DE19960299A1 - Duplexer mit verbesserter Sende-/Empfangsbandtrennung - Google Patents

Abstract

Bei einem Duplexer für ein drahtloses Kommunikationssystem, das ein Sende- und ein Empfangsband aufweist, wird vorgeschlagen, als Eingangs- und/oder Ausgangsfilter einen gesplitteten Oberflächenwellenfilter vorzusehen, welcher aus zumindest zwei Teilfiltern besteht, die benachbarte Frequenzteilbereiche des entsprechenden Bandes abdecken und sich zum Gesamtband ergänzen. Es sind zumindest zwei Paare von Teilfiltern vorgesehen, die jeweils einen Filter im Eingangs- und Ausgangsfilter umfassen. Mittels eines Schalters kann zwischen den zumindest zwei Paaren umgeschaltet werden. Bei gleichbleibendem Duplexerabstand wird ein höherer Bandabstand zwischen Sende- und Empfangsband beziehungsweise den entsprechenden Frequenzteilbereichen geschaffen, die mit OFW-Filtern realisierbar ist.

Description

Bei drahtlosen Kommunikationssystemen, insbesondere bei Mo­ bilfunksystemen, die kein TDD (Time Domain Duplexing) erlau­ ben, sind üblicherweise zwei unterschiedliche Frequenzbänder vorgesehen, die aus der Sicht des Kommunikationsteilnehmers gesehen als Sende- und Empfangsband dienen. Im Kommunikation­ sendgerät, insbesondere im Mobilfunkgerät (Handy), wird zum Senden und Empfangen von Signalen eine gemeinsame Antenne be­ nutzt. Zur Trennung von Sende- und Empfangssignalen ist daher im allgemeinen ein Duplexer notwendig, der zwischen Antenne und Sende- und Empfangspfad geschaltet ist. Ein solcher setzt sich im wesentlichen aus zwei miteinander verschalteten Fil­ tern zusammen, nämlich einem RX-Filter zwischen Antenne und Rx-Pfad (LNA = Low Noise Amplifier) für empfangene Signale und einem Tx-Filter zwischen Tx-Pfad (PA = Power Amplifier) und Antenne für zu sendende Signale.

Da das Kommunikationsendgerät gleichzeitig senden und empfan­ gen können muss, muss jedes der beiden Filter ein im anderen Frequenzband gelegenes Signal gut unterdrücken können. Typi­ sche Werte, die in solchen drahtlosen Kommunikationssystemen zum Beispiel für die Unterdrückung des Tx-Bandes durch das Rx-Filter gefordert werden, liegen im Bereich um 50 dB und mehr. Gleichzeitig dürfen die jeweiligen Signale beim Durch­ gang durch den Filter im jeweiligen Frequenzband nur minimale Verluste erfahren. Ein typischer Wert für eine maximal tole­ rierbare Dämpfung des Tx-Bandes im Tx-Filter ist 2 dB oder besser.

Bekannte Duplexer, die diese hohen Anforderungen an die Bandtrennung (Sperrbereichsunterdrückung) und die Einfüge­ dämpfung erfüllen, sind z. B. aus Mikrowellenkeramikfiltern aufgebaut. Bei ausreichendem Bandabstand von TX- und Rx-Band können auch Oberflächenwellenfilter (OFW-Filter) verwendet werden. Liegen jedoch TX- und Rx-Bänder sehr nahe beieinan­ der, lassen sich alle Anforderungen gleichzeitig mit OFW- Filtern allein nur sehr schwierig oder gar nicht erfüllen. Ein Beispiel für ein solches System ist das amerikanische CDMA/TDMA-1900 (gemäß IS-95 beziehungsweise IS-136), bei dem Sende- und Empfangsband jeweils 60 MHz breit sind, und bei dem ein Duplexabstand (= konstanter Abstand zwischen Sende- und Empfangssignalen) von 80 MHz vorgesehen ist. Bei der ge­ nannten Bandbreite bleibt dabei zwischen den beiden Bändern nur ein Abstand von 20 MHz, was beim genannten Frequenzband ca. 10000 PPM entspricht. Innerhalb von nur 20 MHz muss dabei das jeweilige Filter vom Durchlassbereich mit z. B. 2 dB Dämp­ fung in den Sperrbereich übergehen, wo beispielsweise die ge­ nannten 50 dB Dämpfung gefordert sind. Dies erfordert ein Übertragungsverhalten, das im Passband steile Flanken auf­ weist. Da zusätzlich noch eine temperaturabhängige Frequenz­ drift des Filters sowie Fertigungstoleranzen zu berücksichti­ gen sind, war es bislang unmöglich, einen solchen Duplexer nur auf der Basis von OFW-Filtertechnik aufzubauen. Dafür wä­ ren OFW-Filter erforderlich, die ein Passband mit extrem steilen Flanken aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, für solche Kommunikationssysteme einen Duplexer anzugeben, der die Ver­ wendung von OFW-Filtertechnik ermöglicht und damit eine wei­ tere Miniaturisierung von Duplexern zuläßt.

