FR2812512A1 - Module haute frequence et appareil de communication mobile l'utilisant - Google Patents
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Abstract
Un module haute fr equence inclut un duplexeur (11), des premier et second commutateurs haute fr equence (12, 13), un duplexeur SAW (14), des premier et second filtres LC (15, 16) qui fonctionnent en tant que premier et second filtres, et un filtre SAW (17) qui fonctionne en tant que troisième filtre. Le module d efinit une unit e qui intègre des sections d'extr emit e avant de premier à troisième systèmes de communication, à savoir un système cellulaire num erique ou DCS (bande à 1, 8 GHz), un service de communication personnelle ou PCS (bande à 1, 9 GHz) et un système global pour des communications mobiles ou GSM (bande à 900 MHZ).
Description
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention La présente invention concerne des modules haute fréquence et des appareils de communication mobiles incluant des modules haute fréquence, et plus particulièrement, la présente invention concerne un module haute fréquence qui peut être partagé par trois systèmes de communication différents et un appareil de communication mobile qui
inclut un tel module haute fréquence.
2. Description de l'art antérieur
Un téléphone portable à trois bandes ou tribande a été proposé, lequel peut fonctionner dans une pluralité de bandes de fréquences telles que celles selon un système cellulaire numérique (DCS) qui utilise la bande à 1,8 GHz, un service de communication personnelle (PCS) qui utilise la bande à 1,9 GHz et un système global pour des communications mobiles (GSM) qui utilise la bande à 900 MHz, en tant qu'appareil de
communication mobile.
La figure 12 est un schéma fonctionnel d'une section d'extrémité avant d'un téléphone portable tribande général. La figure 12 représente un cas dans lequel des premier à troisième systèmes de communication présentant des fréquences qui sont différentes les unes des autres sont établis en relation avec le DCS qui utilise la bande à 1,8 GHz, le PCS qui
utilise la bande à 1,9 GHz et le GSM qui utilise la bande à 900 MHz.
La section d'extrémité avant du téléphone portable tribande est munie d'une antenne 1, d'un duplexeur 2, de premier à troisième commutateurs haute fréquence 3a à 3c, de premier et second filtres LC 4a et 4b et de premier à troisième filtres à onde acoustique de surface (appelés filtres SAW) 5a à 5c. Le duplexeur 2 couple un signal d'émission qui est envoyé depuis un dispositif pris parmi le DCS, le PCS, et le GSM avec l'antenne 1 pendant l'émission et distribue un signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne 1 sur l'un des dispositifs que sont le DCS, le PCS, et le GSM pendant la réception. Le premier commutateur haute fréquence 3a réalise une commutation entre le côté de section d'émission
du DCS et du PCS et le côté de section de réception du DCS et du PCS.
Le second commutateur haute fréquence 3b réalise une commutation entre le côté de section de réception Rxd du DCS et le côté de section de réception Rxp du PCS. Le troisième commutateur haute fréquence 3c réalise une commutation entre le côté de section d'émission Txg et le côté de section de réception Rxg du GSM. Le premier filtre LC 4a laisse passer des signaux d'émission pour le DCS et le PCS et atténue les harmoniques des signaux d'émission. Le second filtre LC 4b laisse passer un signal d'émission pour le GSM et atténue les harmoniques du signal d'émission. Le premier filtre SAW 5a laisse passer un signal de réception pour le DCS et atténue les harmoniques du signal de réception. Le second filtre SAW 5b laisse passer un signal de réception pour le PCS et atténue les harmoniques du signal de réception. Le troisième filtre SAW c laisse passer un signal de réception pour le GSM et atténue les
harmoniques du signal de réception.
Le fonctionnement du téléphone portable tribande sera décrit pour le DCS en premier. Pendant l'émission, le premier commutateur haute fréquence 3a active le côté de section d'émission Txdp pour envoyer un signal d'émission qui a été envoyé depuis la section d'émission Txdp et qui est passé au travers du premier filtre LC 4a sur le duplexeur 2, le duplexeur 2 réalise un couplage puis le signal est envoyé depuis I'antenne 1. Pendant la réception, un signal de réception qui est reçu par l'antenne 1 est distribué par le duplexeur 2, le signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne 1 est envoyé sur le premier commutateur 3a qui est situé sur le côté du DCS et du PCS, le premier commutateur haute fréquence 3a active le côté de section de réception pour envoyer le signal sur le second commutateur haute fréquence 3b et le second commutateur haute fréquence 3b active le côté de section de réception Rxd du DCS pour envoyer le signal sur la section de réception Rxd du DCS par l'intermédiaire du premier filtre SAW 5a. Une opération similaire est
également réalisée pour l'émission et la réception pour le PCS.
Un cas dans lequel le GSM est utilisé sera décrit ensuite. Pendant l'émission, le troisième commutateur haute fréquence 3c active le côté de section d'émission Txg pour envoyer un signal d'émission qui a été envoyé depuis la section d'émission Txg et qui a passé le second filtre LC 4b sur le duplexeur 2, le duplexeur 2 réalise un couplage et le signal est envoyé depuis l'antenne 1. Pendant la réception, un signal de réception qui est reçu par l'antenne 1 est distribué par le duplexeur 2, le signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne 1 est envoyé sur le troisième commutateur haute fréquence 3c et le troisième commutateur haute fréquence 3c active le côté de section de réception Rxg pour envoyer le signal sur la section de réception Rxg du GSM par l'intermédiaire du
troisième filtre SAW 5c.
