DE19514798C2

DE19514798C2 - Duplexer-Paket

Info

Publication number: DE19514798C2
Application number: DE19514798A
Authority: DE
Inventors: Osamu Ikata; Yoshio Satoh; Nobuo Hirasawa; Hideki Ohmori
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2015-04-22
Also published as: US5561406A; JPH0818393A; JP2905094B2; DE19514798A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Duplexer-Pakete nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solch ein Duplexer ist aus O. Ikata u. a.: "Development of small Antenny Duplexer Using SAW Filters for Handheld Phones", 1993 Ultrasonics Symposium, Sei ten 111-114 bekannt.

In den letzten Jahren sind Apparate für die mobile Kommu nikation, wie z. B. Handtelephone, sehr schnell verkleinert wor den, wodurch von den darin eingesetzten Teilen eine reduzierte Größe und höhere Leistung erwartet wurde. In Apparaten der Funkkommunikation werden Duplexer eingesetzt, um eine Interfe renz empfangener und gesendeter Signale zu vermeiden. Während die meisten Duplexer Bandpaßfilter oder Bandfilter umfassen, die Dielektrika oder Kombinationen daraus nutzen, sind diejeni gen, die Oberflächenakustikwellenfilter einsetzen zur Zeit in der Forschung und Entwicklung.

Eine Zweiwegantenne oder ein Duplexer, der zwei Oberflä chen-Akustikwellen-Bandpaßfilterchips F1 und F2 umfaßt, sollte so konstruiert sein, daß sie eine Interferenz zwischen den Fil tercharakteristika dieser Oberflächen-Akustikwellen- Bandpaßfilter vermeidet. Dazu sind die Oberflächen- Akustikwellen-Bandpaßfilter jeweils mit einer Phasenanpassungs schaltung versehen.

Im allgemeinen sind die vorgenannten Filterchips F1 und F2 derart konstruiert, daß sie eine Impendanz nahe der charakteri stischen Impedanz (typischerweise 50 Ω) der gesamten Filter schaltung um die mittlere Paßband- oder Durchgangsbereichsfre quenz der gesamten Filterschaltung haben, und daß sie in Fre quenzbereichen außerhalb des Durchgangsbereiches eine wesent lich höhere Impedanz als die charakteristische Impedanz (= Wel lenwiderstand) haben. Es ist jedoch aufgrund des Einfluss des Widerstands, der in dem Schaltkreismuster vorhanden ist, schwierig, einen Filterchip davon abzuhalten, mit den Fil tercharakteristika des anderen Filterchips in einem Durchgangs bereich desselben zu interferieren. Aus diesem Grunde ist die Phasenanpassungsschaltung notwendig. Die Konstante der Phasen anpassungsschaltung wird durch die jeweiligen zentralen Durch gangsbereichfreuenzen f1 und f2 dieser zwei Filterchips sowie der dazwischen liegenden Differenz bestimmt.

Herkömmlicherweise vorgeschlagene Phasenanpassungsschalt kreise nutzen ein L-Element (Induktivität) und ein C-Element (Kapazität) bzw. Leitungen, die als L- und C-Komponenten die nen.

Zum Beispiel offenbaren die ungeprüften japanischen Pa tentveröffentlichungen HEI 5(1993)-167388 und HEI 5(1993)- 167389 Duplexer, die Phasenanpassungsschaltkreise haben, die aus Metallstreifenleitungen auf einem Glasepoxidharzsubstrat oder einem keramischen Substrat gebildet sind. Andererseits ist ein Duplexer-Paket bekannt, das ein Mehrschichten-Keramikpaket mit zwei darin aufgenommenen Filterchips und Phasenanpas sungsschaltungen hat.

In den Fig. 10(a) und 10(b) ist ein Beispiel einer konven tionellen Zweiwegantenne gezeigt, die diese Art von Mehrschich ten-Keramikpaket umfaßt. Die gezeigte Zweiwegantenne besitzt Filterchips 7 und 8, die auf einem Mehrschichten-Keramikpaket 6 montiert sind, das eine Vielzahl von Erdeschichten GND, Phasen anpassungsschaltungen 1 und 2, Erdeanschlüsse 3, Filter signalanschlüsse 4 und gemeinsame Signalanschlüsse 5 hat, wobei die Filterchips 7 und 8 jeweils mit den Anschlüssen 3, 4 und 5 durch Drähte 9 verbunden sind.

Wie gezeigt, sind die Phasenanpassungsschaltkreise 1 und 2 unter der Filterchipschicht angeordnet, wobei beide zwischen den GND-Schichten in dem Paket eingeklemmt sind. Die Phasenan passungsschaltkreise 1 und 2 sind typischerweise aus Streifen leitungen gebildet, und die charakteristischen Impedanzen der selben sind jeweils der charakteristischen Impedanz einer ex ternen Schaltung entsprechend eingestellt, der an die gemeinsa men Signalanschlüsse 5 angeschlossen ist, so daß der Schalt kreisverlust reduziert werden kann.

