專利名稱：濾波器裝置和在其中使用該濾波器裝置的雙頻段無線系統(tǒng)的制作方法
一般來說，本發(fā)明涉及一種濾波器裝置，更具體地來講，是涉及適合用于在雙頻段中發(fā)送和接收信號的雙頻段無線系統(tǒng)的濾波器裝置。
小型、重量輕的移動終端系統(tǒng)，諸如自動電話機或便攜電話機已經(jīng)變?yōu)閺V泛地使用了。在近年來這樣系統(tǒng)的用戶數(shù)量已經(jīng)增加了，和要求可移動終端系統(tǒng)利用的信道數(shù)量也要增加。為了滿足這種需求，使用了比之前更寬的無線電頻率范圍的移動終端系統(tǒng)已開發(fā)供實際使用。特別是，早期的移動終端系統(tǒng)僅利用800MHz附近的頻段，而利用1.5GHz附近頻段的新的移動終端系統(tǒng)已在實際中使用。
更具體地講，早期的移動終端系統(tǒng)使用940～960MHz的發(fā)送頻率范圍和810～830MHz的接收頻率范圍。新的1.5GHz系統(tǒng)使用1.429～1.453GHz的發(fā)送頻率范圍和1.477～1.501GHz的接收頻率范圍。


圖1表示一種現(xiàn)有技術(shù)的無線系統(tǒng)的無線信號部分。這個系統(tǒng)在800MHz或1.5GHz的單一頻段內(nèi)發(fā)送或接收信號。在下文中，這樣一種移動終端系統(tǒng)將稱為單頻段系統(tǒng)。
參照圖1，該無線系統(tǒng)的無線信號部分包括天線11、天線雙工器2、無線信號發(fā)送機(TX)單元3和無線信號接收機(RX)單元4。在單頻段系統(tǒng)中，如圖1所示，一個調(diào)制器(未示出)單元連接到TX單元3的輸入端，和RX單元4的輸出端連接到解調(diào)器單元(未示出)。
無線信號發(fā)送機(TX)單元3在濾波器5從調(diào)制器單元接收發(fā)送的信號。濾波器5僅通過在中心頻段內(nèi)的信號。功率放大器(PA)6放大來自濾波器5的發(fā)送信號。濾波器7僅通過中心頻段內(nèi)的信號。TX單元3從濾波器7輸出發(fā)送的信號到天線雙工器2，以便將該信號經(jīng)過天線11發(fā)送。
無線信號接收機(RX)單元4在濾波器8從天線雙工器接收一個接收的信號。濾波器8僅通過在中心頻段內(nèi)的信號。低噪聲放大器(LNA)9放大來自濾波器8的接收信號。濾波器10僅通過中心頻段內(nèi)的信號。RX單元4將來自濾波器10的接收信號輸出到解調(diào)器單元。
濾波器5、7、8和10通常是帶通濾波器，該濾波器阻止所有的信號通過，除了包括一個預定的中心頻率“fo”的中心頻段以外。濾波器5、7、8和10抑制噪聲，但僅通過在中心頻段內(nèi)的信號。
具有類似于上面描述的移動終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、用于800MHz頻段的單頻段系統(tǒng)和用于1.5GHz的單頻段系統(tǒng)兩者已經(jīng)被分別開發(fā)了并投入實際使用。800MHz的系統(tǒng)不能使用1.5GHz頻段中的信號，和1.5GHz系統(tǒng)不能使用800MHz頻段中的信號。
如果提供一種可以利用800MHz和1.5GHz兩個頻段的雙頻段的無線系統(tǒng)，則對用戶是有益的。這種雙頻段無線系統(tǒng)可以使用800MHz和1.5GHz頻段之一中的信號，和該兩個頻段之一是人工地選擇的。為了構(gòu)成上述的雙頻段無線系統(tǒng)，一些元件對于800MHz頻段和1.5GHz頻段是可以公用的。但是另外一些元件不能公用和對于雙頻段無線系統(tǒng)必須單獨準備。
例如，在圖1的無線系統(tǒng)的情況下，對于上述雙頻段無線系統(tǒng)而言，功率放大器6和低噪聲放大器9可以公用。然而，對于濾波器5、7、8和10，用于800MHz頻段的一組濾波器和用于1.5GHz頻段的一組濾波器必須分別準備，以構(gòu)成上述的雙頻段無線系統(tǒng)。
