專利名稱：雙工器、通信模塊以及通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于便攜式電話終端、PHS(Personal Handy-phoneSystem，個(gè)人手持式電話系統(tǒng))終端、無線LAN系統(tǒng)等移動(dòng)通信(高頻無線通信)中的雙工器。另外，涉及具備這種雙工器的通信模塊以及具備通信模塊的通信裝置。
背景技術(shù)：
通過組合多個(gè)使用了壓電材料并利用表面聲波(SAW :SurfaccAcoustic Wave)或體聲波(BAW :Bulk Acoustic Wave)的共振器， 一種具有僅使特定頻帶的電信號(hào)通過的高頻通信用的濾波元件被開發(fā)并已得到了實(shí)際應(yīng)用。另外，近年來，以壓電基板與其上所形成的介質(zhì)間的邊界為中心傳播的邊界波濾波器正被開發(fā)。利用了 SAW或BAW的濾波器部件，與其他的電介質(zhì)濾波器或陶瓷濾波器相比外形尺寸小，并且具有陡峭的滾降特性(roll-offcharacteristic)，因此適于需要窄的帶寬比(bandwidth ratio)的便攜式電話等移動(dòng)通信部件。 作為SAW、BAW濾波器的應(yīng)用部件有雙工器。雙工器被用于具有接收發(fā)送功能并且接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)具有不同頻率的無線裝置。作為使用了這種SAW濾波器或BAW濾波器的濾波器結(jié)構(gòu)，具有將濾波器通過串聯(lián)_并聯(lián)連接成梯形形狀的梯形濾波器。梯形濾波器損耗低并具有優(yōu)異的功率持久性，被廣泛用于雙工器。專利文獻(xiàn)1中公開了通過將與SAW濾波器等具有相同功能的FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator,薄膜體聲波諧振器)連接成梯結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的雙工器。 專利文獻(xiàn)1 :日本專利文獻(xiàn)特開2001-24476號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
至今為止，雙工器的輸入輸出端子在幾乎所有的事例中限于單端(single-ended)(參照專利文獻(xiàn)l)。但是，今后的射頻架構(gòu)(RFarchitecture)的趨勢(shì)是連接在接收濾波器的后級(jí)的LNA(Low NoiseAmplifier，低噪聲放大器)傾向于與平衡輸入相適應(yīng)，隨之便出現(xiàn)了使得與LNA的輸入端子連接的雙工器的接收濾波器的輸出端子與平衡輸出相適應(yīng)的需求。 本發(fā)明的目的在于提供可連接在平衡輸入型LNA上的雙工器。此外，另一目的在于提供一種具有這種雙工器的通信模塊。另外又一 目的在于提供具有這種通信模塊的通信裝置。 本發(fā)明的雙工器包括單天線端口 ；接收濾波器，該接收濾波器僅使輸入到所述天線端口的信號(hào)中的接收頻帶的信號(hào)通過；以及發(fā)送濾波器，該發(fā)送濾波器僅使從外部輸入的信號(hào)中的發(fā)送頻帶的信號(hào)通過并輸出至所述天線端口 ；其中，所述雙工器包括第一變換電路，該第一變換電路包括與所述天線端口連接的單輸入端子、以及平衡輸出端子，所述接收濾波器包括與所述第一變換電路的輸出端子連接的平衡輸入端子以及用于輸出經(jīng)濾波處理的接收信號(hào)的平衡輸出端子。
根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得具有可與平衡輸入型LNA連接的接收濾波器的雙工器。并且能夠獲得具有這種雙工器的通信模塊、以及具有這種通信模塊的通信裝置。


圖1是示出實(shí)施方式1的雙工器的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖2是示出DMS型濾波器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖3是示出DMS型濾波器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖4是示出梯形濾波器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖5A是示出由實(shí)施方式2的雙工器產(chǎn)生的接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)的頻率特性的特性圖； 圖5B是將圖5A中的Z部分放大了的特性圖； 圖6是示出實(shí)施方式2的雙工器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖7A是示出實(shí)施方式2的雙工器的安裝圖的模式圖； 圖7B是示出實(shí)施方式2的接收濾波器的安裝圖的模式圖； 圖7C是示出實(shí)施方式2的發(fā)送濾波器的安裝圖的模式圖； 圖8A 圖8H是示出變換電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖； 圖9A 圖9C是示出相位匹配電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖； 圖10A是示出天線級(jí)電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖； 圖10B是示出天線級(jí)電路的安裝圖的模式圖； 