Diese Aufgabe wird mit einem Duplexer nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, zumindest eines der Filter zwischen Antenne und RX-Pfad (Empfangsfilter) und zwi­ schen Antenne und TX-Pfad (Sendefilter) aus zumindest zwei Teilfiltern zusammenzusetzen, deren Passbänder in einander benachbarten Frequenzteilbereichen des geforderten Sende- be­ ziehungsweise Empfangsbandes liegen und dabei das gesamte Band abdecken. Diese als Oberflächenwellenfilter ausgebilde­ ten Teilfilter können dann entsprechend schmalbandiger sein als die bisher verwendeten Filter. Jedes der zum Beispiel zwei Teilfilter hat dann nur noch die halbe Bandbreite des entsprechenden Sende- beziehungsweise Empfangsbands abzudecken. Aus der Addition der beiden Frequenzteilbereiche ergibt sich die geforderte Gesamtbreite des entsprechenden Sende­ beziehungsweise Empfangsbands.

Für ein schmalbandiges OFW-Filter ist eine bessere Optimie­ rung möglich, die insbesondere die Ausbildung steilerer Flan­ ken im Pass-Band ermöglicht. Bereits mit nur einer in der Steilheit verbesserten Flanke, sofern diese das entsprechende Sende- oder Empfangsband zum benachbarten Empfangs- bezie­ hungsweise Sendeband abgrenzt, ist eine bessere Trennung der Bänder möglich. Damit kann das gesplittete Filter als OFW- Filter ausgebildet werden, was bislang aufgrund der nicht steil genug einstellbaren Flanken und des geringen Bandab­ stands nicht möglich war. Mit den steileren Flanken der Teil­ filter ermöglicht die Erfindung auch eine bessere Unterdrückung des jeweils anderen Bandes (Sende- beziehungsweise Emp­ fangsband) von 50 dB und mehr. Darüber hinaus entfällt bei der Verwendung von OFW-Filtern der bei herkömmlichen Duple­ xern aus Mikrowellenkeramik (MWK) zur Einstellung der Fre­ quenzlage erforderliche Abgleich.

Vorzugsweise sind sowohl Eingangs- als auch Ausgangsfilter als gesplittete Oberflächenwellenfilter ausgebildet. Damit besteht der erfindungsgemäße Duplexer vollständig aus OFW- Filtern, so dass die Vorteile von OFW-Filtern gegenüber her­ kömmlichen MWK-Filtern beziehungsweise Duplexern voll ausge­ nützt werden können. Insbesondere ist mit einem nur aus OFW- Filtern bestehenden Duplexer eine weitere Miniaturisierung möglich, was auch eine weitere Miniaturisierung der entspre­ chenden Endgeräte, in denen der erfindungsgemäße Duplexer Verwendung finden soll, ermöglicht. Da nun im Sende- und im Empfangsband Teilfilter für Frequenzteilbereiche vorgesehen sind, welche schmaler als das gesamte Band sind, wird eine Unterdrückung des jeweils anderen Bands bzw. Frequenzteilbe­ reichs einfacher möglich. Wurden bislang beispielsweise für das amerikanische CDMA-1900-System Ein- und Ausgangsfilter mit einer Bandbreite von 60 MHz verwendet, so verblieb bei einem Duplexabstand von 80 MHz zwischen den beiden Bändern (Frequenzbereichen) ein maximaler Abstand von 20 MHz. Erfin­ dungsgemäß ist mit in zumindest zwei Teilfilter gesplitteten Ein- und Ausgangsfiltern nun ein Abstand von 50 MHz möglich. Damit läßt sich selbst bei nicht optimalen Flanken der ent­ sprechenden Passbänder eine bessere Unterdrückung des jeweils anderen Bandes erreichen. Durch den Aufbau ausschließlich aus OFW-Filtern wird auch eine Einchiplösung für sämtliche Filter des Duplexers möglich.

