專利名稱：雙工器和采用它構(gòu)成的高頻開關(guān)和天線共用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于移動(dòng)電話的雙工器，以及采用該雙工器的高頻開關(guān)和天線共用器。具體來說，本發(fā)明涉及無線通訊裝置，例如移動(dòng)電話，所用的一種雙工器，它能工作在幾種不同頻帶的通訊制式，本發(fā)明還涉及使用這種雙工器的高頻開關(guān)和天線共用器。
背景技術(shù)：
移動(dòng)電話采用各種制式，如EGSM、DCS、UMTS和PCS等制式。EGSM(加強(qiáng)的移動(dòng)通信全球系統(tǒng))制主要用于歐洲，采用1.8GHz頻帶的DCS制用戶不斷擴(kuò)大。UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))制有潛力成為下一代的高速通訊方式。采用1.9GHz頻帶的PCS(個(gè)人通信服務(wù)系統(tǒng))制主要用在美國。
圖19顯示用在EGSM、DCS和UMTS制式的各頻帶。圖19中各制式下的的括號(hào)里的“Tx”指用于發(fā)送的頻帶，而制式符號(hào)下的的括號(hào)里的“Rx”指用于接收的頻帶。由圖19可見，EGSM制采用880到960MHz，DCS采用1710到1880MHz，而UMTS制采用1920到2170MHz。從圖19看出，移動(dòng)電話可按所用頻帶大致分為兩類，一類采用低頻段如EGSM制，另一類采用高頻段如DCS和UMTS制。
近年來，隨著手機(jī)這類移動(dòng)通訊裝置用戶的擴(kuò)大，以及移動(dòng)通訊系統(tǒng)的全球化，將手機(jī)發(fā)展得能夠用不止一種上述制式的需求產(chǎn)生了，既可用傳統(tǒng)低頻帶的EGSM制式，又可用近來才流行的高頻帶的DCS和UMTS制式。這類先進(jìn)的手機(jī)應(yīng)能在其內(nèi)部電路中實(shí)現(xiàn)低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)的多路混合和分離，因?yàn)椴煌l帶信號(hào)需要不同的功率放大器。
傳統(tǒng)上采用一種稱為雙工器的裝置來進(jìn)行低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)的多路混合和分離。圖20給出了一個(gè)傳統(tǒng)雙工器的等效電路圖(例如可參考，日本專利公布2000-349581號(hào)， 段，圖6)。圖20的傳統(tǒng)雙工器包含一個(gè)低通濾波器10(此后稱LPF)連接第一端P51和第二端P52，以及一個(gè)高通濾波器20(此后稱HPF)連接第一端P51和第三端P53。
在LPF10中，第一電感L51和第一電容C51并聯(lián)連結(jié)第一端P51和第二端P52，第二電容C52串聯(lián)第二端P52和地。LPF10通過例如EGSM制式的低頻帶信號(hào)。
在HPF20中，第三電容C53和第四電容C54串聯(lián)連接第一端P51和第三端P53。第二電感L52和第五電容C55串聯(lián)起來，然后連接C53和C54的交點(diǎn)跟地。HPF20通過例如DCS或UMTS制式的高頻帶信號(hào)。
在LPF10中，第一電感L51和第一電容C51構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它的常數(shù)預(yù)定得跟通帶HPF20的附近高頻帶信號(hào)諧振。并聯(lián)電路諧振時(shí)阻抗大增，從而阻止LPF10通過高頻帶信號(hào)。就是說，LPF10在高頻帶給出一個(gè)衰減極點(diǎn)。此處衰減極點(diǎn)指濾波器的衰減帶中特定頻率極大衰減的位置。
圖21的曲線表示LPF10的傳輸特性。其中的點(diǎn)線是LPF10按圖右邊垂直軸尺度的傳輸特性。如圖21所示，LPF10在UMTS制式的頻帶給出衰減極點(diǎn)AP50，而在EGSM制式的頻帶通過信號(hào)最佳。
在HPF20中，第二電感L52和第五電容C55構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，它的常數(shù)預(yù)定得諧振的信號(hào)在EGSM制式的頻帶內(nèi)(這對(duì)應(yīng)于LPF10的通帶附近的頻率)。串聯(lián)電路諧振時(shí)，阻抗大減到近于零。這時(shí)第一端P51到第三端P53的阻抗相比LPF10陡升，這就阻擋了HPF20通過EGSM制式相應(yīng)頻率信號(hào)。就是說，HPF20在EGSM制頻帶附近給出了一個(gè)衰減極點(diǎn)。
圖22的曲線表示LPF20的傳輸特性。其中的點(diǎn)線是LPF20按圖右邊垂直軸尺度的傳輸特性。如圖22所示，LPF20在EGSM制式的頻帶給出衰減極點(diǎn)AP51，而在UMTS制式的頻帶通過信號(hào)最佳。
在上述傳統(tǒng)雙工器中，送到第一端P51的EGSM制頻帶的信號(hào)，被HPF20阻擋而幾乎完全通不過，但卻能差不多完全通過LPF10。故而這種信號(hào)不傳到HPF20一邊，卻傳到LPF10一邊，可從第二端P52取出。另一方面，送到第一端P51的高頻帶的信號(hào)，被HPF10阻擋而幾乎完全通不過，但卻能差不多完全通過LPF20。故而這種信號(hào)不傳到HPF10一邊，卻傳到LPF20一邊，可從第三端P53取出。這樣，采用傳統(tǒng)雙工器，低頻信號(hào)和高頻信號(hào)可被混合，可被分離。
如圖21所示，UMTS制頻帶的信號(hào)被LPF10充分衰減而通不過。相比之下，DCS制頻帶的信號(hào)被LPF10衰減得不充分，從而可部分通過LPF10。結(jié)果如圖22所示，DCS制頻帶信號(hào)的通過LPF10的部分，在通過LPF20時(shí)是被衰減了的。這給同時(shí)支持DCS制和UMTS制的手機(jī)帶來問題。
這樣，在上述雙工器中，連接第一端P51和第二端P52的LPF10，采用了單并聯(lián)諧振電路，在HPF20的通帶附近給出了衰減極點(diǎn)AP50。而這難保證寬頻帶的衰減性能。結(jié)果傳統(tǒng)雙工器中，LPF20的傳輸特性變窄，使得多制式手機(jī)系統(tǒng)難于用在高頻帶信號(hào)的很寬的頻帶而不被衰減。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)為要提供一種雙工器，它能讓通過的高頻帶信號(hào)在很寬的頻帶內(nèi)不被衰減。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)為要提供一種采用雙工器的高頻開關(guān)，能讓通過的高頻帶信號(hào)在很寬的頻帶內(nèi)不被衰減。
本發(fā)明還有另一個(gè)目標(biāo)為要提供一種采用雙工器的天線共用器，能讓通過的高頻帶信號(hào)在很寬的頻帶內(nèi)不被衰減。
本發(fā)明有以下特征以達(dá)到上述目標(biāo)。
按照本發(fā)明的第一方面，這種多路混合和分離不同頻帶無線電波的雙工器包含了一個(gè)低通濾波器，它連接到天線一邊來的第一端，跟發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)的第二端，該低通濾波器只通過低頻帶信號(hào)；以及一個(gè)高通濾波器，它連接上述第一端跟發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)的第三端，該高通濾波器只通過高頻帶信號(hào)，其中該低通濾波器包含至少兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻一側(cè)，提供不止一個(gè)衰減極點(diǎn)。
在這第一方面，低通濾波器所包含的兩個(gè)諧振電路，在通帶的高頻一側(cè)提供兩個(gè)衰減極點(diǎn)。于是，低通濾波器能在很寬的頻帶內(nèi)充分衰減高頻帶信號(hào)。從而可能提供一種雙工器，它能讓其高通濾波器通過的高頻帶信號(hào)，是在很寬的頻帶內(nèi)未被衰減的。
按照基于第一方面的第二方面，高通濾波器進(jìn)一步包含一個(gè)單諧振電路，而且高通濾波器在通帶的低頻一側(cè)給出一個(gè)衰減極點(diǎn)，從而低通濾波器只通過不同頻帶中最低的那個(gè)頻帶的信號(hào)。
在此第二方面，其高通濾波器所含單諧振電路在通帶的低頻一側(cè)給出單個(gè)衰減極點(diǎn)。于是，低頻帶信號(hào)的衰減會(huì)被抑制，低通濾波器能只通過最低頻帶的信號(hào)。這樣，就可能將EGSM制頻帶的信號(hào)，跟例如DCS制、UMTS制、PCS制的高頻帶信號(hào)，進(jìn)行(多路)混合和分離。
按照基于第二方面的第三方面，低通濾波器的兩個(gè)諧振電路含有由第一電感和第一電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，它連接第一端和第二端；以及由第二電感和第二電容構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，它連接第二端和地。
在此第三方面，當(dāng)?shù)屯V波器的并聯(lián)諧振電路諧振時(shí)給出單個(gè)衰減極點(diǎn)，當(dāng)?shù)屯V波器的串聯(lián)諧振電路諧振時(shí)也給出單個(gè)衰減極點(diǎn)。于是可保證，在一個(gè)寬的頻帶有足夠量的衰減。從而可能提供一種雙工器，它能讓所通過的高頻帶信號(hào)，是在寬的頻帶未被衰減的。
采用按照第三方面辦法的雙工器的結(jié)構(gòu)，也就能提供一種雙工器，它能用最少的電路達(dá)到所要的寬帶通特性。
按照基于第三方面的第四方面，高通濾波器還包含一個(gè)由第三電容和第四電容的串聯(lián)電路，它連接第一端和第三端，以及高通濾波器的諧振電路，也包括由第三電感和第五電容構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，它將上述第三電容和第四電容串聯(lián)聯(lián)結(jié)點(diǎn)跟地連接起來。
在此第四方面，當(dāng)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路諧振時(shí)給出單個(gè)衰減極點(diǎn)。因此，低頻帶信號(hào)的衰減可被抑制。
按照基于第四方面的第五方面，低通濾波器和高通濾波器都由層迭體構(gòu)成，它們都是由一定數(shù)目的介電層層迭起來的，其中還包括了一定數(shù)目的線條狀電極來實(shí)現(xiàn)第一到第三電感，一定數(shù)目的電容電極來實(shí)現(xiàn)第一到第五電容，和一定數(shù)目的導(dǎo)電通孔來聯(lián)結(jié)線條狀電極跟電容電極。
在該第五方面，低通濾波器與高通濾波器結(jié)合在單個(gè)層迭體中。因此能減小雙工器的尺寸和高度。
按照基于第五方面的第六方面，至少有一個(gè)介電層包含一個(gè)接地電極，以及至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極所置的介電層，在層迭方向上是高于置有接地電極的介電層，并且在層迭方向上是等于或高于一個(gè)介電層，其上置有至少一個(gè)線條狀電極，以及一個(gè)介電層，其上已置有至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第三電感的線條狀電極。
在此第六方面，信號(hào)直接通過的第一電感配置在介電層上，是在有接地電極的介電層之上，且是等于或高于有別的線條狀電極的層。采用此結(jié)構(gòu)，第一電感跟別的形式的電極(如接地電極或電容電極)之間的雜散電容被減小了，這樣該電感的頻率特性的變化得以減小。從而能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的雙工器。
