DE60220143T2 - Antennenweiche - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antennenduplexer für einen mobilen Telekommunikationshandapparat.
  • Gemäß 1 beinhaltet ein mobiler Telekommunikationshandapparat gewöhnlich einen Kommunikationsteil 10 mit einem Sende-(TX)-Port und einem Empfangs-(RX)-Port, und diese Ports nutzen wiederum eine gemeinsame Antenne 12.
  • Moderne Telekommunikationssysteme benötigen Vollduplex-Fähigkeit, d.h. eine Konfiguration ihres elektronischen Schaltkomplexes, die ein gleichzeitiges Senden und Empfangen durch den Benutzer zulässt. Duplexieren kann auf mehrerlei Weisen erzielt werden, aber das gewöhnlich eingesetzte Verfahren hängt davon ab, welches Multiplexiersystem benutzt wird, um es zuzulassen, dass mehrere Benutzer gleichzeitig auf das Telekommunikationsnetz zugreifen, wie z.B.: TDMA (Time Domain Multiple Access), angewendet in GSM-(Global System for Mobile Communications)-Geräten; FDMA (Frequency Domain Multiple Access); oder in neuerer Zeit CDMA-(Coded Domain Multiple Access)-Geräte, die in Nordamerika weithin zum Einsatz kommen. Für Systeme auf TDMA-Basis erfolgt die Duplexierung gewöhnlich durch elektronisches Umschalten zwischen Sende- und Empfangsports, so dass zu jedem Zeitpunkt immer nur einer der TX- und RX-Ports elektrisch mit der Antenne verbunden ist. Für FDMA- und CDMA-Systeme sind TX- und RX-Ports gleichzeitig mit der Antenne verbunden.
  • Eine konventionelle Antennenduplexer- oder Verzweigungsschaltung 14 hat drei einendige Ports: einen, der mit dem RX-Teil des Handapparats verbunden ist; einen anderen, der mit dem TX-Teil des Handapparats verbunden ist; und einen dritten Port, der mit der gemeinsamen Antenne 12 verbunden ist. Zweck eines Antennenduplexers ist es, eine Trennung zwischen dem TX-Signal und dem RX-Signal zu erzielen, so dass RF-(Radiofrequenz)-Leistung vom TX-Port effizient zur Antenne gespeist wird und damit RF-Leistung vom TX-Port nicht in den RX-Port leckt und so das gewünschte RX-Signal stört. Ferner soll der Duplexer 14 das RX-Signal von der Antenne nicht dämpfen, da dies die Empfindlichkeit des RX-Ports des mobilen Telekommunikationshandapparats reduzieren würde.
  • Ein herkömmlicher Antennenduplexer wie der in der EP-Patentanmeldung EP 667685 beschriebene umfasst zwei Bandpassfilter 16, 18, die auf einem Substrat verteilt sind. Eines der Filter 16, nachfolgend TX-Filter genannt, ist so ausgelegt, dass es ein Passband hat, das mit dem des TX-Bandes des verwendeten mobilen Telekommunikationssystems übereinstimmt. Das andere Filter 18, das nachfolgend RX-Filter genannt wird, ist so ausgelegt, dass es ein Passband hat, das mit dem RX-Band des Systems übereinstimmt. Die TX-Filter und RX-Filter sind typischerweise dielektrische Filter. Das Substrat umfasst ferner Ein- und Ausgangsanschlüsse sowie metallisierte Leiterbahnen, so dass die TX- und RX-Filter mit den TX- und RX-Ports und der Antenne des Kommunikationshandapparats verbunden werden können. Ferner beinhaltet der Duplexer eine Anpassungsschaltung 20, die so ausgelegt ist, dass sie die Isolierung zwischen den TX- und RX-Filtern 16, 18 optimiert. Die Anpassungsschaltung 20 umfasst eine Mikrostreifenleitung oder diskrete Elemente wie Induktanzen und Kondensatoren.
