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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Hochfrequenzschaltmodule für drahtlose
Kommunikationseinrichtungen für
drei verschiedene Kommunikationsmoden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es
gibt verschiedene Systeme für
mobile drahtlose Kommunikationseinrichtungen, zum Beispiel das GSM
(Global System for Mobile Communications) und das DCS 1800 (Digital
Cellular System 1800), die in Europa weit verbreitet sind, das PCS
(Personal Communications Services), das in den USA verwendet wird, und
das PDC (Personal Digital Cellular), das in Japan verwendet wird.
Aufgrund der schnellen Verbreitung von Mobiltelephonen erlauben
es jedoch die den einzelnen Systemen zugeteilten Frequenzbänder nicht
allen Nutzern, ihre Mobiltelephone in den Hauptstädten von
fortschrittlichen Ländern
zu verwenden, mit der Folge von Schwierigkeiten bei der Verbindung,
wodurch sich solche Probleme wie das ergeben, daß Mobiltelephone während eines
Gesprächs
getrennt werden. Es wurde daher vorgeschlagen, es den Nutzern zu
ermöglichen, eine
Mehrzahl von Systemen zu benutzen, wodurch mehr Frequenzen nutzbar
sind, und außerdem
die versorgten Gebiete auszudehnen und für jedes System eine wirkungsvolle
Kommunikations-Infrastruktur aufzubauen.
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Wenn
mehrere Systeme benutzt werden sollten, mußte der Benutzer jedoch die
erforderliche Anzahl von tragbaren Kommunikationseinrichtungen für die Systeme
mit sich führen,
da es keine kleine, leichte, mobile Kommunikationseinrichtung für eine Kommunikation
mit einer Mehrzahl von Systemen gab. Damit eine einzige mobile Kommunikationseinrichtung
mehrere Systeme nutzen kann, ist es erforderlich, die mobile Kommunikationseinrichtung
mit Teilen für
jedes System auszurüsten.
Für jedes
System sind eigene Hochfrequenz-Schaltungsteile erforderlich, zum
Beispiel Filter zum Durchlassen des Sendesignals einer gewünschten Sendefrequenz,
Hochfrequenzschalter zum Umschalten zwischen der Sendeschaltung
und der Empfangsschaltung und Antennen zum Aussenden des Sendesignals
und zum Aufnehmen des Empfangssignals im Übertragungssystem sowie Filter
zum Durchlassen des Signals mit der gewünschten Frequenz aus den empfangenen
Signalen, die im Empfangsystem den Hochfrequenzschalter durchlaufen.
Dadurch wird die mobile Kommunikationseinrichtung sehr aufwendig
und ihr Volumen und Gewicht groß.
Um eine mobile Kommunikationseinrichtung für die Verwendung in einer Mehrzahl
von Systemen zu erhalten, sollte die mobile Kommunikationseinrichtung
miniaturisierte Hochfrequenz-Schaltungsteile mit jeweils mehreren
Funktionen enthalten, die mit den Frequenzen einer Anzahl von Systemen
kompatibel sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein miniaturisiertes, leistungsfähiges Hochfrequenzschaltmodul
zum Umschalten zwischen den Sendekreisen und Empfangskreisen einer
Mehrzahl von Systemen (insbesondere drei Systemen) mittels Hochfre quenzschaltern
zu schaffen, das als Hochfrequenz-Schaltungsteil für mobile
Kommunikationseinrichtungen verwendet werden kann und das es ermöglicht,
daß eine einzige
mobile Kommunikationseinrichtung mit einer Mehrzahl von Systemen
kompatibel ist.
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Die
EP-A-0 820 155 beschreibt
einen Duplexer mit einem Hochfrequenzschalter, einem LC-Filter,
der als Tiefpaßfilter
dient, und einem SAW-Filter, der als Bandpaßfilter dient. Im Gegensatz
zur vorliegenden Erfindung enthält
die Einrichtung dieser Druckschrift jedoch keinen zweiten Umschalter
zwischen dem zweiten Filter und dem Sendekreis.
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Die
EP-A-1 003 291 und
die
EP-A-1 014 592 beschreiben
weitere relevante HF-Umschalter.
Diese beiden Druckschriften wurden nach dem Einreichungsdatum der
vorliegenden Erfindung veröffentlicht
und gehören
zum Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPC.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Das
erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltmodul
zum Umschalten zwischen dem Sendekreis und dem Empfangskreis in
jedem einer Anzahl von verschiedenen Sende- und Empfangssystemen
ist im anhängenden
Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die erste und die zweite Filterschaltung Sende-Empfangs-Weichen
zum Abtrennen des Empfangssignals des ersten Sende- und Empfangssystems von
den Empfangssignalen des zweiten und dritten Sende- und Empfangssystems.
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Die
erste verteilte Konstantleitung weist vorzugsweise eine Leitungslänge auf,
deren Resonanzfrequenz im Bereich zwischen der maximalen Frequenz
und der minimalen Frequenz des Frequenzbandes des Sendesignals für das zweite
und dritte Sende- und Empfangssystem liegt. Die zweite verteilte
Konstantleitung weist vorzugsweise eine Leitungslänge auf,
deren Resonanzfrequenz im Bereich zwischen der maximalen Frequenz
und der minimalen Frequenz des Frequenzbandes des Empfangssignals
für das
dritte Sende- und Empfangssystem liegt.
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Die
erste und die zweite Filterschaltung enthalten jeweils vorzugsweise
eine verteilte Konstantleitung und einen Kondensator. Wenigstens
ein Teil der verteilten Konstantleitungen und der Kondensatoren
für die erste
und zweite Filterschaltung und der verteilten Konstantleitungen
für den
ersten und den zweiten Umschalter bestehen vorzugsweise jeweils
aus einem Elektrodenmuster in einem Laminat aus dielektrischen Schichten mit
Elektrodenmustern. Die Dioden für
den ersten und den zweiten Umschalter sind vorzugsweise auf dem
Laminat angeordnet.
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Zwischen
die zweite Filterschaltung und die Sendeschaltung für das zweite
und dritte Sende- und Empfangssystem ist vorzugsweise ein Tiefpaßfilter
mit einer verteilten Konstantleitung und einem Kondensator geschaltet.
Wenigstens ein Teil der verteilten Konstantleitungen und der Kondensatoren
wird vorzugsweise von Elektrodenmustern im Laminat gebildet.
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Die
verteilte Konstantleitung der Umschalter wird vorzugsweise von Elektrodenmustern
in einem Bereich gebildet, der zwischen zwei Masselelektroden liegt.
Die Kondensatoren der ersten und zweiten Filterschaltung werden
vorzugsweise auf zwei Masseelektroden ausgebildet, und die verteilten
Konstantleitungen für
die erste und die zweite Filterschaltung werden vorzugsweise darauf
ausgebildet.
