DE112017005456T5

DE112017005456T5 - Akustisches wellenfilter mit zwei arten von akustischen wellenresonatoren

Info

Publication number: DE112017005456T5
Application number: DE112017005456.7T
Authority: DE
Inventors: Joshua James CARON
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: JP2021048594A; DE112017005456B4; US20210313965A1; GB2587880B; JP2019533954A; SG10201912343WA; US20200228100A1; US10367475B2; GB2587880A; KR102620200B1; GB2573052A8; US11012054B2; US11967947B2; CN109983695A; KR20190063479A; TW201830858A; GB2573052A; US20180138893A1; GB202010386D0; GB201905169D0

Abstract

Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich auf einen Multiplexer, wie beispielsweise einen Duplexer, einen Quadplexer, einen Hexaplexer oder dergleichen. Der Multiplexer beinhaltet akustische Wellenfilter, die an einen gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Ein erstes akustisches Wellenfilter der akustischen Wellenfilter beinhaltet akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen sind die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs akustische Oberflächenwellenresonatoren und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs ist ein akustischer Volumenwellenresonator.

Description

QUERVERWEIS AUF PRIORITÄRE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 28. Oktober 2016 eingereichten U.S. Provisional Patent Application Nr. 62/414,253 mit dem Titel „HYBRID SAW/BAW MULTIPLEXER“, der U.S. Provisional Patent Application Nr. 62/426,104 , eingereicht am 23. November 2016 mit dem Titel „HYBRID SURFACE ACOUSTIC WAVE AND BULK ACOUSTIC WAVE MULTIPLEXER“, und der U.S. Provisional Patent Application No. 62/426,083 , eingereicht am 23. November 2016 mit dem Titel „ACOUSTIC WAVE FILTER INCLUDING SURFACE ACOUSTIC WAVE RESONATORS AND BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR“. Die Offenbarungen von jeder dieser Prioritätsanmeldungen sind hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit Teil der vorliegenden Offenbarung.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Ausführungsformen dieser Offenbarung beziehen sich auf akustische Wellenfilter.
Beschreibung des verwandten Sachstandes
Ein akustisches Wellenfilter kann eine Vielzahl von Resonatoren beinhalten, die angeordnet sind, um ein Hochfrequenzsignal zu filtern. Beispiele für akustische Wellenfilter sind akustische Oberflächenwellenfilter (Surface Acoustic Wave SAW Filter) und akustische Volumenwellenfilter (Bulk Acoustic Wave BAW Filter). Ein FBAR-Filter (Film Bulk Acoustic Resonator FBAR) oder akustisches Filmvolumenwellenfilter ist ein Beispiel für ein BAW-Filter.
Akustische Wellenfilter können in elektronischen Hochfrequenzsystemen eingesetzt werden. So können beispielsweise Filter in einem Hochfrequenz-Frontend eines Mobiltelefons akustische Wellenfilter beinhalten. Zwei akustische Wellenfilter können als Duplexer angeordnet sein.
Figurenliste
Ausführungsformen dieser Offenbarung warden beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Quadplexers.
2A ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers gemäß einer Ausführungsform.
2B ist ein schematisches Diagramm der akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers gemäß einer Ausführungsform.
2C ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine schematische Darstellung eines Hexaplexers.
4 ist ein schematisches Diagramm der akustischen Wellenresonatoren eines Hexaplexers gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers gemäß einer anderen Ausführungsform.
7 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems, das Quadplexer beinhaltet, die über einen Diplexer mit einer Antenne gekoppelt sind.
8 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems, das einen mit einer Antenne gekoppelten Quadplexer beinhaltet.
9 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems, das eine Antenne beinhaltet, die mit Empfangspfaden über einen Multiplexer gekoppelt ist.
10A ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems, das Multiplexer in Signalpfaden zwischen Leistungsverstärkern und einer Antenne beinhaltet.
10B ist ein schematisches Diagramm eines anderen Hochfrequenzsystems, das Multiplexer in Signalpfaden zwischen Leistungsverstärkern und einer Antenne beinhaltet.
10C ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers gemäß einer Ausführungsform.
11A ist ein Blockdiagramm, das verschiedene Matrizen (engl. „Die“) veranschaulicht, die akustische Wellenresonatoren von Filtern gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhalten.
11B ist ein Blockdiagramm, das verschiedene Matrizen veranschaulicht, die akustische Wellenresonatoren von Filtern gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhalten.
11C ist ein Blockdiagramm, das verschiedene Matrizen veranschaulicht, die akustische Wellenresonatoren von Filtern gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhalten.
12 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das einen Leistungsverstärker, einen Schalter und Filter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet.
13 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das Leistungsverstärker, Schalter und Filter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet.
14 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das Leistungsverstärker, Schalter, Filter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen und einen Antennenschalter beinhaltet.
15 ist ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, die Filter gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beinhaltet.

ZUSAMMENFASSUNG BESTIMMTER ERFINDERISCHER ASPEKTE
Die in den Ansprüchen beschriebenen Innovationen haben jeweils mehrere Aspekte, von denen keiner allein für seine wünschenswerten Eigenschaften verantwortlich ist. Ohne den Umfang der Ansprüche einzuschränken, werden nun einige herausstehende Merkmale dieser Offenbarung kurz beschrieben.
Ein Aspekt dieser Offenbarung ist eine Filteranordnung, die ein erstes akustisches Wellenfilter, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, und ein zweites akustischen Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet. Das erste akustische Wellenfilter beinhaltet akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können einen seriellen akustischen Oberflächenwellenresonator in Reihe mit dem akustischen Volumenwellenresonator beinhalten. Der serielle akustische Oberflächenwellenresonator kann ein Ein-Tor-Resonator sein. Der serielle Oberflächenwellenresonator kann ein akustischer Doppelmodus-Oberflächenwellenresonator sein.
Das erste akustische Wellenfilter kann mehr als doppelt so viele akustische Oberflächenwellenresonatoren beinhalten wie akustische Volmenwellenresonatoren. Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens 70% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters realisieren. Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens 80% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters implementieren.
Der akustische Volumenwellenresonator kann zwischen allen akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sein. Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens fünf Resonatoren beinhalten.
Das erste akustische Wellenfilter kann weiterhin einen akustischen Shunt-Volumenwellenresonator beinhalten, der mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Der akustische Shunt-Volumenwellenresonator kann über den seriellen akustischen Volumenwellenresonator mit den akustischen Oberflächenwellenresonatoren gekoppelt sein.
Das zweite akustische Wellenfilter kann zweite akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen zweiten akustischen Volumenwellenresonator beinhalten, der zwischen den zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Das zweite akustische Wellenfilter kann eine oder mehrere geeignete Merkmale des ersten akustischen Wellenfilters beinhalten.
Die Filteranordnung kann ferner mindestens zwei zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Die Filteranordnung kann ferner mindestens vier zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Die Filteranordnung kann ferner mindestens sechs zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Die Filteranordnung kann als Triplexer angeordnet werden. Die Filteranordnung kann als Quadplexer angeordnet werden. Die Filteranordnung kann als Pentaplexer angeordnet werden. Die Filteranordnung kann als Hexaplexer angeordnet werden. Die Filteranordnung kann als Heptaplexer angeordnet werden. Die Filteranordnung kann als Oktoplexer angeordnet werden.
Der gemeinsame Knoten kann ein Antennenknoten sein.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Multiplexer, der vier akustische Wellenfilter beinhaltet, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Die vier akustischen Wellenfilter beinhalten ein erstes akustisches Wellenfilter, der akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhaltet, der zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Der Multiplexer kann als Quadplexer angeordnet werden. Der Multiplexer kann als Pentaplexer angeordnet werden. Der Multiplexer kann als Hexaplexer angeordnet werden. Der Multiplexer kann als Heptaplexer angeordnet werden. Der Multiplexer kann als Oktopoplexer angeordnet werden.
Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können einen akustischen Oberflächenwellenresonator in Serie mit dem seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhalten. Der serielle akustische Oberflächenwellenresonator kann ein Ein-Tor-Resonator sein. Der serielle akustische Oberflächenwellenresonator kann ein akustischer Doppelmodus-Oberflächenwellenresonator sein.
Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens 70% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters implementieren. Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens 80% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters implementieren. Mindestens 70% der Resonatoren des Multiplexers können akustische Oberflächenwellenresonatoren sein. Mindestens 80% der Resonatoren des Multiplexers können akustische Oberflächenwellenresonatoren sein.
Der akustische Massen- bzw. Volumenwellenresonator kann zwischen allen akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt werden. Die akustischen Oberflächenwellenresonatoren können mindestens fünf Resonatoren beinhalten.
Das erste akustische Wellenfilter kann weiterhin einen akusitschen Shunt-Volumenwellenresonator beinhalten, der mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Der akustische Shunt-Volumenwellenresonator kann über den seriellen akustischen Volumenwellenresonator mit den akustischen Oberflächenwellenresonatoren gekoppelt sein.
Die vier akustischen Wellenfilter können ein zweites akustisches Wellenfilter beinhalten, das zweite akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen zweiten akustischen Volumenwellenresonator beinhaltet, der zwischen den zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Das zweite akustische Wellenfilter kann eine oder mehrere geeignete Merkmale des ersten akustischen Wellenfilters beinhalten. Die vier akustischen Wellenfilter können auch ein drittes akustisches Wellenfilter beinhalten, das dritte akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen dritten akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen die dritten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet. Das dritte akustische Wellenfilter kann eine oder mehrere geeignete Merkmale des ersten akustischen Wellenfilters beinhalten. Die vier akustischen Wellenfilter können auch ein viertes akustisches Wellenfilter beinhalten, das vierte akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen die vierten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet. Das vierte akustische Wellenfilter kann eine oder mehrere geeignete Merkmale des ersten akustischen Wellenfilters beinhalten.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein verpacktes Modul, das eine oder mehrere erste Matrizen und eine zweite Matrize beinhaltet. Die eine oder mehrere erste Matrize beinhaltet eine erste Gruppe von Oberflächenwellenresonatoren und eine zweite Gruppe von Oberflächenwellenresonatoren. Die erste Gruppe von akustischen Oberflächenwellenresonatoren ist in einem ersten akustischen Wellenfilter enthalten, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Die zweite Matrize beinhaltet einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator. Die zweite Gruppe von akustischen Oberflächenwellenresonatoren und der serielle akustische Volumenwellenresonator sind in einem zweiten akustischen Wellenfilter enthalten, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Der serielle akustische Volumenwellenresonator ist zwischen die zweiten Gruppe von akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt.
Das verpackte Modul kann weiterhin einen Mehrwegeschalter beinhalten, der mit dem ersten Filter und dem zweiten Filter gekoppelt ist. Der Mehrwegeschalter kann mit einem einzigen Anschluss an den Gleichtakt (engli. „Common Mode“) gekoppelt sein. Alternativ kann der Mehrwege-Schalter einen ersten mit dem ersten akustischen Wellenfilter gekoppelten Anschluss und einen zweiten mit dem zweiten akustischen Wellenfilter gekoppelten Anschluss aufweisen. In einigen Fällen kann das gepackte Modul ferner einen Leistungsverstärker beinhalten, der konfiguriert ist, um über den Mehrwege-Schalter ein Hochfrequenzsignal an mindestens einem des ersten akustischen Wellenfilters oder des zweiten akustischen Wellenfilter zu liefern.
Das gepackte Modul kann weiterhin einen Leistungsverstärker beinhalten.
Das gepackte Modul kann eine oder mehrere geeignete Eigenschaften eines akustischen Wellenfilters und/oder eines Multiplexers beinhalten, die hier erläutert werden.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die eine Antenne zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals und einen Multiplexer in Verbindung mit der Antenne beinhaltet. Der Multiplexer beinhaltet vier akustische Wellenfilter, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Die vier akustischen Wellenfilter beinhalten ein erstes akustisches Wellenfilter, das akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator beinhaltet, der zwischen die akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann als Mobiltelefon konfiguriert sein.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann ferner eine Frequenzmultiplexschaltung beinhalten, die zwischen dem gemeinsamen Knoten und der Antenne gekoppelt ist. Die Frequenzmultiplexschaltung kann ein Diplexer oder ein Triplexer sein.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann ferner einen Antennenschalter beinhalten, der zwischen den gemeinsamen Knoten und der Antenne gekoppelt ist.
