(57)【要約】本発明は、異なっている周波数バンドを分離するための、複数の移動無線システムに適しているフロントエンド回路に関する。周波数バンドの分離は本発明によれば、並列な信号路に介挿されているバンドパスフィルタによって行われ、これらバンドパスフィルタは薄膜共振器をベースに実現されており、その高いＱに基づいて周波数バンド間の高度な選択を可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの移動無線システムに１つの周波数バンドが割り当てられているという、相互に異なっている周波数バンドを有する少なくとも２つの移動無線システム用のフロントエンド回路（ＤＸ）であって、
１つの共通の、入力側に配置されているアンテナ接続端子（ＡＮＴｉｎ）を備え、
該アンテナ接続端子（ＡＮＴｉｎ）に電気的に接続されている少なくとも２つの相互に並列配置されている信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）を備え、ここで１つの信号路は１つの移動無線システムに配属されており、かつ
出力側に配置されている、それぞれの信号路に対して個別の電気的なポート（ＲＸ１ｏｕｔ，ＲＸ２ｏｕｔ）を備え、該ポートは後段回路に接続形成可能であり、
ここでそれぞれの信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）に独自の周波数バンドが割り当てられており、
それぞれの信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）においてバンドパスフィルタ（ＦＩ，Ｆ２）が配置されており、
該バンドパスフィルタ（ＦＩ，Ｆ２）は実質的に薄膜共振器を含んでおりかつアンテナ接続端子に直接接続されている
フロントエンド回路。
【請求項２】
信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）の少なくとも１つにバランが介挿されている
請求項１記載のフロントエンド回路。
【請求項３】
バランは信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）の少なくとも１つにおいてバンドパスフィルタ（ＦＩ，Ｆ２）と電気的なポート（ＲＸ１ｏｕｔ，ＲＸ２ｏｕｔ）との間に介挿されている
請求項２記載のフロントエンド回路。
【請求項４】
バンドパスフィルタ（ＦＩ，Ｆ２）はバラン機能部を有している
請求項１から３までのいずれか１項記載のフロントエンド回路。
【請求項５】
薄膜共振器の少なくとも２つは上下に積み重ねられているおよび／または相互に音響結合されておりかつその際に１つの合成された共振器を形成する
請求項１から４までのいずれか１項記載のフロントエンド回路。
【請求項６】
当該フロントエンド回路は少なくとも２０ｄＢの選択で周波数バンドの分離を保証する
請求項１から５までのいずれか１項記載のフロントエンド回路。
【請求項７】
信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）の少なくとも１つにおいて１つのデュプレクサ（Ｄ１，Ｄ２）に接続形成されている、薄膜共振器を備えた複数のバンドパスフィルタ（ＦＩ，Ｆ２）が配置されており、ここで
この信号路（ＲＸ１．ＲＸ２）は受信路（ＲＸ）および送信路（ＴＸ）を有している
請求項１から６までのいずれか１項記載のフロントエンド回路。
【請求項８】
受信路（ＲＸ）におけるデュプレクサ（Ｄ１，Ｄ２）にＬＮＡ（Ｖ１）が後置接続されておりおよび／または送信路（ＴＸ）において電力増幅器（Ｖ２）が後置接続されている
請求項７記載の周波数分離回路。
【請求項９】
デュプレクサ（Ｄ１，Ｄ２）、ＬＮＡ（Ｖ１）および／または電力増幅器（Ｖ２）に別のバンドパスフィルタ（Ｆ１１，Ｆ２１）が後置接続されている
請求項７または８記載の周波数分離回路。
【請求項１０】
信号路（ＲＸ１，ＲＸ２）、受信路（ＲＸ）および／または送信路（ＴＸ）の少なくとも１つにおいて対称的な信号をガイドするように設定されている
請求項７から９までのいずれか１項記載のフロントエンド回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に異なっている周波数バンドを有する種々の無線システムに対するフロントエンド回路に関する。
【０００２】
移動通信のフロントエンドモジュールにおける周波数バンドの分離は例えばスイッチングダイオードを用いて行うことができ、このために煩雑で高価な解決法になっている。
【０００３】
共通のアンテナ接続端子を有する素子における種々の周波数バンドの分離のために、受動回路エレメントから成っている周波数分離回路（またはダイプレクサ）を利用することもできる。ダイプレクサは大抵、受信路においてアンテナと複数の受信器との間に介挿されており、その際周波数バンド当たり有利には１つの受信器が設けられている。共通のアンテナ接続端子を有する素子における２つの周波数バンドの分離のために、例えば第１の信号路にローパスフィルタを配置しかつ第２の、これに並列に配置されている信号路にハイパス通過フィルタを配置することによって行うことができる。それぞれの信号路においてこのようにして形成された周波数分離回路にバンドパスフィルタを有する受信回路が後置接続されており、その際バンドパスフィルタは周波数分離回路に時には整合回路網を以て整合されなければならず、その際大きな所要面積が生じる。