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Die
verteilte Konstantleitung der Umschalter wird vorzugsweise durch
Elektrodenmuster gebildet, die in einem Bereich ausgebildet werden,
der zwischen zwei Masseelektroden liegt. Die Kondensatoren der Tiefpaßfilterschaltung
und die Kondensatoren der ersten und zweiten Filterschaltung werden
vorzugsweise auf einer Masseelektrode ausgebildet, und die verteilte
Konstantleitung für
die Tiefpaßfilterschaltung
und die verteilten Konstantleitungen für die erste und zweite Filterschaltung
werden vorzugsweise darauf ausgebildet. Die erste und die zweite
Filterschaltung und die Tiefpaßfilterschaltung
werden vorzugsweise in getrennten Bereichen ausgebildet, die sich
in der Laminierrichtung des Laminats nicht überlappen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Blockdarstellung einer Schaltung für ein Hochfrequenzschaltmodul
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht des Ersatzschaltbildes des Hochfrequenzschaltmoduls
gemäß der einen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Aufsicht auf das Hochfrequenzschaltmodul gemäß der einen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Hochfrequenzschaltmoduls gemäß der einen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Ansicht des inneren Aufbaus des Hochfrequenzschaltmoduls gemäß der einen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Ansicht des Ersatzschaltbildes des Hochfrequenzschaltmoduls
gemäß einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Aufsicht auf das Hochfrequenzschaltmodul gemäß der anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
Ansicht des inneren Aufbaus des Hochfrequenzschaltmoduls gemäß der anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
schematische Ansicht des Ersatzschaltbildes des Hochfrequenzschaltmoduls
gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
schematische Ansicht des Ersatzschaltbildes des Hochfrequenzschaltmoduls
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11(a) eine graphische Darstellung des Einfügungsverlustes
zwischen TX1 und ANT im GSM-TX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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11(b) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen TX1 und RX1 im GSM-TX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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12(a) eine graphische Darstellung des Einfügungsverlustes
zwischen ANT und RX1 im GSM-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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12(b) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen ANT und TX1 im GSM-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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13(a) eine graphische Darstellung des Einfügungsverlustes
zwischen TX2 und ANT im DCS/PCS-TX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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13(b) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen TX2 und RX2 im DCS/PCS-TX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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13(c) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen TX2 und RX3 im DCS/PCS-TX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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14(a) eine graphische Darstellung des Einfügungsverlustes
zwischen ANT und RX2 im DCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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14(b) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen ANT und TX2 im DCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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14(c) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen ANT und RX3 im DCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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15(a) eine graphische Darstellung des Einfügungsverlustes
zwischen ANT und RX3 im PCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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15(b) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen ANT und TX2 im PCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1;
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15(c) eine graphische Darstellung der Isolationseigenschaften
zwischen ANT und RX2 im PCS-RX-Modus bei dem Hochfrequenzschaltmodul
von BEISPIEL 1; und
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16 eine
Blockdarstellung einer Schaltung für ein Hochfrequenzschaltmodul
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESTE ART DER ERFINDUNGSAUSFÜHRUNG
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[1] Schaltungsaufbau
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Die 1 zeigt
ein Hochfrequenzschaltmodul gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses Hochfrequenzschaltmodul dient
zum Umschalten zwischen drei Sende- und Empfangssystemen und enthält (a) eine
Sende-Empfangs-Weiche mit ersten und zweiten Filterschaltungen F1,
F2 zum Aufteilen eines in eine Antenne ANT eingeführten Signals
in ein Empfangssignal für
das erste Sende- und Empfangssystem und ein Empfangssignal für das zweite
und das dritte Sende- und Empfangssystem; (b) einen nach der ersten
Filterschaltung F1 angeordneten ersten Umschalter SW1 zum Umschalten
zwischen dem Sendekreis TX1 und dem Empfangskreis RX1 des ersten
Sende- und Empfangssystems durch die von einer Steuerschaltung VC1
zugeführte
Spannung; und (c) einen nach der zweiten Filterschaltung F2 angeordneten
zweiten Umschalter SW2 zum Umschalten zwischen dem Sendekreis TX2
des zweiten und dritten Sende- und Empfangssy stems, dem Empfangskreis
RX2 des zweiten Sende- und Empfangssystems und dem Empfangskreis
RX3 des dritten Sende- und Empfangssystems durch die von Steuerschaltungen
VC2, VC3 zugeführte
Spannung.
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Damit
das zweite und das dritte Sende- und Empfangssystem einen gemeinsamen
Sendekreis TX2 erhalten, ist das Hochfrequenzschaltmodul vorzugsweise
gemäß dem Ersatzschaltbild
der 2 aufgebaut. Die Erläuterung dazu folgt, wobei als
Beispiel der Fall genommen wird, daß das erste Sende- und Empfangssystem
GSM (Sendefrequenzen 880-915
MHz, Empfangsfrequenzen 925-960 MHz), das zweite Sende- und Empfangssystem
DCS 1800 (Sendefrequenzen 1710-1785 MHz, Empfangsfrequenzen 1805-1880
MHz) und das dritte Sende- und Empfangssystem PCS (Sendefrequenzen
1850-1910 MHz, Empfangsfrequenzen 1930-1990 MHz) ist.
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(A) Erste und zweite Filterschaltung
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Die
mit einer Antenne ANT verbundenen ersten und die zweiten Filterschaltungen
F1, F2 werden jeweils von einer verteilten Konstantleitung und einem
Kondensator gebildet. Das in der 2 gezeigte
Ersatzschaltbild enthält
als erste Filterschaltung F1 einen Tiefpaßfilter zum Durchlassen der
Sende- und Empfangssignale des GSM, während Sende- und Empfangssignale
des DCS 1800 und PCS abgeschwächt
werden, und als zweite Filterschaltung F2 einen Hochpaßfilter
zum Durchlassen der Sende- und Empfangssignale des DCS 1800 und
PCS, während
die GSM-Sende- und Empfangsignale abgeschwächt werden.
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Der
Tiefpaßfilter
F1 enthält
eine verteilte Konstantleitung LF1, einen Kondensator CF1 parallel
zu LF1 und einen Kondensator CF3 zwischen LF1 und CF1 und Masse.
