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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung umfassend einen Antennenanschluss, einen ersten Empfangsanschluss, einen zweiten Empfangsanschluss, einen ersten Übertragungsanschluss und einen zweiten Übertragungsanschluss.
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Empfangs(Rx-)-Zwischenbandträgeraggregation (Rx interband carrier aggregation) wird durch einige Mobiltelefonstandards vorgeschrieben, z.B. durch LTE-Advanced. Empfangs-Zwischenbandträgeraggregation erfordert, dass zwei Empfangswege auf unterschiedlichen Frequenzbändern gleichzeitig aktiv sind und dadurch eine höhere Abwärts-Datenrate (downlink data rate) bereitstellen. So wird durch Trägeraggregation die Empfangsbandbreite erweitert.
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Weiterhin werden durch Standards wie LTE und WCDMA und ihre Implementierungen in Mobilfunk-Frontend-Schaltungen strenge Erfordernisse für die Übertragungs-Empfangs(Tx-Rx-)-Trennung eines Duplexers gestellt, damit der eigene Sender den entsprechenden Empfangsanschluss nicht desensibilisiert.
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Weiterhin kann ein Mobiltelefon nur Trägeraggregation unterstützen, wenn das gleiche Übertragungs-Empfangs-Trennungserfordernis auch auf die Trennung zwischen dem Hauptübertragungsanschluss und dem aggregierten Empfangsanschluss erweitert wird.
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Als Beispiel wird eine Situation in Betracht gezogen, wobei das Hauptbetriebsband mit sowohl Übertragungsanschluss als auch Empfangsanschluss Band 2 ist und das aggregierte Band Band 4 ist. In diesem Fall ist es von gleicher Bedeutung, eine gute Trennung vom Übertragungsanschluss Band 2 zum Empfangsanschluss Band 2 bereitzustellen und eine gute Trennung vom Übertragungsanschluss Band 2 zum Empfangsanschluss Band 4 bereitzustellen.
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Insbesondere kann für Bandpaare, die sich frequenzmäßig nahe beieinander befinden, dieses Problem nicht durch Verbinden der Antenne mit einem Diplexer gelöst werden, da ein Diplexer Frequenzen in Bändern, die nahe beieinander liegen, nicht genügend trennen kann. Solche Bandpaare werden beispielsweise durch Bänder 8 und 20 und Bänder 2 und 4 gebildet.
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Trägeraggregation eng beabstandeter Bänder kann durch eine Kombination von zwei Duplexern am Antennenanschluss mit einigen zusätzlichen Anpassungsnetzwerken unterstützt werden.
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Zwei am Antennenanschluss und wahlweise mit einigen Anpassungsstrukturen kombinierte Duplexer werden auch als Quadplexer bezeichnet.
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Dieser Ansatz erfordert jedoch die Umkonstruktion des akustischen Teils der Duplexer, so dass jeder der Sendeteile gute Dämpfung auf den zwei verschiedenen Empfangsfrequenzen bereitstellt. Das erfordert einen Kompromiss mit einigen anderen Parametern, z.B. Übertragungs-Einfügungsdämpfung, aufgrund zusätzlicher Resonatoren oder sonstiger Strukturen im Sende-Filterteil des Duplexers. So ist es möglich, einen Quadplexer mit annehmbarer Übertragungs-Empfangs-Trennung zu realisieren. Jedoch ist die Trennung von Sendung zu aggregiertem Empfang dieses Quadplexers nicht ausreichend.
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So ist es eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, den Nachteil eines mit der Antenne verbundenen Quadplexers zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, die eine genügende Trennung zwischen den Sendeanschlüssen und beiden Empfangsanschlüsse bereitstellt und dadurch Zwischenbandträgeraggregation unterstützt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung nach dem vorliegenden Anspruch 1 gelöst.
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Es wird eine Schaltungsanordnung bereitgestellt umfassend einen Antennenanschluss, einen ersten Empfangsanschluss, einen zweiten Empfangsanschluss, einen ersten Übertragungsanschluss, einen zweiten Übertragungsanschluss, wobei 90-Grad-Hybridschaltungen eingerichtet sind zum Umwandeln eines Eingangssignals in zwei Ausgangssignale, die zueinander phasenverschoben sind. Die Schaltungsanordnung umfasst weiterhin zwei Quadplexer, die jeweils einen ersten und einen zweiten Duplexer umfassen, wobei jeder Quadplexer mit jeder der 90-Grad-Hybridschaltungen verbunden ist. Die Quadplexer und die 90-Grad-Hybridschaltungen sind so miteinander verbunden, dass ein von einem der Übertragungsanschlüsse zu einem der Empfangsanschlüsse laufendes Lecksignal am Empfangsanschluss destruktiv interferiert.
