WO2006048096A1 - Frequenzweiche - Google Patents

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WO2006048096A1
WO2006048096A1 PCT/EP2005/010840 EP2005010840W WO2006048096A1 WO 2006048096 A1 WO2006048096 A1 WO 2006048096A1 EP 2005010840 W EP2005010840 W EP 2005010840W WO 2006048096 A1 WO2006048096 A1 WO 2006048096A1
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WO
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signal path
filter
resonator
parallel
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PCT/EP2005/010840
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Edgar Schmidhammer
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TDK Electronics AG
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Epcos AG
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Publication date
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    • H03H9/0023—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output
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    • H03H9/0023—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output
    • H03H9/0028—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns, or networks having balanced input and output using surface acoustic wave devices
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    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/703—Networks using bulk acoustic wave devices
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    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • the invention relates to a crossover, the z. B. can be used in the front-end circuit of a portable mobile device.
  • a crossover with thin-film resonators is z. B. from document EP 1058383 A3.
  • WO 2004/047290 A1 discloses a front-end circuit with a crossover network in which a ⁇ / 4 line arranged in the reception path and connected upstream of a bandpass filter is used as the phase shifter.
  • Object of this invention is to provide a crossover with ei ⁇ nem space-saving phase shifter and good isolation between different signal paths.
  • the invention provides a crossover with an antenna connection and two signal paths, in each of which a bandpass filter is arranged.
  • a bandpass filter In one of the signal paths (eg in the second signal path) is between the antenna port and arranged the bandpass filter suitable as a phase shifter matching circuit.
  • the matching circuit has a transverse branch to the ground, in which a first impedance component is arranged.
  • a parallel connection of a resonator operating with acoustic waves and a second impedance component is arranged in the signal path.
  • the resonator operating with acoustic waves is a thin-film resonator operating with bulk acoustic waves.
  • the resonator operating with acoustic waves comprises in another variant at least one transducer operating with surface acoustic waves.
  • the matching circuit essentially functions as a phase shifter, preferably a 180 ° phase shifter, and generates an open end at the input of the filter connected downstream of it in the passage region of the other (first) signal path. H. of the second filter arranged in the second signal path.
  • the matching circuit partly in the first and partly in the second signal path.
  • the matching circuit can realize a phase rotation of less than 180 ° (between the antenna connection and the input of the second bandpass filter).
  • the invention has the advantage of good isolation between the signal paths in a space-saving design of the Pha ⁇ senschiebers.
  • a component according to the invention is characterized by a high ESD strength because some of the energy can flow away via the shunt arm to ground.
  • the crossover preferably represents a duplexer.
  • the first signal path is preferably a transmission path and the second signal path is a reception path.
  • the crossover may alternatively a diplexer z. B. represent the separation of the signals from two radio bands.
  • an impedance component is understood to mean an electrical component which has a complex impedance.
  • the impedance component may be a single circuit element such as. B. an inductance, a capacitance or a thin film resonator, or the combination tion (series or parallel) of these Wegungsele ⁇ elements represent.
  • As impedance component can, for. Example, be used as a series resonant circuit or parallel resonant circuit LC element.
  • a series impedance component may, for. B. be arranged between the An ⁇ final node of the shunt branch and the input of the second filter.
  • Another Serienimpedanzkomponen ⁇ te can z. B. be arranged between the antenna terminal and the An ⁇ terminal node of the shunt branch.
  • the transverse branch can be connected directly to the antenna connection.
  • the parallel connection of the thin-film resonator and the second impedance component or a circuit which consists of all components connected in series in the second signal path has a resonant frequency which lies in the passage region of the second filter.
  • the first impedance component arranged in the shunt branch can represent a capacitance, an inductance or a thin-film resonator.
  • the first impedance component can also include an inductance and a capacitance (or a thin-film resonator), which are connected in parallel with one another and form a parallel resonant circuit.
  • the parallel resonant circuit arranged in the transverse branch has a resonance frequency which lies in the passage region of the second filter.
  • first signal path adaptation elements for. B. Induk ⁇ activities can be provided, which can be arranged before or after the first Fil ⁇ ter.
  • second signal path arranged after the second filter adaptation elements, for. B. In ⁇ duktterrorismen be provided.
  • the bandpass filters are preferably constructed in ladder or (in particular in the case of symmetrical signal routing) lattice-type construction from thin-film resonators.
  • a ladder-type filter series resonators arranged in the signal path and parallel resonators arranged in shunt branches are provided.
