DE102004031397A1 - Duplexer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Duplexer mit einem Sendeempfangspfad, der sich ausgangsseitig in einen Empfangspfad und einen Sendepfad verzweigt. Der Empfangspfad ist vorzugsweise eingangsseitig zur Übertragung eines unsymmetrischen Signals und ausgangsseitig zur Übertragung eines symmetrischen Signals ausgelegt. Im Empfangspfad ist ein Empfangsfilter angeordnet, das mit akustischen Oberflächenwellen arbeitet. Im Sendepfad ist ein Sendefilter angeordnet, das mit akustischen Volumenwellen arbeitet. Die Filter sind vorzugsweise als separate Chips ausgebildet, die auf einem gemeinsamen Trägersubstrat montiert sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Duplexer, der insbesondere zur Trennung von Sende- und Empfangssignalen eines Mobilfunkbandes vorgesehen ist.
• Aus der Druckschrift US 2001/0013815 A1 ist ein Duplexer bekannt, der mit akustischen Oberflächenwellen (SAW = Surface Acoustic Wave) arbeitet. Im Empfangs- und Sendefilter ist ein Balun durch eine mit Serienresonatoren verschaltete DMS-Spur realisiert.
• Aus der Druckschrift US 2002/0140520 A1 ist ein weiterer Duplexer bekannt, bei dem das Empfangsfilter ein Reaktanzfilter in Laddertype-Bauweise ist. Das Empfangsfilter ist ausgangsseitig mit einem Balun bzw. einem weiteren Glied zur Symmetrisierung der Laddertype-Anordnung verschaltet. Der Balun kann auch durch LC-Komponenten oder durch eine Anordnung von SAW- oder BAW-Resonatoren (BAW = Bulk Acoustic Wave) realisiert werden. Die Verwendung von in verschiedenen Technologien (SAW, BAW) ausgeführten Elementen in einer Filterschaltung z. B. auf einem und demselben Basissubstrat ist allerdings mit einem hohen Aufwand verbunden.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Duplexer anzugeben, der sich durch eine hohe Leistungsverträglichkeit auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Duplexer mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung gibt einen Duplexer an, der einen Empfangspfad und einen Sendepfad ausweist. Diese Pfade sind an eine gemeinsame Sende/Empfangs-Antenne anschließbar. Im Empfangspfad ist ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Empfangsfilter angeordnet. Im Sendepfad ist ein mit akustischen Volumenwellen arbeitendes Sendefilter angeordnet.
• Die SAW-Technologie hat gegenüber der Dünnschichttechnologie – FBAR-Technologie – den Vorteil, dass sie einfacher bei der Herstellung ist. Die SAW-Technologie hat allerdings bei Filterstrukturen, die zur Übertragung von HF-Signalen oberhalb von 1 GHz, insbesondere ab ca. 2 GHz geeignet sind, den Nachteil einer geringen Leistungsverträglichkeit aufgrund einer geringen Fingerbreite. Die Ausführung des Sendefilters in einer Dünnschichttechnologie ist daher besonders vorteilhaft für Anwendungen bei ca. 2 GHz und darüber.
• Das Sendefilter, das mit akustischen Volumenwellen arbeitet, hat den Vorteil einer geringen Einfügedämpfung im Durchlassbereich.
• Das Empfangsfilter ist vorzugsweise ein Bandpassfilter. Das Sendefilter ist vorzugsweise auch ein Bandpassfilter. Das Sendefilter kann aber auch ein Tiefpassfilter sein.
• Die Filter sind vorzugsweise als zwei separate Chips ausgeführt. Der Chip, in dem das mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Empfangsfilter realisiert ist, wird als SAW-Chip bezeichnet. Der Chip, in dem das mit akustischen Volumenwellen arbeitende Sendefilter realisiert ist, wird als BAW-Chip bezeichnet. Die Chips können in einer Variante für sich ungehäust sein. In einer anderen Variante können die Chips für sich gehäust sein. Der Sendeempfangspfad ist vorzugsweise in einem Trägersubstrat angeordnet, auf dem die Chips befestigt und mit dem sie elektrisch verbunden sind.
