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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Hochfrequenz-Schaltungsteil, insbesondere
ein Mehrband-HF-Schaltmodul, das in einem Nachrichtensystem verwendet
wird, bei dem mehrere Sende/Empfangssysteme mit unterschiedlichen
Frequenzbändern
eingesetzt werden.
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Ein
digitales Mobil-Funktelefon verwendet einen Hochfrequenzschalter
zum alternativen elektrischen Verbinden einer Antenne (ANT) mit
einer Sendestufe (TX) oder einer Empfangsstufe (RX).
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15 ist
ein schematischer Schaltplan einer in US-A-5 473 293 offenbarten
herkömmlichen Einband-Hochfrequenz-Schaltstufe.
In 15 verbindet der Hochfrequenzschalter alternativ
eine Antenne ANT mit einer Sendestufe TX oder einer Empfangsstufe
RX und umfaßt
eine erste Diode D1, deren Anode mit der Sendestufe TX verbunden
ist und deren Kathode mit der Antenne ANT verbunden ist, eine Streifenleitung
SL, die zwischen die Antenne ANT und die Empfangsstufe RX geschaltet
ist, und eine zweite Diode D2, deren Anode zwischen die Streifenleitung
SL und die Empfangsstufe RX geschaltet ist und deren Kathode an
Masse gelegt ist. Der Hochfrequenzschalter ist als ein dielektrischer Schichtkörper mit
mehreren Substraten ausgebildet, wobei die Streifenleitung SL an
einem inneren Substrat angeordnet ist und die Dioden D1, D2 an der
oberen Fläche
des dielektrischen Schichtkörpers
angebracht sind.
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Einhergehend
mit der in letzter Zeit geschehenen bemerkenswerten Verbreitung
mobiler Funktelefone ist der Bedarf an der Verbesserung ihrer Leistungsfähigkeit,
der Erweiterung des Dienstbereichs usw. angestiegen. Als ein Funktelefon
eines neuen Typs wurde ein Zweiband-Funktelefon vorgeschlagen. Im
Gegensatz zum herkömmlichen
Funktelefon, bei dem ein einziges Sende/Empfangssystem verwendet
wird, verwendet das Zweiband-Funktelefon zwei Sende/Empfangssysteme
mit unterschiedlichen Frequenzbändern.
Ein Benutzer kann durch geeignetes Auswählen eines gewünschten Sende/Empfangssystems
kommunizieren.
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Falls
die jeweiligen Sende/Empfangssysteme aus verschiedenen Stufen bestehen,
wird das sich ergebende Zweiband-Funktelefon in seiner Größe umfangreich
und kostspielig. Daher sollten so viele Teile wie möglich für das Zweiband-Funktelefon
im Interesse der Verringerung der Größe und der Herstellungskosten
zwischen den Sende/Empfangssystemen geteilt verwendet werden.
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In
EP-A-0 567 766 ist eine Schaltung offenbart, die Frequenzfilter
für eine
schaltende Automobilantenne aufweist, um verschiedene Frequenzbereiche
verschiedenen Empfängern
zuzuordnen.
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AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mehrband-HF-Schaltmodul
in Form einer kleinen Schichtstruktur zum alternativen elektrischen
Verbinden einer gemeinsamen Antenne mit einer Sendestufe oder einer
Empfangsstufe von einem von zwei oder mehr Sende/Empfangssystemen
mit unterschiedlichen Frequenzbändern
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 definierte Mehrband-HF-Schaltmodul
gelöst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrband-HF-Schaltmodul in Form eines Schichtkörpers zur
Verwendung in einem Nachrichtensystem vorgesehen, das mit mehreren
Sende/Empfangssystemen mit unterschiedlichen Frequenzbändern arbeitet,
wobei eine Schaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls aufweist: (a)
eine Bandtrennstufe, deren eines Ende an eine gemeinsame Antenne
angeschlossen ist, und (b) Schaltstufen für die Sende/Empfangssysteme,
deren eines Ende jeweils mit der Bandtrennstufe verbunden ist und
deren anderes Ende parallel zu einem Empfangsanschluß zum Anschließen einer
Empfangsstufe und einem Sendeanschluß zum Anschließen einer
Sendestufe geschaltet ist, um die gemeinsame Antenne alternativ
mit der Empfangsstufe oder der Sendestufe zu verbinden, und wobei
der Schichtkörper
mehrere dielektrische Substrate, auf die dielektrischen Substrate
gedruckte Musterelektroden, auf Flächen des Schichtkörpers gebildete
Anschlußelektroden
und auf einer oberen Fläche
des Schichtkörpers
montierte Chipbauelemente aufweist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine bevorzugte Ausführungsform
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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2 ist
ein schematischer Schaltplan einer Ersatzschaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls aus 1,
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3 ist
eine Draufsicht eines Schichtkörpers
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schichtkörpers des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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5 ist
eine Draufsicht, in dem jedes Substrat dargestellt ist, das den
Schichtkörper
aus den 3 und 4 bildet,
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6 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine erste bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine zweite bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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8 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine dritte bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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9 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine vierte bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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10 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine fünfte bevorzugte Schaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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11 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine sechste bevorzugte
Schaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt ist,
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12 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine siebte bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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13 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine achte bevorzugte Schaltung
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist,
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14 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine neunte bevorzugte Schaltung des
Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist, und
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15 ist
ein schematischer Schaltplan, in dem eine herkömmliche Einband-Hochfrequenz-Schaltstufe
dargestellt ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
Mehrband-HF-Schaltmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
eine Bandtrennstufe, Schaltstufen, die jeweils abwechselnd eine
gemeinsame Antenne mit einer Empfangsstufe oder einer Sendestufe
von einem von mehreren Sende/Empfangssystemen mit unterschiedlichen
Frequenzbändern
verbinden, und Anschlüsse
zum Verbinden der gemeinsamen Antenne, der Empfangsstufe oder der Sendestufe.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand des Hochfrequenz-Schaltmoduls
für ein
Zweibandsystem als Beispiel beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, daß die vorliegende
Erfindung, ungeachtet der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
ebenso auch auf ein Nachrichtensystem anwendbar ist, das drei oder
mehr Sende/Empfangssysteme mit unterschiedlichen Frequenzbändern aufweist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann das Mehrband-HF-Schaltmodul eine Bandtrennstufe,
eine erste Schaltstufe für
ein erstes Sende/ Empfangssystem und eine zweite Schaltstufe für ein zweites
Sende/Empfangssystem aufweisen. Ein solches Mehrband-HF-Schaltmodul
ist zur Verwendung in einem Zweiband-Mobil-Funktelefon geeignet.