Puisque le téléphone portable tribande qui est l'un des appareils de communication mobiles classiques utilise trois commutateurs haute fréquence, au moins six diodes constituant les commutateurs haute fréquence sont requises. En tant que résultat, le téléphone portable tribande utilise une quantité très importante d'énergie ou de puissance et un accumulateur qui est monté sur le téléphone portable tribande peut être utilisé seulement pendant une courte période. Par ailleurs, le fonctionnement de chaque diode est contrôlé/commandé dans de nombreux modes de fonctionnement et par conséquent, un circuit
compliqué est requis.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Afin de surmonter les problèmes présentés ci-avant, des modes de réalisation préférés de la présente invention proposent un module haute fréquence qui présente une consommation de puissance faible et un circuit compact ainsi qu'un appareil de communication mobile qui inclut
un tel module haute fréquence.
Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, un module haute fréquence inclut: des sections d'extrémité avant de premier, second et troisième systèmes de communication présentant des fréquences qui sont différentes les unes des autres, les sections d'extrémité avant de premier, second et troisième systèmes de communication étant intégrées ensemble et incluant: un duplexeur qui est agencé de façon à coupler un signal d'émission qui est envoyé depuis n'importe lequel des premier, second et troisième systèmes de communication sur une antenne pendant une émission et qui est agencé de manière à distribuer un signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne sur n'importe lequel des premier à troisième systèmes de communication pendant une réception; un premier commutateur haute fréquencequi est agencé pour séparer une section d'émission pour les premier et second systèmes de communication et des sections de réception pour les premier et second systèmes de communication; un duplexeur à onde acoustique de surface ou SAW qui est agencé de manière à séparer une section de réception pour le premier système de communication et une section de réception pour le second système de communication; et un second commutateur haute fréquence qui est agencé pour séparer une section d'émission et une section de réception
pour le troisième système de communication.
Le module haute fréquence peut en outre inclure au moins un filtre pris parmi un premier filtre qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis les premier et second systèmes de communication, un second filtre qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis le troisième système de communication et un troisième filtre qui est agencé de manière à laisser passer un signal de réception pour le troisième système de communication. Dans le module haute fréquence, le duplexeur SAW inclut un filtre SAW et un composant de conversion de phase qui est connecté au filtre SAW. Conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, un module haute fréquence inclut: des sections d'extrémité avant de premier, second et troisième systèmes de communication présentant des fréquences qui sont différentes les unes des autres, les sections d'extrémité avant incluant: un duplexeur qui est agencé de façon à coupler un signal d'émission qui est envoyé depuis n'importe lequel des premier, second et troisième systèmes de communication sur une antenne pendant une émission et qui est agencé de manière à distribuer un signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne sur n'importe lequel des premier à troisième systèmes de communication pendant une réception; un premier commutateur haute fréquence qui est agencé pour séparer une section d'émission pour les premier et second systèmes de communication et des sections de réception pour les premier et second systèmes de communication; un duplexeur à onde acoustique de surface ou SAW qui est agencé de manière à séparer une section de réception pour le premier système de communication et une section de réception pour le second système de communication; et un second commutateur haute fréquence qui est agencé pour séparer une section d'émission et une section de réception pour le troisième système de communication; dans lequel le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont intégrés ensemble de manière à définir un élément empilé qui
inclut une pluralité de couches en feuilles empilées.
Le module haute fréquence peut être configuré de telle sorte que tous les éléments du duplexeur et une partie des éléments des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW soient incorporés dans l'élément empilé, et les éléments restants des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW soient
montés sur l'élément empilé.
Conformément à un module haute fréquence de divers modes de réalisation préférés de la présente invention, puisqu'un duplexeur, des premier et second commutateurs haute fréquence et un duplexeur SAW sont prévus et que le duplexeur SAW sépare une section de réception pour un premier système de communication et une section de réception pour un second système de communication, le nombre de commutateurs haute fréquence est réduit. En tant que résultat, le nombre de diodes qui sont utilisées est réduit et la consommation d'énergie des modules haute fréquence est fortement réduite. Ceci signifie qu'un module haute fréquence à consommation de puissance faible est constitué. En outre, un
courant n'est pas requis pendant l'opération de réception de signal.
Puisque le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW qui constituent le module haute fréquence sont intégrés selon un élément empilé qui est obtenu en empilant une pluralité de couches en feuilles de préférence formées en céramique, la caractéristique d'adaptation, la caractéristique d'atténuation ou la caractéristique d'isolation de chaque composant est obtenue. Par conséquent, un circuit d'adaptation n'est pas requis entre le duplexeur et les premier et second commutateurs haute fréquence ou entre le premier commutateur haute fréquence et le duplexeur SAW. Par conséquent, le module haute fréquence devient beaucoup plus compact que dans le cas
de dispositifs classiques.
Le duplexeur inclut de préférence des inducteurs et des condensateurs. Les premier et second commutateurs haute fréquence
incluent de préférence des diodes, des inducteurs et des condensateurs.
Le duplexeur SAW inclut de préférence des filtres SAW et des lignes de transmission. Les premier et second filtres LC incluent de préférence des inducteurs et des condensateurs. Ces éléments sont incorporés dans un élément empilé ou sont montés sur ce même élément empilé et sont connectés au moyen de connexions qui sont disposées à l'intérieur de l'élément empilé. Par conséquent, le module haute fréquence est constitué par un unique élément empilé et il est très compact. En outre, une perte qui est générée par des câblages pour connecter des composants est fortement réduite et en tant que résultat, la perte du
module haute fréquence pris dans sa globalité est fortement réduite.
Puisque les longueurs des inducteurs et des lignes de transmission incorporés dans l'élément empilé sont réduites du fait d'un effet de réduction de longueur d'ondes, les pertes d'insertion de ces inducteurs et des lignes de transmission sont fortement réduites. Par conséquent, un module haute fréquence compact et à pertes faibles est constitué. Conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, un appareil de communication mobile inclut un module haute fréquence selon l'un des modes de réalisation préférés qui ont été décrits ci-avant, lequel module haute fréquence définit les sections d'extrémité avant des premier à troisième systèmes de communication, des sections de réception pour les premier à troisième systèmes de communication et des sections d'émission pour les premier à troisième
systèmes de communication.
