專利名稱：高頻模塊和使用該模塊的移動(dòng)通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻模塊和包含該高頻模塊的移動(dòng)通信裝置，特別涉及可以被三個(gè)不同的通信系統(tǒng)共享的高頻模塊和包含這種高頻模塊的移動(dòng)通信裝置。
已經(jīng)提出了一種可以工作在多個(gè)頻帶范圍內(nèi)，諸如使用1.8GHZ波段的數(shù)字蜂窩式系統(tǒng)，使用1.9GHZ波段的個(gè)人通信業(yè)務(wù)(PCS)和使用900MHz的全球數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)(GSM)的三波段便攜式電話機(jī)作為移動(dòng)通信裝置。


圖12是一個(gè)通用三波段便攜式電話機(jī)前端部分的方框圖。圖12表示具有彼此不同頻率的第一到第三通信系統(tǒng)被設(shè)置為使用1.8GHZ的DCS、使用1.9GHZ的PCS和使用900MHz的GSM的情況。
該三波段便攜式電話機(jī)的前端部分裝備有一個(gè)天線1、一個(gè)雙工器2、第一到第三高頻開關(guān)3a到3c、第一和第二LC濾波器4a和4b、以及第一到第三SAW濾波器5a到5c。在發(fā)送期間，雙工器2將發(fā)自DCS、PCS以及GSM之一的傳輸信號(hào)耦合到天線1，并在接收期間，把發(fā)白天線1的接收信號(hào)分配到DCS、PCS以及GSM之一。第一高頻開關(guān)3a在DCS和PCS的發(fā)送部分側(cè)與DCS和PCS的接收部分側(cè)之間轉(zhuǎn)換。第二高頻開關(guān)3b在DCS的接收部分Rxd側(cè)和PCS的接收部分Rxp側(cè)之間轉(zhuǎn)換。第三高頻開關(guān)3c在GSM的發(fā)送部分Txg側(cè)和接收部分Rxg側(cè)之間轉(zhuǎn)換。第一LC濾波器4a通過用于DCS和PCS的傳輸信號(hào)并衰減該傳輸信號(hào)的諧波。第二LC濾波器4b通過用于GSM的傳輸信號(hào)并衰減該傳輸信號(hào)的諧波。第一SAW濾波器5a通過用于DCS的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。第二SAW濾波器5b通過用于PCS的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。第三SAW濾波器5c通過用于GSM的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。
首先將描述DCS的波段便攜式電話機(jī)的操作。在發(fā)送期間，第一高頻開關(guān)3a接通發(fā)送部分Txdp側(cè)以便將發(fā)自發(fā)送部分Txdp而且已經(jīng)通過第一LC濾波器4a的一個(gè)傳輸信號(hào)發(fā)送到雙工器2，雙工器2進(jìn)行耦合然后將該信號(hào)從天線1發(fā)出。在接收期間，由天線1接收的接收信號(hào)由雙工器2進(jìn)行分配，從天線1發(fā)出的接收信號(hào)發(fā)送給位于DCS和PCS側(cè)的第一開關(guān)3a，第一高頻開關(guān)3a接通該接收部分側(cè)以便發(fā)送該信號(hào)到第二高頻開關(guān)3b，并且第二高頻開關(guān)3b接通DCS的接收部分Rxd側(cè)以便通過第一SAW濾波器5a發(fā)送該信號(hào)到DCS的接收部分Rxd。對PCS的發(fā)送和接收也執(zhí)行類似的操作。
接下來將描述使用GSM的一種情況。在發(fā)送期間，第三高頻開關(guān)3c接通發(fā)送部分Txg側(cè)以便將發(fā)自發(fā)送部分Txg而且已經(jīng)通過第二LC濾波器4b的一個(gè)傳輸信號(hào)發(fā)送到雙工器2，雙工器2進(jìn)行耦合然后將該信號(hào)從天線1發(fā)出。在接收期間，由天線1接收的接收信號(hào)由雙工器2進(jìn)行分配，從天線1發(fā)出的該接收信號(hào)發(fā)送給第三高頻開關(guān)3c，并且第三高頻開關(guān)3c接通接收部分Rxg側(cè)以便通過第三SAW濾波器5c發(fā)送該信號(hào)到GSM的接收部分Rxg。
由于三波段便攜式電話機(jī)是一個(gè)常規(guī)的移動(dòng)通信裝置，它使用三個(gè)高頻率開關(guān)，所以需要構(gòu)成該高頻開關(guān)的至少六個(gè)二極管。結(jié)果，該三波段便攜式電話機(jī)使用大量的電源，而安裝在該三波段便攜式電話機(jī)的電池組只能使用較短的期間。此外，在許多操作方式下控制每個(gè)二極管的操作，因此需要復(fù)雜的電路。