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Die
Bandtrennstufe trennt ein Kommunikationssignal in zwei Bänder für das erste
und das zweite Sende/Empfangssystem. Die Bandtrennstufe besteht
aus zwei Filterstufen, die jeweils eine Induktorkomponente und eine
Kondensatorkomponente aufweisen und jedem von dem ersten und dem
zweiten Sende/Empfangssystem entsprechen. Die Stufen für die Bandtrennstufe
können
Sperrfilterstufen, Tiefpaß-Filterstufen,
Hochpaß-Filterstufen,
Bandpaß-Filterstufen
oder eine beliebige Kombination dieser Stufen sein. Beispielsweise
kann die Bandtrennstufe aus einer ersten und einer zweiten Sperrfilterstufe
bestehen, die jeweils einen Induktor und einen Kondensator aufweisen,
die parallel geschaltet sind. Ein Ende jeder Sperrfilterstufe ist
jeweils mit der entsprechenden Schaltstufe verbunden, und ihr anderes
Ende ist mit einem gemeinsamen Antennenanschluß zum Anschließen der
gemeinsamen Antenne verbunden. Zwischen eine der Sperrfilterstufen
und ihre entsprechende Schaltstufe kann ein geerdeter Kondensator im
Nebenschluß geschaltet
sein. Zwischen die andere Sperrfilterstufe und ihre entsprechende
Schaltstufe kann ein Kondensator geschaltet sein, und ein geerdeter
Induktor kann weiter im Nebenschluß zwischen die Sperrfilterstufe
und den Kondensator geschaltet sein.
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Jedes
von dem ersten und dem zweiten Sende/Empfangssystem weist eine Schaltstufe
auf, deren eines Ende mit der Bandtrennstufe verbunden ist, die
mit dem gemeinsamen Antennenanschluß zum Anschließen des
gemeinsamen Antennenanschlusses verbunden ist, wobei ein anderes
Ende mit einem Empfangsanschluß zum
Anschließen
der Empfangsstufe verbunden ist, und ein weiteres Ende mit einem Sendeanschluß zum Anschließen der
Sendestufe verbunden ist. Demgemäß verbindet
die erste Schaltstufe abwechselnd die gemeinsame Antenne mit einer
ersten Sendestufe oder einer ersten Empfangsstufe und verbindet
die zweite Schaltstufe abwechselnd die gemeinsame Antenne mit einer
zweiten Sendestufe oder einer zweiten Empfangsstufe. Die Schaltstufe
kann eine Dioden-Schaltstufe sein, die über einen Steueranschluß mit einer
Steuerstufe verbunden ist, um eine Spannung mit einem vorgegebenen
Pegel an die Dioden anzulegen und dadurch den Schaltvorgang zu steuern.
Beispielsweise kann das Mehrband-HF-Schaltmodul einen ersten und
einen zweiten Steueranschluß zum
Steuern der Sendestufen für
das erste und das zweite Sende/Empfangssystem und einen dritten
und einen vierten Steueranschluß zum
Steuern der Empfangsstufen des ersten und des zweiten Sende/Empfangssystems
aufweisen. Die Empfangsstufen des ersten und des zweiten Sende/Empfangssystems
können durch
den gleichen Steueranschluß gesteuert
werden.
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Die
Tiefpaß-Filterstufe
mit einer Induktorkomponente und einer Kondensatorkomponente kann
in die Schaltstufe aufgenommen werden, um das Sendesystem (einen
Weg vom gemeinsamen Antennenanschluß zum Sendeanschluß, der über die
Bandtrennstufe und die Schaltstufe verläuft) jedes Sende/Empfangssystems
mit einer Tiefpaß-Filterfunktion
zu versehen. Demgemäß kann das
Mehrband-HF-Schaltmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgenden verschiedenen Stufenkonstruktionen aufweisen:
- (A) Wie in 1 gezeigt,
besteht bei einer ersten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus
einer Tiefpaß-Filterstufe
LPF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Sperrfilterstufe NF für das zweite
Sende/Empfangssystem, und eine Tiefpaß-Filterstufe LPF2 ist in die
zweite Schaltstufe SW2 aufgenommen.