• Der Abstand zwischen dem SAW-Chip und dem BAW-Chip beträgt vorzugsweise mindestens λ/1000, wobei λ die Freiraumwellenlänge bei einer Mittenfrequenz des Bauelements ist. Die Mittenfrequenz ist typischerweise eine zwischen dem Sende- und dem Empfangsband des Duplexers angeordnete Frequenz.
• Die räumliche und bauliche Trennung des Sende- und des Empfangspfades voneinander sorgt für eine verbesserte Isolation zwischen den Sende- und den Empfangssignalen. Zwischen dem SAW-Chip und dem BAW-Chip kann zusätzlich eine Schirmung aus Metall vorgesehen sein, die vorzugsweise auf Masse liegt.
• Die in der Dünnschichttechnologie ausgeführten Bauelementstrukturen zeichnen sich durch eine hohe Güte und eine hohe Leistungsverträglichkeit aus.
• Das Trägersubstrat kann ein Keramiksubstrat mit verborgenen strukturierten Metalllagen sein, in denen die Strukturen des Sendeempfangspfades – z. B. Kapazitäten, Induktivitäten und/oder Widerstände – realisiert sind. Auf oder in dem Trägersubstrat können nichtlineare oder aktive Komponenten angeordnet sein: Dioden, Schalter, u. a. mikromechanische Schalter, Leistungsverstärker und rauscharme Verstärker. Das Trägersubstrat dient auch zum Ableiten der insbesondere im Sendefilter entstehenden Wärme.
• Das Trägersubstrat kann auch aus einem anderen Material hergestellt sein, z. B. FR4, LCP (flüssigkristalline Polymere) oder Si.
• Die FBAR-Resonatoren können membranartige Dünnschichtresonatoren sein. Die FBAR-Resonatoren können alternativ auch einen akustischen Spiegel aufweisen.
• Das Sendefilter kann in einer Variante der Erfindung mehrere BAW-Resonatoren aufweisen, die miteinander in Laddertype-Bauweise verschaltet sind.
• Das Sendefilter weist in einer anderen Ausführungsform einen im Sendepfad angeordneten Resonatorstapel mit zwei übereinander gestapelten Resonatoren auf. Die Resonatoren können eine gemeinsame Elektrode haben. In einer bevorzugten Variante ist zwischen den Resonatoren eine akustisch teilweise durchlässige Koppelschicht angeordnet, welche die Resonatoren galvanisch voneinander trennt.
• Im Empfangspfad können neben dem Empfangsfilter weitere Schaltungen vorgesehen sein, die vorzugsweise mit dem Empfangsfilter in Serie geschaltet sind. Diese Schaltungen können SAW-Bauelementstrukturen oder andere Elemente, u. a. BAW-Bauelementstrukturen aufweisen. Diese Schaltungen können z. B. einen Balun oder einen Impedanzwandler realisieren. Die im Empfangspfad angeordneten weiteren Schaltungen können z. B. aus Leiterbahnen gebildet sein, die in den Metalllagen des Trägersubstrats angeordnet sind. Die BAW-Bauelementstrukturen, die im Empfangspfad angeordnet sind, können z. B. auf dem BAW-Chip mit dem Sendefilter angeordnet sein.
• Der Empfangspfad ist vorzugsweise ausgangsseitig symmetrisch bzw. in zwei Teilpfade aufgeteilt. Der Empfangspfad kann ausgangsseitig auch unsymmetrisch sein.
• Das Empfangsfilter ist vorzugsweise unsymmetrisch/symmetrisch beschaltet. Das Sendefilter ist vorzugsweise mit zwei unsymmetrischen elektrischen Toren ausgebildet und in einem unsymmetrischen Sendepfad geschaltet. Der Sendepfad kann auch ausgangsseitig (antennenseitig) unsymmetrisch und eingangsseitig symmetrisch ausgebildet sein.
