DE10234737B4

DE10234737B4 - Oberflächenwellenduplexer und Kommunikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE10234737B4
Application number: DE10234737A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Nagaokakyo Ikada; Tatsuro Nagaokakyo Nagai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP3900013B2; GB0217513D0; GB2382933B; CN1400736A; US6781479B2; KR100482670B1; CN1197241C; DE10234737A1; GB2382933A; JP2003115748A; US20030020562A1; KR20030012819A

Abstract

Oberflächenwellenduplexer, der folgende Merkmale umfaßt:
einen Verzweigungsabschnitt (61), der auf einem Substrat (1) vorgesehen ist, wobei der Verzweigungsabschnitt (61) eine Mehrzahl von Oberflächenwellenfiltern (2,3) umfaßt, um eine Verzweigungsfunktion zum Senden und zum Empfangen zu erreichen;
einen Antennenanschluß (21), einen Sendeanschluß (22), einen Empfangsanschluß (23) und einen Masseanschluß (24), die jeweils mit dem Verzweigungsabschnitt (61) verbunden sind und an einem Umfangsabschnitts des Substrats (1) vorgesehen sind;
eine Streifenleitung (31, 32, 33) mit einer Anpassungsfunktion, die so vorgesehen ist, daß ein Ende derselben mit dem Antennenanschluß (21) verbunden ist, und das andere Ende derselben zu zumindest einer Seite geerdet ist, die sich von einer Seite unterscheidet, die einer Seite gegenüberliegt, wo der Antennenanschluß (21) positioniert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Oberflächenwellen (hierin nachfolgend als SAW = surface-acoustic-wave abgekürzt)-Duplexer, die an einem Kopplungsabschnitt zwischen einer Mehrzahl von SAW-Filtern und einem Antennenanschluß eine Impedanzanpassungsschaltung aufweisen, und auf Kommunikationsvorrichtungen, die die SAW-Duplexer aufweisen.
Tragbare Mehrfachbandtelefone, die mit zwei oder mehr Kommunikationssystemen versehen sind, wurden heutzutage als hochfunktionale Mobilkommunikationsvorrichtungen, wie z.B. tragbare Anschlüsse, untersucht. Da eine Mehrzahl von Kommunikationssystemen in einem tragbaren Anschluß integriert sind, müssen die Komponenten derselben kompakt und hochfunktional sein. Daher wurde die Verwendung von SAW-Filtern, die für eine Kompaktheit wirkungsvoll ist, für Dualfilter, bei denen zwei Filter mit unterschiedlichen Durchlaßbandfrequenzen integriert sind, und für Duplexer, wie z.B. Antennenduplexer, untersucht.

Einen solchen Duplexer offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 02-69012, bei dem ein SAW-Filterchip selbst in ein Hülsengehäuse bzw. Abschirmgehäuseeingebaut ist, um eine Luftundurchlässigkeit beizubehalten. Diese Veröffentlichung beschreibt den Vorteil, daß eine leichtere Handhabung und eine stärkere Kompaktheit erwartet werden als bei einem herkömmlichen dielektrischen Filter, weil das Hülsengehäuse einen Abschirmeffekt liefert und das Hülsengehäuse des SAW-Filters nicht an ein Substrat gelötet werden muß.

Da außerdem der Duplexer, der in der Veröffentlichung beschrieben ist, einen Induktor als Verzweigungsschaltung verwendet, der als eine Impedanzanpassungsschaltung dient, und der Induktor eine kürzere Leitungslänge aufweist als eine herkömmliche Streifenleitung die aus einer verteilten konstanten Leitung gebildet ist, ist eine Fläche, die durch die Verzweigungsschaltung besetzt ist, kleiner. Daher kann dies zusätzlich zu dem oben beschriebenen Effekt den Duplexer noch kompakter machen. In der Veröffentlichung ist der Induktor auf der Substratrückoberfläche befestigt, um den Duplexer kompakt zu machen.

Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 05-167389 offenbart einen Duplexer, der ein Bandpaßfilter verwendet, das aus einer Mehrzahl von SAW-Resonatoren gebildet ist. Die Veröffentlichung beschreibt als eine Struktur eines Duplexers gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, daß ein Induktor zwischen einem Verbindungspunkt von Sende- und Empfangssignalen und der Masse als eine Impedanzanpassungsschaltung eingefügt ist.

Außerdem offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 05-167389 als einen anderen Duplexer einen Duplexer, der so kompakt wie möglich gemacht werden kann, während eine zufriedenstellende Isolation beibehalten wird. Die Veröffentlichung offenbart in ihrem sechsten Ausführungsbeispiel, daß drei externe Signalanschlüsse an drei Seiten angeordnet sind, und geerdete Abschnitte an beiden Seiten jedes Signalanschlusses angeordnet sind, um zu verhindern, daß Signale lecken.

Da jedoch bei einem Duplexer, der das oben beschriebene herkömmliche SAW-Filter verwendet, der Duplexer kompakter gemacht wurde, und der Abstand zwischen Anschlüssen, wie z.B. einem Antennenanschluß, einem Sendeanschluß und einem Empfangsanschluß, kurz gemacht wurde, ist es ein Problem, daß zwischen den Anschlüssen keine ausreichende Isolation erhalten werden kann.

