DE60219385T2

DE60219385T2 - Antennenduplexer und mobile Kommunikationseinrichtung, die diesen benutzt

Info

Publication number: DE60219385T2
Application number: DE60219385T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Katano-shi Nakamura; Toshio Kobe-shi Ishizaki; Hisashi Minoo-shi Adachi; Makoto Uji-shi Sakakura; Hiroaki Hirakata-shi Kosugi; Hiroyuki Yokohama-shi Itokawa; Toshiaki Nara-shi Nakamura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: EP1508974B1; EP1237290A3; EP1237290B1; EP1508974A2; EP1237290A2; CN100486125C; DE60222592D1; US7038557B2; DE60219385D1; DE60222592T2; EP1508974A3; US20020186757A1; CN1372427A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antennenduplexer, der z.B. ein gesendetes Signal und ein empfangenes Signal eines tragbaren Telefons oder dergleichen einzeln handhaben kann.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde in mobilen Kommunikationsgeräten ein Frequenz-Multiplexsystem, wie z.B. CDMA und dergleichen verwendet, das in der Lage ist, gleichzeitig zu senden und zu empfangen, und Aufmerksamkeit unter dem Gesichtspunkt der Erweiterung des übertragenen Informationsgehalts bei Datenübertragung und dergleichen auf sich gezogen hat. Um ein derartiges gleichzeitiges Senden und Empfangen zu ermöglichen, war eine gemeinsam verwendete Antenneneinheit, die das gesendete und das empfangene Signal einzeln handhabt, in weit verbreitetem Gebrauch. Darüber hinaus wurde hinsichtlich der mobilen Kommunikationsgeräte, wie z.B. tragbarer Telefone und dergleichen, zur Realisierung einer Miniaturisierung und einer hohen Leistungsfähigkeit der Miniaturisierung der Zugriffseinheit und einem geringen Verlust große Aufmerksamkeit geschenkt.
Bei Systemen, die nicht gleichzeitig senden und empfangen, wie z.B. GSM und dergleichen, wurden Antennenschalter weit verbreitet eingesetzt. Diese Schalter sind jedoch, obwohl eine Miniaturisierung und niedrige Verluste Dank eines Aufbaus mit einem Halbleiter-IC und einer Pin-Diode realisiert wurden, nicht für ein gleichzeitiges Senden und Empfangen anpassbar.
Im Folgenden wird ein Beispiel einer herkömmlichen Zugriffseinheit unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Man beachte, dass 10 eine Ersatzschaltung einer herkömmlichen Zugriffseinheit und dergleichen zeigt.
In 10 wird die Zugriffseinheit 1001 durch einen Sendefilter 1002, der ein an der Sendeseite angeordneter Tiefpassfilter (LPF) ist, einen Empfangsfilter 1003, der ein an der Empfangsseite angeordneter Bandpassfilter (BPF) ist, einen Antennenanschluss (ANT) 1004, einen Sendeanschluss (Tx) 1005 und einem Empfangsanschluss (Rx) 1006 gebildet. Der Sendefilter 1002, der Empfangsfilter 1003 und der Antennenanschluss 1004 sind über einen gemeinsamen Anschluss 1007 verbunden. Das an dem Sendeanschluss 1005 eingespeiste gesendete Signal wird über den Sendefilter 1002 an den Antennenanschluss 1004 übertragen.
Dabei wird, da die Impedanz des von dem gemeinsamen Anschluss 1007 zum Bandpassfilter 1003 auf der Empfangsseite übertragenen Frequenzbandes idealerweise so angepasst ist, dass sie in einem offenen Zustand ist, das Sendesignal nicht an den Empfangsanschluss 1006 übertragen. Das an dem Antennenanschluss 1004 eingespeiste empfangene Signal wird über den Bandpassfilter 1003 auf der Empfangsseite an den Empfangsanschluss 1006 übertragen. Dabei wird, da die Impedanz des von dem gemeinsamen Anschluss 1007 zu dem Tiefpassfilter 1002 auf der Empfangsseite übertragenen Empfangsfrequenzbands idealerweise so eingestellt ist, dass sie in einem offenen Zustand ist, das Empfangssignal nicht an den Sendeanschluss 1005 übertragen.
Wenn jedoch der oben beschriebene Aufbau in dem Fall verwendet wird, in dem ein System, das das Frequenzmultiplexverfahren verwendet, welches gleichzeitig sendet und empfängt, mit einem System coexistiert, das nicht gleichzeitig sendet und empfängt, so entstand ein Problem insofern, als dass ein Verlust größer wird, als wenn der Antennenschalter verwendet würde.
Ein Antennenduplexer, der für TDMA- und CDMA-Systeme verwendet werden kann, ist in EP 0 865 095 A2 beschrieben. In diesem Antennenduplexer verwenden der Ausgang des Sendefilters und der Eingang des Empfangsfilters den Antennenanschluss gemeinsam und die Frequenzkennlinie des Sende- und Empfangsfilters wird durch Resonanzelemente bestimmt. Die Frequenzkennlinie der Filter kann durch sukzessives Anschließen von Kondensatoren parallel zu den Resonatorelementen gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die zur Verfügungstellung eines Antennenduplexers, der geeignet ist zur Verwendung in Kommunikationssystemen, die gleichzeitiges Senden und Empfangen und nicht gleichzeitiges Senden und Empfangen ermöglichen.
Dies wird durch die Merkmale aus Anspruch 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Kombinationsfilters in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein anderes Blockdiagramm des Kombinationsfilters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A ist ein Blockdiagramm eines Schalters, der einen FET verwendet.
3B ist ein Blockdiagramm des Schalters, der eine Pin-Diode verwendet.
3C ist ein Blockdiagramm des Schalters, der die Pin-Diode und eine λ/4-Leitung verwendet.
4 ist ein Blockdiagramm eines Antennenduplexers in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A ist ein Blockdiagramm des Antennenduplexers in dem Fall von nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen.
5B ist ein Blockdiagramm des Antennenduplexers in dem Fall von gleichzeitigem Senden und Empfangen.
6A ist ein Blockdiagramm eines Antennenschalters.
6B ist ein Blockdiagramm des Antennenschalters und eines Steueranschlusses eines geschalteten Kerbfilters.
7 ist ein Blockdiagramm eines Antennenduplexers in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Blockdiagramm eines Antennenduplexers in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Blockdiagramm eines mobilen Kommunikationsgerätes in einer fünften Ausführungsform.
10 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Zugriffseinheit.
11A ist eine Ansicht, die einen anderen Aufbau des geschalteten Kerbfilters zeigt, der den Kombinationsfilter in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
11B ist eine Ansicht, die einen anderen Aufbau des geschalteten Kerbfilters zeigt, der den Kombinationsfilter in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
11C ist eine Ansicht, die einen anderen Aufbau des geschalteten Kerbfilters zeigt, der den Kombinationsfilter in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
12 ist eine Ansicht, die einen anderen Aufbau des Kombinationsfilters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der Symbole

101: Tiefpassfilter
102: erster geschalteter Kerbfilter
103: zweiter geschalteter Kerbfilter
104, 105: Kondensator
106: Spule
107: erster Schalter
108: erster Koppelkondensator
109: erster Resonator
110: zweiter Schalter
111: zweiter Koppelkondensator
112: zweiter Resonator
113: Ausgangsanschluss
114: Eingangsanschluss
115: erster Steueranschluss
116: zweiter Steueranschluss

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform werden verschiedene Typen von Kombinationsfiltern, die als eine Komponente des in einer zweiten Ausführungsform zu beschreibenden Antennenduplexers verwendet werden können, beschrieben.
1 zeigt schematisch einen Kombinationsfilter der ersten Ausführungsform.
Der in 1 gezeigte Kombinationsfilter wird durch einen Tiefpassfilter 101, der eine Sendeschaltung ist, und einen ersten und einen zweiten geschalteten Kerbfilter 102, 103 gebildet. Der Tiefpassfilter 101 ist eine Schaltung vom π-Typ, die durch einen ersten und einen zweiten Kondenstor 104, 105 und eine Spule 106 gebildet wird. Außerdem ist der erste Kerbfilter 102 in Reihe mit einem ersten Schalter 107, einem ersten Kondensator 108 und einem ersten Resonator 109 geschaltet. Ein Ende des ersten Resonators 108 ist geerdet. Der zweite Kerbfilter 103 ist in Reihe mit einem zweiten Schalter 110, einem zweiten Kondensator 111 und einem zweiten Resonator 112 geschaltet. Ein Ende des zweiten Resonators ist geerdet.