Beim erfindungsgemäßen Duplexer können außerdem Schalter zum Umschalten zwischen den Teilfiltern und damit zum Umschalten zwischen den Frequenzteilbereichen vorgesehen sein. Durch das Vorsehen eines Schalters ist jeweils immer nur einer der Teilfilter des gesplitteten OFW-Filters mit der Antenne ver­ bunden, so dass der oder die jeweils anderen Teilfilter die Eigenschaften des "aktiven" Teilfilters nicht stören. Damit ist es auch möglich, die Teilfilter unabhängig voneinander auf eine geeignete Frequenzlage und eine geeignete Flanken­ steilheit hin zu optimieren. Sind Eingangs- und Ausgangsfil­ ter als gesplittete OFW-Filter ausgebildet, dann ist jedem Teilfilter des Eingangsfilters ein Teilfilter des Ausgangs­ filters zugeordnet, die zusammen ein Teilfilterpaar bilden. Mit. Hilfe eines gemeinsamen Schalters oder zwei einzelnen Schaltern kann dann synchron von einem aktiven auf ein bis­ lang passives weiteres Teilfilterpaar umgeschaltet werden. Die Teilfilterpaare sind dabei den Frequenzteilbereichen so zugeordnet, dass der Duplexerabstand eingehalten wird. Übli­ cherweise werden dabei die Frequenzlagen der Teilfilter im Eingangs- und im Ausgangsfilter um jeweils den gleichen Be­ trag verschoben. Diese Verschiebung erfolgt immer paarweise.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Duple­ xer zum Senden und Empfangen innerhalb von zumindest zwei un­ terschiedlichen Kommunikationssystemen ausgebildet, die un­ terschiedliche Frequenzbänder nutzen. Dies wird in einfacher Weise erreicht, indem die Anzahl der Ein- und Ausgangsfilter und der dazugehörigen Schalter entsprechend vervielfacht wird. Für jedes Kommunikationssystem, für das der erfindungs­ gemäße Duplexer ausgelegt ist, ist daher ein eigener Satz an Ein- und Ausgangsfiltern und den dazugehörigen Schaltern vor­ gesehen. Bislang bekannt sind beispielsweise Endgeräte, die zur Nutzung in zwei unterschiedlichen Kommunikationssystemen vorgesehen sind (Dualband-Handy) und für jedes dieser Systeme einen eigenen Duplexer verwenden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen Duplexer für mehr als zwei Kommunikationssy­ steme auszulegen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Schalter so­ wohl zwischen Teilfilterpaaren innerhalb eines Kommunikati­ onssystems als auch zwischen Teilfilterpaaren umschalten, die zwei unterschiedlichen Kommunikationssystem zugehörig sind. Dabei kann sich auch der Duplexabstand verändern und damit der Abstand zwischen den Frequenzteilbereichen der Teilfil­ terpaare. Wenn die beiden Kommunikationssysteme parallel zu­ einander vorliegen und unterschiedliche Abdeckungsgrade auf­ weisen, ist dann für ein den erfindungsgemäßen Duplexer nut­ zendes Kommunikationsendgerät eine bessere Netzabdeckung mög­ lich. Werden in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche Kommunikationssysteme genutzt, so kann ein entsprechend aus­ gestattetes Kommunikationsendgerät grenzüberschreitend in beiden Systemen genutzt werden. Gemeinsamer Vorteil ist dabei stets, dass nur ein Duplexer für die unterschiedlichen Kommu­ nikationssysteme erforderlich ist. Dabei kann in beiden Kom­ munikationssystemen eine Aufsplittung der Ein- und/oder Aus­ gangsfilter in zwei oder auch mehr Teilfilter vorgenommen werden. Möglich ist es jedoch auch, dass ein Kommunikations­ system einen ausreichend hohen Duplexabstand aufweist, der mit Hilfe von je einen OFW-Filter für Ein- und Ausgangsfilter realisierbar ist. In Kombination mit einem Kommunikationssy­ stem, das gesplittete Ein- und/oder Ausgangsfilter aufweist, ergibt sich so für einen erfindungsgemäßen Duplexer eine Um­ schaltmöglichkeit zwischen zumindest drei Paaren von Filtern, von denen zumindest zwei Teilfilterpaare auf OFW-Basis sind.