Das Hochfrequenzsignal kann ein Trägeraggregationssignal sein.
Die Antenne kann eine Primärantenne sein. Die Antenne kann eine Diversity-Antenne sein. Jeder der vier akustischen Wellenfilter kann als Empfangsfilter in Verbindung mit der Diversity-Antenne konfiguriert werden.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann ein oder mehrere geeignete Merkmale eines der hier besprochenen akustischen Wellenfilter, eines der hier besprochenen Multiplexer, eines der hier besprochenen verpackten Module oder einer Kombination davon beinhalten.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist eine Filteranordnung, die ein erstes akustischen Wellenfilter mit einem Durchlassband beinhaltet, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Die Filteranordnung beinhaltet auch ein zweites akustisches Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Das zweite akustische Wellenfilter beinhaltet akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs hat einen höheren Qualitätsfaktor im Durchlassbereich des ersten akustischen Wellenfilters als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann ein akustischer Massen- bzw. Volumenwellenresonator sein. Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator sein.
Die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs des zweiten akustischen Wellenfilters können mindestens 70% der Resonatoren des zweiten akustischen Wellenfilters sein. Die Filteranordnung kann eine erste Matrize beinhalten, die die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs beinhaltet, und eine zweite Matrize, die den akustischen Serienwellenresonator des zweiten Typs beinhaltet. Mindestens zwei der akustischen Resonatoren des ersten Typs können in Reihe mit dem seriellen akustischen Wellenresonator des zweiten Typs sein.
Die Filteranordnung kann ferner ein drittes akustisches Wellenfilter beinhalten, das mit dem gemeinsamen Knoten (engl. „Common Node“) gekoppelt ist, und ein viertes akustischen Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann einen höheren Qualitätsfaktor im Durchlassbereich des dritten akustischen Wellenfilters aufweisen als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs. Der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann im Durchlassbereich des vierten akustischen Wellenfilters einen höheren Qualitätsfaktor aufweisen als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Multiplexer mit akustischen Wellenfiltern. Der Multiplexer beinhaltet ein erstes akustisches Wellenfilter, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, und drei weitere akustische Wellenfilter, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Das erste akustische Wellenfilter beinhaltet akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Jeder der drei anderen akustischen Wellenfilter hat ein entsprechendes Durchlassband. Der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs hat in jedem der jeweiligen Durchlassbänder der drei anderen akustischen Wellenfilter einen höheren Qualitätsfaktor als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann ein akustischer Massen- bzw. akustischen Volumenwellenresonator sein. Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator sein.
Mindestens eines der drei anderen akustischen Wellenfilter kann zweite akustische Wellenresonatoren des ersten Typs und einen zweiten seriellen akustischen Wellenresonator des zweiten Typs beinhalten, der zwischen den zweiten akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Der Multiplexer kann ein Quadplexer sein. Der Multiplexer kann außerdem zwei zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Trägeraggregationssignals. Das Verfahren beinhaltet das Filtern des Trägeraggregationssignals mit einem ersten akustischen Wellenfilter, das mit einem Antennenanschluss gekoppelt ist und ein erstes Durchlassband aufweist. Das Trägeraggregationssignal beinhaltet einen ersten Hochfrequenzträger im ersten Durchlassband und einen zweiten Hochfrequenzträger in einem zweiten Durchlassband. Das Verfahren beinhaltet ferner das Filtern des Trägeraggregationssignals mit einem zweiten akustischen Wellenfilter, das mit dem Antennenanschluss gekoppelt ist und das zweite Durchlassband aufweist. Der zweite akustische Wellenfilter beinhaltet akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem Antennenanschluss gekoppelt ist. Der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs weist einen geringeren Lastverlust auf als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Das Verfahren kann ferner das Empfangen des Trägeraggregationssignals über eine mit dem Antennenanschluss gekoppelte Antenne beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Übertragen des Trägeraggregationssignals über eine mit dem Antennenanschluss gekoppelte Antenne beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Koppeln des ersten akustischen Wellenfilters und des zweiten akustischen Wellenfilters an den gemeinsamen Knoten über einen Mehrfachschalter beinhalten. Der Mehrfachschalter kann das erste akustische Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter mit dem gemeinsamen Knoten koppeln, so dass das erste akustische Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter gleichzeitig mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs kann ein akustischer Volumenwellenresonator sein. Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sein und der akustische Serienwellenresonator des zweiten Typs kann ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator sein. Die akustischen Resonatoren des ersten Typs können sich auf einer anderen Matrize (engl. „Die“) befinden als der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs.
Zur Zusammenfassung der Offenbarung wurden hier bestimmte Aspekte, Vorteile und Neuerungen der Innovationen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht unbedingt alle diese Vorteile in Übereinstimmung mit einer bestimmten Ausführungsform erreicht werden können. Somit können die Innovationen in einer Weise verkörpert oder durchgeführt werden, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie hier gelehrt, erreicht oder optimiert, erreicht, ohne notwendigerweise andere Vorteile zu erzielen, wie sie hier gelehrt oder vorgeschlagen werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende ausführliche Beschreibung bestimmter Ausführungsformen stellt verschiedene Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen dar. Die hier beschriebenen Innovationen können jedoch auf vielfältige Weise verkörpert werden, wie z.B. durch die Ansprüche definiert und abgedeckt. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente bezeichnen können. Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Abbildungen dargestellten Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu sind. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass bestimmte Ausführungsformen mehr Elemente beinhalten können, als in einer Zeichnung und/oder einer Teilmenge der in einer Zeichnung dargestellten Elemente dargestellt sind. Darüber hinaus können einige Ausführungsformen jede geeignete Kombination von Merkmalen aus zwei oder mehr Zeichnungen enthalten.
Um die Bandbreite der Mobilfunkdaten zu erhöhen, implementieren Dienstanbieter und Hersteller von Endgeräten häufig eine Trägeraggregation (Carrier Aggregation, CA), bei der mehrere Frequenzbänder gleichzeitig von einem einzigen Endgerät für das Senden und/oder Empfangen von Daten verwendet werden. Da Größe und Kosten des Mobiltelefons die Hersteller veranlassen, so wenig separate Antennen wie möglich zu verwenden, können viele CA-Szenarien davon profitieren, dass sich die Bänder eine einzige Antenne teilen.
Während der traditionelle Einzelband (Single-Band) (Nicht-CA)-Fall maximal zwei Bandpassfilter zum Anschluss an die Antenne beinhaltet (ein Sendefilter und ein Empfangsfilter, deren Kombination als Duplexer bezeichnet werden kann), können CA-Systeme mehrere weitere Filter beinhalten, die alle an einen gemeinsamen Antennenknoten angeschlossen sind. Je nach CA-Spezifikation können diese Filter als Quadplexer (vier Filter), Pentaplexer (fünf Filter), Hexaplexer (sechs Filter), Octoplexer (acht Filter) usw. konfiguriert werden. Der hier verwendete Oberbegriff für alle diese-Mehrfachfilterkonfigurationen ist Multiplexer.
In solchen Fällen, in denen sich mehrere Filter eine gemeinsame Verbindung teilen, kann es wünschenswert sein, sicherzustellen, dass jedes Filter eine hohe Impedanz gegenüber jedem anderen Filter im jeweiligen Durchlassbereich des anderen Filters aufweist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die gegenseitige Beladung der Filter auf oder nahe einem Minimum gehalten wird. „Beladung“ bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine erhöhte Einfügedämpfung durch ein Filter, die durch unerwünschte Signalverluste und/oder Umleitungen durch einen oder mehrere der anderen Filter eines Multiplexers verursacht wird.
Es sei beispielsweise ein Duplexer mit zwei Filtern für zwei Frequenzbänder, Band X und Band Y, die miteinander verbunden sind, um eine gemeinsame Antenne zu teilen, betrachtet. Man kann sich den Duplexer als Leistungsteiler vorstellen, bei dem der Betrag der Leistung über jeden Pfad durch die frequenzabhängige Impedanz jedes der beiden Filter bestimmt werden kann. Wenn die Filter ideal wären, könnten sie jeweils eine perfekte 50 Ohm Antennenimpedanz innerhalb ihrer jeweiligen Durchlassbänder aufweisen, während sie eine Leerlaufimpedanz innerhalb des Durchlassbandes des anderen Filters des Duplexers aufweisen. In einem solchen Fall würde ein Signal am Antennenanschluss innerhalb des Frequenzbandes X beispielsweise 50 Ohm durch das Band X Filter und eine offene Schaltung durch das Band Y Filter sehen. So würden in diesem Idealszenario 100% der Leistung des Signals durch das Band X Filter und 0% durch das Band Y Filter fließen. Ebenso würde für ein Signal innerhalb des Frequenzbandes Y im Idealszenario 100% der Leistung durch das Band Y Filter und 0% durch das Band X Filter fließen. Wären die Filter dagegen recht schlecht, so dass sie bei allen Frequenzen eine Impedanz von 50 Ohm aufweisen, wäre die Leistungsteilung ganz anders. Im Beispiel des Bandes X würde dem Signal nun 50 Ohm Pfade in beiden Filtern dargeboten. Daher wird die Leistung so aufgeteilt, dass 50% durch das Band X Filter und 50% durch das Band Y Filter fließen. Somit würde sich die Einfügungsdämpfung des Bandes X um ungefähr 3dB erhöhen. Anders ausgedrückt, dieser Duplexer hätte im Vergleich zu den einzelnen Filtern einen 3dB Ladungsverlust.
Es ist ersichtlich, dass der Gesamtlastverlust mit zunehmender Anzahl der kombinierten Filter in einem Multiplexer schnell ansteigen würde. Zum Beispiel könnte ein Octoplexer, der solche nicht-idealen Filter beinhaltet, zusätzliche 9 dB an Ladungsverlust aufweisen. Reale Hochfrequenzfilter (RF-Filter) sind nicht so gut wie die vorstehend beschriebenen idealen Filter, bei denen es überhaupt keine Ladeverluste gibt, aber sie verhalten sich auch nicht so schlecht wie die 50-Ohm-Impedanz bei allen Frequenzen. Die Größe der Außerbandimpedanz kann eine relativ starke Funktion des Filterdesigns sein, kann aber auch von der Filtertechnologie abhängig sein.
Die Technologien von akustischen Oberflächenwellen (Surface Acoustic Wave (SAW)) und akustischen Volumenwellen (Bulk Acoustic Wave (BAW)) werden beide in gängiger Weise für HF-Filter eingesetzt und sind in der Lage, relativ hohe Impedanzwerte außerhalb des Bandes zu erreichen. Im direkten Vergleich übertreffen BAW-Filter von Weltklasse jedoch im Allgemeinen SAW-Filter in Bezug auf die Impedanzgröße außerhalb des Bandes über einen größeren Frequenzbereich. Der Unterschied im Ladungsverlust ist für den Duplexerfall relativ gering, kann aber mit zunehmender Anzahl der CA-Filterkombinationen immer bedeutender werden. Im Falle eines Quadplexers sehen BAW-Filter oft einen Vorteil von 0,5dB bis 1,0dB Ladungsverlust gegenüber ihren SAW-Filter-Pendants. Bei Hexaplexern und Octoplexern ist der Unterschied noch wesentlich größer.