  • the shunt arms connect the signal path to ground or to two signal paths.
  • the parallel resonator can be connected in series in the respective transverse branch with a further impedance component, preferably an inductance.
  • a further impedance component preferably an inductance.
  • Two different shunt branches of the same filter can be replaced by an additional impedance component, for. B. an inductance, a capacitance or a line section can be electrically coupled together.
  • the thin-film resonators of the second filter and the thin-film resonator arranged in the matching circuit are formed on a common chip.
  • the resonant frequency of the thin film resonator arranged in the matching circuit preferably corresponds to the resonant frequency of the series resonators of the second filter arranged in the second signal path.
  • the first impedance component may be an ESD protection element, e.g. B. represent a varistor or an inductance and serve for the derivation of an antenna side occurring overvoltage ge gen mass.
  • ESD protection element e.g. B. represent a varistor or an inductance and serve for the derivation of an antenna side occurring overvoltage ge gen mass.
  • the first and / or the second filter may be designed as a balun with an asymmetrical and a symmetrical electric gate.
  • the first filter (preferably transmitting filter) works with acoustic bulk waves and the second filter (preferably receiving filter) with acoustic Oberflä ⁇ chenwellen.
  • FIG. 1 shows an exemplary matching circuit with a shunt branch to the ground and a thin-film resonator in the second signal path;
  • FIG. 2 shows a crossover with a further matching circuit;
  • FIG. 3 shows a crossover network with bandpass filters formed in ladder-type construction and an adaptation circuit arranged on the antenna side in the second signal path.
  • FIGS. 4, 5 each show a transmission path with a balun implemented therein
  • FIG. 1 shows a matching circuit MA with a thin-film resonator R 1 arranged in the second signal path S2 and a shunt branch which connects the second signal path S2 to the ground.
  • a first impedance component is arranged, which is selected here as the inductance L1.
  • Parallel to the thin film resonator Rl is an inductance L3 maral ⁇ tet, which represents a second impedance component in the sense of this Er ⁇ invention.
  • the inductance Ll is connected in this variant directly to the antenna connection ANT.
  • a first signal path which can also be connected to the antenna ANT parallel to the second signal path S2.
  • FIG. 2 shows a crossover network which has a first S1 and a second S2 signal path.
  • the first signal path Sl connects the antenna terminal ANT and the first terminal Pl of the crossover network.
  • the second signal path S2 connects the antenna terminal ANT and the second terminal P2 of the crossover network.
  • a first bandpass filter Fl and in the second signal path S2 a second bandpass filter F2 is arranged in the first signal path Sl.
  • the matching circuit MA is arranged in the second signal path S2 between the antenna terminal ANT and the input of the second filter F2.
  • the adjustment sungsscrien MA has a shunt branch to the ground, in which the first impedance component Zl is arranged.
  • the parallel connection of a thin-film resonator R1 and a second impedance component Z3 is arranged, which is connected in series with a further impedance component Z2.
  • the impedance component Z2 is arranged between said parallel connection and the connection node of the shunt branch.
  • the matching circuit MA is at most permeable in the passage region of the second filter F2 and preferably has the maximum blocking in the passband of the first filter F1.
  • the impedance values of the impedance components are chosen to satisfy this condition.
  • a crossover is shown, which is designed as a duplexer.
  • the transmission path TX corresponds to the first signal path S1 and the reception path RX to the second signal path S2.
  • the transmission path TX is connected to the transmission input TX-IN and the reception path to the reception output RX-OUT.
  • the filters F1, F2 have a ladder-type arrangement of thin-film resonators.
  • the resonators arranged in the signal path are series resonators, and the resonators arranged in the transverse branches of the filter are parallel resonators.
  • the parallel resonators are in each case connected in series with an impedance component Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10 to ground.
  • Various transverse branches are coupled to one another by means of the impedance components Z14, Z15, Z16, Z17. With the coupling of the parallel branches, it is possible, for example, to bring about additional pole points in the transfer function of the circuit for the purpose of suppressing signals outside the passband in the respective signal path.
  • the impedance components provide in particular for the magnification of the bandwidth of the respective bandpass filter.
  • the impedance components Z1 to Z17 are preferably inductors or capacitors.
  • the impedance components Z14, Z15, Z16, Z17 can each represent a line section in a variant.
  • the matching circuit MA additionally has an impedance component Z13 arranged in the receiving path on the antenna side.
  • the resonance or series resonance of the series circuit of the impedance components Z13, Z2 and the resonator Rl preferably corresponds to a fürgangsfrequ ⁇ enz the second filter F2.