Der Hochpaßfilter
F2 enthält
eine verteilte Konstantleitung LF2, einen Kondensator CF2 parallel
zu LF2, eine verteilte Konstantleitung LF3 zwischen LF2 und CF2
und Masse und einen Kondensator CF4, der zu der verteilten Konstantleitung
LF2 und den Kondensator CF2 in Reihe geschaltet ist. Die erste und
die zweite Filterschaltung sind jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, so
daß die
folgenden Strukturen (a)-(h) möglich
sind:
- (a) Ein Aufbau mit einem Tiefpaßfilter
als erster Filterschaltung F1 und einem Kerbfilter als zweiter Filterschaltung
F2;
- (b) ein Aufbau mit einem Kerbfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Bandpaßfilter
als zweiter Filterschaltung F2;
- (c) ein Aufbau mit einem Tiefpaßfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Bandpaßfilter
als zweiter Filterschaltung F2;
- (d) ein Aufbau mit einem Kerbfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Kerbfilter als zweiter Filterschaltung F2;
- (e) ein Aufbau mit einem Kerbfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Hochpaßfilter
als zweiter Filterschaltung F2;
- (f) ein Aufbau mit einem Bandpaßfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Bandpaßfilter
als zweiter Filterschaltung F2;
- (g) ein Aufbau mit einem Bandpaßfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Kerbfilter als zweiter Filterschaltung F2; und
- (h) ein Aufbau mit einem Bandpaßfilter als erster Filterschaltung
F1 und einem Hochpaßfilter
als zweiter Filterschaltung F2.
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(B) Umschalter
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Die
Hauptelemente des ersten Umschalters SW1, der nach der ersten und
zweiten Filterschaltung F1, F2 angeordnet ist, um für das GSM
zwischen dem Sendekreis TX1 und dem Empfangskreis RX1 umzuschalten,
und des zweiten Umschalters SW2, der nach der ersten und der zweiten
Filterschaltung F1, F2 angeordnet ist, um zwischen dem Sendekreis
TX2 für
das DCS 1800 und PCS, dem Empfangskreis RX2 für das DCS 1800 und dem Empfangskreis
RX3 für
das PCS umzuschalten, sind eine Diode und eine verteilte Konstantleitung.
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Der
erste Umschalter SW1 ist der Umschalter, der sich in der 2 oben
befindet, um für
das GSM zwischen dem Sendekreis TX1 und dem Empfangskreis RX1 umzuschalten.
Der erste Umschalter SW1 enthält
als Hauptelemente zwei Dioden DG1, DG2 und zwei verteilte Konstantleitungen
LG1, LG2. Die Diode DG1 ist zwischen den Eingangs/Ausgangsanschluß IP1, an
den die Anode der Diode DG1 angeschlossen ist, und den Sendekreis
TX1 geschaltet. Die verteilte Konstantleitung LG1 ist mit der Kathode
der Diode DG1 und Masse verbunden. Die verteilte Konstantleitung
LG2 ist zwischen den Eingangs/Ausgangsanschluß IP1 und den Empfangskreis
RX1 geschaltet und die Diode DG2 zwischen das Ende der verteilten
Konstantleitung LG2 auf der Seite des Empfangskreises RX1 und Masse.
Der Kondensator CG6 liegt zwischen der Anode der Diode DG2 und Masse.
Zwischen der obigen Anode und der Steuerschaltung VC1 liegen in
Reihe ein Induktor LG und ein Widerstand R1.
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Die
verteilten Konstantleitungen LG1 und LG2 weisen jeweils eine solche
Leitungslänge
auf, daß ihre Resonanzfrequenz
innerhalb des Frequenzbandes für
die GSM-Sendesignale
liegt. Wenn zum Beispiel die Resonanzfrequenz im wesentlichen gleich
der Mittenfrequenz (897,5 MHz) der GSM-Sendesignalfrequenzen ist,
lassen sich im gewünschten
Frequenzband ausgezeichnete Werte für den Einfügungsverlust erhalten. Die Tiefpaßfilterschaltung
LPF zwischen der ersten Filterschaltung F1 und dem Sendekreis TX1
enthält
vorzugsweise eine verteilte Konstantleitung und einen Kondensator.
Bei dem Ersatzschaltbild der 2 ist vorzugsweise
zwischen die Diode DG1 und die verteilte Konstantleitung LG1 ein
Tiefpaßfilter
vom π-Typ
aus einer verteilten Konstantleitung LG3 und Kondensatoren CG3,
CG4 und CG7 eingefügt.
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Der
zweite Umschalter SW2 ist der Umschalter, der sich in der 2 unten
befindet, um zwischen dem Empfangskreis RX2 für das DCS 1800, dem Empfangskreis
RX3 für
das PCS und dem Sendekreis TX2 für das
DCS 1800 und das PCS umzuschalten. Der zweite Umschalter SW2 enthält als Hauptelemente
drei Dioden DP1, DP2 und DP3 sowie zwei verteilte Konstantleitungen
LP1, LP2. Die Diode DP1 ist zwischen den Ein gangs/Ausgangsanschluß IP2, an
den die Kathode der Diode DPI angeschlossen ist, und den Sendekreis
TX2 geschaltet. Die verteilte Konstantleitung LP1 ist mit der Anode
der Diode DP1 und Masse verbunden. Zwischen der verteilten Konstantleitung
LP1 und Masse liegt ein Kondensator CGP. Mit einem Ende der verteilten
Konstantleitung LP1 ist eine Steuerschaltung VC3 verbunden.
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Die
verteilte Konstantleitung LG2 ist zwischen den Eingangs/Ausgangsanschluß IP2 und
den Empfangskreis RX2 geschaltet. Zwischen dem Ende der verteilten
Konstantleitung LP2 auf der Seite des Empfangskreises RX2 und Masse
ist die Anode der Diode DP2 angeschlossen. Parallel sind zwischen
der Kathode der Diode DP2 und Masse ein Kondensator CP6 und ein
Widerstand R3 angeschlossen.
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Die
Diode DP3 liegt zwischen dem Eingangs/Ausgangsanschluß IP2 und
dem Empfangskreis RX3, wobei die Anode der Diode DP3 über die
verteilte Konstantleitung LP und den Widerstand R2 mit der Steuerschaltung
VC2 verbunden ist.
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Die
verteilten Konstantleitungen LP1 und LP2 weisen jeweils eine solche
Leitungslänge
auf, daß ihre Resonanzfrequenz
im Bereich von der Maximalfrequenz bis zur Minimalfrequenz des Frequenzbandes
für das Sendesignal
des zweiten und dritten Sende- und Empfangsystems liegt, insbesondere
auf der Mittenfrequenz zwischen der Maximalfrequenz und der Minimalfrequenz.
Wenn zum Beispiel die Resonanzfrequenz der verteilten Konstantleitungen
LP und LP2 im wesentlichen gleich der Mittenfrequenz (1810 MHz)
der Sendesignalfrequenzen für
das DCS 1800 und PCS ist, lassen sich in den jeweiligen Moden ausgezeichnete
elektrische Eigenschaften erhalten, wodurch es möglich wird, zwei Sendesignale
in einer einzigen Schaltung zu behandeln.
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Die
Tiefpaßfilterschaltung
LPF zwischen der zweiten Filterschaltung F2 und dem Sendekreis TX2
enthält
vorzugsweise eine verteilte Konstantleitung und einen Kondensator.