濾波器5、7、8和10是單獨生產(chǎn)的封裝部件。因此，為了構(gòu)成雙頻段無線系統(tǒng)，必須包括用于兩個頻段之一的一組濾波器和用于另一頻段的一組濾波器。這使構(gòu)成具有小型的、重量輕的信號部分的雙頻段無線系統(tǒng)是困難的。此外，兩組濾波器必須組裝起來構(gòu)成該無線系統(tǒng)的無線信號部分，和在組裝以后，該無線信號部分的可靠性變低及成本變高了。再有，通過簡單地組合兩組濾波器，得到所期望的帶通濾波特性是困難的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種新穎和有益的濾波器裝置，用于雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分，其中上面描述的各種問題都被消除了。
本發(fā)明的另外一種目的是提供一個高性能的濾波器裝置，該裝置能夠構(gòu)成可靠的、小型的、重量輕的雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種雙頻段無線系統(tǒng)，其中可靠的、小型的、重量輕的無線信號部分是通過在其中加入該濾波器裝置構(gòu)成的。
本發(fā)明的上述目的是通過一個濾波器裝置實現(xiàn)的，該裝置包括一個組件，在組件中設置至少兩個濾波器元件，每個元件僅通過在預定頻段內(nèi)的信號，各濾波器元件的預定頻段具有彼此不同的中心頻率，一個輸入端連接到各濾波器元件的各自的輸入端和由其共用，和一個輸出端，連接到各濾波器元件的各自的輸出端和由它們共用。
本發(fā)明的上述目的是通過一個無線系統(tǒng)實現(xiàn)的，該系統(tǒng)包括一個無線信號發(fā)送機單元，該單元處理在該無線信號發(fā)送機單元的輸入端的已調(diào)信號，在其輸出端產(chǎn)生發(fā)送的無線信號，該發(fā)送的無線信號被發(fā)送到一個外部站；一個無線信號接收機單元，該單元處理在該無線信號接收機單元的輸入端的信號，在其輸出端產(chǎn)生接收的無線信號；一個解調(diào)器單元，在該解調(diào)器單元的輸出端從該解調(diào)的單元的輸入端的無線信號接收機單元的接收無線信號進行解調(diào)產(chǎn)生解調(diào)的信號；一個基帶信號處理器單元，在該基帶信號處理器單元的輸出端從該基帶信號處理的輸入端的音頻信號經(jīng)過基帶信號處理產(chǎn)生已處理的信號，該基帶信號處理器單元的輸出端連接到調(diào)制器單元的輸入端，該信號處理器單元具有另外的輸出端，在該輸出端上從在該基帶信號處理器單元的其它輸入端經(jīng)基量信號處理產(chǎn)生音頻信號，該基帶信號處理器單元的其它輸入端連接到解調(diào)器單元的輸出端，每個發(fā)送機單元和接收機單元包括至少一個濾波器裝置，每個發(fā)送機單元和接收機單元的濾波器裝置包括一個封裝組件；設置在該組件中的至少兩個濾波器元件，每個元件僅通過一個預定頻帶內(nèi)的信號，濾波器元件的預定頻段具有彼此不同的中心頻率；輸入端連接到濾波器元件的各自輸入端和為其所共用；和輸出端連接到濾波器元件的各自的輸出端和為其所共用。
在本發(fā)明的一個方面的濾波器裝置包括一個精裝組件，設置在該組件中、具有不同的預定頻段的中心頻率的至少兩個濾皮器元件，連接到和為其所共用的各濾波器元件的輸入輸入端，和連接到和為各濾波器元件的輸出端其共用的輸出端。因此，可能提供一種高性能的濾波器裝置，它允許構(gòu)成一個可靠的、小型的、重量輕的雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分。此外，可能提供一種雙頻段無線系統(tǒng)，其中一種可靠的、小型的、重量輕的無線信號部分是通過在其中加入該濾濾器裝置構(gòu)成的。
本發(fā)明的另外一個方面中的濾波器裝置，包括設置在該輸入端與各濾波器元件的輸入端之間的一個相位匹配單元，和設置在該輸出端與各濾波器元件的輸出端之間的一個相位匹配單元。因此，可能通過利用這些相位匹配單元得到各濾波器元件的期望的帶通濾波特性。