• In einer Variante der Erfindung kann das Empfangsfilter ein- und ausgangsseitig je ein unsymmetrisches elektrisches Tor aufweisen, wobei ihm vorzugsweise ein Balun nachgeschaltet ist. In einer weiteren Variante der Erfindung kann das Empfangsfilter auch zwei symmetrische elektrische Tore aufwiesen, wobei ihm vorzugsweise ein Balun vorgeschaltet ist.
• Ein Balun kann als eine DMS-Spur oder ein entsprechend beschalteter (siehe 16) Resonatorstapel ausgebildet sein.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematisch
• 1 einen Duplexer gemäß Erfindung.
• 2 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur.
• 3 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die eingangsseitig mit einem Serienresonator verschaltet ist.
• 4 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die ausgangsseitig mit zwei Serienresonatoren verschaltet ist.
• 5 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die ausgangsseitig mit einem Zweitorresonator verschaltet ist.
• 6 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die eingangsseitig mit einem Serienresonator und ausgangsseitig mit einem Zweitorresonator verschaltet ist.
• 7 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die mit einem Laddertype-Glied verschaltet ist.
• 8 das Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die mit einem Laddertype-Glied verschaltet ist.
• 9 ein Sendefilter mit BAW-Resonatoren in Laddertype-Bauweise.
• 10A ein Sendefilter mit einem Resonatorstapel, der BAW-Resonatoren umfasst.
• 10B ein Ersatzschaltbild des Sendefilters mit dem Resonatorstapel gemäß 10A.
• 11, 11A jeweils ein Sendefilter mit zwei hintereinander geschalteten Resonatorstapeln.
• 12, 12A jeweils ein Sendefilter mit einem Resonatorstapel und zwei Parallelresonatoren.
• 13, 13A jeweils ein Sendefilter mit einem Resonatorstapel, der mit Serienresonatoren sowie Parallelresonatoren verschaltet ist.
• 14, 14A jeweils ein Bauelement mit einem Duplexer gemäß Erfindung in einem schematischen Querschnitt.
• 15 ein Empfangsfilter mit einer DMS-Spur, die mit einem als BAW-Resonatorstapel realisierten Laddertype-Glied verschaltet ist.
• 16 ein Empfangsfilter mit einem Zweitorresonator und einem ihm vorgeschalteten Balun.
• In 1 ist ein Duplexer gemäß Erfindung mit einem Sendepfad TX und einem Empfangspfad RX gezeigt. Der Empfangspfad RX teilt sich ausgangsseitig in zwei Teilpfade RX1 und RX2 auf und ist zur Übertragung eines symmetrischen Signals geeignet. Der Duplexer weist ein im Empfangspfad angeordnetes Empfangsfilter 1 und ein im Sendepfad angeordnetes Sendefilter 2 auf. Das Empfangsfilter 1 arbeitet mit akustischen Oberflächenwellen. Das Sendefilter 2 arbeitet mit akustischen Volumenwellen.
• Das Empfangsfilter 1 ist zwischen einem Antennenanschluss ANT und einem Empfangsausgang RX-OUT angeordnet. Das Empfangsfilter ist eingangsseitig (d. h. antennenseitig) unsymmetrisch ausgebildet. Ausgangsseitig ist dieses Filter symmetrisch ausgebildet. Das Empfangsfilter ist also gleichzeitig ein Balun.
• Das Sendefilter 2 ist zwischen dem Antennenanschluss ANT und dem Sendeeingang TX-IN angeordnet. Das Sendefilter ist in diesem Beispiel eingangsseitig sowie ausgangsseitig unsymmetrisch ausgebildet.
• In 2 ist ein Empfangsfilter 1 gezeigt, das eine eingangsseitig unsymmetrisch und ausgangsseitig symmetrisch beschaltete DMS-Spur 5 mit drei Wandlern 51, 52, 53 aufweist. Die akustische Spur ist durch zwei akustische Reflektoren begrenzt. Die Wandler sind in der akustischen Spur nebeneinander angeordnet und akustisch miteinander gekoppelt. Der Eingangswandler 52 ist zwischen zwei Ausgangswandlern 51 bzw. 53 angeordnet und elektrisch nicht mit diesen verbunden.
