CN1386032A - 前端模块 - Google Patents

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Abstract

一种前端模块,它是以利用多层基片(11)集成的天线开关(6)、低通滤波器(5)、声表面波滤波器(7)及平衡/不平衡变换器(8)和并入或安装在该多层基片(11)上的部件的形式设置的。

Description

前端模块
技术领域
本发明涉及用于移动通信装置的(如蜂窝电话、车载电话)主要包括天线开关的前端模块。
背景技术
相关技术移动通信装置的高频电路包括：天线开关或者有选择地将天线连接到发射机电路或接收机电路、作为带通滤波器的对经由天线开关接收的信号进行滤波的声表面波滤波器(以下称为SAW滤波器)、以及对通过所述滤波器的接收信号进行放大的放大器电路。
在接收机电路的放大器电路中所使用的模拟IC(集成电路)的内部电路一般包括差分放大器电路。模拟IC的输入端通常是用于以两个端子之间的电势差的形式输入接收的信号的平衡***。因此最好用平衡SAW滤波器作为SAW滤波器。
但是，在平衡SAW滤波器中要想提供良好的平衡以获得足够的特征值是很困难的。这是因为随着频率的升高使用的频带变得更高以及对线路长度的敏感性也变得更高，因此需要更精密的图案设计，就是说，很难在高频SAW滤波器中提供良好的平衡特性。因此，通常的做法是用一个不平衡输出SAW滤波器和一个平衡-不平衡线路变换器(称为平衡/不平衡变换器)放在SAW滤波器和放大器电路之间以便将不平衡信号转换为平衡信号。这是因为平衡/不平衡变换器不需要非常高的元件敏感性并且相对容易提供良好的平衡。在这种情况下，接收机电路中模拟IC的平衡输入端之间的阻抗是对每个IC确定的，因此所用的平衡/不平衡变换器与特定的阻抗一致。日本特许公报No.Hei.10-32521中公开一种前端模块，它包括多层基片和表面安装部件，该前端模块包括SAW滤波器。
如日本特许公报No.Hei.10-32521中所述，在多层基片上包括SAW滤波器的前端模块中，输出阻抗由所包括的SAW滤波器的特征值确定。因此，具有所需要的阻抗的SAW滤波器对前端模块是必不可少的。
在使用不平衡SAW滤波器的情况下，用户必需在接收机IC和前端模块之间设置平衡/不平衡变换器。
每当阻抗改变时就需要使用不同的SAW滤波器来进行整个前端模块的匹配设计。这就需要相应的时间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种前端模块，其中，易于进行前端模块外部的接收机电路的阻抗匹配，其中减少了印刷电路板上的部件数目和安装面积，使移动通信装置的尺寸变小。
按照本发明第一方面的前端模块包括：用于有选择地将天线连接到发射机电路或者接收机电路的天线开关；用于从发射机电路输出的发射信号中去掉谐波的低通滤波器；用于对经由天线的天线开关接收的信号进行滤波的不平衡输出声表面波滤波器；用于对通过声表面波滤波器的不平衡信号进行转换的平衡/不平衡变换器；其中，以利用多层基片集成的模块的形式并且以包括在所述多层基片中或安装在所述多层基片上的部件的形式设置所述天线开关、低通滤波器、声表面波滤波器和平衡/不平衡变换器。
按照本发明第二方面的前端模块，所述前端模块用于不同通信***中使用的移动通信装置中。
按照本发明，通过改变设置在前端模块中的平衡/不平衡变换器的特征值，很容易将前端模块的输出阻抗调节到接收机电路的输入阻抗。平衡/不平衡变换器以外的元件之间不需要匹配，因此，有可能容易和迅速地使前端模块适应接收机电路的设计改变。
通过在前端模块上安装或在前端模块中并入平衡/不平衡变换器，可以省略SAW滤波器和平衡/不平衡变换器之间的阻抗匹配电路，因此不需要在外部设置匹配部件。这就减少了印刷电路板上的部件数目和安装面积，使移动通信装置的尺寸变小。
SAW滤波器是在应用频带中具有非常大的相位变化的元件，这就使阻抗匹配设计很困难。所以用平衡/不平衡变换器来提供匹配。市场上的平衡/不平衡变换器设计成具有肯定的(bet)50欧姆电阻的输入阻抗。这样的平衡/不平衡变换器的组合很难提供阻抗的完全匹配。如果将平衡/不平衡变换器并入多层基片，就有可能在基片内部构造一个与SAW滤波器的输出阻抗匹配的平衡/不平衡变换器以达到完全阻抗匹配并减小***损耗。