  • Es ist ebenso bekannt, dass ein Duplexer zwei SAW-(akustische Oberflächenwelle)-Filter des Leitertyps anstatt der oben erwähnten dielektrischen Filter beinhaltet, z.B. wie im EP-Patent Nr. EP0928064 offenbart. 2 zeigt die Hauptmerkmale einer SAW-Resonatorkomponente eines solchen Filters. Der Resonator umfasst einen interdigitalen Wandler (IDT) mit einem Eingang und einem Ausgang. Der IDT umfasst ferner ein Paar Sammelschienen 50, 53 und metallisierte Finger. Eine Sammelschiene (50) ist mit dem Eingang des Resonators, die andere (53) mit dem Ausgang verbunden. Die metallisierten Finger sind abwechselnd mit der Eingangssammelschiene und der Ausgangssammelschiene des IDT verbunden. Auf einer Seite des IDT befinden sich Reflektoren 57, die ferner metallisierte Finger umfassen. Die metallisierten Finger des Reflektors können elektrisch voneinander isoliert oder über metallisierte Leitungen über und unter den Fingern des Reflektors elektrisch miteinander verbunden werden. Der SAW-Resonator, der den IDT, die Sammelschienen, Reflektoren sowie Ein- und Ausgang umfasst, ist auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet, das z.B. Lithiumtantalat, Lithiumniobat, Quarz oder Langasit umfasst. 3 zeigt ein SAW-Leiterfilter des Pi-Typs und des T-Typs. Hier umfasst jedes Filter abwechselnd serielle (31) und parallele (32) SAW-Resonatoren. Ein herkömmliches Leiterfilter ist gewöhnlich so ausgelegt, dass die Resonanzfrequenz (f1) aller Serienresonatoren 31 gleich sind, und so, dass die Resonanzfrequenz (12) aller paralleler Resonatoren 32 ebenfalls gleich sind. Zusätzlich ist Frequenz f1 gewöhnlich ausreichend höher als Frequenz 12, so dass die Resonanzfrequenz der Serienresonatoren etwa gleich der Antiresonanzfrequenz der parallelen Resonatoren ist. Schließlich zeigt 4 einen Antennenduplexer, der zwei SAW-Filter des Leitertyps benutzt.
  • Der Vorteil der Verwendung von SAW-Filtern für einen Antennenduplexer anstelle von dielektrischen Filtern ist eine Reduzierung der Gesamtgröße des Duplexers. Dies ist besonders im Bereich mobiler Telekommunikationshandapparate wichtig, wo die kommerzielle Rentabilität stark von der Gesamtgröße des Handapparats abhängig ist. Trotzdem muss das Metall des IDT (interdigitaler Wandler) der sie bildenden SAW-Filter vor allen Dingen speziell im Hinblick auf seine Hochleistungsbelastbarkeit gewählt werden. Der Grund ist, dass der Hauptnachteil der Verwendung von SAW-Filtern in einem Antennenduplexer eine Reduzierung der Leistungsbelastbarkeit ist. In jedem Fall sind US 6,316,860 und US 5,929,723 Beispiele für Patente, die hochleistungsbelastbare Metallelektroden offenbaren, die für SAW-Filter geeignet sind, und diese beinhalten Elektroden auf der Basis von Aluminium, Aluminiumlegierungen und anderen Metallen.
  • Alle oben erwähnten bekannten Systeme arbeiten mit einem RX-Kommunikationsport zum Empfangen eines unabgeglichenen Signals, d.h. eine einzelne Signalleitung wie beispielsweise in den 3 und 4. Gleichzeitig wird in der Telekommunikationsindustrie häufig bevorzugt, eine elektronische Schaltung mit einer abgeglichenen Konfiguration zu verwenden, d.h. wo die elektrischen Signale auf zwei Signalleitungen verteilt sind, wo beide elektrischen Signale dieselbe Amplitude haben, wo aber eine Phasendifferenz von 180° zwischen beiden Signalen besteht. Abgeglichene Schaltungskonfigurationen sind weniger rauschanfällig und (ihren zu einer höheren Empfängerempfindlichkeit im Vergleich zu unabgeglichenen Schaltungskonfigurationen. Eine solche Anordnung ist z.B. aus der US 5 835 990 bekannt.