Conformément à un appareil de communication mobile d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, puisqu'une section d'extrémité avant qui est définie par un module haute fréquence qui permet une réduction de la consommation de puissance est prévue, la
consommation de puissance de l'appareil de communication mobile lui-
même peut également être réduite.
Conformément à un appareil de communication mobile de divers modes de réalisation préférés de la présente invention, puisqu'un module haute fréquence qui est utilisé permet de réduire la consommation de puissance et ne nécessite pas un courant pendant la réception, I'appareil de communication mobile qui comporte ce module haute fréquence peut présenter une consommation de puissance et ne nécessite pas un quelconque courant pendant l'attente d'un appel. En tant que résultat, un accumulateur qui est monté dans l'appareil de communication mobile peut être utilisé pendant une période beaucoup plus longue que dans le cas de
dispositifs classiques.
En outre, puisque le module haute fréquence compact et à pertes faibles est utilisé, I'appareil de communication mobile qui comporte ce module haute fréquence est rendu compact et présente une performance élevée. D'autres caractéristiques, éléments et avantages de la présente
invention apparaîtront de façon plus évidente au vu de la description
détaillée qui suit de modes de réalisation préférés de la présente
invention que l'on lira par report aux dessins annexés.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un module haute fréquence conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est un schéma de circuit d'un duplexeur qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 3 est un schéma de circuit d'un premier commutateur haute fréquence qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 4 est un schéma de circuit d'un second commutateur haute fréquence qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 5 est un schéma de circuit d'un duplexeur SAW qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 6 est un schéma de circuit d'un premier filtre LC qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 7 est un schéma de circuit d'un second filtre LC qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; la figure 8 est une vue en perspective éclatée d'une partie principale du module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; les figures 9(a) à 9(h) sont des vues de dessus d'une première couche diélectrique jusqu'à une huitième couche diélectrique qui constituent un élément empilé du module haute fréquence qui est représenté sur la figure 8; les figures 10(a) à 10(e) sont des vues de dessus d'une neuvième couche diélectrique jusqu'à une treizième couche diélectrique qui constituent l'élément empilé du module haute fréquence qui est représenté sur la figure 8 et la figure 10(f) est une vue de dessous de la treizième couche diélectrique qui constitue l'élément empilé du module haute fréquence qui est représenté sur la figure 8; la figure 11 est un schéma fonctionnel qui représente une partie de la structure d'un appareil de communication mobile qui utilise le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1; et la figure 12 est un schéma fonctionnel qui représente la structure d'une section d'extrémité avant d'un téléphone portable tribande général
(appareil de communication mobile).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION
PRÉFÉRÉÉS
Des modes de réalisation préférés de la présente invention seront
décrits ci-après par report aux dessins.
La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un module haute fréquence 10 conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le module haute fréquence 10 inclut de préférence un duplexeur 11, des premier et second commutateurs haute fréquence 12 et 13, un duplexeur SAW 14, des premier et second filtres LC 15 et 16 définissant des premier et second filtres et un filtre SAW 17 définissant un troisième filtre, et il fonctionne en tant que section d'extrémité avant de premier à troisième systèmes de communication, de préférence un DCS (bande à 1,8 GHz), un PCS (bande à 1,9 GHz) et un GSM (bande à 900 MHz). Un premier port Pl1 du duplexeur 11 est connecté à une antenne ANT, un second port 12 est connecté à un premier port P21 du premier commutateur haute fréquence 12 et un troisième port P13 est connecté à
un premier port P31 du second commutateur haute fréquence 13.
Un second port P22 du premier commutateur haute fréquence 12 est connecté à un premier port P51 du premier filtre LC 15 et un troisième
port P23 est connecté à un premier port P41 du duplexeur SAW 14.
Un second port P52 du premier filtre LC 15 est connecté à une section d'émission Txdp qui est partagée par le DCS et par le PCS et des second et troisième ports P42 et P43 du duplexeur SAW 14 sont respectivement connectés à une section de réception Rxd du DCS et à
une section de réception Rxp du PCS.
Un second port P32 du second commutateur haute fréquence 13 est connecté à un premier port P61 du second filtre LC 16 et un troisième
port P33 est connecté à un premier port P71 du filtre SAW 17.
Un second port P62 du second filtre LC 16 est connecté à une section d'émission Txg du GSM et un second port P72 du filtre SAW 17
est connecté à une section de réception Rxg du GSM.
La figure 2 est un schéma de circuit du duplexeur 11 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le duplexeur 11 est muni des premier à troisième port Pl1 à P13, d'inducteurs Li1 et
L12 et de condensateurs Cll à C15.
Entre le premier port Pl11 et le second port P1 2, les condensateurs C11 et C12 sont connectés en série. Le point de connexion entre eux est relié à lamasse par l'intermédiaire de l'inducteur Li1 du condensateur C13. Entre le premier port Pll et le troisième port P13, un circuit parallèle qui inclut le premier inducteur L12 et le premier condensateur C14 est connecté. Une extrémité du circuit parallèle située au niveau du côté du troisième port P13 est reliée à la masse par l'intermédiaire du
premier condensateur C15.
En d'autres termes, un filtre passe haut qui laisse passer des signaux d'émission et de réception dans le DCS (la bande à 1,8 GHz) et dans le PCS (la bande à 1,9 GHz) est défini entre le premier port Pl1 et le second port P12. Un filtre passe bas qui laisse passer des signaux d'émission et de réception dans le GSM (la bande à 900 MHz) est défini
entre le premier port Pl1 et le troisième port P1 3.
La figure 3 est un schéma de circuit du premier commutateur haute fréquence 12 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le premier commutateur haute fréquence 12 est muni des premier à troisième ports P21 à P23, d'une borne de commande Vcl, de diodes Dll et D12, d'inducteurs L21 à L23, de
condensateurs C21 et C22 et d'une résistance R1.