從結(jié)合各個附圖閱讀下面的詳細描述以后，本發(fā)明的上述和其他的目的、特點和優(yōu)點將會變得更清楚了。其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的無線系統(tǒng)的無線信號部分的方框圖；圖2是一種無線系統(tǒng)的無線信號部分的方框圖，在該系統(tǒng)中包括本發(fā)明的一個實施例的濾波器裝置；圖3是在圖2中的無線信號部分的濾波器裝置的一個實施例的方框圖；圖4A是和4B是圖3中的濾波器裝置的濾波器元件的電路圖；圖5A和5B是圖4A和4B中的濾波器元件的透視圖；圖6是圖5A和5B中的濾波器元件之一的串聯(lián)諧振器的電移圖形的放大圖7A和7B是用于說明圖4A和4B中的濾波器元件和反射特性的史密斯圓圖；圖8是濾波器裝置的另一個實施例的方框圖，其中一個相位匹配單元包括在圖2的無線信號部分中；圖9A和9B是圖8的實施例中的濾波器裝置的剖視圖和透視圖；圖10A和10B是與圖8的實施例不同的濾波器裝置的另一個實施例的剖視圖和透視圖；圖11A和11B是不同于圖8的實施例的濾波器裝置的又一個實施例的剖視圖和透視圖；圖12是圖2中的濾波器裝置的另一個實施例的方框圖；圖13是本發(fā)明的濾波器裝置的濾波器元件的另一個實施例的圖；圖14是具有無線信號部分的雙頻段無線系統(tǒng)的方框圖，其中包括本發(fā)明一個實施例的濾波器裝置。
下面將參照各附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例做出描述。
圖2表示一個雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分，其中包括本發(fā)明的一個實施例的至少兩個濾波器裝置。在圖2中，與圖1對應部件一樣的的部件由相同的標號表示，對這些部件的敘述將略去。
參照圖2，無線信號部分包括天線11、天線雙工器2、無線信號發(fā)送器(TX)單元13和無線信號接收機(RX)單元14。在圖2所示的雙頻段無線系統(tǒng)中，一個調(diào)制單元(末示出)連接到TX單元13的輸入端，和RX單元14的輸出端連接到一個解調(diào)器單元(未示出)。
上述的雙頻段無線系統(tǒng)發(fā)送和接收在800MHZ頻段內(nèi)和1.5GHZ頻段內(nèi)的任何信號。在本實施例中，選擇用于800MHZ頻段和1.5GHZ頻段的兩個不同的天線中所希望的一個天線和安裝到圖2的無線信號部分。另外一種方案，上述兩個天線和一個轉(zhuǎn)換單元(未示出)可以安裝到無線信號部分，和通過利用該轉(zhuǎn)換單元兩個天線的所希望的一個天線選擇地連接到雙頻段無線系統(tǒng)。
無線信號發(fā)送機(TX)單元13包括具有一個輸出端連接到功率放大器(PA)6的輸入端的濾波器裝置15，和具有其輸入端連接到PA 6的輸出端的濾波器裝置17。
無線信號接收機(RX)單元14包括輸出端連接到低噪聲放大器(LNA)9的輸入端的濾波器裝置18，和輸入端連接到LNA 9的輸出端的濾波器裝置20。
上述的濾波器裝置15、17、18和20是阻止所有信號除了在一個預定頻段內(nèi)的信號外的帶通濾波器。這些單元是分開地生產(chǎn)的封裝的部分。因此，在圖2的無線信號部分中的元件數(shù)量是與在圖1中表示的無線信號部分中的元件數(shù)量相同的。
每個上述濾波器裝置15、17、18和20包括兩個濾波器元件，和該濾波器元件具有彼此不同的中心頻率“f1”和“f2”的兩個預定頻段。
例如，“f1”是800MHZ頻段的中心頻率，和“f2”是1.5GHZ頻段的中心頻率。在本實施例中，該濾波器元件之一阻止除了包括中心頻率“f1”的800GHZ頻段內(nèi)的信號外的所有信號，和其他濾波器元件阻止除了包括中心頻率“f2”的1.5GHZ頻段內(nèi)的信號外的所有信號。
圖3表示在本實施例中圖2的無線信號部分的濾波器裝置15、17、18和20之一。表示在圖2中的濾波器裝置15、17、18和20與表示在圖3中的濾波器裝置具有相同的結(jié)構(gòu)。
參照圖3，該濾波器裝置包括第一濾波器元件21和第二濾波器元件22。第一濾波器元件21有一個中心頻率“f1”的預定頻段，和第二濾波器元件22有一個中心頻率“f2”的預先頻段。
在本實施例中的濾波器裝置(或圖2中的濾波器裝置15、17、18和20之一)是單獨生產(chǎn)的一個封裝的單元，和這個封裝的單元是由圖3中的虛線表示的。
圖3中的濾波器裝置具有四個端子T1、T2、T3和T4。因此，這個濾波器裝置稱為四端子、雙頻段濾波器裝置。端子T1和T2是該濾波器裝置的輸入端子，被連接到第一和第二濾波器元件21和22的輸入端和被其所共用。端子T3和T4是該濾波器裝置的輸出端子，被連接到第一和第二濾波器元件21和22的輸出端和被其所共用。另外，在該濾波器裝置中，端子T2和T4是接地的。