  • the frequency of the parallel resonance of the parallel circuit of the resonator Rl and the second impedance component Z3 preferably lies in the passband of the first filter F1, which improves the isolation of the two signal paths TX, RX in the transmission mode.
  • the first filter Fl is connected in series with impedance components ZI1 and Z12, which together with the impedance components Z9, Z10 and Z14 form a matching network for the transmission path TX.
  • the second filter F2 is connected in series with an output-side impedance component Z4.
  • the impedance components Z4 to Z8, Z15, Z16, Z17 and the matching circuit MA form an adaptation network for the reception path RX.
  • the resonator Rl preferably has the same layer structure and also the same resonant frequency as the resonators used in the filter F2, in particular series resonators. But it is also possible to choose a different layer structure in the resonator Rl and thereby its resonance frequency to shift relative to the resonance frequency of the series resonators of the reception filter F2.
  • the transmission filter F1 and the reception filter F2 are each arranged on one chip.
  • the matching circuit is preferably realized on or in the chip on which the receiving filter F2 is realized.
  • the impedance components Z1 to Z17 are buried in the same substrate or arranged on this substrate on which the associated bandpass filter is realized. It is also possible to realize the crossover completely as a chip component which is preferably suitable for surface mounting.
  • FIG. 4 shows a variant of the invention in which the first filter F1 is designed to be electrically symmetrical (balanced) in the form of a lattice type structure with two series branches and at least one shunt branch connecting the series branches.
  • a balun BA is arranged between the first filter Fl and the antenna connection.
  • a matching impedance ZIl is arranged in the asymmetrical (unbalanced) trained antenna-side part of the transmission path TX.
  • the symmetrical (ba ⁇ lanced) formed antenna-side part of the transmission path has two signal paths TXl, TX2, each with an adaptation impedance Z12a, Z12b arranged therein.
  • FIG. 5 shows a variant of the invention in which the first filter F1 has a resonator stack with two acoustically coupled resonators and galvanically decoupled resonators through this layer.
  • the resonator stack is connected as a balun.
  • the balun functionality can also be implemented elsewhere in the transmission path TX.
  • the impedance components ZI1, Z12a, Z12b can each be realized as an LC circuit.
  • a reception path RX and a reception filter or second filter F2 can also be realized according to FIGS. 4 or 5.
  • the invention is not limited to the number of elements presented in the figures, in particular the number of parallel branches or the number of resonators per filter.
  • the matching circuit MA may include further components suitable for phase shifting.
  • the matching circuit MA or the respective filter with a ladder-type or lattice-type structure can have more than just one shunt branch.
  • Z4 to Z12, Z14 to Z17 further impedance components

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frequenzweiche mit einem Anten-nenanschluss (ANT), einem ersten Signalpfad (S1) und einem zweiten Signalpfad (S2). Im ersten Signalpfad (S1) ist ein erstes Bandpassfilter (F1) und im zweiten Signalpfad (S2) ein zweites Bandpassfilter (F2) angeordnet. Im zweiten Signalpfad (S2) ist antennenseitig eine Anpassschaltung (MA) angeordnet, die einen Querzweig zur Masse mit einer ersten Impedanzkompo-nente (Z1) aufweist. In der Anpassschaltung (MA) ist ferner eine Parallelschaltung eines Dünnschichtresonators (R1) und einer zweiten Impedanzkomponente (Z3) angeordnet. Die Anpass-schaltung (MA) erzeugt ein offenes Ende am Eingang des zwei-ten Filters (F2) im Durchgangsbereich des ersten Filters (F1).

Description

Beschreibung
Frequenzweiche
Die Erfindung betrifft eine Frequenzweiche, die z. B. in der Frontendschaltung eines tragbaren Mobilfunkgeräts eingesetzt werden kann.
Eine Frequenzweiche mit Dünnschichtresonatoren ist z. B. aus der Druckschrift EP 1058383 A3 bekannt.
Aus der Druckschrift WO 2004/047290 Al ist eine Frontend¬ schaltung mit einer Frequenzweiche bekannt, bei der als Pha¬ senschieber eine im Empfangspfad angeordnete und einem Band¬ passfilter vorgeschaltete λ/4-Leitung verwendet wird.
Aus der Druckschrift EP 0 788 182 A2 ist ein MWK-Duplexer (MWK = Mikrowellenkeramik) mit dielektrischen Resonatoren be¬ kannt, bei dem ein 180°-Phasenschieber anstelle einer λ/4- Leitung LC-Elemente aufweist.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Frequenzweiche mit ei¬ nem platzsparenden Phasenschieber und einer guten Isolation zwischen verschiedenen Signalpfaden anzugeben.