圖10C是圖10B中的Y-Y部分的剖面圖； 圖11A是示出天線級(jí)電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖； 圖11B是示出天線級(jí)電路的安裝圖的模式圖； 圖12是示出實(shí)施方式2的雙工器的另一結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖13是示出格形濾波器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖14是示出格形濾波器和梯形濾波器相連接的濾波器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖15是示出實(shí)施方式2的雙工器的另一結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖16是示出實(shí)施方式3的通信模塊的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖17是示出實(shí)施方式4的通信裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 標(biāo)號(hào)說明 2天線級(jí)電路 21相位匹配電路 22變換電路 3接收濾波器 4發(fā)送濾波器
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的雙工器包括單天線端口 ；接收濾波器，該接收濾波器僅使輸入到所述天線端口的信號(hào)中的接收頻帶的信號(hào)通過；以及發(fā)送濾波器，該發(fā)送濾波器僅使從外部輸入的信號(hào)中的發(fā)送頻帶的信號(hào)通過并輸出至所述天線端口 ，其中，所述雙工器包括第一變
5換電路，該第一變換電路包括與所述天線端口連接的單輸入端子、以及平衡輸出端子，所述接收濾波器包括與所述第一變換電路的輸出端子連接的平衡輸入端子以及用于輸出經(jīng)濾波處理后的接收信號(hào)的平衡輸出端子。如此，由于構(gòu)成為將輸入到天線端口的單信號(hào)變換成平衡信號(hào)并從接收濾波器的平衡輸出端子輸出的結(jié)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可與平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。 另外，本發(fā)明的雙工器能夠在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上采用以下各種方式。 即，在本發(fā)明的雙工器中，還可以包括相位匹配電路，該相位匹配電路執(zhí)行所述接
收濾波器和所述發(fā)送濾波器的相位匹配。通過如此構(gòu)成，能夠防止從發(fā)送濾波器輸出的發(fā)
送信號(hào)流入接收濾波器側(cè)。 另外，所述第一變換電路可具有執(zhí)行所述接收濾波器和所述發(fā)送濾波器的相位匹配的功能。通過如此構(gòu)成，能夠防止從發(fā)送濾波器輸出的發(fā)送信號(hào)流入接收濾波器側(cè)。
另外，所述接收濾波器可由雙模式表面聲波濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在接收濾波器的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。 另外，所述接收濾波器的至少一部分可由平衡梯形濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在接收濾波器的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。另外能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的接收濾波器。 另外，所述接收濾波器可由兩個(gè)單端梯形濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在接收濾波器的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的接收濾波器。 另外，所述接收濾波器的至少一部分可由平衡格形濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在接收濾波器的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的接收濾波器。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)截止特性緩慢變化的接收濾波器。 另外，所述發(fā)送濾波器可由單端濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)電路規(guī)模小的發(fā)送濾波器。 另外，所述發(fā)送濾波器可由平衡濾波器構(gòu)成，并且所述雙工器還包括第二變換電
路，該第二變換電路包括與所述發(fā)送濾波器連接的平衡輸入端子以及與所述天線端口連接
的單輸出端子，并且將輸入到所述平衡輸入端子的平衡信號(hào)變換成單信號(hào)。通過如此構(gòu)成，
能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在發(fā)送濾波器的前級(jí)的平衡輸出型功率放大器連接的結(jié)構(gòu)。 另外，所述發(fā)送濾波器可由梯形濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在