  • SAW-Filter des Leitertyps können jedoch nur einen unabgeglichenen Ausgang erzeugen. Wenn also ein Antennenduplexer in einem mobilen Telekommunikationshandapparat mit diesem Architekturtyp verwendet werden soll, dann muss ein Balun-(Balanced-unbalanced)-Wandler zwischen dem RX-Ausgang des Antennenduplexers und dem RX-Port des Kommunikationshandapparates geschaltet werden. Die Verwendung eines Balun-Wandlers hat zwei negative Auswirkungen: die erste ist die Zunahme der Größe, die von der zusätzlichen Komponente herrührt; die zweite ist der unvermeidliche Verlust, den der Einbau einer zusätzlichen Komponente mit sich bringt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Antennenduplexer gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Der erfindungsgemäße Duplexer ermöglicht den Anschluss eines einendigen Ausgangs von einem TX-Teil eines Telekommunikationshandapparats mit einer Antenne desselben Handapparats und den gleichzeitigen Anschluss derselben Antenne an einen abgeglichenen Eingang des RX-Teils des Telekommunikationshandapparats. Der Duplexer kann einen Ausgang vom RX-Filter haben, der optimal auf die Eingangsimpedanz des RX-Teils des Telekommunikationshandapparats abgeglichen ist. Zusätzlich kann der Duplexer so modifiziert werden, dass er ein konventioneller unabgeglichener RX-Ausgangstyp ist, indem einfach das darin enthaltene RX-SAW-Filter ersetzt wird. Die Änderung in ein unabgeglichenes RX-Ausgangsfilter erfordert keine weitere Änderung im Duplexeraufbau und demzufolge kann der Duplexer leicht zwecks Kompatibilität mit allen RX-Teil-Handapparatarchitekturtypen modifiziert werden. So reicht ein einzelnes Duplexergehäuse mit der-/demselben Pinkonfiguration, TX-Filter, Anpassungsschaltung und Substrat aus, um einen Antennen-SAW-Duplexer zu realisieren, der direkt entweder mit einer RX-Schaltung mit einem einendigen Eingang oder einer RX-Schaltung mit einem dualen abgeglichenen Eingang verbunden werden kann.
  • Der Duplexer kann eine gute Isolierung zwischen dem Ausgang des TX-Teils des Handapparats und dem Eingang des RX-Teils des Handapparats bereitstellen, jedoch mit geringen Verlusten zwischen dem Ausgang des TX-Teils und der Antenne sowie zwischen der Antenne und dem RX-Teil des Handapparats. Mit der Erfindung erübrigt sich ein Balun, der gewöhnlich notwendig wäre, um den unabgeglichenen RX-Ausgang vom Antennenduplexer in den abgeglichenen Ausgang umzuwandeln, den ein RX-Teil mit einem abgeglichenen Eingang benötigen würde.
  • Ausgestaltungen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Antennenduplexers;
  • 2 einen herkömmlichen SAW-(akustische Oberflächenwelle)-Resonator;
  • 3 ein herkömmliches SAW-Filter des Leitertyps;
  • 4 ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen SAW-Antennenduplexers mit Filtern des Leitertyps;
  • 5 ein schematisches Diagramm eines Antennenduplexers mit abgeglichenem RX-Ausgangsteil gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 6(a) und 6(b) eine erste Konfiguration eines herkömmlichen SAW-Filters mit einzelnem Teil des DMS-(Dual-Mode)-Typs jeweils mit unabgeglichenem und abgeglichenem Ausgang;
  • 7 ein herkömmliches SAW-Filter mit Doppelteil des DMS-Typs mit abgeglichenem Ausgang;
  • 8(a) und 8(b) eine zweite Konfiguration des herkömmlichen SAW-Filters mit einzelnem Teil des DMS-(Dual-Mode)-Typs, jeweils mit unabgeglichenem und abgeglichenem Ausgang;
  • 9(a) bis 9(c) Pinkonfigurationen für Antennenduplexer gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung; und
  • 10(a) und 10(b) das Layout auf einem piezoelektrischen Substrat des SAW-Filters des DMS-Typs jeweils gemäß 8(a) und 8(b).