按照基于第五方面的第七方面，至少有一個(gè)介電層包含接地電極，至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的并聯(lián)諧振電路的第一電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)其上置有接地電極的介電層，而且至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的并聯(lián)諧振電路的第一電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第七方面，實(shí)現(xiàn)第一電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第一電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的雙工器。
按照基于第五方面的第八方面，至少有一個(gè)介電層包含接地電極，至少有一個(gè)電容電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第二電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有接地電極的介電層，而且至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第二電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第八方面，實(shí)現(xiàn)第二電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第二電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第二電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的雙工器。
按照基于第五方面的第九方面，至少有一個(gè)介電層包含接地電極，至少有一個(gè)電容電極，它實(shí)現(xiàn)在高通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第五電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有接地電極的介電層，而且至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在高通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第三電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第九方面，實(shí)現(xiàn)第五電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第三電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第三電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的雙工器。
按照本發(fā)明的第十方面，用于不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換的高頻開關(guān)包含了一個(gè)雙工器，它通過其連接到天線一側(cè)的第一端來(多路)混合和分解無線電波，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；一個(gè)低頻發(fā)送和接收的開關(guān)電路，它連到雙工器的第二端來發(fā)送和接收低頻帶的信號(hào)；以及一個(gè)高頻發(fā)送和接收的開關(guān)電路，它連到雙工器的第三端來發(fā)送和接收高頻帶的信號(hào)，該雙工器包含一個(gè)低通濾波器連接第一端和第二端，它只通過低頻帶信號(hào)；和一個(gè)高通濾波器連接第一端和第三端，它只通過高頻帶信號(hào)；并且該低通濾波器至少有兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
在此第十方面，雙工器的低通濾波器所含的兩個(gè)諧振電路，在通帶的高頻一側(cè)給出兩個(gè)衰減極點(diǎn)。所以，低通濾波器能在寬頻帶范圍充分衰減高頻帶信號(hào)。于是，就能提供一種高頻開關(guān)，其高通濾波器能在寬頻帶范圍無衰減地通過高頻帶信號(hào)。
按照基于第十方面的第十一方面，該高通濾波器包含一個(gè)單諧振電路，該高通濾波器給出一個(gè)單衰減極點(diǎn)，而其低通濾波器只通過低頻信號(hào)。
在此第十一方面，其高通濾波器所含的信號(hào)諧振電路，在通帶的低頻一側(cè)給出單個(gè)衰減極點(diǎn)。所以，低頻帶信號(hào)的衰減可被抑制，低通濾波器可以只通過最低頻的信號(hào)。于是，可能提供一種高頻開關(guān)，它能將EGSM制頻帶的信號(hào)，以及例如DCS制、UMTS制、PCS制等制式相應(yīng)頻帶的信號(hào)，進(jìn)行(多路)混合和分離。
按照基于第十一方面的第十二方面，
低通濾波器的兩個(gè)諧振電路包含由第一電感和第一電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，它連接第一端和第二端；和由第二電感和第二電容構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，它連接第二端和地。
在此第十二方面，當(dāng)?shù)屯V波器的并聯(lián)諧振電路諧振時(shí)它給出單一衰減極點(diǎn)，當(dāng)?shù)屯V波器的串聯(lián)諧振電路諧振時(shí)它也給出單一衰減極點(diǎn)。于是，可在寬的頻帶范圍保證衰減量足夠。從而可能提供一種高頻開關(guān)，它能在寬的頻帶不衰減地通過高頻帶信號(hào)。
采用按照第十二方面的高頻開關(guān)的結(jié)構(gòu)，也可提供一種高頻開關(guān)，它能以最少的電路達(dá)到寬帶通特性。
按照基于第十二方面的第十三方面，其高通濾波器還包含一個(gè)由第三電容和第四電容的串聯(lián)電路，它連接第一端和第三端，以及其高通濾波器還包含一個(gè)由第三電感和第五電容構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，它聯(lián)接上述第三電容和第四電容的串接點(diǎn)跟地。
在此第十三方面，當(dāng)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路諧振時(shí)，它給出單一衰減極點(diǎn)。因此就能提供一種高頻開關(guān)，它能抑制低頻帶信號(hào)的衰減。
按照基于第十三方面的第十四方面，高頻開關(guān)由層迭體構(gòu)成，它們都是由一定數(shù)目的介電層層迭起來的，其中包含一定數(shù)目的線條狀電極來實(shí)現(xiàn)各電感器，一定數(shù)目的電容電極來實(shí)現(xiàn)各電容器，和一定數(shù)目的導(dǎo)電通孔來聯(lián)結(jié)線條狀電極跟電容電極。
在此第十四方面，構(gòu)成高頻開關(guān)的電感器和電容器都包含在單一的層迭體內(nèi)。因此，可能減小高頻開關(guān)的大小和高度。
按照基于第十四方面的第十五方面，該層迭體包括了一定數(shù)目的線條狀電極來實(shí)現(xiàn)第一到第三電感，一定數(shù)目的電容電極來實(shí)現(xiàn)第一到第五電容，和一定數(shù)目的導(dǎo)電通孔來聯(lián)結(jié)線條狀電極跟電容電極，以實(shí)現(xiàn)低通濾波器和高通濾波器。
在此第十五方面，該雙工器的低通濾波器和高通濾波器包含在單一的層迭體內(nèi)，構(gòu)成了高頻開關(guān)。因此，可能減小高頻開關(guān)的大小和高度。
按照基于第十五方面的第十六方面，至少有一個(gè)介電層包含接地電極，并且至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極配置在介電層上，按層迭方向，是高于置有接地電極的介電層，而且按層迭方向，是等于或高于一個(gè)介電層，其上置有至少一個(gè)線條狀電極，以及一個(gè)介電層，其上置有至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第三電感的線條狀電極。
在此第十六方面，信號(hào)直接通過的第一電感配置在介電層上，是在有接地電極的介電層之上，它是等于或高于別的線條狀電極所在層次。采用此結(jié)構(gòu)，第一電感跟別的形式的電極(如接地電極或電容電極)之間的雜散電容被減小了，這樣該電感的頻率特性的變化得以減小。從而，能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的高頻開關(guān)。
按照基于第十五方面的第十七方面，至少有一個(gè)介電層包含接地電極，至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的并聯(lián)諧振電路的第一電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有接地電極的介電層，而且至少有一個(gè)線條狀電極，它實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的并聯(lián)諧振電路的第一電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第十七方面，實(shí)現(xiàn)第一電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第一電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的高頻開關(guān)。
按照基于第十五方面的第十八方面，介電層中至少有一個(gè)包含接地電極，電容電極中至少有一個(gè)實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第二電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有接地電極的介電層，而且線條狀電極中至少有一個(gè)實(shí)現(xiàn)在低通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第二電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第十八方面，實(shí)現(xiàn)第二電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第二電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第二電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而，能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的高頻開關(guān)。
按照基于第十五方面的第十九方面，介電層中至少有一個(gè)包含接地電極，電容電極中至少有一個(gè)實(shí)現(xiàn)在高通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第五電容，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有接地電極的介電層，而且線條狀電極中至少有一個(gè)實(shí)現(xiàn)在高通濾波器的串聯(lián)諧振電路的第三電感，它配置在介電層上，按層迭方向，是高于一個(gè)置有電容電極的介電層。