Die charakteristischen Filterimpedanzen dieser zwei Fil terchips, die unterschiedliche mittlere Durchgangsbereichfrequenzen in der Zweiwegantenne haben, variieren jedoch abhängig von den zu benutzenden Signalfrequenzen. Beispielsweise ist die charakteristische Impedanz eines jeden der Filterchips im we sentlichen gleich derjenigen eines externen Schaltung, der mit diesem in einem Durchgangsbereich verbunden ist und ist in ei nem Sperrbereich wesentlich niedriger oder höher als diejenige des externen Schaltung. Wenn diese Filter für die Konstruktion einer Zweiwegantenne zu nutzen sind, muß man versuchen, einen Qualitätsverlust der Charakteristika der Filterchips und der externen Schaltkreise für einen reduzierten Schaltkreisverlust zu vermeiden. Aus diesem Grunde ist es ideal, daß die charakte ristische Impedanz eines Filterchips unendlich groß ist und der Reflexionskoeffizient desselben in dem Durchgangsbereich des anderen Filterchips im gemeinsamen 1 ist.

Um derart ideale Charakteristika zu erreichen, sind Pha senanpassungsschaltkreise notwendig. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist die Bildung der vorgenannten Streifenleitungen vorgeschlagen worden. In diesem Falle erhöht sich der Wider stand proportional zur Länge der Streifenleitungen. Die Zunahme des Widerstandes kann einen Signaltransmissionsverlust bewirken sowie eine Zunahme der Distributionskonstante einer Streukapa zität. Die Zunahme der Streukapazität beeinflußt unter anderem die Konstante des Phasenschaltung, wobei ein derartiger Einfluß zunimmt, wenn die Frequenz des zu benutzenden Signals größer wird. Das heißt, die Verzweigungscharakteristika von übertrage nen und empfangenen Signalen werden schlechter, was in einem Übertragungsverlust des Signals resultiert.

Wenn das Paket aus einem Material mit einer hohen dielek trischen Konstante gemacht ist, müssen die Schichten bei hoher Temperatur miteinander verbunden werden. Dies bedeutet, daß die Streifenleitungen aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt ge macht werden sollten. Die vorgenannten Filtercharakteristika können daher in größerem Maße verschlechtert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Signalverlust in dem Durchgangsbereich des Filterchips zu reduzieren und so die damit verbundene charak teristische Qualitätsverschlechterung zu unterdrücken. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Dem gemäß ist ein Mehrschichten-Duplexer-Paket vorgesehen mit: zwei Oberflächen- Akustikwellen-Filterchips, die unterschiedliche mittlere Durchgangsbereichfrequenzen haben; und zumindest zwei Phasenan passungsschaltungen zur Anpassung der Phase eines Filterchips an diejenige des anderen Filterchips, wobei die Phasenanpas sungsschaltkreise jeweils Streifenleitungen umfassen, die über einander geschichtet sind, und wobei die Streifenleitungen je weils eine charakteristische Impedanz haben, die höher als die charakteristische Impedanz einer externen Schaltung ist, der mit dem Duplexer-Paket zu verbinden ist.

Bei dieser Konstruktion ist die Impedanz einer jeden Streifenleitung auf einen höheren Wert gesetzt, als derjenige der externen Schaltung, der mit dem Duplexer-Paket zu verbinden ist.

Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an.

Im folgenden werden Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert:

Fig. 1 ist das Blockdiagramm einer Zweiwegantenne in Über einstimmung mit Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zur Erklärung der Frequenzcharakteristika der Filterchips einer Zweiwegantenne;

Fig. 3(a) und 3(b) sind jeweils eine Drauf- und eine Schnittsicht einer Zweiwegantenne, die ein Mehrschichten- Keramikpaket in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung nutzt;

Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein beispielhaftes Muster einer Streifenleitung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung der Filtercharakteristika relativ zur charakteristischen Impe danz einer Streifenleitung in Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung in der charakteristischen Impedanz einer Streifenleitung in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Er findung zeigt;

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die einen Ver gleich von Bandcharakteristika zwischen Ausführungsbeispiel 1 und 2 zeigt;

Fig. 8 ist ein elektrisch äquivalentes Schaltkreismodell eines Duplexer-Paketes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung, die eine Bandcha rakteristik in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 10(a) und 10(b) ist jeweils eine Drauf- und Schnitt ansicht eines herkömmlichen Duplexer-Paketes.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail beschrieben.