In der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 02-69012 ist jeder Signalanschluß auf der glei chen Seite angeordnet. Im Gegensatz dazu sind bei der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 05-167389 die Signalanschlüsse an drei Seiten angeordnet, und geerdete Abschnitte sind an beiden Seiten jedes Signalanschlusses angeordnet, um zu verhindern, daß Signale zwischen den Signalanschlüssen lecken.

Im allgemeinen ist an einem Antennenkopplungsabschnitt eines SAW-Duplexers eine Anpassungsschaltung erforderlich. Wie es in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 02-69012 und der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 05-167388 gezeigt ist, wird in einigen Fällen ein paralleler Induktor verwendet. Wenn ein Induktor mit einem Antennenanschluß als Anpassungsschaltung verbunden ist, und das andere Ende mit der Masse verbunden ist, wie es in 1B der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 02-69012 gezeigt ist, ist es für die Verdrahtung sinnvoll, daß eine Masseelektrode an der anderen Seite des Antennenanschlusses angeordnet ist.

Mit dem oben beschriebenen Anordnungsverfahren konnte jedoch keine ausreichende Isolation zwischen dem Antennenanschluß und anderen Anschlüssen und zwischen dem Sendeanschluß und dem Empfangsanschluß erhalten werden.

Die EP 0 575 174 A1 beschreibt ein Duplexfilter für ein tragbares Telefon, welches sowohl für das Empfangsfilter als auch für das Sendefilter einen SAW-Filter verwendet. Die jeweiligen SAW-Filter sind über Koaxialleitungen mit einem Antennenanschluss verbunden, wobei den SAW-Filter im entsprechenden Sende- bzw. Empfangs-Pfad eine Anpassschaltung zugeordnet ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen SAW-Duplexer, bei dem eine Impedanzanpassungsschaltung an einem Antennenkopplungsabschnitt vorgesehen ist, und eine zufriedenstellende Isolationscharakteristik geliefert wird, und eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die das SAW-Filter aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Duplexer gemäß Anspruch 1 und eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Die vorhergehende Aufgabe wird bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Oberflä chenwellenduplexers erreicht, der einen Verzweigungsabschnitt umfaßt, der auf einem Substrat vorgesehen ist, wobei der Verzweigungsabschnitt folgende Merkmale umfaßt: eine Mehrzahl von Oberflächenwellenfiltern, um eine Verzweigungsfunktion für Sendung und Empfang zu erreichen; einen Antennenanschluß, einen Sendeanschluß, einen Empfangsanschluß und einen Masseanschluß, die jeweils mit dem Verzweigungsabschnitt verbunden sind, und an einem Peripherieabschnitt des Substrats vorgesehen sind; und eine Streifenleitung mit einer Anpassungsfunktion, die vorgesehen ist, so daß ein Ende derselben mit dem Antennenanschluß verbunden ist, und das andere Ende derselben zu zumindest einer Seite geerdet ist, die sich von einer Seite unterscheidet, die einer Seite gegenüberliegt, an der der Antennenanschluß positioniert ist.

Da gemäß der oben beschriebenen Struktur die Mehrzahl von SAW-Filtern verwendet werden, ist die Verzweigungsfunktion für Senden für Empfangen vorgesehen. Da außerdem die Streifenleitung mit der Anpassungsfunktion, die mit dem Antennenanschluß verbunden ist, vorgesehen ist, ist die Anpassung einer Eingangs- und einer Ausgangsimpedanz an dem Antennenanschluß implementiert. Daher ist eine Sendecharakteristik für Sendung und Empfang zu und von dem Antennenanschluß verbessert.

Da ferner bei der oben beschriebenen Struktur die Streifenleitung vorgesehen ist, so daß sie zumindest zu einer Seite geerdet ist, die sich von einer Seite unterscheidet, die einer Seite gegenüberliegt, an der der Antennenanschluß vorgesehen ist, ist die Verschlechterung der Dämpfung von dem Antennenanschluß zu dem Empfangsanschluß unterdrückt, und die Verschlechterung der Dämpfung bei einer Isolationscharakteristik von dem Sendeanschluß zu dem Empfangsanschluß ist ebenfalls unterdrückt.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß das Substrat ein Mehrschichtsubstrat mit einer Mehrzahl von leitfähigen Strukturen ist, die für eine elektrische Elementschaltung und für eine Verbindungsleitung in einer Dickerichtung verwendet werden, und die Streifenleitung ist als ein Teil der leitfähigen Strukturen gebildet und mit einer leitfähigen Massestruktur verbunden, die auf der gleichen Schicht vorgesehen ist wie die leitfähigen Strukturen.

Da das Substrat gemäß der oben beschriebenen Struktur ein Mehrschichtsubstrat ist, wird eine Kompaktheit geliefert und eine Verdrahtung zu jedem Anschluß kann flexibler installiert werden. Daher ist eine Störung zwischen den Anschlüssen unterdrückt.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß die Streifenleitung zu der Seite geerdet ist, wo der Antennenanschluß positioniert ist.

Gemäß der oben beschriebenen Struktur ist ferner die Verschlechterung der Dämpfung von dem Antennenanschluß zu dem Empfangsanschluß sicherer unterdrückt, und die Verschlechterung der Dämpfung bei einer Isolationscharakteristik von dem Sendeanschluß zu dem Empfangsanschluß ist ebenfalls sicherer unterdrückt.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß die Streifenleitung in einem Bereich geerdet ist, der sich von einem Bereich unterscheidet, der den Empfangsanschluß umfaßt, zwischen zwei Bereichen, in denen das Substrat durch eine gedachte Linie unterteilt ist, die den Antennenanschluß und den Sendeanschluß verbindet.