【０００４】
公知の素子では周波数分離回路は入力側が（それぞれの信号路において）別の構成要素、例えば整合回路網と接続されて、周波数バンド相互の高度なアイソレーションが保証されなければならない。しかし整合回路網のエレメントはオーミック損失を有しており、大抵は大きなスペースを要求する。
【０００５】
刊行物ＥＰ０４００８３３Ｂ１から例えば偏波された信号の処理のためのマイクロ波ダイプレクサが公知であり、これは１つの導波路と、該導波路の周囲にわたって対称的に配置されている複数の、中空導体から成るバンドパス共振器装置とを有している。このダイプレクサは最高周波数でのレーダ用途に対して使用可能である。移動無線周波数において高められる所要スペースのためにこの種のダイプレクサは移動無線端末装置の使用には適していない。
【０００６】
これまで公知の、ダイプレクサを含んでいるフロントエンド回路は電気信号の比較的高い挿入損によって特徴付けられている。
【０００７】
本発明の課題は、僅かな挿入損しか有していない、異なっている周波数バンドを有する複数の移動無線システムに対して適しているフロントエンド回路を提供することである。
【０００８】
本発明は、それぞれの移動無線システムに１つの周波数バンドが配属されているという、相互に異なっている周波数バンドを有する少なくとも２つの移動無線システム用のフロントエンド回路を提供する。フロントエンド回路は、
ａ）  １つの共通の、入力側に配置されているアンテナ接続端子と、
ｂ）  該アンテナ接続端子に電気的に接続されている少なくとも２つの相互に並列配置されている信号路と、
ｃ）  出力側に配置されており、後段回路に接続形成可能である、それぞれの信号路に対して個別の電気的なポートと
を有している。その際それぞれの信号路に独自の周波数バンドが配属されておりかつそれぞれの信号路においてバンドパスフィルタが配置されている。バンドパスフィルタは実質的に薄膜共振器を含んでおりかつアンテナ接続端子に直接接続されている。
【０００９】
本発明のフロントエンド回路は薄膜共振器の高いＱに基づいてバンド間の選択が高い（例えば２０ｄＢ以上）場合にも僅かな挿入損を有している。本発明によれば、周波数分離回路を唯一の素子における信号路に１つのバンドパスフィルタによってだけで、すなわち損失の生じる突き合わせ個所および整合回路網なしに実現しかつこれにより信号損を低減することができる。
【００１０】
薄膜共振器が実現されている多層テクノロジーは匹敵するＳＡＷテクノロジー（ＳＡＷ＝Surface Acoustice Wave）に対して、共振器の共振周波数が水平方向に並んで配置されているストラクチャによってではなくて、膜厚によって、すなわち薄膜共振器の垂直方向の構成によって決定されるという利点を有している。その際通例は１０μｍより厚い膜厚は、通例の移動無線周波数では約１μｍにあるＳＡＷ素子のフィンガ形状の電極の水平方向の寸法より良好にコントロールすることができる。
【００１１】
薄膜共振器は有利には、はしごもしくは格子形式の配置構成において相互に接続されている。本発明によれば、信号路の少なくとも１つにバランが介挿されている。バランは例えば信号路の少なくとも１つにおいてバンドパスフィルタと電気的なポートとの間に介挿されていてよい。
【００１２】
バランは例えば、複数の上下にスタックされたおよび／または相互に少なくとも部分的に音響結合された薄膜層共振器をベースとして実現することができる。まとめられた薄膜共振器は相互に接続形成されて、これらがバラン機能部を有する１つのフィルタ回路を実現することができる。
【００１３】
集積されたバラン機能部の他に、本発明の回路は別の機能も果たすことができる。殊に、適当な設計によってインピーダンス変換を実現することができる。
【００１４】
薄膜共振器の他に、本発明のフロントエンドモジュールに例えば容量、インダクタンスおよび線路または線路部分のような別のエレメントを集積することができ、これらは有利にも薄膜共振器と同じ工程において製造される。１つのモジュールに複数の構成要素をコンパクトに配置することで、リード損および／または構成要素間の所望しない結合が低減されるという利点を有する。
【００１５】
本発明のフロントエンド回路は入力もしくは出力インピーダンスに関してフレキシブルな形態によって特徴付けられておりかつ顧客の仕様に容易に整合することができる。
【００１６】
これまで公知の、電気信号を一方向においてだけ伝送するのに適しているマルチバンドフロントエンド回路とは異なって、本発明のフロントエンド回路は１つの信号路における受信信号並びに送信信号の伝送を伝送機能の高度な側縁急峻性によって可能にする。
【００１７】