Entre le premier port P21 et le second port P22, la diode D1 est connectée de telle sorte que son anode soit disposée au niveau du côté du premier port P21. La diode 11 est également connectée parallèlement à un circuit série qui inclut l'inducteur L21 et le condensateur C21. Le côté du second port P22 de la diode Dl1, c'est-à-dire sa cathode, est reliée à la masse par l'intermédiaire de l'inducteur L22 qui définit une bobine d'arrêt. Entre le premier port P21 et le troisième port P23, l'inducteur L23 est connecté. Le côté du troisième port P23 de l'inducteur L23 est relié à la masse par l'intermédiaire de la diode D12 et du condensateur C22. Le point de connexion de l'anode de la diode D12 et du condensateur C22 est connecté à la borne de commande Vcl par l'intermédiaire de la
résistance R1.
La figure 4 est un schéma de circuit du second commutateur haute fréquence 13 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le second commutateur haute fréquence 13 est muni de premier à troisième ports P31 à P33, d'une borne de commande Vc2, de diodes D21 et D22, d'inducteurs L31 et L32, d'un condensateur C31 et
d'une résistance R2.
Entre le premier port P31 et le second port P32, la diode D21 est connectée de telle sorte que son anode soit disposée au niveau du côté
du premier port P31. Le côté du second port P32 de la diode D21, c'est-à-
dire sa cathode, est reliée à la masse par l'intermédiaire de l'inducteur
L31 qui définit une bobine d'arrêt.
Entre le premier port P31 et le troisième port P33, l'inducteur L32 est connecté. Le côté du troisième port P33 de l'inducteur L32 est relié à la masse par l'intermédiaire de la diode D22 et du condensateur 031. Le point de connexion de l'anode de la diode D22 et du condensateur C31 est connecté à la borne de commande Vc2 par l'intermédiaire de la
résistance R2.
La figure 5 est un schéma de circuit du duplexeur SAW 14 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le duplexeur SAW 14 est muni des premier à troisième ports P41 à P43, des filtres SAW SAW1 et SAW2, d'inducteurs L41 et L42 et de condensateurs 041 à 044. Entre le premier port P41 et le second port P42, le condensateur 041, le filtre SAW SAW1 et une unité de conversion de phase 141 sont connectés en série. Entre le premier port P41 et le troisième port P43, le condensateur 041, le filtre SAW SAW2 et une unité
de conversion de phase 142 sont connectés en série.
L'unité de conversion de phase 141 inclut l'inducteur L41 et les condensateurs 042 et 043. Les deux extrémités de l'inducteur L41 sont
connectées à la masse par l'intermédiaire des condensateurs 042 et C43.
L'unité de conversion de phase 142 inclut l'inducteur L42 et le condensateur 044. Le côté du filtre SAW SAW2 de l'inducteur L42 est
connecté à la masse par l'intermédiaire du condensateur C44.
Dans l'unité de conversion de phase 141, l'inductance de I'inducteur L41 et les capacités des condensateurs 042 et 043 sont spécifiées de telle sorte que l'impédance d'entrée du filtre SAW SAW1 soit ouverte dans la bande de fréquence (la bande à 1,8 GHz) du DCS qui est connecté au second port P42. De la même façon, dans é de conversion de phase 142, l'inductance de l'inducteur L42 et la capacité du condensateur C44 sont spécifiées de telle sorte que l'impédance d'entrée du filtre SAW SAW2 soit ouverte dans la bande de fréquence (la bande à
1,9 GHz) du PCS qui est connecté au troisième port P43.
La figure 6 est un schéma de circuit du premier filtre LO 15 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le premier filtre LO 15 est muni des premier et second ports P51 et P52,
d'inducteurs L51 et L52 et de condensateurs C51 à C53.
Entre le premier port P51 et le second port P52, un circuit parallèle qui est défini par l'inducteur L51 et par le condensateur 051 et un circuit parallèle qui est défini par l'inducteur L52 et par le condensateur 052 sont connectés en série et le point de connexion de ces circuits parallèles est
relié à la masse par le condensateur 053.
La figure 7 est un schéma de circuit du second filtre LC 16 qui constitue le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 1. Le second filtre LC 16 est muni des premier et second ports P61 et P62, d'un
inducteur L61 et de condensateurs 061 à 063.
Entre le premier port P61 et le second port P62, un circuit parallèle qui est défini par l'inducteur L61 et par le condensateur 061 est connecté en série et les deux extrémités du circuit parallèle sont reliées à la masse
par l'intermédiaire condensateurs C62 et C63.
La figure 8 est une vue en perspective éclatée d'une section principale du module haute fréquence 10 qui présente la structure de circuit qui est représentée sur la figure 1. Le module haute fréquence 10 inclut un élément empilé 18. L'élément empilé 18 inclut dans son intérieur, bien que ceci ne soit pas représenté, les inducteurs LIl et L12 et les condensateurs Cl1 à C15 du duplexeur 11, les inducteurs L21 et L23 et le condensateur C22 du premier commutateur haute fréquence 12, I'inducteur L32 et le condensateur C31 du second commutateur haute fréquence 13, les inducteurs L41 et L42 et les condensateurs C42 à C44 du duplexeur SAW 14, les inducteurs L51 et L52 et les condensateurs C51 à C53 du premier filtre LC 15 et l'inducteur L61 et les condensateurs
C61 à C63 du second filtre LC 16.
Les éléments qui suivent sont de préférence montés sur la surface avant de l'élément empilé 18: les diodes Dl1 et D12, I'inducteur (la bobine d'arrêt) L22, le condensateur C21 et la résistance R1 du premier commutateur haute fréquence 12; les diodes D21 et D22, l'inducteur (la bobine d'arrêt) L31 et la résistance R2 du second commutateur haute fréquence 13; les filtres SAW SAW1 et SAW2 et le condensateur C41 du
duplexeur SAW 14; et le filtre SAW 17.
