz für Sendesignale und für Empfangssignale des ersten Frequenzbands bereitstellt. Ferner stellt die Impedanzanpassungsschaltung IMC eine nahezu unendliche Impedanz für unerwünschte Signale, wie z. B. Sende- und Empfangssignale des zweiten Frequenzbands, bereit.
  • Somit ist der Duplexer DPX gut geeignet, mit Frequenzen des ersten Frequenzbands zu arbeiten, und zugleich ist er geeignet, in einem Carrier Aggregation-Modus zu arbeiten, bei dem Datensendung und Datenempfang im zweiten Frequenzband gleichzeitig stattfinden.
  • Der gemeinsame Port kann mit einer Antenne einer mobilen Kommunikationsvorrichtung verbunden sein.
  • Dementsprechend umfasst die mobile Kommunikationsvorrichtung ferner einen oder mehrere Duplexer oder der dargestellte Duplexer ist ein Teil einer Quadplexertopologie.
  • Natürlich sind höhere Grade an Multiplexern, wie z. B. Hexaplexer, ebenfalls möglich.
  • 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Impedanzanpassungsschaltung IMC, die ein erstes induktives Element IE1, ein zweites induktives Element IE2 und einen Resonator RES umfasst.
  • Das erste induktive Element IE1 ist zwischen dem gemeinsamen Port und dem Ausgangsport OUT elektrisch in Reihe geschaltet, insbesondere zwischen dem gemeinsamen Port CP und einem Eingangsport RXFIN des Empfangsfilters RXF. Das zweite induktive Element IE2 ist in einem Nebenschlusspfad zwischen dem Signalpfad und Masse elektrisch verbunden. Insbesondere ist der Nebenschlusspfad zwischen dem Eingangsport RXFIN des Empfangsfilters RXF und Masse elektrisch verbunden. Der Resonator RES ist zwischen dem Eingangsport RXFIN des Empfangsfilters RXF und dem zweiten induktiven Element IE2 elektrisch verbunden.
  • 3 stellt die Ports eines Quadplexers QPX dar. Der Quadplexer QPX hat einen gemeinsamen Port CP, der mit einer Antenne verbunden sein kann. Ferner hat der Quadplexer QPX einen ersten Eingangsport IN1 und einen zweiten Eingangsport IN2. Ferner hat der Quadplexer QPX einen ersten Ausgangsport OUT1 und einen zweiten Ausgangsport OUT2. Der erste Eingangsport IN1 und der erste Ausgangsport OUT1 können gemäß einem regulären Gebrauch des Quadplexers QPX ähnlich dem Gebrauch eines Duplexers verwendet werden. Außerdem können der zweite Eingangsport IN2 und/oder der zweite Ausgangsport OUT2 zum Senden und/oder Empfangen weiterer HF-Signale verwendet werden, z. B. um einen Carrier Aggregation-Modus herzustellen.
  • 4 stellt eine mögliche Integration von Filtern, wie z. B. von einem oder mehreren Sendefiltern TXF oder von einem oder mehreren Empfangsfiltern RXF und/oder von einem oder mehreren Resonatoren RES innerhalb des monolithisch integrierten Bauelements, dar. Dementsprechend ist ein Querschnitt eines Duplexer-Bauelements DPXC oder ein Querschnitt eines Quadplexer-Bauelements QPXC dargestellt. Die Durchkontaktierungsverbindung 3 kann verwendet werden, um unterschiedliche Metallisierungsschichten durch dielektrische Schichten DL hindurch vertikal zu verbinden. Kapazitive Elemente CE und induktive Elemente IE können als strukturierte Metallisierungen in Metallisierungsschichten zwischen den dielektrischen Schichten erzeugt werden.
  • Verbindungspads an der Unterseite oder an der Oberseite des Bauelements können verwendet werden, um das Bauelement elektrisch und/oder mechanisch mit einer externen Schaltungsumgebung, d. h. einer Frontend-Schaltung einer mobilen Kommunikationsvorrichtung, zu verbinden.
  • 5 stellt simulierte frequenzabhängige Impedanzen an einem gemeinsamen Port eines Duplexers gemäß der oben beschriebenen Topologie dar. Der Duplexer ist für den Betrieb in Band 26 vorgesehen. Dementsprechend werden für Sendefrequenzen (B26TX) und Empfangsfrequenzen (B26RX) Frequenzen und angepasste Impedanzen in der Mitte des Smith-Diagramms erhalten. Für Frequenzen eines zweiten Frequenzbands, in diesem Fall von Band 12, liegen Impedanzen für Sendefrequenzen (B12TX) und Empfangsfrequenzen (B12RX) ferner in der Nähe der Leerlaufschaltung. Somit eignet sich die Duplexertopologie gut für den Betrieb mit Signalen von Band 26, während gleichzeitig eine Kommunikationsvorrichtung in einem Carrier Aggregation-Modus arbeitet und Signale in Band 12 sendet oder empfängt.