Hierbei ist der erste Resonator 109 eine Leitung der Länge λ/4 und bildet einen Reihenschwingkreis mit dem Kondensator 108 und dem Resonator 109. Das Bezugszeichen 102 wird ein geschalteter Kerbfilter. In ähnlicher Weise ist der zweite Resonator 112 eine Leitung der Länge λ/4 und bildet einen Reihenschwingkreis mit dem Kondensator 111 und dem Resonator 112. Das Referenzzeichen 103 wird ein Kerbfilter.
Wenn der erste Resonator 109 eine Leitung der Länge λ/2 ist, ist ein Ende des Resonators 109 geöffnet. In ähnlicher Weise ist, wenn der zweite Resonator 112 eine Leitung der Länge λ/2 ist, ein Ende des Resonators 112 geöffnet.
Der erste geschaltete Kerbfilter 102 ist zwischen einem Ausgangsanschluss 113 und dem Tiefpassfilter 101 angeschlossen. Der zweite geschaltete Kerbfilter 103 ist zwi schen dem Eingangsanschluss 114 und dem Tiefpassfilter 101 angeschlossen. Außerdem sind der erste und der zweite Kerbfilter 102, 103 so angepasst, dass ein Dämpfungspol an einer gewünschten Frequenz positioniert ist. Außerdem sind der erste und der zweite Kerbfilter 102, 103 mit einem ersten und einem zweiten Steueranschluss 115, 116 verbunden, und der EIN/AUS-Zustand eines ersten und eines zweiten Schalters 107, 110, die den ersten und den zweiten geschalteten Kerbfilter 102, 103 bilden, werden durch den ersten und den zweiten Steueranschluss 115, 116 gesteuert.
In dem oben beschriebenen Kombinationsfilter erhält, wenn der erste und der zweite Schalter 107, 110 in einem EIN-geschalteten Zustand sind, eine Durchlasskennlinie von dem oben beschriebenen Eingangsanschluss 113 zu dem oben beschriebenen Ausgangsanschluss 114 eine Kennlinie, die mit einer Kennlinie überlagert ist, die den Dämpfungspol aufweist, der durch die Kennlinie des Tiefpassfilters 101, der die Sendeschaltung ist, die Kondensatoren 108, 111 der geschalteten Kerbfilter 102, 103 und der Resonatoren 109, 112 gebildet wird und daher wird der Kombinationsfilter ein Tiefpassfilter, der den Dämpfungspol hat und eine Dämpfung bei einer gewünschten Frequenz sicherstellen kann. Außerdem sind in dem oben beschriebenen Filter, wenn der erste und der zweite Schalter 107, 110 in einem AUS-geschalteten Zustand sind, die oben beschriebenen Kondensatoren 108, 111 und die oben beschriebenen Resonatoren 109, 112 elektrisch von dem oben beschriebenen Eingangsanschluss 113 und dem oben beschriebenen Ausgangsanschluss 114 getrennt und die Durchlasscharakteristik von dem oben beschriebenen Eingangsanschluss 113 zu dem oben beschriebenen Ausgangsanschluss 114 erhält eine nahezu direkt verbundene Charakteristik. Daher wird der oben beschriebene Kombinationsfilter einfach ein Tiefpassfilter, wodurch der Verlust eines Durchlassbandes verringert wird.
Wie oben beschrieben, kann der Kombinationsfilter die Dämpfung an der gewünschten Frequenz sicherstellen und einen Verlust in dem Durchlassband durch Schalten eines Kerbfilters verringern.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2A gezeigt, ein Kondensator 201 anstelle des Tiefpassfilters 101, der die Sendeschaltung darstellt, verwendet werden kann. In diesem Fall erhält, wenn die Schalter 107, 110 in einem EIN-geschalteten Zustand sind, der Filter den Aufbau des Kombinationsfilters, der den Dämpfungspol hat und, wenn die Schalter 107, 110 in einem AUS-geschalteten Zustand sind, ist der geschaltete Kerbfilter von dem Signalpfad getrennt und der Eingangsan schluss 113 und der Ausgangsanschluss 114 sind über einen Kondensator verbunden, so dass ein niedriger Verlust realisiert werden kann. Anstatt den Kondenstor 201 anzuordnen, kann der Ausgangsanschluss 113 und der Eingangsanschluss 114 mit einer Streifenleitung als Sendeschaltung direkt verbunden werden.
Wenn der geschaltete Kerbfilter nur aus einem Stück besteht, wie in 2B gezeigt, können der Eingangsanschluss 114 und der Ausgangsanschluss 113 ohne Zwischenschaltung der Sendeschaltung angeschlossen werden.
Außerdem können anstelle des ersten geschalteten Kerbfilters 102 und des zweiten geschalteten Kerbfilters 103 diejenigen mit dem in 11 gezeigten Aufbau ebenfalls verwendet werden. Das bedeutet, dass der in 11A gezeigte geschaltete Kerbfilter 102a einen Aufbau hat, in dem der Kondensator 108 des in 1 gezeigten geschalteten Kerbfilters 102 durch eine Spule 108a ersetzt ist. Das bedeutet, dass in dem geschalteten Kerbfilter 102a aus 11A der Schalter 107, die Spule 108a und der Resonator 10 in Reihe geschaltet sind und die Spule 108a und der Resonator 109 einen Reihenschwingkreis bilden. Ein Ende des Resonators 109 ist geerdet. Außerdem ist der Schalter 107 mit dem Steueranschluss 115 verbunden.
Außerdem hat der in 11B gezeigte geschaltete Kerbfilter 102b einen Aufbau, in dem der Kondensator 108 des in 1 gezeigten geschalteten Kerbfilters 102 durch eine Schaltung ersetzt ist, in der der Kondensator 108b und die Spule 108c parallel geschaltet sind. Das bedeutet, dass in dem geschalteten Kerbfilter 102b aus 1B zwischen dem Schalter 107 und dem Resonator 109 eine Schaltung angeschlossen ist, in der der Kondensator 108b und die Spule 108c parallel verbunden sind. Ein Ende des Resonators 109 ist geerdet. Der Schalter 107 ist mit dem Steueranschluss 115 verbunden.
Außerdem hat der in 1C gezeigte geschaltete Kerbfilter 102c einen Aufbau, in dem der durch den Kondensator 108 des geschalteten Kerbfilters 102 aus 1 und den Resonator 109 gebildete Schwingkreis durch einen akustischen Oberflächenwellenfilter 1008 ersetzt ist. Das bedeutet, dass der geschaltete Kerbfilter 102c aus 11C den akustischen Oberflächenwellenfilter 1008 an dem Schalter 107 angeschlossen hat und der Steueranschluss 115 mit dem Schalter 107 verbunden ist.
Auf diese Weise kann, selbst wenn die geschalteten Kerbfilter 102a, 102b, 102c anstelle des ersten geschalteten Kerbfilters 102 und des zweiten geschalteten Kerbfilters 103 aus 1 verwendet werden, der gleiche Effekt in Übereinstimmung zu dem aus der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden kann.
Außerdem ist, wenn die Sendeschaltung durch eine Mehrzahl von Tiefpassfilterstufen gebildet wird, auch ein Aufbau möglich, in dem die geschalteten Kerbfilter zwischen zwei angrenzenden Tiefpassfiltern, zwischen dem Ausgangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter, bzw. zwischen dem Eingangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter angeschlossen werden. Wenn eine derartige Sendeschaltung durch eine Mehrzahl von Tiefpassfilterstufen gebildet wird, können die Kerbfilter ausnahmslos zwischen den angrenzenden Tiefpassfiltern, zwischen dem Ausgangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter und zwischen dem Eingangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter angeschlossen werden. Außerdem ist, ohne einschränkend zu sein, auch ein Aufbau möglich, in dem die Kerbfilter nur mit einem Teil zwischen den zwei angrenzenden Tiefpassfiltern, zwischen dem Ausgangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter und zwischen dem Eingangsanschluss und dem daran angrenzenden Tiefpassfilter verbunden sind.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform der erste und der zweite Schalter 107, 110 durch ein Halbleiterelement, wie z.B. einem FET, wie in 3A gezeigt, oder unter Verwendung einer Pin-Diode, wie in den 3B, 3C gezeigt, gebildet werden kann. Selbst im Falle eines anderen Aufbaus, sofern es ein Aufbau ist mit einer schaltenden Funktion, hat er die Vorteile der vorliegenden Erfindung, wie die hohe Dämpfung und den geringen Verlust. In 3 ist jeder IN-Anschluss die Seite, an der der Tiefpassfilter 101 in 1 angeschlossen ist, und jeder OUT-Anschluss ist die Seite, an der der Kondensator 108 oder 111 in 1 angeschlossen ist.