• Der Eingangswandler 52 ist im Empfangspfad RX eingangsseitig angeordnet. Der Ausgangswandler 51 ist in einem Teilpfad RX1 des symmetrischen Empfangspfades RX angeordnet. Der Ausgangswandler 53 ist im Teilpfad RX2 des Empfangspfads RX angeordnet.
• Die DMS-Spur kann auch mehr als nur drei Wandler aufweisen, wobei die Ein- und Ausgangswandler in der akustischen Spur vorzugsweise abwechselnd angeordnet sind.
• Das Empfangsfilter 1 kann, wie in 2 gezeigt, aus der DMS-Spur bestehen. Möglich ist aber auch, dass die DMS-Spur nur einen Teil des Empfangsfilters 1 bildet. In den 3 bis 8 sind weitere Varianten des Empfangsfilters mit einer DMS-Spur vorgestellt.
• 3 zeigt die DMS-Spur 5, die eingangsseitig mit einem Serienresonator SR verschaltet ist. Der Serienresonator ist ein mit akustischen Oberflächen arbeitender Resonator. Der Serienresonator SR ist mit dem Eingangswandler 52 der DMS-Spur (vgl. 2) in Serie geschaltet und im Empfangspfad RX angeordnet.
• In 4 ist ein weiteres Empfangsfilter 1 vorgestellt, bei dem die DMS-Spur 5 ausgangsseitig mit zwei mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Serienresonatoren SR1 und SR2 verschaltet ist. Der Serienresonator SR1 ist mit dem Ausgangswandler 51 (vgl. 2) in Reihe geschaltet und im Teilpfad RX1 des Empfangspfades angeordnet. Der Serienresonator SR2 ist mit dem Ausgangswandler 52 in Reihe geschaltet und im Teilpfad RX2 des Empfangspfades angeordnet.
• Es ist möglich, in der in 4 vorgestellten Variante im unsymmetrischen Teil des Empfangspfades RX einen Serienresonator wie in 3 anzuordnen.
• In 5 ist ein Empfangsfilter 1 mit der DMS-Spur 5 gezeigt, die ausgangsseitig mit einem Zweitorresonator in Serie geschaltet ist. Der Zweitorresonator stellt eine durch akustische Reflektoren begrenzte akustische Spur 4 mit zwei nebeneinander angeordneten Wandlern 41 und 42 dar.
• Der erste Ausgangswandler 51 der DMS-Spur ist mit dem in der akustischen Spur 4 angeordneten Wandler 41 in Serie geschaltet. Diese Serienschaltung ist im Teilpfad RX1 angeordnet. Der zweite Ausgangswandler 52 der DMS-Spur ist mit dem in der akustischen Spur angeordneten Wandler 42 in Serie geschaltet. Diese Serienschaltung ist im Teilpfad RX2 angeordnet.
• In 6 ist ein Empfangsfilter 1 gezeigt, bei dem die DMS-Spur 5 eingangsseitig wie in 3 mit einem Serienresonator SR und ausgangsseitig wie in 5 mit einem Zweitorresonator 41, 42 verschaltet ist.
• In 7, 8 ist ein Empfangsfilter mit der DMS-Spur 5 gemäß 2 gezeigt, die im Empfangspfad RX eingangsseitig mit einem Laddertype-Glied in Serie geschaltet ist. Das Laddertype-Glied besteht aus einem Serienresonator SR und einem Parallelresonator PR. Die Resonatoren SR und PR arbeiten vorzugsweise mit akustischen Oberflächenwellen. Möglich ist aber auch, dass das Laddertype-Glied aus BAW-Resonatoren besteht.
• In 7 ist der Parallelresonator PR dem Serienresonator SR nachgeschaltet. In 8 ist der Parallelresonator PR dem Serienresonator SR vorgeschaltet. Prinzipiell können im Empfangspfad beliebig viele Serienresonatoren oder Parallelresonatoren angeordnet bzw. der DMS-Spur 5 vorgeschaltet sein.
• 9 zeigt ein Sendefilter 2, das in einer Laddertype-Bauweise realisiert ist und mehrere Resonatoren aufweist. Alle Resonatoren in der hier dargestellten Anordnung arbeiten mit akustischen Volumenwellen (BAW).