Ein Mehrschichten-Duplexer-Paket in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt: zwei Oberflächen- Akustikwellen-Filterchips mit unterschiedlichen mittleren Durchgangsbereichfrequenzen; und zumindest zwei Phasenanpas sungsschaltkreise zur Anpassung der Phase des einen Filterchips an diejenige des anderen Filterchips, wobei die Phasenanpas sungsschaltkreise jeweils Streifenleitungen umfassen, die über einander geschichtet sind, und wobei die Streifenleitungen je weils eine charakteristische Impedanz haben, die höher als die charakteristische Impedanz einer externen Schaltung ist, der mit dem Duplexer-Paket zu verbinden ist.

Die charakteristische Impedanz einer jeden Streifenleitung ist vorzugsweise auf einen Wert 1.11 mal so groß (±7%) wie derjenige der externen Schaltung gesetzt.

Weiterhin kann die Streifenleitung an ihren gegenüberlie genden Enden unterschiedliche Breiten haben.

Vorzugsweise umfasst das Duplexer-Paket weiterhin einen ge meinsamen Signalanschluss, zur Verbindung mit einem externen Schaltkreis, wobei jede der Streifenleitungen mit ihrem einen ihrer Enden mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist sowie mit ihrem anderen Ende mit dem korrespondierenden Filterchip, und wobei das andere Ende jeder Streifenleitung, das mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist, eine geringere Brei te als diejenige des einen Endes hat, das mit dem Filterchip verbunden ist, so daß die Breite der Streifenleitung von dem genannten anderen Ende, das mit dem Filterchip verbunden ist, zum genannten einen Ende, das mit dem gemeinsamen Signalan schluss verbunden ist, abnimmt.

Weiterhin sind die Streifenleitungen und Filterchips vor zugsweise in Schichten ausgebildet.

Vorzugsweise umfassen die Filterchips jeweils parallele Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren, die parallel mit einer Signalleitung verbunden sind, die der gemeinsame Signalan schluss und die korrespondierende Streifenleitung verbindet, sowie einen seriellen Oberflächen-Akustikwellen-Resonator, der in Serie mit der Signalleitung verbunden ist, wobei die Anzahl der Erdeanschlüsse für ein Duplexer-Paket größer ist, als die Anzahl der parallelen Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren der Filterchips.

Das Duplexer-Paket ist typischerweise aus Aluminiumoxid, Glaskeramik oder irgendeinem anderen Material gemacht, das eine hohe dielektrische Konstante hat. Beispielhafte Materialien der Streifenleitungen umfassen Gold, Wolfram, Kupfer oder irgendein anderes Material, das einen geringen Widerstand und hohe Kon duktivität hat. Die zwei Streifenleitungen sind zwischen Schichten des Paketes eingeklemmt und aus irgendeinem der vor genannten Materialien mit einer hohen dielektrische Konstante gemacht sind, und sind mit einer dazwischenliegenden Schicht des Paketes übereinander geschichtet.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Impedanz einer jeden Streifenleitung auf einen Wert gesetzt, der höher als derjenige der externen Schaltung ist, der mit dem Duplexer-Paket zu verbinden ist, wobei der Signalverlust in ei nem Durchgangsbereich des Filterchips reduziert werden kann, wodurch wiederum der charakteristische Qualitätsverlust unter drückt werden kann.

Zusätzlich haben die Streifenleitungen keine konstante Breite, sondern unterschiedliche Breiten an den gegenüberlie genden Enden. Im Spezielleren ist die Breite des einen Endes einer jeden Streifenleitung, das mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist, schmaler als diejenige des anderen En des, das mit dem Filterchip verbunden ist, so daß die Breite der Streifenleitung von dem anderen Ende, das mit dem Filter chip verbunden ist, zu dem einen Ende, das mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist, allmählich abnimmt. Auf diese Weise kann der Signalverlust in dem Durchgangsbereich des Fil terchips reduziert werden, wodurch der charakteristische Quali tätsverlust unterdrückt wird.

Weiterhin sind die Streifenleitungen und Filterchips schichtweise angeordnet, wodurch das Duplexersystem ver kleinert wird.

Zudem ist die Anzahl der Erdeanschlüsse für Duplexer- Pakete größer als die Anzahl der parallelen Oberflächen- Akustikwellen-Resonatoren, die die Filterchips darstellen. Da her kann die Signaldämpfung in Sperrbereichen der jeweiligen Filterchips erhöht werden, wodurch der charakteristische Quali tätsverlust unterdrückt wird.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung bezüglich der beigefügten Zeichnungen speziell durch Ausführungsformen, aber nicht auf diese beschränkt, beschrieben.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Die Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Duplexer- Pakets in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, umfaßt das Duplexer-Paket zwei Oberflächen- Akustikwellen-Bandpaßfilterchips F1 und F2, die mit gemeinsamen Anschlüssen T-T' verbunden sind sowie aus zwei Phasenanpas sungsschaltungen 1 und 2, die jeweils zwischen den Filterchips und den gemeinsamen Anschlüssen T-T' verbunden sind.