Leider können BAW-Filter trotz ihres besseren Betriebsverhaltens einen erheblichen Nachteil gegenüber den SAW-Filtern aufweisen, nämlich hinsichtlich der Kosten. BAW-Filter sind in der Regel wesentlich schwieriger und teurer herzustellen als SAW-Filter. Daher besteht ein erheblicher Anreiz, die SAW-Technologie nach Möglichkeit einzusetzen. Die SAW-Technologie ist ausreichend für die Herstellung von Duplexern zur Abdeckung der meisten gängigen Mobilfunkbänder. Bei CA-Kombinationen, die Quadplexer verwenden, ist der Kompromiss zwischen Kosten und Leistung für die beiden Technologien jedoch weniger klar. Bei komplexeren Verbindungen bzw. Verschaltungen, wie Hexaplexern und Octoplexern, verschlechtert sich die SAW-Leistung typischerweise ausreichend, so dass sie unabhängig von Kosteneinsparungen oft keine Option ist.
Es gibt Möglichkeiten, den Ladungsverlust durch sorgfältige Kontrolle bzw. Steuerung der Filtertopologie und/oder der Designparameter zu verbessern. Letztendlich kann der Lastverlust jedoch begrenzt sein, z.B. durch störende akustische Moden und aus den Resonatoren austretende außerbandene akustische Energie aufgrund der endlichen Reflexionsbandbreite der Bragg-Reflektoren, die verwendet werden, um die In-Band-Energie einzuschließen. Für Szenarien, wie z.B. viele Quadplexer oder Pentaplexer, bei denen das Preis-Leistungs-Verhältnis etwas unklar ist, können bereits vorhandene RF-Schalter innerhalb von Mobilfunk-Frontend-Modulen verwendet werden, um sogenannte „Switched Multiplexer“ oder „Switch-Plexer“ („geschaltete Multiplexer“ oder „Schaltplexer“) zu erstellen. In diesem Fall wird die gemeinsame CA-Verbindung durch einen mehrpoligen, mehrseitigen RF-Schalter ermöglicht, der es ermöglicht, die Filter entweder in der traditionellen Single-Band-Konfiguration oder als CA-Kombination zu verwenden. Im CA-Modus ist der Ladeverlust etwas schlechter als bei einem fest verdrahteten Multiplexer (und noch schlechter als bei einem BAW-Multiplexer), aber im Nicht-CA-Modus kann der Ladeverlust verschwinden. Da sich ein großer Teil der gesamten Nutzungsdauer bestimmter Mobiltelefone im-Nicht-CA-Modus befindet, kann die verschlechterte Leistung (im Vergleich zu BAW) hauptsächlich auf den CA-Modus beschränkt werden, was zu Gunsten der kostengünstigeren SAW-Lösung in solchen Mobiltelefone führen kann. Die Switch-Plexing-Lösung ist zwar elegant, kann aber viel schwieriger zu implementieren sein als eine permanent gemultiplexte Lösung. Darüber hinaus kann es für Endgerätehersteller zu einer komplexeren und teureren Kalibrierroutine kommen. Da der CA-Betrieb immer üblicher wird und die Anzahl der gleichzeitigen Verbindungen zunimmt, wird erwartet, dass die SAW-Technologie Schwierigkeiten haben wird, bestimmte CA-Spezifikationen zu erfüllen.
Bestimmte Aspekte der Offenbarung lösen die oben genannten Probleme, indem sie sowohl die SAW- als auch die BAW-Technologie in einem einzigen System kombinieren. Da die Außerbandimpedanz jedes Filters eines Multiplexers primär durch den einen oder zwei der Antennenverbindung am nächsten liegenden Resonatoren bestimmt werden kann, können diese spezifischen Resonatoren mit Hilfe der BAW-Technologie erzeugt werden. Gemäß bestimmter Ausführungsformen können diese BAW-Resonatoren etwa 10-30% der Gesamtzahl der Resonatoren eines Filters ausmachen, und die meisten oder alle anderen 70-90% der Resonatoren des Filters können mit kostengünstigerer SAW-Technologie realisiert werden. Ein Multiplexer kann etwa 10-30% BAW-Resonatoren beinhalten und die meisten oder alle anderen 70-90% der Resonatoren des Multiplexers können SAW-Resonatoren sein. Dementsprechend können bestimmte Ausführungsformen Hexaplexer oder Octoplexer mit Ladungsverlusten auf dem Niveau von Lösungen mit ausschließlich BAW beinhalten, jedoch aufgrund des großen Anteils an SAW-Inhalten wesentlich kostengünstiger. So beinhaltet ein System gemäß einigen Ausführungsformen einen Multiplexer mit einer ersten Anzahl von einem oder mehreren BAW-Resonatoren in der Nähe des Antennenanschlusses und einer zweiten Anzahl von SAW-Resonatoren weiter weg von dem Antennenanschluss, wobei die zweite Anzahl höher ist als die erste Anzahl.
Einige Ausführungsformen kombinieren die Vorteile der Ladungsverluste eines reinen BAW CA-Multiplexers mit einem Großteil des Kostenvorteils einer reinen SAW-Lösung.
Ein Aspekt dieser Offenbarung ist, dass eine Filteranordnung eine Vielzahl von akustischen Wellenfiltern beinhaltet, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Ein erstes akustisches Wellenfilter aus der Vielzahl von akustischen Wellenfiltern beinhaltet akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator, der in Reihe zwischen allen akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters und dem Gleichtakt angeordnet ist. Ein oder mehrere der anderen akustischen Wellenfilter aus der Vielzahl der akustischen Wellenfilter können akustische Oberflächenwellenresonatoren beinhalten, die über einen akustischen Massenwellenresonator mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Der akustische Volumenwellenresonator kann z.B. ein FBAR sein. Das erste akustische Wellenfilter kann auch einen akustischen Shunt-Volumenwellenresonator beinhalten. Die Vielzahl der akustischen Wellenfilter kann als Multiplexer angeordnet werden, wie beispielsweise ein Duplexer, ein Triplexer, ein Quadplexer, ein Pentaplexer, ein Hexaplexer, ein Heptaplexer, ein Octoplexer oder dergleichen.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Multiplexer, der mindestens vier Filter beinhaltet, die an einem gemeinsamen Knoten angeschlossen sind. Mindestens eines der vier Filter beinhaltet mindestens einen ersten Typ von Resonator und einen zweiten Typ von Resonator, wobei der zweite Typ von Resonator einen geringeren Ladungsverlust aufweist als der erste Typ von Resonator, In dem einen der vier Filter sind alle Resonatoren des ersten Typs über einen seriellen Resonator des zweiten Typs mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt. Der zweite Resonatortyp kann ein BAW-Resonator, wie beispielsweise ein FBAR sein, und der erste Resonatortyp kann ein SAW-Resonator sein.
Eine Antenne ist konfiguriert, um ein Hochfrequenzsignal zu empfangen. Der Multiplexer ist in Verbindung mit der Antenne. Der Multiplexer beinhaltet vier akustische Wellenfilter, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Ein erstes akustisches Wellenfilter der vier akustischen Wellenfilter beinhaltet akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator in Reihe zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten. Eine Frequenzmultiplexschaltung, wie ein Diplexer oder ein Triplexer, und/oder ein Antennenschalter können zwischen dem Multiplexer und der Antenne gekoppelt werden. Das Hochfrequenzsignal kann ein Trägeraggregationssignal sein. Die Antenne kann eine Diversity-Antenne sein und die vier Filter können in einigen Anwendungen Empfangsfilter sein. Der Multiplexer kann ein oder mehrere zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein verpacktes Modul, das eine oder mehrere erste Matrizen und eine zweite Matrize beinhaltet. Die eine oder mehrere erste Matrize beinhaltet SAW-Resonatoren. Die zweite Matrize beinhaltet einen BAW-Resonator. Akustische Wellenfilter, die an einen gemeinsamen Knoten gekoppelt sind, werden von den akustischen Wellenresonatoren auf der einen oder mehreren ersten und zweiten Matrize implementiert. Ein erstes akustisches Wellenfilter der akustischen Wellenfilter beinhaltet die SAW-Resonatoren und den BAW-Resonator in Reihe zwischen den SAW-Resonatoren und dem gemeinsamen Knoten. Die Vielzahl von akustischen Wellenfiltern kann als Multiplexer angeordnet werden, wie beispielsweise ein Quadplexer, ein Pentaplexer, ein Hexaplexer, ein Octoplexer oder dergleichen. Das verpackte Modul kann auch einen oder mehrere Leistungsverstärker, einen Bandauswahlschalter und einen Antennenschalter beinhalten.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die eine Antenne und einen Multiplexer beinhaltet. Die Antenne ist konfiguriert, um ein Hochfrequenzsignal zu empfangen. Der Multiplexer ist in Verbindung mit der Antenne. Der Multiplexer beinhaltet vier akustische Wellenfilter, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. Ein erstes akustisches Wellenfilter der vier akustischen Wellenfilter beinhaltet akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator in Reihe zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten. Eine Frequenzmultiplexschaltung, wie ein Diplexer oder ein Triplexer, und/oder ein Antennenschalter können zwischen dem Multiplexer und der Antenne gekoppelt werden. Das Hochfrequenzsignal kann ein Trägeraggregationssignal sein. Die Antenne kann eine Diversity-Antenne sein und die vier Filter können in einigen Anwendungen Empfangsfilter sein. Der Multiplexer kann ein oder mehrere zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
1 ist ein schematisches Diagramm eines Quadplexers 10. Der Quadplexer 10 beinhaltet vier Filter, die an einem gemeinsamen Knoten COM angeschlossen sind. Der gemeinsame Knoten COM kann als gemeinsamer Port (oder Tor) bezeichnet werden. Wie dargestellt, beinhaltet der Quadplexer 10 ein erstes Sendefilter 12, ein erstes Empfangsfilter 14, ein zweites Sendefilter 16 und ein zweites Empfangsfilter 18. Jedes der Filter des Quadplexers 10 kann wie abgebildet Bandpassfilter sein. Eines oder mehrere der Filter des Quadplexers 10 können akustische Wellenfilter sein. Alle Filter des Quadplexers 10 können akustische Wellenfilter sein. Jedes der Filter des Quadplexers 10 kann zwei Arten von akustischen Wellenresonatoren gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen beinhalten. Zum Beispiel kann jedes der Filter des Quadplexers 10 SAW-Resonatoren und einen oder mehrere BAW-Resonatoren gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen beinhalten.
2A ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers 20 gemäß einer Ausführungsform. Der Quadplexer 20 ist ein Beispiel für den Quadplexer 10 in 1. Ein Multiplexer kann nach geeigneten Prinzipien und Vorteilen implementiert werden, die in 2A dargestellt sind. In 2A ist jedes Filter des Quadplexers 20 durch akustische Wellenresonatoren realisiert. Jeder der dargestellten akustischen Wellenresonatoren ist ein 1-Tor-Resonator. Solche Resonatoren können eine interdigitale Wandlerelektrode beinhalten, wobei ein Eingang und ein Ausgang des Resonators gegenüberliegende Stromschienen der interdigitalen Wandlerelektrode sind.
Ein erstes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20 beinhaltet die SAW-Resonatoren 21, 22, 23 und 24 sowie den BAW-Resonator 25. Ein zweites akustischer Wellenfilter des Quadplexers 20 beinhaltet die SAW-Resonatoren 31, 32, 33 und 34 sowie den BAW-Resonator 36. Ein drittes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20 beinhaltet SAW-Resonatoren 41, 42, 43, 44 und 45 sowie BAW-Resonatoren 46 und 47. Ein viertes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20 beinhaltet SAW-Resonatoren 51, 52, 53, 54 und 55 sowie einen BAW-Resonator 56.
Wie in 2A dargestellt, kann ein serieller SAW-Resonator in einem akustischen Wellenfilter über einen seriellen BAW-Resonator mit einem gemeinsamen Knoten eines Quadplexers gekoppelt werden. Wie ebenfalls in 2A dargestellt, können ein serieller SAW-Resonator und ein Shunt-SAW-Resonator in einem akustischen Wellenfilter über einen seriellen BAW-Resonator mit einem gemeinsamen Knoten eines Quadplexers gekoppelt werden. 2A zeigt auch, dass mindestens vier oder mindestens fünf SAW-Resonatoren über einen seriellen BAW-Resonator mit einem gemeinsamen Knoten eines Quadplexers gekoppelt werden können.