在此第十九方面，實(shí)現(xiàn)第五電容的電容電極被置于接地電極跟實(shí)現(xiàn)第三電感的線條狀電極之間。采用此結(jié)構(gòu)，在第三電感跟接地電極之間發(fā)生的雜散電容可被減小。從而，能夠提供具有所設(shè)計(jì)的電路的高頻開關(guān)。
按照基于第十四方面的第二十方面，在低頻發(fā)送接收開關(guān)電路和高頻發(fā)送接收開關(guān)電路中至少有一種是基于在二極管上加電壓的開關(guān)發(fā)送接收電路，并且該二極管是置于層迭體的頂面上。
在此第二十方面，高頻開關(guān)的大小和高度可被減小。
按照基于第十四方面的第二十一方面，在低頻發(fā)送接收開關(guān)電路和高頻發(fā)送接收開關(guān)電路中至少有一種是GaAs開關(guān)，并且該GaAs開關(guān)是置于層迭體的頂面上。
在此第二十一方面，高頻開關(guān)的大小和高度可被減小。
按照本發(fā)明的第二十二方面，用來對(duì)不同頻帶的無線電波，同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收的一種天線共用器，它包含了一個(gè)雙工器，它通過第一端連接天線一側(cè)，進(jìn)行(多路)混合和分離無線電波，從而發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；一個(gè)第一共用器，它聯(lián)到雙工器包含的第二端，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；以及一個(gè)第二共用器，它聯(lián)到雙工器包含的第三端，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)；該雙工器包含一個(gè)低通濾波器，它連接第一端跟第二端，它只通過低頻帶信號(hào)；以及一個(gè)高通濾波器，它連接第一端跟第三端，它只通過高頻帶信號(hào)，并且該低通濾波器具有至少兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻一側(cè)，給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
在這第二十二方面，雙工器的低通濾波器所包含的兩個(gè)諧振電路，在通帶的高頻一側(cè)給出兩個(gè)衰減極點(diǎn)。于是，低通濾波器能在很寬的頻帶內(nèi)充分衰減高頻帶信號(hào)。從而，可能提供一種天線共用器，它能讓其高通濾波器在很寬的頻帶內(nèi)不衰減地通過高頻帶信號(hào)。
按照基于第二十二方面的第二十三方面，其高通濾波器包含一個(gè)單諧振電路，該高通濾波器給出單一衰減極點(diǎn)，而其低通濾波器只通過最低頻信號(hào)。
在此第二十三方面，高通濾波器所含單諧振電路在通帶的低頻一側(cè)給出單一衰減極點(diǎn)。因此低頻帶信號(hào)的衰減可得抑制，低通濾波器可以只通過最低頻帶的信號(hào)。從而可能提供一種天線共用器，它能將IS-95制頻帶的信號(hào)，跟例如PCS制的高頻帶信號(hào)，進(jìn)行(多路)混合和分離。
按照基于第二十三方面的第二十四方面，低通濾波器的兩個(gè)諧振電路包含第一電感和第一電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，它連接第一端和第二端；和第二電感和第二電容的串聯(lián)諧振電路，它連接第二端跟地。
按照基于第二十四方面的第二十五方面，高通濾波器還包含第三電容和第四電容的串聯(lián)電路，它連接第一端跟第三端，并且高通濾波器還包含第三電感和第五電容構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，它聯(lián)接上述第三電容和第四電容的串聯(lián)點(diǎn)跟地。
按照基于第二十五方面的第二十六方面，高頻開關(guān)由層迭體構(gòu)成，它是由一定數(shù)目的介電層層迭起來的，其中包括了一定數(shù)目的線條狀電極來實(shí)現(xiàn)各電感器，一定數(shù)目的電容電極來實(shí)現(xiàn)各電容器，和一定數(shù)目的導(dǎo)電通孔來聯(lián)結(jié)各線條狀電極跟電容電極。
按照本發(fā)明的第二十七方面，進(jìn)行不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收的一種無線通信裝置包含了一個(gè)高頻開關(guān)，它對(duì)不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收進(jìn)行轉(zhuǎn)換，該高頻開關(guān)包含一個(gè)雙工器，它通過其連接到天線一側(cè)的第一端來(多路)混合和分離無線電波，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；一個(gè)低頻發(fā)送和接收的開關(guān)電路，它連到雙工器的第二端來發(fā)送和接收低頻帶的信號(hào)；以及一個(gè)高頻發(fā)送和接收的開關(guān)電路，它連到雙工器的第三端來發(fā)送和接收高頻帶的信號(hào)，該雙工器包含一個(gè)低通濾波器連接第一端和第二端，它只通過低頻帶信號(hào)；和一個(gè)高通濾波器連接第一端和第三端，它只通過高頻帶信號(hào)；并且該低通濾波器至少有兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
在此第二十七方面，采用該雙工器的這種高頻開關(guān)能在寬頻帶范圍無衰減地通過高頻帶信號(hào)，就能提供一種無線通信裝置，它能在幾個(gè)高頻帶進(jìn)行無線電波的發(fā)送和接收。
按照本發(fā)明的第二十八方面，實(shí)施不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收的一種無線通信裝置包含了一種天線共用器，它能同時(shí)進(jìn)行不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收，該天線共用器包含一個(gè)雙工器，它通過其連接到天線一側(cè)的第一端來(多路)混合和分離無線電波，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；一個(gè)第一共用器，它聯(lián)到雙工器包含的第二端，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；以及一個(gè)第二共用器，它聯(lián)到雙工器包含的第三端，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)；該雙工器包含一個(gè)低通濾波器，它連接第一端跟第二端，它只通過低頻帶信號(hào)；以及一個(gè)高通濾波器，它連接第一端跟第三端，它只通過高頻帶信號(hào)，并且該低通濾波器具有至少兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻一側(cè)，給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
閱讀后面的本發(fā)明的詳細(xì)說明書，結(jié)合配合的各圖，將對(duì)本發(fā)明的上述的和別的目標(biāo)、特征、方面、以及優(yōu)點(diǎn)更加明了。
圖1是按本發(fā)明第一實(shí)施例的雙工器的等效電路圖；圖2是圖1雙工器中LPF 82的傳輸特性曲線；
圖3是圖1雙工器中HPF 83的傳輸特性曲線；圖4的曲線顯示的例子中，低通濾波器在待拾取信號(hào)頻帶之外的頻段給出了一個(gè)衰減極點(diǎn)；圖5是按本發(fā)明第二實(shí)施例的雙工器的部件分解透視圖，用以解說雙工器的特殊結(jié)構(gòu)；圖6顯示介電層N1、N2以及介電層N1的底面Nb；圖7顯示各介電層N3、N4、N5；圖8顯示各介電層N6、N7、N8；圖9顯示各介電層N9、N10、N11；圖10的方框圖解說按第三實(shí)施例的高頻開關(guān)的功能結(jié)構(gòu)；圖11為按第三實(shí)施例的高頻開關(guān)80的部分線路圖；圖12的部件分解透視圖顯示將若干介電層層迭而成的層迭體，它實(shí)現(xiàn)了圖11所示高頻開關(guān)的電路；圖13顯示介電層N101、N102、N103以及介電層N101的底面N101b；圖14顯示各介電層N104、N105、N106、N107；圖15顯示各介電層N108、N109、N110、N111；圖16顯示各介電層N112、N113、N114、N115；圖17顯示裝置了帶通濾波器的層迭體；圖18的方框圖顯示按第四實(shí)施例的天線共用器100的結(jié)構(gòu)；圖19顯示用于EGSM制、DCS制和UMTS制的頻帶；圖20顯示傳統(tǒng)雙工器的等效電路；圖21為LPF 10的傳輸特性曲線；圖22為HPF 20的傳輸特性曲線；具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)圖1顯示按本發(fā)明第一實(shí)施例的雙工器的等效電路。按第一實(shí)施例的雙工器包含一個(gè)低通濾波器(此后稱LPF)82聯(lián)接第一端P1跟第二端P2，以及一個(gè)高通濾波器(此后稱HPF)83聯(lián)接第一端P1跟第三端P3。
在LPF 82中，第一電感L1與第一電容C1并聯(lián)在第一端P1和第二端P2之間。第三電感L3串聯(lián)到第一電感L1與第一電容C1的并聯(lián)電路。第二電感L2跟第二電容C2串聯(lián)在上述并聯(lián)電路跟第三電感L3的連接點(diǎn)跟地之間。此LPF 82通過低頻帶信號(hào)。
在HPF 83中，第三電容C3跟第四電容C4串聯(lián)連接第一端P1與第三端P3。第四電感L4和第五電容C5串聯(lián)在第三電容C3和第四電容C4的聯(lián)結(jié)點(diǎn)跟地之間。此HPF 83通過高頻帶信號(hào)。
圖2給出圖1的雙工器中LPF 82的傳輸特性曲線。參考圖2來說明LPF 82的功能。在LPF 82中，第一電感L1和第一電容C1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路的常數(shù)預(yù)定得與DCS制頻帶信號(hào)諧振。此并聯(lián)諧振電路諧振時(shí)，其阻抗大增。所以，LPF 82在DCS制頻帶附近給出衰減極點(diǎn)AP1。從而，LPF 82具有圖2所示的傳輸特性，它能通過EGSM制頻帶的信號(hào)，卻不通過DCS制的。
在LPF 82中，第二電感L2和第二電容C2構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路的常數(shù)預(yù)定得與UMTS制頻帶的信號(hào)諧振。此串聯(lián)電路諧振時(shí)，其阻抗大減到接近零。此時(shí)，第一端P1到第二端P2的阻抗也銳減。所以，LPF 82不通過UMTS制頻帶的信號(hào)。也就是說，LPF 82在UMTS制頻帶附近給出衰減極點(diǎn)AP2。結(jié)果，LPF 82就有圖2所示的傳輸特性，只通過EGSM制頻帶的信號(hào)，而不通過DCS制的和UMTS制的信號(hào)。加上上述諧振條件，就可算出從第一端P1到第二端P2的所述阻抗。阻抗計(jì)算方法眾所周知，此處就不加敘述。
注意，圖2中，EGSM制頻帶的傳輸特性，相比傳統(tǒng)雙工器的(見圖21)，已經(jīng)改進(jìn)過了，現(xiàn)在頻帶已加寬了(參見圖2的點(diǎn)曲線)。這是由于在高頻一側(cè)給出了兩個(gè)衰減極點(diǎn)，藉此將低頻一側(cè)的傳輸特性，向高頻一側(cè)抬高了。