發(fā)送濾波器的前級(jí)的平衡輸出型功率放大器連接的結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并具有優(yōu)
異的功率持久性的發(fā)送濾波器。 另外，所述發(fā)送濾波器可由雙模式表面聲波濾波器構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在發(fā)送濾波器的前級(jí)的平衡輸出型功率放大器連接的結(jié)構(gòu)。 另外，所述第一變換電路和所述相位匹配電路可形成在同一基板上。通過如此構(gòu)成，能夠同時(shí)制造第一變換電路和相位匹配電路，因此制造變得容易，并且能夠降低制造成本。另外可實(shí)現(xiàn)具備電路的芯片的小型化。 另外，所述第一變換電路和所述相位匹配電路可由集總常數(shù)元件構(gòu)成。通過如此構(gòu)成，能夠以低成本容易地實(shí)現(xiàn)電路。
另外，所述第一變換電路和所述相位匹配電路的一部分或全部可形成在發(fā)送濾波器元件或接收濾波器元件的基板上。通過如此構(gòu)成，能夠同時(shí)制造第一變換電路和相位匹配電路的一部分或全部，因此制造變得容易，并且能夠降低制造成本。另外能夠?qū)崿F(xiàn)具備電路的芯片的小型化。 另外，所述接收濾波器或所述發(fā)送濾波器可具有多個(gè)濾波器元件，并且所述濾波器元件可由表面聲波濾波器、邊界波濾波器、壓電薄膜諧振器濾波器中的任一種構(gòu)成。通過用表面聲波濾波器構(gòu)成接收濾波器或發(fā)送濾波器，能夠?qū)崿F(xiàn)接收濾波器或發(fā)送濾波器的小型化。另外，表面聲波濾波器具有陡峭的滾降特性，因此適于需要窄的帶寬比的便攜式電話終端等移動(dòng)通信部件。另外，通過用邊界波濾波器構(gòu)成接收濾波器或發(fā)送濾波器，能夠?qū)崿F(xiàn)接收濾波器或發(fā)送濾波器的小型化，并且不需要?dú)饷芊庋b。另外，通過用壓電薄膜諧振器濾波器構(gòu)成接收濾波器或發(fā)送濾波器，能夠使用半導(dǎo)體技術(shù)容易地制造濾波器。
(實(shí)施方式1) 圖1示出了實(shí)施方式1的雙工器的結(jié)構(gòu)。雙工器包括天線1、天線級(jí)電路2、接收濾波器3、以及發(fā)送濾波器4。 天線級(jí)電路2經(jīng)由單端的天線端子ANT連接在天線1上。另外，天線級(jí)電路2包括相位匹配電路21和變換電路22 (第一變換電路)。相位匹配電路21是用于調(diào)節(jié)接收濾波器3的阻抗相位以防止從發(fā)送濾波器4輸出的發(fā)送信號(hào)流入接收濾波器3側(cè)的元件。變換電路22是被連接在天線端子ANT或相位匹配電路21 (在本實(shí)施方式中為相位匹配電路21)和接收濾波器3之間并用于將從相位匹配電路21輸出的單信號(hào)(接收信號(hào))變換成平衡信號(hào)輸出的元件。因此，變換電路22的輸入端子由作為單系統(tǒng)的單端子構(gòu)成，輸出端子由作為雙系統(tǒng)的平衡端子構(gòu)成。 接收濾波器3由僅使被輸入的接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶通過的帶通濾波器構(gòu)成。另外，在接收濾波器中，輸入端子和輸出端子都由平衡端子構(gòu)成。另外，如圖2所示，接收濾波器3由匿S (Double Mode SAW，雙模式表面聲波)濾波器構(gòu)成。匿S濾波器通過連接第一SAW濾波器111和第二 SAW濾波器112而構(gòu)成。端子101a連接在變換電路22的一個(gè)輸出端子上，端子101b連接在變換電路22的另一個(gè)輸出端子上，端子102a連接在接收端子Rxl上，端子102b連接在接收端子Rx2上。 發(fā)送濾波器4由僅使被輸入的接收信號(hào)中的預(yù)定頻帶通過的帶通濾波器構(gòu)成。如圖所示，發(fā)送濾波器4的具體結(jié)構(gòu)由單端梯形濾波器構(gòu)成，其中多個(gè)SAW濾波器41 45被連接成梯形結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施方式的發(fā)送濾波器4由單端濾波器構(gòu)成，因此能夠以小的電路規(guī)模實(shí)現(xiàn)。SAW濾波器41、42、43相互串聯(lián)連接，并連接在相位匹配電路21和發(fā)送端子Tx上。SAW濾波器44連接在SAW濾波器41和42的節(jié)點(diǎn)上。SAW濾波器45連接在SAW濾波器42和43的節(jié)點(diǎn)上。 在本實(shí)施方式中，接收濾波器3和發(fā)送濾波器4被構(gòu)成為使得發(fā)送濾波器4的高頻阻帶與接收濾波器3的通帶重疊并且接收濾波器3的低頻阻帶與接收4的通帶重疊。
下面，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。 首先，對(duì)接收動(dòng)作進(jìn)行說明。從天線輸入的接收信號(hào)(單信號(hào))經(jīng)由相位匹配電路21被輸入給變換電路22。變換電路22將輸入的單信號(hào)變換成平衡信號(hào)并輸出該平衡信號(hào)。