Diese Aufgabe ist durch eine Frequenzweiche mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er¬ findung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.
Die Erfindung gibt eine Frequenzweiche mit einem Antennenan- schluss und zwei Signalpfaden an, in denen jeweils ein Band¬ passfilter angeordnet ist. In einem der Signalpfade (z. B. im zweiten Signalpfad) ist zwischen dem Antennenanschluss und dem Bandpassfilter eine als Phasenschieber geeignete Anpass¬ schaltung angeordnet. Die Anpassschaltung weist einen Quer¬ zweig zur Masse auf, in dem eine erste Impedanzkomponente an¬ geordnet ist. In der Anpassschaltung ist im Signalpfad eine Parallelschaltung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Resonators und einer zweiten Impedanzkomponente angeordnet.
Der mit akustischen Wellen arbeitende Resonator ist in einer Variante ein mit akustischen Volumenwellen arbeitender Dünn¬ schichtresonator. Der mit akustischen Wellen arbeitende Reso¬ nator umfasst in einer anderen Variante mindestens einen mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Wandler.
Die AnpassSchaltung funktioniert im Wesentlichen als ein Pha¬ senschieber, vorzugsweise ein 180°-Phasenschieber und erzeugt im Durchgangsbereich des anderen (ersten) Signalpfads ein of¬ fenes Ende am Eingang des ihr nachgeschalteten Filters, d. h. des im zweiten Signalpfad angeordneten zweiten Filters.
In einer Variante der Erfindung ist es möglich, die Anpass¬ schaltung teilweise im ersten und teilweise im zweiten Sig¬ nalpfad anzuordnen. Die Anpassschaltung kann (zwischen dem Antennenanschluss und dem Eingang des zweiten Bandpassfil¬ ters) eine Phasendrehung von weniger als 180° realisieren.
Die Erfindung hat den Vorteil einer guten Isolation zwischen den Signalpfaden bei einer platzsparenden Ausbildung des Pha¬ senschiebers. Ein Bauteil gemäß Erfindung zeichnet sich durch eine hohe ESD-Festigkeit aus, weil ein Teil der Energie über den Querzweig gegen Masse abfließen kann.
Die Frequenzweiche stellt vorzugsweise einen Duplexer dar. Dabei ist der erste Signalpfad vorzugsweise ein Sendepfad und der zweite Signalpfad ein Empfangspfad. Die Frequenzweiche kann alternativ einen Diplexer z. B. zur Trennung der Signale von zwei Funkbändern darstellen.
Unter einer Impedanzkomponente versteht man im Sinne der vor¬ liegenden Erfindung eine elektrische Komponente, die eine komplexe Impedanz aufweist . Die Impedanzkomponente kann ein einzelnes Schaltungselement wie z. B. eine Induktivität, eine Kapazität oder einen Dünnschichtresonator, oder die Kombina¬ tion (Serien- oder Parallelschaltung) dieser Schaltungsele¬ mente darstellen. Als Impedanzkomponente kann z. B. ein als Serienresonanzkreis oder Parallelresonanzkreis ausgebildetes LC-Glied verwendet werden.
Im zweiten Signalpfad können neben der Parallelschaltung des Dünnschichtresonators und der zweiten Impedanzkomponente auch weitere Serienimpedanzkomponenten angeordnet sein, die vor¬ zugsweise als Induktivitäten oder Kapazitäten gewählt sind. Eine Serienimpedanzkomponente kann z. B. zwischen dem An¬ schlussknoten des Querzweiges und dem Eingang des zweiten Filters angeordnet sein. Eine weitere Serienimpedanzkomponen¬ te kann z. B. zwischen dem Antennenanschluss und dem An¬ schlussknoten des Querzweiges angeordnet sein. Der Querzweig kann in einer Variante direkt an den Antennenanschluss ange¬ schlossen sein.
Es ist vorteilhaft, wenn die Parallelschaltung des Dünn¬ schichtresonators und der zweiten Impedanzkomponente bzw. ei¬ ne Schaltung, die aus allen im zweiten Signalpfad hinterein¬ ander geschalteten Komponenten besteht, eine Resonanzfrequenz aufweist, die im Durchgangsbereich des zweiten Filters liegt. Die im Querzweig angeordnete erste Impedanzkomponente kann eine Kapazität, eine Induktivität oder einen Dünnschichtreso¬ nator darstellen. Die erste Impedanzkomponente kann auch eine Induktivität und eine Kapazität (oder einen Dünnschichtreso¬ nator) umfassen, die parallel miteinander verschaltet sind und einen Parallelresonanzkreis bilden.