當在800MHZ頻段內(nèi)的信號輸入到圖3中的濾波器裝置的輸入端子T1時，僅濾波器元件21傳送這個信號和輸出該信號到輸出端子T3。當在1.5GHZ頻段內(nèi)的信號輸入到圖3中的濾波器裝置的輸入端子T1時，僅濾波器元件22傳送這個信號和輸出該信號到輸出端T3。因此，圖3中的濾波器裝置起到雙頻段濾波器裝置的作用。
在本實施例中的濾波器元件21和22是利用表面聲波(SAW)濾波器構(gòu)成的。例如，圖4A表示具有低中心頻率“f1”的預定頻段的一種梯形SAW濾波器，和圖4B表示具有高中心頻率的另一個預定頻段的一種梯形SAW濾波器元件。在圖4A和4B的兩種濾波器元件中，多個SAW諧振器被排列在一種梯形的格式中。
圖4中的SAW濾波器元件具有并聯(lián)連接到SAW濾波器元件的輸入端t1和t2上的一個并聯(lián)的SAW諧振器Rp(在圖4A中由(a)表示)，和具有并聯(lián)連接到SAW濾波器元件的輸出端子t3和t4的一個并聯(lián)的SAW諧振器Rp(在圖4A中由(e)表示)。
圖4B中的SAW濾波器元件具有串聯(lián)連接到SAW濾波器元件的輸入端子t11的一個串聯(lián)SAW諧振器Rs，和具有串聯(lián)連接到SAW的輸出端子t13的一個串聯(lián)SAW諧振器Rs(在圖4B中由(g)表示)。
在圖4A和4B的SAW濾波器元件中，一組并聯(lián)的SAW諧振器Rp和一組串聯(lián)的諧振器Rs以叉指的方式呈梳狀電柱圖形排列在壓電晶體板上。該壓電晶體板例如是由鉭酸鋰材料制造的。梳狀形電柱例如是由2％鋁、銅金屬材料制造的。
第一濾波器元件21具有低中心頻率“f1”的預定頻段，如圖4A所示的，和第二濾波器元件具有高中心頻率“f2”的預定頻段，如圖4B所示的。這些濾波器元件是考慮到濾波器元件的相位匹配而構(gòu)成的，關于相位匹配將在下面描述。
圖5A是圖4A的第一濾波器元件21的透視圖，和圖5B是圖4B的第二濾波器元件22的透視圖。
參照圖5A，濾波器元件21是利用排列在壓電晶體板24上的并聯(lián)的SAW諧振器Rp和串聯(lián)的SAW諧振器Rs構(gòu)成的。這些諧振器是在壓電晶體板24上以叉指方式排列的梳狀電極圖形提供的。電極是由2％的鋁、銅金屬材料制造的。壓電晶體板24厚度為0.35mm和由鉭酸鋰材料制造的。在圖5A中由(a)到(e)表示的諧振器是與在圖4A中表示的相應諧振器(a)到(e)相同。另外，在圖5A中的端子(t1)到(t4)是與在圖4A中表示的相應端子(t1)到(t4)相同的。
圖6表示圖5A和5B中的濾波器元件的串聯(lián)SAW諧振器Rs之一的電極圖形。參照圖6串聯(lián)SAW諧振器包括一個中心電極25和在中心電極兩側(cè)的兩個反射電極26。類似地，并聯(lián)SAW諧振器Rp具一個中心電極和在中心電極兩側(cè)的兩個反射電極。且不說串聯(lián)SAW諧振器，并聯(lián)SAW諧振器Rp的一個反射電極是接地的。并聯(lián)SAW諧振器Rp的反射電極的圖形不同于串聯(lián)SAW諧振器Rs的反射電極圖形。
參照圖5B，濾波器元件22是利用排列在壓電晶體板24上的并聯(lián)SAW諧振器Rp和串聯(lián)SAW諧振器Rs構(gòu)成的。這些諧振器是以叉指方式排列在壓電晶體板24上的梳圖形的電極提供的。電極是由2％鋁和銅金屬材料制造的。壓電晶體板24是由鉭酸鋰材料制造的。由圖5B的(f)到(j)表示的諧振器是與表示圖4B的對應的諧振器(f)到(j)相同的。另外，圖5B中的端子(T11)到(T14)是與表示在圖4B中的對應的端子相同的。
已經(jīng)公知的存在若干涉及諧振器的反射特性的電極參數(shù)。對于涉及濾波器元件的設計問題的電極參數(shù)的詳細情況，其描述將省略去。
圖7A是表示在圖4A和5A中的濾波器元件21的反射特性的史密斯園圖。圖7B是表示在圖4B和5B中的濾波器元件的反射特性的史密斯園圖。
在圖7A所示，當信號在“f1”頻率通常內(nèi)時，在輸入端和輸出端具有并聯(lián)諧振器Rp的濾波器元件21用作阻抗元件例如約50Ω。當信號在“f2”頻率通帶(f1＜f2)內(nèi)時，濾波器元件21具有高阻抗。