• Im Sendepfad TX sind mehrere Serienresonatoren angeordnet. An den Sendepfad TX sind zwei Querzweige angeschlossen, die zur Masse führen und jeweils einen Parallelresonator umfassen. Im TX-Signalpfad sowie in den Querzweigen sind darüber hinaus Impedanzen Z1 bis Z4 vorgesehen, die beispielsweise durch die Induktivitäten der elektrischen Anschlüsse eines Gehäuses gebildet sein können.
• 10A zeigt einen mit akustischen Volumenwellen arbeitenden Resonatorstapel 6, der gemäß einer weiteren Variante Teil des Sendefilters 2 ist. Der Resonatorstapel 6 umfasst einen ersten Resonator R1, einen darunter angeordneten zweiten Resonator R2 und eine Koppelschicht K1, durch die die beiden Resonatoren R1, R2 akustisch miteinander gekoppelt sind. Der erste Resonator weist eine piezoelektrische Schicht PS1, die zwischen Elektroden E1 und E2 angeordnet ist. Der Resonator R2 weist eine piezoelektrische Schicht PS2 auf, die zwischen den Elektroden E3 und E4 angeordnet ist. Zwischen dem Resonatorstapel 6 und einem Basissubstrat BS ist ein akustischer Spiegel AS angeordnet.
• 10B zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild eines Sendefilters mit dem Resonatorstapel 6 gemäß der 10A.
• Der Resonatorstapel 6 kann das komplette Sendefilter 2 bilden. Das Sendefilter kann neben dem Resonatorstapel 6 weitere Elemente aufweisen, siehe 11 bis 13.
• In 11 ist ein Sendefilter mit zwei elektrisch miteinander in Reihe verschalteten Resonatorstapeln gezeigt.
• Im Sendepfad TX ist neben dem ersten Resonatorstapel 6 ein weiterer Resonatorstapel 6' angeordnet, bei dem zwischen den Resonatoren R1' und R2' eine akustisch teilweise durchlässige weitere Koppelschicht K2 angeordnet ist.
• Die Resonatoren R1' und R2' sind durch die Koppelschicht K2 akustisch miteinander gekoppelt. Eine zur Koppelschicht K1 gewandte Elektrode E3 des ersten Resonatorstapels 6 ist elektrisch mit einer zur Koppelschicht K2 gewandten Elektrode E3' des zweiten Resonatorstapels 6' verbunden.
• In 11A, 12A und 13A sind im TX-Signalpfad sowie in den Querzweigen Impedanzen Z10 bis Z16 vorgesehen, die z. B. durch die Induktivitäten der elektrischen Anschlüsse eines Gehäuses gebildet sein können. Die Impedanzen Z10 bis Z16 können auch Kapazitäten sein.
• In 12 ist ein weiteres Sendefilter mit einem Resonatorstapel gezeigt, der mit weiteren BAW-Resonatoren verschaltet ist. Zwischen dem Sendepfad TX und Masse ist ein- und ausgangsseitig jeweils ein Querzweig mit einem darin angeordneten, mit akustischen Volumenwellen arbeitenden Parallelresonatoren R3, R4 vorgesehen.
• 13 zeigt ein weiteres Sendefilter mit einem Resonatorstapel, der ein- und ausgangsseitig mit einem Laddertype-Glied in Serie verschaltet ist.
• Die Serienresonatoren R5, R6 sind BAW-Resonatoren, die im Sendepfad TX angeordnet sind. Der Serienresonator R5 und der Parallelresonator R3 bilden zusammen ein eingangsseitig angeordnetes Laddertype-Glied. Der Serienresonator R6 und der Parallelresonator R4 bilden zusammen ein ausgangsseitig angeordnetes Laddertype-Glied. Der Resonatorstapel 6 kann prinzipiell mit einer beliebigen Anzahl von Laddertype-Gliedern verschaltet werden.
• In 14 ist ein Bauelement mit einem Duplexer gemäß Erfindung im schematischen Querschnitt gezeigt. Auf einem Trägersubstrat 3 ist ein SAW-Chip CH1 sowie ein BAW-Chip CH2 in Flipchip-Bauweise montiert. Die Chips CH1, CH2 sind mittels Bumps BU auf dem Trägersubstrat 3 befestigt und elektrisch mit diesem verbunden. Das Trägersubstrat 3 weist mehrere dielektrische Lagen auf, zwischen denen Metalllagen 32 mit strukturierten Leiterbahnen ausgebildet sind. Die Leiterbahnen realisieren verborgene elektrische Strukturen, die insbesondere einen Teil der Duplexerschaltung realisieren können. Die Metalllagen sind elektrisch miteinander sowie mit den Chips CH1, CH2 und Außenanschlüssen 33 mittels Durchkontaktierungen 31 verbunden.