Es ist vorteilhaft, wenn der im Querzweig angeordnete Paral¬ lelresonanzkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die im Durchgangsbereich des zweiten Filters liegt.
Im ersten Signalpfad können Anpassungselemente, z. B. Induk¬ tivitäten vorgesehen sein, die vor oder nach dem ersten Fil¬ ter angeordnet sein können. Im zweiten Signalpfad können nach dem zweiten Filter angeordnete Anpassungselemente, z. B. In¬ duktivitäten vorgesehen sein.
Die Bandpassfilter sind vorzugsweise in Ladder- oder (insbe¬ sondere bei symmetrischer Signalführung) Latticetype Bauweise aus Dünnschichtresonatoren aufgebaut. Bei einem Laddertype- Filter sind im Signalpfad angeordnete Serienresonatoren sowie in Querzweigen angeordnete Parallelresonatoren vorgesehen. Die Querzweige verbinden den Signalpfad mit Masse oder zwei Signalpfade miteinander.
Der Parallelresonator kann im jeweiligen Querzweig in Serie mit einer weiteren Impedanzkomponente, vorzugsweise einer In¬ duktivität geschaltet sein. Zwei verschiedene Querzweige des¬ selben Filters können durch eine zusätzliche Impedanzkompo¬ nente, z. B. eine Induktivität, eine Kapazität oder einen Leitungsabschnitt elektrisch miteinander verkoppelt sein. In einer vorteilhaften Variante sind die Dünnschichtresonato¬ ren des zweiten Filters sowie der in der Anpassungsschaltung angeordnete Dünnschichtresonator auf einem gemeinsamen Chip ausgebildet. Die Resonanzfrequenz des in der Anpassungsschal¬ tung angeordneten Dünnschichtresonators entspricht vorzugs¬ weise der Resonanzfrequenz der im zweiten Signalpfad angeord¬ neten Serienresonatoren des zweiten Filters.
Die erste Impedanzkomponente kann ein ESD-Schutzelement, z. B. einen Varistor oder eine Induktivität darstellen und zur Ableitung einer antennenseitig auftretenden Überspannung ge¬ gen Masse dienen.
Das erste und/oder das zweite Filter kann als ein Balun mit einem unsymmetrischen und einem symmetrischen elektrischen Tor ausgeführt sein.
In einer Variante arbeitet das erste Filter (vorzugsweise Sendefilter) mit akustischen Volumenwellen und das zweite Filter (vorzugsweise Empfangsfilter) mit akustischen Oberflä¬ chenwellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert . Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreu¬ er Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematisch
Figur 1 eine beispielhafte Anpassungsschaltung mit einem Querzweig zur Masse und einem Dünnschichtresonator im zweiten Signalpfad; Figur 2 eine Frequenzweiche mit einer weiteren Anpassungs- schaltung;
Figur 3 eine Frequenzweiche mit in Laddertype Bauweise aus¬ gebildeten Bandpassfiltern und einer im zweiten Signalpfad antennenseitig angeordneten Anpassungsschaltung.
Figuren 4, 5 jeweils einen Sendepfad mit einem darin reali¬ sierten Balun
Figur 1 zeigt eine Anpassungsschaltung MA mit einem im zwei¬ ten Signalpfad S2 angeordneten Dünnschichtresonator Rl und einem Querzweig, der den zweiten Signalpfad S2 mit der Masse verbindet . Im Querzweig ist eine erste Impedanzkomponente an¬ geordnet, die hier als Induktivität Ll gewählt ist. Parallel zum Dünnschichtresonator Rl ist eine Induktivität L3 geschal¬ tet, die eine zweite Impedanzkomponente im Sinne dieser Er¬ findung darstellt. Die Induktivität Ll ist in dieser Variante direkt an den Antennenanschluss ANT angeschlossen. Nicht dar¬ gestellt ist hier ein erster Signalpfad, der parallel zum zweiten Signalpfad S2 ebenfalls an die Antenne ANT ange¬ schlossen werden kann.