從變換電路22輸出的信號(hào)被輸入給接收濾波器3。接收濾波器3通過使輸入的接收信號(hào)經(jīng)過圖2所示的第一 SAW濾波器111和第二 SAW濾波器112來僅使被限制到預(yù)定頻帶上的接收信號(hào)通過。此時(shí)，從接收濾波器3輸出的平衡信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)的相位超前90° ，另一個(gè)信號(hào)的相位滯后90。。從接收濾波器3輸出的接收信號(hào)從接收端子Rxl以及Rx2被輸出，并被輸入到與平衡輸入相適應(yīng)的LNA(圖中沒有示出)中。
接下來，對(duì)發(fā)送動(dòng)作進(jìn)行說明。從配置在發(fā)送系統(tǒng)中的單輸出的功率放大器(圖中沒有示出)輸出的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由發(fā)送端子Tx被輸入給發(fā)送濾波器4。發(fā)送濾波器4通過使被輸入的發(fā)送信號(hào)經(jīng)過SAW濾波器41 45來輸出被限制到預(yù)定頻帶上的發(fā)送信號(hào)。從發(fā)送濾波器4輸出的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由相位匹配電路21被輸出給天線1。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過包括將經(jīng)由單端的天線端子ANT輸入的單信號(hào)變換成平衡信號(hào)的變換電路22以及具有平衡輸入端子和平衡輸出端子的接收濾波器3，能夠?qū)崿F(xiàn)可與連接在接收濾波器3的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的雙工器。
在本實(shí)施方式中，如圖2所示，接收濾波器3被構(gòu)成為具有兩個(gè)SAW濾波器111以及112的結(jié)構(gòu)，但也可以如圖3所示構(gòu)成為具有四個(gè)SAW濾波器113 116的結(jié)構(gòu)。具有圖3所示結(jié)構(gòu)的DMS濾波器與圖2所示的DMS濾波器相比，特性上沒有太大差別。(實(shí)施方式2) 實(shí)施方式2的特征在于，接收濾波器3由具有平衡輸入端子和平衡輸出端子的梯形濾波器(以下，稱為平衡梯形濾波器)構(gòu)成。 如圖4所示，平衡梯形濾波器具有被連接成梯形結(jié)構(gòu)的多個(gè)SAW濾波器31 38。SAW濾波器31、32、33相互串聯(lián)連接，并連接在變換電路22的一個(gè)輸出端子以及接收端子Rx 1上。并且，SAW濾波器36、 37 、 38相互串聯(lián)連接，并連接在變換電路22的另一個(gè)輸出端子以及接收端子Rx2。另外，SAW濾波器34連接在SAW濾波器31和32的節(jié)點(diǎn)以及SAW濾波器36和37的節(jié)點(diǎn)之間。另夕卜，SAW濾波器35連接在SAW濾波器32和33的節(jié)點(diǎn)以及SAW濾波器37和38的節(jié)點(diǎn)之間。 圖5A示出了 PCS (Personal Communication System,個(gè)人通信系統(tǒng))中的雙工器的特性(仿真)，圖5B是圖5A中的Z部分(通帶)的放大圖。在圖5A和圖5B中，用實(shí)線示出的特性A表示如本實(shí)施方式那樣接收濾波器和發(fā)送濾波器采用了梯形濾波器的雙工器的接收和發(fā)送的濾波器特性。用虛線示出的特性B表示發(fā)送濾波器采用了梯形濾波器并且接收濾波器采用了單端DMS濾波器的雙工器的接收和發(fā)送的濾波器特性。如圖5B所示，在發(fā)送頻帶，特性A和特性B之間沒有太大差別，但在接收頻帶，特性A的損失低于特性B的損失。即，通過將接收濾波器3構(gòu)成為梯形濾波器，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失的雙工器。
圖6示出了包括由平衡梯形濾波器構(gòu)成的接收濾波器的雙工器的具體電路結(jié)構(gòu)。在圖6中，對(duì)于與圖1所示結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)部件標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略詳細(xì)說明。天線級(jí)電路2由LC并聯(lián)電路構(gòu)成并配置在天線端子ANT和接收濾波器3之間。另外，天線級(jí)電路2具備將單信號(hào)變換成平衡信號(hào)的變換電路的功能，并且還具備執(zhí)行發(fā)送濾波器和接收濾波器之間的相位匹配的功能。 接收濾波器3由平衡梯形濾波器構(gòu)成。另外，在接收濾波器3中，SAW濾波器31j以及31k連接在SAW濾波器31b和31c的節(jié)點(diǎn)以及SAW濾波器31f和31g的節(jié)點(diǎn)上。另夕卜，SAW濾波器31i與天線級(jí)電路2和SAW濾波器31a的節(jié)點(diǎn)以及天線級(jí)電路2和SAW濾波器31e的節(jié)點(diǎn)連接。另外，SAW濾波器31m與SAW濾波器31d和接收端子Rxl的節(jié)點(diǎn)以及SAW
濾波器31h和接收端子Rx2的節(jié)點(diǎn)連接。通過如此構(gòu)成，能夠增大如SAW濾波器31a和31b
等這樣串聯(lián)連接的SAW濾波器的容量，能夠降低單位面積的消耗電力。 發(fā)送濾波器4由平衡梯形濾波器構(gòu)成。另外，在發(fā)送濾波器4中，SAW濾波器41e
連接在SAW濾波器41a和41b的節(jié)點(diǎn)上，SAW濾波器41f連接在SAW濾波器41c和41d的
節(jié)點(diǎn)上。通過如此構(gòu)成，能夠增大如SAW濾波器41b和41c等這樣串聯(lián)連接的SAW濾波器