Vorzugsweise sind sämtliche Ein- und Ausgangsfilter des Du­ plexers und gegebenenfalls noch dazu die Schalter in einem gemeinsamen Gehäuse oder zumindest auf einem gemeinsamen Mo­ dul angeordnet. Ein solches ist vom Endgerätehersteller ein­ facher zu handhaben und läßt sich in den Eigenschaften einfa­ cher optimieren.

Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßer Duplexer ausschließ­ lich aus Oberflächenwellenfiltern für das Empfangs- und das Sendeband aufgebaut, die alle auf einem gemeinsamen piezo­ elektrischen Substrat integriert oder auf zwei Substraten an­ geordnet sind. Aufgrund der dabei möglichen hohen Integrati­ onsdichte läßt sich mit der erstgenannten Ausführung der höchste Miniaturisierungsgrad für den Duplexer erreichen. Auf einem gemeinsamen Substrat ist auch das gemeinsame Verwenden von sonstigen Schalt- und Netzwerkkomponenten für die unter­ schiedlichen Filter möglich, was eine weitere Erhöhung der Integrationsdichte ergibt. Auf dem gemeinsamen Substrat ist außerdem eine vereinfachte Anpassung der Filter untereinander und an ein Netzwerk möglich.

Außerdem ist es möglich, sämtliche Filter und Teilfilter zu­ sammen mit einem gegebenenfalls erforderlichen Anpassungs­ netzwerk an passiven Komponenten und den Schaltern auf einem gemeinsamen Modul zu integrieren. Auch dies vereinfacht die Handhabbarkeit und vereinfacht die Anwendung, da der Endgerä­ teherstellbar nur ein Modul verarbeiten muss.

Für die Oberflächenwellenfilter und OFW-Teilfilter ist als Substratmaterial Lithiumtantalat rot y mit einem Schnittwin­ kel von 35 bis 46° (LT35-46) bevorzugt. Dieses Material hat einen besonders guten Temperaturgang, mit dem sich ein Über­ tragungsverhalten mit schmalen Bandbreiten und steilen Flan­ ken einstellen läßt.

Da mit dem erfindungsgemäßen Duplexer aufgrund des höheren Abstands zwischen den Frequenzteilbereichen auch weniger steile Flanken zur gewünschten Entkopplung zwischen Sende- und Empfangsband führen, ist prinzipiell auch die Verwendung von Lithiumniobat rot y mit einem Schnittwinkel von 60-70° (LN60-70) und insbesondere nahe 64° (LT64) möglich. Damit las­ sen sich gegenüber Lithiumtantalat noch niedrigere Einfüge­ dämpfungen erreichen. Dies kann insbesondere bei der Verwen­ dung von Lithiumniobat für die Ausgangsfilter von Vorteil sein, da insbesondere beim Kommunikationsendgerät eine hohe Sendeleistung angestrebt wird, für die wiederum eine niedrige Einfügedämpfung erforderlich ist. Bei gleichbleibender Sende­ leistung hat eine niedrigere Einfügedämpfung einen geringeren Strombedarf zur Folge.