  • 5 zeigt ein schematisches Diagramm einer bevorzugten Ausgestaltung eines Antennenduplexers 14' der vorliegenden Erfindung. Der Duplexer umfasst ein Gehäusesubstrat, das aus Aluminiumoxid (Keramik) oder einem Plastikmaterial wie z.B., aber nicht unbedingt, Bismaleimidtriazin-(BT)-Harz gebildet sein kann. Wo Aluminiumoxid verwendet wird, da kann dieses mit einem LTCC-(Low Temperature Co-Fired Ceramic)-Verfahren erzeugt werden. Ein SAW-TX-Filter 16 des Leitertyps und ein SAW-RX-Filter 18' des DMS-(Dual Mode)-Typs mit abgeglichenem Ausgang – RX Out1 und RX Out2 – werden auf dem Substrat montiert. Der Duplexer beinhaltet ferner eine Anpassungsschaltung 20, die so ausgelegt ist, dass sie die Isolierung zwischen dem TX- und dem RX-Filter 16, 18' maximiert. Die Anpassungsschaltung kann ferner entweder einen Anpassungsstreifen oder diskrete Elemente wie z.B. Induktoren und Kondensatoren wie im Stand der Technik umfassen. Wo ein mehrlagiges Keramiksubstrat verwendet wird, da kann die Anpassungsschaltung in das Substrat integriert werden. Das Gehäusesubstrat beinhaltet ferner TX-Eingangs-, RX-Ausgangs- und Antennenanschlüsse, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Antennenduplexer 14' und jeder der folgenden Komponenten ermöglicht: dem RX-Teil des mobilen Telekommunikationshandapparats, dem TX-Teil des Handapparats und der Antenne 12. Metallisierte Leiterbahnen sind auf dem Substrat so angeordnet, dass die TX- und RX-Filter 16, 18' und die Anpassungsschaltung elektrisch mit den Gehäuseanschlüssen verbunden werden können. Die TX- und RX-SAW-Filter beinhalten Kontaktstellen für eine elektrische Verbindung mit den metallisierten Leiterbahnen des Gehäusesubstrats. Die elektrische Verbindung zwischen den TX- und RX-Filtern 16, 18' und den metallisierten Leiterbahnen kann mittels Metallbonddrähten erfolgen, die zwischen den Kontaktstellen auf den Filtern und den metallisierten Leiterbahnen verlaufen, oder mittels Höckerbonden. Bei Anwendung von Höckerbonden für die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktstellen auf den SAW-Filtern und den metallisierten Leiterbahnen auf dem Gehäusesubstrat können die Bondstellen entweder Lötkugeln oder Goldhügel oder ein beliebiger anderer geeigneter Bondtyp sein.
  • Es ist ersichtlich, dass das TX-Filter 16 der vorliegenden Erfindung ein Filter des SAW-Typs oder eines beliebigen anderen Typs sein kann, der im Gehäuse des Antennenduplexers untergebracht werden kann. Das TX-Filter hat ein Passband, das mit dem des TX-Bandes des mobilen Kommunikationssystems übereinstimmt, mit dem der Duplexer verwendet wird. Das TX-Filter hat auch ein Stoppband oder eine hohe Rückweisung am RX-Band des mobilen Kommunikationssystems. Das TX-Filter kann ein Bandpassfilter, ein Tiefpasstyp oder ein Kerbtyp sein. Wenn das TX-Filter ein SAW-Typ ist, dann kann es ein beliebiges so genanntes SAW-Filter des Leitertyps wie in 5 gezeigt, ein SAW-Filter des Kerbtyps oder ein Filter des Dualmoden-SAW-Typs sein.
  • Das RX-Filter 18' hat ein Passband, das mit dem RX-Band des mobilen Telekommunikationssystems übereinstimmt, für das der Duplexer verwendet wird. Das RX-Filter hat auch ein Stoppband oder eine hohe Rückweisung am TX-Band des mobilen Kommunikationssystems. In jedem Fall stellt die vorliegende Erfindung einen Antennenduplexer bereit, bei dem der RX-Ausgang des Duplexers direkt mit einem dualen abgeglichenen Eingang eines RX-Eingangsports eines Kommunikationshandapparates verbunden werden kann.
  • Nun zum detaillierten Aufbau des RX-Filters 18', die 6(a) und 6(b) zeigen die Hauptmerkmale eines SAW-Filters mit einzelnem Teil des DMS-Typs jeweils mit unabgeglichenen und abgeglichenen Ausgängen. In jedem Fall umfasst das DMS-SAW-Filter einen mittleren IDT (interdigitalen Wandler), der (in der Standardform) mehrere metallisierte Finger umfasst, die lotrecht zur Ausbreitungsrichtung von SAW-Energie angeordnet sind und die abwechselnd mit einer oberen Sammelschiene 50 und einer unteren Sammelschiene 53 verbunden sind. (Die Begriffe oben und unten werden in der Beschreibung lediglich mit Bezug auf die Zeichnungen benutzt und bedeuten keine Orientierung des Gerätes beim Gebrauch). Auf beiden Seiten des mittleren IDT befindet sich ein äußerer IDT, der grundsätzlich denselben Aufbau wie der mittlere IDT hat, jeweils mit oberen und unteren Sammelschienen 51 sowie 52', 52''. Typischerweise hat jeder äußere IDT weniger Finger als der mittlere IDT, aber die kombinierte Anzahl der Finger der äußeren IDTs ist größer als die Zahl der Finger im mittleren IDT. Die drei IDTs bilden einen Block, der den linken äußeren IDT, den mittleren IDT und den rechten äußeren IDT umfasst. Auf jeder Seite dieses Blockes befindet sich ein Paar Reflektoren. Eine Lücke 54 zwischen dem mittleren IDT und dem äußeren IDT und die Anzahl der Finger in jedem IDT werden so gewählt, dass eine Ausbreitung von zwei SAW-Längsmoden zwischen den Reflektoren ermöglicht wird. Durch Einstellen der Lücke 54 zwischen dem mittleren IDT und dem äußeren IDT und Wählen der Anzahl der Finger in jedem IDT kann die Bandbreite des SAW-Filters optimiert werden.