的容量，能夠降低單位面積的消耗電力。 圖7A示出了圖6所示的雙工器的安裝圖。在雙工器中，具有接收濾波器3的接收 濾波器芯片102、具有發(fā)送濾波器4的發(fā)送濾波器芯片103、以及具有包含在天線級(jí)電路2 中的電感器L1和L2(參照?qǐng)D6)的電感器芯片104和105分別安裝在基板101上。雖然圖 中沒有示出，但安裝在101上的各芯片彼此電連接。 圖7B示出了接收濾波器芯片102內(nèi)的濾波器基板的結(jié)構(gòu)。在圖7B所示的圖案 (pattern)中，對(duì)于與圖6中的各元件相同的元件標(biāo)注相同的編號(hào)。如圖7B所示，SAW濾波 器31a 31m、電容器Cl、C2以及連接用凸塊(bump) 31n形成在濾波器基板上，并彼此通過 電極圖案電連接。另外，構(gòu)成天線級(jí)電路2的電容器Cl和C2形成在形成有濾波器的基板 上。另外，SAW濾波器31a 31m分別由與電極圖案連接的IDT(InterdigitalTransducer : 叉指換能器)以及配置在IDT的兩側(cè)的反射器構(gòu)成。在圖7B所示的結(jié)構(gòu)中，也可以在濾波 器基板上還形成電感器Ll和L2。 圖7C示出了發(fā)送濾波器芯片103內(nèi)的濾波器基板的結(jié)構(gòu)。圖7C所示的圖案中， 對(duì)于與圖6中的各元件相同的元件標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。如圖7C所示，SAW濾波器41a 41f、 連接用凸塊41g和41h、以及接地用凸塊GND通過電極圖案彼此電連接。另夕卜，SAW濾波器 41a 41f分別由連接在電極圖案上的IDT以及配置在IDT的兩側(cè)的反射器構(gòu)成。
接下來，對(duì)包含在雙工器中的各電路的具體示例進(jìn)行說明。 圖8A 圖8H示出了變換電路22的結(jié)構(gòu)例，其中示出了由集總常數(shù)元件(lumped constant element)形成的示例。輸入端子51(單輸入)是連接在相位匹配電路21上的端 子，來自天線1的接收信號(hào)輸入到該端子上。輸出端子52a和52b (平衡輸出)連接在接收 濾波器3上。圖8A和圖8B示出了將兩個(gè)電感器設(shè)置成變壓器結(jié)構(gòu)、并將輸入到輸入端子 51的接收信號(hào)(單信號(hào))變換成平衡信號(hào)并從輸出端子52a和52b輸出的結(jié)構(gòu)。另外，圖 8C 圖8H示出了設(shè)置成多個(gè)電感器和多個(gè)電容器的組合結(jié)構(gòu)、將輸入到輸入端子51的接 收信號(hào)(單信號(hào))變換成平衡信號(hào)并從輸出端子52a和52b輸出的結(jié)構(gòu)。圖中所示的變換 電路在特性上沒有太大差別。 圖9A 圖9C示出了相位匹配電路21的結(jié)構(gòu)例，其中示出了由集總常數(shù)元件形成 的例子。端子61與天線端子ANT連接。端子62與變換電路22連接。端子63與發(fā)送濾波 器4連接。圖9A示出了在端子61側(cè)并聯(lián)連接電感器的結(jié)構(gòu)。圖9B和圖9C示出了在端子 62側(cè)連接電感器和電容器的結(jié)構(gòu)。圖中示出的各相位匹配電路需要依據(jù)接收濾波器和發(fā)送 濾波器的阻抗特性來選擇最適合的電路。 圖10A示出了天線級(jí)電路2的第一實(shí)施例。圖IOB示出了圖IOA所示的天線級(jí) 電路2的安裝圖案的一個(gè)示例。圖10C是圖10B中的Y-Y部分的剖面。在圖10A 圖10C 中，對(duì)于互相相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。如圖10B所示，天線級(jí)電路2在基板71上具有端子72a、接收端子73(Rxl)、接收端子74(Rx2)、接地端子79、串聯(lián)電容器C71、并聯(lián)電容器 C72、并聯(lián)電感器L71、以及串聯(lián)電感器L72。單端子72a、平衡端子73和74、接地端子75分 別由觸點(diǎn)(pad)構(gòu)成。端子72a不僅用作與天線連接的天線端子72(圖IOA)，還用作與發(fā) 送濾波器連接的發(fā)送端子75(圖IOA)。如圖10C所示，串聯(lián)電容器C71通過在上部電極76 和下部電極77之間夾持電介質(zhì)膜78而構(gòu)成。雖然省略圖示，但并聯(lián)電容器C72也具有同 樣的結(jié)構(gòu)。并聯(lián)電感器L71和串聯(lián)電感器L72由螺旋線圈構(gòu)成。 圖IIA和圖11B示出了天線級(jí)電路2的第二實(shí)施例，其中與圖IOA和圖10B所示 結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于，追加了并聯(lián)電感器L73。這是為了使連接在接收端子72及73上的接收 濾波器的阻抗特性和連接在發(fā)送端子75上的發(fā)送濾波器的阻抗特性相匹配。除并聯(lián)電感 器L73之外的結(jié)構(gòu)與圖10A和圖IOB所示的結(jié)構(gòu)相同，因此省略說明。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過包括將來自天線的單輸入變換成平衡輸出的變 換電路22以及與變換電路22連接的由平衡梯形濾波器構(gòu)成的接收濾波器3，能夠?qū)崿F(xiàn)低損 失并具有優(yōu)異的功率持久性的雙工器。