3A ist ein Beispiel eines Schalters, der ein FET verwendet, und ein FET 301 wird EIN/AUS-geschaltet durch eine Spannung am Steueranschluss 302.
3B ist ein Beispiel des Schalters, der eine Pin-Diode verwendet, und die Pin-Diode wird in den EIN/AUS-geschalteten Zustand durch eine Spannung am Steueranschluss 304 versetzt und arbeitet als Schalter. In 3B spielen die Spulen 305, 306 die Rolle einer Drosselspule.
3C ist ein Beispiel eines Schalters, der die Pin-Diode und die λ/4-Leitung verwendet, und die Spannung am Steueranschluss 307 wird über eine Spule 308 und die λ/4-Leitung 309 an eine Pin-Diode 310 angelegt. Die Kathode der Pin-Diode ist geerdet. Wenn die Pin-Diode eine Steuerspannung enthält und in den EIN-geschalteten Zustand versetzt wird, ist die Impedanz von IN über die λ/4-Leitung 309 Richtung OUT unendlich und der Schalter ist in den AUS-geschalteten Zustand versetzt. Wenn die Steuerspannung nicht angelegt wird, ist der Schalter in den EIN-geschalteten Zustand versetzt. Man beachte, dass die λ/4-Leitung 309 einen Aufbau haben kann, der eine Streifenleitung verwendet, oder einen Aufbau, der ein diskretes festes Bauelement, wie z.B. eine Spule oder dergleichen, verwendet.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl der Kombinationsfilter als Tiefpassfilter vom π-Typ beschrieben wurde, auch wenn ein anderer Aufbau verwendet wird, oder ein Bandpassfilter, ein Hochpassfilter oder ein geschichteter planarer Filter mit einer Streifenleitung verwendet wird, der gleiche Effekt wie in der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden kann. Außerdem ist die Zahl der geschalteten Kerbfilter und deren Aufbau nicht darauf beschränkt, sondern wenn der Kerbfilter einen Aufbau hat, um die Bandsperre EIN und AUS zu schalten, kann der gleiche Effekt wie in der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Man beachte, dass die Frequenz des Dämpfungspols des Kombinationsfilters in der vorliegenden Ausführungsform durch den ersten und den zweiten geschalteten Kerbfilter gesteuert werden kann und die Stärke der Dämpfung und die Bandbreite der Dämpfung variabel gemacht werden kann.
Außerdem kann, wenn der erste und der zweite Steueranschluss 115, 116 so gesteuert werden, dass sie gleichzeitig EIN/AUS-geschaltet sind, ein geschalteter Kerbfilter erhalten werden, der den Dämpfungspol des ersten Kerbfilters 102 und den Dämpfungspol des zweiten Kerbfilters 103 hat, und wenn entweder der erste oder der zweite Steueranschluss 115, 116 angesteuert werden, ein geschalteter Kerbfilter mit entweder dem Dämpfungspol des ersten Kerbfilters 102 oder dem Dämpfungspol des zweiten Kerbfilters 103 erhalten werden und diese Kerbfilter können in Abhängigkeit von der Anwendung und dem praktischen Anwendungszustand gesteuert werden.
Außerdem kann hinsichtlich des Aufbaus des Kombinationsfilters der vorliegenden Ausführungsform ein Aufbau gewählt werden, der einen dielektrischen Koaxialresonator als Resonator verwendet, der den geschalteten Kerbfilter bildet, oder eine geschichtete Struktur, wie eine verteilte konstante Typleitung oder eine dielektrische Platte verwendet. Oder es kann ein diskreter konstanter Aufbau sein, der eine Spule oder einen Konden sator verwendet. In dem Fall der geschichteten Struktur werden passive Bauteile wie der Resonator, der Kondensator und dergleichen auf der inneren Schicht gebildet und auf der Oberseite werden aktive Bauteile, wie der Schalter und dergleichen befestigt, so dass eine weitere Miniaturisierung erreicht werden kann.
Außerdem ist in dem Kombinationsfilter der vorliegenden Ausführungsform die Zahl der Resonatoren, die für die Kerbfilter erforderlich ist, und ihr Aufbau nicht darauf beschränkt, sondern wenn der Aufbau so ist, dass EIN/AUS des Kerbfilters durch den Schalter gewählt wird, kann die Wirkung der vorliegenden Ausführungsform in ähnlicher Weise erreicht werden.
Außerdem ist der Kombinationsfilter mit einem anderen Aufbau als dem oben beschriebenen Kombinationsfilter in 12 gezeigt. Der Kombinationsfilter mit dem Aufbau aus 12 kann in ähnlicher Weise verwendet werden als eine Komponente des Antennenduplexers, der im Anschluss an eine zweite Ausführungsform beschrieben wird.
Der in 12 gezeigte Kombinationsfilter hat einen Aufbau, in dem ein erster Schalter 1207 mit dem Eingangsanschluss 113 verbunden ist und ein zweiter Schalter 1210 mit dem Ausgangsanschluss 114 verbunden ist und eine Sendeschaltung 1222 und ein Kerbfilter 1221 mit dem ersten Schalter 1207 und dem zweiten Schalter 1210 verbunden sind. Außerdem sind der Schalter 1207 und der Schalter 1210 mit einem Steueranschluss 1215 bzw. einem Steueranschluss 1216 verbunden. Dabei kann unter Verwendung eines akustischen Oberflächenwellenfilters für den Kerbfilter 1221 der Kombinationsfilter aus 12 weiter miniaturisiert werden.
In dem oben beschriebenen Kombinationsfilter hat, wenn der erste und der zweite Schalter 1207, 1210 in einem EIN-geschalteten Zustand der BEF-Seite sind, die Durchlasscharakteristik vom Eingangsanschluss 113 zum Ausgangsanschluss 114 eine Charakteristik des parallel geschalteten Kerbfilters 1221 und daher hat der Kombinationsfilter eine Kennlinie mit einem Dämpfungspool und kann die Dämpfung an der gewünschten Frequenz sicherstellen. Außerdem entspricht in dem oben beschriebenen Kombinationsfilter, wenn der erste und der zweite Schalter 107, 110 in einem EIN-geschalteten Zustand der Sendeschaltung sind, die Durchlasscharakteristik zu dem oben beschriebenen Eingangsanschluss 113 und dem oben beschriebenen Ausgangsanschluss 114 der Kennlinie der Sendeschaltung und wenn die Übertragungsleitung ein Kondensator oder ein Tiefpassfilter ist, ermöglicht der oben beschriebene Kombinationsfilter eine Reduktion des Verlusts im Durchlassband ohne Dämpfungspole.
Wie oben beschrieben, kann der Kombinationsfilter der vorliegenden Ausführungsform die Dämpfung bei der gewünschten Frequenz sicherstellen und außerdem einen Verlust in dem Durchlassband durch die Auswahl der Kerbfilter reduzieren.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird ein Antennenduplexer einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Antennenduplexer der zweiten Ausführungsform verwendet verschiedene Kombinationsfilter, wie sie in der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, als eine seiner Komponenten.
Ein schematisches Diagramm des Antennenduplexers in der zweiten Ausführungsform ist in 4 gezeigt.
In 4 ist ein Antennenanschluss (ANT) 401 mit einem Sendeanschluss (Tx) 405 über einen Antennenschalter (ANT-SW) 402, eine Sendephasenschieberschaltung (ϕ) 403 und einen Kombinationsfilter 404 als Sendefilter verbunden. Außerdem ist der Antennenanschluss (ANT) 401 mit einem Empfangsanschluss (Rx) 408 über einen Antennenschalter 402, eine Empfangsphasenschieberschaltung (ϕ) 406, einen Bandpassfilter (BPF) 407 als Empfangsfilter verbunden. Der Antennenanschluss 402 ist mit einem Antennensteueranschluss 409 verbunden, der eine Schaltersteuerung ausführt. Außerdem ist der Kombinationsfilter 404 mit einem Steueranschluss 410 verbunden.