Die gemeinsamen Anschlüsse T und T' sind über eine Antenne mit einem externen Schaltkreis zur Übertragung und zum Empfang von Funkwellen verbunden. Das Duplexer-Paket umfaßt weiterhin F1-Anschlüsse, die beispielsweise zur Verbindung mit einem ex ternen Senderschaltkreis mit dem Filterchip F1 verbunden sind, und F2-Anschlüsse, die beispielsweise zur Verbindung mit einem externen Empfängerschaltkreis mit dem Filterchip F2 verbun den sind.

Die Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zur Erklärung von Frequenzcharakteristika der Filterchips des Duplexer- Pakets. Wie gezeigt, haben die Oberflächen-Akustikwellen- Bandpaßfilterchips F1 und F2 unterschiedliche mittlere Durch laßfrequenzbereiche. Beispielsweise sind die mittleren Frequen zen f1 und f2 der Filterchips F1 und F2 auf jeweils 932 MHz und 878 MHz gesetzt. In diesem Fall sind die Filterchips F1 und F2 jeweils mit einem Phasenanpassungsschaltkreis versehen, so daß die Durchgangsbereich-Charakteristika der Filterchips sich nicht gegenseitig stören, d. h., die minimale Dämpfung des je weiligen Filterchips überlappt nicht mit der anderen.

Die Fig. 3(a) und 3(b) sind jeweils eine Drauf- und eine Schnittansicht eines Duplexers, der ein Mehrschichten-Ke ramikpaket in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nutzt. In den Fig. 3(a) und 3(b) sind Phasenanpassungs schaltkreise 1 und 2 gezeigt, die jeweils Streifenleitungen um fassen, die aus einem Material, wie z. B. Wolfram, gemacht sind, sowie Erdeschichten GND, die mit den zwei Streifenleitungen ge schichtet und zwischen diesen angeordnet sind, Erde Anschlüsse 3 für ein Duplexer-Paket, Filtersignalanschlüsse 4, die jeweils mit Filterchips 7 und 8 von jeweils Empfänger und Senderschal tungen verbunden sind, und gemeinsame Signal Anschlüsse 5, die über die Phasenanpassungsschaltkreise mit einem externen Schaltkreis verbunden sind.

Die Filterchips 7 und 8 sind über den Erdeschichten ange ordnet. Die Filterchips 7 und 8 sind mit Hilfe von Drähten 9 beide mit den Erde Anschlüssen 3, den Filtersignalanschlüssen 4 und gemeinsamen Signalanschlüssen 5 verbunden. Die Streifenlei tungen 1 und 2, Anschlüssen 3, 4 und 5 und Filterchips 7 und 8, die in einer Schichtstruktur ausgebildet sind, sind durch Durchgangsbohrungen mit beiden verbunden.

Ein Keramikpaket 6 mit der vorgenannten Struktur ist aus einem Glaskeramikmaterial gemacht (dielektrische Konstante = 5) und hat Abmessungen von ungefähr 7,5 mm × 8,5 mm × 2,1 mm (Hö he).

Die Streifenleitungen 1 und 2, die zwischen den Erde schichten GND eingelagert sind, sind nicht geradlinig angeord net, sondern sind kontinuierliche Leitungen, die einige in der selben Ebene ausgebildete Bögen und gerade Linien haben. Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein exemplarisches Muster der Strei fenleitung 1 darstellt. Die Länge und Breite der Streifenlei tung 1 liegt jeweils bei 35 mm und ungefähr 0,2 mm. Die Strei fenleitung 2 ist anders als die Streifenleitung 1 konfiguriert, wobei die Länge und Breite derselben jeweils ungefähr 25 mm (kürzer als der Streifen 1) und 0,2 mm (entsprechend Streifen 1) beträgt.

Diese zwei Streifenleitungen sind, wie in Fig. 3(b) ge zeigt, beide zwischen den Erdeschichten GND angeordnet, die aus einem Glaskeramikmaterial gemacht sind. Die Dicke der jeweili gen Erdeschichten ist, wie in Fig. 3(b) gezeigt, der Art, daß die charakteristischen Impedanzen der jeweiligen Streifenlei tungsmuster auf 55 Ω eingestellt ist. In diesem Fall sind die charakteristischen Impedanzen der Streifenleitungen höher ge setzt (= 55 Ω) als die charakteristische Impedanz (= 50 Ω) der externen Schaltung.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Änderung der Filtercharakteristika relativ zur charakteristischen Impe danz der Streifenleitung zeigt. Die Filtercharakteristika, die in Fig. 5 gezeigt sind, umfassen ein VSWR oder Stehwellenver hältnis in einem Durchlaßbereich eines Filterchips, eine Ände rung des Reflexionskoeffizienten und eine Verlustzunahme in dem Durchlaßbereich des anderen Filterchips, die jeweils als Ordinate aufgetragen sind.