關(guān)于功率持久性，雖然實(shí)施方式1所示的DMS濾波 器在實(shí)用上也沒問題，但通過使用實(shí)施方式2所示的梯形濾波器，能夠進(jìn)一步提高功率持 久性。本申請(qǐng)的發(fā)明人在85t:的環(huán)境溫度、1. 2W的輸入功率下進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果確認(rèn)了梯 形濾波器相對(duì)于DMS濾波器具有90倍以上的壽命。 另外，通過將接收濾波器3構(gòu)成為平衡輸出型濾波器，能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在接收 濾波器3的后級(jí)的平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)。 另外，由于采用了將接收濾波器芯片102、發(fā)送濾波器芯片103、電感器芯片104、 105安裝在同一基板101上的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙工器的小型化，并且制造變得容易。
另外，通過將相位匹配電路21和變換電路22的一部分或全部如圖10B和圖11B 所示的那樣作為集總常數(shù)形成在同一濾波器基板上，能夠?qū)崿F(xiàn)雙工器的小型化。另外，當(dāng)制 造濾波器芯片時(shí)，能夠?qū)⑾辔黄ヅ潆娐泛妥儞Q電路的一部分或全部同時(shí)制造在濾波器基板 上，因此能夠減少制造工數(shù)，并能夠降低制造成本。 在本實(shí)施方式中，平衡輸出型濾波器采用了平衡梯形濾波器，但也可以采用至少 與平衡輸出相適應(yīng)的其他結(jié)構(gòu)的濾波器。以下，說明接收濾波器3或發(fā)送濾波器4的結(jié)構(gòu) 例。 圖12示出了包括另一方式的接收濾波器的雙工器的結(jié)構(gòu)。與圖6所示的結(jié)構(gòu)相 比，圖12所示結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于代替圖6中由平衡梯形濾波器構(gòu)成的接收濾波器3，而具 有兩個(gè)由單端梯形濾波器構(gòu)成的第一接收濾波器91和第二接收濾波器92。通過如此構(gòu)成， 能夠在第一接收濾波器91和第二接收濾波器92的每一個(gè)中獨(dú)立且自由地設(shè)定各SAW濾波 器的常數(shù)，提高了電路設(shè)計(jì)的自由度。另外，在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，也能夠?qū)崿F(xiàn)具有可與平 衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)、并且低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的雙工器。
另外，如圖13所示，也可以由平衡格形濾波器構(gòu)成。格形濾波器與梯形濾波器相 比截止特性平緩。通過如此構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)具有可與平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)、并且低損 失并具有優(yōu)異的功率持久性的雙工器。 另外，如圖14所示，也可以由格形濾波器和梯形濾波器組合構(gòu)成。通過如此構(gòu)成， 能夠?qū)崿F(xiàn)具有可與平衡輸入型LNA連接的結(jié)構(gòu)、并且低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的雙 工器。在圖13和圖14中，端子101a和101b連接在與平衡輸出相適應(yīng)的變換電路22的輸出端子上，接收端子102a和102b連接在與平衡輸入相適應(yīng)的LNA的輸入端子上。
另外，在本實(shí)施方式中，采用了接收濾波器3和發(fā)送濾波器4用多個(gè)SAW濾波器實(shí) 現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，但用BAW濾波器或邊界波濾波器構(gòu)成時(shí)也能夠獲得同樣的效果。BAW濾波器是在 通過電極層夾持壓電膜的濾波器結(jié)構(gòu)中利用壓電膜的諧振振動(dòng)的濾波器，該濾波器能夠使 用硅基板通過半導(dǎo)體技術(shù)來制造。另外，BAW濾波器有FBAR類型和SMR類型(SolidMounted Resonator,固態(tài)裝配型諧振器)，不論使用哪種類型都能夠獲得同樣的效果。另外，邊界波 濾波器是在相貼在一起的電介質(zhì)和壓電帶的界面部分形成梳形電極并對(duì)電極施加信號(hào)來 產(chǎn)生聲波的濾波器。邊界波濾波器與SAW濾波器和BAW濾波器不同，不需要在基板上形成 中空部分，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。 另外，在實(shí)施方式1和2中，也可以將相位匹配電路21的一部分或全部制造在與 形成有濾波器元件的基板相同的基板上。通過如此構(gòu)成，能夠同時(shí)形成相位匹配電路21和 濾波器元件，制造變得容易，并且能夠降低制造成本。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)雙工器的小型化。