Bei dem Ersatzschaltbild der 2 ist vorzugsweise
zwischen die Diode DPI und die verteilte Konstantleitung LP1 ein
Tiefpaßfilter
vom π-Typ
aus einer verteilten Konstantleitung LP3 und Kondensatoren CP3,
CP4 und CP7 eingefügt.
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In
der Tiefpaßfilterschaltung
LPF beträgt
die Länge
der verteilten Konstantleitung LP3 vorzugsweise λ/8 bis λ/12, wobei λ die Mittenfrequenz des Sendesignals
im zweiten und dritten Sende- und Empfangssystem ist. Wenn das zweite
Sende- und Empfangssystem das DCS 1800 ist und das dritte Sende-
und Empfangssystem das PCS, ist die Mittenfrequenz λ des Sendesignals
im zweiten und dritten Sende- und Empfangssystem gleich der Frequenz
(1810 MHz) in der Mitte zwischen den Sendesignalen des DCS 1800
(1710-1785 MHz) und den Sendesignalen des PCS (1850-1910 MHz). Wenn
die verteilte Konstantleitung LP3 relativ zur Mittenfrequenz λ länger ist
als λ/8,
ist das Durchlaßband
schmal, und es werden für
den Einfügungsverlust
bei der niedrigsten Frequenz des DCS 1800-Sendesignals und in der Umgebung des
PCS-Sendesignals nicht die gewünschten
Werte erhalten. Wenn die verteilte Konstantleitung LP3 kürzer ist
als λ/12,
ist die Abschwächung von
höheren
Frequenzen, etwa der doppelten Welle, der dreifachen Welle usw.,
schlechter.
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Beide
Fälle sind
nicht vorteilhaft, da das Hochfrequenzschaltmodul dann schlechtere
Eigenschaften aufweist.
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Die
Tiefpaßfilterschaltung
LPF ist nicht auf das beschränkt,
was in dem in der 1 gezeigten Schaltmodul enthalten
ist. Sie kann auch wie in der 16 gezeigt
nach dem Hochfrequenzschaltmodul angeordnet werden. In diesem Fall
kann die Tiefpaßfilterschaltung
LPF aus einem Keramikfilter etc. bestehen.
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[2] Arbeitsweise
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Das
erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltmodul
wählt aus
den ersten, zweiten und dritten Sende- und Empfangssystemen durch
Steuern des Ein/Aus-Zustandes der Diodenschalter durch Anlegen einer
Spannung von einer Stromversorgung (Steuerschaltung) eines aus.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des in der 2 gezeigten
Hochfrequenzschaltmoduls erläutert.
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(A) DCS/PCS-TX-Modus
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Um
den Sendekreis TX2 der zweiten und dritten Sende- und Empfangssysteme
mit der zweiten Filterschaltung F2 zu verbinden, wird von der Steuerschaltung
VC3 eine positive Spannung angelegt, während von der Steuerschaltung
VC2 die Spannung Null angelegt wird. Die von der Steuerschaltung
VC3 angelegte positive Spannung wird durch die Kondensatoren CGP,
CP2, CP3, CP4, CP5, CP6 und CF4 von einer Gleichstromkomponente
abgeleitet und an die Schaltung mit den Dioden DP1, DP2 und DP3
angelegt. Als Folge davon werden die Dioden DP1 und DP2 angeschaltet,
während
die Diode DP3 abgeschaltet wird. Wenn die Diode DP1 an ist, ist
die Impedanz zwischen dem Sendekreis TX2 für das zweite und dritte Sende-
und Empfangssystem und dem Verbindungspunkt IP2 klein. Mit der eingeschalteten
Diode DP2 und dem Kondensator CP6 liegt die verteilte Konstantleitung
LP2 hochfrequenzmäßig auf
Masse, mit dem Ergebnis einer Resonanz. Dies führt vom Verbindungspunkt IP2
aus gesehen zu einer extrem großen
Impedanz für
den zweiten Empfangskreis RX2. Bei abgeschalteter Diode DP3 ist
die Impedanz zwischen dem Verbindungspunkt IP2 und dem dritten Empfangskreis
RX3 groß.
Im Ergebnis wird ein Sendesignal vom Sendekreis TX2 für das zweite
und dritte Sende- und Empfangssystem zur zweiten Filterschaltung
F2 übertragen,
ohne in den zweiten Empfangskreis RX2 und den dritten Empfangskreis
RX3 überzutreten.
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(B) DCS-RX-Modus
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Um
den zweiten Empfangskreis RX2 mit der zweiten Filterschaltung F2
zu verbinden, wird von den Steuerschaltungen VC2 und VC3 die Spannung
Null angelegt, wodurch die Dioden DP1, DP2 und DP3 im Aus-Zustand
bleiben. Mit der Diode DP2 im Aus-Zustand ist der Verbindungspunkt IP2 über die
verteilte Konstantleitung LP2 mit dem zweiten Empfangskreis RX2
verbunden. Mit der Diode DP1 im Aus-Zustand ist die Impedanz zwischen
dem Verbindungspunkt IP2 und dem Sendekreis TX2 der zweiten und
dritten Sende- und Empfangssysteme groß. Mit der Diode DP3 im Aus-Zustand
ist die Impedanz zwischen dem Verbindungspunkt IP2 und dem dritten
Empfangskreis RX3 groß.
Im Ergebnis wird ein Empfangssignal von der zweiten Filterschaltung
F2 zum zweiten Empfangskreis RX2 übertragen, ohne in den Sendekreis
TX2 der zweiten und dritten Sende- und Empfangssysteme oder den dritten
Empfangskreis RX3 überzutreten.
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(C) PCS-RX-Modus
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Um
den dritten Empfangskreis RX3 mit der zweiten Filterschaltung F2
zu verbinden, wird von der Steuerschaltung VC2 eine positive Spannung
angelegt, während
von der Steuerschaltung VC3 die Spannung Null angelegt wird. Die
von der Steuerschaltung VC2 angelegte positive Spannung wird durch
die Kondensatoren CP5, CP6, CP8 und CF4 von einer Gleichstromkomponente
abgeleitet und an die Schaltung mit den Dioden DP1, DP2 und DP3
angelegt. Als Folge davon werden die Dioden DP2 und DP3 angeschaltet,
während
die Diode DP1 abgeschaltet wird. Wenn die Diode DP3 an ist, ist
die Impedanz zwischen dem dritten Empfangskreis RX3 und dem Verbindungspunkt
IP2 klein. Mit der eingeschalteten Diode DP2 und dem Kondensator
CP6 liegt die verteilte Konstantleitung LP2 hochfrequenzmäßig auf
Masse, mit dem Ergebnis einer Resonanz im Frequenzband für die Sendesignale
für DCS
1800 und PCS. Dies führt
vom Verbindungspunkt IP2 aus gesehen zu einer extrem großen Impedanz
für den
zweiten Empfangskreis RX2 im Frequenzband der PCS-Empfangssignale.