為了克服如上所述的問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了具有低功耗和小型化電路的一個(gè)高頻模塊和包含這種高頻模塊的移動(dòng)通信裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，高頻模塊包括具有彼此不同頻率的第一到第三通信系統(tǒng)的集成的前端部分，高頻模塊包括雙工器，安排該雙工器在發(fā)送期間將從第一到第三的任何一個(gè)通信系統(tǒng)發(fā)送的傳輸信號(hào)耦合到天線，在接收期間將從天線發(fā)出的接收信號(hào)分配給第一到第三的任何一個(gè)通信系統(tǒng)，安排第一高頻開關(guān)隔離第一和第二通信系統(tǒng)的發(fā)送部分和第一和第二通信系統(tǒng)的接收部分，安排一個(gè)SAW雙工器隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分，以及安排第二高頻開關(guān)隔離第三通信系統(tǒng)的發(fā)送和接收部分。
該高頻模塊進(jìn)一步包括至少一個(gè)第一濾波器，安排來通過發(fā)自第一和第二通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)，第二濾波器，安排來通過發(fā)自第三通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)，和第三濾波器，安排來通過第三通信系統(tǒng)的接收信號(hào)。
在高頻模塊中，SWA雙工器包括一個(gè)SAW濾波器和連接到該SAW濾波器的一個(gè)相位轉(zhuǎn)換部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，高頻模塊包括具有彼此不同頻率的第一到第三通信系統(tǒng)的前端的部分，該前端部分包括一個(gè)雙工器，安排來在發(fā)送期間將發(fā)自第一到第三的任何一個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)耦合到天線，和安排在接收期間將發(fā)白天線的一個(gè)接收信號(hào)分配給第一到第三的任何一個(gè)通信系統(tǒng)，安排第一高頻開關(guān)隔離第一和第二通信系統(tǒng)的發(fā)送部分和第一和第二通信系統(tǒng)的接收部分，安排SAW雙工器隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分，以及安排第二高頻開關(guān)隔離第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分和接收部分，其中雙工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器被集成在包括多個(gè)層壓板層的一個(gè)分層構(gòu)件中。
高頻模塊可以如此配置以致于雙工器的所有元件和第一及第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器的部分元件被內(nèi)置在分層構(gòu)件中，第一和第二高頻開關(guān)與SAW雙工器的其余元件安裝在分層構(gòu)件上。
根據(jù)本發(fā)明各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的高頻模塊，由于提供了雙工器、第一和第二高頻開關(guān)和SAW雙工器，并且SAW雙工器隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分，則減少了高頻開關(guān)的數(shù)目。結(jié)果，減少了使用的二極管數(shù)目，并大大地減低了高頻模塊的功耗。這意味著提供了低功耗的高頻模塊。另外，在信號(hào)接收操作期間不需要電流。
由于構(gòu)成高頻模塊的雙工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器集成到一個(gè)分層構(gòu)件中，該分層構(gòu)件是通過把最好是陶瓷形式的多個(gè)板層進(jìn)行層壓獲得的，則得到每個(gè)部件的匹配特性、衰減特性或者絕緣特性。因此，在雙工器和第一與第二高頻開關(guān)之間或者在第一高頻開關(guān)和SAW雙工器之間不需要匹配電路。因此，該高頻模塊變得比常規(guī)設(shè)備更加小型化。
雙工器最好包括電感和電容。第一和第二高頻開關(guān)最好包括二極管、電感、和電容。SAW雙工器最好包括SAW濾波器和傳輸線。第一和第二LC濾波器最好包括電感和電容。這些元件被內(nèi)置在或者安裝在分層構(gòu)件中并通過排列在該分層構(gòu)件中的引線進(jìn)行連接。因此，該高頻模塊是由單個(gè)分層構(gòu)件構(gòu)成并且非常小型化。另外，大大地降低了由于連接部件的引線造成的損耗，結(jié)果，大大地降低了整個(gè)高頻模塊的損耗。
由于波長減小效應(yīng)減少了內(nèi)置在分層構(gòu)件中的電感和傳輸線的長度，大大地降低了這些電感和傳輸線的插入損耗。因此，提供了一個(gè)小型化和低損耗的高頻模塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，移動(dòng)通信裝置包括根據(jù)上述的優(yōu)選實(shí)施例之一的高頻模塊，該高頻模塊定義第一到第三通信系統(tǒng)的前端部分、第一到第三通信系統(tǒng)的接收部分、和第一到第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的移動(dòng)通信裝置，由于提供了由允許減少功耗的高頻模塊所定義的前端部分，還可以降低該移動(dòng)通信裝置本身的功耗。