Möglich ist es auch, für Ein- und Ausgangsfilter OFW-Filter vorzusehen, die auf unterschiedlichen Substratmaterialien aufgebaut sind. Bevorzugt ist dabei die Kombination Lithium­ niobat für den Ausgangsfilter und Lithiumtantalat für den Eingangsfilter.

Zum Erreichen der guten Filtereigenschaften ist vorzugsweise das Elektrodenmaterial entsprechend leistungsbeständig. Gut geeignet sind daher Elektroden, die folgende Materialschich­ ten bzw. einen Sandwichaufbau mit folgenden Materialschicht­ kombinationen aufweisen: Aluminium- und Kupferschichten, Alu­ minium- und Magnesiumschichten oder Aluminium/Kupfer- und Kupfer oder Magnesiumschichten.

Eine verbesserte Leistungsverträglichkeit wird auch erreicht, wenn zwischen Elektrodenmaterial und Substrat eine Titan um­ fassende Schicht, insbesondere eine Titanschicht, vorgesehen ist.

Vorzugsweise werden die Oberflächenwellenfilter des erfin­ dungsgemäßen Duplexers als Reaktanzfilter ausgebildet, mit welchen die geforderte hohe Einfügedämpfung insbesondere beim Ausgangsfilter gut zu erreichen ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen und der dazugehörigen sieben Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt Lage und Anordnung von Sende- und Emp­ fangsband.

Fig. 2 zeigt eine reale Filterkurve.

Fig. 3 zeigt Anordnung und Lage von Frequenzteilbe­ reichen gemäß der Erfindung.

Fig. 4 bis 6 zeigen verschiedene Integrationsstufen eines Duplexers samt Peripherie.

Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Verschaltung von Eintorresonatoren zu einem Reaktanzfilter.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung Anordnung und Lage von Sendeband TX und Empfangsband RX des amerikanischen CDMA- 1900-Systems. Das Sendeband TX reicht von 1850 bis 1910 MHz und ist somit 60 MHz breit. Das Empfangsband RX reicht von 1930 bis 1990 MHz und hat somit ebenfalls eine Breite von 60 MHz. Eine Kommunikationsverbindung nutzt vom Kommunikations­ endgerät aus gesehen beispielsweise eine Sendefrequenz fxT, die im Sendeband TX liegt und gleichzeitig dazu eine Emp­ fangsfrequenz fxR im Empfangsband RX. Der Abstand zwischen fxT und fxR ist der sogenannte Duplexabstand DA und beträgt für das genannte CDMA-System 80 MHz. Für eine Kommunikations­ verbindung innerhalb dieses Systems sind alle Frequenzpaare mit dem Duplexabstand 80 MHz geeignet. Der Abstand BA zwi­ schen Sendeband TX und Empfangsband RX beträgt 20 MHz.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine mögliche Durchlasskurve eines Filters mit darunter eingezeichneter ge­ forderter Bandbreite, hier des Sendebands TX. Entscheidend für die Filterqualität ist insbesondere die Einfügedämpfung ED. Das ist innerhalb des entsprechenden Bandes der größte Abstand von der gestrichelten Nulllinie für Null Dämpfung zur Durchlasskurve. Üblicherweise ist der Durchlassbereich auch breiter als der geforderte Frequenzbereich des jeweiligen Bandes, da die Flanken eines Filters im Durchlassbereich (Passband) nicht vertikal eingestellt werden können. Bei der in der Figur dargestellten Durchlasskurve für ein Sendefilter ist die rechte Flanke F_re entscheidend, die das Passband hin zum benachbarten Frequenzbereich des Empfangsbandes RX ab­ grenzt. Diese Flanke muss steil genug sein, damit hier der Eingangsfilter im Bereich des Empfangsbandes RX eine ausrei­ chend niedrige Empfindlichkeit beziehungsweise eine ausrei­ chend hohe Sperrbereichsunterdrückung SU aufweist. Für ein entsprechendes Eingangsfilter wäre die linke Flanke F_1i des Durchlassbereichs entscheidend, die das Empfangsband RX hin zum Sendeband TX abgrenzt.