圖3顯示圖1的雙工器中的HPF 83的傳輸特性曲線。以下參考圖3來說明HPF 83的功能。在HPF 83中，第四電感L4和第五電容C5構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，其常數(shù)預(yù)定得與EGSM制頻帶的信號(hào)諧振。當(dāng)此串聯(lián)電路諧振時(shí)，其阻抗銳減到近乎零。當(dāng)?shù)谝欢薖1接到一個(gè)EGSM制頻帶的信號(hào)時(shí)，從第一端P1到第三端P3的HPF 83的阻抗陡增。這點(diǎn)可得證明，只要計(jì)算從第一端P1到第三端P3的阻抗，并對(duì)計(jì)算結(jié)果加上諧振條件。阻抗算法眾所周知，故不在此敘述。就是說，HPF 83在EGSM制頻帶附近給出一個(gè)衰減極點(diǎn)AP3。結(jié)果，如圖3所示，HPF 83通過DCS制和UMTS制頻帶的信號(hào)，卻不通過EGSM制的信號(hào)。
值得注意在DCS和UMTS制頻帶HPF 83的傳輸特性，如在圖3的點(diǎn)曲線所示。跟傳統(tǒng)HPF相比(參考圖22的點(diǎn)曲線)，在DCS和UMTS制頻帶，HPF 83的傳輸特性已被加寬。就是說，由圖3的點(diǎn)曲線得證，即使在DCS制頻帶，HPF83也能有好的傳輸特性。這是因?yàn)?，采用了LPF 82在HPF 83的通帶附近給出的兩個(gè)衰減極點(diǎn)，在HPF 83通帶附近的信號(hào)差不多能完全通過HPF 83這邊，而幾乎都不走LPF 82。所以，DCS和UMTS制頻帶的信號(hào)相比送到傳統(tǒng)HPF情況就更多地送到HPF 83。于是，HPF 83能在寬的頻帶得出更好的傳輸特性。
下面說明按第一實(shí)施例的雙工器的運(yùn)行。
當(dāng)EGSM制頻帶的信號(hào)送到第一端P1，HPF 83的串聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)。于是，第一端P1到第三端P3的阻抗陡增。送到第一端P1的EGSM制頻帶的信號(hào)就被傳到LPF 82這邊，其阻抗明顯低于HPF 83那邊，結(jié)果就能在第二端P2拾取該信號(hào)。
當(dāng)DCS制頻帶的信號(hào)送到第一端P1時(shí)，LPF 82的第一電容C1和第一電感L1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)，使其阻抗增大到極點(diǎn)。結(jié)果從第一端P1到第二端P2的阻抗陡增。送到第一端P1的DCS制頻帶的信號(hào)，于是就不傳往LPF 82一邊，而是傳到HPF 83這邊，其阻抗明顯低于LPF 82那邊的。故而可從第三端P3拾取此信號(hào)。
當(dāng)UMTS制頻帶的信號(hào)送到第一端P1時(shí)，LPF 82的第二電容和第二電感L2構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)，因此其阻抗降到接近零，而第一電容C1和第一電感L1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路的阻抗卻大增。結(jié)果從第一端P1到第二端P2的阻抗陡增。所以，UMTS制頻帶的信號(hào)就不傳往LPF 82一邊，而是傳到HPF 83這邊，其阻抗明顯低于LPF 82那邊的，故而可從第三端P3拾取此信號(hào)。
當(dāng)EGSM制的發(fā)送信號(hào)送到第二端P2時(shí)，HPF 83的串聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)。結(jié)果，從第二端P2到第三端P3的阻抗陡增。于是，待發(fā)送信號(hào)從第二端P2傳到第一端P1。
當(dāng)DCS制的發(fā)送信號(hào)送到第三端P3時(shí)，HPF 82的并聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)。結(jié)果，從第三端P3到第二端P2的阻抗陡增。于是，待發(fā)送信號(hào)從第三端P3傳到第一端P1。當(dāng)UMTS制的發(fā)送信號(hào)送到第三端P3時(shí)，HPF 82的串聯(lián)諧振電路進(jìn)入一個(gè)諧振態(tài)。結(jié)果，從第三端P3到第二端P2的阻抗陡增。于是，待發(fā)送信號(hào)從第三端P3傳到第一端P1。
照此，按第一實(shí)施例的雙工器，聯(lián)結(jié)第一端P1和第二端P2的LPF 82，在HPF 83通帶附近，給出了兩個(gè)衰減極點(diǎn)AP1和AP2。因此能保證在寬的頻帶有充分衰減。結(jié)果，聯(lián)結(jié)第一端P1和第三端P3的HPF 83的發(fā)送特性，比傳統(tǒng)HPF的發(fā)送特性，有足夠?qū)挼念l帶。據(jù)此，就能提供一種雙工器，它能通過DCS和UMTS等制式的高頻帶信號(hào)，而且在寬的頻帶不被衰減。
此外，LPF 82由一個(gè)串聯(lián)諧振電路和一個(gè)并聯(lián)諧振電路兩個(gè)諧振電路構(gòu)成。因此，可能提供一種雙工器，它有寬頻帶的發(fā)送特性，而且有最少的電路。
此外，用單一串聯(lián)諧振電路的HPF 83充分衰減了LPF 82這邊通帶的信號(hào)。因此，低頻帶信號(hào)的衰減可得抑制。
此外，按第一實(shí)施例，LPF 82所含第三電感L3僅需用來將按第一實(shí)施例的雙工器構(gòu)成一個(gè)高頻開關(guān)。理論上，對(duì)于構(gòu)成雙工器本身而言，并無需第三電感L3。
在第一實(shí)施例中，作為典型，LPF 82的構(gòu)成采用第一電感L1與第一電容C1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路來給出衰減極點(diǎn)AP1，以及第二電感L2與第電容C2構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以給出衰減極點(diǎn)AP2。作為替代，第二電感L2與第二電容C2構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路也可給出衰減極點(diǎn)AP1，第一電感L1與第一電容C1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路也可給出衰減極點(diǎn)AP2。此情況中，前述效果同樣能得到。
此外，按第一實(shí)施例，LPF 82中的兩個(gè)諧振電路，也可以是兩個(gè)串聯(lián)諧振電路，或者是兩個(gè)并聯(lián)諧振電路。此情況中，前述效果同樣也能得到。
按此第一實(shí)施例中的雙工器的LPF 82，在待從HPF 83拾取的信號(hào)的頻帶附近，給出了兩個(gè)衰減極點(diǎn)。作為替代，只要信號(hào)得到充分衰減，也可不必在待拾取的信號(hào)的頻帶附近，給出衰減極點(diǎn)。圖4的曲線顯示一例，其中低通濾波器在待拾取的信號(hào)的頻帶之外的頻段給出一個(gè)衰減極點(diǎn)。圖4中低通濾波器的衰減極點(diǎn)給出在3.0GHz附近。在此情況，串聯(lián)諧振電路中的第二電感L2與第二電容C2分別設(shè)置得讓諧振建立在3.0GHz附近。如圖4所示，一個(gè)衰減極點(diǎn)AP4給出在DCS制頻帶附近，另一個(gè)衰減極點(diǎn)AP5給出在3.0GHz附近。
這就使得即使在UMTS制頻帶的信號(hào)也能保證充分的衰減量。而且，還能在很寬的頻帶保證充分的衰減量(大約從1.7GHz到約3.3GHz)。所以，就能提供一種雙工器，它能在很寬的頻帶，不衰減地通過高頻帶信號(hào)。
此外，在第一實(shí)施例，用了兩個(gè)諧振電路。作為替代，其低通濾波器中也可用三個(gè)或更多的諧振電路，以給出三個(gè)或更多的衰減極點(diǎn)，從而在更寬的頻帶保證充分的衰減量。
此外，在第一實(shí)施例，上面說明了一個(gè)典型示范情況，其中的雙工器被用于EGSM、DCS、UMTS三種制式的組合。類似地，雙工器也可用于手機(jī)通訊的別的體系，例如EGSM、DCS、和PCS制式的組合，只要對(duì)LPF給出DCS和PCS制頻帶的衰減極點(diǎn)。
此外，雙工器還可用于有四個(gè)或更多通訊體系的手機(jī)，例如EGSM、AMPS、DCS、PCS等制式的組合。在這類情況，可對(duì)LPF給出多個(gè)衰減極點(diǎn)，以保證在很寬頻帶，高頻段的衰減量。
(第二實(shí)施例)按照第二實(shí)施例的雙工器可用若干介電層層迭起來的層迭體做成，其中的介電層為按第一實(shí)施例的雙工器的等效電路。第二實(shí)施例也參考圖1。圖5的部件分解透視圖顯示一種按照第二實(shí)施例的雙工器的特殊結(jié)構(gòu)。按照第二實(shí)施例的這種雙工器由11個(gè)介電層N1到N11構(gòu)成。圖6、7、8、9放大的透視圖用以說明圖5所示雙工器的相應(yīng)介電層的細(xì)節(jié)。圖5中指示各介電層的參考號(hào)(a)到(1)，分別對(duì)應(yīng)圖6、7、8、9中各層的參考號(hào)(a)到(1)。圖5中還用一箭頭指示各介電層層迭的方向。
圖6顯示介電層N1和N2，及介電層N1的底面Nb。圖7顯示介電層N3、N4、N5。圖8顯示介電層N6、N7、N8。圖9顯示介電層N9、N10、N11。圖6、7、8、9所示各介電層被層迭起來，介電層N1放在底面，介電層N11放在頂上。按照雙工器所需特性適當(dāng)選擇層迭體的層數(shù)。
實(shí)現(xiàn)按第二實(shí)施例的雙工器的層迭體的一種制備方法敘述如下。此處假定該層迭體的底托是用一種稱為玻璃陶瓷制成，這是用低熔點(diǎn)玻璃料混合陶瓷粉而成，陶瓷粉中主要成份是一種以鎂橄欖石為主的材料或氧化鋁。采用陶瓷粉、有機(jī)粘合劑、有機(jī)溶劑混合物漿膏壓模成的“綠片”作為介電層，第一步是用機(jī)械打孔或激光加工辦法，在綠片上鉆出系列的通孔以作多層間電的連線用。
第二步，用主要含銀(或金、或銅)粉的導(dǎo)電粘糊，在各綠片上印制一定連線圖案。然后，用導(dǎo)電粘糊充填通孔和印制的辦法，以便可將各層綠片的連線圖案相互連接起來，包括構(gòu)成線條狀電極和電容電極。
然后，將上述方式制成的11個(gè)綠片(也就是11個(gè)介電層N1到N11)彼此正確排列順序?qū)拥饋?，然后在一定條件下加熱壓制為集成的層迭體。此層迭體先烘干，然后在400至500℃的氧氣氛爐內(nèi)燒除綠片中的有機(jī)粘合劑。然后在約850至950℃的爐內(nèi)最后燒成層迭體，其間，導(dǎo)電粘糊若用金粉或銀粉則爐內(nèi)通普通大氣，若用的是銅粉則爐內(nèi)須通惰性氣體或用還原性氣氛。
參考圖6到9，各介電層的連線圖案敘述如下。圖6中，介電層N1的底面Nb上形成了多個(gè)電極T1，以便將層迭體安裝到其主底托上。各電極T1用上述導(dǎo)電粘糊印制成形。另方面，介電層N1的頂面印制了接地電極G1。介電層N1頂面上也打了通孔Va至Vk以連接接地電極G1，但它上面鉆的別的通孔V1至Vn卻不連到接地電極G1。在以下對(duì)介電層N1至N11的敘述中，采用同樣參考字符指示連接相應(yīng)層次的通孔。介電層N2的頂面印制了電容電極Cp1，還鉆了通孔V2。
圖7中，介電層N3頂面上印制了線條狀電極Lp1。線條狀電極Lp1的一端鉆了通孔V3。在通孔V3鉆處，線條狀電極Lp1連接到電容電極Cp1。在介電層N3頂面上還印制了線條狀電極Lp2，它一端鉆了通孔Vm。
在介電層N4頂面上還印制了線條狀電極Lp3，它一端鉆了通孔V41，另一端鉆了通孔V42。通孔V41用來連接線條狀電極Lp1的一端，非通孔V3端。通孔V42用來連接線條狀電極Lp2的一端，非通孔Vm端。介電層N5的頂面上印制了接地電極G2，以連接通孔Va至Ve、和Vk。
圖8中，介電層N6頂面上印制了電容電極Cp2。介電層N7頂面上印制了電容電極Cp3，還鉆了通孔V7。通孔V7用來連接介電層N6的電容電極Cp2。介電層N8頂面上印制了電容電極Cp4和電容電極Cp5，還鉆了通孔V8。通孔V8用來連接介電層N7的電容電極Cp3。電容電極Cp5的一端鉆了通孔V42。