Depuis les surfaces latérales jusqu'à la surface de fond ou inférieure de l'élément empilé 18, dix-huit bornes externes Ta à Tr s'étendent. Les bornes externes Ta à Tr sont de préférence formées au moyen d'une impression par sérigraphie ou de tout autre procédé approprié. Les bornes externes Ta et Tb définissent le second port P42 du duplexeur SAW 14. La borne externe Tc définit la borne de commande Vcl du premier commutateur haute fréquence 12. La borne externe Td définit le second port P62 du second filtre LC 16. La borne externe Tf définit le second port P52 du premier filtre LC 15. La borne externe Tg définit la borne de commande Vc2 du second commutateur haute fréquence 13. La borne externe Ti définit le premier port Pl 1 du duplexeur 11. Les bornes externes Tk et TI définissent le second port P72 du filtre SAW 17. Les bornes externes Tn et To définissent le troisième port P43 du duplexeur SAW 14. Les bornes externes Te, Th, Tj, Tm, Tp, Tq et Tr définissent les bornes de masse.
Un capuchon en métal 20 est placé sur l'élément empilé 18 de manière à recouvrir la surface avant de l'élément empilé 18. Des protubérances 201 et 202 du capuchon en métal 20 sont connectées aux
bornes externes Th et Tq de l'élément empilé 18.
Les figures 9(a) à 9(h) et les figures 10(a) à 10(f) sont les vues de dessus de couches diélectriques qui constituent le module haute fréquence qui est représenté sur la figure 8 et la figure 10(g) est la vue de
dessous de la couche diélectrique qui est représentée sur la figure 10(f).
L'élément empilé 18 est de préférence formé en empilant séquentiellement des première à quatorzième couches diélectriques 18a à 18n qui sont de préférence réalisées à partir d'une céramique qui comporte de l'oxyde de baryum, de l'oxyde d'aluminium et de la silice en tant que composants principaux depuis le dessus, en réalisant une cuisson à une température de cuisson d'environ 1000 C ou plus et en réalisant un retournement tête bêche. En d'autres termes, la quatorzième couche diélectrique 18n définit la couche sommitale ou supérieure de l'élément empilé 18 et la première couche diélectrique 18a définit la
couche de fond ou inférieure de l'élément empilé 18.
Sur la surface supérieure de la première couche diélectrique 18a, les bornes externes Ta à Tr sont prévues. Sur les surfaces supérieures des seconde, quatrième et treizième couches diélectriques 18b, 18d et
18m, des électrodes de masse Gpl à Gp3 sont respectivement prévues.
Sur les surfaces supérieures des troisième à sixième couches diélectriques ainsi que des dixième à douzième couches diélectriques 18c à 18f et 18j à 181, des électrodes de condensateur Cpl à Cp19 sont prévues. En outre, sur les surfaces supérieures des septième à neuvième couches diélectriques 18g à 18i, des électrodes microbande ST1 à ST26 sont prévues. Sur la surface supérieure de la quatorzième couche
diélectrique 18n, un câblage Li est prévu.
En outre, sur la surface inférieure de la quatorzième couche diélectrique (18nu sur la figure 10(g)), des zones La pour le montage des diodes Dll, D12, D21 et D22, des inducteurs L22 et L31, des condensateurs C22 et C41, des résistances R1 et R2 et des filtres SAW SAW1 et SAW2 et 17 sur la surface avant de l'élément empilé 18 sont prévues. Des électrodes de trou de via Vh sont formées en des positions prédéterminées dans les troisième à quatorzième couches diélectriques
18c à 18n.
Moyennant cette structure, I'inducteur Ll1 (voir la figure 2) du duplexeur 11 inclut des électrodes microbande ST4, STI3 et ST22 et l'inducteur L12 (voir la figure 2) inclut des électrodes microbande ST2, ST11 et ST21. Le condensateur Cl1 (voir la figure 2) inclut de préférence les électrodes de condensateur Cp16, Cp17 et Cp19. Le condensateur C12 (voir la figure 2) inclut de préférence les électrodes de condensateur Cp16, Cp18 et Cp19. Le condensateur C13 (voir la figure 2) inclut de préférence l'électrode de condensateur Cp4 et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2. Le condensateur C14 (voir la figure 2) inclut de préférence les électrodes de condensateur Cp7, Cp8 et Cp12. Le condensateur C15 (voir la figure 2) inclut de préférence les électrodes de condensateur Cp7 et Cp12 et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2. L'inducteur L21 (voir la figure 3) du premier commutateur haute fréquence 12 inclut les électrodes microbande ST7, ST17 et ST25, et I'inducteur L23 (voir la figure 2) inclut les électrodes microbande ST3 et ST12. Le condensateur C22 (voir la figure 3) inclut l'électrode de
condensateur Cp5 et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2.
L'inducteur L32 (voir la figure 4) du second commutateur haute fréquence 13 inclut les électrodes microbande ST6 et ST15. Le condensateur 032 (voir la figure 4) inclut l'électrode de condensateur Cp6
et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2.
L'inducteur L41 (voir la figure 5) du duplexeur SAW 14 inclut les électrodes microbande ST5, ST14 et ST23 et l'inducteur L42 (voir la figure 5) inclut les électrodes microbande ST1, ST10 et ST20. Le condensateur 042 (voir la figure 5) inclut l'électrode de condensateur Cp3 et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2, le condensateur 043 (voir la figure 5) inclut l'électrode de condensateur Cp2 et les électrodes de mise à la masse Gpl et Gp2 et le condensateur C44 (voir la figure 5) inclut l'électrode de condensateur Cpl et les électrodes de mise à la
masse Gpl et Gp2.