• Die Chips CH1, CH2 sind vorzugsweise die sogenannten nackten Chips. Möglich ist aber auch, dass diese Chips als gehäuste Bauelemente zur Verfügung stehen und mittels der SMD-Technik (Surface Mounted Design) mit dem Trägersubstrat elektrisch und mechanisch verbunden sind. Das Trägersubstrat 3 bildet vorzugsweise einen Teil eines Gehäuses, welches in einer Variante beide Chips CH1 und CH2 in einem gemeinsamen Hohlraum oder in separaten Hohlräumen umschließt.
• Ein derart (modular mit zwei voneinander unabhängigen Chips) gebildetes Bauelement bzw. Modul hat den Vorteil, dass aufgrund der räumlichen Trennung zwischen den Chips CH1, CH2 das Übersprechen zwischen dem Empfangspfad und dem Sendepfad gering ist. Die Verwendung eines gemeinsamen Trägersubstrats 3 hat dabei den Vorteil, dass die Schnittstellen zwischen der Antenne, dem Empfangsfilter und dem Sendefilter im Modul verborgen und daher für spätere Anwendungen bezüglich der elektrischen Anpassung „gut definiert" sind. Eine gute Impedanzanpassung reduziert die Signalverluste.
• In 14A ist ein weiteres Bauelement mit einem Duplexer gemäß Erfindung gezeigt. Auf der Oberfläche des Trägersubstrats 3 ist der SAW-Chip CH1 sowie der BAW-Chip CH2 montiert und elektrisch mit diesen mittels Bonddrähte verbunden.
• In 15 ist ein als DMS-Spur 5 ausgeführtes Empfangsfilter 1 gezeigt, das mit einem mit akustischen Volumenwellen arbeitenden Resonatorstapel 6 verschaltet ist. Im Resonatorstapel 6 sind die Resonatoren SR und PR übereinander angeordnet. Der Serienresonator SR ist im Empfangspfad RX ein gangsseitig angeordnet. Der Parallelresonator PR ist in einem Querzweig angeordnet, der zwischen dem Empfangspfad RX und Masse verläuft. Die Resonatoren SR, PR sind akustisch sowie elektrisch miteinander gekoppelt.
• In 16 ist ein als ein Resonatorfilter bzw. Zweitorresonator ausgebildetes Empfangsfilter 1 gezeigt, bei dem die in verschiedenen Teilpfaden RX1, RX2 des Empfangspfades angeordneten Wandler 41, 42 in einer akustischen Spur angeordnet und akustisch miteinander gekoppelt sind. Das Empfangsfilter ist hier symmetrisch/symmetrisch beschaltet und eingangsseitig elektrisch mit dem symmetrischen Tor eines Baluns verbunden. Der Balun stellt einen Resonatorstapel 6 gemäß 10A dar. Die Resonatoren R1 und R2 sind durch die Koppelschicht K1 elektrisch voneinander isoliert. Der Resonator R2 bildet das symmetrische Tor. Der Resonator R1 ist in einem an den Empfangspfad RX angeschlossenen Querzweig angeordnet.
• Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorgestellten Elemente können in beliebiger Anzahl und Anordnung miteinander kombiniert werden.
• Auf dem Trägersubstrat können neben dem SAW-Chip und BAW-Chip weitere Komponenten (z. B. Schalter, Dioden, Spulen, Kondensatoren, Widerstände, weitere Chips) angeordnet sein. Das Empfangsfilter kann ein- und ausgangsseitig unsymmetrisch sein. Das Empfangsfilter kann gleichzeitig einen Impedanzwandler realisieren, wobei seine Ausgangsimpedanz (z. B. 50 bis 200 Ohm) vorzugsweise höher als seine Eingangsimpedanz (z. B. 50 Ohm) gewählt wird. Das Sendefilter kann gleichzeitig einen Impedanzwandler realisieren, wobei seine Ausgangsimpedanz (z. B. 50 Ohm) vorzugsweise höher als seine Eingangsimpedanz (z. B. 10 bis 50 Ohm) gewählt wird.