- (B) Wie in 7 gezeigt, besteht bei einer
zweiten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer
Tiefpaß-Filterstufe
LPF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Hochpaß-Filterstufe HPF für das zweite
Sende/Empfangssystem, und eine Tiefpaß-Filterstufe LPF2 ist in die zweite
Schaltstufe SW2 aufgenommen.
- (C) Wie in 8 gezeigt, besteht bei einer
dritten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer Sperrfilterstufe
NF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Bandpaß-Filterstufe BPF für das zweite Sende/Empfangssystem,
und eine Tiefpaß-Filterstufe
LPF1 ist in die erste Schaltstufe SW1 aufgenommen.
- (D) Wie in 9 gezeigt, besteht bei einer
vierten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer Tiefpaß-Filterstufe
LPF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Bandpaß-Filterstufe BPF für das zweite
Sende/Empfangssystem. Es ist keine Tiefpaß-Filterstufe in die Schaltstufen aufgenommen,
weil die Bandpaß-Filterstufe
BPF die Funktion eines Tiefpaßfilters
hat.
- (E) Wie in 10 gezeigt, besteht bei einer
fünften
bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer ersten
Sperrfilterstufe NF1 für
das erste Sende/Empfangssystem und einer zweiten Sperrfilterstufe
NF2 für
das zweite Sende/Empfangssystem. Eine erste Tiefpaß-Filterstufe LPF1
und eine zweite Tiefpaß-Filterstufe
LPF2 sind in die erste Schaltstufe SW1 bzw. die zweite Schaltstufe SW2
aufgenommen.
- (F) Wie in 11 gezeigt, besteht bei einer sechsten
bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer Sperrfilterstufe
NF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Hochpaß-Filterstufe HPF für das zweite
Sende/Empfangssystem. Eine erste Tiefpaß-Filterstufe LPF1 und eine zweite
Tiefpaß-Filterstufe
LPF2 sind in die erste Schaltstufe SW1 bzw. die zweite Schaltstufe
SW2 aufgenommen.
- (G) Wie in 12 gezeigt, besteht bei einer
siebten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer
ersten Bandpaß-Filterstufe
BPF1 für
das erste Sende/Empfangssystem und einer zweiten Bandpaß-Filterstufe
BPF2 für
das zweite Sende/Empfangssystem. Keine Tiefpaß-Filterstufe ist in die Schaltstufen
aufgenommen, weil die Bandpaß-Filterstufen
BPF1 und BPF2 die Funktion eines Tiefpaßfilters haben.
- (H) Wie in 13 gezeigt, besteht bei einer
achten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer
Bandpaß-Filterstufe
BPF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Sperrfilterstufe NF für das zweite
Sende/Empfangssystem, und eine Tiefpaß-Filterstufe LPF2 ist in die
zweite Schaltstufe SW2 aufgenommen.
- (I) Wie in 14 gezeigt, besteht bei einer
neunten bevorzugten Stufe die Bandtrennstufe 2 aus einer
Bandpaß-Filterstufe
BPF für
das erste Sende/Empfangssystem und einer Hochpaß-Filterstufe HPF für das zweite
Sende/Empfangssystem, und eine Tiefpaß-Filterstufe LPF2 ist in die zweite Schaltstufe
SW2 aufgenommen.
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm, in dem eine bevorzugte Ausführungsform
des Mehrband-HF-Schaltmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist. Das von einer unterbrochenen Linie umgebene
Mehrband-HF-Schaltmodul 1 wird in einem Nachrichtensystem
verwendet, in dem zwei Sende/Empfangssysteme mit unterschiedlichen
Frequenzbändern
verwendet werden, und es ist geeignet, um abwechselnd eine gemeinsame
Antenne ANT mit einer Sendeschaltung (TX1, TX2) und einer Empfangsschaltung
(RX1, RX2) jedes Sende/Empfangssystems in einem Zweiband-Funktelefon
zu verbinden. Beispielsweise kann ein erstes Sende/Empfangssystem
das globale System zur Mobilkommunikation ("Global System for Mobile Communication" – GSM) sein und ein zweites
Sende/Empfangssystem das digitale Mobilsystem ("Digital Cellular System" – DCS) 1800 sein.