圖9中，介電層N9頂面上印制了電容電極Cp6，電容電極Cp7，和電極T2，還鉆了通孔V9。通孔V9用來連接介電層N8的電容電極Cp4。電容電極Cp6的一端鉆了通孔V1。電容電極Cp7的一端鉆了通孔V8。電容電極Cp7藉通孔V8連接電容電極Cp3。電極T2一端鉆了通孔V42。通孔V42用來連接介電層N8的電容電極Cp5。電極T2的另一端也鉆有通孔Vn，通孔Vn用來連接電極T1。
介電層N10的頂面印制了盤繞形的線條狀電極Lp4和Lp5。線條狀電極Lp4的一端鉆了通孔V9。通孔V9用來連接介電層N8的電容電極Cp4。線條狀電極Lp4的另一端也鉆了通孔V7。通孔V7用來連接介電層N6的電容電極Cp2。
線條狀電極Lp5的一端鉆了通孔V8。通孔V8用來連接介電層N9的電容電極Cp7。線條狀電極Lp5的另一端還鉆了通孔V42。通孔V42用來連接介電層N9的電極T2。
采用上述層迭體結(jié)構(gòu)，LPF 82的電感L1由線條狀電極Lp5來實(shí)現(xiàn)。電容C1由電容電極Cp5和Cp7實(shí)現(xiàn)。電感L2由線條狀電極Lp1和Lp3實(shí)現(xiàn)。電容C2由電容電極Cp1和接地電極G1實(shí)現(xiàn)。電感L3由線條狀電極Lp2實(shí)現(xiàn)。
HPF 83的電容C3由電容電極Cp3和Cp4實(shí)現(xiàn)。電容C4由電容電極Cp4和Cp6實(shí)現(xiàn)。電感L4由線條狀電極Lp4來實(shí)現(xiàn)。電容C5由電容電極Cp2和接地電極G2實(shí)現(xiàn)。
如此，按照第二實(shí)施例的雙工器就由上述介電層構(gòu)成的層迭體來實(shí)現(xiàn)。這樣一來，裝置的大小和高度都可縮小。
上述連線圖案方式有以下特征。第一個(gè)特征為電容電極Cp1配置在介電層上N2是高于接地電極G1配置在介電層上N1，而線條狀電極Lp1和Lp3分別所在的各介電層N3和N4更是高于介電層N1，這樣來構(gòu)成LPF 82的串聯(lián)諧振電路。
通常，不希望有的雜散電容來自線條狀電極之類的圖案與接地電極互相的重疊。雜散電容的發(fā)生使層迭電路不同于設(shè)計(jì)的電路，造成不應(yīng)有的諧振，使傳輸特性變壞。為解決此問題，將電容電極置于接地電極和線條狀電極之間，就會(huì)減少線條狀電極跟接地電極重疊的部分。于是，構(gòu)成第二電感L2的線條狀電極Lp1和Lp3，跟接地電極G1之間的雜散電容就能減少。于是，層迭體的電路變得像設(shè)計(jì)的那樣，使第二電感L2和第二電容C2構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)諧振電路。有了這樣的串聯(lián)諧振電路，就能給出理想的陡峭的衰減極點(diǎn)，HPF 83的通帶也就能加寬，損耗也能減小。上面的敘述，對(duì)于LPF 82中的第一電感L1和第一電容C1構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，跟接地電極之間的關(guān)系，也是適用的。
此外，電容電極Cp2配置在介電層上N6高于接地電極G2配置在介電層上N5，而線條狀電極Lp4配置在介電層上N10更高于介電層N6，這樣來構(gòu)成HPF 83的串聯(lián)諧振電路。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)第四電感L4的線條狀電極Lp4跟接地電極G2之間發(fā)生的雜散電容可被減小。于是，采用了第四電感L4和第五電容C5構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，能夠給出理想陡峭的衰減極點(diǎn)，LPF 82的通帶也就得到加寬，損耗也減小。
就是說，為了給出衰減極點(diǎn)，采用電感和電容構(gòu)成的諧振電路中，實(shí)現(xiàn)電感的線條狀電極配置在介電層上，應(yīng)放得高于接地電極和實(shí)現(xiàn)電容的電容電極配置在介電層上。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可形成較陡的衰減極點(diǎn)，從而可能提供寬通帶、低損耗的低通濾波器和高通濾波器。
上述連線圖案方式的第二個(gè)特征敘述如下。在LPF 82中實(shí)現(xiàn)電感L1的線條狀電極Lp5配置在介電層上，不但高于具有接地電極G1的介電層，而且按層迭方向，應(yīng)相等于或高于這樣的介電層，它有線條狀電極Lp1和Lp3以實(shí)現(xiàn)LPF 82的電感L2，以及它有線條狀電極Lp4以實(shí)現(xiàn)HPF 83的電感L4。采用這種結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)LPF 82的電感L1的線條狀電極，跟接地電極或別的電極圖案形式之間發(fā)生的、不希望有的雜散電容可被減小。于是，信號(hào)直接通過的、LPF 82的電感L1的(傳輸)特性的變化就可減小，從而能夠提供按設(shè)計(jì)電路的雙工器。
就是說，LPF中信號(hào)直接通過的、由線條狀電極實(shí)現(xiàn)的電感配置在介電層上，應(yīng)高于具有接地電極的介電層，而且應(yīng)相等于或高于這樣的介電層，它有線條狀電極以實(shí)現(xiàn)LPF的另一電感，以及它有線條狀電極以實(shí)現(xiàn)HPF的電感。采用這種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)LPF中信號(hào)直接通過的電感的線條狀電極，跟接地電極或別的電極圖案形式之間發(fā)生的、不希望有的雜散電容可被減小。于是，信號(hào)直接通過的電感的(傳輸)特性的變化就可減小，從而能夠提供按設(shè)計(jì)電路的雙工器。
此外，按照第二實(shí)施例，雙工器所有的輸入/輸出端口和接地電極，都經(jīng)各通孔，集中到介電層N1的底面。于是，在電子設(shè)備的主底托上的裝置面積可減小。
圖5所示各電極的接線僅為一例，并不意味只能這樣子。特別是，在第二實(shí)施例中，雖然用了單一線條狀電極Lp5來實(shí)現(xiàn)LPF 82中的電感L1，電感L1也可由幾個(gè)線條狀電極一起來實(shí)現(xiàn)。類似地，別的那些電感也可由至少一個(gè)線條狀電極來實(shí)現(xiàn)(實(shí)現(xiàn))。無論何種情況，只要接線有上述特征，就能達(dá)到本發(fā)明的效果。
(第三實(shí)施例)按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種高頻開關(guān)，應(yīng)用了按第一實(shí)施例的雙工器，采用多個(gè)介電層層迭而成的一種層迭體來實(shí)現(xiàn)。第三實(shí)施例也參考圖1。這里的元件，具有跟第一實(shí)施例中的雙工器里的元件相似功能的，都給以相同的參考字符，此處不再重述。
圖10的方框圖顯示按第三實(shí)施例的高頻開關(guān)的功能結(jié)構(gòu)。圖10中的高頻開關(guān)80是一種三頻帶的高頻開關(guān)，對(duì)三個(gè)頻帶，即第一頻帶(EGSM)、第二頻帶(DCS)、第三頻帶(UMTS)，各別的發(fā)送頻帶和接收頻帶的通過，它都具有濾波功能。該高頻開關(guān)80包含一個(gè)(發(fā)送和接收轉(zhuǎn)換)開關(guān)電路84，一個(gè)開關(guān)電路85，一個(gè)雙工器81，帶通濾波器86和89，低通濾波器87和88，和一個(gè)天線共用器90。
對(duì)EGSM制信號(hào)，帶通濾波器86和低通濾波器87分別連到接收端口Rx1和發(fā)送端口Tx1。對(duì)DCS制信號(hào)，低通濾波器88和帶通濾波器89分別連到發(fā)送端口Tx2和接收端口Rx2。對(duì)UMTS制信號(hào)，共用器90被連到發(fā)送端口Tx3和接收端口Rx3二者上。
帶通濾波器86和開關(guān)電路84彼此經(jīng)內(nèi)端口93連接。低通濾波器87和開關(guān)電路84彼此經(jīng)內(nèi)端口94連接。開關(guān)電路84經(jīng)內(nèi)端口91連到雙工器81的LPF 82上。
低通濾波器88和開關(guān)電路85彼此經(jīng)內(nèi)端口95連接。帶通濾波器89和開關(guān)電路85彼此經(jīng)內(nèi)端口96連接。共用器90和開關(guān)電路85彼此經(jīng)內(nèi)端口97連接。開關(guān)電路85經(jīng)內(nèi)端口92連到雙工器81的HPF 83上。雙工器81連到天線ANT。
帶通濾波器86采用的濾波器，例如SAW(表面聲波器件)濾波器，只通過EGSM制的接收頻帶的信號(hào)。低通濾波器87則只通過較EGSM制發(fā)送頻帶更低的頻帶的信號(hào)，并能減小放大過程帶來的諧波畸變。帶通濾波器89所用的濾波器，例如SAW器件的，只通過DCS制接收頻帶的信號(hào)。低通濾波器88只通過比DCS制發(fā)送頻帶更低的頻帶的信號(hào)，并能減小放大過程帶來的諧波畸變。
共用器90由介電材料制成，用來將發(fā)送頻帶跟接收頻帶彼此分隔開來。共用器90包含，例如，一個(gè)連到發(fā)送端口Tx3的帶通濾波器和一個(gè)連到接收端口Rx3的帶通濾波器。共用器90用在UMTS制，發(fā)送和接收正好同時(shí)進(jìn)行，以便從發(fā)送信號(hào)中保護(hù)接收信號(hào)。
開關(guān)電路84，當(dāng)EGSM制發(fā)送頻帶信號(hào)送來時(shí)切換到內(nèi)端口93，而當(dāng)EGSM制接收頻帶信號(hào)送來時(shí)切換到內(nèi)端口94。開關(guān)電路84是根據(jù)加到控制端口Vc1的電壓(3V)來實(shí)現(xiàn)這一內(nèi)部端口的切換操作的。當(dāng)該電壓加上時(shí)，開關(guān)電路84切換到內(nèi)端口94以發(fā)送信號(hào)。
開關(guān)電路85，當(dāng)DCS制發(fā)送頻帶信號(hào)送來時(shí)切換到內(nèi)端口95，當(dāng)DCS制接收頻帶信號(hào)送來時(shí)切換到內(nèi)端口96，當(dāng)UMTS制頻帶信號(hào)送來時(shí)切換到內(nèi)端口97。開關(guān)電路85是根據(jù)加到控制端口Vc2和Vc3的電壓(3V)來實(shí)現(xiàn)這一內(nèi)部端口的切換操作的。當(dāng)該電壓加到Vc2上時(shí)，開關(guān)電路85切換到內(nèi)端口95以發(fā)送DCS制信號(hào)。當(dāng)該電壓加到Vc3上時(shí)，開關(guān)電路85切換到內(nèi)端口96以接收DCS制信號(hào)。當(dāng)控制端口Vc2和Vc3不加電壓時(shí)，開關(guān)電路85切換到內(nèi)端點(diǎn)口97以發(fā)送或接收UMTS制信號(hào)。
上述結(jié)構(gòu)的高頻開關(guān)80的運(yùn)作敘述如下。注意其中的雙工器81的運(yùn)作在第一實(shí)施例中已詳細(xì)敘述過，此處就不講了。
為發(fā)送EGSM制信號(hào)，在開關(guān)電路84的控制端口Vc1加班加3V，在開關(guān)電路85的控制端口Vc2和Vc3加0V。這樣，內(nèi)端口91和94彼此連接。送到發(fā)送端口Tx1的EGSM制發(fā)送信號(hào)，被遞交到低通濾波器87，諧波畸變被減??；然后經(jīng)開關(guān)電路84遞交到雙工器81的LPF 82；通過LPF 82后，從天線ANT輸出。
為接收EGSM制信號(hào)，在二開關(guān)電路84和85的控制端口Vc1到Vc3加0V，使得內(nèi)端口91和93彼此連接。EGSM制的接收信號(hào)經(jīng)天線ANT送到雙工器81，并不通過HPF 83，而是通過LPF 82，然后經(jīng)開關(guān)電路84，遞交到帶通濾波器86。帶通濾波器86只通過所需的接收頻帶的信號(hào)，將它送到接收端口Rx2。這樣，從接收端口Rx2拾取EGSM制的接收信號(hào)。