相反，如圖7B所示，當信號在“f2”頻率通帶內(nèi)時，在輸入端和輸出端具有串聯(lián)諧振器Rs的濾波器元件22用作阻抗元件(例如，約50Ω)。當信號在“f1”頻率通帶內(nèi)時，濾波器元件22具有高阻抗。
在圖3的實施例的濾波器裝置(濾波器裝置15、17、18和20的任何一個)中，濾波器元件21和濾波器元件22是并聯(lián)連接的。在這濾波器裝置中，濾波器元件21具有低的通帶頻率(f1)，和濾波器元件22具有高的通帶頻率(f2)。因此，在圖4A和5A中的濾波器元件21和在圖4B和5B中的濾波器元件22具有良好的通帶特性。
正如上文所述，圖3中的濾波器裝置是其中濾波器元件21和22并聯(lián)連接的一個封裝的單元。通過將本實施例的濾波器裝置加入到雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分，可能構(gòu)成一個小型的、重量輕的、高可靠的雙頻段無線系統(tǒng)的無線信號部分。
但是，為了得到更好的濾波器元件21和22的通帶特性，對于圖3的濾波器裝置需要使用一個相位匹配單元。該相位匹配單元的作用是在使阻抗更高的方向上匹配在圖4A和5A中的濾波器單元21的(f2)頻率通帶的相位(右相位旋轉(zhuǎn))。該相位匹配單元的作用是在使阻抗更高的方向上匹配在圖4B和5B中的波波器單元22“f1”的頻率通帶的相位(左相位旋轉(zhuǎn))。
從圖7A和7B的史密斯園圖中很容易知道，如果構(gòu)成一個濾波器裝置，其中具有圖4B結(jié)構(gòu)的濾波器元件21和具有圖4A結(jié)構(gòu)的濾波器元件22是并聯(lián)連接的，則執(zhí)行上述相位匹配是非常困難的。
圖8表示濾波的裝置的另一個實施例，其中一個相位匹配單元包括在圖2的無線信號部分的濾波器裝置中。
參照圖8，濾波器裝置30除在圖3中的濾波器裝置的濾波器元件21和22外還包括在其封裝之內(nèi)的相位匹配單元。
本實施例的濾波器裝置30包括在濾波器元件21和22的輸入端上的傳輸線31、電容C1和電感L1，和包括在濾波器元件21和22的輸出端上的傳輸線32、電容C2和電感L2。濾波器裝置30的這些元件起著上面描述的相位匹配單元的作用。傳輸線31的一端連接到輸入端子T1和其另一端連接到濾波器元件21的輸入端。傳輸線32的一端連接到濾波器元件21的輸出端和其另一端連接到輸出端子T3。電感L1和電容C1設置在輸入端子T1和濾波器元件22的輸入端之間。電感L2和電容C2設置在濾波器元件22的輸出端與輸出端子T3之間。
圖8中的濾波器裝置30具有上述的相位匹配單元。這個相位匹配單元的作用是在使阻抗更高的方向上匹配濾波器元件21的“f2”頻率通帶的相位，和在使阻抗更高的方向上匹配濾波器元件22的“f1”頻率通帶的相位。因此，在圖8的濾波器裝置30的情況下，可能得到的濾波器元件21和22的更好的通帶特性。
圖9A和9B表示在圖8的實施例中的濾波器裝置。參照圖9A和9B，該濾波器裝置具有包括一個疊層件40和在該疊層件40的頂部的一個蓋42的組件。蓋42是由金屬材料制造的。在另外一種情況下，該疊層件40可以稱為組件。
在本實施例中的疊層件40是以諸如陶瓷材料(例如，氧化鋁)的絕緣層和具有線路圖形的導電層交替疊層形成的。在疊層件40中，導電層的圖形可以通過各緣絕層的孔(每個孔中包括導電體)在電氣上互相連接。
在圖9A和9B的濾波器裝置中，傳輸線31和32是利用在疊層件40中的導電層的圖形形成的，和傳輸線31和32用作相位匹配單元。傳輸線31和32是利用絕緣層的孔按照圖8所示的那樣連接的。
如圖9A所示，疊層件40具有凹入部分，其中包括濾波器元件21和22。在凹入部分的中間臺階上設置多個基座，和濾波器元件21的端子T1到T4以及濾波器元件22的端子T11到T14利用鋁制的連接線43連接到各基座上。各基座利用端子T1到T4和絕緣層的孔電氣地連接到疊層件40中的各導電層的圖形上。
電容C1與C2和電感L1與L2設有表示在圖9A和9B中，但它們安排在疊層件40的凹入部分的適當位置。因此，圖8中的濾波裝置30是利用絕緣層的孔、疊層件40中的基座、電容和電感構(gòu)成的。
疊層件40的凹入部分利用蓋42氣密地密封起來。在圖9A和9B中的濾波器裝置的端子T1到T4被安排在濾波器裝置的組件的底部到側(cè)面。