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Diese Schaltungsanordnung bietet sehr gute Trennung zwischen den Übertragungsanschlüssen und den Empfangsanschlüssen.
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Insbesondere wird sehr gute Trennung für vom Übertragungsanschluss zu einem beliebigen des ersten und zweiten Empfangsanschlusses laufende Signale bereitgestellt.
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Jeder des ersten Übertragungsanschlusses und des zweiten Übertragungsanschlusses kann als ein Hauptübertragungsanschluss zur Trägeraggregation benutzt werden. Weiterhin kann jeder des ersten Empfangsanschlusses und des zweiten Empfangsanschlusses als Hauptempfangsanschluss für Trägeraggregation benutzt werden, wobei der jeweilige andere Empfangsanschluss als aggregierter Empfangsanschluss benutzt wird.
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Diese Schaltungsanordnung bietet sehr gute Trennung zwischen Übertragungsanschlüssen und jedem der Empfangsanschlüsse.
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Insbesondere ist der Hauptübertragungsanschluss genügend von jedem des entsprechenden Hauptempfangsanschlusses und des aggregierten Empfangsanschlusses getrennt, wenn die Schaltungsanordnung zur Trägeraggregation benutzt wird.
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Weiterhin erlauben die Duplexer das Trennen von Frequenzen in eng beabstandeten Frequenzbändern. So erlaubt die Schaltungsanordnung die Unterstützung von Trägeraggregation für eng beabstandete Frequenzbänder. Dadurch erweitert die Schaltungsanordnung die Empfangsbandbreite.
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Die Schaltungsanordnung erfordert keine zusätzlichen Antennen zum Unterstützen von Trägeraggregation.
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Der Antennenanschluss kann eingerichtet sein, mit einer Antenne verbunden zu sein. Der erste Empfangsanschluss, der zweite Empfangsanschluss, der erste Übertragungsanschluss und der zweite Übertragungsanschluss können eingerichtet sein, mit einer Frontend-Schaltung verbunden zu sein.
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Die 90-Grad-Hybridschaltungen sind eingerichtet zum Umwandeln eines Eingangssignals in zwei Ausgangssignale, die zueinander phasenverschoben sind. Weiterhin sind die 90-Grad-Hybridschaltungen eingerichtet zum Kombinieren von zwei Eingangssignalen in ein einziges Ausgangssignal, wobei eines der Eingangssignale phasenverschoben wird, ehe die zwei Signale kombiniert werden.
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Die 90-Grad-Hybridschaltungen und die Quadplexer können so miteinander verbunden sein, dass ein von einem der Übertragungsanschlüsse zu einem der Empfangsanschlüsse laufendes Lecksignal durch einen der 90-Grad-Hybridschaltungen in zwei Teilsignale aufgespalten wird.
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Weiterhin kann die Schaltungsanordnung so ausgelegt sein, dass die zwei Teilsignale entlang unterschiedlichen Wegen durch die Schaltungsanordnung laufen können und durch eine weitere 90-Grad-Hybridschaltung so kombiniert werden können, dass die zwei Teilsignale relativ zueinander phasenverschoben sind und daher am Empfangsanschluss destruktiv interferieren.
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Insbesondere kann die Schaltungsanordnung fünf 90-Grad-Hybridschaltungen umfassen. Jede der 90-Grad-Hybridschaltungen kann mit einem ausgewählt aus dem Antennenanschluss, dem ersten Empfangsanschluss, dem zweiten Empfangsanschluss, dem ersten Übertragungsanschluss und dem zweiten Übertragungsanschluss verbunden sein. So kann eine Schaltungsanordnung realisiert sein, wobei ein von einem der Übertragungsanschlüsse zu einem der Empfangsanschlüsse laufendes Lecksignal am Empfangsanschluss destruktiv interferiert. Weiterhin kann eine Schaltungsanordnung realisiert sein, wobei ein von einem der Übertragungsanschlüsse zum Antennenanschluss laufendes Signal am Antennenanschluss konstruktiv interferiert.
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Der erste Duplexer von jedem der Quadplexer kann auf ein erstes Frequenzband eingestellt werden und der zweite Duplexer von jedem der Quadplexer kann auf ein zweites Frequenzband eingestellt werden, das sich vom ersten Frequenzband unterscheidet.