L'inducteur L51 (voir la figure 6) du premier filtre LC 15 inclut les électrodes microbande ST8, ST18 et ST26 et l'inducteur L52 (voir la figure 6) inclut les électrodes microbande ST9 et ST19. Le condensateur C51 (voir la figure 6) inclut les électrodes de condensateur Cp 11 et Cp14, le condensateur C52 (voir la figure 6) inclut les électrodes de condensateur Cp11 et Cp15 et le condensateur C53 (voir la figure 6) inclut l'électrode de condensateur Cpl 1 et l'électrode de mise à la masse Gp2. L'inducteur L61 (voir la figure 7) du second filtre LC 16 inclut les électrodes microbande ST16 et ST24. Le condensateur C61 (voir la figure 7) inclut les électrodes de condensateur Cp10 et Cp13, le condensateur C62 (voir la figure 7) inclut l'électrode de condensateur Cp9 et l'électrode de mise à la masse Gp2 et le condensateur C63 (voir la figure 7) inclut
l'électrode de condensateur Cp10 et l'électrode de mise à la masse Gp2.
Le fonctionnement du module haute fréquence 10 qui présente la
structure de circuit représentée sur la figure 1 sera décrit ensuite.
Lorsqu'un signal d'émission est émis depuis le DCS (la bande à 1,8 GHz), ou depuis le PCS (la bande à 1,9 GHz), une tension de 1 V est appliquée sur la borne de commande Vcl dans le premier commutateur haute fréquence 12, ce qui connecte le premier port P21 et le second port P22 dans le premier commutateur haute fréquence 12 pour émettre le signal d'émission qui est envoyé depuis le DOS ou qui est envoyé depuis le PCS, depuis l'antenne ANT au travers du premier filtre LC 15, du premier
commutateur haute fréquence 12 et du duplexeur 11.
Dans ce cas, le premier filtre LC 15 laisse passer le signal d'émission qui est envoyé depuis le DCS ou le PCS et atténue les harmoniques du signal d'émission. Dans le second commutateur haute fréquence 13, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vc2, ce qui invalide le second commutateur haute fréquence 13. Lorsqu'un signal d'émission est émis depuis le GSM (la bande à 900 MHz), une tension de 1 V est appliquée sur la borne de commande Vc2 dans le second commutateur haute fréquence 13, ce qui connecte le premier port P31 et le second port P32 dans le second commutateur haute fréquence 13 pour émettre le signal d'émission qui est envoyé depuis le GSM, depuis l'antenne ANT par l'intermédiaire du second filtre
LC 16, du second commutateur haute fréquence 13 et du duplexeur 11.
Dans ce cas, le second filtre LC 16 laisse passer le signal d'émission qui est envoyé depuis le GSM et atténue les harmoniques du signal d'émission. Dans le premier commutateur haute fréquence 12, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcl, ce qui
invalide le premier commutateur haute fréquence 12.
Lorsqu'un signal de réception pour le DCS est reçu, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcl dans le premier commutateur haute fréquence 12, ce qui connecte le premier port P21 et le troisième port P23 dans le premier commutateur haute fréquence 12, et le signal de réception DCS est envoyé sur le côté du second port P42 dans le duplexeur SAW 14 de telle sorte que le signal de réception de DCS qui est reçu par l'antenne ANT est envoyé sur la section de réception Rxd du DCS par l'intermédiaire du duplexeur 11, du premier
commutateur haute fréquence 12 et du duplexeur SAW 14.
Dans ce cas, le duplexeur SAW 14 laisse passer le signal de
réception de DCS et atténue les harmoniques du signal de réception.
Dans le second commutateur haute fréquence 13, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vc2, ce qui invalide le second
commutateur haute fréquence 13.
Lorsqu'un signal de réception pour le PCS est reçu, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcl dans le premier commutateur haute fréquence 12, ce qui connecte le premier port P21 et le troisième port P23 dans le premier commutateur haute fréquence 12, et le signal de réception PCS est envoyé sur le côté du troisième port P43 dans le duplexeur SAW 14 de telle sorte que le signal de réception de PCS qui est reçu par l'antenne ANT est envoyé sur la section de réception Rxp du PCS par l'intermédiaire du duplexeur 11, du premier
commutateur haute fréquence 12 et du duplexeur SAW 14.
Dans ce cas, le duplexeur SAW 14 laisse passer le signal de
réception de PCS et atténue les harmoniques du signal de réception.
Dans le second commutateur haute fréquence 13, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vc2, ce qui invalide le second
commutateur haute fréquence 13.
Lorsqu'un signal de réception pour le GSM est reçu, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vc2 dans le second commutateur haute fréquence 13, ce qui connecte le premier port P31 et le troisième port P33 dans le second commutateur haute fréquence 13, d'o l'envoi du signal de réception GSM qui est reçu par l'antenne ANT sur la section de réception Rxg du GSM par l'intermédiaire du duplexeur
11, du second commutateur haute fréquence 13 et du filtre SAW 17.
Dans ce cas, le filtre SAW 17 laisse passer le signal de réception de GSM et atténue les harmoniques du signal de réception. Dans le premier commutateur haute fréquence 12, une tension de 0 V est appliquée sur la borne de commande Vcl, ce qui invalide le premier
commutateur haute fréquence 12.
Conformément au module haute fréquence du mode de réalisation préféré qui a été décrit ci-avant, puisque le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont prévus, et que le duplexeur SAW sépare la section de réception du premier système de communication et la section de réception du second système de communication, le nombre de commutateurs haute fréquence est réduit. En tant que résultat, le nombre de diodes qui sont utilisées est réduit et la consommation d'énergie des modules haute fréquence est fortement réduite. En outre, un courant n'est pas requis pendant une
opération de réception de signal.