圖10A和10B表示不同于圖8的實施例的濾波器裝置的另一個實施例。參照圖10A和10B，濾波器裝置具有包括疊層件50和在疊層件50的底部的蓋42的一個組件。
本實施例中的疊層件50是這樣形成的，以致陶瓷材料(例如氧化鋁)的絕緣層和具有導線圖形的導電層交替層疊層。在疊層件50中，各導電層的圖形可以通過絕緣層的孔(每個孔中包括導體)互相在電氣上連接起來。
在圖10A的的濾波器裝置中，疊層件50包括頂部絕緣層51和如同10B所示的，在頂部絕緣層51的頂部表面形成傳輸線31和32。如圖10A所示的，在頂部絕緣層51的底部表面形成濾波器元件21和22。
如圖10A所示，疊層件50具有凹入部分，在其中包括濾波器元件21和22。該疊層件50的凹入部分利用蓋42氣密性地密封。多個基座設置在凹部分的中間臺階上，和濾波器元件21的端子T1到T4和濾波器元件22的端子T11到T14利用導線43連接到基座上。各基座利用端子T1到T4和絕緣層上的孔連接到疊層件40的導電層的圖形上。
在圖10A中，表示包括互聯(lián)輸入端子T1、輸出端子T3和一個內(nèi)部導電層的導體的孔52。電容C1和C2及電感L1和L2沒有表示在圖10A或10B中，但它們可被安排在疊層件50的凹入部分20適當位置上。
圖11A和11B表示不同于圖8的實施例的濾波器裝置的另一個實施例。
參照圖11A和11B，濾波器裝置具有一個疊層件55，包括位于該疊層件55層的最上部的頂部絕緣層56。如圖11B所示，傳輸線31和32、電密C1和C2、以及電感L1和L2都安排在該頂部絕緣層56的頂部表面。電容C1和C2以及電感L1和L2被安排在頂部絕緣層56的頂部表面，但不同于圖10A和10B所示的濾波器裝置的那些元件的安排。
在圖11A和11B的實施例的濾波器裝置的其他結(jié)構(gòu)是和圖10A和10B的濾波器裝置的結(jié)構(gòu)一樣的。
因為在圖11A和11B的實施例的濾波器裝置中，電感L1和L2以及電容C1和C2安排在疊層件55的頂部，在該濾波器裝置封裝以后，這些元件仍可以被安裝或改變。
圖12表示不同于表示在圖8的以前的實施例的濾波器裝置的另一實施例。參照圖12，這個實施例的濾波器裝置60包括濾波器元件21和22以及傳輸線31和32。在這個實施例中，用作相位匹配單元的電容C1和C2以及電感L1和L2，與圖8的實施例的濾波器裝置不同的是從外部與濾波器裝置60相連的。
為了使電感L1和L2以及電容C1和C2能從外部連接，該濾波器裝置60的組件除了端子T1、T2、T3和T4外，還包括輸入端子T5和輸出端子T6。電容C1的一端連接到輸入端子T5，和輸入端子T5連接到濾波器元件22的一個輸入端。電容C1的另一端連接到輸入端子T1上。另外，電容C2的一端連接到輸出端子T6，和輸出端子T6連接到濾波器元件22和一個輸出端。電容C2的另一端連接到輸出端子T3。因此，可能通過修改與濾波器裝置60外部連接的電感C1和C2以及電容L1和L2執(zhí)行濾波器元件22的相位匹配。
上述的實施例的濾波器裝置利用梯型表面聲波(SAW)濾波器元件。另外，本發(fā)明的濾波器裝置可以利用被稱為橫向型SAW濾波器元件的多電極SAW濾波器元件。
圖13表示在本發(fā)明的濾波器裝置的另外一個實施例中的多電極SAW濾波器元件。參照圖13，該多電極SAW濾波器元件是在由鉭酸鋰材料制造的壓電晶體板65上形成的。如圖13所示，這個濾波器元件的許多電極形成在壓電晶體板65上。
使用上述多電極SAW濾波器元件的雙頻段濾波器裝置的尺寸可以比使用介電濾波器元件的濾波器裝置的尺寸小得多。此外，利用梯型SAW濾波器元件的雙頻段濾波器裝置的尺寸比利用介電濾波器元件的濾波器裝置的尺寸小得多。
圖14表示包括一個無線信號部分的雙頻段無線系統(tǒng)，在該部分中包括本發(fā)明的一個實施例中的濾波器裝置。在圖14中，上文已經(jīng)描述過的相同元件用相同的標號來表示，和對照其的描述將略去。
參照圖14，該雙頻段無線系統(tǒng)包括基帶信號處理器71、一個調(diào)制器單元72、一個加法器單元73、無線信號發(fā)送機(TX)單元13、天線雙工器2、天線11、無線信號接收機(RX)單元14、一個混頻器單元74、一個解調(diào)器單元75、具有本機振蕩器77的銷相環(huán)(PLL)電路76、麥克風單元M和揚聲器單元SP。該雙頻段無線系統(tǒng)的供電部分，諸如上述雙頻段無線系統(tǒng)供電的電池單元設有表示在圖14中。