為發(fā)送DCS制信號(hào)，在開關(guān)電路85的控制端口Vc2加3V，在開關(guān)電路84的控制端口Vc1和在開關(guān)電路85的控制端口Vc3都加0V。這使得內(nèi)端口92和95彼此連接。送到發(fā)送端口Tx2的DCS制發(fā)送信號(hào)，被遞交到低通濾波器88，在那里減小了諧波畸變；然后經(jīng)開關(guān)電路85，遞交到雙工器81的HPF 83；通過HPF 83后，從天線ANT輸出。
為接收DCS制信號(hào)，在開關(guān)電路85的控制端口Vc3加3V，在開關(guān)電路84的控制端口Vc1和在開關(guān)電路85的控制端口Vc2都加0V。這使得內(nèi)端口92和96彼此連接。DCS制的接收信號(hào)經(jīng)天線ANT送到雙工器81，并不通過LPF 82，而是通過HPF 83，然后經(jīng)開關(guān)電路85，遞交到帶通濾波器89。帶通濾波器89只通過所需的接收頻帶的信號(hào)，將它送到接收端口Rx2。這樣，從接收端口Rx2拾取DCS制的接收信號(hào)。
為發(fā)送UMTS制信號(hào)，在二開關(guān)電路84和85的各控制端口Vc1到Vc3都加0V。這使得內(nèi)端口92和97彼此連接。送到發(fā)送端口Tx3的UMTS制的發(fā)送信號(hào)，經(jīng)共用器90、開關(guān)電路85、和雙工器81，遞交到天線ANT。為接收UMTS制的信號(hào)，需建立和上述相同的連接。UMTS制接收信號(hào)從天線ANT，經(jīng)雙工器81、開關(guān)電路85、和共用器90，遞交到接收端口Rx3以供拾取。
圖11電路圖顯示了按第三實(shí)施例的高頻開關(guān)80的一部分。作為典型示范在圖11的高頻開關(guān)電路用的是二極管。雖然在圖11中沒畫出帶通濾波器86、帶通濾波器89、和共用器90，在需要時(shí)這些部件都可加上，并分別連到端口Rx1、Rx2、以及Tx3和Rx3。雙工器81的電路類似第一實(shí)施例中所用的。
發(fā)送端口Tx1經(jīng)二極管D2，它沿發(fā)送正向?qū)?，連到天線端。低通濾波器87插在發(fā)送端口Tx1和二極管D2之間。接收端口Rx1被連接到天線，并經(jīng)正向?qū)щ姷亩O管D4接地?？刂贫丝赩c1連往控制加電壓的部分(圖中未畫出)。
發(fā)送端口Tx2經(jīng)二極管D3，它沿發(fā)送正向?qū)ǎB到天線端。低通濾波器88插在發(fā)送端口Tx2和二極管D3的陽極之間。接收端口Rx2經(jīng)二極管D1連到天線端，用發(fā)送端口Tx2作發(fā)送時(shí)，D1反向?qū)?在OFF狀態(tài)，關(guān)閉)。
發(fā)送端口Tx3和接收端口Rx3連到天線端，并經(jīng)二極管D5接地，D5正向?qū)??？刂贫丝赩c2和Vc3連往控制加電壓的部分(圖中未畫出)。
下面敘述圖11所示這部分高頻開關(guān)電路的運(yùn)作。其中的低通濾波器87和88、開關(guān)電路84和85，這些電路已熟知，只加簡述。雙工器81電路運(yùn)作與第一實(shí)施例中的相同，所以此處不再敘述。
送到發(fā)送端口Tx1的EGSM制發(fā)送信號(hào)遞交到低通濾波器87上，信號(hào)中的諧波與那里的并聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振，只有信號(hào)中的基波傳到開關(guān)電路84。為發(fā)送EGSM制信號(hào)，在控制端口Vc1加3V電壓，所以二極管D2進(jìn)入ON態(tài)(開通)。結(jié)果，發(fā)送信號(hào)通過二極管D2。圖中50歐姆的線841具有的波長為EGSM制發(fā)送頻率波長的四分之一，它的作用使二極管D2陰極端阻抗大增。因此，信號(hào)被傳到雙工器81，通過它后從天線ANT輸出。
EGSM制的接收信號(hào)從天線ANT經(jīng)雙工器81，遞交到開關(guān)電路84。為接收EGSM制信號(hào)，控制端口Vc1加電壓0V，這時(shí)二極管D2作用像一個(gè)電容，從而與電感L84合作形成并聯(lián)諧振電路。該并聯(lián)諧振電路諧振在EGSM制接收頻帶，它諧振時(shí)，其阻抗大增。所以使接收信號(hào)傳到接收端口Rx1。
為從發(fā)送端口Tx2發(fā)送DCS制信號(hào)，在控制端口Vc2加3V電壓。圖中二極管D3附近電路類似D2附近的。所以，與從Tx1端口發(fā)送EGSM制信號(hào)方式相似的操作，DCS制發(fā)送信號(hào)被送到雙工器81。
為接收DCS制信號(hào)，控制端口Vc3加3V，控制端口Vc2則加0V。于是二極管D1進(jìn)入ON(通)態(tài)，由二極管D3端對(duì)端電容形成的并聯(lián)諧振電路的阻抗大增。圖中50歐姆的線851具有的波長為DCS制發(fā)送頻率波長的四分之一，它的作用使二極管D5陽極端阻抗大增。從而，將DCS制的接收信號(hào)發(fā)送到接收端口Rx2。
為從發(fā)送端口Tx3發(fā)送UMTS制信號(hào)，控制端口Vc2和Vc3都加0V電壓。故而二極管D1和D3分別由各自的端對(duì)端電容形成并聯(lián)諧振電路。這兩個(gè)并聯(lián)諧振電路的阻抗都大增，于是UMTS制的發(fā)送信號(hào)，被送到雙工器81，然后從天線ANT輸出。至于UMTS制的接收信號(hào)，開關(guān)電路85的操作是同上的。
圖12為由多個(gè)介電層層迭起來實(shí)現(xiàn)圖11所示高頻開關(guān)電路的層跌迭體的部件分解透視圖。在圖11所示元件中，發(fā)送端口Tx1、Tx2、Tx3和Rx3，以及接收端口Rx1Rx2，它們的輸入/輸出端電容，插在控制端口Vc1到Vc3跟地的電容，在圖12中各介電層的連線圖案和頂面上，不再畫出。
如圖12所示，高頻開關(guān)層迭體由15層介電層N101到N115構(gòu)成。圖13、14、15、和16分別為圖12所示高頻開關(guān)的各介電層的放大了的透視圖。圖12中指示各介電層的序號(hào)(a)到(p)，分別對(duì)應(yīng)圖13到圖16中的(a)到(p)。圖12中箭頭所指方向表示介電層層迭的順序。
圖13顯示介電層N101到N103，以及介電層N101的底面N101b。圖14顯示介電層N104到N107。圖15顯示介電層N108到N111。圖16顯示介電層N112到N115。圖13到16所示各介電層層迭時(shí)，介電層N101置于底部，N115放在頂上。圖16中放在高頻開關(guān)層迭體的頂上的介電層N115的頂面上，有5個(gè)二極管D1到D5，以及多個(gè)芯片元件SD1包含一個(gè)電容和一個(gè)電阻，它們不包含在別的介電層的連線圖案中。這些二極管和芯片元件電連接到層迭體的內(nèi)部電路。層迭體的層數(shù)是按照所需的高頻開關(guān)的特性來恰當(dāng)選定的。構(gòu)成各介電層和層迭體的辦法，類似第二實(shí)施例，故此不再敘述。
圖13中，介電層N101的底面N101b上有多個(gè)電極T102，用來將高頻開關(guān)裝置在電子設(shè)備的主底托上。這些電極T102是用介電粘糊印制成形在底面上，如第二實(shí)施例的敘述。
對(duì)圖13到圖16所示多層高頻開關(guān)的連線圖案的層迭結(jié)構(gòu)的敘述以雙工器81為中心。
介電層N101和N107上分別印制有接地電極G101和G102(參見圖13和圖14)。介電層N102、N108到N111頂面上印制有電容電極Cp11到Cp17(參見圖13和圖15)。介電層N105、N106、和N113上面印制有線條狀電極Lp11到Lp15(參見圖14和圖16)。
介電層N102到N113上還有多個(gè)通孔，用來將線條狀電極Lp11到Lp15，和電容電極Cp11到Cp17電連接起來，以便實(shí)現(xiàn)圖11的電路圖。例如線條狀電極Lp15經(jīng)通孔V11連到電容電極Cp17。線條狀電極Lp14經(jīng)通孔V12連到電容電極Cp12。
采用上述結(jié)構(gòu)，線條狀電極Lp11到Lp13和Lp15形成LPF 82的電感，而電容電極Cp11、Cp15、Cp17和接地電極G101形成LPF 82的電容。這樣，LPF 82就構(gòu)成了。
另外，線條狀電極Lp14形成HPF 83的電感，而電容電極Cp12到Cp14、Cp16和接地電極G102形成HPF 83的電容。這樣，HPF 83就構(gòu)成了。
用以構(gòu)成LPF 82和HPF 83的線條狀電極、電容電極、和接地電極的布置，要得到類似第二實(shí)施例中敘述的特征。有了這些特征，雙工器81才能得到類似第二實(shí)施例中的那些效果。
類似地，低通濾波器87和88的構(gòu)成，也靠組合介電層上印制成形的線條狀電極、電容電極和接地電極。
此外，開關(guān)電路84和85的電感和電容的構(gòu)成，也靠組合介電層上印制成圖形的線條狀電極、電容電極和接地電極。用上述方式形成的開關(guān)電路84和85的電感和電容，二極管D1到D5，通過多個(gè)電極T101(圖16作為典型畫出兩個(gè)電極T101)裝到層迭體頂面的芯片元件SD1，這幾方面電連接起來就實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電路84和85。此外，在層迭體內(nèi)，雙工器81是通過內(nèi)端口91和92連接到開關(guān)電路84和85。
在電子設(shè)備的主底托上，圖10中的帶通濾波器86和89、以及共用器90，是另外電連接到該層迭體構(gòu)成的各開關(guān)電路的接收端口Rx1和Rx2、發(fā)送端口Tx3、和接收端口Rx3。
如上所述，按照第三實(shí)施例，高頻開關(guān)由用介電層做成的層迭體來實(shí)現(xiàn)。故而此裝置的大小和高度可減小。而且，采用按照第一實(shí)施例的雙工器，就能提供一種高頻開關(guān)，它能在很寬的頻帶不衰減地通過高頻信號(hào)。
此外，高頻開關(guān)所有的輸入/輸出端口和接地電極全經(jīng)通孔集中連接到層迭體的底面。這樣，當(dāng)把高頻開關(guān)裝到電子設(shè)備的主底托上時(shí)，所需面積可減小。
在第三實(shí)施例，作為典型示范，高頻開關(guān)用在EGSM、DCS、和UMTS三個(gè)制式的組合。作為替代，此高頻開關(guān)也可用于別的制式，例如EGSM、DCS、和PCS制的類似組合。
在第三實(shí)施例，作為典型示范，高頻開關(guān)為一個(gè)三通帶的高頻開關(guān)，它采用三種通訊體制。作為替代，高頻開關(guān)也可為一個(gè)雙通帶的高頻開關(guān)，采用兩種通訊體制(例如，采用EGSM和UMTS制式)，或者，也可為一個(gè)采用四種或更多通訊體制的高頻開關(guān)(例如，采用EGSM、AMPS、DCS、PCS制式)，以實(shí)現(xiàn)跟第三實(shí)施例情況類似的效果。
在第三實(shí)施例中，在電子設(shè)備的主底托上提供的各帶通濾波器、共用器都電連接到在此層迭體中形成的各開關(guān)電路的接收端口Rx1和Rx2、發(fā)送端口Tx3和接收端口Rx3。作為替代，各帶通濾波器也可裝置在此層迭體的頂面上。圖17顯示的層迭體上裝有帶通濾波器。如圖17所示，裝在層迭體頂面上的有用SAW濾波器SF1和SF2的帶通濾波器，和二極管D11到D15，芯片元件SD11到SD17諸如電容和電阻，這樣來得到與第三實(shí)施例中的類似的效果。
作為替代，也可只將共用器裝在層迭體頂面上，或?qū)V波器與共用器一起裝在層迭體頂面上，這樣來得到與第三實(shí)施例中的類似的效果。