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Insbesondere kann der erste Duplexer ein erstes und ein zweites Passbandfilter umfassen. Das erste Passbandfilter kann eingerichtet sein, ein Passband für Frequenzen im Übertragungsband des ersten Frequenzbandes zu bilden. Das zweite Passbandfilter kann ein Passband für Frequenzen im Empfangsband des ersten Frequenzbandes bilden. Weiterhin kann der zweite Duplexer ein drittes und ein viertes Passbandfilter umfassen. Das dritte Passbandfilter kann ein Passband für Frequenzen im Übertragungsband des zweiten Frequenzbandes bilden. Das vierte Passbandfilter kann ein Passband für Frequenzen im Empfangsband des zweiten Frequenzbandes bilden.
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Die zwei Quadplexer können miteinander identisch sein.
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Dadurch wird sichergestellt, dass zwei Teilsignale, von denen eines den ersten Quadplexer durchläuft und das andere den zweiten Quadplexer durchläuft, gleich behandelt werden.
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Die Quadplexer können weiterhin eine Anpassungsstruktur zum Anpassen der zwei Duplexer an den Antennenanschluss umfassen.
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Die Anpassungsstruktur kann in Abhängigkeit von den bestimmten Erfordernissen eine einfache Struktur oder eine ausgereiftere Struktur sein. Eine einfache Anpassungsstruktur kann durch eine einzelne Spule gebildet sein, die mit einem Signalweg und mit Erde verbunden ist. Jedoch kann die Anpassungsstruktur auch weitere Impedanzen und Kondensatoren umfassen.
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Insbesondere kann der erste Übertragungsanschluss zum Übertragen von Signalen im ersten Frequenzband eingerichtet sein. Der erste Empfangsanschluss kann zum Empfangen von Signalen im ersten Frequenzband eingerichtet sein. Der zweite Übertragungsanschluss kann zum Übertragen von Signalen im zweiten Frequenzband eingerichtet sein. Der zweite Empfangsanschluss kann zum Empfangen von Signalen im zweiten Frequenzband eingerichtet sein.
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Eines des ersten und des zweiten Frequenzbandes kann als ein sowohl für Übertragung als auch für Empfang verwendetes Hauptband benutzt werden. Das andere des ersten und des zweiten Frequenzbandes kann als ein aggregiertes Band für Empfang benutzt werden. Dadurch wird Trägeraggregation für Empfang unterstützt.
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Empfangs-Zwischenbandträgeraggregation erfordert einen Hauptsignalempfangsweg und einen Empfangsweg für ein aggregiertes Signal. Der Hauptsignalempfangsweg kann vom Antennenanschluss zu einem der ersten und der zweiten Empfangsanschlüsse definiert sein und der Empfangsweg für das aggregierte Signal kann vom Antennenanschluss zu dem jeweiligen anderen der ersten und zweiten Empfangsanschlüsse definiert sein. Insbesondere erlaubt die Schaltungsanordnung, dass beide Empfangswege gleichzeitig aktiv sind. So unterstützt die Schaltungsanordnung Empfangs-Zwischenbandträgeraggregation.
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Jeder der Duplexer kann einen unsymmetrischen Empfangsanschluss umfassen. Alternativ kann jeder der Duplexer einen symmetrischen Empfangsanschluss umfassen.
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Wenn die Duplexer symmetrische Empfangsanschlüsse umfassen, können die ersten und zweiten Empfangsanschlüsse der Schaltungsanordnung ebenfalls symmetrisch sein.
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Der Grund zum Darstellen der zwei möglichen Ausführungsformen ist, dass einige Chipsätze einen einseitig gerichteten Empfangsfilterweg erfordern und andere einen symmetrischen.
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In der ersten Ausführungsform umfassen die Duplexer einen einseitig gerichteten Empfangsanschluss. In dieser Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung einseitig gerichtete Empfangsanschlüsse auf. In der zweiten Ausführungsform umfassen die Duplexer einen symmetrischen Empfangsanschluss. In dieser Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung symmetrische Empfangsanschlüsse auf.
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Im Allgemeinen ist ein symmetrischer Weg weniger für Rauschen und andere unerwünschte Signale empfindlich, die auf Signalleitungen in einer Leiterplatte eingekoppelt sind. Der offensichtliche Nachteil ist, dass man mehr Fläche für die Spuren benötigt und mehr Stifte sowohl in dem HF-IC-Bauteil als auch der HF-Frontendschaltung benötigt. Die Verringerung der Stiftzahl ist ein Hauptvorteil der Duplexer mit unsymmetrischem Empfangsanschluss mit dem Ergebnis von einseitig gerichteten Empfangsanschlüssen der Schaltungsanordnung.
