DE102006008500A1

DE102006008500A1 - Sendeschaltung, Antenneduplexer und Hochfrequenzumschalter

Info

Publication number: DE102006008500A1
Application number: DE102006008500A
Authority: DE
Inventors: Osamu Mizusawa Hikino; Masashi Mizusawa Ohki; Hideaki Mizusawa Sunayama
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-01-04
Also published as: JP4636950B2; US20060290447A1; CN1885612A; US7579929B2; JP2007005951A

Abstract

Es ist eine kleine Sendeschaltung mit hohem Funktionsvermögen geschaffen, die eine Beeinträchtigung von Sendeleitungseigenschaften, hervorgerufen durch eine Kopplung des durch die Sendeleitung induzierten elektromagnetischen Felds und des durch eine Zuleitungselektrode induzierten elektromagnetischen Felds, vermeidet, wobei es durch die Sendeleitung und die Zuleitungselektrode zu einer äußeren Elektrode, die einander zugewandt sind, zu der Kopplung kommt. Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, verfügt die Erfindung über eine erste Abschirmschicht, die eine erste Masseelektrode bildet, eine zweite Abschirmschicht, die eine zweite Masseelektrode bildet, sowie eine spiralförmige Sendeleitung, die der ersten Abschirmschicht und der zweiten Abschirmschicht zugewandt ist, wobei sie zwischen diesen angeordnet ist. Der spiralförmige Abschnitt der Sendeleitung, gesehen von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeleitung her, ist an der Innenseite der ersten Abschirmschicht und der zweiten Abschirmschicht angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Sendeschaltung, einen Antennenduplexer und eine Hochfrequenzschaltung.

Herkömmlicherweise ist als Beispiel einer in Hochfrequenzschaltungen verwendeten Sendeleitung ein solches vorgeschlagen, bei dem eine mäanderförmige Leitung und eine Abschirmelektrode innerhalb eines Laminatsubstrats angeordnet sind.

Es ist auch eine Verzögerungsleitung mit einem spiralförmigen Wendelleiter und einer auf der Ober- und der Unterseite desselben ausgebildeten Abschirmelektrode, um diesem über eine dielektrische Keramikschicht zugewandt zu sein, und mit Ausbildung einer Streifenleitungsstruktur zwischen dem Wendelleiter und der Abschirmelektrode vorgeschlagen (z.B. JP-A-05-029819 (Patentdokument 1)).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Jedoch ist bei der oben genannten Technologie, bei der eine mäanderförmige Sendeleitung und eine Abschirmelektrode innerhalb eines Laminatsubstrats angeordnet sind, die charakteristische Impedanz der Leitung durch ihre Breite und den Abstand zwischen ihr und der Abschirmelektrode bestimmt. Anders gesagt wird das Bauteil größer, wenn, wie es in der 11 dargestellt ist, versucht wird, eine höhere Impedanz zu erzielen, da dann der Abstand zwischen einer mäanderförmigen Leitung 18 und Abschirmelektroden 17, 19 zunimmt. Auch wird das Bauteil wiederum größer, wenn versucht wird, eine größere Phasendifferenz zu erzielen, da die Phasendifferenz von der Länge der mäanderförmigen Leitung 18 abhängt. Außerdem nimmt der Leitungswiderstand zu, da die Breite der mäanderförmigen Leitung 18 kleiner wird, so dass die Gefahr einer Beeinträchtigung der Eigenschaften besteht.

Darüber hinaus heben sich Impedanzanteile benachbarter Leiterabschnitte gegeneinander auf, da hinsichtlich der mäanderförmigen Leitung 18 die Richtungen, in denen der elektrische Strom in benachbarten Leiterabschnitten fließt, einander entgegengesetzt sind, so dass auch die Gefahr besteht, dass die Gesamtimpedanz verringert ist.

Auch sind, bei der im oben genannten Patentdokument 1 angegebenen Verzögerungsleitung, der spiralförmige Wendelleiter und die Leitungselektrode zu einer äußeren Elektrode einander zugewandt, so dass ein Überschneidungsbereich entsteht, oder der äußere Teil des spiralförmigen Wendelleiters und die projizierte Anordnung des äußeren Teils einer zwischen den Leitungselektroden zu den äußeren Elektroden ausgebildeten Abschirmelektrode fallen zusammen. Außerdem sind der spiralförmige Wendelleiter und die äußere Elektrode einander zugewandt. Aus diesem Grund, da nämlich das durch den Wendelleiter induzierte elektromagnetische Feld und das durch die Leitungselektrode induzierte elektromagnetische Feld gekoppelt sind, besteht die Gefahr, dass die Eigenschaften der Sendeleitung beeinträchtigt sind. Anders gesagt, tritt, wenn ein Überschneidungsbereich vorliegt, aufgrund der Kopplungskapazität zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Sendeleitung und der Impedanz derselben eine Resonanz auf, so dass die Gefahr besteht, dass der Betrieb im Hochfrequenzbereich schwierig wird.

