WO2011113664A1

WO2011113664A1 - Frontend-schaltung für ein mobiles kommunikationsgerät mit verbesserter impedanzanpassung

Info

Publication number: WO2011113664A1
Application number: PCT/EP2011/052522
Authority: WO
Inventors: Edgar Schmidhammer; Peter Hagn; Christian Block
Original assignee: Epcos Ag
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-09-22
Also published as: DE102010011649B4; DE102010011649A1

Abstract

Es wird eine Frontend-Schaltung mit verbesserter Impedanzanpassung angegeben. Die Frontend-Schaltung umfasst ein Impedanzanpass-Netzwerk, welches zwischen einer Antenne und einer Frequenzweiche verschaltet ist. Mit einem ersten Anschluss der Frequenzweiche ist ein erster Duplexer verschaltet und mit einem zweiten Anschluss der Frequenzweiche ist ein zweiter Duplexer verschaltet.

Description

Beschreibung

Frontend-Schaltung für ein mobiles Kommunikationsgerät mit verbesserter Impedanzanpassung

Die Erfindung betrifft Frontend-Schaltungen, zum Beispiel für mobile Kommunikationsgeräte, mit verbesserter Impedanz^¬ anpassung und reduziertem Strombedarf. Moderne mobile Kommunikationsgeräte umfassen eine Frontend- Schaltung. Die Frontend-Schaltung verschaltet eine oder mehrere Antennen des mobilen Kommunikationsgeräts mit übrigen digitalen oder analogen Schaltungskomponenten des mobilen Kommunikationsgeräts .

Aus der Druckschrift US 7,126,440 B2 ist eine Filterschaltung für den CDMA-Betrieb bekannt. Die Aufteilung in ein Lowband, dessen Frequenzen um 1 GHz herum liegen, und Highband, dessen Frequenzen oberhalb von 1,2 GHz liegen, erfolgt durch einen Phasenschieber und ein induktives Element.

Aus der Druckschrift US 7,501,912 B2 sind Möglichkeiten bekannt, um mehrere Einzelfilter mit einer Antenne zu

verschalten .

Aus der Druckschrift US 2009/0233642 AI sind Filter

umfassende Schaltungen bekannt, wobei die Filter mit Antennen verschaltet sind. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

Frontend-Schaltung mit geringerem Energieverbrauch durch eine verbesserte Impedanzanpassung anzugeben. Insbesondere ist die Verschlechterung der Performance einer solchen Frontend- Schaltung durch nachteilhafte Interaktion zwischen einem Nutzer und der Antenne vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Frontend- Schaltung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung an.

Die Erfindung gibt eine Frontend-Schaltung für ein mobiles Kommunikationsgerät an. Die Frontend-Schaltung umfasst eine Antenne, einen mit der Antenne verschalteten

Antennenanschluss , eine mit dem Antennenanschluss

verschaltete Frequenzweiche und ein Impedanzanpass-Netzwerk . Das Impedanzanpass-Netzwerk ist zwischen dem

Antennenanschluss und der Frequenzweiche verschaltet. Die Frontend-Schaltung umfasst ferner einen ersten Duplexer und einen zweiten Duplexer. Der erste Duplexer arbeitet in einem ersten Frequenzbereich. Der zweite Duplexer arbeitet in einem zweiten, vom ersten Frequenzbereich verschiedenen

Frequenzbereich. Die Frequenzweiche umfasst einen ersten Anschluss, über den sie mit dem ersten Duplexer verschaltet ist. Die Frequenzweiche umfasst ferner einen zweiten

Anschluss, über den sie mit dem zweiten Duplexer verschaltet ist. Das Impedanzanpass-Netzwerk passt die Antennenimpedanz an die Impedanz der Frequenzweiche oder weiterer mit der Frontend-Schaltung verschalteter Schaltungskomponenten des mobilen Kommunikationsgeräts an.

Die Frontend-Schaltung kann auch weitere Duplexer oder

Diplexer umfassen. Insbesondere kann ein Ausgang des

Diplexers mit einem oder mehreren weiteren Diplexern

verschaltet sein. So lassen sich leicht Frequenzweichen, die mit mehr als zwei getrennten Frequenzbereichen arbeiten, erstellen . Analog kann die Frontend-Schaltung neben den o. g. Duplexern noch weitere Duplexer oder auch Triplexer oder Quadplexer oder Quintplexer umfassen.