In dem Fall, in dem der in der ersten Ausführungsform gezeigte Kombinationsfilter als Sendefilter verwendet wird, schaltet in 4 der Antennenschalter 402 das gesendete und das empfangene Signal im Zeitmultiplexverfahren, wenn das System nicht gleichzeitig sendet und empfängt. Dabei ist der geschaltete Kerbfilter mit dem Dämpfungspol des Kombinationsfilters 404 getrennt und in den AUS-Zustand versetzt. Der Kombinationsfilter 404 wird zu einem Tiefpassfilter (LPF).
Außerdem hat, wenn das System gleichzeitig sendet und empfängt, der Antennenschalter 402 einen Aufbau, in dem der Antennenanschluss 401, die Sendephasenschieberschaltung 403 und die Empfangsphasenschieberschaltung 406 verbunden sind. Dabei hat der Schalter 404 durch das Versetzen des Kombinationsfilters 404 in einen EIN-geschalteten Zustand den Aufbau eines Tiefpassfilters (LPF) mit dem Dämpfungspol in einem Empfangsband. Dabei ist die Sendephasenschieberschaltung 403 so angepasst, dass die Impedanz des Empfangsbands von der Empfangsseite zur Sendeseite des Antennenschalters 402 in einem offenen Zustand ist.
Man beachte, dass in der obigen Beschreibung zu 4 die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt ist, dass der in der ersten Ausführungsform gezeigte Kombinationsfilter 404 als Sendefilter beschrieben wird, sondern gewöhnliche Tiefpassfilter und Bandpassfilter ebenso verwendet werden können.
Als Nächstes wird der in 4 gezeigte Kombinationsfilter 404 genauer beschrieben. Der Kombinationsfilter 404 hat den Aufbau aus 1 in der ersten Ausführungsform und ein erster und ein zweiter geschalteter Kerbfilter 102, 103 sind so angepasst, dass der Dämpfungspol bei der gewünschten Frequenz platziert ist. Dieser Fall hat einen Aufbau, in dem der Dämpfungspol bei einem Empfangsfrequenzband des Systems platziert ist. In dem Kombinationsfilter 404 sind, wenn das System gleichzeitig sendet und empfängt, ein erster und ein zweiter Schalter 107, 110 in einen EIN-geschalteten Zustand versetzt und der Kombinationsfilter 404 wird zu einem Tiefpassfilter mit einer Bandsperrcharakteristik, so dass ein Übersprechen des Sendesignals auf die Empfangsseite vermindert werden kann.
Außerdem sind in dem Kombinationsfilter 404, wenn das System nicht gleichzeitig sendet und empfängt, der erste und der zweite Schalter 107, 110 in einen AUS-geschalteten Zustand versetzt und der Kombinationsfilter 404 wird zu einem Tiefpassfilter, so dass ein Verlust im Durchlassband vermindert werden kann.
Ein schematisches Blockdiagramm des Antennenduplexers beim gleichzeitigen Senden und Empfangen und beim nicht gleichzeitigen Senden und Empfangen ist in 5 gezeigt. 5A ist ein schematisches Blockdiagramm des Antennenduplexers beim nicht gleichzeitigen Senden und Empfangen und 5B ist ein schematisches Blockdiagramm des Antennenduplexers beim gleichzeitigen Senden und Empfangen. Zum Beispiel in einem PDC-System ist das Frequenzverhältnis zwischen Senden und Empfangen ähnlich zu der in 5 schematisch gezeigten Kennlinie. Wie in 5A für den Fall des nicht gleichzeitigen Senden und Empfangens gezeigt, wird der Kombinationsfilter 404 zu einem Tiefpassfilter und hat den Aufbau eines Schalterfilters, wobei der Antennenduplexer einen Signaldurchlass zwischen einem Tiefpassfilter 501 auf der Sendeseite und einem Bandpassfilter 407 auf der Empfangsseite über den Antennenschalter 502 nach dem Zeitmultiplexverfahren schaltet. Dabei ist der Schalter des geschalteten Kerb filters in einem AUS-geschalteten Zustand und die Kennlinie hat die in 5A gezeigte Kennlinie, die die Sendefrequenz durchlässt und höhere Frequenzen abschwächt.
Außerdem wird, wie in 5B gezeigt, im Fall des gleichzeitigen Sendens und Empfangens, da der Schalter des geschalteten Kerbfilters in einen eingeschalteten Zustand versetzt ist, der Kombinationsfilter 404 zu einem Tiefpassfilter 503 mit dem Dämpfungspol und hat einen Aufbau, in dem der Antennenduplexer einen Tiefpassfilter 503 mit dem Dämpfungspol auf der Sendeseite und einem Bandpassfilter 407 auf der Empfangsseite hat. Dabei hat der Antennenschalter 504 einen Aufbau, in dem der Antennenanschluss gänzlich mit der Sendeseite und der Empfangsseite verbunden ist. Dabei hat die Kennlinie des geschalteten Kerbfilters die in 5B gezeigte Kennlinie, die die Sendefrequenz durchlässt und höhere Frequenzen abschwächt, und außerdem einen Dämpfungspol im Empfangsband hat. Dabei hat allerdings der Auswahlkerbfilter des Kombinationsfilters 404 einen Aufbau, wie er in 11A gezeigt ist.
Ein Beispiel für den Aufbau des Antennenschalters ist in 6A gezeigt. Ein Antennenanschluss 601 ist mit einer Sendeseite 603 über einen ersten internen Schalter 602 verbunden. Außerdem ist der Antennenanschluss 601 mit einer Empfangsseite 605 über einen zweiten internen Schalter 604 verbunden. Der erste und der zweite interne Schalter sind mit einem ersten und einem zweiten Antennensteueranschluss 606, 607 verbunden. Der Antennenschalter arbeitet als der in 5A gezeigte Antennenschalter 502, indem er den ersten und den zweiten Antennensteueranschluss 606, 607 schaltet und arbeitet als der in 5B gezeigte Antennenschalter 504, indem er den ersten und den zweiten Antennensteueranschluss 606, 607 gleichzeitig in den EIN-geschalteten Zustand versetzt.
Außerdem hat der Aufbau der jeweiligen Steueranschlüsse des Antennenschalters und des geschalteten Kerbfilters vorzugsweise miteinander verknüpfte Steuersysteme. Zum Beispiel werden sie gemeinsam gemäß des in 6B gezeigten Aufbaus gemacht und können gleichzeitig gesteuert werden. In 6B ist der Aufbau derart, dass wenn sowohl der erste als auch der zweite Antennenanschluss in einem EIN-geschalteten Zustand sind, ein EIN-Signal an den ersten und den zweiten Steueranschluss übertragen wird. Hierbei wird, unter der Annahme, dass der erste und der zweite Steueranschluss gemeinsam sind, der Steueranschluss, der am Kombinationsfilter 404 eingespeist wird, als ein Stück genommen. Durch diesen Aufbau kann die Anzahl der Steueranschlüsse reduziert werden und es ist möglich, die Größe der Schaltung zu miniaturisieren und eine Steuersignalleitung im Falle einer Verwendung in dem mobilen Kommunikationsgerät zu verringern.
Wie oben beschrieben, steuert die vorliegende Erfindung den Schalter, der das gesendete und das empfangene Signal einzeln handhabt, und den geschalteten Kerbfilter, der auf der Sendeseite angeordnet ist, so dass ein Miniaturantennenduplexer realisiert werden kann, der eine Kennlinie mit einem geringen Verlust bei nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen hat und die Dämpfung zwischen Senden und Empfangen bei gleichzeitigem Senden und Empfangen größer macht und außerdem die Miniaturisierung des mobilen Kommunikationsgeräts ermöglicht.