Auch werden, da Wendelleiter so auflaminiert sind, dass sie sich über mehrere Schichten erstrecken, und da sie ferner durch Durchgangslöcher miteinander verbunden sind, so dass eine noch größere Verzögerungszeit erhalten wird, die Richtungen, in denen der elektrische Strom in Leiterabschnitten fließt, die in der Auf-Ab-Richtung benachbart liegen, einander entgegensetzt, und Impedanzanteile der jeweiligen Wendelleiter heben einander auf, so dass auch die Gefahr besteht, dass schließlich die Gesamtimpedanz verringert ist. Aus diesem Grund wird es bei Betriebsfre quenzen von 0,5 GHz bis 1 GHz, wie sie bei tatsächlichen Erzeugnissen verwendet werden, nämlich SAW(Surface Acoustic Wave)-Filtern, oder FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)-Filtern, wie sie in Mobilkommunikationterminals montiert sind, schwierig, eine Phasenverschiebung von Sendesignalen von 90° oder mehr zu erzielen, so dass es unmöglich wird, das Mobilkommunikationsterminal genau zu betreiben.

Darüber hinaus wird, wenn ein Antennenduplexer unter Verwendung von SAW-Filtern oder FBAR-Filtern und dergleichen verwendet wird, die Größe desselben schließlich größer, so dass es erforderlich ist, die Anschlüsse dieser Filter und die äußeren Anschlüsse der Verzögerungsleitungen über eine gedruckte Leiterplatte oder dergleichen zu verbinden.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, verfügt die Erfindung über eine erste Abschirmschicht, die eine erste Masseelektrode ist, eine zweite Abschirmschicht, die eine zweite Masseelektrode ist, eine spiralförmige Sendeleitung, die der ersten Abschirmschicht und der zweiten Abschirmschicht zugewandt ist und zwischen diesen angeordnet ist. Gesehen von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeleitung her, ist der spiralförmige Abschnitt der Sendeleitung an der Innenseite der ersten Abschirmschicht und der zweiten Abschirmschicht angeordnet.

Gemäß der Erfindung wird es möglich, bei verbesserten Sendeeigenschaften, eine Sendeleitung, einen Antennenduplexer und einen Hochfrequenzsignal-Umschalter zu schaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
1A ist eine transparente, perspektivische Ansicht einer Sendeleitung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
1B ist eine transparente Seitenansicht einer Sendeleitung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
1C ist eine Elektrodenmusteransicht einer Sendeleitung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine transparente Draufsicht des Elektrodenmusters jeder Schicht einer Sendeleitung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3A, 3B und 3C zeigen die Amplitudencharakteristik, die Phasencharakteristik bzw. die Reflexionscharakteristik vom Eingangsende zum Ausgangsende einer Sendeleitung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Elektrodenmusteransicht einer Sendeleitung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine transparente Draufsicht des Elektrodenmusters jeder Schicht einer Sendeleitung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6A, 6B und 6C zeigen die Amplitudencharakteristik, die Phasencharakteristik bzw. die Reflexionscharakteristik vom Eingangsende zum Ausgangsende einer Sendeleitung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 ist ein Schaltbild eines Antennenduplexers unter Verwendung einer Sendeleitung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung als Impedanzwandler 14;
8 ist ein Diagramm des Elektrodenmusters jeder Schicht eines Antennenduplexers der vierten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Impedanzwandlers gemäß der Erfindung;
9 ist eine transparente Draufsicht jeder Schicht eines Antennenduplexers der vierten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des Impedanzwandlers gemäß der Erfindung;
10 ist ein Schaltbild eines Hochfrequenzsignal-Umschalters gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Impedanzwandlers; und
11 ist eine Ansicht, die die Struktur einer herkömmlichen Sendeleitung mit Impedanz zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Ausführungsformen der Erfindung erfolgt eine Erläuterung, bei der als Beispiel eine Sendeleitung unter Verwendung eines dielektrischen LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)-, HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic)- oder ähnlichen Substrats für eine Hochfrequenzschaltung als Beispiel verwendet ist. Auch wird diese Sendeleitung dahingehend erläutert, dass sie in einer Hochfrequenzschaltung für nahezu 0,5 GHz oder mehr verwendet wird, wie sie in Antennenduplexern, Antennenumschaltern, Frontstufenmodulen und dergleichen verwendet wird, wobei SAW(Surface Acoustic Wave)-Filter oder FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)-Filter oder dergleichen eingesetzt werden. Nachfolgend werden die Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen erläutert.
Die 1A, 1B und 1C zeigen eine transparente, perspektivische Ansicht, eine transparente Seitenansicht bzw. eine Elektrodenmusteransicht für jede Schicht einer Sendeleitung gemäß der Aus führungsform 1 der Erfindung. Ein dielektrisches Mehrschichtsubstrat 1 ist beispielsweise ein LTCC-, ein HTCC- oder ein ähnliches Substrat. Wie es in der 1 dargestellt ist, ist an der Innenseite des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 eine Sendeleitung 2 ausgebildet.