根據(jù)本發(fā)明各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的移動(dòng)通信裝置，由于在接收期間使用的高頻模塊能夠降低功耗并且不需要電流，那么具有此高頻模塊的移動(dòng)通信裝置在等待呼叫的時(shí)候可具有低功耗和不需要任何電流。結(jié)果，安裝在移動(dòng)通信裝置上的電池組能夠比在常規(guī)設(shè)備中使用長的多的時(shí)間。
另外，由于使用小型化和低損耗的高頻模塊，那么具有此高頻模塊的移動(dòng)通信裝置可以做得更小并且具有高性能。
從參考以下附圖的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的其他特性、部件、特征和優(yōu)點(diǎn)將變成更加明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的高頻模塊的方框圖。
圖2是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的雙工器的電路圖。
圖3是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第一高頻開關(guān)的電路圖。
圖4是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第二高頻開關(guān)的電路圖。
圖5是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的SAW雙工器的電路圖。
圖6是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第一LC濾波器的電路圖。
圖7是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第二LC濾波器的電路圖。
圖8是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的主要部分的一個(gè)分解透視圖。
圖9(a)到圖9(h)是構(gòu)成圖8所示的該高頻模塊的分層構(gòu)件的第一介質(zhì)層到第八介質(zhì)層的頂視圖。
圖10(a)到圖10(e)是構(gòu)成圖8所示的高頻模塊的分層構(gòu)件的第九介質(zhì)層到第13介質(zhì)層的頂視圖，和圖10(f)是構(gòu)成圖8所示的高頻模塊的分層構(gòu)件的第13介質(zhì)層的底視圖。
圖11是表示使用圖1所示的高頻模塊的移動(dòng)通信裝置的結(jié)構(gòu)部分的方框圖。
圖12是表示一個(gè)通用的三波段便攜式電話機(jī)(移動(dòng)通信裝置)前端部分結(jié)構(gòu)的方框圖。
下面將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)高頻模塊10的方框圖。該高頻模塊10最好包括雙工器11、第一和第二高頻開關(guān)12和13、SAW雙工器14、定義第一和第二濾波器的第一和第二LC濾波器15和16、以及定義第三濾波器的SAW濾波器17，起著第一到第三通信系統(tǒng)的前端部分的功能，所述通信系統(tǒng)最好是DCS(1.8GHz波段)、PCS(1.9GHz波段)和GSM(900MHz波段)。
雙工器11的第一端口P11連接到天線ANT，第二端口P12連接到第一高頻開關(guān)12的第一端口P21，而第三端口P13連接到第二高頻開關(guān)13的第一端口P31。
第一高頻開關(guān)12的第二端口P22連接到第一LC濾波器15的第一端口P51，而第三端口P23連接到SAW雙工器14的第一端口P41。
第一LC濾波器15的第二端口P52連接到由DCS和PCS共享的發(fā)送部分Txdp，而SAW雙工器14的第二和第三端口P42和P43分別連接到DCS的接收部分Rxd口PCS的接收部分Rxp。
第二高頻開關(guān)13的第二端口P32連接到第二LC濾波器16的第一端口P61，而第三端口P33連接到SAW濾波器17的第一端口P71。
第二LC濾波器16的第二端口P62連接到GSM的發(fā)送部分Txg，而SAW濾波器17的第二端口P72連接到GSM的接收部分Rxg。
圖2是構(gòu)成圖1.所示的高頻模塊的雙工器11的電路圖。雙工器11裝備有第一到第三端口P11到P13、電感L11和L12以及電容C11到C15。
電容C11和C12在第一端口P11和第二端口P12之間串聯(lián)連接。它們間的連接點(diǎn)通過電感L11和電容C13接地。
在第一端口P11和第三端口P13之間，連接著包括第一電感L12和第一電容C14的一個(gè)并聯(lián)電路。位于第三端口P13側(cè)并聯(lián)電路的一端通過第一電容C15接地。
換句話說，在DCS(1.8GHZ波段)和PCS(1.9GHz波段)中通過發(fā)送和接收信號(hào)的一個(gè)高通濾波器被定義在第一端口P11和第二端口P12之間。在GSM(900MHz)通過發(fā)送和接收信號(hào)的一個(gè)低通濾波器被定義在第一端口P11和第三端口P13之間。