Man beachte, dass die Anzahl der Steueranschlüsse, die Anzahl der geschalteten Kerbfilterstufen und der Aufbau des Antennenschalters nicht auf die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform beschränkt sind, sondern in Abhängigkeit von dem System und der gewünschten Charakteristik angepasst werden können.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl der Kombinationsfilter 404 beschrieben wurde unter Verwendung eines π-Typ-Tiefpassfilters, der gleiche Effekt wie der der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, selbst wenn ein anderer Aufbau verwendet wird oder ein Bandpassfilter oder ein geschichteter planarer Filter, der eine Streifenleitung verwendet, verwendet werden. Außerdem ist die Zahl der geschalteten Kerbfilter und ihr Aufbau nicht darauf beschränkt, sondern wenn der Kerbfilter einen Aufbau hat, um die Bandsperre EIN oder AUS zu schalten, kann der gleiche Effekt wie in der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Außerdem kann der Kombinationsfilter 404, obwohl er als π-Typ-Tiefpassfilter beschrieben wurde, einen Aufbau haben, der wie in 2A gezeigt, einen Kondensator verwendet, oder einen Aufbau haben, in dem der Ausgangsanschluss 113 und der Eingangsanschluss 114 direkt miteinander verbunden sind, ohne den Tiefpassfilter anzuordnen. In diesem Fall kann ein niedriger Verlust realisiert werden. Wenn der geschaltete Kerbfilter entweder 102 oder 103 ist, kann der Eingangsanschluss 114 und der Ausgangsanschluss 113 verbunden werden, ohne die in 2B gezeigte Sendeschaltung dazwischen zu schalten.
Außerdem kann der Bandpassfilter 407 der Empfangsseite die Kennlinie des Bandpassbauelementfilters oder eines anderen Filters haben und der Aufbau kann einen Filter haben, der einen akustischen Oberflächenwellenfilter oder ein Dielektrikum verwendet.
Wenn der akustische Oberflächenwellenfilter verwendet wird, kann eine Miniaturisierung und eine hohe Dämpfungscharakteristik realisiert werden und es ist möglich, eine hohe Leistungsfähigkeit des mobilen Kommunikationsgerätes zu realisieren.
Außerdem kann in der vorliegenden Ausführungsform der Schalter 402 durch einen Halbleiter IC oder eine Pin-Diode gebildet werden.
Man beachte, dass die in der vorliegenden Ausführungsform gezeigte Phasenschieberschaltung einen Aufbau haben kann, der die Streifenleitung verwendet, oder einen Aufbau, der ein diskretes konstantes Bauelement, wie eine Spule und dergleichen, verwendet.
Außerdem kann im Falle des gleichzeitigen Sendens und Empfangens im Vergleich zu dem Fall des nicht gleichzeitigen Sendens und Empfangens der an den Antennenanschluss übertragene Ausgangspegel erhöht werden, um einen gewünschten Betrag zu erreichen, indem der Ausgangspegel eines Sendeverstärkers der vorangehenden Stufe erhöht wird, obwohl ein Verlust geringfügig größer wird, nachdem der geschaltete Kerbfilter zu dem Tiefpassfilter der Sendeseite hinzugefügt wird. Vorzugsweise kann der Ausgangspegel des Sendeverstärkers angepasst werden, indem die Spannung seiner Stromversorgung unter Berücksichtigung der Effizienz und dergleichen erhöht wird.
Außerdem kann in der vorliegenden Ausführungsform durch einen Aufbau mit dem Antennenschalter (ANT-SW) 402, in dem der Antennenduplexer durch das Signal von dem Steueranschluss, wie beschrieben, gesteuert wird, einen Aufbau haben, der den Antennenschalter (ANT-SW) 402 nicht enthält. Das bedeutet, dass die Verbindung zwischen dem Antennenanschluss 504 und der Sendephasenschieberschaltung und der Empfangsphasenschieberschaltung immer den in 5B gezeigten Aufbau hat, sowohl im Fall des gleichzeitigen Sendens und Empfangens als auch im Fall des nicht gleichzeitigen Sendens und Empfangens, und ein Kombinationsfilter 503 führt die gleiche Funktion aus wie die Funktion der vorliegenden Ausführungsform. Sogar in diesem Fall kann der gleiche Effekt wie in der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden, wenn die Sendephasenschieberschaltung und die Empfangsphasenschieberschaltung so angepasst sind, dass die Impedanz von dem Antennenanschluss zur Sendephasenschieberschaltung bei der empfangenen Frequenz geöffnet ist und die Impedanz von dem Antennenanschluss zu der Empfangsphasenschieberschaltung bei der Sendefrequenz geöffnet ist.
Außerdem kann die Sende-Empfangsphasenschaltung in den Sende-Empfangsfilter integriert werden. Diese Phasenschaltung dient zur Anpassung der jeweiligen Impedanzen und kann den gleichen Effekt wie in der vorliegenden Erfindung erzielen, wenn sie als Zugriffseinheit verwendet wird.
(Dritte Ausführungsform)
Als Nächstes wird ein Aufbau eines Antennenduplexers einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 7 ist ein Blockdiagramm des Antennenduplexers gezeigt. Eine Antenne 701 ist auf einem geschichteten Filter 702, der ein Dielektrikum umfasst, durch einen Antennenschalter 703, der das Sende- und das Empfangssignal einzeln handhabt, einen ersten und einem zweiten Schalter 704, 705, die einen geschalteten Kerbfilter bilden, und einen akustischen Oberflächenwellenfilter 706, der auf der Empfangsseite angeordnet ist, aufgebaut. Zwischen jeder Schicht im Inneren des geschichteten Filters 702 sind die Komponenten eine Sendephasenschieberschaltung, eine Empfangsphasenschieberschaltung und des geschalteten Kerbfilters der Sendeseite angeordnet.
Außerdem ist die Seitenfläche des geschichteten Filters 702 mit einem Antennenanschluss (ANT), einem Sendeanschluss (Tx), einem Empfangsanschluss (Rx), einem Masseanschluss (GND) und einem Schalterauswahlsteueranschluss (CONT) versehen. Um den in 4 gezeigten Aufbau des Antennenduplexers zu bilden, sind diese Anschlüsse über ein Durchgangsloch, eine Streifenleitung innerhalb des geschichteten Filters und eine Leitung im oberen Teil des geschichteten Filters 702 verbunden, um so den Aufbau des Antennenduplexers 701 zu bilden. Die Funktionsweise des Antennenduplexers 701 ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben, schaltet die vorliegende Erfindung die Schalter, die das Sende- und das Empfangssignal einzeln handhaben und die Bandsperre des auf der Sendeseite angeordneten Filters, so dass ein niedriger Verlust realisiert werden kann bei nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen und die Dämpfung zwischen Senden und Empfangen bei gleichzeitigem Senden und Empfangen vergrößert werden kann. Außerdem wird ein Aufbau mit einem geschichteten Filter verwendet, so dass eine weitere Miniaturisierung des Antennenduplexers realisiert werden kann und eine Miniaturisierung des mobilen Kommunikationsgerätes ebenfalls realisiert werden kann.
Man beachte, dass in der vorliegenden Erfindung, obwohl der Schalter 703, der erste Schalter 704 und der zweite Schalter 705 als separate Bauelemente beschrieben wurden, diese Schalter integriert werden können und in diesem Fall immer noch eine Miniaturisierung erreicht werden kann.
Außerdem sind hinsichtlich der in dem geschichteten Filter angeordneten geschalteten Kerbfilter Filter verfügbar, die die Filter und die Streifenleitung verwenden, die durch diskrete konstante Bauelemente wie Spulen und Kondensatoren gebildet werden und diese Filter werden ausgewählt gemäß der gewünschten Charakteristik oder sie können eine Kombination dieser Charakteristiken sein.
Man beachte, dass die Anordnung und die Anzahl der Antennenanschlüsse (ANT), der Sendeanschlüsse (Tx), der Empfangsanschlüsse (Rx), der Masseanschlüsse (GND) und der Schalterauswahlsteueranschlüsse (CONT), die auf der Oberseite des geschichteten Filters 702 angeordnet sind, nicht darauf beschränkt sind, sondern abhängig vom System und dem Aufbau der äußeren Beschaltung ausgewählt werden können. Diese Anschlüsse müssen nicht auf die Oberseite beschränkt werden, sondern können auch auf der Unterseite des geschichteten Filters unter Verwendung von Durchgangslöchern angeordnet werden.
Man beachte, dass unabhängig davon, ob der Schalter und der akustische Oberflächenwellenfilter mit oder ohne Gehäuse bestückt werden, der Effekt der vorliegenden Erfindung der gleiche ist.
Während die Schalter 703, 704 und 705 diskrete Bauelemente sind, können sie auch integriert sein. Eine derartige Integration ermöglicht eine einfachere Schaltung.