另外，在實(shí)施方式1和2中，發(fā)送濾波器4由單端梯形濾波器構(gòu)成，但也可以如圖 15所示的那樣具有由平衡梯形濾波器構(gòu)成的發(fā)送濾波器4a，由此能夠?qū)崿F(xiàn)可與配置在發(fā) 送濾波器4的前級(jí)的平衡輸出型功率放大器連接的結(jié)構(gòu)。在此情況下，天線級(jí)電路2包括用 于將從發(fā)送濾波器4a平衡輸出的發(fā)送信號(hào)變換成單發(fā)送信號(hào)的變換電路23(第2變換電 路)。另外，雖然圖中沒有示出，但發(fā)送濾波器4a的結(jié)構(gòu)不限于梯形濾波器，也可以用匿S 濾波器或格形濾波器構(gòu)成。另外，雖然發(fā)送濾波器4a被構(gòu)成為將多個(gè)SAW濾波器梯形連接 的結(jié)構(gòu)，但也可以代替SAW濾波器而使用BAW濾波器或邊界波濾波器。 [OO92](實(shí)施方式3) 圖16示出了包括實(shí)施方式1或2的雙工器的通信模塊的一個(gè)示例。如圖16所示， 雙工器202包括接收濾波器202a和發(fā)送濾波器202b，為了便于說明，假定將單端輸入變換 成平衡輸出的變換電路被包含在接收濾波器202a中。另外，在接收濾波器202a上連接有 與平衡輸出對(duì)應(yīng)的接收端子204a和204b。并且在發(fā)送濾波器202b上連接有功率放大器 203。 當(dāng)執(zhí)行接收動(dòng)作時(shí)，接收濾波器202a僅使經(jīng)由天線端子201輸入的接收信號(hào)中的 預(yù)定頻帶的信號(hào)通過，并且從接收端子204a和204b向外部輸出該信號(hào)。另外，當(dāng)執(zhí)行發(fā)送 動(dòng)作時(shí)，發(fā)送濾波器202b僅使從發(fā)送端子205輸入并經(jīng)功率放大器203放大后的發(fā)送信號(hào) 中的預(yù)定頻帶的信號(hào)通過，并且從天線端子201向外部輸出該信號(hào)。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過具有由平衡濾波器構(gòu)成的接收濾波器202a，能夠 實(shí)現(xiàn)可連接在與平衡輸入相適應(yīng)的LNA上的結(jié)構(gòu)。 另外，通過由梯形濾波器構(gòu)成接收濾波器202a，能夠?qū)崿F(xiàn)低損失并具有優(yōu)異的功 率持久性的雙工器202。 圖16所示的通信模塊的結(jié)構(gòu)只是一個(gè)示例，也可以采用其他方式的通信模塊結(jié) 構(gòu)。(實(shí)施方式4) 圖17示出了包括實(shí)施方式3所示的通信模塊的通信裝置的一個(gè)示例，其中示出了 便攜式電話終端的射頻(RF)塊。圖17所示的結(jié)構(gòu)示出了與GSM(Global System for Mobile Communications,全球移動(dòng)通信系統(tǒng))通信方式禾口 W-CDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access,寬帶碼分多址)通信方式相適應(yīng)的便攜式電話終端的結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí) 施方式中GSM通信方式與850MHz頻帶、950MHz頻帶、1. 8GHz頻帶、1. 9GMHz頻帶相適應(yīng)。另 外，便攜式電話終端雖然除了圖17所示的結(jié)構(gòu)之外還包括麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、液晶顯示器等， 但由于在本實(shí)施方式的說明中不需要，因此省略圖示。 首先，天線切換電路302根據(jù)經(jīng)由天線301輸入的接收信號(hào)的通信方式是W-CDMA 還是GSM來選擇要?jiǎng)幼鞯腖SI。當(dāng)輸入的接收信號(hào)與W-CDMA通信方式對(duì)應(yīng)時(shí)，執(zhí)行切換以 使得接收信號(hào)被輸出給雙工器303。輸入到雙工器303的接收信號(hào)被接收濾波器303a限制 到預(yù)定頻帶，并且其結(jié)果，平衡接收信號(hào)被輸出給LNA 304。 LNA 304對(duì)輸入的接收信號(hào)進(jìn) 行放大并將放大后的信號(hào)輸出給LSI 306。 LSI 306基于被輸入的接收信號(hào)，執(zhí)行解調(diào)出音 頻信號(hào)的處理，或控制便攜式電話終端內(nèi)各部分的動(dòng)作。 另一方面，當(dāng)發(fā)送信號(hào)時(shí)，LSI 306生成發(fā)送信號(hào)。生成的發(fā)送信號(hào)經(jīng)功率放大器 305放大后被輸入到發(fā)送濾波器303b。發(fā)送濾波器303b僅使輸入的發(fā)送信號(hào)中的預(yù)定頻 帶的信號(hào)通過。從發(fā)送濾波器303b輸出的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由天線切換電路302被天線301輸 出到外部。 另外，當(dāng)輸入的接收信號(hào)與GSM通信方式對(duì)應(yīng)時(shí)，天線切換電路302根據(jù)頻帶來選 擇接收濾波器307 310中的某一個(gè)并輸出接收信號(hào)。被接收濾波器307 310中的某一 個(gè)限制了帶域的接收信號(hào)被輸入給LSI 313。 LSI 313基于輸入的接收信號(hào)，執(zhí)行解調(diào)出音 頻信號(hào)的處理，或控制便攜式電話終端內(nèi)各部分的動(dòng)作。另一方面，當(dāng)發(fā)送信號(hào)時(shí)，LSI 313 生成發(fā)送信號(hào)。生成的發(fā)送信號(hào)經(jīng)功率放大器311或312放大后經(jīng)由天線切換電路302被 天線301輸出到外部。 如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過包括由平衡濾波器構(gòu)成的接收濾波器303a，能夠 實(shí)現(xiàn)包括低損失并具有優(yōu)異的功率持久性的雙工器303的通信模塊。 可應(yīng)用本發(fā)明的雙工器、或者具備該雙工器的通信模塊的通信裝置例如有便攜式 電話終端、PHS終端等。 本發(fā)明對(duì)于與平衡輸出相適應(yīng)的雙工器是有用的。另外，對(duì)于具備這種雙工器的 通信模塊、通信裝置是有用的。