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Das
Mehrband-HF-Schaltmodul 1 aus 1 umfaßt eine
erste Schaltstufe SW1 zum Schalten einer Sendestufe TX1 und einer
Empfangsstufe RX1 des ersten Sende/Empfangssystems (GSM), eine erste
Tiefpaß-Filterstufe
LPF1, die in die erste Schaltstufe SW1 aufgenommen ist, einen ersten
Sendeanschluß TT1
zum Anschließen
einer Sendestufe TX1, eine zweite Schaltstufe SW2 zum Schalten einer Sendestufe
TX2 und einer Empfangsstufe RX2 des zweiten Sende/Empfangssystems
(DCS), eine zweite Tiefpaß-Filterstufe
LPF2, die in die zweite Schaltstufe SW2 aufgenommen ist, einen zweiten
Sendeanschluß TT2
zum Anschließen
der Sendestufe TX2 und eine Bandtrennstufe 2 zum Trennen
der Bänder von
Nachrichtensignalen für
die jeweiligen Sende/Empfangssysteme. Die Schaltstufen SW1, SW2 können Steueranschlüsse CT1,
CT2 zum Verbinden jeweiliger Stufen VC1, VC2 aufweisen. Die Bandtrennstufe
weist eine erste Sperrfilterstufe NF1 und eine zweite Sperrfilterstufe
NF2 auf, wobei ein Ende von jeder Sperrfilterstufe mit einem gemeinsamen Antennenanschluß CAT zum
Anschließen
einer gemeinsamen Antenne ANT verbunden ist und ihr anderes Ende
mit der jeweiligen Schaltstufe verbunden ist. Die Empfangsstufen
RX1, RX2 sind jeweils über Empfangsanschlüsse RT1,
RT2 mit den Schaltstufen SW1, SW2 verbunden.
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2 ist
ein schematischer Schaltplan, in dem eine Ersatzschaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls aus 1 dargestellt
ist. Die mit dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT verbundene Bandtrennstufe
weist eine erste und eine zweite Sperrstufe auf, die erste Sperrstufe
weist den Induktor LF1 und den Kondensator CF1 auf, die parallel geschaltet
sind, und die zweite Sperrstufe weist den Induktor LF2 und den Kondensator
CF2 auf, die parallel geschaltet sind. Eines der Enden der ersten Sperrstufe
ist mit dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT verbunden, und das entgegengesetzte Ende
ist über
einen Kondensator CF3 an Masse gelegt, um den Tiefpaß-Filtervorgang
der Bandtrennstufe zu verbessern. Eines der Enden der zweiten Sperrstufe
ist mit dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT verbunden, und das entgegengesetzte
Ende ist mit einem Kondensator CF4 und einem Induktor LF3 verbunden,
die an Masse gelegt sind. Der Induktor LF3 und der Kondensator CF4
verbessern den Hochpaß-Filtervorgang
der Bandtrennstufe.
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Die
erste Schaltstufe SW1 weist Dioden DG1, DG2 und Übertragungsleitungen LG1, LG2
auf. Die Anode der Diode DG1 ist über einen Kondensator CG1 mit
dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT
verbunden. Die Anode ist weiter über
die Übertragungsleitung
LG2 mit einem Empfangsanschluß RT1
zum Verbinden der Empfangsstufe RX1 über einen Kondensator CG5 verbunden.
Die Kathode der Diode DG2 ist zwischen die Übertragungsleitung LG2 und
den Empfangsanschluß RT1
geschaltet, und die Anode ist über
einen Kondensator CG6 an Masse gelegt. Zwischen die Diode DG2 und
den Kondensator CG6 ist der Steueranschluß CT1 zum Anschließen der
Steuerstufe VC1 über
den Widerstand RG und den Induktor LG, die in Reihe geschaltet sind,
im Nebenschluß geschaltet.
Die Kathode der Diode DG1 ist über
eine Tiefpaß-Filterstufe
LPF1 mit einem Sendeanschluß TT1
zum Anschließen
der Sendestufe TX1 über
einen Kondensator CG2 verbunden. Die Tiefpaß-Filterstufe LPF1 weist einen
Induktor LG3 und Kondensatoren CG3, CG4, CG7 auf. Zwischen die Tiefpaß-Filterstufe
LPF1 und den Sendeanschluß TT1
ist die geerdete Übertragungsleitung
LG1 im Nebenschluß geschaltet.
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Die
zweite Schaltstufe SW2 weist Dioden DP1, DP2 und Übertragungsleitungen
LP1, LP2 auf. Die Anode der Diode DP1 ist über einen Kondensator CP1,
der fortgelassen werden kann, mit dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT verbunden.
Die Anode ist weiter über
eine Übertragungsleitung
LP2 mit einem Empfangsanschluß RT2
zum Anschließen
der Empfangsstufe RX2 über
einen Kondensator CPS verbunden. Die Kathode der Diode DP2 ist zwischen die Übertragungsleitung
LP2 und den Empfangsanschluß RT2
geschaltet, und die Anode ist über
einen Kondensator CP6 an Masse gelegt. Zwischen die Anode und den
Kondensator CP6 ist ein Steueranschluß CT2 zum Anschließen der
Steuerstufe VC2 über
den Widerstand RP und den Induktor LP, die in Reihe geschaltet sind,
im Nebenschluß geschaltet. Die
Kathode der Diode DP1 ist über
eine Tiefpaß-Filterstufe
LPF2 mit einem Sendeanschluß TT2
zum Anschließen
der Sendestufe TX2 über
einen Kondensator CP2 verbunden. Die Tiefpaß-Filterstufe LPF2 weist einen
Induktor LP3 und Kondensatoren CP3, CP4, CP7 auf. Zwischen die Tiefpaß-Filterstufe LPF2
und den Sendeanschluß TT2
ist die geerdete Übertragungsleitung
LP1 im Nebenschluß geschaltet.