Die Sendeleitung 2 bildet einen Pfad mit kreisförmiger Spiralstruktur. Eine Masseelektrode 3 und eine Masseelektrode 4 sind so, dass sie die Sendeleitung 2 bedecken, in der Schicht über dieser bzw. in der Schicht unter dieser angeordnet.
Ein auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angeordneter Pfropfenbereich 5 ist durch Durchgangslöcher 100a, 100b mit einem Ende der Sendeleitung 2 verbunden, wobei das andere Ende derselben durch Durchgangslöcher 101a, 101b mit einem an der Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 angeordneten Pfropfenbereich 6 verbunden ist. Genauer gesagt, dienen die Pfropfenbereiche 5 und 6 auf der Fläche, die sich an der Oberseite des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 befindet, als Eingangs- bzw. Ausgangsende der Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 1.
Die 2 zeigt eine transparente Draufsicht des Elektrodenmusters jeder Schicht der Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 1. Wie es in der 2 dargestellt ist, ist die Sendeleitung 2 so angeordnet, dass sie durch die Masseelektrode 3 und die Masseelektrode 4 bedeckt ist. Demgemäß befinden sich ein Teil A und ein Teil B an der Innenseite der Masseelektrode 3 und der Masseelektrode 4 in solcher Weise, dass sie einander nicht überschneiden, und zwar weder zwischen einem Teil C und dem Teil A noch zwischen dem Teil C und dem Teil B. Anders gesagt, ist selbst dann, wenn eine Zuleitung angebracht wird, die ausgehend vom Teil C, dem Ausgangsende der Sendeleitung 2, eine Verbindung nach außen herstellt, das Ergebnis darin, dass eine Kopplung eines elektromagnetischen Felds verhindert werden kann, da die Masseelektrode 3 zwischen der Zuleitung und der Sendeleitung (genauer gesagt, Teil A und Teil B) angeordnet ist. D.h., dass, hinsichtlich des Ausgangsendes der Sendeleitung 2, da es möglich ist, eine Kopplung eines elektromagnetischen Felds mit irgendeinem Abschnitt zwischen dem Eingangsende und dem Ausgangsende der Sendeleitung 2 zu verhindern, selbst bei Hochfrequenzen eine Beeinträchtigung der Sendecharakteristik vermieden werden, und es kann eine hervorragende Sendecharakteristik erzielt werden.
Ferner sind, bei der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, die Masseelektroden 3, 4 so gewählt, dass sie über eine Konfiguration verfügen, die in geeigneter Weise den spiralförmigen Abschnitt der Sendeleitung 2 bedeckt. Dies, da dann, wenn der spiralförmige Abschnitt nicht angemessen abgedeckt ist, z.B. dann, wenn er gegenüber dem durch die Masseelektroden 3, 4 bedeckten Gebiet vorsteht, zuviel schädlicher, zu beseitigender Einfluss elektrischer Felder und magnetischer Felder besteht und die Gefahr besteht, dass es zu einer Beeinträchtigung der Sendecharakteristik kommt. Auch besteht in ähnlicher Weise eine Gefahr einer Beeinträchtigung der Sendecharakteristik, wenn der spiralförmige Abschnitt nahezu dieselbe Größe wie die Masseelektroden 3, 4 hat, da Magnetfelder beim Umkehren eindringen. Demgemäß wird es erforderlich, eine Konfiguration zu wählen, die so konzipiert ist, dass die Masseelektroden 3, 4 den spiralförmigen Abschnitt der Sendeleitung 2 ausreichend weit bedecken, um in angemessener Weise den Einfluss der elektrischen Felder und der Magnetfelder zu verringern.
Darüber hinaus ist es bei der vorliegenden Konfiguration möglich, eine gewünschte Impedanzcharakteristik in einem gewünschten Frequenzbereich dadurch zu erzielen, dass die kapazitive Komponente zwischen den Masseelektroden 3, 4 und der Sendeleitung 2 sowie die induktive Komponente aufgrund der kreisförmigen Spiralstruktur ohne Überschneidungsteil der Sendeleitung 2 reguliert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Sendeleitung mit extrem kleiner Struktur aufgebaut werden, da es mittels der Impedanzkomponente und der kapazitiven Komponente aufgrund der kreisförmigen Spiralstruktur ohne Überschneidungsteil, die aus der Sendeleitung 2 und den Masseelektroden 3, 4 besteht, möglich ist, eine viel größere Phasenverschiebung als eine aufgrund der Länge der Streifenleitung zu erzielen. Auch kann, hinsichtlich der Sendeleitung der vorliegenden Ausführungsform, die Phasenverschiebung pro Einzelschicht erhöht werden, und es kann die Anzahl der die Leitung aufbauenden Schichten verkleinert werden. Daher kann die Größe der Sendeleitung kleiner und dünner gemacht werden. Darüber hinaus ist es durch Verringern der Diskontinuitätsstellen der Leitung aufgrund der Verbindungen zwischen ihr und den Durchgangslöchern möglich, auch die Verluste zu verringern und eine Sendeleitung mit kleinen Variationen aufgrund verrutschter Laminatschichten zu erzeugen.