Die Anpassung von Antennenimpedanz und Impedanz der

Frequenzweiche oder weiterer Schaltungskomponenten der

Frontend-Schaltung bewirkt eine verbesserte Signalübertragung von Sendesignalen von den Schaltungskomponenten des mobilen Kommunikationsgeräts zu der Antenne oder von Empfangssignalen von der Antenne an die Schaltungen des mobilen

Kommunikationsgeräts. Das Impedanzanpass-Netzwerk der

Frontend-Schaltung korrigiert eine etwaige Fehlanpassung der Impedanz an der Antenne. Somit ist die Fehlanpassung und daraus resultierende Verschlechterungen der Signalqualität oder eine Erhöhung des Energiebedarfs, zum Beispiel zum

Senden, reduziert. Insbesondere das Stehwellenverhältnis (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) im Signalpfad, zum

Beispiel im Sendesignalpfad, kann besser als 4,0 sein.

Durch eine verbesserte Impedanzanpassung ist auch der

Reflexionskoeffizient von Sende- oder Empfangssignalen verringert, so dass einerseits weniger Energie aufgrund von Reflexionen verschwendet, d. h. dissipiert, wird, und

andererseits die Schaltungen vor zu starken reflektierten Signalen geschützt werden, die ansonsten dadurch zerstört werden könnten.

In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Frequenzweiche entweder einen Diplexer mit einem Hochpassfilter und einem Tiefpassfilter oder einen Schalter. Umfasst die

Frequenzweiche einen Diplexer, so hat der Diplexer ein mit dem ersten Duplexer verschaltetes Hochpassfilter und ein mit dem zweiten Duplexer verschaltetes Tiefpassfilter . Umfasst die Frequenzweiche einen Schalter, so kann der Schalter den Antennenanschluss wahlweise über einen ersten Anschluss mit dem ersten Duplexer oder über einen zweiten Anschluss mit dem zweiten Duplexer verschalten.

Als Frequenzweiche kann also ein Diplexer oder ein Schalter vorgesehen sein. Diplexer und Schalter haben im Allgemeinen unterschiedliche Impedanzen. Es wird daher erfindungsgemäß vorgesehen, die Antennenimpedanz auf die Impedanz der

Frequenzweiche, sei sie ein Diplexer oder ein Schalter, abzustimmen .

In einer Ausführungsform ist der erste Frequenzbereich ein 1 GHz Frequenzbereich. Der zweite Frequenzbereich ist ein 2 GHz Frequenzbereich. Der 1 GHz Frequenzbereich bezeichnet

Frequenzen welche im Wesentlichen kleiner als 1,2 GHz sind. Der zweite Frequenzbereich, der 2 GHz Frequenzbereich, bezeichnet Frequenzen, die höher als etwa 1,2 GHz und kleiner als etwa 3 GHz sind.

Auch die mit der Frequenzweiche verschalteten Duplexer beeinflussen die Impedanz der Frontend-Schaltung. Es ist deshalb vorgesehen, die Antennenimpedanz mit Hilfe der

Impedanzanpass-Schaltung auch entsprechend den Impedanzen der Duplexer anzupassen.

In einer Ausführungsform sind die Frequenzweiche und der erste Duplexer in einem ersten Modul angeordnet. Das erste Modul kann ein Modulsubstrat umfassen. Auf dem Modulsubstrat können Schaltungen der Frequenzweiche angeordnet sein.

Umfasst die Frequenzweiche einen Diplexer, so können die Schaltungen des Hochpassfilters und des Tiefpassfilters , zum Beispiel als passive Schaltungselemente, auf dem Modulsubstrat angeordnet sein. Der erste Duplexer kann in einem ersten Chip angeordnet sein, der auf dem ersten

Modulsubstrat angeordnet ist. Der zweite Duplexer kann ebenfalls in oder auf dem ersten Modul angeordnet sein; er kann aber auch außerhalb des ersten Moduls und separat von diesem angeordnet sein.

In einer Ausführungsform ist der zweite Duplexer in einem vom ersten Modul verschiedenen zweiten Modul angeordnet.