Puisque le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW qui constituent le module haute fréquence sont intégrés dans l'élément empilé qui est obtenu en empilant une pluralité de couches en feuilles qui sont formées en une céramique, la caractéristique d'adaptation, la caractéristique d'atténuation ou la caractéristique d'isolation de chaque composant est obtenue. Par conséquent, un circuit d'adaptation n'est pas requis entre le duplexeur et les premier et second commutateurs haute fréquence ou entre le premier commutateur haute fréquence et le duplexeur SAW. Par conséquent, le module haute fréquence est très compact. Selon un exemple de modes de réalisation préférés de la présente invention, l'élément empilé résultant présente des dimensions approchées de 7,0 millimètres sur 5,0 millimètres sur 1,8 millimètres et l'élément empilé inclut le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence, le duplexeur SAW, les
premier et second filtres LC et le filtre SAW.
Le duplexeur inclut de préférence des inducteurs et des condensateurs. Les premier et second commutateurs haute fréquence
incluent de préférence des diodes, des inducteurs et des condensateurs.
Le duplexeur SAW inclut de préférence des filtres SAW et des lignes de transmission. Les premier et second filtres LC incluent de préférence des inducteurs et des condensateurs. Tous ces éléments sont de préférence incorporés dans ou montés sur l'élément empilé et sont de préférence connectés par des éléments de connexion qui sont situés à l'intérieur de l'élément empilé. Par conséquent, le module haute fréquence est défini au moyen d'un unique élément empilé et il est très compact. En outre, une perte générée par des câblages pour connecter des composants est fortement réduite et en tant que résultat, la perte du module haute
fréquence complet est fortement réduite.
Puisque les longueurs des inducteurs et des lignes de transmission qui sont incorporés dans l'élément empilé sont réduites du fait d'un effet de réduction de longueur d'ondes, les pertes d'insertion de
ces inducteurs et de ces lignes de transmission sont fortement réduites.
Par conséquent, un module haute fréquence compact et à pertes faibles peut être fabriqué et un appareil de communication mobile compact et haute performance sur lequel le module haute fréquence est monté peut
également être fabriqué.
La figure 11 est un schéma fonctionnel qui représente une partie de la structure d'un téléphone portable tribande qui est un appareil de communication mobile. Dans ce téléphone, un DOS qui utilise la bande à 1, 8 GHz, un PCS qui utilise la bande à 1,9 GHz et un GSM qui utilise la
bande à 900 MHz sont de préférence combinés.
Le téléphone portable tribande 30 est muni du module haute fréquence 10 (voir la figure 1) o une antenne ANT et les sections d'extrémité avant du DOS, du PCS et du GSM sont intégrées, d'une section d'émission Txdp qui est partagée par le DOS et par le PCS, d'une section de réception Rxp du PCS, d'une section de réception Rxd du DCS, d'une section d'émission Txg du GSM et d'une section de réception
Rxg du GSM.
Le port Pll du module haute fréquence 10 est connecté à l'antenne ANT et les ports P43, P42, P52, P62 et P72 sont connectés à la section de réception Rxp du PCS, à la section de réception Rxd du DCS, à la section d'émission Txdp qui est commune pour le DOS et par le PCS, à la section d'émission Txg du GSM et à la section de réception Rxg du
GSM, de façon respective.
Conformément au téléphone portable tribande qui a été décrit ci-
avant, puisque le module haute fréquence réduit fortement la consommation d'énergie et ne nécessite pas un courant pendant la réception, I'appareil de communication mobile qui comporte ce module haute fréquence peut présenter une consommation d'énergie faible et n'utilise pas un quelconque courant pendant l'attente d'un appel. En tant que résultat, un accumulateur monté dans l'appareil de communication
mobile peut être utilisé pendant une période beaucoup plus longue.
En outre, puisque le module haute fréquence compact et à pertes faibles est utilisé, I'appareil de communication mobile qui comporte ce module haute fréquence est très compact et il procure une performance excellente. Dans le module haute fréquence des divers modes de réalisation préférés qui ont été décrits ci-avant, I'élément empilé inclut de préférence dans son intérieur tous les éléments du duplexeur et une partie des éléments des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW, et les éléments restants des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont montés sur l'élément empilé. Une structure dans laquelle tous les éléments du duplexeur, des premier et second commutateurs haute fréquence et du duplexeur SAW sont montés sur la même carte de circuit imprimé peut être utilisée. Selon une variante, une structure dans laquelle tous les éléments du duplexeur et une partie des éléments des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont incorporés dans un élément empilé et les éléments restants des premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont montés sur la
même carte de circuit imprimé peut être utilisée.
Dans le cas mentionné ci-avant, les unités de conversion de phase du duplexeur SAW sont de préférence définies par des éléments à constantes groupées qui sont obtenus en combinant des inducteurs et des condensateurs. Même si les unités de conversion de phase sont définies par des éléments à constantes distribuées tels que des lignes
microbande, les mêmes avantages sont obtenus.
Dans le cas mentionné ci-avant, les filtres SAW sont montés sur la surface avant de l'élément empilé. Ils peuvent être montés dans une cavité qui est formée sur la surface inférieure ou sur chaque surface de
l'élément empilé.
Dans le cas mentionné ci-avant, les filtres SAW sont des éléments
de puce nue mais ils peuvent également être disposés dans un module.