Die Reihenschal tung aus dem Induktor LP4 und dem Kondensator 8 ist
parallel zur Diode DP1 geschaltet. Diese LC-Reihenschaltung ist
optional und verbessert die Isolationseigenschaften, wenn sich die
Diode DP1 im Sperrzustand befindet.
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Das
Mehrband-HF-Schaltmodul der vorstehend erwähnten Stufe weist die Form
eines Schichtkörpers
mit mehreren dielektrischen Substraten, auf den dielektrischen Substraten
gebildeten Musterelektroden, auf den Seitenflächen des Schichtkörpers gebildeten
Anschlußelektroden
und auf der oberen Fläche
des Schichtkörpers
angebrachten Schaltungselementen auf.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind der gemeinsame Antennenanschluß, mit dem mehrere Sende/Empfangssysteme über die
Bandtrennstufe verbunden sind, die Sendeanschlüsse zum Anschließen der
Sendestufe jeweiliger Sende/Empfangssysteme und die Empfangsanschlüsse zum
Anschließen der
Empfangsstufen jeweiliger Sende/Empfangssysteme an den Seitenflächen des
Schichtkörpers
ausgebildet, wodurch das Anbringen des Mehrband-HF-Schaltmoduls
an einer Leiterplatte über
deren Bodenfläche
ermöglicht
ist. Jeder Anschluß kann zu
der oberen oder der unteren Fläche
verlaufen.
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An
jeder der vier Seitenflächen
ist vorzugsweise wenigstens ein Masseanschluß ausgebildet, um den Einfügungsverlust
des Mehrband-HF-Schaltmoduls zu verringern. Wenigstens ein Masseanschluß oder Steueranschluß zum Steuern
der Schaltstufe, vorzugsweise der Steueranschluß, ist zwischen den Hochfrequenzanschlüssen (dem
gemeinsamen Antennenanschluß,
den Sendeanschlüssen und
den Empfangsanschlüssen)
an der Seitenfläche ausgebildet,
um zu verhindern, daß die
Hochfrequenzanschlüsse
direkt nebeneinander positioniert werden. Bei einer solchen Konfiguration
wird die Interferenz zwischen den Hochfrequenzanschlüssen minimiert
und der Einfügungsverlust
verringert. Weiterhin wird die Isolation zwischen den Signalanschlüssen gut.
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Gemäß einer
bevorzugteren Ausführungsform
ist jeder der Hochfrequenzanschlüsse
zwischen zwei Masseanschlüssen
angeordnet. Bei dieser Konfiguration werden das Lecken von Signalen
und die Interferenz zwischen den Hochfrequenzanschlüssen sicherer
verhindert und die Isolation zwischen den Hochfrequenzanschlüssen verbessert.
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Die
Sendeanschlüsse
werden bevorzugt gemeinsam positioniert, während sie durch den dazwischen
liegenden Masseanschluß oder
Steueranschluß getrennt
sind, wie vorstehend erwähnt
wurde. Die Empfangsanschlüsse
werden vorzugsweise auch gemeinsam positioniert. Die Sendeanschlüsse und
die Empfangsanschlüsse
werden vorzugsweise auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen
Ebene, senkrecht zur Seitenfläche
mit dem gemeinsamen Antennenanschluß, angeordnet, wodurch der Schichtkörper in
zwei gleiche Teile unterteilt wird. Bevorzugter werden die Sendeanschlüsse und
die Empfangsanschlüsse
symmetrisch zur vertikalen Ebene angeordnet. Eine solche Konstruktion
macht es leicht, die Sendeanschlüsse
und die Empfangsanschlüsse
mit den jeweiligen Sendestufen und Emp fangsstufen auf der Leiterplatte
zu verbinden, auf der das Mehrband-HF-Schaltmodul zu montieren ist.
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Zusätzlich werden
der gemeinsame Antennenanschluß und
die anderen Hochfrequenzanschlüsse
(die Sendeanschlüsse
und Empfangsanschlüsse)
vorzugsweise auf entgegengesetzten Seiten zu einer anderen vertikalen
Ebene, vorzugsweise senkrecht zur erwähnten vertikalen Ebene und
parallel zur Seitenfläche
mit dem gemeinsamen Antennenanschluß angeordnet, wodurch der Schichtkörper in
zwei gleiche Teile unterteilt wird. Weil das Mehrband-HF-Schaltmodul
zwischen der gemeinsamen Antenne und den Sende- und Empfangsstufen
angeordnet ist, kann bei einer solchen Konfiguration das Mehrband-HF-Schaltmodul
durch die kürzesten
Leitungen mit der gemeinsamen Antenne und den Sende- und Empfangsstufen
verbunden werden, wodurch ein zusätzlicher Einfügungsverlust
verhindert wird.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, ist es bevorzugt, daß der gemeinsame
Antennenanschluß an
einem der zwei Teile angeordnet wird, die durch Unterteilen des
Schichtkörpers
mit einer ersten vertikalen Ebene parallel zur Seitenfläche mit
dem gemeinsamen Antennenanschluß gebildet
sind, und die Sende- und Empfangsanschlüsse an dem anderen angeordnet
werden. Unter der Annahme, daß die
andere Hälfte
entgegengesetzt zum gemeinsamen Antennenanschluß weiter durch eine zweite
vertikale Ebene, die senkrecht zur ersten Ebene verläuft, in gleichem
Maße in
zwei geviertelte Teile unterteilt sind, ist es bevorzugt, daß die Sendeanschlüsse an einem
der geviertelten Teile angeordnet sind und die Empfangsanschlüsse an dem
anderen angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration sind die Sendeanschlüsse gemeinsam
an einem geviertelten Teil angeordnet und sind die Empfangsanschlüsse gemeinsam
am anderen angeordnet. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird die
Verbindung zwischen dem Mehrband-HF-Schaltmodul, der gemeinsamen
Antenne, den Sendestufen und den Empfangsstufen daher durch eine
kurze Leitung hergestellt, um einen zusätzlichen Einfügungsverlust
zu vermeiden.