圖3是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第一高頻開關(guān)12的電路圖。第一高頻開關(guān)12裝備有第一到第三端口P21到P23、控制端子Vc1、二極管D11和D12、電感L21到L23、電容C21和C22以及電阻R1。
在第一端口P21和第二端口P22之間，連接著二極管D11，因此其正極放置在第一端口P21側(cè)。二極管11還并聯(lián)連接到包含電感L21和電容C21的一個(gè)串聯(lián)電路。二極管D11的第二端口P22側(cè)即其負(fù)極通過定義扼流線圈的電感L22接地。
在第一端口P21和第三端口P23之間，連接著電感L23。電感L23的第三端口P23側(cè)通過二極管D12和電容C22接地。二極管D12的正極和電容C22的連接點(diǎn)通過電阻R1連接到控制端子Vc1。
圖4是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第二高頻開關(guān)13的電路圖。第二高頻開關(guān)13裝備有第一到第三端口P31到P33，控制端子Vc2、二極管D21和D22、電感L31和L32、電容C31和電阻R2。
在第一端口P31和第二端口P32之間，連接著二極管D21，其正極放置在第一端口P31側(cè)。二極管D21的第二端口P32側(cè)即其負(fù)極通過定義扼流線圈的電感L31接地。
在第一端口P31和第三端口P33之間連接著電感L32。電感L32的第三端口P33側(cè)通過二極管D22和電容C31接地。二極管D22的正極和電容C31的連接點(diǎn)通過電阻R2連接到控制端子Vc2。
圖5是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的SAW雙工器14的電路圖。SAW雙工器14裝備有第一到第三端口P41到P43、SAW濾波器SAW1和SAW2、電感L41和L42以及電容C41到C44。在第一端口P41和第二端口P42之間，串聯(lián)連接著電容C41、SAW濾波器SAW1、和相位轉(zhuǎn)換單元141。在第一端口P41和第三端口P43之間，串聯(lián)連接著電容C41、SAW濾波器SAW2和相位轉(zhuǎn)換單元142。
該相位轉(zhuǎn)換單元141包含該電感L41和電容C42及C43。電感L41的兩端通過電容C42和CA3連接到地。相位轉(zhuǎn)換單元142包含電感L42和電容C44。電感L42的SAW濾波器SAW2側(cè)通過電容C44連接到地。
在相位轉(zhuǎn)換單元141中，規(guī)定了電感L41的電感和電容C42和C43的電容量，使得SAW濾波器SAW1的輸入阻抗在連接到第二端口P42的DCS的頻帶(1.8 GHz波段)中為開路。以同樣方式，在相位轉(zhuǎn)換單元142中，規(guī)定了電感L42的電感和電容C44的電容量，使得SAW濾波器SAW2的輸入阻抗在接至第三端口P43的PCS的頻帶(1.9GHz波段)中為開路。
圖6是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第一LC濾波器15的電路圖。第一LC濾波器15裝備有第一和第二端口P51和P52、電感L51和L52以及電容C51到C53。
在第一端口P51和第二端口P52之間串聯(lián)連接由電感L51和電容C51定義的并聯(lián)電路以及由電感L52和電容C52定義的并聯(lián)電路，并且這些并聯(lián)電路的連接點(diǎn)經(jīng)電容C53接地。
圖7是構(gòu)成圖1所示的高頻模塊的第二LC濾波器16的電路圖。第二LC濾波器16裝備有第一和第二端口P61和P62、電感L61以及電容C61到C63。
在第一端口P61和第二端口P62之間串聯(lián)連接由電感L61和電容C61定義的并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的兩端通過電容C62和C63接地。
圖8是具有圖1所示的電路結(jié)構(gòu)的高頻模塊10的主要部分的分解透視圖。該高頻模塊10包含一分層構(gòu)件18。分層構(gòu)件18在其內(nèi)部包括(盡管沒有示出)雙工器11的電感L11和L12以及電容C11到C15，第一高頻開關(guān)12的電感L21和L23和電容C22，第二高頻開關(guān)13的電感32和電容C31，SAW雙工器14的電感L41和L42以及電容C42到C44，第一LC濾波器15的電感L51和L52以及電容C51到C53，和第二LC濾波器16的電感L61和電容C61到C63。
最好下列元件安裝在該分層構(gòu)件18的前表面第一高頻開關(guān)12的二極管D11和D12、電感(扼流線圈)L22、電容C21和電阻R1；第二高頻開關(guān)13的二極管D21和D22、電感(扼流線圈)L31和電阻R2；SAW雙工器14的SAW濾波器SAW1和SAW2和SAW雙工器14的電容C41；和該SAW濾波器17。
從分層構(gòu)件18的側(cè)面到下表面，伸出十八個(gè)外部端子Ta到Tr。外部端了Ta到Tr最好由絲網(wǎng)印刷或者另一個(gè)合適的方法形成。外部端子Ta和Tb定義此SAW雙工器14的第二端口P42。外部端子Tc定義第一高頻開關(guān)12的控制端子Vc1。外部端子Td定義第二LC濾波器16的第二端口P62。外部端子Tf定義第一LC濾波器15的第二端口P52。外部端子Tg定義第二高頻開關(guān)13.的控制端子Vc2。外部端子Ti定義雙工器11的第一端口P11。外部端子Tk和Tl定義SAW濾波器17的第二端口P72。外部端子Tn和To定義SAW雙工器14的端口P43。外部端子Te、Th、Tj、Tm、Tp、Tq和Tr定義地端子。