Die 3A, 3B und 3C zeigen die Amplitudencharakteristik, die Phasencharakteristik bzw. die Reflexionscharakteristik vom Pfropfenbereich 5 am Eingangsende zum Pfropfenbereich 6 am Ausgangsende einer Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 1. Gemäß diesen Diagrammen verfügt die Sendeleitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei 2 GHz über einen Transitverlust von 0,3 dB, eine Phasenverschiebung von 85° und eine Impedanz von 50 Ω. D.h., dass die Sendeleitung in der Nähe des 2-GHZ-Bands einen hervorragenden λ/4-Wandler mit kleinen Verlusten bildet.
Die 4 zeigt ein Elektrodenmusterdiagramm jeder Schicht einer Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist an der Innenseite eines dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 eine erste Sendeleitung 8 ausgebildet, und in der Schicht unter dieser ist eine zweite Sendeleitung 9 ausgebildet. Die erste Sendeleitung 8 und die zweite Sendeleitung 9 verfügen jeweils über eine kreisförmige Spiralstruktur, wobei die Verbindung zwischen der ersten Sendeleitung 8 und der zweiten Sendeleitung 9 über ein Durchgangsloch 102b gebildet ist, um eine Sendeleitung zu bilden, die sich über mehrere Schichten erstreckt.
In der Schicht über der ersten Sendeleitung 8 und der Schicht unter der zweiten Sendeleitung 9 sind eine Masseelektrode 7 bzw. eine Masseelektrode 10 angeordnet, um die erste Sendeleitung 8 und die zweite Sendeleitung 9 zu bedecken.
Ein auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angeordneter Pfropfenbereich 11 ist über ein Durchgangsloch 102a mit einem Ende der ersten Sendeleitung 8 verbunden, und das andere Ende derselben ist über ein Durchgangsloch 102b mit einem Ende der zweiten Sendeleitung 9 verbunden, deren anderes Ende über Durchgangslöcher 103b, 103a mit einem auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 angeordneten Pfropfenbereich 12 verbunden ist. Genauer gesagt, bilden die auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angeordneten Pfropfenbereiche 11 und 12 das Eingangs- bzw. Ausgangsende der Sendeleitung der Ausführungsform 2. Gemäß der vorliegenden Konfiguration sind die Impedanzkomponente der Sendeleitung 8 und diejenige der Sendeleitung 9 nicht versetzt, da das Ergebnis darin besteht, dass der durch die Sendeleitung der vorliegenden Ausführungsform fließende elektrische Strom in der ersten Sendeleitung 8 und der zweiten Sendeleitung 9 nahezu dieselbe Richtung (Gegenuhrzeigerrichtung) aufweist. Demgemäß kann für die Sendeleitung insgesamt eine große Impedanzkomponente erzielt werden. Gemäß der vorliegenden Sendeleitung kann die Betriebsfrequenz derselben abgesenkt werden, da es möglich ist, ohne Vergrößerung der Abmessung des Erzeugnisses eine große Phasenverschiebung zu erzielen.
Die 5 ist eine transparente Draufsicht des Elektrodenmusters jeder Schicht der Sendeleitung gemäß er Ausführungsform 2.
Wie es in der 5 dargestellt ist, sind die erste Sendeleitung 8 und die zweite Sendeleitung 9 so angeordnet, dass sie durch die Masseelektrode 7 und die Masseelektrode 10 bedeckt werden. Demgemäß befinden sich die Sendeleitung 8 und die Sendeleitung 9, sei es im Teil C oder im Teil D, an der Innenseite der Masseelektrode 7 und der Masseelektrode 10, so dass kein Überschneiden auftritt, und zwar weder zwischen den Teilen C, D und dem Teil A noch zwischen den Teilen C, D und dem Teil B. D.h., dass hinsichtlich des Eingangsendes der ersten Sendeleitung 8 und des Ausgangsendes der zweiten Sendeleitung 9 eine hervorragende Charakteristik der Sendeleitung erzielt werden kann, da es möglich ist, eine Kopplung elektromagnetischer Felder, selbst bei Hochfrequenzen, in jedem Abschnitt zwischen dem Eingangsende der durch die erste Sendeleitung 8 und die zweite Sendeleitung 9 Sendeleitung und dem Ausgangsende zu verhindern.
Auch ist es bei der vorliegenden Konfiguration durch Regulieren der kapazitiven Komponenten zwischen den Masseelektroden 7, 10 und der ersten Sendeleitung 8 und der zweiten Sendeleitung 9 sowie der induktiven Komponenten aufgrund der kreisförmigen Spiralstruktur ohne Überschneidung der ersten Sendeleitung 8 und der zweiten Sendeleitung 9 möglich, eine gewünschte Impedanzcharakteristik im gewünschten Hochfrequenzband zu erzielen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Sendeleitung mit extrem kleiner Struktur aufgebaut werden, da es mittels der induktiven Komponente und der kapazitiven Komponente aufgrund der kreisförmigen Spiralstruktur ohne Überschneidung, die durch die erste Sendeleitung 8 und die zweite Sendeleitung 9 und die Masseelektroden 7, 10 gebildet ist, möglich ist, eine viel größere Phasenverschiebung zu erzielen, als sie durch die Länge der Streifenleitung alleine erzielt werden kann. Auch kann bei der Sendeleitung der vorliegenden Ausführungsform die Phasenverschiebung pro Einzelschicht erhöht werden, und die Anzahl der die Leitung bildenden Schichten kann verkleinert werden. Daher kann die Sendeleitung verkleinert werden, und sie kann dünner ausgebildet werden.