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Beide Ausführungsformen bieten jedoch den gleichen Vorteil verbesserter Trennung von Übertragung zu Empfang und Übertragung zu aggregiertem Empfang. Die zweite Ausführungsform erfordert bis zu zwei zusätzliche Hybridschaltungen, die sie physikalisch größer als die erste Ausführungsform machen würden. Die Vorteile der zweiten Ausführungsform sind ihre Verträglichkeit mit einem Chipsatz, der einen symmetrischen LNA-Eingang aufweist, z.B. für einen Empfangsverstärker, und ihre Rauschverringerung.
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Jede der 90-Grad-Hybridschaltungen bietet zwei Ausgangssignale, die um 90 Grad zueinander phasenverschoben sind.
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Jeder Quadplexer kann einen ersten Anschluss umfassen und jeder der ersten Anschlüsse jedes der Quadplexer kann mit der 90-Grad-Hybridschaltung verbunden sein, die mit dem Antennenanschluss verbunden ist.
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Weiterhin kann jeder Quadplexer mit jeder der 90-Grad-Hybridschaltungen verbunden sein, die mit einem des ersten Empfangsanschlusses, des zweiten Empfangsanschlusses, des ersten Übertragungsanschlusses und des zweiten Übertragungsanschlusses verbunden sind.
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Die Quadplexer und die 90-Grad-Hybridschaltungen können so miteinander verbunden sein, dass ein von einem der Übertragungsanschlüsse zum Antennenanschluss laufendes Signal konstruktiv am Antennenanschluss interferiert.
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Weitere Merkmale, Verfeinerungen und Zweckmäßigkeiten werden aus der nachfolgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit den Figuren deutlich.
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1 zeigt eine Schaltungsanordnung nach einer ersten Ausführungsform.
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2a zeigt einen Quadplexer.
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2b zeigt einen Quadplexer.
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3 zeigt eine Übertragungskennlinie eines einzelnen Quadplexers.
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4 zeigt eine Übertragungskennlinie der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung.
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5 zeigt eine Schaltungsanordnung nach einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 nach einer ersten Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Antennenanschluss 6, einen ersten Übertragungsan¬schluss 2, einen zweiten Übertragungsanschluss 4, einen ersten Empfangsanschluss 3 und einen zweiten Empfangsanschluss 5.
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Der Antennenanschluss 6 ist eingerichtet, mit einer Antenne verbunden zu sein. Der erste Übertragungsanschluss 2, der zweite Übertragungsanschluss 4, der erste Empfangsanschluss 3 und der zweite Empfangsanschluss 5 sind eingerichtet, mit einer Frontendschaltung verbunden zu sein, z.B. einer Frontendschaltung eines Mobilkommunikationsgeräts.
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Der erste Übertragungsanschluss 2 und der erste Empfangsanschluss 3 sind für ein erstes Frequenzband eingerichtet. Insbesondere ist der erste Übertragungsanschluss 2 eingerichtet zum Übertragen von Signalen mit Frequenzen im ersten Frequenzband. Der erste Empfangsanschluss 3 ist eingerichtet, Signale mit Frequenzen im ersten Frequenzband zu empfangen.
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Weiterhin sind der zweite Übertragungsanschluss 4 und der zweite Empfangsanschluss 5 eingerichtet für ein zweites Frequenzband. Insbesondere ist der zweite Übertragungsanschluss 4 eingerichtet zum Übertragen von Signalen mit Frequenzen im zweiten Frequenzband und der zweite Empfangsanschluss 5 ist eingerichtet zum Empfangen von Signalen mit Frequenzen im zweiten Frequenzband.
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Das erste und das zweite Frequenzband unterscheiden sich voneinander. Insbesondere kann eines des ersten und des zweiten Frequenzbandes als ein Hauptbetriebsband der Schaltungsanordnung 1 benutzt werden. Das jeweilige andere des ersten und des zweiten Frequenzbandes kann als ein aggregiertes Band der Schaltungsanordnung 1 benutzt werden.
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In diesem Fall ermöglicht die Schaltungsanordnung 1 Trägeraggregation, die beispielsweise bei LTE-Advanced benutzt wird.
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Weiterhin umfasst die Schaltungsanordnung 1 fünf 90-Grad Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11.
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Jede der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 ist eingerichtet zum Aufspalten eines Eingangssignals in zwei Ausgangssignale, die zueinander phasenverschoben sind.
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Vorzugsweise sind die zwei Ausgangssignale um grob 90 Grad zueinander phasenverschoben. Weiterhin ist jede der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 9, 9, 10, 11 eingerichtet zum Kombinieren von zwei Eingangssignalen zu einem einzelnen Ausgangssignal, wobei eines der Eingangssignale phasenverschoben wird, bevor die zwei Signale kombiniert werden.