  • Die Sammelschienen 50–53 jedes IDT sind direkt oder indirekt mit einer der Ein- oder Ausgangskontaktstellen auf dem SAW-Chip über leitende Signalleitungen verbunden. In beiden Filterkonfigurationen von 6(a) und 6(b) ist die obere Sammelschiene 50 des mittleren IDT mit dem Eingang verbunden, und die oberen Sammelschienen 51 der äußeren IDTs sind mit Masse verbunden. Ebenso sind die unteren Sammelschienen 53 jedes der äußeren IDTs mit Masse verbunden. Im Falle des unabgeglichenen Ausgangs von 6(a) sind die unteren Sammelschienen 52', 52'' der äußeren IDTs jedoch miteinander und dann mit einem einzelnen Ausgangsgin verbunden, während die unteren Sammelschienen 52', 52'' der äußeren IDTs bei dem abgeglichenen Ausgang von 6(b) mit jeweiligen Ausgangsgins verbunden sind. So sind die Finger des mittleren IDT abwechselnd mit dem Eingang und Masse und die Finger der äußeren IDTs abwechselnd mit entweder dem Ausgang/der Ausgänge oder Masse verbunden. Je nach der Polarität des Fingers des äußeren IDT, der dem Rand des mittleren IDT am nächsten liegt, können die Ausgänge entweder phasengleich oder um 180° phasenverschoben sein. Trotzdem ist ersichtlich, dass dieser Filtertyp so aufgebaut sein kann, dass ein einzelner unabgeglichener Ausgang oder ein doppelter abgeglichener Ausgang entsteht.
  • Die RX DMS Filter 18' Komponente des Duplexers 14' kann eine einzelne Filterstufe wie in den 6(a) und 6(b) oder mehrere Filterstufen umfassen. 7 zeigt z.B. ein zweistufiges SAW DMS Filter. Dieses umfasst ein Paar Einzelstufen 60, 62, wobei der Ausgang der ersten Stufe 60 unabgeglichen und der Ausgang der zweiten Stufe 62 abgeglichen ist. Die Ausgangssignale der ersten Stufe 60 sind mit einem einzelnen Eingang der zweiten Stufe 62 verbunden, die wiederum einen abgeglichenen Ausgang erzeugt, so dass das resultierende Filter ein Paar in Serie kaskadierte DMS-Stufen umfasst.
  • In einer in den 8(a) und 8(b) gezeigten Konfiguration sind die oberen Sammelschienen 51 jedes der äußeren IDTs mit dem Eingang des RX-Filters verbunden und die unteren Sammelschienen 52', 52'' jedes der äußeren IDTs sind mit Masse verbunden. Somit sind die Finger der äußeren IDTs abwechselnd mit dem Eingang und mit Masse verbunden. Der Ausgang (abgeglichen oder unabgeglichen) wird vom mittleren IDT anstatt von den äußeren IDTs wie im vorherigen Beispiel abgeleitet. Während die unabgeglichene Konfiguration von 8(a) Sammelschienen 50, 53 hat, die jeweils mit Masse und mit den Ausgangssignalen verbunden sind, ist der mittlere IDT im abgeglichenen Fall ein konventionell gefalteter IDT. Ein gefalteter IDT hat drei Sammelschienen: einen (50), der über die gesamte Länge des IDT verläuft, und weitere zwei (53), die jeweils über die Hälfte der Länge der anderen Seite verlaufen. In dieser Konfiguration ist jeweils eine von jeder der Halblängensammelschienen 53 mit jeweils einer der Ausgangskontaktstellen des Filters verbunden, während die Volllängen-Sammelschiene 50 nicht verbunden ist und daher kein elektrisches Schwebepotential hat.