Der erste Duplexer und der zweite Duplexer arbeiten in verschiedenen Frequenzbereichen. Je nach Frequenzbereichen oder Ausführungsformen der Duplexer kann die

Impedanzanpassung für einen Duplexer leichter durchzuführen sein als für den anderen Duplexer. Es hat sich gezeigt, dass zu einer gegebenen Zeit immer nur ein Duplexer oder der Signalpfad mit dem Duplexer und einem Leistungsverstärker impedanzmäßig angepasst werden können. Dabei ist insbesondere die Länge der Leitung zwischen Duplexer und dem

Leistungsverstärker von Bedeutung, da aufgrund der von der Leitung, welche eine endliche Länge aufweist, verursachten Phasenverschiebung die Impedanzanpassung deutlich

verschlechtert sein kann. Sind beide Duplexer auf dem

gleichen Modul angeordnet, so kann der andere Duplexer aufgrund äußerer Zwänge nicht gleichzeitig optimal an den Leistungsverstärker angepasst sein. Zum Beispiel kann die Gehäuseform des Moduls vorgegeben sein, um eine räumliche Integration des Moduls zu ermöglichen.

Versuche zeigen, dass insbesondere Duplexer, die im 2 GHz Frequenzbereich arbeiten, wesentlich empfindlicher auf

Phasenänderungen reagieren, als dies bei Duplexern der Fall ist, welche im 1 GHz Frequenzbereich arbeiten. Es erweist sich daher als vorteilhaft, den zweiten Duplexer aus dem Modul zu separieren und in einem zweiten Modul

unterzubringen .

Im ersten Modul kann der Diplexer zusammen mit dem ersten Duplexer sowie mit dem Impedanzanpass-Netzwerk und dem

Antenneneingang angeordnet sein. Der zweite Duplexer, der im zweiten Frequenzbereich arbeitet, ist dann weniger anfällig für Störungen, die sich aus einer nicht optimalen Führung des Signalpfads mit dem ersten

Duplexer ergeben. Ferner ist der Entwickler von Frontend-Schaltungen durch die Verwendung des Impedanzanpass-Netzwerks weniger in der Wahl der räumlichen Anordnung der die Duplexer umfassenden

Bauelemente eingeschränkt. In einer Ausgestaltung umfasst das Impedanzanpass-Netzwerk eine Kapazitätsbank mit einzeln zum Impedanzanpass-Netzwerk hinzu schaltbaren kapazitiven Elementen.

Alternativ ist es auch möglich, ein Impedanzanpass-Netzwerk vorzusehen, welches eines oder mehrere kapazitive Elemente variabler und stufenlos einstellbarer Kapazität umfasst.

In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung eine Logikschaltung mit einer Look-up-Tabelle zur Steuerung der Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks . Die Tabelle kann beispielsweise den ersten und den zweiten Frequenzbereich, die Art der verschalteten Antenne, und das verwendete Modulationssystem berücksichtigen und liefert die Impedanz, auf die das Impedanzanpass-Netzwerk einzustellen ist.

In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung eine Logikschaltung und einen Impedanzanpassungs-Sensor . Der Impedanzanpassungs-Sensor ist zur Detektion des Grads der Impedanzanpassung und zur Übermittlung des Grades der

Anpassung an die Logikschaltung vorgesehen. Die

Logikschaltung regelt die Impedanz des Impedanzanpass- Netzwerks auf der Basis des vom Sensor übermittelten Grads der Anpassung.

In einer Ausgestaltung arbeitet einer der Duplexer, der ausgewählt ist aus erstem Duplexer und zweitem Duplexer, mit akustischen Oberflächenwellen oder mit geführten akustischen Volumenwellen. Der jeweils andere Duplexer arbeitet mit akustischen Oberflächenwellen oder mit geführten akustischen Volumenwellen oder mit akustischen Volumenwellen. Mit akustischen Wellen arbeitende Bauelemente wie Filter

ermöglichen eine hohe Flankensteilheit der Passbänder und, wenn sie zu Duplexern verschaltet sind, eine hohe Isolation der Signalpfade. Es ist möglich, dass der eine Duplexer mit akustischen Oberflächenwellen oder mit geführten akustischen Volumenwellen arbeitet, während der andere Duplexer mit akustischen Volumenwellen arbeitet.