ANT

Antennenanschluss

TX-IN

Sendeeingang

RX-OUT

Empfangsausgang

RX

Empfangspfad

RX1, RX2

Telpfade des Empfangspfads RX

TX

Sendepfad

TR

Sendeempfangspfad

1

Empfangsfilter

2

Sendefilter

3

Trägersubstrat

31

Durchkontaktierung

32

Metalllage

33

Anschluss

4

akustische Spur eines Zweitorresonstors

41, 42

Wandler, die in der akustischen Spur 4 angeordnet

sind

CH1

Chip mit dem Empfangsfilter 1

CH2

Chip mit dem Sendefilter 2

BU

Bumps

5

DMS-Spur

51, 53

Ausgangswandler der DMS-Spur

52

Einganswandler der DMS-Spur

6

Resonatorstapel

BS

Basissubstrat

AS

akustischer Spiegel

E1 bis E4

Elektroden

PS1, PS2

piezoelektrische Schicht

K1, K2

Koppelschicht

R1, R2

übereinander angeordnete BAW-Resonatoren

R1', R2'

übereinander angeordnete BAW-Resonatoren

R3, R4

Parallelresonatoren (BAW)

SR, SR1, SR2

Serienresonatoren (SAW)

PR

Parallelresonator (SAW)

Z1 bis Z4

Impedanz

Claims (24)