  • Die Verwendung eines Filters des DMS-Typs des in den 6(b) oder 8(b) gezeigten Typs für das RX-Filter 18' des Duplexers 14' erlaubt eine Direktverbindung mit einem abgeglichenen Eingang der RX-Schaltung des mobilen Kommunikationshandapparats. Es ist jedoch ersichtlich, dass der RX-Chip in den in den 6(a) oder 8(a) gezeigten Typ leicht so verändert werden kann, dass ein einendiger Ausgang vom Antennenduplexer für eine Direktverbindung mit einer RX-Schaltung mit einem unabgeglichenen Eingang erzielt wird.
  • In dieser Hinsicht zeigt Tabelle 1 die Filterparameter für ein SAW-Filter des DMS-Typs wie in 8a gezeigt mit einem unabgeglichenen Ausgang, der beispielsweise für die Verwendung in einem Breitband-CDMA-Handapparat mit einem Einzelleitungs-RX-Port geeignet ist. Tabelle 2 zeigt die Filterparameter für ein SAW-Filter des DMS-Typs wie in 8b gezeigt mit einem abgeglichenen Ausgang, der für die Verwendung in einem Breitband-CDMA-Handapparat mit einem dualen abgeglichenen RX-Port geeignet ist. In beiden Fällen umfasst das Substrat Lithiumtantalat und die Elektroden sind aus Aluminium, aber es ist klar, dass die Erfindung nicht auf diese Materialien begrenzt ist. Man wird jedoch sehen, dass gemäß den Anforderungen des Handapparateherstellers der verbesserte Duplexer der Erfindung austauschbar mit einem Duplexer mit einem unabgeglichenen Ausgang eingesetzt werden kann.
  • Die TX- und RX-Filter der vorliegenden Erfindung beinhalten Kontaktstellen für eine elektrische Verbindung mit den metallisierten Leiterbahnen des Gehäusesubstrats. Diese Kontaktstellen fallen in die folgenden Kategorien: Eingangskontaktstellen, Ausgangskontaktstellen, Massekontaktstellen. Zudem können Kontaktstellen vorhanden sein, die keine elektrische Funktion haben, sondern die dem Duplexer der vorliegenden Erfindung zusätzliche Strukturfestigkeit in Fällen verleihen, in denen eine elektrische Verbindung zwischen den TX- und RX-Filtern und den metallisierten Leiterbahnen des Gehäusesubstrats durch Höckerbonden erfolgt. Es ist klar, dass sich die Kontaktstellen an den Filtern in Fällen, in denen Höckerbonden angewendet wird, für eine korrekte Ausrichtung zwischen den Kontaktstellen an den Filtern und den metallisierten Leiterbahnen der Gehäusebasis an vorbestimmten Positionen befinden müssen.
  • Ferner ist es wünschenswert, dass der Duplexer der vorliegenden Erfindung von einem abgeglichenen RX-Ausgangstyp in einen unabgeglichenen RX-Ausgangstyp geändert werden kann, indem einfach das RX-SAW-Filter mit abgeglichenem Ausgang durch ein SAW-Filter mit unabgeglichenem Ausgang ersetzt wird. Zum Erleichtern dieser Austauschbarkeit müssen sich jedoch die Eingangskontaktstellen, die Ausgangskontaktstellen und die Massekontaktstellen am RX-SAW-Filter mit abgeglichenem Ausgang und am RX-SAW-Filter mit unabgeglichenem Ausgang an denselben Stellen befinden.
  • 10(a) zeigt ein mögliches Layout des DMS-SAW-Filteraufbaus von 8(a) am piezoelektrischen Substrat, und 10(b) zeigt ein mögliches Layout des DMS-SAW-Filteraufbaus von 8(b). Es ist ersichtlich, dass die Orte der Kontaktstellen in den 10(a) und 10(b) die obige Austauschbarkeitsbedingung erfüllen – d.h. dass die Orte von Eingangs-, Ausgangs- und Massekontaktstellen gleich sind.
  • Im Falle von 10(b) ist ersichtlich, dass die mittlere Massekontaktstelle am SAW-Chip nicht mit irgendeinem Teil des DMS RX SAW Filters 18' elektrisch verbunden ist; in diesem Fall hat ein Bondhügel, der an der mittleren Massekontaktstelle angebracht ist, den einzigen Zweck, dem Duplexergehäuse zusätzliche Strukturfestigkeit zu verleihen.