Das Stehwellenverhältnis in dem Durchlaßbereich ist im allgemeinen nicht größer als 2 und idealerweise 1. Daher hat der Filter ein Stehwellenverhältnis von nicht größer als 2 und so nahe an 1 wie möglich.

Obwohl der Reflexionskoeffizient idealerweise 1 ist, hat ein im allgemeinen eingesetzter Filter einen Reflexionskoeffizient von ungefähr 0,85 bis 0,9. Um die charakteristischen Qua litätsverluste des Filters zu vermeiden, ist es von grundlegen der Bedeutung, daß der Änderungswert des Reflexionskoeffizi enten der Art ist, daß der Reflexionskoeffizient so nahe an 1 wie möglich liegt, d. h. ein Wert nicht kleiner als 0.

Der Verlust ändert sich mit der Änderung in der charakte ristischen Impedanz der Streifenleitung. Der zulässige Bereich einer Verlustzunahme ist 0 bis ungefähr 0,5, welcher keine Pro bleme in der praktischen Signalübertragung bewirkt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wo die charakteristische Impe danz 50 Ω beträgt, nimmt das Stehwellenverhältnis VSWR bei spielsweise einen bevorzugteren Wert an, als in dem Fall, wo die charakteristische Impedanz 55 Ω beträgt. Die Werte des Re flexionskoeffizienten ändern sich jedoch und die Verlustzunahme nimmt einen unerwünschten Wert an.

Dementsprechend zeigen die Streifenleitungen mit einer charakteristischen Impedanz von 55 Ω einen geringeren Quali tätsverlust in den Filtercharakteristika insgesamt, als dieje nigen mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω. Dies bedeutet, daß der charakteristische Qualitätsverlust bei Strei fenleitungen mit einer charakteristischen Impedanz, die etwas höher liegt als diejenige des externen Schaltung, stärker un terdrückt wird. Weiterhin nimmt das Stehwellenverhältnis bei den Streifenleitungen mit einer charakteristischen Impedanz in der Nähe von 60 Ω einen Wert größer als 2 an, und die Zunahme an Fehlanpassungsverlust übersteigt 0,5, was zu einer Quali tätsverschlechterung der Filtercharakteristika führt, die nicht ignoriert werden kann.

Die Kriterien zur Auswahl der charakteristischen Impedanz der Streifenleitungen, die in der Praxis keine Probleme dar stellen, sind der Art, daß das Stehwellenverhältnis nicht grö ßer als 2 ist, die Änderung des Reflexionskoeffizienten nicht kleiner als 0 ist und die Verlustzunahme nicht größer als 0,5 ist. Um den Qualitätsverlust in den Filtercharakteristika zu unterdrücken, ohne irgendwelche Probleme in der praktischen Si gnalübertragung zu bewirken, sollte die charakteristische Impedanz der Streifenleitungen 1.11 (±7%) mal so groß sein, wie die charakteristische Impedanz (50 Ω) der externen Schaltung (d. h. 51,615 Ω bis 59,385 Ω).

Die obere Grenze der charakteristischen Impedanz der Streifenleitungen ist der Art, daß das Stehwellenverhältnis un gefähr 2 ist, und die untere Grenze derselben ist der Art, daß die Reflexionskoeffizientenänderung 0 ist. Wenn die charakteri stische Impedanz 1.11 (±7%) mal so groß ist, wie die charakte ristische Impedanz (50 Ω) des externen Schaltung, kann der Be reich zwischen der oberen und unteren Grenze der charakteri stischen Impedanz realisiert werden.

Auf diese Weise kann der Signalverlust im Durchgangsbe reich der jeweiligen Filterchips reduziert werden, um den cha rakteristischen Qualitätsverlust der Filterchips zu unterdrüc ken, indem die charakteristische Impedanz der Streifenleitungen (oder der Phasenanpassungsschaltkreise) auf einen Wert gesetzt wird, der höher als derjenige der externen Schaltung ist.

Weiterhin kann die gesamte Größe des Duplexer-Paketes re duziert werden, da zwei Streifenleitungen übereinander ge schichtet sind und die Filterchips über den Streifenleitungen angeordnet sind. Wie weiter oben bemerkt, kann der charakteri stische Qualitätsverlust der Filterchips unterdrückt werden, wodurch der Produktionsertrag der Duplexer-Pakete verbessert werden kann.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2

Als nächstes ist ein Beispiel eines Duplexer-Pakets zu be schreiben, das Streifenleitungen mit jeweils unterschiedlichen Breiten an den gegenüberliegenden Enden umfaßt.