在第三實(shí)施例中，采用了二極管來做開關(guān)電路。作為替代，可用砷化鎵半導(dǎo)體GaAs器件來做一個(gè)乃至兩個(gè)開關(guān)電路，這樣來得到與第三實(shí)施例中的類似的效果。
(第四實(shí)施例)在第四實(shí)施例中敘述的是一種天線共用器，它采用了按照第一實(shí)施例的雙工器。第四實(shí)施例也參見圖1。與第一實(shí)施例的雙工器中的相似功能的元件，現(xiàn)在仍采用相同參考字符來指示，此處不再敘述。
圖18的方框圖顯示按照第四實(shí)施例的天線共用器100的結(jié)構(gòu)。圖18中，天線共用器100包含雙工器81、第一共用器101、和第二共用器102。天線共用器100經(jīng)天線ANT發(fā)送和接收IS-95制或PCS制的信號(hào)。
在IS-95制式，一個(gè)824到849MHz頻帶用來發(fā)送信號(hào)，另一個(gè)869到894MHz頻帶用來接收信號(hào)。在PCS制式，一個(gè)1920到1980MHz頻帶用來發(fā)送信號(hào)，另一個(gè)2110到2170MHz頻帶用來接收信號(hào)。在雙工器81的LPF 82，電感L1和L2、及電容C1和C2的值的設(shè)置，使得在接收頻帶2110到2170MHz給出一個(gè)衰減極點(diǎn)，在發(fā)送頻帶1920到1980MHz給出另一個(gè)衰減極點(diǎn)，以便用于PCS制式。既可用串聯(lián)諧振電路，也可用并聯(lián)諧振電路來給出這些衰減極點(diǎn)。另一方面，在雙工器81的HPF 83，電感L4和電容C5的值的設(shè)置，使得在824到894MHz的頻帶中給出一個(gè)衰減極點(diǎn)，以便用于IS-95制式。
以介電材料制成的第一共用器101用來將IS-95制的發(fā)送頻帶和接收頻帶彼此分隔開。第一共用器101包含，例如，連接到發(fā)送端口Tx4的一個(gè)帶通濾波器，和連接到接收端口Rx4的一個(gè)帶通濾波器。第一共用器101用在IS-95制，此處發(fā)送和接收同時(shí)進(jìn)行，以便從發(fā)送信號(hào)中保護(hù)接收信號(hào)。
第二共用器102也以介電材料制成，用來將PCS制的發(fā)送頻帶和接收頻帶彼此分隔開。第二共用器102包含，例如，連接到發(fā)送端口Tx5的一個(gè)帶通濾波器，和連接到接收端口Rx5的一個(gè)帶通濾波器。第二共用器102用在PCS制，此處發(fā)送和接收同時(shí)進(jìn)行，以便從發(fā)送信號(hào)中保護(hù)接收信號(hào)。
下面參見圖18，敘述天線共用器100的運(yùn)作。當(dāng)IS-95制接收信號(hào)送到天線共用器100，HPF 83的阻抗增大。所以，該接收信號(hào)被遞交到LPF 82一邊，然后送到第一共用器101。第一共用器101將該接收信號(hào)，不傳給發(fā)送端口Tx4，而傳給接收端口Rx4，然后輸出。另一方面，為發(fā)送IS-95制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)發(fā)送端口Tx4送到第一共用器101。第一共用器101不把該信號(hào)交給接收端口Rx4，而是交給LPF 82。IS-95制信號(hào)使HPF 83的阻抗增大，因此IS-95制發(fā)送信號(hào)被從天線ANT輸出。
當(dāng)PCS制接收信號(hào)來到天線共用器100時(shí)，LPF 82的阻抗增大。因此，接收信號(hào)被傳到HPF 83一側(cè)，并送到第二共用器102。第二共用器102不把該接收信號(hào)交給發(fā)送端口Tx5，而交到接收端口Rx5，然后輸出。另一方面，為發(fā)送PCS制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)發(fā)送端口Tx5送到第二共用器102。第二共用器102不把該信號(hào)交給接收端口Rx5，而是交給HPF 83。PCS制信號(hào)使HPF 83的阻抗增大，因此PCS制發(fā)送信號(hào)被從天線ANT輸出。
如上述，采用按照第四實(shí)施例的天線共用器，即使在用IS-95制和PCS制的通訊體制，也能在很寬頻帶無衰減地通過高頻帶信號(hào)。在PCS制，因發(fā)送頻帶和接收頻帶彼此分開較遠(yuǎn)，如在本發(fā)明這樣，采用雙工器是很有效的，它能在低通濾波器給出兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
采用按照第三實(shí)施例的高頻開關(guān)和按照第四實(shí)施例的天線共用器，就能提供一種無線通訊設(shè)備，它能發(fā)送和接收多個(gè)頻帶的通訊體制的信號(hào)。
雖然對(duì)本發(fā)明已經(jīng)作了詳細(xì)敘述，上面的說明從各方面講都是解釋性的，本發(fā)明并不受以上敘述的限定。不講自明，許許多多別的修改和變動(dòng)都可設(shè)計(jì)出來，而并未離開本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙工器，它對(duì)不同頻帶的無線電波作多路混合和多路分解，所述雙工器包括低通濾波器(82)，它置于連到天線一側(cè)的第一端口(P1)和用于發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)的第二端口(P2)之間，所述低通濾波器只通過低頻帶信號(hào)；和高通濾波器(83)，它置于所述第一端口和用來發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)的第三端口(P3)之間，所述高通濾波器只通過高頻帶信號(hào)，所述低通濾波器至少包含兩個(gè)諧振電路，以便在通帶的高頻側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)(AP1、AP2)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙工器，其特征在于所述高通濾波器還包含一個(gè)單諧振電路(L4、C5)，且所述高通濾波器在通帶的低頻一側(cè)給出一個(gè)衰減極點(diǎn)(AP3)，從而所述低通濾波器只通過不同頻帶中最低頻帶的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的雙工器，其特征在于所述低通濾波器的兩個(gè)諧振電路包含由第一電感(L1)和第一電容(C1)構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路(L1、C1)，它置于第一端口跟第二端口之間；和由第二電感(L2)和第二電容(C2)構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路(L2、C2)，它置于第二端口跟地之間。
4.如權(quán)利要求3所述的雙工器，其特征在于所述高通濾波器還包含由第三電容(C3)和第四電容(C4)串聯(lián)的電路，它置于第一端口跟第三端口之間，而且所述高通濾波器包含一個(gè)由第三電感(L4)和第五電容(C5)構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路(L4、C5)，它置于第三電容和第四電容連接點(diǎn)跟地之間。
5.如權(quán)利要求4所述的雙工器，其特征在于所述低通濾波器和高通濾波器用一層迭體構(gòu)成，它由多個(gè)介電層(N1到N11)層迭得到，其中包含多個(gè)線條狀電極來實(shí)現(xiàn)第一至第三電感，多個(gè)電容電極來實(shí)現(xiàn)第一至第五電容，多個(gè)導(dǎo)電通孔來連接線條狀電極和電容電極。
6.如權(quán)利要求5所述的雙工器，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極(G1)，至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極(Lp5)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極的介電層，而且是等于或高于一個(gè)其上至少有一個(gè)線條狀電極(Lp1、Lp3)的介電層以及高于一個(gè)其上至少有一個(gè)線條狀電極(Lp4)來實(shí)現(xiàn)第三電感的介電層。
7.如權(quán)利要求5所述的雙工器，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極(G1)，并且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的并聯(lián)諧振電路中第一電容(C5、Cp7)的線條狀電極(Lp5)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極的介電層，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的并聯(lián)諧振電路中第一電感的線條狀電極(Lp5)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極的介電層。
8.如權(quán)利要求5所述的多路混合器，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極(G1)，具有至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第二電容的電容電極(Cp1)配置在介電層上，所述介電層在按層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極的介電層，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第二電感的線條狀電極(Lp1、Lp3)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極的介電層。
9.如權(quán)利要求5所述的雙工器，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極(G1)，至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第五電容的電容電極(Cp2)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極的介電層，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第三電感的線條狀電極(Lp4)配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極的介電層。
10.一種高頻開關(guān)(80)，它對(duì)不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收進(jìn)行切換，包括雙工器(81)，它經(jīng)連接到天線一側(cè)的第一端口對(duì)無線電波進(jìn)行多路混合和分解，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；低頻發(fā)送和接收開關(guān)電路(84)，它連接雙工器的第二端口，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；和高頻發(fā)送和接收開關(guān)電路(85)，它連接雙工器的第三端口，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)，所述雙工器包含低通濾波器(82)，它置于第一端口和第二端口之間，只通過低頻帶信號(hào)；和高通濾波器(83)，它置于第一端口和第三端口之間，只通過高頻帶信號(hào)；以及所述低通濾波器至少具有兩個(gè)諧振電路(L1、C1、L2、C2)，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)(AP1、AP2)。