Die 6A, 6B und 6C zeigen die Amplitudencharakteristik, die Phasencharakteristik bzw. die Reflexionscharakteristik vom Pfropfenbereich 11 am Eingangsende zum Pfropfenbereich 12 am Ausgangsende der Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 2. Gemäß diesen Diagrammen weist die Sendeleitung der vorliegenden Ausführungsform bei 850 MHz einen Transitverlust von 0,4 dB, eine Phasenverschiebung von 88° und eine Impedanz von 50 Ω auf. D.h., dass diese Sendeleitung in der Nähe des 850-MHz-Bands einen hervorragenden λ/4-Wandler mit niedrigen Verlusten bildet.
Bei der oben angegebenen Ausführungsform existieren verbundene Sendeleitungen 8 und 9 mit kreisförmiger Spiralstruktur ohne Überschneidungsabschnitt, die sich über zwei Schichten an der Innenseite eines dielektrischen Mehrschichtsubstrats erstrecken, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt, da es auch möglich ist, eine kreisförmige Spiralstruktur ohne Überschneidungsabschnitt so anzuschließen, dass der elektrische Strom in drei oder mehr Schichten in derselben Richtung fließt.
Die 7 ist ein Schaltbild eines Antennenduplexers unter Verwendung einer Sendeleitung gemäß der Ausführungsform 3 der Ausführungsform als Impedanzwandler 14. Beim vorliegenden Antennenduplexer ist P1 ein Antennenanschluss, P2 ist ein Empfangsanschluss und P3 ist ein Sendeanschluss. Der Anschluss P2 ist mit einem Akustische-Oberflächenwellen-Filter 15 zum Empfang verbunden, und der Anschluss P3 ist mit einem Akustische-Oberflächenwellen-Filter 16 zum Senden verbunden. Darüber hinaus sind die Empfangsseite und die Sendeseite parallel mit einem Parallelanschlusspunkt 20 verbunden. Wenn die Empfangsseite und die Sendeseite parallel geschaltet sind, und durch Einstellen der Impedanz im Sendefrequenzband vom Parallelanschlusspunkt 20 zur Empfangsseite auf einen hohen Wert, und auch durch Einstel len der Impedanz im Empfangsfrequenzband vom Parallelanschluss 20 auf der Sendeseite auf einen hohen Wert, ist es erforderlich, den eintretenden Streuanteil der empfangenen Signale und der gesendeten Signale jeweils zu verringern. Auf diese Weise ist der Antennenduplexer, der eine einzelne Antenne zum Kombinieren von Signalen mit verschiedenen Frequenzen verwendet, mit der Antenne einer Kommunikationsvorrichtung verbunden. Anders gesagt, kann dieser Antennenduplexer das Senden und Empfangen von Signalen mit mehreren Frequenzen kombinieren.
Der Impedanzwandler 14 der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen den Parallelanschlusspunkt 20 und das Akustische-Oberflächenwellen-Filter 15 für den Empfang geschaltet. Genauer gesagt, wird die Impedanz, wie sie vom Parallelanschlusspunkt 20 des Akustische-Oberflächenwellen-Filters 15 für den Empfangen gesehen wird, durch den Impedanzwandler 14 in eine hohe Impedanz im Sendeband gewandelt. Auch sind, da die vom Parallelanschlusspunkt 20 des Akustische-Oberflächenwellen-Filters 16 zum Senden gesehene Impedanz im Empfangsband einen hohen Wert aufweist, das Empfangsfilter 15 und das Sendefilter 16 mit geringem Eintritt von Streuanteilen des jeweils anderen Signals verbunden. Zusätzlich werden, da die Impedanz des Impedanzwandlers 14 im Empfangsband nahezu 50 Ω beträgt, die Hochfrequenzsignale im Empfangsfrequenzband mit kleiner Beeinträchtigung der Charakteristik vom Anschluss P1 zum Anschluss P2 übertragen. Demgemäß ist es unter Verwendung dieses Impedanzwandlers 14 möglich, einen Antennenduplexer mit hohem Funktionsvermögen zu schaffen.
Für das Empfangsfilter und das Sendefilter, wie sie bei der oben genannten Ausführungsform verwendet werden, besteht keine Einschränkung auf Akustische-Oberflächenwellen-Filter, und es ist z.B. möglich, Filter auf Grundlage eines anderen Verfahrens, wie FBAR-Filter anzuwenden.