  • Die 9(a) bis 9(c) illustrieren einige mögliche Gehäusekonfigurationen für den Antennenduplexer der vorliegenden Erfindung. Es ist ersichtlich, dass jede dieser Konfigurationen zwei RX-Ausgangspins beinhaltet, die, wenn ein DMS-Filter mit abgeglichenem Ausgang verwendet wird, einen abgeglichenen Eingang für einen Kommunikationsteil eines Handapparats bereitstellen. Andererseits kann, wenn ein Filter des DMS-Typs mit unabgeglichenem Ausgang verwendet wird, genau dasselbe Gehäuse verwendet werden, mit der Ausnahme, dass einer der RX-Ausgangspins redundant ist, während der andere den einzelnen Signalleitungsausgang bereitstellt. Alternativ kann das unabgeglichene Signal an die beiden RX-Ausgangspins angelegt werden, die dann auf einer externen PCB miteinander verbunden werden können, auf der der Duplexer montiert ist. Als weitere Alternative kann ein Gehäuse mit einem Pin weniger verwendet werden, wo ein unabgeglichenes RX-Filter verwendet wird.
  • Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass das Filter des DMS-Typs, das für das RX-Filter 18' des Antennenduplexers verwendet werden soll, mit einer nachfolgend zusammengefassten Reihe von alternativen Konfigurationen aufgebaut werden kann:
    • • TX-Filter: SAW des Leitertyps, RX-Filter: SAW des DMS-Typs, 6(b), austauschbar mit SAW des DMS-Typs, 6(a).
    • • TX-Filter: SAW des Leitertyps, RX-Filter: SAW des DMS-Typs, 8(b), austauschbar mit SAW des DMS-Typs, 8(a).
    • • TX-Filter: SAW eines anderen Typs, RX-Filter: SAW des DMS-Typs, 6(b) oder 8(b), autauschbar mit SAW des DMS-Typs, 6(a) oder 8(a).
    • • TX-Filter: anderer Typ (nicht SAW), RX-Filter: SAW des DMS-Typs, 6(b) oder 8(b), austauschbar mit SAW des DMS-Typs, 6(a) oder 8(a).
    Typische DMS-Filterparameter für Fig. 8a
    Substrat: 39°Y-rotierte X-Ausbreitung LiTaO3
    Symbol Wert Einheit
    Wellenlänge λ 1,832
    Apertur (absolut) W 137 μm
    Teilung (P = λ/2) von Ein- und Ausgangs-IDT 0,916 μm
    Leistungsfaktor (IDT-Fingerbreite (absolut)/Teilung) DF 0,56 –
    IDT-Fingerbreite (absolut) – 0,5130 μm
    Gesamtzahl Fingerpaare in mittlerem IDT Nout 20,5 –
    Anzahl Fingerpaare in linkem äußerem IDT Nin 1 –11,5 –
    Anzahl Fingerpaare in rechtem äußerem IDT Nin 2 +11,5 –
    Lücke zwischen mittlerem und äußerem IDT, gemessen von den Mittelpunkten der Finger (absolut) 1,5389 μm
    Teilung von Reflektoren 0,9435 μm
    Anzahl Finger in Reflektor (nicht Paare) N ref 250 μm
    Lücke zwischen äußerem IDT und Reflektor, gemessen von Mittelpunkten von Fingern (absolut) Gref 0,916 μm
    Aluminiumfoliendicke h 170 Nm
    Tabelle 1
    Typische DMS-Filterparameter für Fig. 8b
    Substrat: 39°Y-rotierte X-Ausbreitung LiTaO3
    Symbol Wert Einheit
    Wellenlänge λ 1,832
    Apertur (Wellenlängen) W 75 –
    Apertur (absolut) W 137 μm
    Teilung (P = λ/2) von Ein- und Ausgangs-IDT 0,916 μm
    Leistungsfaktor (IDT-Fingerbreite (absolut)/Teilung) DF 0,56 –
    IDT-Fingerbreite (absolut) – 0,5130 μm
    Gesamtzahl Fingerpaare in beiden mittleren IDTs Nout 20 –
    Anzahl Fingerpaare in linkem äußerem IDT Nin 1 –11,5 –
    Anzahl Fingerpaare in rechtem äußerem IDT Nin 2 +11,5 –
    Lücke zwischen mittlerem und äußerem IDT, gemessen von den Mittelpunkten der Finger (absolut) 1,5389 μm
    Teilung von Reflektoren 0,9435 μm
    Anzahl Finger in Reflektor (nicht Paare) N ref 250 μm
    Lücke zwischen äußerem IDT und Reflektor, gemessen von Mittelpunkten von Fingern (absolut) Gref 0,916 λ
    Aluminiumfoliendicke h 170 Nm
    Tabelle 2

Claims (16)