Bei abgeschalteter Diode DP1 ist die Impedanz zwischen dem Verbindungspunkt
IP2 und dem Sendekreis TX2 der zweiten und dritten Sende- und Empfangssysteme
groß.
Im Ergebnis wird ein Empfangssignal von der zweiten Filterschaltung
F2 zum dritten Empfangskreis RX3 übertragen, ohne in den Sendekreis TX2
für das
zweite und dritte Sende- und Empfangssystem oder den zweiten Empfangskreis
RX2 überzutreten.
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(D) GSM-TX-Modus
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Um
den ersten GSM-Sendekreis TX mit der ersten Filterschaltung F1 zu
verbinden, wird von der Steuerschaltung VC1 eine positive Spannung
angelegt. Die positive Spannung wird durch die Kondensatoren CG6, CG5,
CG4, CG3, CG2 und CG1 von einer Gleichstromkomponente abgeleitet
und an die Schaltung mit den Dioden DG2 und DG1 angelegt. Als Folge
davon werden die Dioden DG2 und DG1 angeschaltet. Wenn die Diode
DG1 an ist, ist die Impedanz zwischen dem ersten Sendekreis TX1
und dem Verbindungspunkt IP1 klein. Mit der eingeschalteten Diode
DG2 und dem Kondensator CG6 liegt die verteilte Konstantleitung
LG2 hochfrequenzmäßig auf
Masse, mit dem Ergebnis einer Resonanz. Dies führt vom Verbindungspunkt IP1
aus gesehen zu einer extrem großen
Impedanz für
den ersten Empfangskreis RX1. Im Ergebnis wird ein Sendesignal vom
ersten Sendekreis TX1 zu der ersten Filterschaltung F1 übertragen,
ohne in den Empfangskreis RX1 überzutreten.
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(E) GSM-RX-Modus
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Um
den ersten GSM-Empfangskreis RX mit der ersten Filterschaltung F1
zu verbinden, wird von der Steuerschaltung VC1 die Spannung Null
angelegt, um die Dioden DG1 und DG2 abzuschalten. Mit der Diode DG2
im Aus-Zustand ist der Verbindungs punkt IP1 über die verteilte Konstantleitung
LG2 mit dem ersten Empfangskreis RX1 verbunden. Mit der Diode DG1
im Aus-Zustand ist die Impedanz zwischen dem Verbindungspunkt IP1
und dem ersten Sendekreis TX1 groß. Im Ergebnis wird ein Empfangssignal
von der ersten Filterschaltung F1 zum ersten Empfangskreis RX1 übertragen,
ohne in den ersten Sendekreis TX1 überzutreten.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun weiter anhand der folgenden BEISPIELE
beschrieben, ohne daß dadurch
eine Einschränkung
des Umfangs der vorliegenden Erfindung darauf beabsichtigt ist.
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BEISPIEL 1
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Die 3 ist
eine Aufsicht auf das Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS,
die 4 eine perspektivische Ansicht des Laminatabschnitts
davon und die 5 eine Entwicklungsansicht,
die den Aufbau der einzelnen Schichten des Laminats der 4 zeigt.
Im BEISPIEL 1 sind die verteilten Konstantleitungen der ersten und
zweiten Filterschaltungen, der Tiefpaßfilterschaltungen und der
Umschalter im Laminat ausgebildet, während die Dioden und Chipkondensatoren
für die
Kondensatoren großer
Kapazität,
die nicht im Laminat ausgebildet werden können, auf dem Laminat angeordnet
sind, so daß sich
auf einem Chip ein Dreifachband-Hochfrequenzschaltmodul ergibt.
Die Symbole P1 bis P16 an den äußeren Anschlüssen der 4 entsprechen
den Symbolen P2, P4 usw. des Ersatzschaltbildes der 2.
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Das
Laminat kann durch (a) Vorbereiten grüner Platten mit 50 bis 200 μm Dicke aus
einer sinterbaren dielektrischen Niedertemperaturkeramik; (b) Aufdrucken
einer elektrisch leitenden Paste auf Ag-Basis auf die einzelnen
grünen
Platten, um das gewünschte
Elektrodenmuster auszubilden; (c) Aufeinanderlegen einer Anzahl
der grünen
Platten mit den gewünschten
Elektrodenmustern; und (d) Brennen des sich ergebenden Laminats
hergestellt werden. Die Leitungselektroden haben vorzugsweise eine
Breite von 100 bis 400 μm.
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Der
innere Aufbau des Laminats wird in der Reihenfolge der Laminierung
erläutert.
Zuerst wird eine grüne
Platte 11 für
die unterste Schicht auf im wesentlichen allen Oberflächen mit
einer Masseelektrode 31 bedeckt und mit Verbindungsabschnitten
für die
Verbindung mit Anschlußelektroden 81, 83, 87, 91, 93 und 95 auf
den Seitenflächen
versehen.
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Danach
werden auf die grüne
Platte 11 eine grüne
Platte 12 ohne aufgedruckte Masse, eine grüne Platte 13 mit
einer Leitungselektrode 41, eine grüne Platte 14 mit vier
Leitungselektroden 42, 43, 44 und 45 und
eine grüne
Platte 15 mit vier Leitungselektroden 46, 47, 48 und 49 in
dieser Reihenfolge gelegt. Darauf wird eine grüne Platte 16 mit zwei
Durchgangselektroden (in der Zeichnung mit "+" markiert)
gelegt und darauf eine grüne
Platte 17 mit einer Masseelektrode 32.
-
Die
richtige Verbindung der Leitungselektroden in den zwischen den beiden
Masseelektroden 31, 32 liegenden Bereichen bildet
die verteilten Konstantleitungen für den ersten und den zweiten
Umschalter SW1, SW2. Unter Bezug auf das Ersatzschaltbild der 2 bilden
die über
Durchgangselektroden verbundenen Leitungselektroden 41, 42 und 46 die
verteilte Konstantleitung LG1, die über Durchgangselektroden verbundenen Leitungselektroden 45 und 49 bilden
die verteilte Konstantleitung LG2, die über Durchgangselektroden verbundenen
Leitungselektroden 43 und 47 bilden die verteilte
Konstantleitung LP1, und die über
Durchgangselektroden verbundenen Leitungselektroden 44 und 48 bilden
die verteilte Konstantleitung LP2.
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Auf
der auf die grüne
Platte 17 gelegten grüne
Platte 18 sind Elektroden 61, 62, 63, 64, 65 und 66 für Kondensatoren
ausgebildet. Die darauf gelegte grüne Platte 19 ist mit
Elektroden 67, 68 und 69 für Kondensatoren
versehen. Die darauf gelegte grüne
Platte 20 ist mit einer Kondensatorelektrode 70 versehen.