Die Breite des Streifenleitungsmusters (in Fig. 4 ge zeigt), das zwischen Erdeschichten eingebettet ist, wird nach und nach geändert. Beispielsweise hat die Streifenleitung 1 allmählich sich ändernde Breiten entlang ihrer Längsrichtung, mit einer Breite von ungefähr 240 µm an einem ihrer Enden, das mit dem Filterchip verbunden ist, einer Breite von ungefähr 180 µm an dem Ende, das mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist, und einer Breite von ungefähr 200 µm in ihrem dazwischen liegenden Bereich.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung in der charakteristischen Impedanz einer Streifenleitung zeigt, die allmählich sich ändernde Breiten entlang ihrer Längsrich tung hat. Die charakteristische Impedanz schließt einen Einfluß durch den Widerstand der Streifenleitung ein.

In Fig. 6 zeigen die Abszisse und die Ordinate die Länge bzw. die charakteristische Impedanz der Streifenleitung. Die obere Graphik in Fig. 6 zeigt den Fall, bei dem die Länge der Leitung 35 mm (entsprechend Streifenleitung 1) beträgt, und die untere Graphik in Fig. 6 zeigt den Fall, bei dem die Leitungs länge 25 mm (entsprechend Streifenleitung 2) beträgt.

Die linke Seite der Graphik stellt ein Ende der Streifen leitung auf der Seite des Filterchips dar, die eine größere Breite hat, während die rechte Seite der Graphik das andere En de auf der Seite des gemeinsamen Anschlusses darstellt, das ei ne schmalere Breite hat. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wo die charakteristische Impedanz der externen Schaltung mit 50 Ω an gegeben ist, ist die charakteristische Impedanz an ihrem einen Ende, auf der Seite des Filterchips, das eine größere Breite hat, ungefähr 0,95 mal so groß und am anderen Ende der Strei fenleitung, auf der Seite des gemeinsamen Anschlusses, das eine geringere Breite hat, 1,3 mal so groß, wobei die durch schnittliche Impedanz 1,11 mal so groß ist wie diejenige der externen Schaltung.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die einen Ver gleich der Bandcharakteristika zwischen der Streifenleitung nach Ausführungsbeispiel 1 mit einer konstanten Breite und der Streifenleitung nach Ausführungsbeispiel 2 mit einer sich all mählich ändernden Breite zeigt. Die Abszisse und die Ordinate zeigen jeweils die Frequenz und die Dämpfung.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, bietet die Streifenleitung mit einer sich allmählich ändernden Breite einen verbesserten Ein fügeverlust (Dämpfung) und einen Fehlanpassungsverlust von un gefähr 0,2 dB, was eine Reduktion um 80% im Vergleich mit der Streifenleitung mit einer konstanten Breite nach Ausführungs beispiel 1 bedeutet. Der tatsächliche Fehlanpassungsverlust ist kleiner als ein theoretischer Wert. Dies liegt daran, daß die charakteristische Impedanz des Filterchips als Resultat der Phasenrotation, die durch die Streifenleitung bewirkt wird, derjenigen der externen Schaltung gleich wird, der eine charak teristische Impedanz hat, die sich ziemlich stark von derjeni gen der Streifenleitung unterscheidet.

Daher erlaubt es die Streifenleitung mit unterschiedlichen Breiten an den gegenüberliegenden Enden, daß der Filterchip in seinem Durchgangsbereich einen verminderten Signalverlust und einen geringeren charakteristischen Qualitätsverlust zeigt. Zu sätzlich verbessert die Unterdrückung des charakteristischen Qualitätsverlustes den Produktionsertrag von Duplexer-Paketen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3

Ausführungsbeispiel 1, das in Fig. 3 gezeigt ist, sieht ein Beispiel eines Duplexer-Paketes vor, das eine Vielzahl von Erdeanschlüssen hat, die auf dessen Oberfläche gebildet sind. Durch das Ausführungsbeispiel 3 werden die Charakteristika ei nes Duplexer-Paketes beschrieben, das Erdenschlüsse oder Erde bondingpads besitzt, deren Anzahl größer ist, als diejenige der parallelen Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren, die in dem Filterchip eingeschlossen sind.

Im allgemeinen schließt der Filterchip parallele Oberflä chen-Akustikwellen-Resonatoren ein, die parallel mit einer Si gnalleitung verbunden sind, die den vorgenannten gemeinsamen Anschluss und eine Streifenleitung verbindet sowie einen seri ellen Oberflächen-Akustikwellen-Resonator, der in Serie mit der Signalleitung verbunden ist.