1. Duplexer mit einem Empfangspfad (RX) und einem Sendepfad (TX), mit einem im Empfangspfad (RX) angeordneten Empfangsfilter (1), das mit akustischen Oberflächenwellen arbeitet, mit einem im Sendepfad (TX) angeordneten Sendefilter (2), das mit akustischen Volumenwellen arbeitet.
2. Duplexer nach Anspruch 1, mit einem eingangsseitig unsymmetrisch ausgebildeten Empfangspfad (RX), der ausgangsseitig symmetrisch ausgebildet ist und zwei Teilpfade (RX1, RX2) aufweist.
3. Duplexer nach Anspruch 2, bei dem das Empfangsfilter eine eingangsseitig unsymmetrisch und ausgangsseitig symmetrisch beschaltete DMS-Spur aufweist, die zwei Ausgangswandler (51, 53) und einen dazwischen angeordneten Eingangswandler (52) aufweist.
4. Duplexer nach Anspruch 2 oder 3, mit einem Resonatorstapel (6), der mit BAW arbeitende Resonatoren aufweist, von denen mindestens einer im Empfangspfad (RX) angeordnet und in Reihe mit dem Empfangsfilter (1) geschaltet ist.
5. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine akustische Spur (4) mit zwei darin nebeneinander angeordneten Wandlern (41, 42) vorgesehen ist, welche jeweils in verschiedenen Teilpfaden (RX1, RX2) des Empfangspfades (RX) angeordnet sind.
6. Duplexer nach Anspruch 5, bei dem das Empfangsfilter eine unsymmetrisch/symmetrisch beschaltete DMS-Spur aufweist, deren symmetrisch beschaltete Seite mit den in der akustischen Spur angeordneten Wandlern in Serie geschaltet ist.
7. Duplexer nach Anspruch 4, wobei das Empfangsfilter (1) mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Serienresonatoren (SR1, SR2) aufweist, die der DMS-Spur nachgeschaltet und in den Teilpfaden (RX1, RX2) des Empfangspfades angeordnet sind.
8. Duplexer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Empfangsfilter (1) einen mit SAW oder BAW arbeitenden Serienresonator (SR) aufweist, welcher der DMS-Spur vorgeschaltet ist.
9. Duplexer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Empfangsfilter (1) einen mit SAW oder BAW arbeitenden Parallelresonator (PR) aufweist, welches in einem Querzweig angeordnet ist, welcher der DMS-Spur vorgeschaltet ist.
10. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Sendefilter (2) mehrere mit akustischen Volumenwellen arbeitende Resonatoren aufweist, die in einer Laddertype-Anordnung miteinander verschaltet sind.
11. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Sendefilter (2) einen im Sendepfad (TX) angeordneten Resonatorstapel mit zwei übereinander gestapelten Resonatoren (R1, R2) aufweist.
12. Duplexer nach Anspruch 11, bei dem die Resonatoren (R1, R2) eine gemeinsame Elektrode haben.
13. Duplexer nach Anspruch 11, bei dem zwischen den Resonatoren (R1, R2) eine akustisch teilweise durchlässige Koppelschicht (K1) angeordnet ist.
14. Duplexer nach Anspruch 13, mit einem im Sendepfad (TX) angeordneten weiteren Resonatorstapel (6'), der Resonatoren (R1', R2') und eine dazwischen angeordnete akustisch teilweise durchlässige Koppelschicht (K2) aufweist, wobei eine zur Koppelschicht (K1) gewandte Elektrode (E3) des ersten Resonatorstapels (6) elektrisch mit einer, zur Koppelschicht (K2) des weiteren Resonatorstapels (6') gewandten, Elektrode (E3') des weiteren Resonatorstapels verbunden ist.
15. Duplexer nach Anspruch 13, bei dem zwischen dem Sendepfad (TX) und Masse mindestens ein Querzweig mit einem darin angeordneten, mit akustischen Volumenwellen arbeitenden Parallelresonator (R3, R4) vorgesehen ist.
16. Duplexer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem im Sendepfad (TX) ein mit akustischen Volumenwellen arbeitender Serienresonator vorgesehen ist.
17. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Empfangsfilter (1) in einem SAW-Chip (CH1) ausgebildet ist, wobei das Sendefilter (2) in einem BAW-Chip (CH2) ausgebildet ist, wobei der SAW-Chip und der BAW-Chip auf einem gemeinsamen Trägersubstrat (3) befestigt und elektrisch mit diesem verbunden sind.
18. Duplexer nach Anspruch 17, wobei der SAW-Chip und der BAW-Chip um mindestens λ/1000 voneinander beabstandet sind, wobei λ die Wellenlänge der elektrischen Welle bei einer Mittenfrequenz des Bauelements ist.
19. Duplexer nach Anspruch 17 oder 18, bei dem der SAW-Chip und der BAW-Chip auf dem Trägersubstrat (3) in der Flip-Chip-Anordnung montiert ist.
20. Duplexer nach Anspruch 17 oder 18, bei dem der SAW-Chip und der BAW-Chip auf dem Trägersubstrat (3) mittels Drahtbonden montiert ist.
21. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem das Sendefilter (2) eingangsseitig und ausgangsseitig unsymmetrisch beschaltet ist.
22. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem das Sendefilter (2) eine Impedanztransformation durchführt.
23. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem das Empfangsfilter (1) eine Impedanztransformation durchführt.
24. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei dem das Empfangsfilter (1) einen unsymmetrischen Eingang aufweist.