基帶信號處理器71從麥克風M輸入一個音頻信號，和通過基帶信號處理在其輸出端產(chǎn)生已處理的信號“I”和“Q”。調(diào)制器單元72輸入來自基帶信號處理器71的已處理的信號“I”和“Q”，和通過在來自PLL電路76的振蕩頻率輸出的速率下的正交幅度相位調(diào)制，在其輸出端產(chǎn)生已調(diào)制的信號。
加法器單元73輸入來自調(diào)制器單元72的兩個已調(diào)信號，和通過已處理信號的相加，在其輸出端產(chǎn)生一個組合信號。無線信號發(fā)送機(TX)單元13輸入來自加法器單元73的組合信號，和在其輸出端產(chǎn)生一個發(fā)送信號。TX單元73包括本發(fā)明的上述濾波器裝置。
無線信號接收機(RX)單元14接收來自天線雙工器2的無線信號?；祛l器單元74輸入來自RX單元14的接收的無線信號，和在其輸出端產(chǎn)生一個下變頻信號。解調(diào)器單元75輸入來自混頻器單元74的下變頻信號和通過以從本機振蕩器77輸出的振蕩頻率的速率的解調(diào)，在其輸出端產(chǎn)生已調(diào)解的信號“I”和“Q”。
基帶信號處理器71輸入來自解調(diào)器單元75的已解調(diào)信號“I”和“Q”，和通過基帶信號處理在其輸出端產(chǎn)生一個音頻信號。揚聲器SP按照由基帶信號處理器71輸出的音頻信號工作。
在上述的雙頻段無線系統(tǒng)中，一個開關SW連接在基帶信號處理器71。通過人工地設置開關SW，可以選擇用于雙頻段無線系統(tǒng)的操作的800MHZ頻段和1.5GHZ頻段的所希望的一個頻段。開關SW的人工設置的結(jié)果從基帶信號處理器71傳送到PLL電路76和本機振蕩器77，和用于雙頻段無線系統(tǒng)的操作的振蕩頻率的轉(zhuǎn)換按照800MHz頻段和1.5GHz頻段之一的選擇1執(zhí)行。
本發(fā)明的上述濾波器裝置被應用到具有如圖14所示的結(jié)構(gòu)的雙頻段無線系統(tǒng)中。然而，本發(fā)明的濾波器裝置不但可以應用到本實施例的無線系統(tǒng)中，而且還可以應用到具有另一結(jié)構(gòu)的無線系統(tǒng)中。此外，本發(fā)明所應用的無線系統(tǒng)的通頻帶不限于800MHZ和1.5GHZ。還可能提供具有包括三個或更多濾波器元件的組件的本發(fā)明的濾波器裝置。
權(quán)利要求
1.一種濾波器裝置包括一個封裝組件；在所述封裝組件中至少設置兩個濾波器元件(21、22)，每個所述濾波器元件僅通過一個預定頻段內(nèi)的信號，所述至少兩個濾波器元件的所述預定頻段具有彼此不同的中心頻率(f1、f2)；一個輸入端(T1)，連接到所述至少兩個濾波器元件的各自輸入端，和由它們共享；和一個輸出端(T3)，連接到所述至少兩個濾波器元件的各自輸出端，和由它們共享。
2.按照權(quán)利要求1的濾波器裝置，其特征在于所述濾波器裝置還包括設置在所述輸入端和所述至少兩個濾波器元件的輸入端之間的第一相位匹配單元(31、C1、L1)；和設置在所述輸出端和所述至少兩個濾波器元件的輸出端之間的第二相位匹配單元(32、C2、L2)。
3.按照權(quán)利要求2的濾波器裝置，其特征在于所述第一相位匹配單元包括連接到輸入端(T1)和連接到所述至少兩個濾波器元件之一(21)的第一傳輸線(31)、第一電感(L1)和第一電容(C1)，所述第一電感和所述第一電容連接到輸入端(T1)和連接到所述至少兩個濾波器元件的另一個濾波器元件(22)，和所述第二相位匹配單元包括連接到輸出端(T3)和連接到所述至少兩個濾波器元件的所述濾波器元件一(21)的第二傳輸線(32)，第二電感(L2)和第二電容(C2)，所述第二電感和所述第二電容連接到輸出端(T3)和連接到所述至少兩個濾波器元件的另一個濾波器(22)。
4.按照權(quán)利要求1的濾波器裝置，其特征在于所述至少兩個濾波器元件(21、22)包括表面聲波濾波器元件。