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Darauf
ist eine grüne
Platte 21 mit Leitungselektroden 50, 51, 52, 53 und 54 und
darauf wiederum eine grüne
Platte 22 mit Leitungselektroden 55, 56, 57, 58 und 59 gelegt.
Die oberste grüne
Platte 23 ist mit Kontaktflächen für anzubringende Elemente versehen.
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Jede
der Kondensatorelektroden 61, 62, 63, 64 und 66 auf
der grünen
Platte 18 bildet in Verbindung mit der Masseelektrode 32 auf
der grünen
Platte 17 eine Kapazität
aus. Unter Bezug auf das Ersatzschaltbild der 2 bildet
die Kondensatorelektrode 61 den Kondensator CP3, die Kondensatorelektrode 62 den
Kondensator CP4, die Kondensatorelektrode 63 den Kondensator
CG4, die Kondensatorelektrode 64 den Kondensator CG3 und
die Kondensatorelektrode 66 den Kondensator CF3.
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Die
auf den grünen
Platten 18, 19 und 20 ausgebildeten Kondensatorelektroden
bilden jeweils entsprechende Kapazitäten aus. Unter Bezug auf das
Ersatzschaltbild der 2 bilden die Kondensatorelektroden 65 und 68 den
Kondensator CF4, die Kondensatorelektroden 61 und 62 und 67 den
Kondensator CP7, die Kondensatorelektroden 69 und 70 den
Kondensator CF1 und die Kondensatorelektroden 68 und 70 den Kondensator
CF2. Die einander gegenüberliegenden
Kondensatorelektroden 65 und 68 bilden ebenfalls
eine Kapazität
aus, auch wenn die Masseelektrode 32 derart mit Einkerbungen
versehen ist, daß diese
Elektroden nicht der Masseelektrode 32 gegenüberliegen.
In den Einkerbungen liegen Durchgangselektroden zum Verbinden der
verteilten Konstantleitungen.
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Auf
den grünen
Platten 21, 22 bilden die Leitungselektroden 52, 59 die
verteilte Konstantleitung LF1; die Leitungselektroden 54, 58 bilden
die verteilte Konstantleitung LF2; die Leitungselektrode 53 bildet
die verteilte Konstantleitung LF3; die Leitungselektroden 51, 57 bilden
die verteilte Konstantleitung LG3; die Leitungselektrode 55 bildet
die verteilte Konstantleitung LP3; und die Leitungselektrode 56 bildet
die verteilte Konstantleitung LP. Die Leitungselektrode 50 dient
als Verdrahtungsleitung. Die Leitungselektroden 51, 57,
die die verteilte Konstantleitung LG3 bilden, sind so ausgebildet,
daß sie
sich teilweise gegenüberliegen,
wobei ihre gegenüberliegenden
Teile den Kondensator CG7 bilden.
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Die
aufeinandergelegten grünen
Platten werden unter Druck zu einer Einheit verbunden und bei einer Temperatur
von 900°C
gebrannt, um ein Laminat mit Außenabmes sungen
von 6,7 mm × 5,0
mm × 1,0
mm zu ergeben. Das sich ergebende Laminat ist an den Seitenflächen mit
den Anschlußelektroden 81-96 versehen. Das
Erscheinungsbild des Laminats ist in der 4 dargestellt.
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Auf
diesem Laminat sind die Dioden DG1, DG2, DP1, DP2 und DP3, die Chipkondensatoren
CG1, CG6, CGP und CP6 und ein Chipwiderstand R3 angeordnet. Die 3 ist
eine Aufsicht, die das Laminat mit diesen Elementen darauf zeigt.
Die 3 zeigt auch die Anordnung (die Verbindungsstruktur
für jeden
Anschluß)
des Hochfrequenzschaltmoduls. In den 3 usw. ist
GRD ein mit Masse verbundener Anschluß.
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Bei
diesem BEISPIEL sind die Elemente CP2, CP5, CG2, CG5, R1, LG, R2
und CP8 des Ersatzschaltbildes der 2 als Chips
ausgebildet und auf der Schaltung angebracht.
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Bei
diesem BEISPIEL wird eine gegenseitige Störung der Umschalter, der Sende-Empfangs-Weichen und
der Tiefpaßfilterschaltungen
verhindert, da die verteilten Konstantleitungen des ersten und des
zweiten Umschalters in solchen Bereichen des Laminats ausgebildet
sind, die zwischen Masseelektroden liegen. Da sich die zwischen
den Masseelektroden liegenden Bereiche im unteren Teil des Laminats
befinden, läßt sich die
Massespannung leicht erhalten. An einer der oberen Masseelektrode
gegenüberliegenden
Stelle ist eine Elektrode zum Ausbilden eines Kondensators mit der
oberen Masseelektrode ausgebildet.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, ist das Laminat bei
diesem BEISPIEL an den Seitenflächen
mit Anschlüssen
versehen, so daß eine
Oberflächenmontage
möglich
ist. Die Anschlüsse
an den Seitenflächen des
Laminats sind ein ANT-Anschluß (P2),
ein TX2-anschluß (P7) für DCS/PCS,
ein TX1-Anschluß (P13)
für GSM,
ein RX1-Anschluqß (P16)
für GSM,
ein RX2-Anschluß (P9)
für DCS
1800, ein RX3-Anschluß (P10)
für PCS,
ein Masseanschluß (GRD)
und Steueranschlüsse
(VC1, VC2, VC3). Jede Seitenfläche
dieses Laminats ist mit wenigstens einem Masseanschluß versehen.
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Bei
diesem BEISPIEL liegen der ANT-Anschluß, die TX-Anschlüsse und
die RX-Anschlüsse jeweils zwischen
den Massenanschlüssen.
Auch VC1, VC2 und VC3 liegen jeweils zwischen den Masseanschlüssen.
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Die
Tabelle 1 zeigt die Steuerlogik für die einzelnen Steuerschaltungen
VC1, VC2 und VC3 zum Umschalten zwischen den Moden für GSM, DCS
1800 und PCS bei dem Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS. Tabelle 1
| Modus | VC1 | VC2 | VC3 |
| GSM
TX | Hoch | Niedrig | Niedrig |
| DCS
TX | Niedrig | Niedrig | Hoch |
| PCS
TX | Niedrig | Niedrig | Hoch |
| GSM
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| DCS
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| PCS
RX | Niedrig | Hoch | Niedrig |
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Die 11 bis 15 zeigen
den Einfügungsverlust
und die Isolation beim Senden und Empfangen in den einzelnen Kommunikationsmoden.
Wie in den 11 bis 15 zu
sehen, werden für
den Einfügungsverlust
und die Isolation in jedem Kommunikationsmodus im gewünschten
Frequenzband ausgezeichnete Werte erhalten, wodurch sich bestätigt, das
bei diesem BEISPIEL ein miniaturisiertes, leistungsfähiges Hochfrequenzschaltmodul
erhalten wird.