In den in 2A dargestellten akustischen Wellenfiltern sind alle SAW-Resonatoren jedes akustischen Wellenfilters über einen BAW-Reihenresonator (seriellen BAW-Resonator) eines jeweiligen akustischen Wellenfilters mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt. Dies kann die Belastung des gemeinsamen Knotens im Vergleich zu akustischen Wellenfiltern, die nur SAW-Resonatoren beinhalten, reduzieren. Wie auch in 2A dargestellt, können mindestens 70% der Resonatoren eines Multiplexers und/oder eines akustischen Wellenfilters SAW-Resonatoren sein und die anderen Resonatoren des Multiplexers und/oder des akustischen Wellenfilters können durch BAW-Technologie implementiert werden. Durch die Verwendung von SAW-Resonatoren zur Implementierung eines akustischen Wellenfilters kann ein solches akustisches Wellenfilter kostengünstiger sein als ein akustisches Wellenfilter, das hauptsächlich oder vollständig von BAW-Resonatoren implementiert wird.
Während 2A und einige andere Ausführungsformen, wie die 4 bis 6, beispielhafte Multiplexer veranschaulichen, die SAW-Resonatoren und BAW-Resonatoren beinhalten, können alle hier beschriebenen geeigneten Prinzipien und Vorteile mit zwei verschiedenen geeigneten Resonatortypen umgesetzt werden. So kann beispielsweise ein Filter eines Multiplexers akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs beinhalten, die zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und einem gemeinsamen Knoten des Multiplexers gekoppelt sind.
Der zweite Resonatortyp kann einen geringeren Ladungsverlust aufweisen als der erste Resonatortyp. Ein solcher Lastverlust kann sich auf Verluste beziehen, die mit einer erhöhten Einfügedämpfung durch ein Filter verbunden sind, die durch unerwünschte Signalverluste und/oder Umleitungen durch einen oder mehrere der anderen Filter eines Multiplexers verursacht wird.
Der zweite Resonatortyp kann eine höhere Außerbandunterdrückung aufweisen als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs. Der zweite Resonatortyp kann einen höheren Außerbandqualitätsfaktor aufweisen als der erste Resonatortyp. So kann beispielsweise der zweite Resonatortyp einen höheren Qualitätsfaktor in einem Durchlassband von mindestens einem anderen Filter des Multiplexers aufweisen als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs. Mit einem höheren Qualitätsfaktor außerhalb des Bandes kann der zweite Resonatortyp mehr Abweisung außerhalb des Bandes mit weniger Energieverlust bieten als der erste Resonatortyp. In bestimmten Anwendungen kann der zweite Resonatortyp einen höheren Qualitätsfaktor in den jeweiligen Durchlassbändern aller anderen Filter des Multiplexers aufweisen als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs. Ein Qualitätsfaktor kann ein Verhältnis von gespeicherter Leistung zu abgeleiteter Leistung (Verlustleistung) darstellen. Der Qualitätsfaktor kann frequenzabhängig sein.
Die zweite Art von akustischen Wellenresonatoren kann teurer sein und eine bessere Außerbandleistung erzielen als die erste Art von akustischen Wellenresonatoren. Durch die Implementierung eines akustischen Wellenfilters mit zwei Arten von Resonatoren können Außerbandeigenschaften und Kosten in einer Lösung ausgeglichen werden, die relativ kostengünstig und relativ leistungsstark ist.
Im Multiplexer 20 von 2A ist der erste Typ von Resonator ein SAW-Resonator und der zweite Typ von Resonator ein BAW-Resonator. Weitere Beispiele für Multiplexer mit zwei verschiedenen Resonatortypen werden mit Bezug auf die 2B und 2C beschrieben.
2B ist ein schematisches Diagramm der akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers 20' gemäß einer Ausführungsform. Der Quadplexer 20' beinhaltet zwei Arten von SAW-Resonatoren, SAW Typ A und SAW Typ B. Der Quadplexer 20' ist dem Quadplexer 20 von 2A ähnlich, mit der Ausnahme, dass ein zweiter Typ von SAW-Resonatoren im Quadplexer 20' anstelle der BAW-Resonatoren des Quadplexers 20 implementiert ist. Der zweite Typ des SAW-Resonators SAW Typ B kann ähnliche Vorteile gegenüber dem ersten Typ des SAW-Resonators SAW Typ A wie BAW-Resonatoren aufweisen. So kann beispielsweise der zweite Typ des SAW-Resonators SAW Typ B niedrigere Lastverluste und/oder eine bessere Abweisung außerhalb des Bandes und/oder einen höheren Qualitätsfaktor außerhalb des Bandes aufweisen als der erste Typ des SAW-Resonators SAW Typ A. Gleichzeitig kann der zweite Typ des SAW-Resonators SAW Typ B teurer in der Implementierung sein als der erste Typ des SAW-Resonators SAW Typ A. Dementsprechend können die in 2B dargestellten Filtertopologien Kosten und Leistung ausgleichen, um eine relativ kostengünstige und relativ leistungsstarke Lösung zu bieten.
In einigen Fällen kann der erste Typ des SAW-Resonators SAW Typ A ein Standard SAW-Resonator und der zweite Typ des SAW-Resonators SAW Typ B kann ein temperaturkompensierter SAW (TCSAW) Resonator sein. Die Standard-SAW-Resonatoren können nicht-temperaturkompensiert sein. Ein TCSAW-Resonator kann eine Temperaturkompensationsschicht mit einem positiven Temperaturkoeffizienten der Frequenz beinhalten. So kann beispielsweise ein TCSAW-Resonator ein Standard-SAW-Resonator plus eine Siliziumdioxidschicht über der IDT-Elektrode sein.
Gemäß bestimmter Ausführungsformen kann der zweite Typ des SAW-Resonators SAW Typ B ein SAW-Resonator mit Eigenschaften sein, die den BAW-Resonatoren mit Temperatureigenschaften, die den typischen BAW-Resonatoren überlegen sind, gleichwertig oder überlegen sind. Ein solcher zweiter Typ von SAW-Resonatoren kann einen relativ hohen Qualitätsfaktor, einen relativ niedrigen Temperaturkoeffizienten der Frequenz und eine relativ hohe Wärmeableitung aufweisen. Dieser zweite Typ von SAW-Resonator kann ein mehrschichtiges Substrat aufweisen, das den Qualitätsfaktor und den Temperaturkoeffizienten der Frequenz im Vergleich zu Standard SAW-Resonatoren erhöhen kann. Der zweite SAW-Resonator kann eine IDT-Elektrode auf einem mehrschichtigen Substrat beinhalten, das eine piezoelektrische Schicht (z.B. Lithiumniobat (LN) oder Lithiumtantalat (LT)) über einer Funktionsschicht (z.B. SiO₂, SiON oder Ta₂O₅) über einer Hochgeschwindigkeitsschicht (z.B. Saphir, Aluminiumoxid, SiN oder AIN) über einem Trägersubstrat (z.B. Silizium) beinhaltet. So kann beispielsweise der zweite Typ eines SAW-Resonators eine IDT-Elektrode auf einem LT/ SiO₂/AlN/Si-Substrat beinhalten. Der zweite Typ von SAW-Resonatoren kann ein Unglaublicher-HighPerformance-(Incredible High-Performance, IHP) SAW-Resonator von Murata Manufacturing Co. Ltd. sein. Mit diesem zweiten Typ von SAW-Resonator im Quadplexer 20' kann der erste Typ von SAW-Resonator im Quadplexer 20 ein-nicht-temperaturkompensierter SAW-Resonator oder ein temperaturkompensierter SAW-Resonator sein.
Ein erstes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20' beinhaltet SAW-Resonatoren des ersten Typs 21', 22', 23' und 24' und einen SAW-Resonator des zweiten Typs 25'. Ein zweites akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20' beinhaltet SAW-Resonatoren des ersten Typs 31', 32', 33' und 34' und einen SAW-Resonator des zweiten Typs 36'. Ein drittes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20' beinhaltet SAW-Resonatoren des ersten Typs 41', 42', 43', 43', 44' und 45' sowie SAW-Resonatoren des zweiten Typs 46' und 47'. Ein viertes akustisches Wellenfilter des Quadplexers 20' beinhaltet SAW-Resonatoren des ersten Typs 51', 52', 53', 54' und 55' und einen SAW-Resonator des zweiten Typs 56'.
2C ist ein schematisches Diagramm der akustischen Wellenresonatoren eines Quadplexers 20" gemäß einer Ausführungsform. Der Quadplexer 20" beinhaltet zwei Arten von Resonatoren, den Resonatortyp A und den Resonatortyp B. Der Quadplexer 20" ist ähnlich dem Quadplexer 20 von 2A und dem Quadplexer 20' von 2B, mit der Ausnahme, dass die beiden Arten von Resonatoren des Quadplexers 20" beliebige geeignete Arten von Resonatoren sein können. Der zweite Resonatortyp kann ähnliche Vorteile gegenüber dem ersten Resonatortyp haben wie BAW-Resonatoren gegenüber SAW-Resonatoren. So kann beispielsweise der zweite Resonatortyp einen der oben genannten Vorteile in Bezug auf geringere Lastverluste, bessere Außerbandunterdrückung, höheren Außerbandqualitätsfaktor als der erste Resonatortyp, dergleichen oder eine geeignete Kombination derselben aufweisen. Gleichzeitig kann der zweite Resonatortyp teurer zu implementieren sein als der erste Resonatortyp. Dementsprechend können die in 2C dargestellten Filtertopologien Kosten und Leistung in Einklang bringen, um eine relativ kostengünstige und relativ leistungsstarke Lösung bereitzustellen.
Ein erster Filter des Quadplexers 20" beinhaltet Resonatoren des ersten Typs 21", 22", 23" und 24" und einen Resonator des zweiten Typs 25". Ein zweites Filter des Quadplexers 20" beinhaltet Resonatoren des ersten Typs 31", 32", 33" und 34" und einen Resonator des zweiten Typs 36". Ein drittes Filter des Quadplexers 20" beinhaltet Resonatoren des ersten Typs 41", 42", 43", 44" und 45" sowie Resonatoren des zweiten Typs 46" und 47". Ein viertes Filter des Quadplexers 20" beinhaltet Resonatoren des ersten Typs 51", 52", 53", 54" und 55" und einen Resonator des zweiten Typs 56". Alle abgebildeten Resonatoren des Quadplexers 20" können akustische Wellenresonatoren sein.
3 ist eine schematische Darstellung eines Hexaplexers 60. Der Hexaplexer 60 beinhaltet sechs Filter, die an einen gemeinsamen Knoten COM angeschlossen sind. Wie dargestellt, beinhaltet der Hexaplexer 60 ein erstes Sendefilter 12, ein erstes Empfangsfilter 14, ein zweites Sendefilter 16, ein zweites Empfangsfilter 18, ein drittes Sendefilter 62 und ein drittes Empfangsfilter 64. Jedes der Filter des Hexaplexers 60 kann wie abgebildet als Bandpassfilter ausgeführt sein. Eines oder mehrere der Filter des Hexaplexers 60 können akustische Wellenfilter sein. Alle Filter des Hexaplexers 60 können akustische Wellenfilter sein. Jedes der Filter des Hexaplexers 60 kann zwei Arten von akustischen Wellenresonatoren gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen beinhalten. Zum Beispiel kann jedes der Filter des Hexaplexers 60 SAW-Resonatoren und einen oder mehrere BAW-Resonatoren gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen beinhalten.