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Jede der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 umfasst einen Anschluss I, einen Anschluss II, einen Anschluss III und einen Anschluss IV. Ein in eine der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 am Anschluss I eintretendes Eingangssignal wird in zwei Ausgangssignale aufgespalten, die an Anschlüssen III und IV ausgegeben werden, und die zueinander um 90 Grad phasenverschoben sind. Weiterhin werden zwei Signale, die in eine der 90-Grad-Hybrdschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 an den Anschlüssen III und IV eintreten, kombiniert, wobei eines der Signale um 90 Grad phasenverschoben wird und das kombinierte Signal am Anschluss I ausgegeben wird.
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In jeder der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 ist der Anschluss II über einen Widerstand, z.B. von 50 geerdet. Der Widerstand bietet eine Impedanzanpassung des Anschlusses II.
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Weiterhin ist jede der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 mit einem des Antennenanschlusses 6, des ersten Übertragungsanschlusses 2, des zweiten Übertragungsanschlusses 4, des ersten Empfangsanschlusses 3 und des zweiten Empfangsanschlusses 5 verbunden. Insbesondere ist Anschluss I jeder der 90-Grad-Hybridschaltungen 7, 8, 9, 10, 11 mit einem des Antennenanschlusses 6, des ersten Übertragungsanschlusses 2, des zweiten Übertragungsanschlusses 4, des ersten Empfangsanschlusses 3 und des zweiten Empfangsanschlusses 5 verbunden.
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Weiterhin umfasst die Schaltungsanordnung 1 zwei Quadplexer 12, 13. Jeder Quadplexer 12, 13 umfasst einen ersten Duplexer 14 und einen zweiten Duplexer 15. Der erste Duplexer 14 ist auf das erste Frequenzband eingestellt. Insbesondere umfasst der erste Duplexer 14 ein erstes Bandpassfilter 16 und ein zweites Bandpassfilter 17. Das erste Bandpassfilter 16 bildet ein Passband für Frequenzen in einem Übertragungsband des ersten Frequenzbandes. Das zweite Bandpassfilter 17 bildet ein Passband für Frequenzen in einem Empfangsband des ersten Frequenzbandes.
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Der erste Duplexer 14 jedes der Quadplexer 12, 13 ist mit dem ersten Übertragungsanschluss 2 und dem ersten Empfangsanschluss 3 verbunden. Insbesondere ist der erste Duplexer 14 jedes der Quadplexer 12, 13 mit der mit dem Übertragungsanschluss 2 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 8 und mit der mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 9 verbunden.
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Insbesondere ist das erste Bandpassfilter 16 des ersten Quadplexers 12 mit Anschluss IV der 90-Grad-Hybridschaltung 8 verbunden, die mit dem ersten Übertragungsanschluss 2 verbunden ist. Weiterhin ist das erste Bandpassfilter 16 des zweiten Quadplexers 13 mit dem Anschluss III der 90-Grad-Hybridschaltung 8 verbunden, die mit dem ersten Übertragungsanschluss 2 verbunden ist.
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Das zweite Bandpassfilter 17 des ersten Quadplexers 12 ist mit Anschluss IV der 90-Grad-Hybridschaltungen 9 verbunden, die mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbunden ist.
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Weiterhin ist das zweite Bandpassfilter 17 des zweiten Quadplexers 13 mit Anschluss III der 90-Grad-Hybridschaltung 9 verbunden, die mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbunden ist.
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Weiterhin ist der zweite Duplexer 15 von jedem der Quadplexer 12, 13 für das zweite Frequenzband eingerichtet. Insbesondere umfasst der zweite Duplexer 15 ein drittes Passbandfilter 18 und ein viertes Passbandfilter 19. Das dritte Passbandfilter 18 bildet ein Passband für Frequenzen in einem Übertragungsband des zweiten Frequenzbandes. Das vierte Passbandfilter 19 bildet ein Passband für Frequenzen in einem Empfangsband des zweiten Frequenzbandes.
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Die zweiten Duplexer 15 jedes der Quadplexer 12, 13 sind mit dem zweiten Übertragungsanschluss 4 und dem zweiten Empfangsanschluss 5 verbunden. Insbesondere sind die zweiten Duplexer 15 jedes der Quadplexer 12, 13 mit der mit dem zweiten Übertragungsanschluss 4 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 10 und mit der mit dem zweiten Empfangsanschluss 5 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 11 verbunden.