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In
dem Schichtkörper
ist die Schaltung des Mehrband-HF-Schaltmoduls durch die an den
dielektrischen Substraten gebildeten Musterelektroden gebildet und
sind die Chipelemente an der oberen Fläche des Schichtkörpers angebracht.
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Die
Bandtrennstufe und die Übertragungsleitungen
der Schaltstufen sind vorzugsweise durch die Musterelektroden auf
den inneren Substraten zwischen dem oberen Substrat und dem unteren
Substrat ausgebildet. Genauer gesagt, sind die Übertragungsleitungen der Schaltstufen
vorzugsweise durch die Musterelektroden auf den Substraten zwischen den
Substraten mit den Masseelektrodenmustern gebildet. Die Musterelektroden
für die
Bandtrennstufe mit einer Kondensatorkomponente und einer Induktorkomponente
sind auf den Substraten ausgebildet, die auf dem Substrat mit dem
oberen Masseelektrodenmuster laminiert sind. Die Musterelektrode
für die Induktorkomponente
ist auf dem Substrat ausgebildet, das über dem Substrat mit der Musterelektrode für die Kondensatorkomponente
laminiert ist.
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Es
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt, daß das
Sendesystem von wenigstens einem Sende/Empfangssystem eine Tiefpaß-Filterfunktion
aufweist. Dies kann durch Bilden der Bandtrennstufe aus wenigstens
einer Tiefpaß-Filterstufe erreicht
werden, wie vorstehend beschrieben wurde. Ein anderes Verfahren
besteht darin, eine Tiefpaß-Filterstufe in wenigstens
eine Schaltstufe aufzunehmen. Beispielsweise ist, wie in 2 gezeigt,
die Tiefpaß-Filterstufe
LPF1 mit dem Induktor LG3 und den Kondensatoren CG3, CG4, CG7 in
die erste Schaltstufe SW1, insbesondere zwischen der Diode DG1 und
der Übertragungsleitung
LG1, aufgenommen, die jeweils die erste Schaltstufe SW1 bilden. Dieses
Aufnehmen der Tiefpaß-Filterstufe
in die Schaltstufe macht die Gesamtschaltung symmetrisch, wodurch
der Einfügungsverlust
verringert wird und gute Eigenschaften in einem breiten Band sichergestellt
werden. Die Musterelektroden für
die in die Schaltstufe aufzunehmende Tiefpaß-Filterstufe wird vorzugsweise
auf den Substraten ausgebildet, die über den Substraten mit den
Musterelektroden für die
Schaltstufen zu laminieren sind. Insbesondere werden die Musterelektroden
für die
Kondensatorkomponente der Tiefpaß-Filterstufe auf den Substraten über dem
Substrat mit der oberen Massemusterelektrode gebildet und die Musterelektrode
für die
Induktorkomponente auf dem Substrat gebildet, das über den
Substraten mit den Kondensatormusterelektroden laminiert ist.
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Die
Musterelektroden für
die Induktorkomponenten und die Musterelektroden für die Kondensatorkomponenten
werden vorzugsweise auf verschiedenen Substraten gebildet. Die Kondensatormusterelektroden
der in die Schaltstufe aufgenommenen Tiefpaß-Filterstufe und die Kondensatormusterelektroden
der Bandtrennstufe sind vorzugsweise getrennt auf demselben Substrat
zu bilden. Weiterhin werden die Induktormusterelektroden der Tiefpaß-Filterstufe
und der Bandtrennstufe vorzugsweise getrennt auf demselben Substrat
gebildet. Die Bandtrennstufe und die Tiefpaß-Filterstufe können über Durchgangslöcher mit
der Schaltstufe verbunden werden, wobei die Durchgangslöcher an
den zwischenstehenden Substraten ausgebildet sind.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, umfaßt der Schichtkörper gemäß der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise, von der unteren Fläche (Montagefläche) betrachtet,
das Substrat mit der unteren Masseelektrode, die Substrate mit den Übertragungsleitungen
der Schaltstufen, das Substrat mit der oberen Masseelektrode, die
Substrate mit den Kondensatorkomponenten der Bandtrennstufe und
der unteren Tiefpaß-Filterstufe
und die Substrate mit den Induktorkomponenten der Bandtrennstufe
und der Tiefpaß-Filterstufe.