權(quán)利要求
一種雙工器，包括單天線端口；接收濾波器，該接收濾波器僅使輸入到所述天線端口的信號(hào)中的接收頻帶的信號(hào)通過；以及發(fā)送濾波器，該發(fā)送濾波器僅使從外部輸入的信號(hào)中的發(fā)送頻帶的信號(hào)通過并輸出至所述天線端口，其中，所述雙工器包括第一變換電路，該第一變換電路包括與所述天線端口連接的單輸入端子、以及平衡輸出端子，所述接收濾波器包括與所述第一變換電路的輸出端子連接的平衡輸入端子以及用于輸出經(jīng)濾波處理的接收信號(hào)的平衡輸出端子。
2. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中，還包括相位匹配電路，該相位匹配電路執(zhí)行所述接收濾波器和所述發(fā)送濾波器的相位 匹配。
3. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中，所述第一變換電路具有執(zhí)行所述接收濾波器和所述發(fā)送濾波器的相位匹配的功能。
4. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述接收濾波器由雙模式表面聲波濾波器構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述接收濾波器的至少一部分由平衡梯形濾波器構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述接收濾波器由兩個(gè)單端梯形濾波器構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述接收濾波器的至少一部分由平衡格形濾波器構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述發(fā)送濾波器由單端濾波器構(gòu)成。
9. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述發(fā)送濾波器由平衡濾波器構(gòu)成，并且所述雙工器還包括第二變換電路，該第二變換電路包括與所述發(fā)送濾波器連接的平衡 輸入端子以及與所述天線端口連接的單輸出端子，并且將輸入到所述平衡輸入端子的平衡 信號(hào)變換成單信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求9所述的雙工器，其中， 所述發(fā)送濾波器由梯形濾波器構(gòu)成。
11. 如權(quán)利要求9所述的雙工器，其中， 所述發(fā)送濾波器由雙模式表面聲波濾波器構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中， 所述第一變換電路和所述相位匹配電路形成在同一基板上。
13. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中，所述第一變換電路和所述相位匹配電路由集總常數(shù)元件構(gòu)成。
14. 如權(quán)利要求1所述的雙工器，其中，所述第一變換電路和所述相位匹配電路的一部分或全部形成在發(fā)送濾波器元件或接 收濾波器元件的基板上。
15. 如權(quán)利要求l所述的雙工器，其中，所述接收濾波器或所述發(fā)送濾波器具有多個(gè)濾波器元件，并且所述濾波器元件由表面聲波濾波器、邊界波濾波器、壓電薄膜諧振器濾波器中的任一 種構(gòu)成。
16. —種通信模塊，包括權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的雙工器。
17. —種通信裝置，包括權(quán)利要求16所述的通信模塊。
全文摘要
本發(fā)明的雙工器包括接收濾波器(3)，該接收濾波器(3)僅使輸入到天線端口的信號(hào)中的接收頻帶的信號(hào)通過；以及發(fā)送濾波器(4)，該發(fā)送濾波器(4)僅使從外部輸入的信號(hào)中的發(fā)送頻帶的信號(hào)通過并輸出至天線端口，并且，雙工器包括變換電路(22)，該變換電路(22)包括與天線端口連接的單輸入端子、以及平衡輸出端子，接收濾波器(3)包括與變換電路(22)的輸出端子連接的平衡輸入端子以及用于輸出經(jīng)濾波處理的接收信號(hào)的平衡輸出端子。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可與平衡輸入型LNA連接并且不使損失變大、功率持久性變差的平衡輸出型雙工器、通信模塊以及通信裝置。
文檔編號(hào)H04B1/40GK101765970SQ200780100029
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者上田政則, 井上將吾 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社