  • Demgegenüber stellt 6 simulierte frequenzabhängige Impedanzwerte dar, die für eine konventionelle Duplexertopologie erhalten werden. Obwohl die Impedanzwerte für Sende- und Empfangsfrequenzen von Band 26 gut angepasst sind, sind die Impedanzwerte der Sende- und Empfangssignale von Band 26-Signalen weit entfernt von einer Leerlaufimpedanz. Insbesondere für Empfangssignale von Band 26 (B26RX) würde eine an eine Kurzschlussimpedanz heranreichende Konfiguration erhalten werden. Dementsprechend wäre es möglich, dass Energie von Empfangssignalen von Band 12 abgeleitet würde und die Energie im parallelen Datensendungssystem fehlen würde. Somit würden die Sendesignale von Band 12 den Betrieb des Band 26-Duplexers stören und kann der Band 26-Duplexer den Empfang von Empfangssignalen des Band 12-Duplexers stören.
  • 7 zeigt simulierte Einfügeverluste für einen Duplexer (DPX) und für einen Quadplexer (QPX) unter Verwendung der oben beschriebenen Topologie. Für die Band 28A-Sendefrequenzen, für die Band 28A-Empfangsfrequenzen, für die Band 26-Sendefrequenzen und für die Band 26-Empfangsfrequenzen werden die Anforderungen bezüglich des Einfügeverlusts für den Duplexer und für einen entsprechenden Quadplexer, der die Topologie des beschriebenen Duplexers umfasst, erfüllt. Daher eignet sich die Topologie des Duplexers gut für den Einsatz, wenn eine simultane Datensendung in Band 28A stattfinden soll, wenn der Duplexer in Band 26-Frequenzen arbeitet.
  • Dementsprechend zeigt 8 die Situation der Frequenzbandkombination Band 26 und Band 12. Da die Einfügeverluste für den Duplexer und für den Quadplexer, der eine solche beschriebene Duplexertopologie umfasst, deutlich innerhalb der erforderlichen Bereiche liegen, kann der Duplexer für Band 26-Signale verwendet werden und kann simultanes Senden und Empfangen von Daten in Band 12-Frequenzen stattfinden.
  • Demgegenüber werden die Einfügeverluste für das gleiche Szenario, jedoch unter Verwendung eines konventionellen Duplexerdesigns, bereitgestellt. Insbesondere an den Grenzen der Band 26-Empfangsfrequenzen würden kritische Einfügeverluste erhalten werden. Ferner können die notwendigen Anforderungen bezüglich des Einfügeverlusts von Band 28A-Signalen nicht erfüllt werden. Der Einfügeverlust für Empfangssignale ist zu hoch. Für Sendesignale von Band 28A ist der Einfügeverlust für den Quadplexer noch höher.
  • 10 zeigt das entsprechende Szenario für eine Band 26/Band 12-Kombination. Bei den niedrigeren Empfangsfrequenzen von Band 26 wird der Einfügeverlust für den Band 26-Duplexer kritisch für den Duplexer und für den Quadplexer.
  • Für die Quadplexerkonfiguration sind Einfügeverluste für Empfangsfrequenzen von Band 12 unzulässig hoch. Für Sendesignale ist der Einfügeverlust noch höher.
  • Die Duplexertopologie, das Duplexer-Bauelement, die Quadplexertopologie und das Quadplexer-Bauelement sind nicht auf die oben beschriebenen und in den Figuren gezeigten technischen Merkmale begrenzt. Duplexer und Quadplexer können ferner Schaltungselemente umfassen, und die entsprechenden Bauelemente können ferner Bestandteile, dielektrische Schichten, Metallisierungsschichten und elektrische Verbindungen umfassen.