金屬帽20放置于分層構(gòu)件18上，使得覆蓋分層構(gòu)件18的前表面。金屬帽20的突起201和202連接到分層構(gòu)件18的外部端子Th和Tq。
圖9(a)到圖9(h)和圖10(a)到圖10(f)是構(gòu)成圖8所示的高頻模塊的介質(zhì)層的頂視圖，而圖10(g)是圖10(f)所示的介質(zhì)層的底視圖。分層構(gòu)件18最好通過從頂端順序地層壓第一到第十四介質(zhì)層18a到18n形成，介質(zhì)層最好由具有氧化鋇、氧化鋁和作為主要組分的二氧化硅的陶瓷通過在大約10000C以上的烘烤溫度下并且將它倒置烘焙制成。換句話說，第十四介質(zhì)層18n限定此分層構(gòu)件18的頂層，而第一介質(zhì)層18a限定此分層構(gòu)件18的底層。
在第一介質(zhì)層18a的上表面提供了外部端子Ta到Tr。在第二、第四和第十三介質(zhì)層的上表面18b、18d和18m分別提供了地線Gp1到Gp3。在第三到第六的上表面和第十到第十二介質(zhì)層18c到18f和18j到18l，提供了電容電極Cp1到Cp19。
另外，在第七到第九介質(zhì)層18g到18i的上表面提供了帶狀線電極ST1到ST26。在第14介質(zhì)層18n的上表面，提供了接線Li。
此外，在第14介質(zhì)層的下表面(圖10(g)的18nu)上，提供了用于在分層構(gòu)件18的前表面安裝二極管D11、D12、D21和D22、電感L22和L31、電容C22和C41、電阻R1和R2以及SAW濾波器SAW1、SAW2，和17的焊盤La。通孔(Viahole)電極Vh形成在第三到第十四介質(zhì)層18c到18n的預(yù)定位置。
借助于此結(jié)構(gòu)，雙工器11的電感L11(見圖2)包含帶狀線電極ST4、ST13和ST22，而電感L12(見圖2)包含帶狀線電極ST2、ST11和ST21。電容C11(見圖2)最好包含電容電極Cp16、Cp17和Cp19。電容C12(見圖2)最好包含電容電極Cp16、Cp18和Cp19。電容C13(見圖2)最好包含電容電極Cp4和地電極Gp1及Gp2。電容C14(見圖2)最好包含電容電極Cp7、Cp8和Cp12。電容C13(見圖2)最好包含電容電極Cp7和Cp12以及地電極Gp1和Gp2。
第一高頻開關(guān)12的電感L21(見圖3)包括帶狀線電極ST7、ST17和ST25，電感L23(見圖2)包含帶狀線電極ST3和5T12。電容C22(見圖3)包含電容電極Cp5和地電極Gp1和Gp2。
第二高頻開關(guān)13的電感L32(見圖4)包括帶狀線電極ST6和ST15。電容C32(見圖4)包含電容電極Cp6和地電極Gp1和Gp2。
SAW雙工器14的電感L41(見圖5)包含帶狀線電極STS、ST14和ST23，而電感L42(見圖5)包含帶狀線電極ST1、ST10和ST20。電容C42(見圖5)包括電容電極Cp3和地電極Gp1和Gp2，電容C43(見圖5)包括電容電極Cp2和地電極Gp1和Gp2，電容C44(見圖5)包括電容電極Cp1和地電極Gp1和Gp2。
第一LC濾波器15的電感L51(見圖6)包括帶狀線電極ST8、ST18和ST26，電感L52(見圖6)包含帶狀線電極ST9和ST19。電容C51(圖6)包括電容電極Cp11和Cp14，電容C52(見圖6)包括電容電極Cp11和Cp15，以及電容C53(見圖6)包括電容電極Cp11和地電極Gp2。
第二LC濾波器16的電感L61(見圖7)包括帶狀線電極ST16和ST24。電容C61(圖7)包括電容電極Cp10和Cp13，電容C62(見圖7)包括電容電極Cp9和地電極Gp2，以及電容C63(見圖7)包括電容電極Cp10和地電極Gp2。
接下來將描述具有圖1所示的電路結(jié)構(gòu)的高頻模塊10的操作。當(dāng)從DCS(1.8GHz波段)或者從PCS(1.9GHz波段)發(fā)送傳輸信號(hào)時(shí)，在第一高頻開關(guān)12中1V的電壓施加到控制端子Vc1以便在第一高頻開關(guān)12中連接第一端口P21和第二端口P22，通過第一LC濾波器15、第一高頻開關(guān)12和雙工器11從天線ANT發(fā)送發(fā)自DCS或者發(fā)自PCS的傳輸信號(hào)。
在這種情況下，第一LC濾波器15通過發(fā)自DCS或者PCS的傳輸信號(hào)并衰減該傳輸信號(hào)的諧波。在第二高頻開關(guān)13中，0V電壓施加到控制端子Vc2以便禁止第二高頻開關(guān)13。
當(dāng)從GSM(900兆赫波段)發(fā)送傳輸信號(hào)時(shí)，在第二高頻開關(guān)13中1V的電壓施加到控制端子Vc2以便在第二高頻開關(guān)13中連接第一端口P31和第二端口P32，通過第二LC濾波器16、第二高頻開關(guān)13和雙工器11從天線ANT發(fā)送發(fā)自GSM的傳輸信號(hào)。