4 ist ein schematisches Diagramm der akustischen Wellenresonatoren eines Hexaplexers 70 gemäß einer Ausführungsform. Der Hexaplexer 70 ist ein Beispiel für den Hexaplexer 60 in 3. Wie in 4 dargestellt, wird jedes Filter des Hexaplexers 70 durch akustische Wellenresonatoren realisiert. Ein Multiplexer kann nach geeigneten Prinzipien und Vorteilen implementiert werden, die in 4 dargestellt sind. Bestimmte Filter eines solchen Multiplexers können für Designspezifikationen für eine bestimmte Anwendung implementiert sein. Die akustischen Wellenfilter in 4 zeigen einige Beispiele für solche Filter.
Ein erstes akustisches Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet einen BAW-Resonator 71 und SAW-Resonatoren 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 und 79. Das erste akustische Wellenfilter kann ein Sendefilter sein, wie beispielsweise das erste Sendefilter 12 aus 3. SAW-Resonatoren machen 8/9 der akustischen Wellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters aus.
Ein zweites akustisches Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet einen BAW-Resonator 81 und SAW-Resonatoren 81 und 83. Das zweite akustische Wellenfilter kann ein Empfangsfilter sein, wie beispielsweise das erste Empfangsfilter 14 aus 3. Der abgebildete SAW-Resonator 83 ist ein Zweimoden-SAW (DMS)-Resonator, der auch als gekoppeltes Resonatorfilter (CRF) bezeichnet werden kann. Ein DMS-Resonator kann in Niederleistungsfiltern, wie beispielsweise Empfangsfiltern, eingesetzt werden. DMS-Resonatoren verfügen in der Regel nicht über eine relativ hohe Leistung. Dementsprechend sollte mindestens ein serieller akustischer Wellenresonator vorhanden sein, der den DMS-Resonator vor der relativ hohen Leistung schützt, die auf einem gemeinsamen Knoten COM vorhanden ist, der ein Antennenknoten sein kann.
Ein drittes akustischer Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet einen BAW-Resonator 91 und SAW-Resonatoren 92, 93, 94, 95, 96, 97 und 98. Das dritte akustische Wellenfilter kann ein Sendefilter sein, wie beispielsweise das zweite Sendefilter 16 aus 3.
Ein viertes akustisches Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet einen BAW-Resonator 101 und SAW-Resonatoren 102, 103 und 105. Das vierte akustische Wellenfilter kann ein Empfangsfilter sein, wie beispielsweise das zweite Empfangsfilter 18 aus 3.
Ein fünftes akustisches Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet BAW-Resonatoren 111 und 112 sowie SAW-Resonatoren 122, 123, 124 und 125. Das fünfte akustische Wellenfilter kann ein Sendefilter sein, wie beispielsweise das dritte Sendefilter 62 aus 3. Das fünfte akustische Wellenfilter veranschaulicht, dass ein Shunt-BAW-Resonator und ein serieller BAW-Resonator an einen gemeinsamen Knoten COM eines Multiplexers gekoppelt werden können. Der Nebenschluss(Shunt)-BAW-Resonator 112 ist mit der gegenüberliegenden Seite des seriellen BAW-Resonators 111 gekoppelt als die SAW-Resonatoren des fünften akustischen Wellenfilters.
Ein sechstes akustisches Wellenfilter des Hexaplexers 70 beinhaltet SAW-Resonatoren 122, 123, 124 und 125. Das sechste akustische Wellenfilter kann ein Empfangsfilter sein, wie beispielsweise das dritte Empfangsfilter 64 aus 3. Das sechste akustische Wellenfilter veranschaulicht, dass ein oder mehrere Filter eines Multiplexers nur mit SAW-Resonatoren realisiert werden können.
5 ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers 130 gemäß einer Ausführungsform. Ein Multiplexer kann irgendeine beliebige Anzahl von akustischen Wellenfiltern beinhalten. So kann der Multiplexer beispielsweise ein Quadplexer mit vier Filtern, ein Pentaplexer mit fünf Filtern, ein Hexaplexer mit sechs Filtern, ein Octoplexer mit acht Filtern usw. sein. In einigen Fällen kann der Multiplexer 130 2 bis 16 akustische Wellenfilter beinhalten, die an den gemeinsamen Knoten COM angeschlossen sind. Die akustischen Wellenfilter des Multiplexers 130 können jede geeignete Kombination von Empfangsfiltern und/oder Sendefiltern beinhalten. Jeder der Ein-/Ausgangsports (I/O Tore) der akustischen Wellenfilter kann ein Eingang für ein Sendefilter oder ein Ausgang für ein Empfangsfilter sein. Jedes der akustischen Wellenfilter kann SAW-Resonatoren beinhalten, die über einen seriellen BAW-Resonator mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. So beinhaltet beispielsweise das erste akustische Wellenfilter des Multiplexers 130 die SAW-Resonatoren 132, 133, 134 und 135 und den BAW-Resonator 136, bei dem alle SAW-Resonatoren 132, 133, 134 und 135 über den BAW-Resonator 136 mit dem gemeinsamen Knoten COM gekoppelt sind. Das N-te akustische Wellenfilter des Multiplexers 130 beinhaltet die SAW-Resonatoren 142, 143, 144 und 145 sowie den BAW-Resonator 146, bei dem alle SAW-Resonatoren 142, 143, 144 und 145 über den seriellen BAW-Resonator 146 mit dem gemeinsamen Knoten COM gekoppelt sind.
6 ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers 150 gemäß einer Ausführungsform. Der Multiplexer 150 ist wie der Multiplexer 130 aus 5, mit der Ausnahme, dass der Multiplexer 150 ein akustisches Wellenfilter beinhaltet, das nur aus SAW-Resonatoren besteht. 6 zeigt, dass ein oder mehrere akustische Wellenfilter eines Multiplexers SAW-Resonatoren beinhalten können und keine BAW-Resonatoren. So beinhaltet beispielsweise ein erstes akustisches Wellenfilter des Multiplexers 150 die SAW-Resonatoren 152, 153, 154, 155 und 156 und enthält keine BAW-Resonatoren. Der Multiplexer 150 beinhaltet auch ein oder mehrere akustische Wellenfilter mit SAW-Resonatoren, die über einen seriellen BAW-Resonator mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind. So beinhaltet beispielsweise das N-te akustische Wellenfilter des Multiplexers 150 die SAW-Resonatoren 162, 163, 164 und 165 sowie den BAW-Resonator 166, bei dem alle SAW-Resonatoren 162, 163, 164 und 165 über den seriellen BAW-Resonator 166 mit dem gemeinsamen Knoten COM gekoppelt sind.
Zwischen SAW-Resonatoren eines Filters und einem gemeinsamen Knoten kann irgendeine beliebige Anzahl von BAW-Resonatoren gekoppelt werden. So können beispielsweise ein serieller BAW-Resonator und ein oder mehrere andere serielle BAW-Resonatoren und/oder ein oder mehrere Nebenschluss(Shunt)-BAW-Resonatoren zwischen SAW-Resonatoren eines Filters und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt werden.
Die hier beschriebenen Multiplexer können in einer Vielzahl von Hochfrequenzsystemen eingesetzt werden. Hochfrequenzsignale können Signale mit Frequenzen in einem Bereich von etwa 30 kHz bis 300 GHz verarbeiten, beispielsweise in einem Bereich von etwa 450 MHz bis 6 GHz. Einige Hochfrequenzsysteme, die Multiplexer gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen beinhalten, sind konfiguriert, um Trägeraggregationssignale zu verarbeiten. In Hochfrequenzsystemen mit Trägeraggregation können mehrere Filter als Multiplexer angeordnet und an einen gemeinsamen Antennenknoten angeschlossen werden. Einige Beispiele für Hochfrequenzsysteme werden nun diskutiert, in denen geeignete Prinzipien und Vorteile der Multiplexer und/oder der hier beschriebenen Filter umgesetzt werden können.
Die 7, 8, 9, 10A und 10B sind schematische Blockdiagramme von illustrativen Hochfrequenzsystemen gemäß bestimmter Ausführungsformen. Die Multiplexer in diesen Hochfrequenzsystemen können durch die Kopplung von BAW-Resonatoren zwischen SAW-Resonatoren und einem gemeinsamen Knoten in einem oder mehreren akustischen Wellenfiltern Ladungsverluste reduzieren. Die Implementierung eines oder mehrerer dieser akustischen Wellenfilter mit einer Mehrheit von SAW-Resonatoren kann auch die Kosten im Vergleich zu ähnlichen akustischen Wellenfiltern, die aus meist BAW-Elementen bestehen, senken. Die Prinzipien und Vorteile von Filtern, die SAW-Resonatoren und einen oder mehrere BAW-Resonatoren beinhalten, können auf Filter mit Filtern angewendet werden, die zwei verschiedene Arten von akustischen Wellenresonatoren beinhalten. Jedes der Filter der Multiplexer der hier diskutierten Hochfrequenzsysteme kann ein Bandpassfilter sein.
7 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems 170, das Quadplexer beinhaltet, die über einen Diplexer 176 mit einer Antenne 177 gekoppelt sind. In 7 beinhaltet ein erster Quadplexer die akustischen Wellenfilter 12, 14, 16 und 18. In 7 beinhaltet ein zweiter Quadplexer die akustischen Wellenfilter 172, 173, 174 und 175. Der Diplexer 176 kann zum Frequenzmultiplexen von Hochfrequenzsignalen dienen, die sich zwischen den dargestellten Quadplexern und der Antenne 177 ausbreiten.
8 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems 180, das einen Quadplexer beinhaltet, der mit einer Antenne 177 gekoppelt ist. 8 veranschaulicht, dass ein Multiplexer in einigen Anwendungen ohne dazwischenliegende Frequenzmultiplexschaltung (z.B. ein Diplexer oder ein Triplexer) an eine Antenne angeschlossen werden kann. Wenn beispielsweise ein Trägeraggregationssignal zwei Träger beinhaltet, die relativ frequenznah sind, kann ein Diplexer oder ein Triplexer relativ schwierig und/oder teuer zu implementieren sein und/oder relativ hohe Verluste aufweisen. In diesem Fall können Filter an einem gemeinsamen Knoten als Multiplexer miteinander verbunden werden. Als Beispiel kann ein solcher Multiplexer ein Quadplexer mit Sende- und Empfangsfiltern für Band 25 und Band 66 sein. Ein Multiplexer kann in bestimmten Anwendungen ohne dazwischenliegenden Schalter oder Frequenzmultiplexschaltung an eine Antenne angeschlossen werden, wie in 8 dargestellt. So kann beispielsweise ein Mobiltelefon, das für die drahtlose Kommunikation eines Trägeraggregationssignals mit nur zwei Trägeraggregationsbändern konfiguriert ist, einen Multiplexer mit einem Multiplexer beinhalten, der mit einer Antenne ohne dazwischenliegenden Schalter oder Frequenzmultiplexschaltung verbunden ist.
9 ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems 190, das eine Antenne 192 beinhaltet, die mit Empfangspfaden über einen Multiplexer gekoppelt ist. In einigen Fällen kann ein Funkgerät für den Diversity-Empfang eingesetzt werden. Eine Diversity-Antenne, wie die veranschaulichte Antenne 192, kann ein empfangenes Hochfrequenzsignal an mehrere Empfangspfade weiterleiten. Ein Multiplexer kann zwischen einer Vielzahl von Empfangspfaden und der Diversity-Antenne gekoppelt werden. Wie in 9 dargestellt, kann ein Multiplexer (z.B. ein Quadplexer) mit den Empfangsfiltern 193 und 194 zwischen den Empfangspfade 195 bzw. 194 und der Antenne 192 gekoppelt werden. Für eine bestimmte Implementierung können beliebig viele Empfangspfade und entsprechende Empfangsfilter implementiert werden. So können beispielsweise in einigen Fällen 4 oder mehr Empfangsfilter in einen Multiplexer und entsprechenden Empfangspfade eingebunden werden. In einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann ein Schalter zwischen einem Multiplexer und einer Diversity-Antenne gekoppelt werden und/oder ein Schalter kann zwischen Empfangspfaden und einem Empfangsfilter des Multiplexers gekoppelt werden.