In Figur 2 ist eine Frequenzweiche gezeigt, die einen ersten Sl und einen zweiten S2 Signalpfad aufweist. Der erste Sig¬ nalpfad Sl verbindet den Antennenanschluss ANT und den ersten Anschluss Pl der Frequenzweiche. Der zweite Signalpfad S2 verbindet den Antennenanschluss ANT und den zweiten Anschluss P2 der Frequenzweiche. Im ersten Signalpfad Sl ist ein erstes Bandpassfilter Fl und im zweiten Signalpfad S2 ein zweites Bandpassfilter F2 angeordnet. Die Anpassungsschaltung MA ist im zweiten Signalpfad S2 zwischen dem Antennenanschluss ANT und dem Eingang des zweiten Filters F2 angeordnet. Die Anpas- sungsschaltung MA weist einen Querzweig zur Masse auf, in dem die erste Impedanzkomponente Zl angeordnet ist. Im zweiten Signalpfad S2 sind ist die Parallelschaltung eines Dünn¬ schichtresonators Rl und einer zweiten Impedanzkomponente Z3 angeordnet, die in Serie mit einer weiteren Impedanzkomponen¬ te Z2 geschaltet ist. Die Impedanzkomponente Z2 ist zwischen der genannten Parallelschaltung und dem Anschlussknoten des Querzweigs angeordnet.
Die Anpassungsschaltung MA ist maximal durchlässig im Durch¬ lassbereich des zweiten Filters F2 und weist im Durchlassbe¬ reich des ersten Filters Fl vorzugsweise die maximale Sper¬ rung auf . Die Impedanzwerte der Impedanzkomponenten sind so gewählt, um diese Bedingung zu erfüllen.
In Figur 3 ist eine Frequenzweiche gezeigt, die als Duplexer ausgebildet ist. Der Sendepfad TX entspricht dem ersten Sig¬ nalpfad Sl und der Empfangspfad RX dem zweiten Signalpfad S2. Der Sendepfad TX ist an den Sendeeingang TX-IN und der Emp¬ fangspfad an den Empfangsausgang RX-OUT angeschlossen.
Die Filter Fl, F2 weisen eine Laddertype Anordnung von Dünn¬ schichtresonatoren auf. Die im Signalpfad angeordneten Reso¬ natoren sind Serienresonatoren und die in den Querzweigen des Filters angeordneten Resonatoren sind Parallelresonatoren. Die Parallelresonatoren sind jeweils in Serie mit einer Impe¬ danzkomponente Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, ZlO gegen Masse geschal¬ tet. Verschiedene Querzweige sind aneinander mittels den Im¬ pedanzkomponenten Z14, Z15, Z16, Z17 gekoppelt. Mit der Ver- kopplung der Parallelzweige gelingt es beispielsweise, in der Übertragungsfunktion der Schaltung zusätzliche Polstellen zur Unterdrückung von Signalen außerhalb des Passbands im jewei¬ ligen Signalpfad herbeizuführen. Die Impedanzkomponenten sorgen insbesondere für die Vergröße¬ rung der Bandbreite des jeweiligen Bandpassfilters. Die Impe¬ danzkomponenten Zl bis Z17 sind vorzugsweise Induktivitäten oder Kapazitäten. Die Impedanzkomponenten Z14, Z15, Z16, Z17 können in einer Variante jeweils einen Leitungsabschnitt dar¬ stellen.
Die Anpassungsschaltung MA weist im Unterschied zu Figur 2 zusätzlich eine im Empfangspfad antennenseitig angeordnete Impedanzkomponente Z13 auf. Die Resonanz bzw. Serienresonanz der Serienschaltung der Impedanzkomponenten Z13, Z2 und des Resonators Rl entspricht vorzugsweise einer Durchgangsfrequ¬ enz des zweiten Filters F2. Die Frequenz der Parallelresonanz der Parallelschaltung des Resonators Rl und der zweiten Impe¬ danzkomponente Z3 liegt vorzugsweise im Durchlassbereich des ersten Filters Fl, was die Isolation der beiden Signalpfade TX, RX im Sendebetrieb verbessert.
Das erste Filter Fl ist in Serie mit Impedanzkomponenten ZIl und Z12 geschaltet, die zusammen mit den Impedanzkomponenten Z9, ZlO und Z14 ein Anpassungsnetzwerk für den Sendepfad TX bilden. Das zweite Filter F2 ist in Serie mit einer ausgangs- seitigen Impedanzkomponente Z4 geschaltet . Die Impedanzkompo¬ nenten Z4 bis Z8, Z15, Z16, Z17 und die Anpassungsschaltung MA bilden ein Anpassungsnetzwerk für den Empfangspfad RX.