Sind die beiden Duplexer auf verschiedenen Modulen

angeordnet, so ist es leicht möglich, unterschiedliche

Filtertechnologien für die verschiedenen Duplexer zu

verwenden. Dadurch ist eine einfache Anpassung an die

Anforderungen verschiedener Chipsatzhersteller bezüglich der Platzierung auf einer Platine oder bezüglich der

einzuhaltenden Filtercharakteristiken zu erhalten. Der im ersten Frequenzbereich arbeitende Duplexer kann ein BAW/SAW-Hybridduplexer sein (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Volumenwelle; SAW = Surface Acoustic Wave = akustische Oberflächenwelle) . Die beiden Filter eines solchen Hybridduplexers arbeiten also jeweils mit akustischen

Volumenwellen bzw. mit akustischen Oberflächenwellen. Der im zweiten Frequenzbereich arbeitende Duplexer kann ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitender Duplexer sein.

Einer oder beide Duplexer können als Hybrid-Duplexer

ausgeführt sein. Ein Hybrid-Duplexer kann beispielweise ein erstes, mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes und ein zweites, mit akustischen Volumenwellen arbeitendes Filter aufweisen.

In einer Ausführungsform umfasst einer der Duplexer,

ausgewählt aus erstem Duplexer und zweitem Duplexer, ein CRF- Filter mit Balunfunktionalität (CRF = Coupled Resonator

Filter) .

In einer Ausführungsform ist der erste Duplexer oder der zweite Duplexer zur Verarbeitung von Gegentaktsignalen oder zur Konversion zwischen Gleichtaktsignalen und

Gegentaktsignalen ausgebildet und wird zu diesem Zweck vorgesehen. Die Verwendung von Signalpfaden, in denen

Gegentaktsignale propagieren, erfordert im Allgemeinen eine Verdoppelung der entsprechenden Signalleitungen und der mit den Signalleitungen verschalteten übrigen Komponenten wie Leistungsverstärker o. ä.. Trotzdem kann es bevorzugt sein, Gegentaktsignale zu verwenden, weil Gegentaktsignale weniger anfällig für Gleichtaktstörungen sind. In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung ferner einen Balun. Der Balun oder Schaltungskomponenten des Baluns können in oder auf einem Modulsubtrat angeordnet sein. LTCC oder HTCC umfassende ein- oder mehrlagige Substrate kommen als Modulsubstrate in Frage.

Ein Balun oder dessen Schaltungskomponenten können aber auch in einem oder mehreren auf einem Modulsubtrat angeordneten Chips angeordnet sein.

In einer Ausführungsform umfasst der erste Duplexer ein erstes Bandpassfilter mit einem ersten Durchlassbereich und ein zweites Bandpassfilter mit einem zweiten

Durchlassbereich .

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der zweite Duplexer ein drittes Bandpassfilter mit einem dritten Durchlassbereich und ein viertes Bandpassfilter mit einem vierten

Durchlassbereich .

Einzelne der Durchlassbereiche können überlappen. Es ist aber auch möglich, dass keiner der vier Durchlassbereiche mit einem anderen der vier Durchlassbereiche überlappt. Die folgende Tabelle gibt mögliche Werte (in MHz) für die o. g. vier Durchlassbereiche an:

1920 - 1980 2110 - 2170

1850 - 1910 1930 - 1990

1710 - 1785 1805 - 1880

1710 - 1755 2110 - 2155

824 - 849 869 - 894

830 - 840 875 - 885

2500 - 2570 2620 - 2690

880 - 915 925 - 960 1749, 9 - 1784, 9 1844, 9 - 1879, 9

1710 - 1770 2110 - 2170

1427, 9 - 1447, 9 1475, 9 - 1495, 9

698 - 716 728 - 746

777 - 787 746 - 756

788 - 798 758 - 768

704 - 716 734 - 746

815 - 830 860 - 875

830 - 845 875 - 890

832 - 862 791 - 821

1447, 9 - 1462, 9 1495, 9 - 1510, 9

1900 - 1920 1900 - 1920

2010 - 2025 2010 - 2025

1850 - 1910 1850 - 1910

1930 - 1990 1930 - 1990

1910 - 1930 1910 - 1930

2570 - 2620 2570 - 1620

1880 - 1920 1880 - 1920

2300 - 2400 2300 - 2400

Insbesondere können die Durchlassbereiche übliche

Mobilfunkfrequenzen umfassen.