10A ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems 200, das Multiplexer in Signalpfaden zwischen Leistungsverstärkern und einer Antenne 177 beinhaltet. Das veranschaulichte Hochfrequenzsystem 200 beinhaltet einen Niederbandpfad, einen Mittelbandpfad und einen Hochbandpfad. In bestimmten Anwendungen kann ein Niederbandpfad Hochfrequenzsignale mit einer Frequenz von weniger als 1 GHz verarbeiten, ein Mittelbandpfad kann Hochfrequenzsignale mit einer Frequenz zwischen 1 GHz und 2,2 GHz verarbeiten, und ein Hochbandpfad kann Hochfrequenzsignale mit einer Frequenz über 2,2 GHz verarbeiten.
Eine Frequenzmultiplexschaltung, wie beispielsweise ein Diplexer 176, kann zwischen Signalpfaden und der Antenne 176 integriert sein. Eine solche Frequenzmultiplexschaltung kann als Frequenzteiler für Empfangspfade und als Frequenzkombinator für Sendepfade dienen. Der Diplexer 176 kann Frequenzmultiplex-Hochfrequenzsignale, die in ihrer Frequenz relativ weit entfernt sind, verarbeiten. Der Diplexer 176 kann mit passiven Schaltungselementen mit relativ geringem Verlust realisiert werden. Der Diplexer 176 kann Trägeraggregationssignale (zum Senden) kombinieren und diese (zum Empfangen) trennen.
Wie dargestellt, beinhaltet der Niederbandpfad einen Leistungsverstärker 201, der konfiguriert ist, um ein Niederband-Hochfrequenzsignal zu verstärken, einen Bandauswahlschalter 202 und einen Multiplexer 203. Der Bandauswahlschalter 202 kann den Ausgang des Leistungsverstärkers 201 elektrisch mit einem ausgewählten Sendefilter des Multiplexers 203 verbinden. Das ausgewählte Sendefilter kann ein Bandpassfilter mit einem Durchlassband sein, das einer Frequenz eines Ausgangssignals des Leistungsverstärkers 201 entspricht. Der Multiplexer 203 kann eine beliebige Anzahl von Sendefiltern und eine beliebige Anzahl von Empfangsfiltern beinhalten. Der Multiplexer 203 kann in bestimmten Anwendungen die gleiche Anzahl von Sendefiltern aufweisen wie Empfangsfilter. In einigen Fällen kann der Multiplexer 203 eine andere Anzahl von Sendefiltern aufweisen als Empfangsfilter.
Wie in 10A dargestellt, beinhaltet der Mittelbandpfad einen Leistungsverstärker 204, der konfiguriert ist, um ein Mittelband-Funkfrequenzsignal zu verstärken, einen Bandauswahlschalter 205 und einen Multiplexer 206. Der Bandauswahlschalter 205 kann den Ausgang des Leistungsverstärkers 204 elektrisch mit einem ausgewählten Sendefilter des Multiplexers 206 verbinden. Das ausgewählte Sendefilter kann ein Bandpassfilter mit einem Durchlassband sein, das einer Frequenz eines Ausgangssignals des Leistungsverstärkers 204 entspricht. Der Multiplexer 206 kann irgendeine beliebige Anzahl von Sendefiltern und eine beliebige Anzahl von Empfangsfiltern beinhalten. Der Multiplexer 206 kann in bestimmten Anwendungen die gleiche Anzahl von Sendefiltern aufweisen wie Empfangsfilter. In einigen Fällen kann der Multiplexer 206 eine andere Anzahl von Sendefiltern aufweisen als Empfangsfilter.
Im dem dargestellten Hochfrequenzsystem 200 beinhaltet der Hochbandpfad einen Leistungsverstärker 207, der konfiguriert ist, um ein Hochband-Hochfrequenzsignal zu verstärken, einen Bandauswahlschalter 208 und einen Multiplexer 209. Der Bandauswahlschalter 208 kann den Ausgang des Leistungsverstärkers 207 elektrisch mit einem ausgewählten Sendefilter des Multiplexers 209 verbinden. Der ausgewählte Sendefilter kann ein Bandpassfilter mit einem Durchlassband sein, das einer Frequenz eines Ausgangssignals des Leistungsverstärkers 207 entspricht. Der Multiplexer 209 kann eine beliebige Anzahl von Sendefiltern und eine beliebige Anzahl von Empfangsfiltern beinhalten. Der Multiplexer 209 kann in bestimmten Anwendungen die gleiche Anzahl von Sendefiltern aufweisen wie Empfangsfilter. In einigen Fällen kann der Multiplexer 209 eine andere Anzahl von Sendefiltern aufweisen als Empfangsfilter.
Ein Wahlschalter 210 kann selektiv ein Hochfrequenzsignal vom Mittelbandweg oder vom Hochbandweg zum Diplexer 176 bereitstellen. Dementsprechend kann das Hochfrequenzsystem 200 Trägeraggregationssignale entweder mit einer Niederband- und Hochbandkombination oder einer Niederband- und Mittelbandkombination verarbeiten.
10B ist ein schematisches Diagramm eines Hochfrequenzsystems 212, das Multiplexer in Signalpfaden zwischen Leistungsverstärkern und einer Antenne beinhaltet. Das Funkfrequenzsystem 212 ist wie das Funkfrequenzsystem 200 aus 10A, nur dass das Funkfrequenzsystem 212 Switch-Plexing-Funktionen (Schalt-Plexierungs-Funktionen) beinhaltet. Switch-Plexing kann nach allen hier beschriebenen geeigneten Prinzipien und Vorteilen realisiert werden.
Switch-Plexing kann On-Demand-Multiplexing (Bedarfs-Muliplexing) implementieren. Einige Hochfrequenzsysteme können für die meiste Zeit (z.B. etwa 95% der Zeit) in einem Einzelträgermodus und für eine Minderheit der Zeit (z.B. etwa 5% der Zeit) in einem Trägeraggregationsmodus arbeiten. Switch-Plexing kann die Belastung in einem Einzelträgermodus reduzieren, in dem das Hochfrequenzsystem die meiste Zeit relativ zu einem Multiplexer arbeiten kann, der Filter mit einer festen Verbindung an einem gemeinsamen Knoten beinhaltet. Eine solche Reduzierung der Belastung kann bedeutender sein, wenn eine größere Anzahl von Filtern im Multiplexer enthalten ist.
In dem dargestellten Hochfrequenzsystem 212 sind die Multiplexer 213 und 214 über einen Schalter 215 mit einem Diplexer 176 gekoppelt. Der Schalter 215 ist als Multi-Close Schalter konfiguriert, der zwei oder mehr Schaltstellungen gleichzeitig aktiv haben kann. Wenn bei dem Schalter 215 gleichzeitig mehrere Schaltstellungen aktiv sind, kann das Senden und/oder Empfangen von Trägeraggregationssignalen ermöglicht werden. Der Schalter 215 kann auch eine einzelne Schaltstellung aktiv haben, wenn er in einem Single Carrier Mode (Einzelträgermodus) betrieben wird. Wie veranschaulicht, beinhaltet der Multiplexer 213 eine Vielzahl von Duplexern, die mit separaten Schaltstellungen des Schalters 215 gekoppelt sind. Ebenso beinhaltet der veranschaulichte Multiplexer 214 eine Vielzahl von Duplexern, die mit separaten Schaltstellungen des Schalters 215 gekoppelt sind. Alternativ können anstelle von Duplexern, die mit jeder Schaltstellung des Schalters 215 gekoppelt sind, wie in 10B dargestellt, ein oder mehrere einzelne Filter eines Multiplexers mit einer speziellen Schaltstellung eines Schalters gekoppelt sein, der zwischen dem Multiplexer und einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. In einigen Anwendungen kann ein solcher Schalter beispielsweise doppelt so viele Schaltstellungen aufweisen wie der abgebildete Schalter 215.
Der Schalter 215 ist zwischen den Filtern der Multiplexer 213 bzw. 214 und einem gemeinsamen Knoten COM gekoppelt. 10B veranschaulicht, dass weniger als alle Filter eines Multiplexers gleichzeitig elektrisch mit dem gemeinsamen Knoten verbunden werden können.
In einigen Fällen können zwei oder mehr Schaltwege bzw. Schaltstellungen eines Schalters, der zwischen einem Leistungsverstärker und einem Multiplexer gekoppelt ist, gleichzeitig aktiv sein. So können beispielsweise im Hochfrequenzsystem 212 zwei oder mehr Schaltwege des Bandauswahlschalters 205 und/oder des Bandauswahlschalters 208 in bestimmten Ausführungsformen gleichzeitig aktiv sein. Wenn mehrere Schaltwege eines Schalters die Filter eines Multiplexers gleichzeitig mit einem Leistungsverstärker verbinden, können Lastverluste auftreten. Dementsprechend können ein oder mehrere akustische Wellenfilter des Multiplexers einen akustischen Volumenwellenresonator beinhalten, der zwischen akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem Leistungsverstärker gekoppelt ist.
10C ist ein schematisches Diagramm von akustischen Wellenresonatoren eines Multiplexers 216 gemäß einer Ausführungsform. Der Multiplexer 216 ist wie der Multiplexer 130 aus 5, mit der Ausnahme, dass die SAW-Resonatoren 132 und 142 durch die BAW-Resonatoren 217 und 218 ersetzt sind. Die BAW-Resonatoren 217 und 218 können die Belastung gegenüber den SAW-Resonatoren 132 und 142 in Anwendungen reduzieren, in denen die Tore I/O₁ und I/O_N elektrisch miteinander verbunden werden können, z.B. durch mehrere gleichzeitig aktive Schaltwege eines Mehrwege-Schalters. Als anschauliches Beispiel können die BAW-Resonatoren 217 und 218 von 10C die Belastung gegenüber den SAW-Resonatoren 132 und 142 von 5 reduzieren, wenn zwei Schaltwege des Bandauswahlschalters 205 von 10B die BAW-Resonatoren 217 und 218 elektrisch miteinander verbinden. Zwischen SAW-Resonatoren eines Filters und einem I/O-Tor (z.B. einem Eingangstor für ein Sendefilter) kann eine beliebige Anzahl von BAW-Resonatoren gekoppelt werden. So können beispielsweise ein serieller BAW-Resonator und ein oder mehrere andere serielle BAW-Resonatoren und/oder ein oder mehrere Nebenschluss(Shunt)-BAW-Resonatoren zwischen SAW-Resonatoren eines Filters und dem I/O-Tor gekoppelt werden. In einigen Fällen ist ein serieller BAW-Resonator zwischen einem I/O-Tor und akustischen Oberflächenwellenresonatoren von nur Sendefiltern eines Multiplexers und nicht Empfangsfiltern des Multiplexers gekoppelt. In einigen Fällen ist ein serieller BAW-Resonator zwischen einem I/O-Tor und akustischen Oberflächenwellenresonatoren von nur einer Teilmenge von Sendefiltern eines Multiplexers und nicht von Empfangsfiltern und einem oder mehreren anderen Sendefiltern des Multiplexers gekoppelt.
11A ist ein Blockdiagramm einer Filteranordnung 220 mit einer anderen Matrize (engl „die“ oder Chip), die akustische Wellenresonatoren eines oder mehrerer Filter gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhaltet. Wie dargestellt, beinhaltet die Filteranordnung 220 eine SAW-Matrize 222 und eine BAW-Matrize 224, die auf einem gemeinsamen Substrat 226 angeordnet sind. Ein oder mehrere akustische Wellenfilter können Resonatoren beinhalten, die auf der SAW-Matrize 222 und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Die BAW-Matrize 224 kann gemäß bestimmter Ausführungsformen eine FBAR-Matrize sein. Das Substrat 226 kann ein laminiertes Substrat oder ein anderes geeignetes Verpackungssubstrat sein. Resonatoren von einem oder mehreren akustischen Wellenfiltern eines Multiplexers können auf der SAW-Matrize 222 und der BAW-Matrize 224 implementiert werden. Resonatoren von einem oder mehreren Multiplexern können auf der SAW-Matrize 222 und der BAW-Matrize 224 implementiert werden. So können beispielsweise Resonatoren für mehrere Multiplexer auf der SAW-Matrize 224 und der BAW-Matrize 224 implementiert werden.