Fig. 3 zeigt, wie erfindungsgemäß die Sende- und Empfangsbe­ reiche TX, RX in je zwei Frequenzteilbereiche von hier iden­ tischer Bandbreite aufgesplittet sind. Jeweils einem Fre­ quenzteilbereich TX1, TX2 des Sendebands ist dabei ein Fre­ quenzteilbereich RX1, RX2 des Empfangsbands so zugeordnet, dass der Duplexabstand DA eingehalten werden kann. Beispiels­ weise ist eine Sendefrequenz fxT im geforderten Duplexabstand DA von zum Beispiel 80 MHz eine Empfangsfrequenz fxR zugeord­ net. Während der Abstand BA zwischen Sende- und Empfangsband bei bekannten Duplexern dem Abstand f1R-f3T entspricht, be­ trägt er bei erfindungsgemäß gesplitteten Sende- beziehungs­ weise Empfangsbändern beziehungsweise zugehörigen Filtern f1R-f2T = f2R-f3T = 50 MHz (für das genannte CDMA-System). Die zu den entsprechenden Frequenzteilbereichen gehörenden Filter weisen in den entsprechenden Frequenzteilbereichen ein Passband auf. Aufgrund des höheren Bandabstandes BA können dazu allerdings Filter mit weniger steilen Flanken gewählt werden, die dennoch die geforderte Sperrbereichsunterdrückung SU von typisch 50 dB erreichen.

Neben der hier dargestellten Aufteilung von Sende- und Emp­ fangsband in zwei Frequenzteilbereiche Tx1, Tx2; Rx1, Rx2 ist es natürlich auch möglich, die entsprechenden Bänder in drei und mehr Frequenzteilbereiche aufzuteilen, wobei für jeden Frequenzteilbereich ein eigenes Teilfilter vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen aus vier Teilfiltern FR1, FR2, FT1, FT2 bestehenden Duplexer samt sei­ ner Verschaltung mit einer Antenne A und dem zugehörigen Sen­ depfad-PA und dem Empfangspfand-LNA. Sowohl das Eingangsfil­ ter als auch das Ausgangsfilter sind als gesplittete Oberflä­ chenwellenfilter mit je zwei Teilfiltern ausgebildet. Das Eingangsfilter umfasst die Teilfilter FR1 und FR2, während das Ausgangsfilter die Teilfilter FT1 und FT2 umfasst. Zwi­ schen der Antenne A und dem aus den vier Teilfiltern beste­ henden Duplexer ist ein Schalter S angeordnet, der zwischen zwei Teilfilterpaaren FT1/FR1 und FT2/FR2 umschalten kann. Ein Teilfilterpaar umfasst dabei jeweils einen Filter aus Eingangs- und Ausgangsfilter, beispielsweise das Paar FR1/FT1 oder FR2/FT2. Weitere Schalter S', S" - verbinden beispiels­ weise die Bauelemente des Empfangspfad-LNA mit dem Eingangs­ filter, wobei der Schalter S' zwischen den Teilfiltern des Eingangsfilters umschaltet. Entsprechend schaltet der Schal­ ter S" zwischen den verschiedenen Ausgangsfiltern FT1 und FT2, die wahlweise mit den Bauelementen des Sendepfad-PA ver­ bunden werden. Mit gestrichelter Linie ist ein Modul M1 dar­ gestellt, auf dem die vier Teilfilter integriert sind. Das Anpassungsnetzwerk, bestehend beispielsweise aus passiven Komponenten wie Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten oder Streifenleitungen (in der Figur nicht dargestellt), wird ebenso wie die Schalter S außerhalb des Moduls realisiert.

Fig. 5 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei der jedoch auf einem vergrößerten Modul M2 neben den Teilfiltern zusätz­ lich noch das Anpassungsnetzwerk integriert ist.