Der Resonator Rl weist vorzugsweise den gleichen Schichtauf¬ bau und auch die gleiche Resonanzfrequenz wie die im Filter F2 eingesetzten Resonatoren, insbesondere Serienresonatoren auf. Möglich ist aber auch, beim Resonator Rl einen anderen Schichtaufbau zu wählen und dadurch seine Resonanzfrequenz gegenüber der Resonanzfrequenz der Serienresonatoren des Emp¬ fangsfilters F2 zu verschieben.
In einer Variante ist das Sendefilter Fl und das Empfangsfil¬ ter F2 auf jeweils einem Chip angeordnet. Die Anpassungs¬ schaltung ist vorzugsweise auf dem oder in dem Chip reali¬ siert, auf dem das Empfangsfilter F2 realisiert ist. In einer vorteilhaften Variante sind die Impedanzkomponenten Zl bis Z17 (insbesondere die zweite Impedanzkomponente Z3) im glei¬ chen Substrat vergraben oder auf diesem Substrat angeordnet, auf dem das zugeordnete Bandpassfilter realisiert ist. Mög¬ lich ist es auch, die Frequenzweiche komplett als ein vor¬ zugsweise zur Oberflächenmontage geeignetes Chip-Bauelement zu realisieren.
Figur 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der das erste Filter Fl elektrisch symmetrisch (balanced) in Form einer Latticetype-Struktur mit zwei Serienzweigen und mindestens einem die Serienzweige verbindenden Querzweig ausgebildet ist. Zwischen dem ersten Filter Fl und dem Antennenanschluss ist ein Balun BA angeordnet. Im unsymmetrisch (unbalanced) ausgebildeten antennenseitigen Teil des Sendepfades TX ist eine Anpassungsimpedanz ZIl angeordnet. Der symmetrisch (ba¬ lanced) ausgebildete antennenseitige Teil des Sendepfades weist zwei Signalpfade TXl, TX2 mit jeweils einer darin ange¬ ordneten Anpassungsimpedanz Z12a, Z12b auf.
Figur 5 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der das erste Filter Fl einen Resonatorstapel mit zwei akustisch miteinan¬ der gekoppelten und galvanisch durch diese Schicht voneinan¬ der entkoppelten Resonatoren aufweist. Der Resonatorstapel ist dabei als ein Balun beschaltet. Die Balun-Funktionalität kann im Sendepfad TX auch anderwei¬ tig realisiert sein. Die Impedanzkomponenten ZIl, Z12a, Z12b können jeweils als eine LC-Schaltung realisiert sein.
Auch ein Empfangspfad RX und ein Empfangsfilter bzw. zweites Filter F2 kann gemäß Figuren 4 oder 5 realisiert sein.
Die Erfindung ist nicht auf die Anzahl der in den Figuren vorgestellten Elemente, insbesondere die Anzahl der Parallel¬ zweige oder die Anzahl der Resonatoren pro Filter beschränkt . Die Anpassungsschaltung MA kann weitere zur Phasenschiebung geeignete Komponenten enthalten. Die Anpassungsschaltung MA oder das jeweilige Filter mit einer Laddertype- oder Lattice¬ type Struktur kann mehr als nur einen Querzweig aufweisen.
Bezugszeichenliste
ANT Antennenanschluss BA Balun
51 erster Signalpfad
52 zweiter Signalpfad Fl erstes Filter
F2 zweites Filter
Rl Dünnschichtresonator
K Koppelschicht
Ll, L3 Induktivitäten
Pl Anschluss des ersten Signalpfads
P2 Anschluss des zweiten Signalpfads
TX Sendepfad
RX Empfangspfad
TX-IN Eingang des Sendepfads TX
RX-OUT Ausgang des Empfangspfads RX
Zl erste Impedanzkomponente
Z13 vierte Impedanzkomponente
Z2 dritte Impedanzkomponente
Z3 zweite Impedanzkomponente
Z4 bis Z12, Z14 bis Z17 weitere Impedanzkomponenten

Claims

Patentansprüche
1. Frequenzweiche mit einem Antennenanschluss (ANT) , einem ersten Signalpfad (Sl) und einem zweiten Signalpfad (S2) , mit einem im ersten Signalpfad (Sl) angeordneten ersten Bandpassfilter (Fl) und einem im zweiten Signalpfad (S2) angeordneten zweiten Bandpassfilter (F2), mit einer im zweiten Signalpfad (S2) antennenseitig ange¬ ordneten Anpassschaltung (MA) , die einen Querzweig zur Masse aufweist, in dem eine erste Impedanzkomponente (Zl) angeordnet ist, wobei in der Anpassschaltung (MA) eine Parallelschaltung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Resonators (Rl) und einer zweiten Impedanzkomponente (Z3) angeordnet ist, wobei die Anpassschaltung (MA) als ein Phasenschieber funktioniert und im Durchgangsbereich des ersten Filters (Fl) ein offenes Ende am Eingang des zweiten Filters (F2) erzeugt.