In einer Ausgestaltung umfasst die Frontend-Schaltung ein weiteres Bandpassfilter mit einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss . Der Eingangsanschluss des weiteren

Bandpassfilter ist mit der Frequenzweiche verschaltet. Das weitere Bandpassfilter arbeitet mit akustischen

Oberflächenwellen, mit geführten akustischen Volumenwellen oder mit akustischen Volumenwellen. Das weitere

Bandpassfilter lässt Satellitenempfangssignale zum

Ausgangsanschluss passieren. Ein solches weiteres

Bandpassfilter, welches parallel zu den beiden Duplexern verschaltet sein kann, ermöglicht den Empfang von

Satellitensignalen, zum Beispiel von

Satellitennavigationssystemen wie Galileo, GPS oder GLONASS. In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung ferner einen Triplexer, der mit dem Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist. In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung ferner einen weiteren Duplexer, der mit dem Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist.

In einer Ausführungsform umfasst die Frontend-Schaltung ferner ein Filter, das mit dem Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist.

Diese weiteren Schaltungselemente wie Triplexer, Duplexer oder Filter können die Frontend-Schaltung um weitere

Funktionen, wie etwa das Abdecken weiterer Frequenzbereiche, erweitern .

Im Folgenden wird die Frontend-Schaltung anhand von

Ausführungsbeispielen und zugehörigen schematischen Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Ausgestaltung der Frontend-Schaltung, wobei die

Frequenzweiche als Diplexer ausgeführt ist,

Figur 2 eine Ausgestaltung der Frontend-Schaltung, wobei die

Frequenzweiche als Schalter ausgeführt ist, Figur 3 eine Ausgestaltung der Frontend-Schaltung, wobei die

Frequenzweiche, der erste Duplexer und ein weiteres Bandpassfilter auf einem ersten Modul und der zweite Duplexer auf einem zweiten Modul angeordnet sind, Figur 4 eine Ausgestaltung des Impedanzanpass-Netzwerks mit drei parallel schaltbaren kapazitiven Elementen, Figur 5 eine Ausgestaltung mit einer Logikschaltung, welche die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks regelt,

Figur 6 eine Ausgestaltung der Impedanzanpassung, wobei in einem Signalpfad ein Impedanzanpassungs-Sensor verschaltet ist, welcher die Impedanzanpassung an einen Logikschaltkreis übermittelt.

Figur 1 zeigt schematisch eine Frontend-Schaltung FES mit einem Impedanzanpass-Netzwerk IAN, einer Frequenzweiche FW, einem ersten Duplexer DU1 und einem zweiten Duplexer DU2. Über einen Antennenanschluss AA ist das Impedanzanpass- Netzwerk IAN mit einer Antenne A verschaltet. Das Impedanzanpass-Netzwerk IAN ist zwischen dem Antennenanschluss AA und der Frequenzweiche FW verschaltet. Die Frequenzweiche FW umfasst einen Diplexer DI mit einem Hochpassfilter HPF und einem Tiefpassfilter LPF. Der Ausgang des Hochpassfilters HPF ist mit dem ersten Duplexer DU1 verschaltet. Das Tiefpass^¬ filter LPF ist mit dem zweiten Duplexer DU2 verschaltet. Der erste Duplexer DU1 ist mit dem ersten Anschluss AN1 des Hoch- passfilters HPF verschaltet. Der zweite Duplexer DU2 ist mit dem zweiten Anschluss AN2 des Tiefpassfilters LPF

verschaltet. Das Impedanzanpass-Netzwerk IAN passt die

Antennenimpedanz der Antenne A beziehungsweise die Antennen- fußimpedanz am Antennenanschluss AA an die Impedanz übriger Schaltungselemente der Frontend-Schaltung, zum Beispiel die der Frequenzweiche, des Duplexers, oder anderer Schaltungs^¬ komponenten des entsprechenden Mobilfunkgeräts. Der Duplexer DU2 umfasst einen erd-symmetrisch (balanced) geführten Port. Dieser Port kann zum Beispiel ein

Empfangsport (Rx-Port) sein. Im Allgemeinen gilt: Einzelne oder mehrere Duplexer können sowohl erd-unsymmetrisch ( single-ended) als auch erdsymmetrisch (balanced) ausgeführt sein.

Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung der Frontend-Schaltung, wobei die Frequenzweiche FW als Schalter SW ausgeführt ist. Das Impedanzanpass-Netzwerk IAN kann dabei wahlweise mit dem ersten Anschluss ANl oder mit dem zweiten Anschluss AN2 verschaltet sein. Der erste Anschluss ANl ist mit dem ersten Duplexer verschaltet; der zweite Anschluss AN2 ist mit dem zweiten Duplexer DU2 verschaltet.

Der erste Duplexer DUl umfasst ein erstes Bandpassfilter BPFl und ein zweites Bandpassfilter BPF2. Der zweite Duplexer DU2 umfasst ein drittes Bandpassfilter BPF3 sowie ein viertes Bandpassfilter BPF4.

Figur 3 zeigt schematisch eine Frontend-Schaltung FES, wobei ein weiteres Bandpassfilter WBPF mit dem ersten Anschluss ANl der Frequenzweiche FW verschaltet ist. Das weitere Bandpass- filter WBPF umfasst einen Eingangsanschluss EIA und einen

Ausgangsanschluss AUA. Mit dem Eingangsanschluss EIA ist das weitere Bandpassfilter WBPF mit dem ersten Anschluss ANl der Frequenzweiche FW verschaltet. Das weitere Bandpassfilter WBPF ist zum Empfang von Satellitenempfangssignalen

vorgesehen.

Satellitensignale, zum Beispiel Satellitennavigationssignale wie GPS, Galileo oder GLONASS, können in einem Frequenzbereich zum Beispiel zwischen 1,1 und 1,7 GHz, empfangen werden.

Im Allgemeinen gilt: Der erste Duplexer DU1 umfasst zwei Bandpassfilter. Ein Bandpassfilter arbeitet mit

Gleichtaktsignalen, das andere Bandpassfilter arbeitet mit Gegentaktsignalen, bzw. führt eine Konversion von

Gegentaktsignalen zu Gleichtaktsignalen durch. Insbesondere kann das mit Gegentaktsignalen arbeitende Bandpassfilter das Empfangsfilter des ersten Duplexers DU1 sein. Es ist aber auch möglich, dass beide Bandpassfilter mit Gegentakt oder beide Bandpassfilter mit Gleichtaktsignalen arbeiten. Analog umfasst der zweite Duplexer DU2 ein Bandpassfilter, das mit Gegentaktsignalen arbeitet und ein Bandpassfilter, das mit Gleichtaktsignalen arbeitet. Vorzugsweise ist der

antennenseitige Anschluss von Duplexern immer single-ended . Auch beim zweiten Duplexer DU2 kann es vorgesehen sein, dass das mit Gegentaktsignalen arbeitende Bandpassfilter ein

Empfangsfilter der Frontend-Schaltung ist.

Figur 4 illustriert das Prinzip einer Kapazitätsbank KB, die im Impedanzanpass-Netzwerk IAN verschaltet sein kann. Eine solche Kapazitätsbank KB umfasst parallel angeordnete

kapazitive Elemente KE, welche über Schalter individuell zum Impedanzanpass-Netzwerk hinzu geschaltet werden können. Die Kapazität des Impedanzanpass-Netzwerks entspricht im

Wesentlichen der Summe der Kapazitäten der zur Bank hinzu geschalteten kapazitiven Elemente. Die Zahl der kapazitiven Elemente KE ist nicht auf drei beschränkt. Ebenso sind zwei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn oder noch mehr parallel zusammenschaltbare kapazitive Elemente KE oder nur ein einziges kapazitives Element KE möglich. Die Schalter der Kapazitätsbank KB können MEMS-Schalter oder Halbleiterschalter sein. Bei der Auslegung der Kapazität der kapazitiven Elemente KE ist gegebenenfalls die intrinsische Kapazität der Schalter zu berücksichtigen. Alternativ zur Kapazitätsbank KB ist es auch möglich, stufenlos einstellbare kapazitive Elemente, zum Beispiel Kapazitätsdioden, im Impedanzanpass-Netzwerk IAN zu

verschalten . Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung, wobei die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks IAN von einer Logikschaltung LS gesteuert wird. Die Logikschaltung LS ist dazu mit dem

Impedanzanpass-Netzwerk IAN verschaltet. Das Impedanzanpass- Netzwerk ist im Signalpfad SP des mobilen Kommunikations- geräts verschaltet. Die Logikschaltung LS kann die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks zum Beispiel unter Verwendung einer Look-up-Tabelle steuern.