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Insbesondere ist das dritte Bandpassfilter 18 des ersten Quadplexers 12 mit Anschluss IV der 90-Grad-Hybridschaltung 10 verbunden, die mit dem zweiten Übertragungsanschluss 4 verbunden ist. Weiterhin ist das dritte Bandpassfilter 18 des zweiten Quadplexers 13 mit Anschluss III der 90-Grad-Hybridschaltung 10 verbunden, die mit dem zweiten Übertragungsanschluss 4 verbunden ist.
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Das vierte Bandpassfilter 19 des ersten Quadplexers 12 ist mit Anschluss IV der 90-Grad-Hybridschaltung 11 verbunden, die mit dem zweiten Empfangsanschluss 5 verbunden ist.
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Weiterhin ist das vierte Bandpassfilter 19 des zweiten Quadplexers 13 mit Anschluss III der 90-Grad-Hybridschaltung 11 verbunden, die mit dem zweiten Empfangsanschluss 5 verbunden ist.
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Weiterhin umfasst jeder der Quadplexer 12, 13 eine Anpassungsstruktur 20. Die Anpassungsstruktur 20 ist eingerichtet zum Anpassen des jeweiligen ersten und zweiten Duplexers 14, 15 an den Antennenanschluss 2.
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2a zeigt eine ausführlichere Ansicht eines der Quadplexer 12, 13. Der Quadplexer 12, 13 umfasst den ersten Duplexer 14 und den zweiten Duplexer 15. Weiterhin umfasst die Anpassungsstruktur 20 einen mit dem ersten Duplexer 14 verbundenen ersten Phasenschieber 21 und einen mit dem zweiten Duplexer 15 verbundenen zweiten Phasenschieber 22.
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Die Phasenschieber 21, 22 lassen jeden Duplexer 14, 15 wie eine hohe Impedanz am Passband des jeweiligen anderen Duplexers 14, 15 erscheinen. Die Phasenschieber können auch einige Anpassungsfunktionen am Antennenanschluss 2 bereitstellen.
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2b zeigt die Anpassungsstruktur 20 ausführlicher. Die Anpassungsstruktur 20 umfasst Kondensatoren 23 und Induktivitäten 24. Jedoch kann die Anpassungsstruktur 20 alternativ aus nur einer einzelnen Spule bestehen, die mit Erde verbunden ist und mit einem Signalweg, der den jeweiligen Duplexer 14, 15 mit der mit dem Antennenanschluss 2 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 7 verbindet.
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In der 2b ist der erste Duplexer 14 mit einer Anpassungsstruktur 20 verbunden, die eine Phasenverschiebung und Verbesserung der Anpassung des Duplexers bereitstellt.
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Der zweite Duplexer 15 ist mit einer Paralleldrossel verbunden.
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Die Schaltungsanordnung 1 ist so eingerichtet, dass ein am Antennenanschluss 6 empfangenes Signal durch die 90-Grad-Hybridschaltung 7 in zwei Teilsignale aufgespalten wird. Die 90-Grad-Hybridschaltung 7 stellt zwei Ausgangssignale bereit, die entlang zwei verschiedenen Wegen zum jeweiligen Empfangsanschluss 3, 5 laufen und die am jeweiligen Empfangsanschluss 3, 5 konstruktiv interferieren.
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Weiterhin ist die Schaltungsanordnung 1 so ausgelegt, dass ein von einem der Übertragungsanschlüsse 2, 4 zu einem der Empfangsanschlüsse 3, 5 laufendes Lecksignal in zwei entlang verschiedenen Wegen laufende Teil-Lecksignale aufgespalten wird, wobei die zwei Teil-Lecksignale destruktiv an dem jeweiligen Empfangsanschluss 3, 5 interferieren, so dass sie einander aufheben. Dadurch wird durch die Schaltungsanordnung 1 eine sehr gute Trennung zwischen den jeweiligen Übertragungsanschlüssen 2, 4 und jedem der Empfangsanschlüsse 3, 5 sichergestellt.
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Insbesondere ist die Schaltungsanordnung 1 so ausgelegt, dass die Trennung zwischen dem Hauptüber-tragungsanschluss und jedem des Hauptempfangsanschlusses und des aggregierten Empfangsanschlusses ausreichend ist, wenn die Schaltungsanordnung 1 zum Unterstützen von Trägeraggregation benutzt wird.