Die 8 zeigt eine Ansicht der Elektrodenmuster jeder Schicht eines Antennenduplexers einer Ausführungsform 4 der Erfindung unter Verwendung des Impedanzwandlers. Wie es in der 8 dargestellt ist, ist an der Innenseite eines dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 eine Sendeleitung 14 gemäß der vorstehend genannten Ausführungsform ausgebildet. In der Schicht über der Sendeleitung 14 und der Schicht unter ihr sind eine Masseelektrode 24 bzw. eine Masseelektrode 25 so angeordnet, dass sie die Sendeleitung 14 bedecken. In der untersten Schicht des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 sind Kontaktflecke für externe Ausgangsenden vorhanden, wobei der Anschluss 26 ein Antennenanschluss ist, der Anschluss 27 ein Empfangsanschluss ist und der Anschluss 28 ein Sendeanschluss ist. Ein auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angebrachter Pfropfenbereich 21 ist über Durchgangslöcher 104a, 104b mit einem Ende der Sendeleitung 14 verbunden, und deren anderes Ende ist über ein Durchgangsloch 106a mit einem Oberflächen-Pfropfenbereich 22 verbunden, der auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angeordnet ist. Darüber hinaus ist ein auf der Oberfläche des dielektrischen Mehrschichtsubstrats 1 angeordneter Oberflächen-Pfropfenbereich 22 über Durchgangslöcher 105a, 105b, 105c mit dem Antennenanschluss 26 verbunden.
Die 9 ist eine transparente Draufsicht jeder Schicht eines Antennenduplexers der Ausführungsform 4 der Erfindung unter Verwendung eines Impedanzwandlers. Wie es in der 9 dargestellt ist, ist die Sendeleitung 14 der vorstehend genannten Ausführungsform so angeordnet, dass sie durch die Masseelektrode 24 und die Masseelektrode 25 bedeckt ist. Demgemäß befindet sich die Sendeleitung 14 selbst im Teil A und im Teil B so an der Innenseite der Masseelektrode 24 und der Masseelektrode 25, dass kein Überschneiden auftritt, und zwar weder zwischen dem Teil C und dem Teil A noch zwischen dem Teil C und dem Teil B. D.h., dass hinsichtlich des Ausgangsendes der Sendeleitung 14 eine Beeinträchtigung der Sendecharakteristik verhindert werden kann und eine hervorragende Sendecharakteristik erzielt werden kann, da es möglich ist, die Kopplung eines elektromagnetischen Felds mit irgendeinem Abschnitt zwischen dem Eingangsende und dem Ausgangsende der Sendeleitung 14, selbst bei Hochfrequenzen, zu vermeiden.
Die 10 ist ein Schaltbild eines Hochfrequenzsignal-Umschalters einer Ausführungsform 5 der Erfindung unter Verwendung eines Impedanzwandlers. Dieser Hochfrequenzsignal-Umschalter ist ein solcher, der einen Anschluss P4 als Eingangsanschluss verwendet, und bei einer Frequenz fs einen Anschluss P5 als Ausgangsanschluss auswählt, wenn die Vorspannung am Anschluss V1 ausgeschaltet ist, aber der einen Anschluss P6 als Ausgangsanschluss auswählt, wenn die Vorspannung am Anschluss V1 eingeschaltet ist.
Durch Anlegen einer Spannung am Anschluss V1 fließt ein elektrischer Gleichstrom durch einen Widerstand R1, und Dioden D1, D2 gelangen in einen EIN-Zustand, und der elektrische Gleichstrom wird zurückgeführt, während er eine Induktivität L1 durchläuft. Wenn dabei die durch die parasitäre Kapazität C3 der Diode bestimmte Resonanzfrequenz in der Nähe der Frequenz fs eingestellt ist, wird der Ausgangsanschluss (auf der Seite einer Gleichstrom-Sperrkapazität C2) einer Sendeleitung 29 bei der oben genannten Ausführungsform in der Nähe der Frequenz fs geerdet. Dabei fließen Hochfrequenzsignale vom Anschluss [P] 4 zum Anschluss P6, da die Phasenverschiebung bei der Frequenz fs in der Sendeleitung 29 90° beträgt, da sich bei der Frequenz fs am Eingangsanschluss (auf der Seite einer Gleichstrom-Sperrkapazität C1) der Sendeleitung 29 eine hohe Impedanz einstellt. Auch fließen, wenn die Vorspannung am Anschluss V1 ausgeschaltet wird, da die Dioden D1, D2 ausgeschaltet werden und die Impedanz der Sendeleitung 29 nahezu 50 Ω beträgt, die Hochfrequenzsignale vom Anschluss P4 zum Anschluss P5. Unter Verwendung dieser Sendelei tung 29 ist es möglich, einen kleinen Hochfrequenzsignal-Umschalter mit hohem Funktionsvermögen zu erhalten.
Hinsichtlich der Ausführungsform 5 erfolgte eine Erläuterung betreffend einen λ/4-Wandler bei einer speziellen Frequenz, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten zur Frequenz und zur Impedanz, wie sie bei der Ausführungsform angegeben sind, beschränkt, sondern sie kann bei anderen Frequenzen und anderen Impedanzen angewandt werden.