附图说明
图1A是显示按照本发明一个实施例的前端模块的框图，图1B是图1A所示前端模块的电路图；
图2A显示按照这个实施例的前端模块的外观图，图2B显示图2A中前端模块的多层结构；
图3A是表示所述实施例中用于调节平衡/不平衡变换器的传导电感器的平面图，图3B是本实施例中另一个平衡/不平衡变换器实例的电路图；
图4A是显示前端模块另一实施例的框图，4B是显示前端模决又一实施例的框图；以及
图5是显示前端模块再一个实施例的框图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。图1A是显示按照本发明实施例的前端模块的框图。图1A中，用虚线围起来的部分1是前端模块，2代表天线，3代表发射机电路中的放大器电路，4代表接收机电路中的放大器电路，5代表将放大器电路3中产生的谐波去掉的低通滤波器，6代表用于在发射或接收之间选择的天线开关，7代表作为带通滤波器的SAW滤波器，而8代表平衡/不平衡变换器。标号9代表连接到发射机电路的放大器电路3的端口，10A和10B代表连接到接收机电路的放大器电路4的端口。
图1B是前端模块1的电路图。图中，5至9、10a、10b都是图1中所示的部件，C1到C8代表电容器，D1和D2代表二极管，L1至L5代表电感器，R代表电阻，V1代表用于对发射和接收之间的切换施加控制信号的控制端。这些元件和端口如图所示互连。平衡/不平衡变换器8包括电感器L4、L5和电容器C7、C8，并在端子10a和10b之间获得具有180°相位差的信号。
图2A是表示按照所述实施例的前端模块的外观的透视图，图2B显示图2A中前端模块的多层结构。标号11代表构成该前端模块并且具有多层结构的多层基片，所述多层结构包括绝缘层(包括具有被称为半导体的电阻值的绝缘层)12至24，所述绝缘层包括陶瓷电介质、陶瓷磁性基片、树脂，或合成材料，其中树脂与陶瓷磁性粉末或电介质粉末混合，导体层26用于配置电容器和电感器。
在所述多层基片用陶瓷电介质材料制作的情况下，主要由银构成的导电糊以预定的图案印刷在绿色陶瓷薄板上，将这样的绿色薄板同时分层和烧制。印刷在绿色薄板上的导线图案通过通孔导体互连。
在使用树脂或合成材料的情况下，其上例如通过铜薄膜或薄膜制作布线图案的树脂基片或合成材料基片与半固化片交替地层叠、以便制造多层基片。
如图2A所示，在多层基片11的侧面设置端子电极27。这些端子电极27可用于外部连接(用于端口9、10和控制端子V1)或与并入前端模块的元件的连接或与内部元件和表面安装元件的连接。端子27电极是用锡焊连接到印刷电路板上的。
在图2A中，在表面安装的电子部件中的L和C代表电感器L1至L5和电容器C1至C8中具有高电感量的电感器和具有高电容值的电容器。在表面安装部件中，R代表电阻，D1和D2代表二极管，7代表SAW滤波器，所有这些都含于图1B所示的电路中。
在图2B中，标号5代表低通滤波器，6代表天线开关，8代表平衡/不平衡变换器。如图所示，在这个实施例中低通滤波器5只有内部元件，天线开关6包括内部元件和表面安装部件，平衡/不平衡变换器包括内部元件。
用这种方式，在前端模块中提供平衡/不平衡变换器8的情况下，通过改变作为平衡/不平衡变换器部件的电感器L4、L5或电容器C7、C8的特征值，可以容易地调节从端口10a、10b输出的信号的平衡。也有可能把所述输出阻抗容易地调节到接收机电路4的输入阻抗的，从而使前端模块容易和迅速地适应接收机电路的设计变化。例如，在如图1(B)的电路配置那样设置平衡/不平衡变换器8的情况下，设置在靠近GND(接地)层的电容器C7产生连接到GND的电容。这就使C7的特性恶化。在所述实例中有可能与GND层隔开地设置C7。
在图2(B)中，SAW滤波器7以及平衡/不平衡变换器8都被包括前端模块中。这就省略了SAW滤波器7与平衡/不平衡变换器8之间的阻抗匹配电路。其结果，前端模块的尺寸基本上没增加同时不需要外部的平衡/不平衡变换器8。这就减少了印刷电路板上的部件数目和安装面积，使移动通信装置变小。
在图2A中，标号30代表在多层基片11表面上构成的传导电感器，用于调节平衡/不平衡变换器8的平衡或阻抗。图3A显示了它的特例。在该实例中，传导电感器设置成构成平衡/不平衡变换器8的电感器L4和L5之一的一部分的的一个或两个电感的一部分。传导电感器做成梯形。利用激光将多个调节部分30A至30d断开(31显示断开部分)、用来调节电感、从而调节平衡或阻抗。