Da die Streifenleitung ferner gemäß der oben beschriebenen Struktur in dem Bereich geerdet ist, der sich von dem Bereich unterscheidet, der den Empfangsanschluß aufweist, wird die Isolation zwischen den beiden Bereichen, in die das Substrat durch die gedachte Linie geteilt wird, die den Antennenanschluß und den Sendeanschluß verbindet, besser bei einem zufriedenstellenden Pegel beibehalten. Daher liefert die oben beschriebene Struktur eine Kompaktheit und implementiert effektiver eine hervorragende Dämpfungscharakteristik.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß der Sendeanschluß und der Empfangsanschluß auf jeweils beiden Eckabschnitten entlang einer ersten Seite des Substrats vorgesehen sind; und der Antennenanschluß ist in einem Mittelabschnitt einer zweiten Seite vorgesehen, die der ersten Seite gegenüberliegt.

Da die gegenseitige Störung zwischen beliebigen zwei Anschlüssen von Antennenanschluß, Sendeanschluß und Empfangsanschluß gemäß der oben beschriebenen Struktur unterdrückt ist, wird eine zufriedenstellende Isolation zwischen beliebigen zwei der obigen Anschlüsse besser erhalten.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß ein Masseanschluß zwischen beliebigen zwei Anschlüssen von Antennenanschluß, Sendeanschluß und Empfangsanschluß angeordnet ist.

Da die gegenseitige Störung zwischen beliebigen zwei Anschlüssen von Antennenanschluß, Sendeanschluß und Empfangsanschluß gemäß der oben beschriebenen Struktur durch den Masseanschluß, der zwischen beliebigen zwei der Anschlüsse angeordnet ist, besser unterdrückt wird, wird zwischen beliebigen zwei der obigen Anschlüsse eine zufriedenstellende Isolation besser erhalten.

Der oben beschriebene SAW-Duplexer kann so konfiguriert sein, daß die Streifenleitung in einer Spulenform gebildet ist. Da die Streifenleitung gemäß der oben beschriebenen Struktur in einer Spulenform gebildet ist, ist nur ein kleinerer Platz erforderlich, und eine Kompaktheit ist vorgesehen.

Da die spulenförmige Streifenleitung bei der oben beschriebenen Struktur außerdem auch als ein Induktorelement dient, funktioniert dieselbe nicht nur als ein Anpassungselement sondern auch als ein Element zum Unterdrücken von harmonischen Signalen. Daher ist die Emission von unbrauchbaren harmonischen Signalen von einer Kommunikationsvorrichtung, wie z.B. einem tragbaren Anschluß, unterdrückt.

Die vorhergehende Aufgabe wird bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer Kommunikationsvorrichtung erreicht, die einen der oben beschriebenen Oberflächenwellenduplexer enthält.

Da die Kommunikationsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Struktur einen kompakten SAW-Duplexer mit einer zufriedenstellenden Isolation zwischen beliebigen zwei Anschlüssen von Antennenanschluß, Sendeanschluß und Empfangsanschluß aufweist, kann eine Kompaktheit geliefert werden und Kommunikationscharakteristika, wie z.B. eine Übertragungscharakteristik, können verbessert werden.

Wie es oben beschrieben ist, weist ein SAW-Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung eine Struktur auf, bei der ein Verzweigungsabschnitt mit einer Mehrzahl von SAW-Filtern auf einem Substrat vorgesehen ist, und eine Streifenleitung, die mit einem Antennenanschluß des Verzweigungsabschnitts verbunden ist, ist zu zumindest einer Seite geerdet, die sich von der Seite unterscheidet, die der Seite gegenüberliegt, an der der Antennenanschluß vorgesehen ist.

Dadurch ermöglicht die oben beschriebene Struktur, daß die Anpassung eines Antennenanschlusses, der mit SAW-Filtern verbunden ist, durch die Streifenleitung erhalten wird, während eine Kompaktheit geliefert wird, und außerdem eine hervorragende Dämpfungscharakteristik und ein hervorragende Isolationscharakteristik geliefert werden.

Wie es oben beschrieben ist, weist eine Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den oben beschriebenen SAW-Duplexer auf. Da der verwendete SAW-Duplexer kompakt ist und mehrere Funktionen und eine hervorragende Übertragungscharakteristik aufweist, gibt die Struktur der Kommunikationsvorrichtung daher eine hervorragende Sende- und Empfangsfunktion und auch Kompaktheit.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1A bis 1D auseinandergezogene Grundrisse des Mehrschichtsubstrats eines SAW-Duplexers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2 eine perspektivische Ansicht des SAW-Duplexers;

3 ein Blockschaltbild des SAW-Duplexers;

4 eine skizzierte Querschnittsansicht des Mehrschichtsubstrats;

5 eine Ansicht, die Anschlüsse auf der Rückoberfläche des Mehrschichtsubstrats beschreibt;

6 ein Diagramm, das eine Durchlaßbandamplitudencharakteristik von einem Antennenanschluß zu einem Empfangsanschluß des SAW-Duplexers zeigt;