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BEISPIEL 2
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Die 6 zeigt
das Ersatzschaltbild eines Hochfrequenzschaltmoduls gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; die 7 eine Aufsicht
auf das Hochfrequenzschaltmodul und die 8 den inneren
Aufbau des Laminats für
das Hochfrequenzschaltmodul. Da dieses BEISPIEL und das BEISPIEL
1 viele Gemeinsamkeiten aufweisen, wird die Erläuterung auf die Unterschiede
beschränkt.
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Die
erste und die zweite Filterschaltung sind die gleichen wie im BEISPIEL
1. Auch der erste Umschalter SW1 des ersten Sende- und Empfangssystems
(GSM) ist der gleiche wie im BEISPIEL 1, mit der Ausnahme, daß die verteilte
Konstantleitung LG1 zusammen mit der verteilten Konstantleitung
LP1 des zweiten Umschalters SW2 an die Steuerschaltung VC3 angeschlossen
ist, jedoch nicht an die Masseelektrode. Im zweiten Umschalter sind
die Richtungen der Dioden DP1, DP2 und DP3 gegenüber denen im BEISPIEL 1 vertauscht, und über einen
zwischen der Diode DP2 und dem Kondensator CP6 in Reihe angeschlossenen
Kreis aus einem Induktor LD und einem Widerstand R3 ist eine Steuerschaltung
VC4 angeschlossen.
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Der
Aufbau des Hochfrequenzschaltmoduls unterscheidet sich von dem des
BEISPIELS 1 in den folgenden Punkten. Die Masseelektrode 31 auf
der grünen
Platte 11 ist nicht mit der Anschlußelektrode 89 verbunden.
Auf der grünen
Platte 15 ist der Zuleitungsanschluß für die Leitungselektrode 46 modifiziert.
Auf der grünen
Platte 17 ist die Masseelektrode 32 nicht mit
der Anschlußelektrode 89 verbunden.
Auf der grünen
Platte 21 ist eine Leitungselektrode 71, eine
Verdrahtungsleitung, hinzugefügt.
In der grünen Platte 22 ist
eine Durchgangsöffnung
zum Anschluß der
Leitungselektrode 71 hinzugefügt. An der grünen Platte 23 ist
die Form einer Kontaktfläche
modifiziert.
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Auf
dem Laminat sind die Dioden DG1, DG2, DP1, DP2 und DP3 und die Chipkondensatoren
CG1, CG6, CGP und CP6 angeordnet. Die 7 zeigt
das Laminat mit diesen Elementen darauf. Die 7 zeigt auch
die Anordnung (die Verbindungsstruktur für jeden Anschluß) des Hochfrequenzschaltmoduls.
Bei diesem BEISPIEL sind die Elemente CP2, CP5, CG2, CG5, R1, LG,
R2, CP8, R3 und LD des Ersatzschaltbildes der 6 als
Chips ausgebildet und auf der Schaltung angebracht.
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Die
Tabelle 2 zeigt die Steuerlogik für die einzelnen Steuerschaltungen
VC1, VC2, VC3 und VC4 zum Umschalten zwischen den Moden bei dem
Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS. Tabelle 2
| Modus | VC1 | VC2 | VC3 | VC4 |
| GSM
TX | Hoch | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| DCS
TX | Niedrig | Hoch | Niedrig | Hoch |
| PCS
TX | Niedrig | Hoch | Niedrig | Hoch |
| GSM
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| DCS
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| PCS
RX | Niedrig | Niedrig | Hoch | Hoch |
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Das
Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS kann mit den gleichen Auswirkungen
wie im BEISPIEL 1 in drei verschiedenen Kommunikationsmoden verwendet
werden.
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BEISPIEL 3
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Die 9 zeigt
das Ersatzschaltbild eines Hochfrequenzschaltmoduls gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Da dieses BEISPIEL und das BEISPIEL
1 viele Gemeinsamkeiten aufweisen, wird die Erläuterung auf die Unterschiede
beschränkt.
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Die
erste und die zweite Filterschaltung und der erste Umschalter SW1
des ersten Sende- und Empfangssystems (GSM) sind hinsichtlich des
Ersatzschaltbildes mit den entsprechenden Schaltungen im BEISPIEL
1 identisch. Der zweite Umschalter SW2 umfaßt einen Eingangs/Ausgangsanschluß IP2 für die Eingabe eines
Empfangssignals für
das zweite und dritte Sende- und Empfangssystem von der zweiten
Filterschaltung F2 und die Ausgabe eines Sendesignals vom Sendekreis
TX2 des zweiten und dritten Sende- und Empfangssystems; einen Eingangsanschluß für die Eingabe
eines Sendesignals vom Sendekreis TX2 des zweiten und dritten Sende-
und Empfangssystems; einen dritten Aus gangsanschluß IP3 für die Ausgabe
eines Empfangssignals des zweiten und dritten Sende- und Empfangssystems;
und einen vierten Ausgangsanschluß für die Ausgabe eines Empfangssignals
des zweiten Sende- und Empfangssystems an den Empfangskreis RX2;
einen fünften
Ausgangsanschluß für die Ausgabe
eines Empfangssignals des dritten Sende- und Empfangssystems an
den Empfangskreis RX3; eine erste Diode DP1 zwischen dem Eingangs/Ausgangsanschluß IP2 und dem
Eingangsanschluß;
eine erste verteilte Konstantleitung LP1 zwischen dem Eingangsanschluß und Masse; eine
zweite verteilte Konstantleitung LP2 zwischen dem Eingangs/Ausgangsanschluß IP2 und
dem dritten Ausgangsanschluß IP3;
eine zweite Diode DP2 zwischen dem dritten Ausgangsanschluß IP3 und
Masse; eine dritte verteilte Konstantleitung LD1 zwischen dem dritten
Ausgangsanschluß IP3
und denn vierten Ausgangsanschluß; eine dritte Diode DD1 zwischen
dem vierten Ausgangsanschluß und
Masse; eine vierte Diode DD2 zwischen dem dritten Ausgangsanschluß IP3 und
dem fünften
Ausgangsanschluß;
und eine vierte verteilte Konstantleitung LD2 zwischen dem fünften Ausgangsanschluß und Masse.