利用这种调节装置，可以实现平衡和阻抗的调节并且可将同样设计的前端模块应用到多个模块中。可以把这种调节设置成除了调节电感之外还调节电容器的电容。
图3B是平衡/不平衡变换器的另一种配置示例。图中的平衡/不平衡变换器8A是磁耦合的或者初级线圈L6和中间段接地的次级线圈L7，其中在次级线圈L7的10a、10b端口获得180°的相位差。
尽管前面的实施例说明了单频带***移动通信装置，但本发明也能应用在双频带***(例如使用900MHz左右频带的GSM***和使用1800MHz左右频带的DCS***)，或者三频带***(例如GSM***、DCS***以及使用1900MHz左右频带的PCS***)的移动通信装置中。
在图4A中，标号32表示天线分离滤波器，5a、5b分别代表GSM或DCS低通滤波器，6a、6b分别代表GSM或DCS天线开关，7a、7b分别代表GSM或DCS的SAW滤波器，8a、8b分别代表GSM或DCS的平衡/不平衡变换器，9a、9b分别代表GSM或DCS的发射机电路连接端口，10a、10b和10c、10d分别代表GSM或DCS的接收机电路的连接端口。从天线分离滤波器32到端口9a、9b以及10a至10d都包括在单一前端模块中。
在图4B中，GSM***部分与图4A所示相同。5c代表用于DCS和PCS两者的低通滤波器，6c代表用于DCS和PCS两者的天线开关，33a代表移相电路，7d、7e分别代表对DCS或PCS接收信号分频的SAW滤波器，8c、8d代表用于DCS或PCS的平衡/不平衡变换器。移相电路33a设置成将DCS侧(或PCS侧)的PCS频带(或DCS频带)保持在高阻抗、以防频带外的信号通过输入阻抗低的SAW滤波器7d(7e)，从而实现频率分离。标号9c代表用于DCS和PCS两者的发射机电路的连接端口，10e、10f和10g、10h代表用于DCS和PCS两者的接收机电路的连接端口。
同样在这个实施例中从天线分离滤波器32到端口9a、9c、10a以及10e至10h都被包括在单一前端模块中。
在图5的实施例中，天线开关6d能在作为接收信号的DCS信号和PCS信号之间切换。因此省略了移相电路33a。其他配置与图4B的示例相同。同样本实施例中从天线分离滤波器32到端口9a、9c、10a和10e至10h都被包括在单一前端模块中。
在图4A、4B和图5的任何示例中，把SAW滤波器和平衡/不平衡变换器包括在前端模块中具有与单频带***移动通信装置相同的优点。
SAW滤波器7可以并入前端模块。该SAW滤波器能作为分立部件和裸芯片被并入或被安装。在SAW滤波器7作为裸芯片安装到多层基片11表面上的情况下，要用树脂模制外壳覆盖SAW滤波器。
按照本发明，以利用多层基片集成的模块和并入或安装在多层基片上的部件的形式设置天线开关、低通滤波器、声表面波滤波器和平衡/不平衡变换器。这样就可通过改变设置在前端模块上的平衡/不平衡变换器的特征值来把前端模决的输出阻抗调节到接收机电路的输入阻抗。这使得有可能容易和迅速地使前端模块适应接收机电路的设计变化。
因为把平衡/不平衡变换器包括在前端模块中，因此可以省略SAW滤波器与平衡/不平衡变换器之间的阻抗匹配电路。其结果，前端模块的尺寸基本上不增加，同时平衡/不平衡变换器不需要外置。这就减少了印刷电路板上的部件数目和安装面积从而使移动通信装置变小。

Claims (2)

1.一种前端模块，它包括：
用于有选择地将天线连接到发射机电路或接收机电路的天线开关；
用于从发射机电路输出的发射信号中去掉谐波的低通滤波器；
用于对经由所述天线的所述天线开关接收的信号进行滤波的不平衡输出声表面波滤波器；
用于对通过所述声表面波滤波器的不平衡信号进行转换的平衡/不平衡变换器；
其中，以利用多层基片集成的模块和并入或安装在多层基片上的部件的形式设置所述天线开关、所述低通滤波器、所述声表面波滤波器和所述平衡/不平衡变换器。
2.如权利要求1所述的前端模块，其特征在于：所述前端模决用于多种不同通信***中的移动通信装置中。
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