7 ein Diagramm, das eine Isolationscharakteristik von einem Sendeanschluß zu dem Empfangsanschluß des SAW-Duplexers zeigt;

8 ein Grundriß, der eine Modifikation der Streifenleitungen mit Bezug auf 1C zeigt;

9A eine Ansicht, die die Masseposition einer Streifenleitung in einem Mehrschichtsubstrat gemäß der vorliegende Erfindung zeigt;

9B eine Masseposition in einem SAW-Duplexer zum Vergleich;

10 ein Diagramm, das eine Durchlaßbandamplitudencharakteristik von einem Antennenanschluß zu einem Empfangsanschluß des SAW-Duplexers zum Vergleich zeigt;

11 ein Diagramm, das eine Isolationscharakteristik von einem Sendeanschluß zu dem Empfangsanschluß zu dem SAW-Duplexers zum Vergleich zeigt;

12 ein Blockschaltbild zum Beschreiben der Verschlechterung jeder Charakteristik des SAW-Duplexers zum Vergleich;

13 ein Grundriß einer dritten leitfähigen Schicht, die von einem SAW-Duplexer zu einem anderen Vergleich verwendet wird;

14 ein Diagramm, das eine Durchlaßbandamplitudencharakteristik von einem Antennenanschluß zu einem Empfangsanschluß des SAW-Duplexers zu einem anderen Vergleich zeigt;

15 ein Diagramm, das eine Isolationscharakteristik von einem Sendeanschluß zu dem Empfangsanschluß des SAW-Duplexers zu einem anderen Vergleich zeigt;

16 ein Diagramm, das die Störsignalcharakteristik der Sendeseite des SAW-Duplexers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

17 ein Blockdiagramm eines Hauptabschnitts einer Kommunikationsvorrichtung, die einen SAW-Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