Wie bezüglich Fig. 3(a) beschrieben, ist eines der Enden der Resonatoren in dem Filterchip mittels Drähten 9 mit einem Erdeanschluss 3, einem Filteranschluss 4 und einem gemeinsamen Anschluss 5 verbunden. Da das Duplexer-Paket aus einer Mehr schichtenstruktur besteht, wird durch Durchgangslöcher die Ver bindung zu den Streifenleitungen, die in tieferen Schichten an geordnet sind, sowie eine Erdung erreicht.

Fig. 8 ist ein elektrisch äquivalentes Schaltkreismodell des Duplexer-Paketes, das in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 8 sind Filterchips 7 und 8 gezeigt, die jeweils einen seriellen Ober flächen-Akustikwellen-Resonator und zwei parallele Oberflächen- Akustikwellen-Resonatoren besitzen. Die Filterchips sind durch Drähte 9 mit den jeweiligen Anschlüssen verbunden. Die Drähte 3 schließen jeweils eine induktive Komponente ein. Die Durch gangslöcher zur Verbindung der Filterchips mit den Streifenlei tungen, die in den unteren Schichten angeordnet sind sowie die Erdeanschlüsse umfassen ebenfalls induktive Komponenten, wie in Fig. 8 gezeigt.

Es ist bekannt, daß die Signaldämpfung im Sperrbereich ei nes Filters geändert wird, wenn sich die Anzahl der Drähte, die mit den parallelen Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren ver bunden sind, ändert. Dies liegt daran, daß die induktiven Kom ponenten, die in den Drähten 9 und den Durchgangslöchern vor handen sind, geändert werden. Im allgemeinen bewirken die in duktiven Komponenten einen Verlust an Hochfrequenzsignalen und beeinflussen andererseits die Signaldämpfung. Deswegen sollten die induktiven Komponenten vermindert werden.

Aus diesem Grund sind auf dem Duplexer-Paket Erdeanschlüs se 3 in einer größeren Zahl als parallele Oberflächen- Akustikwellen-Resonatoren gebildet. Deswegen wird eine vergrö ßerte Anzahl der Drähte 9 und Durchgangsbohrungen zur paralle len Verbindung der Filter mit den Erdeanschlüssen verwendet, wodurch die induktiven Komponenten, die in den Drähten 9 und den Durchgangsbohrungen enthalten sind, vermindert werden kön nen.

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung von Durchgangsbe reich-Charakteristika, zum Vergleich zwischen dem Fall (A) bei dem eine vergrößerte Anzahl von Erdeanschlüssen gebildet sind, und Fall (B), bei dem eine Anzahl von parallelen Oberflächen- Akustikwellen-Resonatoren derjenigen der Erdeanschlüsse ent spricht. Im Fall (A) sind pro parallelem Oberflächen- Akustikwellen-Resonator zwei Erdeanschlüsse vorgesehen. Die Dämpfung im Sperrbereich des Filterchips kann um ungefähr 5 dB erhöht werden, wie in Fig. 9 gezeigt. Hierbei ist eine geringe charakteristische Qualitätsverminderung im Durchgangsbereich des Filterchips zu erkennen, wie in Fig. 9 gezeigt.

Anstelle einer Vergrößerung der Anzahl von Erdeanschlüs sen, wie oben beschrieben, kann die Signaldämpfung im Sperrbe reich erhöht werden, indem die Anzahl an Drähten zur Verbindung der Erdeanschlüsse mit dem Filter erhöht wird. Es wird angenom men, daß die Verminderung in der Signaldämpfung im Sperrbereich aus reduzierten induktiven Komponenten resultiert, die in den Durchgangsbohrungen und Drähten vorhanden sind.

Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich, können die Filter charakteristika verbessert werden, indem, wie in Fig. 8 ge zeigt, derartig viele Erdeanschlüsse 3 vorgesehen werden, wie es der Raum auf dem Duplexer-Paket erlaubt. Auf diese Art und Weise kann die Signaldämpfung ohne einen Qualitätsverlust der Charakteristika im Durchgangsbereich des Filterchips, in dem eine größere Anzahl an Erdeanschlüssen vorgesehen wird als pa rallele Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren, nur im Sperrbe reich erhöht werden. Dies bedeutet, daß die Charakteristika ei nes Filterchips im Durchgangsbereich des anderen Filterchips verbessert werden können.

Obwohl diese Ausführungsformen Duplexer-Pakete einsetzen, die aus Glaskeramik gemacht sind, können andere Materialien, wie Aluminiumoxid (dielektrische Konstante: 10) und Mulit für das Duplexer-Paket eingesetzt werden. Diese Materialien verbes sern ebenfalls die Filtercharakteristika im wesentlichen im selben Umfang wie Glaskeramik, mit einer geringen Differenz im absoluten Wert der Signaldämpfung.