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An
der oberen Fläche
des Schichtkörpers sind
Chipelemente der Dioden und der Kondensatoren, die von denen verschieden
sind, welche die Bandtrennstufe, die Schaltstufen und die Tiefpaß-Filterstufen
bilden, montiert. Eine Metallabdeckung zum Abdecken der Chipbauelemente
kann an der oberen Fläche
des Schichtkörpers
angeordnet werden, während
die Anschlußelektroden
an den Seitenflächen, die
der Atmosphäre
ausgesetzt sind, beibehalten werden. Die Metallabdeckung kann durch
Löten oder eine
Montagevorrichtung an dem Schichtkörper befestigt werden.
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Eine
Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Schichtkörpers des
Mehrband-HF-Schaltmoduls mit der in 2 dargestellten
Ersatzschaltung sind in 3 bzw. 4 dargestellt. 5 ist eine
Draufsicht, in der jedes den Schichtkörper aus den 3 und 4 bildende
Substrat dargestellt ist. Gemäß dieser
Ausführungsform
wurden die Bandtrennstufe, die Tiefpaß-Filterstufen und die Übertragungsleitungen
der Schaltstufen auf den inneren Substraten des Schichtkörpers gebildet.
An der oberen Fläche
des Schichtkörpers
wurden die Dioden und Chipkondensatoren montiert.
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Der
Schichtkörper
wurde wie nachstehend beschrieben hergestellt. Eine Rohschicht aus
einem bei niedrigen Temperaturen sinterbaren dielektrischen Keramikmaterial
wurde als das Substrat verwendet. Die Musterelektroden für alle Schaltungselemente
wurden durch Drucken einer hauptsächlich Ag enthaltenden elektrisch
leitenden Paste auf die Rohschichten gebildet. Die Rohschichten
mit Musterelektroden und, falls gewünscht, eine Rohschicht ohne Musterelektrode
(Blindschicht) wurden übereinandergelegt
und gesintert, um den integralen Schichtkörper herzustellen.
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Wie
am besten in 5 gezeigt, wurden Rohschichten 11 bis 22 wiederum übereinandergelegt,
wobei die Rohschicht 22 ganz oben angeordnet wurde. Eine
Masseelektrode 31 wurde nahezu auf der gesamten Oberfläche der
untersten Rohschicht 11 ausgebildet. Die Masseelektrode 31 hatte
Anschlußstellen
zum Anschließen
der Masseanschlüsse
(GRD) 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 94 und 95,
die auf den Seitenflächen
des sich ergebenden Schichtkörpers
zu bilden waren. Auf die unterste Rohschicht 11 wurde die
Blind-Rohschicht 12 ohne eine Musterelektrode gestapelt.
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Auf
die Rohschicht 13 wurden Leitungselektroden 41, 42, 43 gedruckt.
Auf der Rohschicht 14 wurden Leitungselektroden 44 bis 47 gebildet.
Jede der Leitungselektroden 45–47 hatte an einem
Ende eine durch einen Kreis mit einem Kreuz dargestellte Durchgangslochelektrode.
Die Rohschicht 15 hatte nur zwei Durchgangslochelektroden.
Die Rohschicht 16 mit einer Masseelektrode 32 war
auf die Rohschicht 15 gelegt. Die zwischen den Masseelektroden 31 und 32 angeordneten
Leitungselektroden bilden die Übertragungsleitungen
der ersten und der zweiten Schaltstufe SW1, SW2. Insbesondere sind die
Leitungselektroden 42 und 46 durch die Durchgangslochelektrode
miteinander verbunden, um die Übertragungsleitung
LG1 zu bilden. Ebenso bilden die Leitungselektroden 41 und 45 die Übertragungsleitung
LG2 und die Leitungselektroden 43 und 47 die Übertragungsleitung
LP1. Die Leitungselektrode 44 bildet die Übertragungsleitung
LP2.
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Auf
die Rohschichten 17 bis 19 waren die Musterelektroden 67 bis 71 zur
Bildung von Kondensatoren gedruckt. Die Musterelektroden 61 bis 65 bilden
jeweils die Kondensatoren CG4, CG3, CP4, CP3 und CF3, die jeweils
eine Masseelektrode 32 aufweisen. Überdies bilden die Elektroden 66 und 70,
die Elektroden 64 und 69, die Elektroden 62 und 67,
die Elektroden 70 und 71 und die Elektroden 68 und 71 jeweils
die Kondensatoren CF4, CP7, CG7, CF2 und CF1. Die Masseelektrode 32 ist
teilweise ausgeschnitten, so daß die
Elektrode 66 nur der Elektrode 70 gegenübersteht.
Im ausgeschnittenen Abschnitt der Masseelektrode 32 waren
zwei Durchgangslochelektroden ausgebildet, die mit den Leitungselektroden 44 und 45 in
Verbindung standen.
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Auf
der Rohschicht 19 war die Rohschicht 20 mit Leitungselektroden 48, 49, 56 angeordnet.