2. Frequenzweiche nach Anspruch 1, wobei die erste Impedanzkomponente (Zl) eine Induktivität (Ll) ist.
3. Frequenzweiche nach Anspruch 1, wobei die erste Impedanzkomponente (Zl) eine Kapazität ist.
4. Frequenzweiche nach Anspruch 1, wobei die erste Impedanzkomponente (Zl) ein mit akusti¬ schen Wellen arbeitender Resonator ist.
5. Frequenzweiche nach Anspruch 1, wobei die erste Impedanzkomponente (Zl) eine Parallel¬ schaltung von einem mit akustischen Wellen arbeitenden Resonator und einer Induktivität (Ll) ist, wobei die Re¬ sonanzfrequenz dieser Parallelschaltung einer Durchlass¬ frequenz des zweiten Filters (F2) entspricht.
6. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Impedanzkomponente (Z3) eine Induktivi¬ tät (L3) ist.
7. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Impedanzkomponente (Z3) eine Kapazität ist.
8. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im zweiten Signalpfad (S2) zwischen dem Anschluss- punkt des Querzweiges und der Parallelschaltung des mit akustischen Wellen arbeitenden Resonators (Rl) und der zweiten Impedanzkomponente (Z3) eine dritte Impedanzkom¬ ponente (Z2) angeordnet ist.
9. Frequenzweiche nach Anspruch 8, wobei die dritte Impedanzkomponente (Z2) eine Induktivi¬ tät oder eine Kapazität ist.
10.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei im zweiten Signalpfad (S2) zwischen dem Antennenan- schluss (ANT) und dem Anschlusspunkt des Querzweiges eine vierte Impedanzkomponente (Z13) angeordnet ist.
11.Frequenzweiche nach Anspruch 10, wobei die vierte Impedanzkomponente (Z13) eine Induktivi- tät oder eine Kapazität ist.
12.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das erste und/oder das zweite Filter (Fl, F2) eine Laddertype-Struktur mit im jeweiligen Signalpfad (Sl, S2) angeordneten Serienresonatoren und in Parallelzweigen an¬ geordneten Parallelresonatoren aufweist, wobei in den Parallelzweigen zwischen dem jeweiligen Pa¬ rallelresonator und Masse eine Impedanzkomponente (Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, ZlO) angeordnet ist.
13.Frequenzweiche nach Anspruch 12, wobei mindestens zwei verschiedene Parallelzweige durch eine weitere Impedanzkomponente (Z14, Z15, Z16, Z17) e- lektrisch miteinander verbunden sind.
14.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei im ersten Signalpfad (Sl) vor und/oder nach dem ersten Filter (Fl) eine weitere Impedanzkomponente (ZIl, Z12) angeordnet ist.
15.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei im zweiten Signalpfad (S2) nach dem zweiten Filter (F2) eine weitere Impedanzkomponente (Z4) angeordnet ist.
16.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Resonanzfrequenz einer Schaltung, die aus den hintereinander geschalteten, im zweiten Signalpfad (S2) angeordneten Komponenten (Z13, Z2, Z3 , Rl) der Anpass¬ schaltung (MA) besteht, einer Durchgangsfrequenz des zweiten Filters (F2) entspricht.
17. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der zweite Signalpfad (S2) ein Empfangspfad und der erste Signalpfad (Sl) ein Sendepfad ist.
18.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die erste Impedanzkomponente (Zl) zur Ableitung ei¬ ner antennenseitig auftretenden Überspannung gegen Masse dient .
19.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das erste und/oder das zweite Filter (Fl, F2) je¬ weils als ein Balun ausgeführt ist.
20.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der mit akustischen Wellen arbeitende Resonator (Rl) ein mit akustischen Volumenwellen arbeitender Dünn¬ schichtresonator ist.
21.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der mit akustischen Wellen arbeitende Resonator (Rl) mindestens einen mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Wandler aufweist.
22.Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das erste Filter (Fl) mit akustischen Volumenwellen und das zweite Filter (F2) mit akustischen Oberflächen¬ wellen arbeitet.
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