(Vierte Ausführungsform)
Als Nächstes wird ein Aufbau eines Antennenduplexers einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 8 ist ein Antennenanschluss (ANT) 801 über einen Antennenschalter (ANT-SW) mit einem Sendeanschluss (Tx), einer Sendephasenschieberschaltung 803 und einem Sendefilter 804 verbunden. Außerdem ist der Antennenanschluss (ANT) 801 über einen Schalter 802 mit einem Empfangsanschluss (Rx) 808, einer Empfangsphasenschieberschaltung 806 und einem Empfangsfilter 807 verbunden.
Der Sendefilter 804 besteht aus einem ersten Tiefpassfilter 809 und einem ersten und einem zweiten Kerbfilter 810, 811. Der erste Tiefpassfilter 809 ist eine Schaltung vom π-Typ, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Kondensator 812, 813 und einer ersten Spule 814. Der erste geschaltete Kerbfilter 810 hat einen ersten Schalter 815, einen ersten Kondensator 816 und einen ersten Resonator 817, die in Serie geschaltet sind. Ein Ende des ersten Resonators 817 ist geerdet. Der zweite geschaltete Kerbfilter 811 hat einen zweiten Schalter 818, einen zweiten Kondensator 819 und einen zweiten Resonator 820, die in Serie geschaltet sind. Ein Ende des zweiten Resonators 820 ist geerdet. Der erste geschaltete Kerbfilter 810 ist zwischen die Sendephasenschieberschaltung 803 und den Tiefpassfilter 809 geschaltet. Der zweite geschaltete Kerbfilter 811 ist zwischen dem Sendeanschluss 805 und dem ersten Tiefpassfilter 809 geschaltet. Außerdem sind der erste und der zweite geschaltete Kerbfilter 810, 811 so angepasst, dass ein Dämpfungspol an der gewünschten Frequenz platziert ist. Dieser Fall hat einen Aufbau, in dem der Dämpfungspol im Empfangsfrequenzband des Systems platziert ist.
Der Empfangsfilter 807 bestehe aus einem zweiten Tiefpassfilter 821 und einem dritten und einem vierten geschalteten Kerbfilter 822, 823. Der zweite Tiefpassfilter 821 ist eine Schaltung vom π-Typ, die aus einem dritten und einem vierten Kondensator 824 und einer zweiten Spule 826 besteht. Außerdem hat der dritte geschaltete Kerbfilter 822 einen dritten Schalter 827, einen dritten Kondensator 828 und einen dritten Resonator 829, die in Serie geschaltet sind. Ein Ende des dritten Resonators 829 ist geerdet. Der vierte geschaltete Kerbfilter 823 hat einen vierten Schalter 830, einen vierten Kondenstor 831 und einen vierten Resonator 832, die in Serie geschaltet sind. Ein Ende des vierten Resonators 832 ist geerdet. Der dritte geschaltete Kerbfilter 822 ist zwischen die Empfangsphasenschieberschaltung 806 und den Tiefpassfilter 821 geschaltet. Der vierte geschaltete Kerbfilter 823 ist zwischen den Empfangsanschluss 808 und den Tiefpassfilter 821 geschaltet. Außerdem sind der zweite und der vierte geschaltete Kerbfilter 822, 823 so angepasst, dass der Dämpfungspol an der gewünschten Frequenz platziert ist. Dieser Fall hat einen Aufbau, in dem der Dämpfungspol im Sendefrequenzband des Systems platziert ist.
Außerdem sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte geschaltete Kerbfilter jeweils mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Steueranschluss 833, 834, 835, 836 verbunden und der Antennenschalter 802 ist mit dem Antennensteueranschluss 837 verbunden.
In 8, wenn das System nicht gleichzeitig sendet und empfängt, hat der Antennenschalter 802 eine Charakteristik, die das gesendete und das empfangene Signal nach einem Zeitmultiplexverfahren schaltet. Dabei wird der geschaltete Kerbfilter, der den Dämpfungspol des Sendefilters 804 hat, separiert und in einen AUS-geschalteten Zustand versetzt und der Sendefilter 804 wird ein einfacher Tiefpassfilter, so dass ein Verlust des Durchlassbandes verringert werden kann. Außerdem wird der geschaltete Kerbfilter, der den Dämpfungspol des Sendefilters 807 hat, separiert und in einen AUS-geschalteten Zustand versetzt und der Sendefilter 807 wird zu einem einfachen Tiefpassfilter, so dass ein Verlust in dem Durchlassband verringert werden kann.
In 8, wenn das System gleichzeitig sendet und empfängt, hat der Antennenschalter 802 eine Charakteristik, die den Antennenanschluss 801, die Sendephasenschieberschaltung 803 und die empfangsseitige Phasenschieberschaltung 806 verbindet. Dabei hat der Sendefilter 804 die Eigenschaften des Tiefbandfilters, der den Dämpfungspol in dem Empfangsband hat, so dass ein Übersprechen des gesendeten Signals auf die Empfangsseite verringert werden kann. Dabei wird die Sendephasenschieberschaltung 803 so angepasst, dass die Impedanz des Empfangsbandes von der Empfangsseite zur Sendeseite des Antennenschalters 802 geöffnet ist.
Außerdem hat der Empfangsfilter 807 die Eigenschaften des Tiefpassfilters, der den Dämpfungspol im Sendeband hat, so dass ein Übersprechen des Sendesignals auf dem Empfangsanschluss 808 verringert werden kann. Dabei ist die Sendephasenschieberschaltung 803 so angepasst, dass die Impedanz des Empfangsbandes von der Sendeseite zur Empfangsseite des Antennenschalters 802 geöffnet ist. Auf diese Weise öffnen die Sende- und die Empfangsphasenschieberschaltung 803, 807 gegenseitig die Impedanz, so dass sie im Falle des gleichzeitigen Sendens und Empfangens als Zugriffseinheit arbeiten können.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch EIN- und AUS-schalten des Schalters, der das gesendete und das empfangene Signal einzeln handhabt, und der Sperrbänder der auf der Sendeseite und der Empfangsseite angeordneten Filter, ein kleinerer Antennenduplexer realisiert werden, der eine geringe Verlustcharakteristik bei nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen hat und die Dämpfung zwischen Senden und Empfangen bei gleichzeitigem Senden und Empfangen größer macht. Außerdem kann ein kleineres mobiles Kommunikationsgerät realisiert werden.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, auch wenn die geschalteten Sende- und Empfangskerbfilter 804, 807 als π-Typ-Tiefpassfilter beschrieben wurden, die gleichen Effekte wie in der vorliegenden Erfindung erreicht werden können, selbst wenn ein anderer Aufbau verwendet wird oder ein Bandpassfilter und ein geschichteter planarer Filter mit einer Streifenleitung. Außerdem sind die Anzahl der geschalteten Kerbfilter und ihr Aufbau nicht darauf beschränkt, sondern wenn der geschaltete Kerbfilter einen Aufbau hat, um die Bandsperre EIN und AUS zu schalten, kann der gleiche Effekt wie in der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Man beachte, dass die Anzahl der Steueranschlüsse, die Anzahl der geschalteten Kerbfilterstufen und der Aufbau des Antennenschalters, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurden, nicht darauf beschränkt sind, sondern in Abhängigkeit von dem System und der gewünschten Charakteristik angepasst werden können.
Außerdem können die geschalteten Kerbfilter 804, 807, obwohl sie als π-Typ-Tiefpassfilter beschrieben wurden, einen Aufbau haben, der wie in 2A einen Kondensator verwendet, oder einen Aufbau haben, in dem der Ausgangsanschluss 113 und der Eingangsanschluss 114 direkt ohne die Anordnung des Tiefpassfilters verbunden sind. In diesem Fall kann außerdem ein niedrigerer Verlust realisiert werden. Wenn der geschaltete Kerbfilter entweder 102 oder 103 ist, können der Eingangsanschluss 114 und der Ausgangsanschluss 113, wie in 2B gezeigt, ohne Zwischenschaltung der Sendeschaltung verbunden werden.
Außerdem können sie einen Aufbau haben, in dem der akustische Oberflächenwellenfilter, der Filter, der das Dielektrikum verwendet, und dergleichen auf der Empfangsseite hinzugefügt sind. In diesem Fall ist es außerdem möglich, die Dämpfung außerhalb des Durchlassbandes sicherzustellen.
Außerdem können in der vorliegenden Ausführungsform der erste, der zweite, der dritte, der vierte Schalter 815, 818, 827, 830, die innerhalb des Schalters 802 und des geschalteten Kerbfilters angeordnet sind, durch einen Halbleiter IC oder unter Verwendung einer Pin-Diode gebildet werden.