Während die Duplexer-Pakete in Übereinstimmung mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen aus einer Schichtstruktur mit einer Filterchipschicht und zwei Streifenleitungsschichten, die übereinander geschichtet sind, bestehen, können die Filter chips und zwei Streifenleitungen in derselben Ebene eines Glas keramiksubstrates angeordnet sein. In einem derartigen Fall kann ein Substrat mit einer größeren Basisfläche notwendig sein, wobei aber die Höhe desselben reduziert werden kann. Da her kann abhängig von ihren Anwendungen entweder das Duplexer- Paket mit einer Schichtstruktur oder das Duplexer-Paket mit ei ner ebenen Struktur, bei der die Filterchips etc. in derselben Ebene angeordnet sind, gewählt werden.

Alternativ dazu kann das Duplexer-Paket derart konstruiert sein, daß die Streifenleitungen und die Filterchips auf unab hängigen Substraten angeordnet sind, oder daß zwei Streifenlei tungen parallel zueinander in einem Glaskeramiksubstrat einge lagert sind.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann der charakteristische Qualitätsverlust der Filterchips unterdrückt werden, indem die charakteristische Impedanz einer jeden Strei fenleitung auf einen Wert gesetzt wird, der größer ist als die charakteristische Impedanz eines externen Schaltung, der mit dem Duplexer-Paket zu verbinden ist, indem Streifenleitungen gebildet werden, die jeweils unterschiedliche Breiten an den gegenüberliegenden Enden aufweisen, oder indem das Duplexer- Paket mit Erdeanschlüssen versehen wird, deren Anzahl größer ist als die der parallelen Oberflächen-Akustikwellen- Resonatoren, die in den Filterchips eingeschlossen sind.

Claims

1. Mehrschichten-Duplexer-Paket mit:
zwei Oberflächen-Akustikwellen-Filterchips mit un terschiedlichen mittleren Durchgangsbereichfrequenzen; und
zumindest zwei Phasenanpassungsschaltkreisen zur Festlegung der Impedanz-Charakteristika der Filterchips,
wobei die Phasenanpassungsschaltkreise jeweils Streifenleitungen umfassen, die übereinander geschichtet sind, und dadurch gekennzeichnet,
daß die Streifenleitungen jeweils einen Wellenwi derstand haben, der 1,04 bis 1,19 mal so groß ist wie der der externen Schaltung, die mit dem Duplexer-Paket zu ver binden ist.

2. Duplexer-Paket nach Anspruch 1, bei dem die Streifenleitungen an ihren gegenüberliegen den Enden jeweils unterschiedliche Breiten haben.

3. Duplexer-Paket nach Anspruch 1, bei dem die Streifenleitungen an ihren entgegengesetz ten Enden jeweils unterschiedliche Breiten haben.

4. Duplexer-Paket nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 3, bei dem die Streifenleitungen und die Filterchips in Schichten ausgebildet sind.

5. Duplexer-Paket nach Anspruch 1,
bei dem die Streifenleitungen an ihren entgegengesetz ten Enden jeweils unterschiedliche Breiten haben, weiterhin mit:
einem gemeinsamen Signalanschluss zur Verbindung der externen Schaltung mit dem Duplexer-Paket,
wobei die Streifenleitungen an dem einen Ende jeweils mit dem gemeinsamen Signalanschluss und an dem anderen Ende mit dem entsprechenden Filterchip verbunden sind; und
wobei das eine Ende der jeweiligen Streifenleitungen, das mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist, eine ge ringere Breite als diejenige des anderen Endes hat, das mit dem Filterchip verbunden ist, so daß die Breite einer jeden Strei fenleitung vom anderen Ende, das mit dem Filterchip verbunden ist, zum einen Ende, das mit dem gemeinsamen Signalanschluss verbunden ist, allmählich schmaler wird.

6. Duplexer-Paket nach Anspruch 5, bei dem die Streifenleitungen und die Filterchips in Schichten ausgebildet sind.

7. Duplexer-Paket nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Filterchips parallele Oberflächen- Akustikwellen-Resonatoren umfassen, die parallel mit einer Si gnalleitung verbunden sind, die den gemeinsamen Signalanschluss und eine der Streifenleitungen verbindet, und einen seriellen Oberflächen-Akustikwellen-Resonator, der in Serie mit der Si gnalleitung verbunden ist, wobei die Anzahl der Erdeanschllüsse für das Duplexer-Paket größer ist, als diejenige der parallelen Oberflächen-Akustikwellen-Resonatoren des Filterchips.

8. Duplexer-Paket nach Anspruch 7, bei dem die parallelen Oberflächen-Akustikwellen- Resonatoren jeweils zumindest zwei Erdeanschlüsse haben.