  1. Antennenduplexer (14'), der Folgendes umfasst: ein Sendefilter (16), das in einem Frequenzbereich von 1920 bis 1980 MHz arbeiten kann, mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der genannte Sendefiltereingang so gestaltet ist, dass er mit einem Sendeport eines mobilen Telekommunikationshandapparats verbunden werden kann, wobei der genannte Sendefilterausgang so gestaltet ist, dass er mit einer Antenne (12) des genannten mobilen Telekommunikationshandapparats verbunden werden kann; und ein Empfangsfilter (18') des Dualmoden-SAW-(akustische Oberflächenwelle)-Typs, das in einem Frequenzbereich von 2110 bis 2170 MHz arbeiten kann, mit einem Eingang und einem abgeglichenen Ausgang, wobei der genannte Empfangsfiltereingang so gestaltet ist, dass er mit der genannten Antenne (12) verbunden werden kann; und wobei der genannte Empfangsfilterausgang so gestaltet ist, dass er direkt mit einem abgeglichenen RX-Eingangsport des genannten mobilen Telekommunikationshandapparats verbunden werden kann.
  2. Antennenduplexer nach Anspruch 1, der ein Gehäuse mit einem Substrat aufweist, auf dem das genannte Sendefilter und das genannte Empfangsfilter montiert sind.
  3. Antennenduplexer nach Anspruch 2, wobei das genannte Substrat Aluminiumoxid beinhaltet.
  4. Antennenduplexer nach Anspruch 1, der ferner ein Anpassungsnetz (20) umfasst, das elektrisch zwischen dem genannten Sendefilter und dem genannten Empfangsfilter geschaltet wird.
  5. Antennenduplexer nach Anspruch 4, wobei das genannte Anpassungsnetz zwischen dem genannten Empfangsfiltereingang und der genannten Antenne geschaltet ist.
  6. Antennenduplexer nach Anspruch 4, wobei das genannte Anpassungsnetz eine Mikrostreifenleitung umfasst.
  7. Antennenduplexer nach Anspruch 4, wobei das genannte Anpassungsnetz eine Kombination aus Induktanzen und Kapazitäten aufweist.
  8. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Sendefilter eines der folgenden Filter umfasst: ein SAW-Filter des Leitertyps, ein SAW-Filter des DMS-Typs oder ein Nicht-SAW-Filter.
  9. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Empfangsfilter ein Substrat umfasst, das Lithiumtantalat, Lithiumniobat, Quarz oder Langasit beinhaltet.
  10. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Empfangsfilter eine ein- oder mehrlagige Elektrode umfasst, die Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder ein anderes Metall beinhaltet.
  11. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Sende- und das genannte Empfangsfilter ein Bandpass-, ein Tiefpass- oder ein Kerbfilter umfasst.
  12. Antennenduplexer nach Anspruch 11, wobei das genannte Sende- und das genannte Empfangsfilter ein Stoppband am Passband des anderen Filters hat.
  13. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Sende- und das genannte Empfangsfilter die Aufgabe haben, gleichzeitig jeweilige Signale zu und von der genannten Antenne zu senden und zu empfangen.
  14. Antennenduplexer nach Anspruch 1, wobei das genannte Empfangsfilter ein mehrstufiges SAW-Filter des Dualmodentyps umfasst.
  15. Antennenduplexer nach Anspruch 2, wobei das genannte Substrat die Aufgabe hat, das genannte Empfangsfilter mit einem abgeglichenen Ausgang und ein Empfangsfilter mit unabgeglichenem Ausgang austauschbar zu montieren.
  16. Telekommunikationshandapparat, der einen Kommunikationsteil mit einem Sendeport und einem Empfangsport und einen Antennenduplexer nach Anspruch 1 umfasst, wobei die Impedanz des abgeglichenen Ausgangs zur Eingangsimpedanz des Empfangsports des Telekommunikationshandapparats passt.
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