在這種情況下，第二LC濾波器16通過發(fā)自GSM的傳輸信號(hào)并衰減該傳輸信號(hào)的諧波。在第一高頻開關(guān)12中，0V的電壓施加到控制端子Vc1以便禁止第一高頻開關(guān)12。
當(dāng)接收用于DCS的接收信號(hào)時(shí)，0V的電壓施加到第一高頻開關(guān)12的控制端子Vc1以便在第一高頻開關(guān)12中連接第一端口P21和第三端口P23，并且DCS接收信號(hào)發(fā)送給SAW雙工器14中的第二端口P42側(cè)，使得由天線ANT接收的DCS接收信號(hào)通過雙工器11、第一高頻開關(guān)12和SAW雙工器14發(fā)送給DCS的部分Rxd。
在這種情況下，SAW雙工器14通過DCS的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。在第二高頻開關(guān)13中，0V的電壓施加到控制端子Vc2以便禁止第二高頻開關(guān)13。
當(dāng)接收用于PCS的接收信號(hào)時(shí)，0V的電壓施加到第一高頻開關(guān)12的控制端子Vc1以便在第一高頻開關(guān)12中連接第一端口P21和第三端口P23，并且PCS接收信號(hào)發(fā)送給SAW雙工器14中的第三端口P43側(cè)，使得由天線ANT接收的PCS接收信號(hào)通過雙工器11，第一高頻開關(guān)12和SAW雙工器14發(fā)送給PCS的接收部分Rxp。
在這種青況下，SAW雙工器14通過PCS的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。在第二高頻開關(guān)13中，0V的電壓施加到控制端子Vc2以便禁止第二高頻開關(guān)13。
當(dāng)接收用于GSM的接收信號(hào)時(shí)，0V的電壓施加到在第二高頻開關(guān)13中的控制端子Vc2中以便在第二高頻開關(guān)13中連接第一端口P31和第三端口P33，以便通過雙工器11、第二高頻開關(guān)13和SAW濾波器17發(fā)送由天線ANT接收的GSM接收信號(hào)到GSM的接收部分Rxg。
在這種情況下，SAW濾波器17通過GSM的接收信號(hào)并衰減該接收信號(hào)的諧波。在第一高頻開關(guān)12中，0v的電壓施加到控制端子Vc1以便禁止第一高頻開關(guān)12。
根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例的高頻模塊，由于提供了雙工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器，并且SAW雙工器隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分，則減少了高頻開關(guān)的數(shù)目。結(jié)果，減少了使用的二極管數(shù)目，并大大地減低了高頻模塊的功耗。另外，在信號(hào)接收操作期間不需要電流。
由于構(gòu)成高頻模塊的雙工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器集成到一個(gè)分層構(gòu)件中，該分層構(gòu)件是通過把多個(gè)陶瓷形成的板層進(jìn)行層壓而獲得，則得到每個(gè)部件的匹配特性、衰減特性或者絕緣特性。因此，在雙工器和第一與第二高頻開關(guān)之間或者在第一高頻開關(guān)和SAW雙工器之間不需要匹配電路。因此、此高頻模塊非常的小型化。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的例子中，產(chǎn)生的分層構(gòu)件的尺寸大約為7.0mm×5.0mm×1.8mm，并且分層構(gòu)件包括雙工器、第一和第二高頻開關(guān)、SAW雙工器、第一和第二LC濾波器以及SAW濾波器。
雙工器最好包括電感和電容。第一和第二高頻開關(guān)最好包括二極管、電感、和電容。SAW雙工器最好包括SAW濾波器和傳輸線。第一和第二LC濾波器最好包括電感和電容。所有這些元件被最好內(nèi)置在或者安裝在分層構(gòu)件中并最好通過位于該分層構(gòu)件內(nèi)的連接線進(jìn)行連接。因此，該高頻模塊是由單個(gè)分層構(gòu)件定義并且非常小型化。另外，大大地降低了由連接部件的引線造成的損耗，結(jié)果，大大地降低了整個(gè)高頻模塊的損耗。
由于波長減小效應(yīng)減少了內(nèi)置在分層構(gòu)件中的電感和傳輸線的長度，大大地降低了這些電感和傳輸線的插入損耗。因此，能夠生產(chǎn)小型化和低損耗的高頻模塊，并且還可以生產(chǎn)在其上安裝該高頻模塊的小型化和高性能的移動(dòng)通信裝置。
圖11是表示一個(gè)三波段便攜式電話機(jī)結(jié)構(gòu)部分的方框圖，它是一移動(dòng)通信裝置。在此電話機(jī)中，最好把使用1.8GHz波段的DCS、使用1.9GHz波段的PCS和使用900MHZ波段的GSM組合在一起。
三波段便攜式電話機(jī)30裝備有高頻模塊10(見圖1)，其中集成了DCS、PCS和GSM的天線ANT和前端部分，由DCS和PCS共享的發(fā)送部分Txdp，PCS的接收部分，DCS接收部分Rxd，GSM的發(fā)送部分Txg和GSM的接收部分Rxg。