Man beachte, dass die in der vorliegenden Ausführungsform gezeigte Phasenschieberschaltung durch eine Streifenleitung oder durch Verwendung diskreter konstanter Bauelemente, wie der Spule und dergleichen, gebildet werden kann.
Außerdem kann in dem Falle des gleichzeitigen Sendens und Empfangens im Vergleich zu dem Fall des nicht gleichzeitigen Sendens und Empfangens, obwohl ein Verlust geringfügig größer wird, nachdem der geschaltete Kerbfilter zu dem Tiefpassfilter auf der Sendeseite hinzugefügt wurde, ein an den Antennenanschluss übertragener Ausgangspegel erhöht werden, um eine gewünschte Höhe zu erreichen, indem ein Ausgangspegel des Sendeverstärkers der vorangehenden Stufe angepasst wird. Der Ausgangspegel des Sendeverstärkers kann angepasst werden, indem die Spannung seiner Stromversorgung unter Berücksichtigung der Effizienz oder dergleichen angepasst wird.
Außerdem kann in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl darin ein Beispiel gezeigt wird, indem der Kombinationsfilter, der den geschalteten Kerbfilter hat, als Sende- oder als Empfangsfilter verwendet wird, auch ein gewöhnlicher Tiefpassfilter, Bandpassfilter und dergleichen ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform anstelle des geschalteten Kerbfilters verwendet werden.
Außerdem kann die Sende- und Empfangsphasenschieberschaltung in den Sende- bzw. Empfangsfilter integriert werden. Diese Phasenschaltung dient der Anpassung der jeweiligen Impedanzen und kann den gleichen Effekt erzielen, wie in der vorliegenden Erfindung, wenn sie als Zugriffseinheit arbeitet.
(Fünfte Ausführungsform)
Als Nächstes wird ein Aufbau eines mobilen Kommunikationsgerätes beschrieben, das einen Antennenduplexer in einer fünften Ausführungsform verwendet. 9 ist ein Blockdiagramm des mobilen Kommunikationsgerätes, das den Antennenduplexer verwendet. In 9 ist eine Antenne 901 mit einem Antennenduplexer 902 verbunden. Der Antennenduplexer 902 hat den gleichen Aufbau wie in der zweiten, der dritten oder der vierten Ausführungsform gezeigt. Das gesendete Signal wird an dem Antennenduplexer 902 über die Sendeschaltung 903, einen Sendeverstärker 904 und einen Isolator 905 übertragen und von der Antenne 901 gesendet. Das empfangene Signal wird von der Antenne 901 an eine Empfangsschaltung 906 über den Antennenduplexer 902 übertragen. Die Sendeschaltung 903, die Empfangsschaltung 906 wird mit einem lokalen Signal von einer Oszillationsschaltung 907 gespeist, das zur Mischung oder Modulation verwendet wird. Darüber hinaus wird eine Stromversorgungsspannung des Sendeverstärkers 904 über einen Gleichspannungswandler 908 gegeben. Der Antennenduplexer ist mit einem Steueranschluss 909 verbunden.
In 9, wenn das System nicht gleichzeitig sendet und empfängt, wird der Antennenduplexer 902 zu einem Sendeempfangsauswahlschalter, der die Charakteristik eines Filters hat und einen Verlust auf der Sendeseite verringern kann. Wenn das System gleichzeitig sendet und empfängt, arbeitet der Antennenduplexer 902 als Zugriffseinheit und handhabt die Sendefrequenz und die Empfangsfrequenz individuell nach einem Frequenzmultiplexverfahren. Dieser Fall hat einen Aufbau, in dem der Sendeseite in dem Antennenduplexer 902 der in der ersten Ausführungsform gezeigte geschaltete Kerbfilter hinzugefügt wird und ein Verlust wird um diesen Betrag geringfügig größer. Um diesen Verlust durch eine direkte Anpassung der Spannung der Stromversorgung am Sendeverstärker 904 über den Gleichspannungswandler 908 zu kompensieren, kann eine Ausgangsleistung, die von der Antenne 901 als mobiles Kommunikationsgerät gesendet wird, sichergestellt werden.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch die Verwendung des Antennenduplexers in dem mobilen Kommunikationsgerät in dem System, in dem sowohl gleichzeitig Senden und Empfangen als auch nicht gleichzeitiges Senden und Empfangen nebeneinander bestehen, ein miniaturisiertes mobiles Kommunikationsgerät realisiert werden, das eine niedrige Verlustcharakteristik bei nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen hat und die Dämpfung zwischen Senden und Empfangen bei gleichzeitigem Senden und Empfangen größer macht.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl die Anzahl der Steueranschlüsse des Antennenduplexers als ein Stück angenommen wurde, sie entsprechend der Anzahl der geschalteten Kerbfilter, der Beschaffenheit des Antennenschalters, des Systems und der gewünschten Charakteristik angepasst werden.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl der Sendeverstärker 904 und der Antennenduplexer 902 indirekt über dem Isolator 805 verbunden sind, sie ohne den Isolator 805 direkt verbunden werden können.
Außerdem kann in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl die Oszillationsschaltung 907 als ein Stück beschrieben wurde, auch wenn sie mehrfach vorhanden ist, der Effekt der vorliegenden Erfindung gleich bleibend.
Außerdem kann der geschaltete Kerbfilter, der ein Bestandteil des Antennenduplexers 902 ist, obwohl er beschrieben wurde unter Verwendung eines π-Typ-Tiefpassfilters, auch einen Aufbau haben, der wie in 2A gezeigt, den Kondensator verwendet, oder einen Aufbau haben, der den Ausgangsanschluss 113 und den Eingangsanschluss 114 ohne die Anordnung des Tiefpassfilters direkt verbindet. Wenn der geschaltete Kerbfilter entweder 102 oder 103 ist, können der Eingangsanschluss 114 und der Ausgangsanschluss 113 ohne Zwischenschaltung der Sendeschaltung verbunden werden, wie in 2B gezeigt. In diesem Fall kann ein niedriger Verlust realisiert werden. In diesem Fall kann ein mobiles Kommunikationsgerät mit noch höherer Leistungsfähigkeit erhalten werden, wenn der Aufbau derart ist, dass der Isolator 805 und dergleichen eine Tiefpassfilterfunktion haben.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, kann die vorliegende Erfindung einen Antennenduplexer zur Verfügung stellen, der den Fall abdeckt, in dem ein System, das ein Frequenzmultiplexsystem verwendet, bei dem gleichzeitig gesendet und empfangen wird, und ein System, in dem nicht gleichzeitig gesendet und empfangen wird, nebeneinander bestehen.

Claims

Antennenduplexer mit: einem Antennenanschluss (401); einer Sendephasenschieberschaltung (403), bei der ein Ende mit dem Antennenanschluss verbunden ist; einer Empfangsphasenschieberschaltung (406), bei der ein Ende mit dem Antennenanschluss verbunden ist, einem Sendefilter (404), der mit dem anderen Ende der Sendephasenschieberschaltung (403) und einem Sendeanschluss (405) verbunden ist; einem Empfangsfilter (407), der mit dem anderen Ende der Empfangsphasenschieberschaltung (406) und einem Empfangsanschluss (408) verbunden ist; und der Sendefilter (404) und/oder der Empfangsfilter (407) ein Kombinationsfilter ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Kombinationsfilter eine Frequenzkennlinie hat, die einen Dämpfungspol aufweist, und eine Einrichtung ist zur Einstellung der jeweiligen Impedanzen der Sendephasenschieberschaltung (403) und der Empfangsphasenschieberschaltung (406) bei gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit, wenn Senden und Empfangen gleichzeitig durchgeführt werden, und der Kombinationsfilter eine Frequenzkennlinie hat, in der der Dämpfungspol entfernt ist, bei nicht gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit, wenn Senden und Empfangen nicht gleichzeitig durchgeführt werden.