Figur 6 zeigt eine Ausgestaltung, wobei die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks IAN regelbar ist. Im Signalpfad SP ist ein Impedanzanpassungs-Sensor IAS in Serie zum

Impedanzanpass-Netzwerk IAN verschaltet. Eine Logikschaltung LS ist sowohl mit dem Impedanzanpass-Netzwerk IAN als auch mit dem Impedanzanpassungs-Sensor IAS verschaltet. Der

Impedanzanpassungs-Sensor IAS meldet die momentane

Impedanzanpassung im Signalpfad an die Logikschaltung LS. Unter Verwendung dieser Information und durch Anwendung üblicher und bekannter Algorithmen regelt die Logikschaltung die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks IAN. Der

Unterschied zur Ausgestaltung der Figur 5 ist also der, dass die Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks nicht von

vorgegebenen Werten gesteuert sondern in Abhängigkeit von variablen Messwerten geregelt wird. Eine Frontend-Schaltung ist nicht auf eine der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Variationen der Frontend- Schaltung, welche zum Beispiel noch weitere Schaltungs- elemente wie Duplexer, Diplexer, Schalter oder Bandpassfilter oder weitere Signalpfade oder beliebige Kombinationen daraus umfassen, stellen ebenso erfindungsgemäße Ausführungs^¬ beispiele dar.

Bezugs zeichenliste :

FES Frontend-Schaltung

A Antenne

AA Antennenanschluss

FW Frequenzweiche

IAN Impedanzanpass-Netzwerk

DU1, DU2 erster Duplexer, zweiter Duplexer

AN1, AN2 erster Anschluss der Frequenzweiche, zweiter

Anschluss der Frequenzweiche

DI Diplexer

HPF, LPF Hochpassfilter, Tiefpassfilter des Diplexers

SW Schalter

Ml, M2 erstes Modul, zweiter Modul

KB Kapazitätsbank

KE kapazitives Element

LS Logikschaltung

IAS Impedanzanpassungs-Sensor

WBPF weiteres Bandpassfilter

EIA, AUA Eingangsanschluss , Ausgangsanschluss der

Frequenzweiche

BPF1, BPF2, BPF3, BPF4 erstes, zweites, drittes, viertes

Bandpassfilter

SP Signalpfad

Claims

Patentansprüche

1. Frontend-Schaltung (FES) für ein mobiles

Kommunikationsgerät, umfassend

- eine Antenne (A) , einen mit der Antenne (A)

verschalteten Antennenanschluss (AA) , eine mit dem

Antennenanschluss (AA) verschaltete Frequenzweiche (FW) und ein Impedanzanpass-Netzwerk (IAN), das zwischen dem Antennenanschluss (AA) und der Frequenzweiche (FW) verschaltet ist,

- einen ersten Duplexer (DU1), der in einem ersten

Frequenzbereich arbeitet, und einen zweiten Duplexer (DU2), der in einem zweiten, vom ersten Frequenzbereich verschiedenen Frequenzbereich arbeitet,

wobei

- die Frequenzweiche (FW) einen ersten Anschluss (AN1), über den sie mit dem ersten Duplexer (DU1) verschaltet ist, und einen zweiten Anschluss (AN2), über den sie mit dem zweiten Duplexer (DU2) verschaltet ist, umfasst, - das Impedanzanpass-Netzwerk (IAN) die Antennenimpedanz an die Impedanz der Frequenzweiche (FW) oder weiterer mit der Frontend-Schaltung verschalteter

Schaltungskomponenten des mobilen Kommunikationsgeräts anpasst .