高頻模塊10的端口P11連接到天線ANT，端口P43、P42、P52、P62和P72分別連接到PCS的接收部分Rxp、DCS的接收部分Pxd、DCS和PCS所共用的發(fā)送部分Txdp、GSM的發(fā)送部分Txg和GSM的接收部分Rxg。
根據(jù)上述的三波段便攜式電話機(jī)，由于在接收期間高頻模塊大大地降低了功耗并且不需要電流，具有此高頻模塊的移動(dòng)通信裝置在等待呼叫的時(shí)候可具有低功耗和不使用任何電流。結(jié)果，安裝在移動(dòng)通信裝置上的電池組能夠使用長的多的時(shí)間。
另外，由于使用小型化和低損耗的高頻模塊，具有此高頻模塊的移動(dòng)通信裝置可以非常小型化并且提供了優(yōu)良的性能。
在上述的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的高頻模塊中，在該分層構(gòu)件內(nèi)部最好包括雙工器的所有元件和第一及第二高頻開關(guān)和SAW雙工器的元件部分，而把第一和第二高頻開關(guān)和SAW雙工器的其余元件安裝在分層構(gòu)件上?？梢允褂脤㈦p工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器的所有元件安裝在相同的印刷電路板上的結(jié)構(gòu)。替換地，可以使用把雙工器的所有元件、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器的元件部分內(nèi)置在分層構(gòu)件中，而把第一和第二高頻開關(guān)與SAW雙工器的其余元件安裝在相同的印制電路板上的一種結(jié)構(gòu)。
在上述情況中，SAW雙工器的相位轉(zhuǎn)換單元最好由通過組合電感和電容獲得的集總常數(shù)元件來定義。即使相位轉(zhuǎn)換單元是由分布常數(shù)元件諸如帶狀線定義，也能獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。
在上述情況中，SAW濾波器是安裝在該分層構(gòu)件的前表面。SAW濾波器可以安裝在分層構(gòu)件下表面或者每個(gè)表面形成的一個(gè)空腔中。
在上述情況中，該SAW濾波器是裸芯片元件但是也可能是以封裝排列。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)懂得，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行前述的和其它的變化而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)高頻模塊，包含具有彼此不同頻率的第一、和第三通信系統(tǒng)的前端部分，第一、第二和第三通信系統(tǒng)的前端部分集成在一起并包括一個(gè)雙工器，安排在發(fā)送期間將發(fā)自第一、第二和第三的任一個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)耦合到天線，并安排在接收期間將發(fā)自天線的接收信號(hào)分配到第一到第三的任一個(gè)通信系統(tǒng)中。第一高頻開關(guān)，安排來隔離第一和第二通信系統(tǒng)的發(fā)送部分以及第一和第二通信系統(tǒng)的接收部分；一個(gè)SAW雙工器，安排來隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分；和第二高頻開關(guān)，安排來隔離該第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分和接收部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，進(jìn)一步包含至少一個(gè)第一濾波器，安排來通過發(fā)自第一和第二通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)；第二濾波器，安排來通過發(fā)自第三通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)；和第三濾波器，安排來通過第三通信系統(tǒng)的接收信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，其中SAW雙工器包括一個(gè)SAW濾波器和連接到該SAW濾波器的一個(gè)相位轉(zhuǎn)換部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，其中第一通信系統(tǒng)是使用1.8GHz波段的DCS，第二通信系統(tǒng)是使用1.9GHz波段的PCS和使用900MHZ波段的GSM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，進(jìn)一步包含包括多個(gè)層壓板的一個(gè)層壓體，其中雙工器、第一和第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器排列在該層壓體內(nèi)或者之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻模塊，其中該雙工器整個(gè)排列在層壓體內(nèi)，并且第一和第二高頻開關(guān)和SAW雙工器每個(gè)都部分地排列在該層壓體之內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，其中該雙工器包括電感和電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，其中每個(gè)第一和第二高頻開關(guān)包括二極管、電感和電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，其中SAW雙工器包括SAW濾波器和傳輸線。