Die Leitungselektroden 50 bis 55 waren auf der
Rohschicht 21 angeordnet. Auf der obersten Rohschicht 22 waren
Kontaktflecken 23 bis 29 und 33 bis 37 zum Verbinden
der Chipbauelemente, wie der Dioden und Chipkondensatoren, die darauf
montiert waren, ausgebildet. Die Leitungselektroden 48 und 55 waren
unter Bildung von LF1 über
die Durchgangslochelektrode miteinander verbunden. Ebenso bilden
die Leitungselektroden 54 und 56 LF2 und die Leitungselektroden 49 und 53 LF3.
Die Leitungselektroden 50 und 52 bilden jeweils
LG3 und LP3. Die Leitungselektrode 51 ist eine Gleichspannungsleitung
für die
Steuerschaltung.
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Die
vorstehend erwähnten
Rohschichten 11 bis 22 wurden in einer bekannten
Weise aufeinandergelegt, gepreßt
und dann gesintert, um einen integralen Schichtkörper zu erhalten. An den Seitenflächen des
Schichtkörpers
wurden die Anschlußelektroden 81 bis 96 gebildet,
wie in 4 dargestellt ist. Anschließend wurden Dioden DG1, DG2,
DP1, DP2, Chipkondensatoren CG1, CG6, CP1, CP6, CP8 und ein Chipinduktor
LP4 an den jeweiligen Kontaktflecken an der oberen Fläche des
Schichtkörpers
montiert, um ein Mehrband-HF-Schaltmodul
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Form eines Schichtkörpers zu
erhalten.
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Von
den in 2 dargestellten Schaltungselementen sind CP2,
CPS, CG2, CG5, RG, LG, RP und LP auf der Leiterplatte ausgebildet,
an der das Mehrband-HF-Schaltmodul montiert ist.
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Gemäß der vorstehenden
Ausführungsform sind
die Übertragungsleitungen 41 bis 47 der
ersten und der zweiten Schaltstufe zwischen den Masseelektroden 31, 32 angeordnet,
um wirksam die Interferenz zwischen den Schaltstufen und der Bandtrennstufe
und/oder den Tiefpaß-Filterstufen
zu verhindern. Weil die Masseelektroden tiefer in dem Schichtkörper angeordnet
sind, läßt sich
das Erden leicht sicherstellen. Die an Masse gelegten Kondensatoren CG3,
CG4, CP3, CP4, CF3 sind durch gegenüberstehendes Anordnen der oberen
Masseelektrode 32 und der Musterelektroden 61 bis 65 auf
dem Substrat gerade oberhalb der oberen Masseelektrode 32 ausgebildet.
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Weil
die Anschlußelektroden
weiterhin an der Seitenfläche
des Schichtkörpers
ausgebildet sind, kann das Mehrband-HF-Schaltmodul über seine
Bodenfläche
montiert werden. Die Hochfrequenzanschlüsse (der gemeinsame Antennenanschluß CAT, die
Sendeanschlüsse
TT1, TT2, die Empfangsanschlüsse
RT1, RT2) sind getrennt angeordnet, wobei sie durch den zwischenstehenden
Masseanschluß GRD
und die Steueranschlüsse
CT1, CT2 getrennt sind. Wenigstens ein Masseanschluß ist zwischen
den Hochfrequenzanschlüssen
angeordnet. Mit anderen Worten ist jeder der Hochfrequenzanschlüsse zwischen
den Masseelektroden angeordnet. Weiterhin ist wenigstens ein Masseanschluß an jeder
Seitenfläche
des Schichtkörpers
angeordnet.
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Wie
in 3 gezeigt, befinden sich der gemeinsame Antennenanschluß CAT und
die anderen Hochfrequenzanschlüsse
(die Sendeanschlüsse TT1,
TT2 und die Empfangsanschlüsse
RT1, RT2) auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Ebene X
parallel zur Seitenfläche
mit dem gemeinsamen Antennenanschluß CAT, die den Schichtkörper in zwei
gleiche Teile unterteilt. Weiterhin befinden sich die Sendeanschlüsse TT1,
TT2 und die Empfangsanschlüsse
RT1, RT2 auf entgegengesetzten Seiten einer anderen vertikalen Ebene
Y senkrecht zur Ebene X, die den Schichtkörper in zwei gleiche Teile
unterteilt.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, verbindet das Mehrband-HF-Schaltmodul
gemäß der vorliegenden
Erfindung die gemeinsame Antenne alternativ mit der Sende- oder
Empfangsstufe eines ersten Sende/Empfangssystems oder der Sende-
oder Empfangsstufe eines zweiten Sende/Empfangssystems. Das erste
und das zweite Sende/Empfangssystem können ein GSM-System und ein DCS1800-System
sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehende
Ausführungsform beschränkt und
kann gleichermaßen
auf das Schalten der Sendestufen und der Empfangsstufen mehrerer
Sende/Empfangssysteme mit unterschiedlichen Frequenzbändern angewendet
werden.
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Das
Mehrband-HF-Schaltmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung ist für
eine Verwendung in einem Zweiband-Mobil-Funktelefon usw. geeignet. Weil
das Mehrband-HF-Schaltmodul
zu einem kleinen Chip mit einer laminierten Struktur gemacht werden
kann, ist die vorliegende Erfindung wirksam, um die Größe des Zweiband-Mobil-Funktelefons
usw. zu verringern.