2. Frontend-Schaltung nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Frequenzweiche (FW)

- entweder einen Diplexer (DI) mit einem mit dem ersten

Duplexer (DU1) verschalteten Hochpassfilter (HPF) und einem mit dem zweiten Duplexer (DU2) verschalteten Tiefpassfilter (LPF)

- oder einen Schalter (SW) umfasst, der den Antennenanschluss (AA) wahlweise über einen ersten Anschluss (AN1) mit dem ersten Duplexer (DU1) oder über einen zweiten Anschluss (AN2) mit dem zweiten Duplexer (DU2) verschalten kann.

3. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Frequenzbereich ein 1 GHz Frequenzbereich und der zweite Frequenzbereich ein 2 GHz Frequenzbereich ist.

4. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei

- die Frequenzweiche (FW) und erste Duplexer (DU1) in einem ersten Modul (Ml) angeordnet sind.

5. Frontend-Schaltung nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zweite Duplexer (DU2) in einem vom ersten Modul (Ml)

verschiedenen zweiten Modul (M2) angeordnet ist.

6. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Impedanzanpass-Netzwerk (IAN) eine Kapazitätsbank (KB) mit einzeln zum Impedanzanpass-Netzwerk (IAN)

hinzuschaltbaren kapazitiven Elementen (KE) umfasst.

7. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Impedanzanpass-Schaltung (IAS) ein kapazitives Element (KE) mit stufenlos einstellbarer Kapazität umfasst.

8. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Logikschaltung (LS) mit einer Look-up- Tabelle zur Steuerung der Impedanz des Impedanzanpass- Netzwerks (IAN) .

9. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Logikschaltung (LS) und einen

Impedanzanpassungs-Sensor (IAS), wobei - der Impedanzanpassungs-Sensor (IAS) zur Detektion des Grades der Impedanzanpassung und zur Übermittlung des Grades der Anpassung an die Logikschaltung (LS) vorgesehen ist und

- die Logigschaltung (LS) zur Regelung der Impedanz des Impedanzanpass-Netzwerks (IAN) vorgesehen ist.

10. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei einer der Duplexer (DU1, DU2), ausgewählt aus erstem Duplexer (DU1) und zweitem Duplexer (DU2), mit akustischen Oberflächenwellen oder mit geführten akustischen

Volumenwellen arbeitet und der jeweils andere Duplexer (DU2, DU1) mit akustischen Oberflächenwellen, mit geführten

akustischen Volumenwellen oder mit akustischen Volumenwellen arbeitet .

11. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei einer der Duplexer (DU1, DU2), ausgewählt aus erstem Duplexer (DU1) und zweitem Duplexer (DU2), ein CRF-Filter mit Balun-Funktionalität umfasst.

12. Frontend-Schaltung nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste Duplexer (DU1) oder der zweite Duplexer (DU2) zur Verarbeitung von Gegentaktsignalen oder zur Konversion zwischen Gleichtaktsignalen und Gegentaktsignalen vorgesehen ist.

13. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Balun, wobei der Balun oder

Schaltungskomponenten des Baluns in oder auf einem

Modulsubstrat angeordnet sind.

14. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Duplexer (DU1) ein erstes Bandpassfilter (BPF1) mit einem ersten Durchlassbereich und ein zweites Bandpassfilter (BPF2) mit einem zweiten Durchlassbereich umfasst .

15. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Duplexer (DU2) ein drittes Bandpassfilter (BPF3) mit einem dritten Durchlassbereich und ein viertes Bandpassfilter (BPF4) mit einem vierten Durchlassbereich umfasst .

16. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend

- ein weiters Bandpassfilter (WBPF) mit einem

Eingangsanschluss (EIA) und einem Ausgangsanschluss (AUA) , wobei

- der Eingangsanschluss (EIA) des weiteren Bandpassfilters (WBPF) mit der Frequenzweiche (FW) verschaltet ist,

- das weitere Bandpassfilter (WBPF) mit akustischen

Oberflächenwellen, mit geführten akustischen Volumenwellen oder mit akustischen Volumenwellen arbeitet und

- das weitere Bandpassfilter (WBPF) Satellitenempfangssignale zum Ausgangsanschluss (AUA) passieren lässt.

17. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Triplexer, der mit dem Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist.

18. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen weiteren Duplexer, der mit dem

Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist.

19. Frontend-Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Filter, das mit dem Diplexer oder mit einem der Duplexer verschaltet ist.