11.如權(quán)利要求10所述的高頻開關(guān)，其特征在于所述高通濾波器包含一個(gè)單諧振電路(L4、C5)，所述高通濾波器給出單一衰減極點(diǎn)(AP3)，以及所述低通濾波器只通過最低頻信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的高頻開關(guān)，其特征在于所述低通濾波器的兩個(gè)諧振電路包含并聯(lián)諧振電路(L1、C1)，它由第一電感(L1)和第一電容(C1)構(gòu)成，置于第一端口和第二端口之間；和串聯(lián)諧振電路(L2、C2)，它由第二電感(L2)和第二電容(C2)構(gòu)成，置于第二端口跟地之間。
13.如權(quán)利要求12所述的高頻開關(guān)，其特征在于所述高通濾波器還包含一個(gè)串聯(lián)電路，它由第三電容(C3)和第四電容(C4)串成，置于第一端口和第三端口之間，且所述高通濾波器包含串聯(lián)諧振電路(L4、C5)，它由第四電感(L4)和第五電容(C5)構(gòu)成，置于第三電容和第四電容的串接點(diǎn)跟地之間。
14.如權(quán)利要求13所述的高頻開關(guān)，其特征在于所述高頻開關(guān)用一層迭體構(gòu)成，它由多個(gè)介電層(N101到N115)層迭得到，所述介電層包含多個(gè)線條狀電極來實(shí)現(xiàn)各電感，多個(gè)電容電極來實(shí)現(xiàn)各電容，和多個(gè)導(dǎo)電通孔來連接線條狀電極和電容電極。
15.如權(quán)利要求14所述的高頻開關(guān)，其特征在于所述層迭體包含了多個(gè)線條狀電極(Lp11至Lp15)來實(shí)現(xiàn)第一至第三電感，多個(gè)電容電極(Cp11至Cp17)來實(shí)現(xiàn)第一至第五電容，和多個(gè)導(dǎo)電通孔來連接線條狀電極和電容電極，從而實(shí)現(xiàn)低通濾波器和高通濾波器。
16.如權(quán)利要求15所述的高頻開關(guān)，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極，并且至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一電感的線條狀電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極的介電層，而且是等于或高于一個(gè)其上至少有一個(gè)線條狀電極的介電層以及高于一個(gè)其上至少有一個(gè)線條狀電極實(shí)現(xiàn)第三電感的介電層。
17.如權(quán)利要求15所述的高頻開關(guān)，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極，至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的并聯(lián)諧振電路中第一電容的線條狀電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極配置在介電層上，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的并聯(lián)諧振電路中第一電感的線條狀電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極配置在介電層上。
18.如權(quán)利要求15所述的高頻開關(guān)，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極，至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第二電容的電容電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極配置在介電層上，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第二電感的線條狀電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極配置在介電層上。
19.如權(quán)利要求15所述的高頻開關(guān)，其特征在于介電層中至少有一個(gè)是包含接地電極，至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第五電容的電容電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有接地電極配置在介電層上，而且至少一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)高通濾波器的串聯(lián)諧振電路中第三電感的線條狀電極配置在介電層上，所述介電層在層迭方向上是高于一個(gè)其上有電容電極配置在介電層上。
20.如權(quán)利要求14所述的高頻開關(guān)，其特征在于至少低頻發(fā)送和接收開關(guān)電路和高頻發(fā)送和接收開關(guān)電路中的一個(gè)是根據(jù)二極管(D1至D5)上所加電壓來切換信號(hào)的發(fā)送和接收，而所述二極管(D11至D15)被置于層迭體的頂面。
21.如權(quán)利要求14所述的高頻開關(guān)，其特征在于至少低頻發(fā)送和接收開關(guān)電路和高頻發(fā)送和接收開關(guān)電路中的一個(gè)是GaAs開關(guān)，且所述GaAs開關(guān)被置于層迭體的頂面。
22.一種天線共用器(100)，它對(duì)不同頻帶的無線電波同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收，其特征在于，包括雙工器(81)，它經(jīng)連接到天線一側(cè)的第一端口對(duì)無線電波進(jìn)行多路混合和分解，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；第一共用器(101)，它連接雙工器的第二端口，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；和第二共用器(102)，它連接雙工器的第三端口，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)，所述雙工器包含低通濾波器(82)，它置于第一端口和第二端口之間，只通過低頻帶信號(hào)；和高通濾波器(83)，它置于第一端口和第三端口之間，只通過高頻帶信號(hào)；而且所述低通濾波器至少具有兩個(gè)諧振電路(L1、C1、L2、C2)，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)(AP1、AP2)。
23.如權(quán)利要求22所述的天線共用器，其特征在于所述高通濾波器包含一個(gè)單諧振電路(L4、C5)，所述高通濾波器給出單個(gè)衰減極點(diǎn)(AP3)，以及所述低通濾波器只通過低頻信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的天線共用器，其特征在于所述低通濾波器的兩個(gè)諧振電路包含并聯(lián)諧振電路(L1、C1)，它由第一電感(L1)和第一電容(C1)構(gòu)成，置于第一端口和第二端口之間；和串聯(lián)諧振電路(L2、C2)，它由第二電感(L2)和第二電容(C2)構(gòu)成，置于第二端口跟地之間。
25.如權(quán)利要求24所述的天線共用器，其特征在于所述高通濾波器還包含一個(gè)串聯(lián)電路，它由第三電容(C3)和第四電容(C4)串成，連接于第一端口和第三端口之間，且所述高通濾波器包含串聯(lián)諧振電路(L4、C5)，它由第三電感(L4)和第五電容(C5)構(gòu)成，置于第三電容和第四電容的串接點(diǎn)跟地之間。
26.如權(quán)利要求25所述的天線共用器，其特征在于所述高頻開關(guān)用一層迭體構(gòu)成，它由多個(gè)介電層層迭得到，其中包含多個(gè)線條狀電極來實(shí)現(xiàn)各電感，多個(gè)電容電極來實(shí)現(xiàn)各電容，和多個(gè)導(dǎo)電通孔來連接線條狀電極和電容電極。
27.一種無線通訊裝置，它對(duì)不同頻帶的無線電波實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收，其特征在于，包括高頻開關(guān)(80)，它對(duì)不同頻帶的無線電波的發(fā)送和接收進(jìn)行切換，所述高頻開關(guān)包含雙工器(81)，它經(jīng)連接到天線一側(cè)的第一端口對(duì)無線電波進(jìn)行多路混合和分解，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；低頻發(fā)送和接收開關(guān)電路(84)，它連接雙工器的第二端口，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；和高頻發(fā)送和接收開關(guān)電路(85)，它連接雙工器的第三端口，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)，所述雙工器包含低通濾波器(82)，它置于第一端口和第二端口之間，只通過低頻帶信號(hào)；和高通濾波器(83)，它置于第一端口和第三端口之間，只通過高頻帶信號(hào)；而且所述低通濾波器至少具有兩個(gè)諧振電路(L1、C1、L2、C2)，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)(AP1、AP2)。
28.一種無線通訊裝置，它對(duì)不同頻帶的無線電波實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收，其特征在于，包括天線共用器(100)，它對(duì)不同頻帶的無線電波同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，該天線共用器包含雙工器(81)，它經(jīng)連接到天線一側(cè)的第一端口對(duì)無線電波進(jìn)行多路混合和分解，以便發(fā)送和接收不同頻帶的無線電波；第一共用器(101)，它連接雙工器的第二端口，以發(fā)送和接收低頻帶信號(hào)；和第二共用器(102)，它連接雙工器的第三端口，以發(fā)送和接收高頻帶信號(hào)，所述雙工器包含低通濾波器(82)，它置于第一端口和第二端口之間，只通過低頻帶信號(hào)；和高通濾波器(83)，它置于第一端口和第三端口之間，只通過高頻帶信號(hào)；而且所述低通濾波器至少具有兩個(gè)諧振電路(L1、C1、L2、C2)，以便在通帶的高頻一側(cè)給出至少兩個(gè)衰減極點(diǎn)(AP1、AP2)。
全文摘要
提供了一種雙工器和用它構(gòu)成的高頻開關(guān)，該雙工器能在很寬的頻帶，無衰減地通過高頻帶信號(hào)。該雙工器包含一個(gè)低通濾波器(82)，后者具有一個(gè)由第一電容(C1)和第一電感(L1)構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，和一個(gè)由第二電容(C2)和第二電感(L2)構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路。采用這一結(jié)構(gòu)，低通濾波器(82)給出兩個(gè)衰減極點(diǎn)。于是，(該雙工器的)高通濾波器(83)的通帶可被加寬。
文檔編號(hào)H03H7/46GK1419338SQ0215064
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月12日
發(fā)明者瓜生一英, 山田徹, 石崎俊雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社