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Wie
beschrieben umfaßt
der zweite Umschalter SW2 einen Umschalter SW2-1 zum Umschalten
zwischen dem Empfangskreis RX2 für
DCS und dem Empfangskreis RX3 für
PCS sowie einen weiteren Umschalter SW2-2 zum Umschalten zwischen
dem Sendekreis TX2 und denn obigen Umschalter SW2-1 für DCS/PCS. Der
Umschalter SW2-1 zum Umschalten zwischen dem Empfangskreis RX2 für DCS und
dem Empfangskreis RX3 für
PCS enthält
als Hauptelemente die zwei Dioden DD1, DD2 und die zwei verteilten
Konstantleitungen LD1, LD2, wobei die Diode DD2 mit der Anode an
den Verbindungspunkt IP3 und mit der Kathode an RX3 angeschlossen
ist und die Kathode mit der verteilten Konstantleitung LD2 verbunden
ist, die an Masse angeschlossen ist. Die verteilte Konstantleitung
LD1 liegt zwischen dem Verbindungspunkt IP3 und dem Empfangskreis
RX2, und die über
den Kondensator CDP2 mit Masse verbundene Diode DD1 ist auf der
Seite des Empfangskreises RX2 angeordnet. Zwischen die Diode DD1
und den Kondensator CDP2 ist über
einen Induktor LD und einen Widerstand R6 eine Steuerschaltung VC5
angeschlossen.
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Vor
diesem Umschalter SW2-1 ist ein weiterer Umschalter SW2-2 zum Umschalten
zwischen dem Sendekreis TX2 für
DCS/PCS und dem Umschalter SW2-1 angeordnet. Dieser Umschalter SW2-2
enthält
als Hauptelemente die zwei Dioden DP1, DP2 und die zwei verteilten
Konstantleitungen LP1, LP2. Die Diode DP1 liegt zwischen TX2 und
dem Verbindungspunkt IP2. Die Anode der Diode DP1 ist mit dem Verbindungspunkt IP2
und die Kathode davon mit der auf Masse liegenden verteilten Konstantleitung
LP1 verbunden. Die verteilte Konstantleitung LP2 liegt zwischen
den Verbindungspunkten IP2 und IP3, und die über den Kondensator CP6 mit
Masse verbundene Diode DP2 ist auf der Seite des Verbindungspunktes
IP3 angeordnet. Zwischen der Diode DP2 und dem Kondensator CP6 ist über den
Induktor LP und den Widerstand R3 die Steuerschaltung VC3 angeschlossen.
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Die
Tabelle 3 zeigt die Steuerlogik für die einzelnen Steuerschaltungen
VC1, VC3 und VC5 zum Umschalten zwischen den Moden bei dem Hochfrequenzschaltmodul
dieses BEISPIELS. Tabelle 3
| Modus | VC1 | VC3 | VC5 |
| GSM
TX | Hoch | Niedrig | Niedrig |
| DCS
TX | Niedrig | Hoch | Niedrig |
| PCS
TX | Niedrig | Hoch | Niedrig |
| GSM
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| DCS
RX | Niedrig | Niedrig | Niedrig |
| PCS
RX | Niedrig | Niedrig | Hoch |
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Das
Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS kann mit den gleichen Auswirkungen
wie im BEISPIEL 1 in drei verschiedenen Kommunikationsmoden verwendet
werden.
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BEISPIEL 4
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Die 10 zeigt
das Ersatzschaltbild eines Hochfrequenzschaltmoduls gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Da das Hochfrequenzschaltmodul dieses
BEISPIELS und das des BEISPIELS 1 viele Gemeinsamkeiten aufweisen,
wird die Erläuterung
auf die Unterschiede beschränkt.
Bezüglich des
Ersatzschaltbildes sind die ersten und zweiten Umschalter in den
ersten bis dritten Sende- und Empfangssystemen (GSM, DCS, PCS) die
gleichen wie im BEISPIEL 1.
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Die
erste und die zweite Filterschaltung F1, F2, die jeweils mit der
Antenne ANT verbunden sind, werden wie im BEISPIEL 1 durch eine
verteilte Konstantleitung und einen Kondensator gebildet, und das
Ersatzschaltbild enthält
als erste Filterschaltung einen Tiefpaßfilter zum Durchlassen der
Sende- und Empfangssignale für
GSM, während
die Sende- und Empfangssignale für
DCS und PCS abgeschwächt
werden, und als zweite Filterschaltung einen Hochpaßfilter
zum Durchlassen der Sende- und Empfangssignale für DCS und PCS, während die
Sende- und Empfangssignale für
GSM abgeschwächt
werden. Der Tiefpaßfilter
enthält
zwischen der Antenne ANT und dem ersten Umschalter SW1 eine verteilte
Konstantleitung LF5 und eine Reihenresonanzschaltung mit einer verteilten
Konstantleitung LF6 und einem Kondensator CF6 zwischen dem einen Ende
der verteilten Konstantleitung LF5 und Masse. Der Hochpaßfilter
enthält
zwischen der Antenne ANT und dem zweiten Umschalter SW2 einen Kondensator
CF5 und eine Reihenresonanzschaltung mit einer verteilten Konstantleitung
LF7 und einem Kondensator CF7, der zwischen CF5 und Masse liegt.
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Das
Hochfrequenzschaltmodul dieses BEISPIELS kann mit den gleichen Auswirkungen
wie im BEISPIEL 1 in drei verschiedenen Kommunikationsmoden verwendet
werden.
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Anhand
der 1 bis 10 wurde das erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltmodul
im Detail erläutert.
Es ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können verschiedene
Modifikationen erfolgen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Die mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzschaltmodul verwendbaren
Kommunikationsmoden sind nicht auf die in den BEISPIELEN gezeigten
Kombinationen beschränkt,
das Umschalten kann zwischen drei beliebigen verschiedenen Sende-
und Empfangssystemen erfolgen, zum Beispiel einer Kombination von
GPS (Global Positioning System), D-AMPS (Digital Advanced Mobile
Service) und PCS, oder einer Kombination von GSM, WCDMA (Wide-Band
Code Division Multiple Access) und PCS.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Da
das erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltmodul
zum Beispiel bei mobilen Kommunikationseinrichtungen wie Dreifachband-Mobiltelephonen
eines Multikommunikationssystems mit einer Verwendbarkeit in drei
verschiedenen Kommunikationssystemen verwendet werden kann, kann
es die Antenne ANT auf den Sendekreis TX1 und den Empfangskreis
RX1 für
das erste Sende- und Empfangssystems, den Sendekreis TX2 für das zweite
und dritte Sende- und Empfangssystem, den Empfangskreis RX2 für das zweite
Sende- und Empfangssystems und den Empfangskreis RX3 für das dritte
Sende- und Empfangssystem schalten, wobei der Sendekreis für das zweite
Sende- und Empfangssystem und der Sendekreis für das dritte Sende- und Empfangssystems
zusammengelegt sind. Das erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltmodul
kann unter Beibehaltung ausgezeichneter elektrischer Eigenschaften
miniaturisiert werden, wobei einige Teile wie Verstärker vom
zweiten und dritten Sende- und Empfangssystem gemeinsam genutzt
werden. Im Ergebnis kann eine mobile Kommunikationseinrichtung mit
dem Hochfrequenzschaltmodul weiter miniaturisiert und leichter gemacht werden.