Ferner sind die Sendeleitung, der Antennenduplexer und der Hochfrequenzsignal-Umschalter, wie sie bei der jeweiligen Ausführungsform angegeben sind, Elemente, wie sie in Kommunikationsterminals, zunächst tragbaren Telefonen, verwendet werden. Bei Kommunikationsterminals, die mit diesen Sendeleitungen, Antennenduplexern oder Hochfrequenzsignal-Umschaltern versehen sind, wird es möglich, stabile Kommunikationsvorgänge mit höherer Empfangsempfindlichkeit zu realisieren.
Gemäß der bei den oben angegebenen Ausführungsformen beschriebenen, oben angegebenen Technologie, ist es durch Aufbauen einer kreisspiralförmigen Sendeleitung ohne Überschneidungsabschnitt innerhalb eines dielektrischen Mehrschichtsubstrats möglich, ein hervorragendes Funktionsvermögen einer Sendeleitung zu erzielen, da es möglich ist, die Einkopplung eines elektromagnetischen Felds in irgendeinen Abschnitt zwischen dem Eingangsende und dem Ausgangsende der Sendeleitung zu verhindern.
Auch ist es durch kreisförmiges Ausbilden der Sendeleitung möglich, ein Stagnieren des in der Sendeleitung fließenden elektrischen Stroms zu verhindern und Verluste in der Sendeleitung zu verringern.
Darüber hinaus kann Ausbilden der Sendeleitung in mehreren Schichten und durch Wählen des in der Sendeleitung fließenden Stroms in solcher Weise, dass er in allen Schichten dieselbe Richtung aufweist, eine große Phasenverschiebung ohne Zunahme der Abmessungen der Komponente erzielt werden, da, für die gesamte Sendeleitung, ein Abschnitt hoher Impedanz erhalten wird.
Auch ist es, da das Ergebnis darin besteht, dass der in benachbarten Leitern fließende Strom dieselbe Richtung aufweist, möglich, einen Abschnitt hoher Impedanz zu erzielen und eine stabile Charakteristik ohne Zunahme der Komponentenabmessungen, selbst im Frequenzbereich von 1 GHz oder höher zu erzielen.
Außerdem können, da es möglich ist, die Anzahl der die Sendeleitung bildenden Schichten zu verringern, da die Phasenverschiebung pro Einzelschicht größer wird, eine Miniaturisierung und Verschlankung der Sendeleitung, eine Verringerung der Charakteristikschwankungen aufgrund einer verrutschten Laminatschicht sowie eine Verringerung der Verluste der Sendeleitung aufgrund einer Verringerung der Verbindungspunkte zwischen Schichten (Verringerung der Anzahl von Diskontinuitätspunkten der Sendeleitung) erwartet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die Sendeleitung bei einem Impedanzwandler anzuwenden und eine kleine Hochfrequenzschaltung mit hohem Funktionsvermögen zu schaffen, wie einen Antennenduplexer, einen Hochfrequenzsignal-Umschalter oder dergleichen.
Während mehrere Ausführungsformen gemäß der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es zu beachten, dass die offenbarten Ausführungsformen Änderungen und Modifizierungen zugänglich sind, ohne dass dadurch vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Daher soll keine Einschränkung auf die hier dargestellten und beschriebenen Einzelheiten bestehen, sondern es sollen vielmehr alle Änderungen und Modifizierungen innerhalb der Grenzen der beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.

Claims

Sendeschaltung mit einer spiralförmigen Sendeleitung (2), mit: – einer ersten Abschirmschicht (3), die eine erste Masseelektrode bildet; – einer zweiten Abschirmschicht (9), die eine zweite Masseelektrode bildet; und – einer spiralförmigen Sendeleitung (2), die der ersten Abschirmschicht (3) und der zweiten Abschirmschicht (4) zugewandt ist und zwischen diesen beiden angeordnet ist; – wobei der spiralförmige Abschnitt der Sendeleitung (2), gesehen von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeschaltung her, an der Innenseite der ersten Abschirmschicht (3) und der zweiten Abschirmschicht (4) angeordnet ist.
Sendeschaltung mit einer spiralförmigen Sendeleitung (2), mit. – einer ersten Abschirmschicht (3), die eine erste Masseelektrode bildet; – einer zweiten Abschirmschicht (4), die eine zweite Masseelektrode bildet; und – einer spiralförmigen Sendeleitung (2), die der ersten Abschirmschicht (3) und der zweiten Abschirmschicht (4) zugewandt ist und zwischen diesen beiden angeordnet ist; – wobei die erste Abschirmschicht (3) und die zweite Abschirmschicht (4), von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeschaltung (1) her gesehen, den spiralförmigen Abschnitt der Sendeleitung (2) in einem größeren Bereich, als er dem spiralförmigen Abschnitt entspricht, bedecken.