Jedes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 1-17 beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
2 ist eine strukturelle Ansicht, die zum Beschreiben eines SAW-Duplexers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie es in 2 gezeigt ist, ist ein SAW-Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung so gebildet, daß ein Sende-SAW-Filter 2, ein Empfangs-SAW-Filter 3, eine Impedanzanpassungsspule 4 und ein Kondensator 5 auf einem Rechteck-plattenförmigen Mehrschichtsubstrat (Substrat) 1 befestigt sind. Die SAW-Filter 2 und 3 bilden einen Verzweigungsabschnitt 61.
Bei jedem der SAW-Filter 2 und 3, obwohl dies nicht gezeigt ist, sind ein oder eine Mehrzahl von kammartigen Elektrodenabschnitten (Interdigitalwandler, hierin nachfolgend als IDTs abgekürzt) und zwei Reflektoren, die die IDTs von links und rechts umgeben (Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenwelle) auf einem piezoelektrischen Substrat in der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle angeordnet.
Der IDT ist aus einem Metalldünnfilm, wie z.B. einem Aluminiumfilm, gebildet, und wirkt als ein Oberflächenwellenumwandlungsabschnitt, der eingegebene elektrische Signale (Wechselstrom) zu Oberflächenwellen (elastische Energie) umwandelt, die sich auf dem piezoelektrischen Substrat ausbreiten, und die Oberflächenwellen zu elektrischen Signalen umwandelt und dieselben ausgibt. Die Reflektoren haben die Funktion zum Reflektieren der ausbreitenden Oberflächenwelle in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen, in der sich die Oberflächenwelle ausgebreitet hat.
Bei einem solchen IDT bestimmt das Spezifizieren der Länge und Breite jedes interdigitalen Elektrodenfingers, des Abstands zwischen benachbarten interdigitalen Elektrodenfingern und einer interdigitalen Länge, die die Länge gegenüberliegender Abschnitte von interdigitalen Elektrodenfingern anzeigt, die erhalten werden, wenn dieselben miteinander Eingriff nehmen, die Signalumwandlungscharakteristik und das Durchlaßband. Bei den Reflektoren bestimmt das Einstellen der Breite jedes Reflektorelektrodenfingers und deren Abstand die Reflexionscharakteristik.
Bei dem SAW-Duplexer, obwohl dies nicht gezeigt ist, ist eine Metallabdeckung ferner auf dem Mehrschichtsubstrat 1 befestigt, um Komponenten, wie z.B. das SAW-Filter 2, abzudecken. Wie es in einem Verzweigungsschaltbild von 3 gezeigt ist, sind Anpassungsstreifenleitungen 31, 32 und 33 in dem Mehrschichtsubstrat 1 gebildet. Die Streifenleitungen 31 und 32 sind aus spulenförmigen Leitungen gebildet, und die Streifenleitung 33 ist aus einer Zick-Zack-Leitung gebildet, die abwechselnd gefaltet ist. Dieselben haben die Funktion eines induktiven Bauelements.
4 zeigt eine beispielhafte Querschnittsansicht des Mehrschichtsubstrats 1. Das Mehrschichtsubstrat 1 weist drei dielektrische Schichten 11, 12 und 13 in seiner Dickerichtung auf, und ist mit leitfähigen Schichten 14, 15, 16 und 17 versehen, die aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, die über und unter den drei dielektrischen Schichten angeordnet sind (in der Dickerichtung). Die dielektrischen Schichten 11, 12 und 13 sind aus einem Keramikoxid, wie z.B. Al₂O₃, oder einem Glasharz hergestellt. Bei dem Mehrschichtsubstrat 1 kann die Anzahl der Schichten abhängig von der Form und dem Typ des verwendeten Anpassungsgeräts erhöht oder reduziert werden.
1A-1D zeigen Grundrisse der vier leitfähigen Schichten 14, 15, 16 und 17 in dem Mehrschichtsubstrat 1. Auf einer ersten leitfähigen Schicht 14 ist eine erste Elektrodenstruktur (leitfähige Struktur) 14a zum Befestigen der SAW-Filter 2 und 3, der Spule 4 und des Kondensators 5 gebildet, wie es in 1A gezeigt ist. Auf einer dritten leitfähigen Schicht 16 ist eine dritte Elektrodenstruktur (leitfähige Struktur) 16a gebildet, die mit den Impedanzanpassungsstreifenleitungen 31, 32 und 33, einem Verbindungspunktabschnitt (gemeinsamer Anschluß) 34 der Streifenleitungen 31, 32 und 33 und Massestrukturen 24A und 24B, die mit der anderen Endseite der Streifenleitung 33 verbunden sind, versehen ist, wie es 1C gezeigt ist.
Die Streifenleitungen 31, 32 und 33 sind zwischen einer zweiten Elektrodenstruktur (leitfähige Struktur) 15a, die als eine Masse (GND) – Struktur dient, die auf einer zweiten leitfähigen Schicht 15 gebildet ist, und einer Massestruktur 17b, die als ein Teil einer vierten Elektrodenstruktur (leitfähige Struktur) 17a dient, die auf einer vierten leitfähigen Struktur 17 gebildet ist, in der Dickerichtung des Mehrschichtsubstrats 1 angeordnet, wie es in 1B und 1D gezeigt ist.
Die erste bis vierte leitfähige Schicht 14-17 sind durch ein Durchgangsloch 18, das in der Dickerichtung in dem Mehrschichtsubstrat 1 gebildet ist, in einer Durchgangsweise, und durch ein Durchgangsloch 19, das entlang der Dickerichtung außerhalb des Mehrschichtsubstrats 1 gebildet ist, elektrisch verbunden, wie es in 4 gezeigt ist.
Auf der vierten leitfähigen Schicht 17 sind ein Antennenanschluß 21, ein Sendeanschluß 22, ein Empfangsanschluß 23 und die Masseanschlüsse 24 entlang Peripherieabschnitten der beinahe rechteckigen vierten leitfähigen Schicht 17 als die vierte Elektrodenstruktur 17a gebildet, wie es in 1D gezeigt ist. 5 zeigt die Anordnung jedes Rückoberflächenanschlusses, der auf der Rückoberfläche (eine Endfläche des Mehrschichtsubstrats 1 in der Dickerichtung, die Rückoberflächenseite der vierten leitfähigen Schicht 17, die in 1D gezeigt ist) des SAW-Duplexers vorgesehen ist. Wie es in 5 gezeigt ist, ist eine Massestruktur 17b auf der vierten leitfähigen Schicht 17 mit einem isolierenden Material, wie z.B. einem Resist 20, in einer vorbestimmten Form an der Rückoberflächenseite beschichtet, um jeden Masseanschluß 24 zu bilden.
Bei einer solchen Anordnung der Rückoberflächenanschlüsse sind der Antennenanschluß 21, der Sendeanschluß 22 und der Empfangsanschluß 23 angeordnet, um eine gegenseitige Störung zu unterdrücken. Beispielsweise sind der Sendeanschluß 22, der Empfangsanschluß 23 an Eckabschnitten entlang einer ersten langen Seite (einer ersten Seite) in der beinahe rechteckigen vierten leitfähigen Schicht 17 vorgesehen, und der Antennenanschluß 21 ist an einem Mittelabschnitt entlang einer zweiten langen Seite (einer zweiten Seite) vorgesehen, die der ersten langen Seite gegenüberliegt.