Als Beispiel kann ein Quadplexer mit Duplexern für Band 25 und Band 66 realisiert werden, die an einem gemeinsamen Knoten elektrisch verbunden sind. In einigen Designs können Sende- und Empfangsfilter für Band 25 von BAW-Resonatoren implementiert werden, um die Leistungsdaten zu erfüllen, und Sende- und Empfangsfilter für Band 66 wurden von SAW-Resonatoren implementiert, um Kosten zu sparen. Gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen kann die Mehrheit der Resonatoren (z.B. mindestens 70%, mindestens 80% oder mehr) im Band 66 Sende- und Empfangsfilter mit SAW-Resonatoren der SAW-Matrize 222 realisiert werden. Diese SAW-Resonatoren können über einen seriellen BAW-Resonator auf der BAW-Matrize 224 mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt werden. Die Sende- und Empfangsfilter des Bands 66 können durch Resonatoren der BAW Matrize 224 realisiert werden. In einigen Fällen kann einer oder mehrere der Resonatoren der Sende- und/oder Empfangsfilter des Bands 66 auf der SAW-Matrize 222 implementiert werden.
Als weiteres Beispiel kann ein Duplexer gemäß bestimmter Ausführungsformen ein Sendefilter, das mindestens einen Resonator auf der BAW-Matrize 224 und Resonatoren auf der SAW-Matrize 222, sowie ein Empfangsfilter, das mindestens einen Resonator auf der BAW-Matrize 224 und Resonatoren auf der SAW-Matrize 222 beinhaltet, umfassen.
Gemäß bestimmter Ausführungsformen können ein oder mehrere akustische Wellenfilter eines Multiplexers mit Resonatoren sowohl auf der SAW-Matrize 222 als auch auf der BAW-Matrize 224 implementiert werden und ein oder mehrere akustische Wellenfilter desselben Multiplexers können mit Resonatoren auf nur einer der SAW-Matrize 222 oder der BAW-Matrize 224 implementiert werden.
In einigen Ausführungsformen können eine andere SAW-Matrize und/oder eine andere BAW-Matrize für verschiedene Frequenzbereiche implementiert werden. Solche für verschiedene Frequenzbereiche können piezoelektrische Schichten und/oder Metallisierungsschichten von unterschiedlichen Dicken beinhalten.
11B ist ein Blockdiagramm einer Filteranordnung 227 mit verschiedenen Matrizen, die akustische Wellenresonatoren von Filtern gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhalten. Wie dargestellt, beinhaltet die Filteranordnung 227 eine SAW-Matrize 222A und 222B und eine BAW-Matrize 224, die auf einem gemeinsamen Substrat 226 angeordnet sind. Ein Multiplexer kann akustische Wellenfilter beinhalten, die Resonatoren beinhalten, die auf einer ersten SAW-Matrize 222A und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Der Multiplexer kann auch andere akustische Wellenfilter beinhalten, die Resonatoren beinhalten, die auf einer zweiten SAW-Matrize 222B und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Die anderen SAW-Matrizen 222A und 222B können SAW-Resonatoren für akustische Wellenfilter implementieren, die so angeordnet sind, dass sie Hochfrequenzsignale in verschiedenen definierten Frequenzbereichen filtern. Der Multiplexer 20 von 2A kann durch die Filteranordnung 227 implementiert werden. So können beispielsweise SAW-Resonatoren des ersten Sendefilters und des ersten Empfängers des Multiplexers 20 auf der ersten SAW-Matrize 222A implementiert werden, SAW-Resonatoren des zweiten Sendefilters und des zweiten Empfangsfilters des Multiplexers 20 können auf der zweiten SAW-Matrize 222B implementiert werden, und die BAW-Resonatoren jedes der Filter des Multiplexers 20 können auf der BAW-Matrize 224 implementiert werden. In einigen anderen Fällen (nicht dargestellt) können BAW-Resonatoren des Multiplexers 20 auf zwei oder mehr BAW-Matrizen implementiert werden.
11C ist ein Blockdiagramm einer Filteranordnung 229 mit verschiedenen Matrizen, die akustische Wellenresonatoren von Filtern gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen beinhalten. Wie dargestellt, beinhaltet die Filteranordnung 229 eine SAW-Matrize 222A, 222B und 222C und eine BAW-Matrize 224, die auf einem gemeinsamen Substrat 226 angeordnet sind. Ein Multiplexer kann akustische Wellenfilter beinhalten, die Resonatoren beinhalten, die auf einer ersten SAW-Matrize 222A und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Der Multiplexer kann auch andere akustische Wellenfilter beinhalten, die Resonatoren beinhalten, die auf einer zweiten SAW-Matrize 222B und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Der Multiplexer kann außerdem zusätzliche akustische Wellenfilter beinhalten, die Resonatoren beinhalten, die auf einer dritten SAW-Matrize 222C und der BAW-Matrize 224 implementiert sind. Die verschiedenen SAW-Matrizen 222A, 222B und 222C können SAW-Resonatoren für akustische Wellenfilter implementieren, die so angeordnet sind, dass sie Hochfrequenzsignale in verschiedenen definierten Frequenzbereichen filtern.
Der Multiplexer 70 aus 4 kann durch die Filteranordnung 229 implementiert werden. So können beispielsweise SAW-Resonatoren des ersten Sendefilters und des ersten Empfängers des Multiplexers 70 auf der ersten SAW-Matrize 222A implementiert werden, SAW-Resonatoren des zweiten Sendefilters und des zweiten Empfangsfilters des Multiplexers 70 können auf der zweiten SAW-Matrize 222B implementiert werden, SAW-Resonatoren des dritten Sendefilters und des dritten Empfangsfilters des Multiplexers 70 können auf der dritten SAW-Matrize 222C implementiert werden, und die BAW-Resonatoren des Multiplexers 70 können auf der BAW-Matrize 224 implementiert werden. In einigen anderen Fällen (nicht dargestellt) können BAW-Resonatoren des Multiplexers 70 auf zwei oder mehr BAW-Matrizen implementiert werden.
Die hier beschriebenen Filter und Multiplexer können in einer Vielzahl von gebündelten/verpackten Modulen implementiert werden. Es werden nun einige beispielhaft verpackte Module diskutiert, in denen geeignete Prinzipien und Vorteile der Multiplexer und/oder der hier beschriebenen Filter umgesetzt werden können. Die 12, 13 und 14 sind schematische Blockdiagramme von illustrativen verpackten Modulen gemäß bestimmter Ausführungsformen.
12 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 230, das einen Leistungsverstärker 232, einen Schalter 234 und die Filter 236 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet. Das Modul 230 kann ein Paket (Gehäuse) beinhalten, das die veranschaulichten Elemente umschließt. Der Leistungsverstärker 232, der Schalter 234 und die Filter 236 können auf einem gemeinsamen Verpackungssubstrat angeordnet werden. Das Verpackungssubstrat kann z.B. ein Laminatsubstrat sein. Der Schalter 234 kann ein Mehrwege-Hochfrequenzschalter sein. Der Schalter 234 kann einen Ausgang des Leistungsverstärkers 232 elektrisch mit einem ausgewählten Filter der Filter 236 koppeln. Die Filter 236 können irgendeine beliebige Anzahl von akustischen Wellenfiltern beinhalten, die als Multiplexer konfiguriert sind. Die akustischen Wellenfilter der Filter 236 können nach allen hier beschriebenen geeigneten Prinzipien und Vorteilen implementiertt werden. Die Filter 236 können eine oder mehrere SAW-Matrizen und eine oder mehrere BAW-Matrizen beinhalten.
13 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 240, das die Leistungsverstärker 242 und 243, die Schalter 244 und 245 sowie die Filter 246 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet. Das Modul 240 ist wie das Modul 230 von 12, mit der Ausnahme, dass das Modul 240 einen zusätzlichen Leistungsverstärker 243 und einen zusätzlichen Schalter 245 beinhaltet und die Filter 246 als ein oder mehrere Multiplexer für die den Leistungsverstärkern zugeordneten Signalwege angeordnet sind.
14 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 250, das die Leistungsverstärker 252 und 253, die Schalter 254 und 255 sowie die Filter 257 und 257 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen und einen Antennenschalter 259 beinhaltet. Das Modul 250 ist wie das Modul 240 von 13, mit der Ausnahme, dass das Modul 250 einen Antennenschalter 259 beinhaltet, der so angeordnet ist, dass er selektiv ein Signal von den Filtern 257 oder den Filtern 258 mit einem Antennenknoten koppelt. Die Filter 257 und 258 sind in 14 als separate Multiplexer angeordnet.
15 ist ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 260, die Filter 263 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beinhaltet. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 260 kann jede geeignete drahtlose Kommunikationsvorrichtung sein. So kann beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 260 ein Mobiltelefon sein, wie beispielsweise ein Smartphone. Wie dargestellt, beinhaltet die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 260 eine Antenne 261, ein HF-Frontend 262, einen HF-Sender-Empfänger 264, einen Prozessor 265 und einen Speicher 266. Die Antenne 261 kann HF-Signale senden, die vom HF-Frontend 262 bereitgestellt werden. Die Antenne 261 kann dem RF-Frontend 262 empfangene HF-Signale zur Verarbeitung bereitstellen.
Das RF-Frontend 262 kann einen oder mehrere Leistungsverstärker, einen oder mehrere rauscharme Verstärker, HF-Schalter, Empfangsfilter, Sendefilter, Duplexfilter oder eine beliebige Kombination davon beinhalten. Das RF-Frontend 262 kann HF-Signale senden und empfangen, die mit allen geeigneten Kommunikationsstandards assoziiert sind. Jeder der hier diskutierten akustischen Wellenfilter und/oder Multiplexer kann durch die Filter 263 des RF-Frontends 262 implementiert werden.
Der RF-Transceiver (Sender/Empfänger) 264 kann RF-Signale an dem RF-Frontend 262 zur Verstärkung und/oder einer anderen Verarbeitung bereitstellen. Der RF-Transceiver 264 kann auch ein HF-Signal verarbeiten, das von einem rauscharmen Verstärker des RF-Frontends 262 bereitgestellt wird. Der RF-Transceiver 264 ist in Kommunikation mit dem Prozessor 265. Der Prozessor 265 kann ein Basisbandprozessor sein. Der Prozessor 265 kann alle geeigneten Basisbandverarbeitungsfunktionen für die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 260 bereitstellen. Auf den Speicher 266 kann der Prozessor 265 zugreifen. Der Speicher 266 kann alle geeigneten Daten für die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 260 speichern.
Einige der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben Beispiele im Zusammenhang mit mobilen Geräten wie z. B. Mobiltelefonen geliefert. Die Prinzipien und Vorteile der Ausführungsformen können jedoch für alle anderen Systeme oder Vorrichtungen, wie beispielsweise jede zellulare Uplink-Vorrichtung, verwendet werden, die von einer der hier beschriebenen Ausführungsformen profitieren könnten. Die hier enthaltenen Lehren gelten für eine Vielzahl von Systemen. Obwohl diese Offenbarung einige beispielhafte Ausführungsformen beinhaltet, können die hier beschriebenen Lehren auf eine Vielzahl von Strukturen angewendet werden. Jedes der hier beschriebenen Prinzipien und Vorteile kann in Verbindung mit HF-Schaltungen umgesetzt werden, die konfiguriert sind, um Signale in einem Bereich von etwa 30 kHz bis 300 GHz zu verarbeiten, beispielsweise in einem Bereich von etwa 450 MHz bis 6 GHz.