Ein noch höher integriertes Modul M3 ist in der Fig. 6 dar­ gestellt. Dieses Modul M3 umfasst neben den Teilfiltern zu­ sätzlich noch das Anpassungsnetzwerk und die Schalter S.

Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung eine Schaltungsan­ ordnung für einen aus Oberflächenwellen-Eintorresonatoren aufgebauten Reaktanzfilter. Ein OFW-Eintorresonator ist auf einem piezoelektrischen Substrat 1 aufgebaut und umfasst ei­ nen mit zwei Anschlüssen versehenen Interdigitalwandler IDT, der zwischen zwei Reflektoren Ref angeordnet ist. Für einen einfachen Reaktanzfilter sind nun zumindest zwei solcher Ein­ torresonatoren so verschaltet, dass zumindest einer der Reso­ natoren seriell zwischen Eingang ES und Ausgang AS angeordnet ist und zumindest einer der Resonatoren in einem parallelen Zweig mit der Masse verbunden ist. Ein serieller Resonator, beispielsweise R1S bildet zusammen mit einem benachbarten pa­ rallelen Resonator R1P ein Grundglied eines Reaktanzfilters. Vorzugsweise besteht ein Reaktanzfilter jedoch aus mehreren hintereinander geschalteten Grundgliedern, beispielsweise aus drei Grundgliedern wie in der Figur dargestellt. Im Ausfüh­ rungsbeispiel bilden die Resonatoren R2S und R1P sowie R2S und R2P zwei weitere Grundglieder. Innerhalb eines Grundglie­ des sind die Resonanzfrequenzen von parallelem und seriellem Resonator so zueinander verschoben, dass die Antiresonanzfre­ quenz des seriellen Resonators genau auf der Resonanzfrequenz des parallelen Resonators zu liegen kommt. Dabei weist der Filter ein Durchlassverhalten mit einem Passband auf, welches eine besonders niedrige Einfügedämpfung von zum Beispiel 2 dB und weniger aufweist.

Die Ausführungsbeispiele stehen nur exemplarisch für mögliche Ausgestaltungen der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt und kann weitere nicht dargestellte Variationen umfassen.

Bezugszeichenliste

Tx Sendeband
Rx Empfangsband
SU Sperrbereichsunterdrückung
ED Einfügedämpfung
fxT Sendefrequenz
fxR Empfangsfrequenz
F_li

, F_re

Linke und rechte Flanke des Passbands
Tx1, Tx2 Frequenzteilbereiche des Sendebands
Rx1, Rx2 Frequenzteilbereiche des Empfangsbands
FR1, FR2 Teilfilter des gesplitteten Eingangsfilters
FT1, FT2 Teilfilter des gesplitteten Ausgangsfilters
A Antenne
S, S', S" Schalter
LNA Low Noise Amplifier des Rx-Pfads
PA Power Amplifier des Tx-Pfads
M1, M2, M3 Module
R1S, R2S Eintorresonatoren im seriellen Zweig
R1P, R2P Eintorresonatoren im parallelen Zweig
ES Eingang serieller Zweig
AS Ausgang serieller Zweig
Ref Reflektor
IDT Interdigitalwandler

Claims (17)

1. Duplexer für ein drahtloses, ein Sende- und ein Empfangs­ band (Tx, Rx) aufweisendes Kommunikationssystem,

• - bei dem für das Sende- und das Empfangsband bzw. für Sende- und Empfangssignal unterschiedliche Filter als Eingangs- und Ausgangsfilter vorgesehen sind,
• - bei dem zumindest einer aus Eingangs- und Ausgangsfilter als gesplitteter Oberflächenwellenfilter mit zumindest zwei, benachbarte Frequenzteilbereiche des Sende- bzw. Empfangsbands abdeckenden Teilfiltern (FR1, FR2; FT1, FT2) ausgebildet ist.

2. Duplexer nach Anspruch 1, bei dem Eingangs- und Ausgangsfilter als gesplittete Oberflächenwellenfilter (FR1, FR2; FT1, FT2) ausgebildet sind.