Ferner sind auf der Rückoberfläche der leitfähigen Schicht 17 zwischen dem Antennenanschluß 21, dem Sendeanschluß 22 und dem Empfangsanschluß 23 eine Mehrzahl von beispielsweise zwei oder drei Masseanschlüssen 24 angeordnet, wobei der Abstand zwischen benachbarten Anschlüssen etwa gleich eingestellt ist.
Mit einer solchen Anordnung der Anschlüsse wird eine Störung zwischen dem Antennenanschluß 21, dem Sendeanschluß 22 und dem Empfangsanschluß 23 zuverlässiger unterdrückt.
Die Streifenleitungen 31 und 32 vom offenen Typ zum Liefern von Dämpfungspolen in der Nähe der Frequenzbänder der zweiten und dritten Harmonischen der sendeseitigen Welle und die Streifenleitung 33 mit einer Impedanzanpassungsfunktion für einen Antennenkopplungsabschnitt 14b sind auf der dritten leitfähigen Schicht 16 gebildet, wie es in 1C gezeigt ist.
Diese drei Streifenleitungen 31, 32 und 33 sind an den Verbindungspunktabschnitt 34 vereinigt, und durch ein Durchgangsloch 19a mit dem Antennenkopplungsabschnitt 14b auf der ersten leitfähigen Schicht 14 und mit dem Antennenanschluß 21 auf der vierten leitfähigen Schicht 17 verbunden. Der Antennenkopplungsabschnitt 14b ist entweder mit dem Eingang- oder dem Ausgangsanschluß von dem SAW-Filter 2 und dem SAW-Filter 3 verbunden.
Das andere Ende jeder der Streifenleitungen 31 und 32 ist offen, und das andere Ende der Streifenleitung 33 ist auf der gleichen Schicht geerdet, wobei die dritte leitfähige Schicht 16 beispielsweise mit den Massestrukturen 24A und 24B verbunden ist. Die Massestrukturen 24A und 24B sind mit Masseanschlüssen 24a und 24b, die Rückseitenanschlüsse sind, über Durchgangslöcher 19b bzw. 19c verbunden.
Ferner sind die Massestrukturen 24A und 24B ebenfalls mit einer Massestruktur 14c auf der ersten leitfähigen Schicht 14 und mit einer zweiten Elektrodenstruktur 15a verbunden, die eine Massestruktur auf der zweiten leitfähigen Schicht 15 ist.
Die Streifenleitung 33 ist nur mit den Massestrukturen 24a und 24b verbunden, die an einer Seite 41 positioniert sind, die den Antennenanschluß 21 umfaßt, auf der dritten leitfähigen Schicht 16.
6 und 7 zeigen Charakteristika des AMPS/CDMA-SWA-Duplexers (CDMA = Code Division Multiple Access; AMPS = Advanced Mobile Phone System) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Durchlaßband an der Sendeseite reicht von 824 MHz bis 849 MHz und das Durchlaßband an der Empfangsseite reicht von 869 MHz bis 894 MHz. 6 zeigt eine Amplitudencharakteristik in der Nähe des Durchlaßbands von dem Antennenanschluß 21 zu dem Empfangsanschluß 23. In der in 6 gezeigten Charakteristik wird eine so zufriedenstellende Dämpfung wie 58dB bei 849 MHz (Δ2) erreicht. 7 zeigt eine Isolationscharakteristik von dem Sendeanschluß 22 zu dem Empfangsanschluß 23. Bei der in 7 gezeigten Charakteristik wird eine so zufriedenstellende Dämpfung wie 62dB ebenfalls bei 849 MHz (Δ2) erhalten.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Streifenleitung 33 über den Masseanschluß 24a und andere Masseanschlusse auf der Seite 41 geerdet, wo der Antennenanschluß 21 positioniert ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Wie es in 8 gezeigt ist, kann die Streifenleitung 33 mit einem Masseanschluß 24c oder einem Masseanschluß 24d auf einer Seite 42 näher zu dem Sendeanschluß 22 verbunden sein, der benachbart zu der Seite 41 ist, zusätzlich zu denjenigen auf der Seite 41, wo der Antennenanschluß 21 positioniert ist. In diesem Fall wird ebenfalls eine zufriedenstellende Dämpfung erhalten.
9B zeigt zum Vergleich einen SAW-Duplexer, der eine Masseposition einer Streifenleitung 33 aufweist, die sich von der in 9A gezeigten unterscheidet, die eine Masseposition der Streifenleitung 33 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der in 9B gezeigte Vergleichs-SAW-Duplexer weist die gleiche Struktur auf wie der Duplexer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das oben beschrieben wurde, außer daß eine dritte leitfähige Schicht 26 mit einer Streifenleitung 33a für die dritte leitfähige Schicht 16 eingesetzt ist. Die Streifenleitung 33a ist mit Massestrukturen 24A und 24B und auch mit einer Massestruktur 24C verbunden, die eine Seite 43 kontaktieren, die der Seite gegenüberliegt, wo der Antennenanschluß 21 positioniert ist, zusätzlich zu den oben beschriebenen Seiten 41 und 42.
10 und 11 zeigen Charakteristika des Vergleichs-SAW-Duplexers. Bei einer Amplitudencharakteristik von einem Antennenanschluß 21 zu einem Empfangsanschluß 23, die in 10 gezeigt ist, wird eine Dämpfung auf etwa 45 dB bei 849 MHz reduziert. Bei einer in 11 gezeigten Isolati onscharakteristik wird eine Dämpfung auf etwa 47 dB bei 849 MHz reduziert. Die Reduktionen sind eindeutig groß, etwa 13dB gegenüber 6 und etwa 16 dB gegenüber 7.
Die in 10 und 11 gezeigten gestrichelten Linien zeigen die in 6 bzw. 7 gezeigten Charakteristika zu Vergleichszwecken an. Bei der in 9B gezeigten Struktur, wie z.B. derjenigen, die in einem Schaltbild in 2 dargestellt ist, ist die Erdung (GND) jedes Anschlusses des Duplexers nicht ausreichend Erde zur (GND) eines Meßsystems (einer Kommunikationsvorrichtung, wie z.B. einem tragbaren Anschluß).
Daher weisen Massedrähte in dem Duplexer leicht induktiven Komponenten 51, 52 und 53 auf. Da die induktive Komponente 51, die mit dem Antennenanschluß 21 verbunden ist, größer ist als die induktive Komponente 53, die mit dem Empfangsanschluß 23 verbunden ist, tritt an den Masseanschlüssen von dem Antennenanschluß 21 zu dem Empfangsanschluß 23 Signallecken auf, und somit ist die Dämpfung reduziert.
Wenn daher die Streifenleitung 33 so angeordnet ist, daß sie zu zumindest einer Seite geerdet ist, die sich von der Seite unterscheidet, die der Seite gegenüberliegt, wo der Antennenanschluß 21 positioniert ist, der als ein gemeinsamer Anschluß dient, beispielsweise zu dem Masseanschluß 24a, wird ein SAW-Duplexer mit einer zufriedenstellenden Dämpfungscharakteristik geliefert, bei dem die Dämpfung außerhalb des Durchlaßbandes groß ist und eine Isolationscharakteristik hervorragend ist.