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Im Folgenden wird ein Beispiel besprochen. Als Erstes wird ein Signal betrachtet, das am Antennenanschluss 6 empfangen wird und das im Frequenzbereich des Empfangsbandes des ersten Frequenzbandes liegt. Das Signal wird durch die 90-Grad-Hybridschaltung 7 aufgespalten, die mit dem Antennenanschluss 6 verbunden ist. So werden zwei Teilsignale, die um 90 Grad zueinander phasenverschoben sind, an Anschlüssen III und IV der 90-Grad-Hybridschaltung 7 ausgegeben.
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Das am Anschluss III ausgegebene Teilsignal wird im Folgenden als das erste Teilsignal bezeichnet. Anschluss III ist so mit dem ersten Quadplexer 12 verbunden, dass das erste Teilsignal an den ersten Duplexer 14 und den zweiten Duplexer 15 des ersten Quadplexers 12 angelegt wird. Das erste Teilsignal liegt im Frequenzbereich des Empfangsbandes des ersten Frequenzbandes. So bildet das zweite Bandpassfilter 17 des ersten Duplexers 14 ein Passband für das erste Teilsignal.
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So wird das erste Teilsignal durch das zweite Bandpassfilter 17 ausgegeben, das mit Anschluss IV der mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbundenen 90-Grad-Hybridschaltung 9 verbunden ist.
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Analog wird ein zweites Teilsignal am Anschluss IV der 90-Grad-Hybridschaltung 7 ausgegeben. Das zweite Teilsignal ist zum ersten Teilsignal phasenverschoben. Anschluss IV ist mit dem zweiten Quadplexer 13 verbunden. So durchläuft das zweite Teilsignal das zweite Bandpassfilter 17 des zweiten Quadplexers 13 und wird am Anschluss III der 90-Grad-Hybridschaltung 9 empfangen, die mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbunden ist.
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Durch die 90-Grad-Hybridschaltung 9 wird das erste und das zweite Teilsignal kombiniert, wobei eines dieser Signale so phasenverschoben wird, dass die zwei Signale gleichphasig sind. Dementsprechend interferieren die zwei Teilsignale konstruktiv. Es wird daher ein starkes Signal am ersten Empfangsanschluss 3 empfangen.
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Zur gleichen Zeit kann ein aggregiertes Empfangssignal durch den Antennenanschluss 6 empfangen werden, der im Frequenzbereich des Empfangsbandes des zweiten Frequenzbandes liegt. Dementsprechend wird das aggregierte Signal durch die Schaltungsanordnung 1 auf ähnliche Weise wie oben hinsichtlich des Hauptsignals und des ersten Empfangsanschlusses 3 besprochen zum zweiten Empfangsanschluss 5 weitergeleitet. Insbesondere ist die Schaltungsanordnung 1 so ausgelegt, dass das aggregierte Signal in zwei Teilsignale aufgespalten wird, die am zweiten Empfangsanschluss 5 konstruktiv interferieren.
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So ermöglicht die Schaltungsanordnung 1, dass zwei Empfangswege zur gleichen Zeit aktiv sind. Dadurch können Signale in zwei Frequenzbändern gleichzeitig empfangen werden. So unterstützt die Schaltungsanordnung 1 dadurch Trägeraggregation. Insbesondere unterstützt die Schaltungsanordnung 1 Trägeraggregation, ohne eine zweite Antenne zu erfordern. Trägeraggregation ermöglicht eine erweiterte Empfangsbandbreite.
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Weiterhin wird zur gleichen Zeit durch die Schaltungsanordnung 1 eine sehr gute Trennung zwischen den Übertragungsanschlüssen 2, 4 und den Empfangsanschlüssen 3, 5 sichergestellt.
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Insbesondere ist ersichtlich, dass jedes von einem der Übertragungsanschlüsse 2, 4 zu einem der Empfangsan¬schlüsse 3, 5 laufende Lecksignal in zwei Teilsignale aufgespalten wird, die durch die 90-Grad-Hybridschaltung 9, 11 kombiniert werden, die mit dem jeweiligen Empfangsanschluss 3, 5 so verbunden ist, dass die zwei Teilsignale um 180☐ relativ zueinander phasenverschoben werden. So interferieren die zwei Teilsignale destruktiv.
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Dies trifft für jedes von einem Hauptübertragungsanschluss zum Hauptempfangsanschluss laufende Lecksignal und jedes vom Hauptübertragungs-anschluss zum entsprechenden aggregierten Empfangsanschluss laufende Lecksignal zu. Dadurch wird sehr gute Trennung zwischen dem Hauptübertragungsanschluss und dem jeweiligen Haupt- und aggregierten Empfangsanschluss realisiert, wenn die Schaltungsanordnung 1 zum Unterstützen von Trägeraggregation benutzt wird.