  • Bezugszeichenliste
    • CE:
    kapazitives Element
    CP:
    gemeinsamer Port
    DL:
    dielektrische Schicht
    DPX:
    Duplexer
    DPXC:
    Duplexer-Bauelement
    IE1:
    erstes induktives Element
    OUT1, OUT2:
    erster, zweiter Ausgangsport des Quadplexers
    IMC:
    Impedanzanpassungsschaltung
    IE:
    induktives Element
    IN:
    Eingangsport
    RXFIN:
    Eingangsport des Empfangsfilters
    IN1, IN2:
    Eingangsports eines Quadplexers
    OUT:
    Ausgangsport
    QPX:
    Quadplexer
    QPXC:
    Quadplexer-Bauelement
    RXF:
    Empfangsfilter
    B12RX:
    Empfangsfrequenzen von Band 12
    B26RX:
    Empfangsfrequenzen von Band 26
    B28ARX:
    Empfangsfrequenzen von Band 28A
    RES:
    Resonator
    IE2:
    zweites induktives Element
    TXF:
    Sendefilter
    B12TX:
    Sendefrequenzen von Band 12
    B26TX:
    Sendefrequenzen von Band 26
    B28ATX:
    Sendefrequenzen von Band 28A
    V:
    Durchkontaktierungsverbindung

Claims (9)

  1. Duplexer (DPX) für Carrier Aggregation, umfassend: - einen Eingangsport (IN), einen Ausgangsport (OUT) und einen gemeinsamen Port (CP), - einen Sendefilter (TXF) zwischen dem Eingangsport (IN) und dem gemeinsamen Port (CP), - einen Empfangsfilter (RXF) zwischen dem Ausgangsport (OUT) und dem gemeinsamen Port (CP), wobei der Empfangsfilter (RXF) einen Eingangsport aufweist, - eine Impedanzanpassungsschaltung (IMC) zwischen dem Empfangsfilter (RXF), dem Sendefilter (TXF) und dem gemeinsamen Port (CP), wobei - der Duplexer (DPX) eine angepasste Impedanz am gemeinsamen Port (CP) für Sendesignale eines ersten Sendefrequenzbands liefert, - der Duplexer (DPX) eine angepasste Impedanz am gemeinsamen Port (CP) für Empfangssignale des ersten Sendefrequenzbands liefert, - der Duplexer (DPX) eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port (CP) für Sendesignale eines zweiten Sendefrequenzbands liefert, - der Duplexer (DPX) eine Leerlaufimpedanz am gemeinsamen Port (CP) für Empfangssignale des zweiten Sendefrequenzbands liefert, - die Impedanzanpassungsschaltung (IMC) ein erstes Induktivitätselement (IE1), ein zweites Induktivitätselement (IE2) und einen Resonator (RES) umfasst, - das erste Induktivitätselement (IE1) zwischen dem gemeinsamen Port (CP) und dem Eingangsport (RXFIN) des Empfangsfilters (RXF) in Reihe geschaltet ist, - der Resonator (RES) in einem Nebenschlusspfad zwischen dem Eingangsport des Empfangsfilters (RXFIN) und Masse verbunden ist, - das zweite induktive Element (IE2) in dem Nebenschlusspfad zwischen dem Resonator (RES) und Masse verbunden ist.
  2. Duplexer nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Sendefilter (TXF) und/oder der Empfangsfilter (RXF) elektroakustische Filter sind.
  3. Duplexer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Impedanzanpassungsschaltung (IMC) ein erstes Induktivitätselement (IE1) und ein zweites Induktivitätselement (IE2) umfasst.
  4. Duplexer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Impedanzanpassungsschaltung (IMC) einen Resonator (RES) umfasst.
  5. Duplexer nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Resonator (RES) ein elektroakustischer Resonator ist.
  6. Duplexer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das erste Sendeband das Band 26-Sendeband ist, - das erste Empfangsband das Band 26-Empfangsband ist, - das zweite Sendeband ausgewählt ist aus dem Band 12-Sendeband und dem Band 28A-Sendeband, - das zweite Empfangsband ausgewählt ist aus dem Band 12-Empfangsband und dem Band 28A-Empfangsband.
  7. Duplexer-Bauelement (DPXC), das einen Duplexer (DPX) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei alle Schaltungsbestandteile des Duplexers monolithisch in einem Vielschichtbauelement integriert sind.
  8. Quadplexer (QPX), der einen Duplexer (DPX) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einen zusätzlichen Duplexer (DPX) umfasst.
  9. Quadplexer-Bauelement (QPXC), das den Quadplexer (QPX) nach dem vorhergehenden Anspruch umfasst, wobei alle Schaltungsbestandteile des Quadplexers (QPX) monolithisch in einem Vielschichtbauelement integriert sind.
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