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt ein charakteristisches Beispiel eines Antennenduplexers. Die gleichen Vorteile werden für die Dämpfungscharakteristik eines mehrmodigen dualen SAW-Filters mit einem gemeinsamen Eingangsanschluß und getrennten Ausgangsanschlüssen erreicht.
Eine Modifikation des Verfahrens zum Erden der Streifenleitung 33 wird nachfolgend beschrieben. Ein Masseanschluß, der mit der Streifenleitung 33 verbunden ist, ist mit der Seite 41 verbunden, die sich in einem Bereich Y befindet, und die den Antennenanschluß 21 auf der dritten leitfähigen Schicht 16 umfaßt, wie es in 9A gezeigt ist.
Der Bereich Y bezieht sich auf einen Bereich, der den Empfangsanschluß 23 nicht umfaßt, unter den zwei Bereichen X und Y, in die die dritte Elektrodenstruktur 16a auf der dritten leitfähigen Schicht 16 durch eine gedachte gerade Linie A-A' unterteilt ist, die den Antennenanschluß 21 und den Sendeanschluß 22 verbindet.
Da die Masseanschlüsse 24a und 24b, die mit der Streifenleitung 33 verbunden sind, gemäß der obigen Modifikation in dem Bereich Y positioniert sind, welches ein Bereich ist, der den Empfangsanschluß 23 nicht umfaßt, von den zwei Bereichen X und Y, in denen die dritte leitfähige Schicht 16 durch die gedachte gerade Linie A-A' unterteilt ist, die den Antennenanschluß 21 und den Sendeanschluß 22 verbindet, und mit der Seite 41 verbunden sind, die den Antennenanschluß 21 umfaßt, werden zufriedenstellende Dämpfungscharakteristika erhalten, so wie diejenigen, die in 6 und 7 gezeigt sind.
Nachfolgend zeigt 13 einen SAW-Duplexer für einen weiteren Vergleich, der die Masseposition gegenüberliegend zu derjenigen bei der obigen Modifikation aufweist. Bei dem SAW-Duplexer für einen weiteren Vergleich wird eine dritte leitfähige Schicht 36 verwendet, bei der eine Streifenleitung 33b, die der Streifenleitung 33 entspricht, mit einer Massestruktur 24D verbunden ist. Die Massestruktur 24D ist in einem Bereich X positioniert, welches ein Bereich ist, der einen Empfangsanschluß 23 von zwei Bereichen X und Y umfaßt, in die die dritte leitfähige Schicht 36 durch die gedachte gerade Linie A-A' unterteilt ist, die einen Antennenanschluß 21 und einen Sendeanschluß 22 verbindet, und dieselbe ist auf einer Seite 41 positioniert, die den Antennenanschluß 21 umfaßt.
Der SAW-Duplexer für einen weiteren Vergleich zeigt eine Verschlechterung bei seinen Dämpfungscharakteristika, wie es in 14 und 15 gezeigt ist. 14 zeigt eine Amplitudencharakteristik in der Nähe eines Durchlaßbands von dem Antennenanschluß 21 zu dem Empfangsanschluß 23. 15 zeigt eine Isolationscharakteristik von dem Sendeanschluß 22 zu dem Empfangsanschluß 23. Bei der in 14 gezeigten Charakteristik wird eine Dämpfung von 58dB bei 849 MHz erhalten, die um etwa 2dB von der Charakteristik des in 6 gezeigten SAW-Duplexers reduziert ist. Bei der in 15 gezeigten Charakteristik wird eine Dämpfung von 59dB bei 849 MHz erhalten, die ebenfalls um etwa 3dB von der Charakteristik des in 7 gezeigten SAW-Duplexers reduziert ist. Gestrichelte Linien, die in 14 und 15 gezeigt sind, zeigen die in 6 bzw. 7 gezeigten Charakteristika zum Vergleich.
Da die Streifenleitung 33 bei dem oben beschriebenen SAW-Duplexer in dem Bereich Y positioniert ist und zu der Seite 41 geerdet ist, die den Antennenanschluß 21 umfaßt, wird eine große Dämpfung außerhalb des Durchlaßbandes erhalten und eine verbesserte Isolationscharakteristik wird ebenfalls geliefert.
Wenn die Streifenleitungen 31 und 32 des offenen Typs mit dem Antennenanschluß 21 verbunden sind, wird festgestellt, daß, wie es in der Störsignalcharakteristik der Sendeseite, die in 16 dargestellt ist, gezeigt ist, eine Durchlaßbandanpassung durch kapazitive Komponenten (kondensatorartige Charakteristika) der Streifenleitungen 31 und 32 erhalten wird, und außerdem wird eine verbesserte Dämpfung erhalten (siehe Δ2 und Δ3 in 16) bei den Frequenzbändern der Harmonischen, die Frequenzen gleich dem zweifachen und dreifachen der Sendefrequenz aufweisen.
Wenn ferner die Streifenleitung 33 vom kurzgeschalteten Typ (geerdet) mit dem Antennenanschluß 21 verbunden ist, wurde festgestellt, daß eine weitere große Dämpfung bei dem Frequenzband der dritten Harmonischen erhalten wird (siehe einen minimalen Punkt in einer höheren Frequenzseite von Δ4 in 16) aufgrund der induktorartigen Charakteristika der Streifenleitung 33.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Kommunikationsvorrichtung 100, in der der SAW-Duplexer, der in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, befestigt ist, wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 17 beschrieben. Die Kommunikationsvorrichtung 100 umfaßt in einer Empfängerseite (Rx-Seite) zum Empfangen eine Antenne 101, ein Antennenduplexer/HF-Eingangsfilter 102, einen Verstärker 103, ein Zwischen-Rx-Stufenfilter 104, einen Mischer 105, ein erstes HF-Filter 106, einen Mischer 107, ein zweites HF-Filter 108, einen ersten und einen zweiten lokalen Synthesizer 111, einen temperaturkompensierten Kristalloszillator (TCXO = temperature compensated crystal oscillator) 112, einen Teiler 113 und ein lokales Filter 114. Es wird bevorzugt, daß symmetrische Signale von dem Zwischen-Rx-Stufenfilter 104 zu dem Mischer 105 übertragen werden, um eine Symmetrie beizubehalten, wie es durch eine doppelte Linie in 17 dargestellt ist.
Die Kommunikationsvorrichtung 100 umfaßt außerdem in einer Sender-Empfängerseite (Tx-Seite) für die Sendung die Antenne 101 und das Antennenduplexer/HF-Eingangsfilter 102, die beide ein Tx-HF-Filter 121, einen Mischer 122, ein Zwischen-Tx-Stufenfilter 123, einen Verstärker 124, einen Koppler 125, einen Isolator 126 und eine automatische Leistungssteuerung (APC = automatic power control) 127 gemeinschaftlich verwenden.
Der SAW-Duplexer, der in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, kann passend für das Antennenduplexer/HF-Eingangsfilter 102 verwendet werden.
Da der verwendete SAW-Duplexer kompakt ist und mehrere Funktionen und zufriedenstellende Übertragungscharakteristika aufweist, weist die Kommunikationsvorrichtung daher eine zufriedenstellende Sende- und Empfangsfunktion auf und ist kompakt.