Aspekte dieser Offenbarung können in verschiedenen elektronischen Geräten umgesetzt werden. Beispiele für die elektronischen Vorrichtungen können unter anderem Unterhaltungselektronikprodukte, Teile der Unterhaltungselektronikprodukte wie akustische Wellenresonatorchips und/oder Halbleiterchips und/oder gepackte Hochfrequenzmodule, drahtlose Uplink-Kommunikationsvorrichtungen, drahtlose Kommunikationsinfrastruktur, elektronische Prüfgeräte usw. sein. Beispiele für elektronische Vorrichtungen können unter anderem ein Mobiltelefon wie ein Smartphone, ein tragbares Computergerät wie eine intelligente Uhr oder ein Ohrstück, ein Telefon, ein Fernseher, ein Computermonitor, ein Computer, ein Modem, ein-Handheld-Computer, ein Laptop, ein Tablet-Computer, ein Personal Digital Assistant (PDA), eine Mikrowelle, ein Kühlschrank, ein Automobil, eine Stereoanlage, ein DVD-Player, ein CD-Player, ein digitaler Musikplayer wie ein MP3-Player, ein Radio, ein Camcorder, eine Kamera, eine Digitalkamera, ein tragbarer Speicherchip, eine Waschmaschine, ein Trockner, eine Waschmaschine / Trockner-Kombination, ein Kopierer, ein Faxgerät, ein Scanner, ein multifunktionales Peripheriegerät, eine Armbanduhr, eine Uhr, etc. sein. Darüber hinaus können die elektronischen Geräte auch unfertige Produkte beinhalten.
Sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes erfordert, sind die Begriffe „umfassen“, „umfassend“, und dergleichen in einem integrativen Sinne auszulegen, im Gegensatz zu einem exklusiven oder erschöpfenden Sinne; das heißt, im Sinne von „einschließend, aber nicht beschränkt auf“. Der Begriff „gekoppelt“, wie hier allgemein verwendet, bezieht sich auf zwei oder mehrere Elemente, die entweder direkt miteinander verbunden oder über ein oder mehrere Zwischenelemente verbunden sein können. Ebenso bezieht sich der Begriff „verbunden“, wie er hier allgemein verwendet wird, auf zwei oder mehrere Elemente, die entweder direkt verbunden oder über ein oder mehrere Zwischenelemente verbunden sein können. Darüber hinaus beziehen sich die Begriffe „hier“, „oben“, „unten“ und Worte von ähnlicher Bedeutung, wenn sie in dieser Anmeldung verwendet werden, auf diese Anmeldung als Ganzes und nicht auf einen bestimmten Teil dieser Anmeldung. Wenn der Kontext es zulässt, können Wörter in der obigen Detailbeschreibung mit der Einzel- oder Pluralzahl auch die Plural- oder Pluralzahl beinhalten. Der Begriff „oder“ in Bezug auf eine Liste von zwei oder mehr Elementen deckt alle folgenden Bedeutungen des Begriffs ab: eines der Elemente in der Liste, alle Elemente in der Liste und jede Kombination der Elemente in der Liste.
Darüber hinaus soll der hier verwendete bedingte Wortlaut, wie unter anderem „kann“, „könnte“, „könnte unter Umständen“, „könnte möglicherweise“, „zum Beispiel“, „wie“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder anderweitig im Rahmen des verwendeten Kontextes verstanden, im Allgemeinen angeben, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände beinhalten, während andere Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände nicht beinhalten. Daher ist ein solcher bedingter Wortlaut im Allgemeinen nicht dazu bestimmt, zu implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind, oder dass eine oder mehrere Ausführungsformen notwendigerweise eine Logik beinhalten, um zu entscheiden, ob diese Merkmale, Elemente und/oder Zustände in einer bestimmten Ausführungsform enthalten sind oder ausgeführt werden sollen, mit oder ohne Eingabe oder Aufforderung durch den Autor.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindungen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur als Beispiel dargestellt und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken. Tatsächlich können die hier beschriebenen neuartigen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme in einer Vielzahl anderer Formen umgesetzt werden; ferner können verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Änderungen in der Form der hier beschriebenen Verfahren und Systeme vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken der Offenbarung abzuweichen. Während beispielsweise Blöcke in einer bestimmten Anordnung dargestellt werden, können alternative Ausführungsformen ähnliche Funktionalitäten mit anderen Komponenten und/oder Schaltungstopologien durchführen, und einige Blöcke können gelöscht, verschoben, hinzugefügt, untergliedert, kombiniert und/oder geändert werden. Jeder dieser Blöcke kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Jede geeignete Kombination der Elemente und Handlungen der verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden. Die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente sollen solche Formen oder Modifizierungen abdecken, die in den Schutzumfang und den Grundgedanken der Offenbarung fallen würden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62414253 [0001]
US 62426104 [0001]
US 62426083 [0001]

Claims

Multiplexer, umfassend vier akustische Wellenfilter, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind und ein erstes akustisches Wellenfilter beinhalten, das akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren einen seriellen akustischen Oberflächenwellenresonator in Serie mit dem seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhalten.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters mindestens 70% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters sind.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei mindestens 70% der Resonatoren des Multiplexers Oberflächenwellenresonatoren sind.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei der serielle akustische Volumenwellenresonator zwischen allen akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei das erste akustische Wellenfilter ferner einen akustischen Shunt-Volumenwellenresonator beinhaltet, der über den seriellen akustischen Volumenwellenresonator mit den akusitschen Oberflächenwellenresonatoren gekoppelt ist.
Multiplexer nach Anspruch 1, wobei die vier akustischen Wellenfilter ein zweites akustisches Wellenfilter beinhalten, das zweite akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen zweiten seriellen akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen den zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet.
Multiplexer nach Anspruch 1, ferner umfassend zwei zusätzliche akustische Wellenfilter, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung, umfassend: eine Antenne, die zum Empfangen eines Hochfrequenzsignals konfiguriert ist; und einen Multiplexer, der in Verbindung mit der Antenne ist und vier akustische Wellenfilter beinhaltet, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind und ein erstes akustischen Wellenfilter, das akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen akustischen Volumenwellenresonator, der zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, beinhaltet, beinhalten.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Frequenzmultiplexschaltung, die zwischen dem gemeinsamen Knoten und der Antenne gekoppelt ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Antennenschalter, der zwischen dem gemeinsamen Knoten und der Antenne gekoppelt ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Hochfrequenzsignal ein Trägeraggregationssignal ist.
Filteranordnung, umfassend: ein erstes akustisches Wellenfilter, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist und akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhaltet, der zwischen den akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist; und ein zweites akustisches Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Filteranordnung nach Anspruch 13, wobei das zweite akustische Wellenfilter zweite akustische Oberflächenwellenresonatoren und einen zweiten seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhaltet, der zwischen den zweiten akustischen Oberflächenwellenresonatoren und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Filteranordnung nach Anspruch 13, ferner umfassend mindestens zwei zusätzliche akustische Wellenfilter, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Filteranordnung nach Anspruch 13 ferner umfassend mindestens vier zusätzliche akustische Wellenfilter, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind.
Filteranordnung nach Anspruch 13, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren einen seriellen akustischen Wellenresonator in Reihe mit dem seriellen akustischen Volumenwellenresonator beinhalten.
Filteranordnung nach Anspruch 13, wobei die akusitschen Oberflächenwellenresonatoren mindestens 70% der Resonatoren des ersten akustischen Wellenfilters implementieren.
Filteranordnung nach Anspruch 13, wobei der serielle akustische Volumenwellenresonator zwischen allen akustischen Oberflächenwellenresonatoren des ersten akustischen Wellenfilters und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Filteranordnung nach Anspruch 13, wobei die akustischen Oberflächenwellenresonatoren mindestens fünf Resonatoren beinhalten.
Filteranordnung, umfassend: ein erstes akustisches Wellenfilter mit einem Durchlassband, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist; und ein zweites akustisches Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist und akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Volumenwellenresonator eines zweiten Typs beinhaltet, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, und einen höheren Qualitätsfaktor im Durchlassband des ersten akustischen Wellenfilters als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs aufweist.
Filteranordnung nach Anspruch 21, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs ein akustischer Volumenwellenresonator ist.
Filteranordnung nach Anspruch 21, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle akustische Volumenwellenresonator des zweiten Typs ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator ist.
Filteranordnung nach Anspruch 21, wobei mindestens zwei der akustischen Resonatoren des ersten Typs in Reihe mit dem seriellen akustischen Wellenresonator des zweiten Typs stehen.
Filteranordnung nach Anspruch 21, ferner umfassend ein drittes akustischen Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, und ein viertes akustisches Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Filteranordnung nach Anspruch 25, wobei der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs einen höheren Qualitätsfaktor in einem Durchlassband des dritten akustischen Wellenfilters als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs aufweist, und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs einen höheren Qualitätsfaktor in einem Durchlassband des vierten akustischen Wellenfilters als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs aufweist.
Filteranordnung nach Anspruch 21, wobei die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs des zweiten akustischen Wellenfilters mindestens 70% der Resonatoren des zweiten akustischen Wellenfilters sind.
Filteranordnung nach Anspruch 21, wobei die Filteranordnung eine erste Matrize, die die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs beinhaltet, und eine zweite Matrize, die den seriellen akustischen Wellenresonator des zweiten Typs beinhaltet, beinhaltet.
Multiplexer mit akustischen Wellenfiltern, umfassend: ein erstes akustisches Wellenfilter, das mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist und akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs beinhaltet, der zwischen den akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist; und drei weitere akustische Wellenfilter, die mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind und jeweils ein entsprechendes Durchlassband aufweisen, wobei der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs einen höheren Qualitätsfaktor in jedem der jeweiligen Durchlassbänder der drei anderen akustischen Wellenfilter aufweist als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Multiplexer nach Anspruch 29, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs ein akustischer Volumenwellenresonator ist.
Multiplexer nach Anspruch 29, wobei mindestens eines der drei anderen akustischen Wellenfilter zweite akustische Wellenresonatoren des ersten Typs und einen zweiten seriellen akustischen Wellenresonator des zweiten Typs beinhaltet, der zwischen den zweiten akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Multiplexer nach Anspruch 29, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator ist.
Multiplexer nach Anspruch 29, ferner umfassend ein zusätzliches akustisches Wellenfilter, das mit dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist.
Verfahren zum Verarbeiten eines Trägeraggregationssignals, umfassend: Filtern des Trägeraggregationssignals mit einem ersten akustischen Wellenfilter, das mit einem Antennenanschluss gekoppelt ist und ein erstes Durchlassband aufweist, wobei das Trägeraggregationssignal einen ersten Hochfrequenzträger in dem ersten Durchlassband und einen zweiten Hochfrequenzträger in einem zweiten Durchlassband beinhaltet; und Filtern des Trägeraggregationssignals mit einem zweiten akustischen Wellenfilter, das mit dem Antennenanschluss gekoppelt ist, das zweite Durchlassband aufweist und akustische Wellenresonatoren eines ersten Typs und einen seriellen akustischen Wellenresonator eines zweiten Typs beinhaltet, der zwischen die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs und den Antennenanschluss gekoppelt ist und einen geringeren Lastverlust aufweist als die akustischen Wellenresonatoren des ersten Typs.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend das Empfangen des Trägeraggregationssignals über eine mit dem Antennenanschluss gekoppelte Antenne.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend das Übertragen des Trägeraggregationssignals über eine mit dem Antennenanschluss gekoppelte Antenne.
Verfahren nach Anspruch 34, ferner umfassend das Koppeln des ersten akustischen Wellenfilters und des zweiten akustischen Wellenfilters mit dem gemeinsamen Knoten über einen Mehrwegeschalter.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle Wellenresonator des zweiten Typs ein akustischer Volumenwellenresonator ist.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei die akustischen Resonatoren des ersten Typs nicht-temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellenresonatoren sind und der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs ein temperaturkompensierter akustischer Oberflächenwellenresonator ist.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei sich die akustischen Resonatoren des ersten Typs auf einer anderen Matrize befinden als der serielle akustische Wellenresonator des zweiten Typs.