Bien que la présente invention ait été plus particulièrement présentée et décrite par report à ses modes de réalisation préférés, il sera bien entendu par l'homme de l'art que les modifications qui précèdent ainsi que d'autres modifications au niveau de la forme et des détails peuvent être apportées sans que l'on s'écarte ni de l'esprit, ni du cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Module haute fréquence caractérisé en ce qu'il comprend: des sections d'extrémité avant (10) de premier, second et troisième systèmes de communication présentant des fréquences qui sont différentes les unes des autres, les sections d'extrémité avant (10) de premier, second et troisième systèmes de communication étant intégrées ensemble et incluant: un duplexeur (11) qui est agencé de façon à coupler un signal d'émission qui est envoyé depuis n'importe lequel des premier, second et troisième systèmes de communication sur une antenne pendant une émission et qui est agencé de manière à distribuer un signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne sur n'importe lequel des premier à troisième systèmes de communication pendant une réception; un premier commutateur haute fréquence (12) qui est agencé pour séparer une section d'émission pour les premier et second systèmes de communication et des sections de réception pour les premier et second systèmes de communication; un duplexeur à onde acoustique de surface ou SAW (14) qui est agencé de manière à séparer une section de réception pour le premier système de communication et une section de réception pour le second système de communication; et un second commutateur haute fréquence (13) qui est agencé pour séparer une section d'émission et une section de réception pour le
troisième système de communication.
2. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un filtre pris parmi un premier filtre (15) qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis les premier et second systèmes de communication, un second filtre (16) qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis le troisième système de communication et un troisième filtre (17) qui est agencé de manière à laisser passer un
signal de réception pour le troisième système de communication.
3. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le duplexeur SAW (14) inclut un filtre SAW (17) et un
composant de conversion de phase (141) connecté au filtre SAW.
4. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de communication est un DCS qui utilise une bande à 1, 8 GHz, le second système de communication est un PCS qui utilise une bande à 1,9 GHz, et un GSM qui utilise une bande a 900 MHz. 5. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un corps empilé (18) qui inclut une pluralité de feuilles empilées, le duplexeur (11), les premier et second commutateurs haute fréquence (12, 13) et le duplexeur SAW (14) étant
disposés à l'intérieur du corps empilé ou sur celui-ci.
6. Module haute fréquence selon la revendication 5, caractérisé en ce que le duplexeur (11) est disposé en totalité à l'intérieur du corps empilé (18) et les premier et second commutateurs haute fréquence (12, 13) ainsi que le duplexeur SAW sont chacun disposés partiellement à
l'intérieur du corps empilé.
7. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le duplexeur (11) inclut des inducteurs (LIl, L12) et des
condensateurs(C1 1-C15).
8. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des premier et second commutateurs haute fréquence (12, 13) inclut des diodes(D11, D12, D21, D22), des inducteurs (L21-L23,
L31, L32) et des condensateurs (C21, C22, C31).
9. Module haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le duplexeur SAW (14) inclut des filtres SAW (17) et des lignes
de transmission.
10. Module haute fréquence caractérisé en ce qu'il comprend: des sections d'extrémité avant (10) de premier, second et troisième systèmes de communication présentant des fréquences qui sont différentes les unes des autres, les sections d'extrémité avant (10) incluant: un duplexeur (11) qui est agencé de façon à coupler un signal d'émission qui est envoyé depuis n'importe lequel des premier, second et troisième systèmes de communication sur une antenne pendant une émission et qui est agencé de manière à distribuer un signal de réception qui est envoyé depuis l'antenne sur n'importe lequel des premier à troisième systèmes de communication pendant une réception; un premier commutateur haute fréquence (12) qui est agencé pour séparer une section d'émission pour les premier et second systèmes de communication et des sections de réception pour les premier et second systèmes de communication; un duplexeur à onde acoustique de surface ou SAW (14) qui est agencé de manière à séparer une section de réception pour le premier système de communication et une section de réception pour le second système de communication; et un second commutateur haute fréquence (13) qui est agencé pour séparer une section d'émission et une section de réception pour le troisième système de communication; dans lequel le duplexeur, les premier et second commutateurs haute fréquence et le duplexeur SAW sont intégrés ensemble de manière à définir un élément empilé (18) qui inclut une pluralité de couches en
feuilles empilées.
1 1. Module haute fréquence selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que tous les éléments du duplexeur et certains des éléments des premier et second commutateurs haute fréquence et du duplexeur SAW sont disposés à l'intérieur de l'élément empilé (18), et les éléments restants des premier et second commutateurs haute fréquence
et du duplexeur SAW sont montés sur l'élément empilé (18).
12. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un filtre pris parmi un premier filtre (15) qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis les premier et second systèmes de communication, un second filtre (16) qui est agencé de manière à laisser passer un signal d'émission qui est envoyé depuis le troisième système de communication et un troisième filtre (17) qui est agencé de manière à laisser passer un signal de réception pour le troisième système de communication. 13. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que le duplexeur SAW (14) inclut un filtre SAW (17) et
un composant de conversion de phase (141) connecté au filtre SAW.
14. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier système de communication est un DCS qui utilise une bande à 1,8 GHz, le second système de communication est un PCS qui utilise une bande à 1,9 GHz, et un GSM qui utilise une bande
à 900 MHz.
15. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que le duplexeur (11) inclut des inducteurs (L11, L12) et
des condensateurs(C11-C15).
16. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacun des premier et second commutateurs haute fréquence (12, 13) inclut des diodes(D11, D12, D21, D22), des inducteurs
(L21-L23, L31, L32) et des condensateurs (C21, C22, C31).
17. Module haute fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que le duplexeur SAW (14) inclut des filtres SAW (17)
et des lignes de transmission.
18. Appareil de communication mobile caractérisé en ce qu'il comprend: un module haute fréquence selon la revendication 1 qui est agencé de manière à définir les sections d'extrémité avant des premier à troisième systèmes de communication; des sections de réception pour les premier à troisième systèmes de communication; et des sections d'émission pour les premier à troisième systèmes de communication; 19. Appareil de communication mobile caractérisé en ce qu'il comprend: un module haute fréquence selon la revendication 1 qui est agencé de manière à définir les sections d'extrémité avant des premier à troisième systèmes de communication; des sections de réception pour les premier à troisième systèmes de communication; et des sections d'émission pour les premier à troisième systèmes de communication.
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