本発明の有利な変形形態において、複数の薄膜共振器を含んでいるバンドパスフィルタが１つのデュプレクサに接続形成され、その際相応の信号路は１つの受信路および送信路を有している。その場合デュプレクサに受信路においてＬＮＡ（Low Noise Amplifier）および／または送信路に電力増幅器が後置接続されていてよく、その際全体の装置はモジュラー素子として実現されている。
【００１８】
次に本発明を実施例および対応する図に基づいて詳細に説明する。図２ないし４は全体がまたは部分的に相異している本発明のフロントエンド回路を示している。
【００１９】
図１は公知のフロントエンド回路のブロック線図（ａ）および周波数分離回路の実施例（ｂ、ｃ）を示し、
図２は本発明のフロントエンド回路を示し、
図３はバランを備えている本発明のフロントエンド回路を示し、
図４は２つの周波数バンドにおいて送受信信号を伝送するのに適している本発明のフロントエンド回路を示し、
図５はデュプレックス回路の例を示す。
【００２０】
図１ａには、１つのアンテナ接続端子ＡＮＴｉｎと第１および第２の信号路に対する２つの出力ポートＲＸ１ｏｕｔおよびＲＸ２ｏｕｔとを備えている公知のフロントエンドモジュールＤＩ（周波数分離回路）のブロック回路図が示されている。図１ｂおよび図１ｃは受動エレメントから形成されている、公知の周波数分離回路を実現している回路を示している。
【００２１】
図２において本発明の素子のブロック図に基づいて本発明の一般的な特徴について説明する。
【００２２】
図２には本発明のフロントエンド回路が略示されている。このフロントエンド回路は２つの並列に相互接続されておりかつ１つの共通のアンテナに接続可能であるバンドパスフィルタＦ１およびＦ２から成っている。
【００２３】
図３に示されている有利な実施例においてフロントエンドモジュールの信号路にそれぞれバランＢＡ１，ＢＡ２が配置されている。これは有利にはバンドパスフィルタＦ１およびＦ２と同じテクノロジーで実現されている。
【００２４】
図４には、例えばＧＳＭ９００およびＧＳＭ１８００のような２つの移動無線システムの送受信信号の伝送のために適している本発明のフロントエンドモジュールが示されている。デュプレクサＤ１は信号路１に配置されておりかつ図５に示されている、複数の薄膜共振器を含んでいるバンドパスフィルタＦ１ＡおよびＦ１Ｂを有している。
【００２５】
それぞれの信号路１または２は受信路ＲＸおよび送信路ＴＸに分割されており、その際２つのパスＲＸおよびＴＸにおける信号伝送の方向は反対である。送信路ＴＸにおけるデュプレクサＤ１内に配置されているバンドパスフィルタＦ１Ａはアンテナ接続端子ＡＮＴｉｎに直接接続されている。受信路ＲＸにおけるデュプレクサＤ１内に配置されているバンドパスフィルタＦ１Ｂはアンテナ接続端子ＡＮＴｉｎにλ／４線路を介して接続されている。信号路２に配置されている第２のデュプレクサＤ２は類似に構成されているが、別の周波数バンド用に設計されている。デュプレクサＤ１またはＤ２はそれぞれアンテナ接続端子に直接接続されている。
【００２６】
移動無線システムの受信信号の伝送周波数は通例、この移動無線システムの送信信号の伝送周波数とは異なっている。それ故にバンドパスフィルタＦ１ＡおよびＦ１Ｂは多少異なっている中心周波数を有している。しかし本発明の意味において同一の移動無線システムの近接している送信および受信バンドは唯一の周波数バンドと見なされる。
【００２７】
デュプレクサＤ１（もしくはＤ２）に続いて、受信路にＬＮＡ（Low noise amplifier）Ｖ１１（もしくはＶ２１）が設けられている。これはデュプレクサＤ１（もしくはＤ２）と付加的なバンドパスフィルタＦ１１（もしくはＦ２１）との間に介挿されている。
【００２８】
送信路には電力増幅器Ｖ１２（もしくはＶ２２）が設けられており、これはデュプレクサＤ１（もしくはＤ２）と付加的なバンドパスフィルタＦ１２（もしくはＦ２２）との間に介挿されている。
【００２９】
本発明のフロントエンドモジュールの信号路に、対称的な信号をガイドするための受信路ＲＸおよび送信路ＴＸを設けることができる。バラン機能部は例えばデュプレクサＤ１もしくはＤ２に集積されていてもよい。
【００３０】
実施例および対応する図に示されている本発明の実現の他に更に、一連の別の組み合わせが考えられ、これらは上述した実施例の個々の構成要素を省略することによってまたは組み合わせることによって可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】公知のフロントエンド回路のブロック線図
【図１ｂ】周波数分離回路の実施例の略図
【図１ｃ】周波数分離回路の別の実施例の略図
【図２】本発明のフロントエンド回路略図
【図３】バランを備えている本発明のフロントエンド回路の略図
【図４】２つの周波数バンドにおいて送受信信号を伝送するのに適している本発明のフロントエンド回路の略図
【図５】デュプレックス回路例の略図
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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