Sendeschaltung mit: – einem dielektrischen Substrat (1); – einem im dielektrischen Substrat (1) angeordneten spiralförmigen Sendeleitung (2); – einer ersten Abschirmschicht (3), die eine erste Masseelektrode bildet und der Oberseite der spiralförmigen Sendeleitung (2) zugewandt ist; – einer zweiten Abschirmschicht (4), die eine zweite Masseelektrode bildet und der Unterseite der spiralförmigen Sendeleitung (2) zugewandt ist; – einem ersten Anschlussteil, der am Innenumfang der spiralförmigen Sendeleitung (2) angeordnet ist; – einem zweiten Anschlussteil, der am Außenumfang der spiralförmigen Sendeleitung (2) angeordnet ist; und – einem dritten Anschlussteil und einem vierten Anschlussteil, die auf dem dielektrischen Substrat (1) angeordnet sind; – wobei – der erste Anschlussteil und der dritte Anschlussteil verbunden sind; – der zweite Anschlussteil und der vierte Anschlussteil verbunden sind; und – eine Zuleitung, die eine Verbindung vom dritten Anschlussteil nach außen herstellt, auf dem dielektrischen Substrat (1) angeordnet ist.
Sendeschaltung nach Anspruch 3, bei der eine Zuleitung, die eine Verbindung vom vierten Anschlussteil nach außen herstellt, auf dem dielektrischen Substrat (1) angeordnet ist.
Sendeschaltung nach Anspruch 3, bei der der Spiralabschnitt der Sendeleitung (2) von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeschaltung her gesehen, an der Innenseite der ersten Abschirmschicht (3) und der zweiten Abschirmschicht (4) angeordnet ist.
Sendeschaltung nach Anspruch 3, bei der die erste Abschirmschicht (3) und die zweite Abschirmschicht (4), von der Oberseite oder der Unterseite der Sendeschaltung her gesehen, den Spiralabschnitt der Sendeleitung (2) in einem größeren Bereich, als er dem Spiralabschnitt entspricht, bedecken.
Sendeschaltung mit: – einer ersten spiralförmigen Sendeleitung (8); – einer zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9), die der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) zugewandt ist und an der Unterseite derselben angeordnet ist; – einer ersten Abschirmschicht (7), die eine erste Masseelektrode bildet und der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) zugewandt ist und an der Oberseite derselben angeordnet ist; und – einer zweiten Abschirmschicht (12), die eine zweite Masseelektrode bildet und der zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9) zugewandt ist und an der Unterseite derselben angeordnet ist; – wobei in der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) und der zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9) die Ausrichtungen der Spiralen entgegengesetzt sind.
Sendeschaltung mit: – einer ersten spiralförmigen Sendeleitung (8); – einer zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9), die der ersten spiralförmigen Sendeleitung zugewandt ist und an der Unterseite derselben angeordnet ist; – einer ersten Abschirmschicht (7), die eine erste Masseelektrode bildet und der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) zugewandt ist und an der Oberseite derselben angeordnet ist; und – einer zweiten Abschirmschicht (12), die eine zweite Masseelektrode bildet und der zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9) zugewandt ist und an der Unterseite derselben angeordnet ist; – wobei die Orientierung des in der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) fließenden Stroms und die Orientierung des in der zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9) fließenden elektrischen Stroms nahezu dieselbe Richtung haben.
Sendeschaltung nach Anspruch 7, bei der dann, wenn die Spirale der ersten spiralförmigen Sendeleitung (8) vom Außenumfangsende zum Innenumfangsende in der Gegenuhrzeigerrichtung läuft, die Spirale der zweiten spiralförmigen Sendeleitung (9) vom Außenumfangsende zum Innenumfangsende in der Uhrzeigerrichtung läuft.
Sendeschaltung nach Anspruch 7, bei der – die erste spiralförmige Sendeleitung (8) und die zweite Sendeleitung (9) in verschiedenen Schichten angeordnet sind; und – das Innenumfangsende der ersten spiralförmigen Sendeleitung und das Innenumfangsende der zweiten Sendeleitung verbunden sind.
Sendeschaltung aus einem dielektrischen Mehrschichtsubstrat (1) und einer Sendeleitung (2) mit kreisförmiger Spiralstruktur, bei der: – die Sendeleitung (2) mit kreisförmiger Spiralstruktur innerhalb des dielektrischen Mehrschichtsubstrats (1) angeordnet ist; und – der obere Teil und/oder der untere Teil der Sendeleitung (2) mit Spiralstruktur mit Masse verbunden ist/sind.
Sendeschaltung nach Anspruch 11, die mit einer Sendeleitung (2) mit kreisförmiger Spiralstruktur in einer einzelnen Schicht aufgebaut ist.
Sendeschaltung nach Anspruch 11, bei der – dieselbe mit der Sendeleitung (2) mit kreisförmiger Spiralstruktur in mehreren Schichten aufgebaut ist; und – die Richtungen der in der Sendeleitung (2) fließenden elektrischen Ströme in allen Schichten gleich sind.
Antennenduplexer mit der Sendeschaltung gemäß dem Anspruch 1, die das Senden und Empfangen von Signalen auf mehreren Frequenzen kombinieren kann.
Hochfrequenzsignal-Umschalter mit der Sendeschaltung gemäß dem Anspruch 1.