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3 zeigt die Übertragungskennlinie eines einzelnen Quadplexers 12, 13, der mit einem Antennenanschluss 6, einem ersten Übertragungsanschluss 2, einem zweiten Übertragungsanschluss 4, einem ersten Empfangsanschluss 3 und einem zweiten Empfangsanschluss 5 verbunden ist.
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Im folgenden Beispiel ist das Frequenzband 8 das Hauptband und das Frequenzband 20 das aggregierte Band.
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Insbesondere zeigt 3 die Übertragungs-Empfangstrennung und die Trennung von Übertragung zu aggregiertem Empfang eines einzelnen Quadplexers. Linie S32 zeigt die Übertragung des im Frequenzband 8 arbeitenden ersten Übertragungsanschlusses 2 zum ersten Empfangsanschluss 3, der ebenfalls im Frequenzband 8 arbeitet. Weiterhin zeigt Linie S52 die Übertragung des ersten Übertragungsanschlusses 2, deren Frequenzband 8 arbeitet, zum zweiten Empfangsanschluss 5, der im Frequenzband 20 arbeitet. Weiterhin zeigt Linie S54 die Übertragung des zweiten, im Frequenzband 20 arbeitenden Übertragungsanschlusses 4 zum zweiten, im Frequenzband 20 arbeitenden Empfangsanschluss 5. Weiterhin zeigt Linie S34 die Übertragung des im Frequenzband 20 arbeitenden zweiten Übertragungsanschlusses 4 zum ersten im Frequenzband 8 arbeitenden Empfangsanschluss 3.
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Aus 3 ist ersichtlich, dass die Trennung von Übertragung zu aggregiertem Empfang rund 5 bis 10 dB schlechter als die interne Trennung des Duplexers ist. So ist die Trennung zwischen dem Hauptübertragungsanschluss und dem aggregierten Empfangsanschluss nicht ausreichend.
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Durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung 1 wird dieses Problem jedoch überwunden. In der 4 wird die Trennung Übertragung zum Empfang und die Trennung Übertragung zum aggregierten Empfang der Schaltungsanordnung 1 wie in 1 dargestellt gezeigt. Insbesondere zeigt 4 die Übertragungskennlinie der Schaltungsanordnung 1 wie in 1 gezeigt.
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Linien S32, S52, S54, S34 sind wiederum wie hinsichtlich der 3 besprochen definiert.
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Aus 4 ist ersichtlich, dass sowohl die interne Trennung von Übertragung zu Empfang und die Trennung von Übertragung zu aggregiertem Empfang um grob 20 dB verbessert sind. So ist die Trennung von Übertragung zu aggregiertem Empfang nunmehr auf ausreichender Höhe, die die Verwendung von Trägeraggregation erlaubt.
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In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform umfasst jeder der Duplexer 14, 15, 16, 17 nur unsymmetrische Anschlüsse. 5 zeigt die Schaltungsanordnung 1 nach einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, da die Duplexer 14, 15 symmetrische Empfangsanschlüsse umfassen.
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Empfangsanschlüsse sind die Anschlüsse, die mit den Empfangsanschlüssen 3, 5 der Schaltungsanordnung verbunden sind. Nach der zweiten Ausführungsform ist auch jeder der ersten und der zweiten Empfangsanschlüsse 3, 5 symmetrisch.
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Weiterhin umfasst die Schaltungsanordnung 1 nach der zweiten Ausführungsform zwei 90-Grad-Hybridschaltungen 9, die mit dem ersten Empfangsanschluss 3 verbunden sind, und zwei 90-Grad-Hybridschaltungen 11, die mit dem zweiten Empfangsanschluss 5 verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltungsanordnung
- 2
- erster Übertragungsanschluss
- 3
- erster Empfangsanschluss
- 4
- zweiter Übertragungsanschluss
- 5
- zweiter Empfangsanschluss
- 6
- Antennenanschluss
- 7
- 90-Grad-Hybridschaltung
- 8
- 90-Grad-Hybridschaltung
- 9
- 90-Grad-Hybridschaltung
- 10
- 90-Grad-Hybridschaltung
- 11
- 90-Grad-Hybridschaltung
- 12
- Quadplexer
- 13
- Quadplexer
- 14
- erster Duplexer
- 15
- zweiter Duplexer
- 16
- erstes Bandpassfilter
- 17
- zweites Bandpassfilter
- 18
- drittes Bandpassfilter
- 19
- viertes Bandpassfilter
- 20
- Anpassungsstruktur
- 21
- Phasenschieber
- 22
- Phasenschieber
- 23
- Kondensator
- 24
- Induktivität