Antennenduplexer nach Anspruch 1 mit einem Antennenschalter (402), der mit dem Antennenanschluss verbunden ist, wobei die Sendephasenschieberschaltung (403) mit dem einen seitlichen Anschluss des Antennenschalters (402) verbunden ist; und die Empfangsphasenschieberschaltung (406) mit dem anderen seitlichen Anschluss des Antennenschalters (402) verbunden ist; wobei bei nicht gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit, wenn Senden und Empfangen nicht gleichzeitig ausgeführt werden, der Antennenschalter (402) ein Schalter ist, um die elektrische Verbindung zwischen dem Antennenanschluss und dem einen seitlichen Anschluss einerseits und die elektrische Verbindung zwischen dem Antennenanschluss und dem anderen seitlichen Anschluss andererseits im Zeitmultiplexverfahren umzuschalten, und wobei bei einer gleichzeitigen Sende- und Empfangszeit, wenn Senden und Empfangen gleichzeitig ausgeführt werden, der Antennenschalter (402) ein Schalter ist, um den Antennenanschluss gleichzeitig mit dem einen seitlichen Anschluss und dem anderen seitlichen Anschluss elektrisch zu verbinden.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 2 mit einem Aufbau, der einen geschichteten Filter (702) verwendet, der eine dielektrische Platte verwendet, so dass der Sendefilter (404) und zumindest ein Ende des Empfangsfilters (407) in dem geschichteten Filter (702) gebildet sind und der Antennenschalter (402, 703) auf der Oberseite des geschichteten Filters (702) befestigt ist.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Empfangsfilter (407) ein akustischer Oberflächenwellenfilter ist.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit der Ausgangspegel des Sendeverstärkers (904), der direkt oder indirekt mit dem Sendeanschluss verbunden ist, im Vergleich zu nicht gleichzeitigem Senden und Empfangen angehoben ist.
Antennenduplexer nach Anspruch 5, wobei die Anpassungen zur Anhebung des Ausgangspegels des Sendeverstärkers (904) ausgeführt werden, indem die Spannung der Stromversorgung des Sendeverstärkers (904) erhöht wird.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sendefilter (404) und/oder der Empfangsfilter (407) einen Eingangsanschluss (114), einen Ausgangsanschluss (113), mindestens eine Sendeschaltung (101) und mindestens einen geschalteten Kerbfilter (102) hat; die Sendeschaltung (101) elektrisch zwischen den Eingangsanschluss (114) und den Ausgangsanschluss (113) geschaltet ist, der geschaltete Kerbfilter (102) mit der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Sendeschaltung (101) verbunden ist, der geschaltete Kerbfilter (102) mindestens einen Schalter (107) und mindestens einen Reihenschwingkreis hat, ein Ende des Schalters (107) zwischen dem Eingangsanschluss (114) und dem Ausgangsanschluss (113) angeschlossen ist, das andere Ende des Schalters (107) mit einem Ende des Reihenschwingkreises verbunden ist, und der Schalter (107) einen Steueranschluss (115) zum Ein- und Ausschalten hat.
Antennenduplexer nach Anspruch 7, wobei die Durchlasscharakteristik vom Eingangsanschluss (114) zum Ausgangsanschluss (113) einen Dämpfungspol aufweist, wenn der Schalter (107) in einem eingeschalteten Zustand ist; und die Durchlasscharakteristik von dem Eingangsanschluss (114) zu dem Ausgangsanschluss (113) im Wesentlichen die Frequenzkennlinie der Sendeschaltung (101) ist, wenn der Schalter (107) in einem ausgeschalteteten Zustand ist.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Sendeschaltung (101) ein Filter ist.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Sendeschaltung (101) durch eine Reihenschaltung von Kondensatoren (201) gebildet wird.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Sendeschaltung (101) durch einen Streifenleiter gebildet wird.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Antennenduplexer einen Aufbau hat, der einen geschichteten Filter (702) verwendet, der eine dielektrische Platte verwendet, der geschaltete Kerbfilter (102) in dem geschichteten Filter (702) gebildet ist, und der Schalter (704) auf der Oberseite des geschichteten Filters (702) befestigt ist.
Antennenduplexer nach Anspruch 2, wobei der Antennenschalter (703) mit einem anderen Schalter integriert ist, der mit dem Antennenanschluss verbunden ist.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei bei gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit das Steuersignal (606, 607) den Antennenschalter (402) und den Schalter (107) des geschalteten Kerbfilter (102) so steuert, dass der Antennenschalter (402) die Sendeseite (603) und die Empfangsseite (605) mit dem Antennenanschluss (601) verbindet, und den Schalter (107) des geschalteten Kerbfilters (102) einschaltet.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei bei der nicht gleichzeitigen Sende- und Empfangszeit das Steuersignal (606, 607) den Antennenschalter (402) und den Schalter (107) des geschalteten Kerbfilters (102) so steuert, dass der Antennenschalter (402) die Sendeseite (603) und die Empfangsseite (605) mit dem Antennenanschluss (601) im Zeitmultiplexverfahren verbindet, und den Schalter (107) des geschalteten Kerbfilters (102) ausschaltet.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Reihenschwingkreis eine Frequenzkennlinie mit einem Dämpfungspol hat.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein FET (301) für den Schalter (107) verwendet wird.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine PIN-Diode (303) für den Schalter (107) verwendet wird.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine PIN-Diode (310) und eine λ/4-Leitung (309) für den Schalter (107) verwendet werden.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Reihenschwingkreis einen in Reihe mit einem Resonator (109) geschalteten Kondensator (108) umfasst.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Reihenschwingkreis eine in Reihe mit einem Resonator (109) geschaltete Spule (108a) umfasst.
Antennenduplexer nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Reihenschwingkreis gebildet wird durch eine Reihenschaltung eines Resonators (109) und einer Parallelschaltung, die aus einem Kondensator (108b) und einer Spule (108c) gebildet wird.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sendefilter (404) und/oder der Empfangsfilter (407) einen Eingangsanschluss (114), einen Ausgangsanschluss (113), mindestens eine Sendeschaltung (101) und mindestens einen geschalteten Kerbfilter (102) hat; die Empfangsschaltung (101) elektrisch zwischen den Eingangsanschluss (114) und den Ausgangsanschluss (113) geschaltet ist, der geschaltete Kerbfilter (102) mit der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Sendeschaltung (101) verbunden ist, der geschaltete Kerbfilter (102) mindestens einen Schalter (107) und mindestens einen akustischen Oberflächenwellenfilter hat, ein Ende des Schalters (107) zwischen dem Eingangsanschluss (114) und dem Ausgangsanschluss (113) angeschlossen ist, das andere Ende des Schalters (107) mit einem Ende des akustischen Oberflächenwellenfilters verbunden ist, und der Schalter (107) einen Steueranschluss (115) hat, um ein- und auszuschalten.
Antennenduplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sendefilter (404) und/oder der Empfangsfilter (407) einen Eingangsanschluss (113), einen Ausgangsanschluss (114), mindestens eine Sendeschaltung (1222) und mindestens einen Kerbfilter (1221) hat, der Kerbfilter zwei Schalter (1207, 1210) hat, die mit dem Eingangsanschluss (113), bzw. dem Ausgangsanschluss (114) verbunden sind, der Kerbfilter (1221) und die Sendeschaltung (1222), die eine vorbestimmte Kennlinie haben, zwischen den zwei Schaltern (1207, 1210) parallel geschaltet sind, und der Kerbfilter (1221) und die Sendeschaltung (1222) eine vorbestimmte Kennlinie haben und durch die Schalter geschaltet werden können.
Antennenduplexer nach Anspruch 24, wobei der Kerbfilter (1221) aus einem Parallelschwingkreis besteht.
Antennenduplexer nach Anspruch 24, wobei der Kerbfilter ein akustischer Oberflächenwellenfilter ist.
Verfahren zur mobilen Kommunikation für ein mobiles Kommunikationsgerät mit dem Antennenduplexer gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren zur mobilen Kommunikation das mobile Kommunikationsgerät in die Lage versetzt, entweder gleichzeitiges Senden und Empfangen oder nicht gleichzeitiges Senden und Empfangen durchzuführen, gekennzeichnet durch ein Anpassen der jeweiligen Impedanz der Sendephasenschieberschaltung (403) und/oder der Empfangsphasenschieberschaltung (406) bei gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit, so dass der jeweilige Kombinationsfilter eine Frequenzkennlinie hat, die einen Dämpfungspol aufweist, und ein Entfernen des Dämpfungspols in der Frequenzkennlinie des jeweiligen Kombinationsfilters bei nicht gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit.
Verfahren zur mobilen Kommunikation nach Anspruch 27, wobei bei nicht gleichzeitiger Sende- und Empfangszeit der Antennenanschluss (401) mit der Sendeseite und der Empfangsseite im Zeitmultiplexverfahren verbunden wird.