3. Duplexer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Schalter (5) zum Umschalten zwischen den Teilfiltern (FR1, FR2; FT1, FT2) und damit zwischen den Fre­ quenzteilbereichen (Rx1, Rx2; Tx1, Tx2) vorgesehen ist.

4. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-3, ausgebildet zum Senden und Empfangen in zumindest zwei, unterschiedliche Frequenzbänder nutzenden Kommunikations­ systemen, bei dem für die zumindest zwei Frequenzbänder (Rx, Tx) als Eingangs- und/oder Ausgangsfilter dienende gesplittete Oberflächenwellenfilter (FR1, FR2; FT1, FT2) vorgesehen sind.

5. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-4,

• - bei dem Eingangs- und Ausgangsfilter als gesplittete Oberflächenwellenfilter ausgebildet sind
• - mit jeweils zumindest zwei, benachbarte Frequenzteilbe­ reiche (Rx1, Rx2; Tx1, Tx2) des Sende- bzw. Empfangsbands (Rx, Tx) abdeckenden Teilfiltern (FR1, FR2, FT1, FT2),
• - bei dem einem ersten Teilfilter (FT1) des Eingangsfil­ ters ein erster Teilfilter (FR1) des Ausgangsfilters und einem zweiten Teilfilter (FT2) des Eingangsfilters ein zweiter Teilfilter (FR2) des Ausgangsfilters so zugeord­ net ist, dass die Frequenzteilbereiche für jedes zweite Teilfilter gleichsinnig gegen die entsprechenden Fre­ quenzteilbereiche der ersten Teilfilter verschoben sind, und
• - bei dem Schalter (S) zum Umschalten zwischen einander zugeordneten Teilfilterpaaren (FR1, FT1; FR2, FT2) vorge­ sehen sind.

6. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem die als gesplittete Oberflächenwellenfilter (FR1, FR2; FT1, FT2) ausgebildeten Ein- und/oder Ausgangs­ filter mehr als zwei Teilfilter umfassen.

7. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem sämtliche Ein- und Ausgangsfilter und der oder die Schalter (S) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

8. Duplexer nach Anspruch 7, bei dem sämtliche Ein- und Ausgangsfilter auf einem ge­ meinsamen piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind.

9. Duplexer nach Anspruch 7 oder 8, bei dem ein Anpassungsnetzwerk und sämtliche vorhandenen Filter oder Teilfilter auf einem gemeinsamen Modul (M) integriert sind.

10. Duplexer nach einem der Ansprüche 7-9, bei dem die Schalter (S) auf einem gemeinsamen Substrat mit den Filtern angeordnet sind.

11. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-10, bei dem das Substratmaterial mindestens eines aus Ein- und Ausgangsfilter Lithiumtantalat rot y mit einem Schnittwinkel von 35 bis 44° - LT35-44 - umfasst.

12. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-10, bei dem das Substratmaterial mindestens eines aus Ein- und Ausgangsfilter Lithiumniobat rot y mit einem Schnitt­ winkel von 60 bis 70° - LN60-70 - und insbesondere mit ei­ nem Schnittwinkel nahe 64° - LN64 - ist.

13. Duplexer nach Anspruch 11 und 12, bei das Substratmaterial für den Eingangsfilter LN64 und das Substratmaterial für den Ausgangsfilter LT35-44 um­ fasst.

14. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-13, bei dem die Oberflächenwellenfilter Elektrodenstrukturen aufweisen, die aus einem Material bestehen, ausgewählt aus Aluminium und Kupfer, Aluminium und Magnesium, Alumi­ nium/Kupfer und Magnesium.

15. Duplexer nach Anspruch 14, bei dem die Elektrodenstrukturen eine Titanschicht umfas­ sen.

16. Duplexer nach einem der Ansprüche 1-15, bei dem der oder die Oberflächenwellenfilter als Reak­ tanzfilter ausgebildet sind.

17. Verwendung des Duplexers nach einem der vorangehenden An­ sprüche in einem Transceiver.