Claims

Oberflächenwellenduplexer, der folgende Merkmale umfaßt: einen Verzweigungsabschnitt (61), der auf einem Substrat (1) vorgesehen ist, wobei der Verzweigungsabschnitt (61) eine Mehrzahl von Oberflächenwellenfiltern (2,3) umfaßt, um eine Verzweigungsfunktion zum Senden und zum Empfangen zu erreichen; einen Antennenanschluß (21), einen Sendeanschluß (22), einen Empfangsanschluß (23) und einen Masseanschluß (24), die jeweils mit dem Verzweigungsabschnitt (61) verbunden sind und an einem Umfangsabschnitts des Substrats (1) vorgesehen sind; eine Streifenleitung (31, 32, 33) mit einer Anpassungsfunktion, die so vorgesehen ist, daß ein Ende derselben mit dem Antennenanschluß (21) verbunden ist, und das andere Ende derselben zu zumindest einer Seite geerdet ist, die sich von einer Seite unterscheidet, die einer Seite gegenüberliegt, wo der Antennenanschluß (21) positioniert ist.
Oberflächenwellenduplexer gemäß Anspruch 1, bei dem das Substrat (1) ein Mehrschichtsubstrat mit einer Mehrzahl von leitfähigen Strukturen ist, die für eine elektrische Elementschaltung und eine Verbindungsleitung in einer Dickerichtung verwendet werden; und wobei die Streifenleitung als ein Teil der leitfähigen Strukturen gebildet ist und mit einer leitfähigen Massestruktur verbunden ist, die auf der gleichen Schicht vorgesehen ist wie die leitfähigen Strukturen.
Oberflächenwellenduplexer gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Streifenleitung zu der Seite geerdet ist, wo der Antennenanschluß 21 positioniert ist.
Oberflächenwellenduplexer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Streifenleitung in einem Bereich, der sich von einem Bereich unterscheidet, der den Empfangsanschluß (23) umfaßt, geerdet ist, wobei der Bereich von zwei Bereichen gewählt ist, in die das Substrat (1) durch eine gedachte Linie unterteilt ist, die den Antennenanschluß (21) und den Sendeanschluß (22) verbindet.
Oberflächenwellenduplexer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Sendeanschluß (22) und der Empfangsanschluß (23) auf jeweils beiden Eckabschnitten entlang einer ersten Seite des Substrats vorgesehen sind; und der Antennenanschluß (21) in einem Mittelabschnitt einer zweiten Seite vorgesehen ist, die der ersten Seite gegenüberliegt.
Oberflächenwellenduplexer gemäß Anspruch 5, bei dem ein Masseanschluß (24) zwischen beliebigen zwei Anschlüssen von Antennenanschluß (21), Sendeanschluß (22) und Empfangsanschluß (23) angeordnet ist.
Oberflächenwellenduplexer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Streifenleitung in einer Spulenform vorgesehen ist.
Kommunikationsvorrichtung (100), die einen Oberflächenwellenduplexer gemäß Anspruch 1 umfaßt.