10.一個(gè)高頻模塊，包含具有彼此不同頻率的第一、第二和第三通信系統(tǒng)的前端部分，該前端部分包括一個(gè)雙工器，安排在發(fā)送期間將發(fā)自第一、第二和第三的任一個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)耦合到天線，并安排在接收期間將發(fā)白天線的接收信號(hào)分配給第一、第二和第三的任一個(gè)通信系統(tǒng)；第一高頻開關(guān)，安排來隔離第一和第二通信系統(tǒng)的發(fā)送部分以及第一和第二通信系統(tǒng)的接收部分；一個(gè)SAW雙工器，安排來隔離第一通信系統(tǒng)的接收部分和第二通信系統(tǒng)的接收部分；和第二高頻開關(guān)，安排來隔離該第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分和接收部分；其中雙工器、第一和第二高頻開關(guān)和SAW雙工器集成在一起以便定義包括多個(gè)層壓板層的一個(gè)分層構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中雙工器的所有元件和第一與第二高頻開關(guān)以及SAW雙工器一些元件安排在分層構(gòu)件之內(nèi)，而第一和第二高頻開關(guān)和SAW雙工器的其余元件安裝在分層構(gòu)件上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，進(jìn)一步包含至少一個(gè)第一濾波器，安排來通過發(fā)自第一和第二通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)；一個(gè)第二濾波器，安排來通過發(fā)自第三通信系統(tǒng)的傳輸信號(hào)；和第三濾波器，安排來通過第三通信系統(tǒng)的接收信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中SAW雙工器包括一個(gè)SAW濾波器和連接到該SAW濾波器的一個(gè)相位轉(zhuǎn)換部件。
14.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中第一通信系統(tǒng)是使用1.8GHz波段的DCS，第二通信系統(tǒng)是使用1.9GHz波段的PCS和使用900MHZ波段的GSM。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中雙工器包括電感和電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中每個(gè)第一和第二高頻開關(guān)都包括二極管、電感和電容。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，其中該SAW雙工器包括SAW濾波器和傳輸線。
18.一個(gè)移動(dòng)通信裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻模塊，安排來定義第一到第三通信系統(tǒng)的前端部分；用于第一到第三通信系統(tǒng)的接收部分；和用于第一到第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分。
19.一個(gè)移動(dòng)通信裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求10所述的高頻模塊，安排來定義第一到第三通信系統(tǒng)的前端部分；用于第一到第三通信系統(tǒng)的接收部分；和用于第一到第三通信系統(tǒng)的發(fā)送部分。
全文摘要
一個(gè)高頻模塊包括雙工器、第一和第二高頻開關(guān)、SAW雙工器、起著第一和第二濾波器功能的第一和第二LC濾波器和起著濾波器功能的SAW濾波器。該模塊定義一個(gè)單元,該單元集成了第一到第三通信系統(tǒng)的前端部分,數(shù)字蜂窩式系統(tǒng)(1.8GHz波段)、個(gè)人通信業(yè)務(wù)(1.9GHz波段)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(900MHz波段)。
文檔編號(hào)H04B1/50GK1336731SQ01125969
公開日2002年2月20日 申請日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月27日
發(fā)明者降谷孝治, 中島規(guī)巨, 原田哲郎, 高田芳樹, 落井紀(jì)宏 申請人:株式會(huì)社村田制作所