5.按照權(quán)利要求1的濾波器元件，其特征在于所述至少兩個濾波器元件(21、22)是由表面聲波濾波器元件構(gòu)成的，每個表面聲波濾波器元件包括的梯形格式安排的多個表面聲波諧振器，所述表面聲波濾波器元件包括構(gòu)成所述至少兩個濾波器元件之一的第一表面聲波濾波器元件(21)，具有安排在所述第一表面聲波濾波器元件的輸入端(T1、T2)和安排在所述第一表面聲波濾波器元件的輸出端(T3、T4)的并聯(lián)諧振器((a)、(e)；和構(gòu)成所述至少兩個濾波器元件的另一個波濾波器元件的第二表聲波濾波器元件(22)，具有安排在所述第二表面聲波濾波器元件的輸入端(T11)和安排在第二表面聲波濾波器元件的輸出端(T13)的串聯(lián)諧振器((f)、(i)。
6.按照權(quán)利要求5的濾波器裝置，其特征在于所述第一表面聲波濾波器元件(21)，具有一個中心頻率(f1)，它低于所述第二表面聲波濾波器(22)的中心頻率(f2)。
7.按照權(quán)利要求1的濾波器裝置，其特征在于所述組件包括具有交替疊層的導電層和絕緣層的疊層件(40、50、55)，所述疊層件包括凹入部分；和一個蓋(42)，它密封所述至少兩個濾波器元件(21、22)在所述疊層件的凹入部分中。
8.按照權(quán)利要求3的濾波器裝置，其特征在于所述組件包括一個疊層件(40、50、55)，所述疊層件具有交替疊層的導電層和絕緣層，和所述第一傳輸線(31)和所述第二傳輸線(32)是在所述疊層件的導電層之一上構(gòu)成的。
9.按照權(quán)利要求3的濾波器裝置，其特征在于所述第一傳輸線(31)和所述第二傳輸線(32)配置在所述組件的一個外表面。
10.按照權(quán)利要求3的濾波器裝置，其特征在于所述第一傳輸線(31)和所述第二傳輸線(32)配置在所述組件的一個外表面上，和所述至少兩個濾波器元件(21、22)被配置在所述組件的所述外表面。
11.按照權(quán)利要求1的濾波器裝置，其特征在于所述濾波器裝置還包括設置在所述輸入端(T1)和所述至少兩個濾波器元件之一(21)之間的第一相位匹配單元(31)；設置在所述至少兩個濾波器元件的所述濾波器元件(21)和所述輸出端(T3)之間的第二相位匹配單元(32)；連接到所述至少兩個濾波器元件的另一個濾波器元件(22)的輸入端的第一端子(T5)，所述第一端子用于經(jīng)所述第一端子外部連接另一個相位匹配單元(C1、L1)到所述至少兩個濾波器元件的所述另一個濾波器元件(22)的輸入端；和連接到所述至少兩個濾波器元件的所述另一個濾波器元件(22)和輸出端的第二端子(T6)，所述第二端子用于經(jīng)所述第二端子外部連接另一個相位匹配單元(C2、L2)到所述至少兩個濾波器元件的所述另一個濾波器元件(22)的輸出端。
12.一種無線系統(tǒng)，包括無線信號發(fā)送機單元(13)，在輸出端處理在該無線信號發(fā)送機單元的輸入端的已調(diào)信號，產(chǎn)生發(fā)送的無線信號，所述發(fā)送的無線信號被發(fā)送到一個外部的站；一個無線信號接收機單元(14)，在輸出端處理在該無線信號接收機單元的輸入端的信號，產(chǎn)生接收的無線信號；一個調(diào)制器單元(72)，在該調(diào)制器單元的輸出端通過調(diào)制從該調(diào)制器單元的輸入端的已處理信號產(chǎn)生已調(diào)信號；一個解調(diào)器單元(75)，在該解調(diào)器單元的輸出端通過解調(diào)從該解調(diào)器單元的輸入端來的無線信號接收機單元的接收的無線信號產(chǎn)生解調(diào)信號；一個基帶信號處理器單元(71)，在該基帶信號處理器單元的輸出端通過對在該基帶信號處理器單元的輸入端的來自音頻信號的基帶信號處理，產(chǎn)生處理的信號，所述基帶信號處理器單元的輸出連接到調(diào)制器單元的輸出端，所述信號處理器單元具有另一個輸出端，在該輸出端音頻信號是從該基帶信號處理器單元的其它輸入端來的解調(diào)信號經(jīng)基帶信號處理而產(chǎn)生的，所述基帶信號處理器單元的所述其它輸入端連接到解調(diào)器單元的輸出端；其特征是每個所述發(fā)送機單元和所述接收機單元包括至少一個濾波器裝置(15、17、18、20)，所述至少一個濾波器裝置包括一個封裝組件；至少兩個濾波器元件(21、22)，設置在所述封裝組件中，每個所述濾波器元件僅通過預定頻段內(nèi)的信號，所述至少兩個濾波器元件的預定頻段具有彼此不同的中心頻率；連接到所述至少兩個濾波器元件的各自輸入端和由它們共用的一個輸入端(T1)；和連接到所述至少兩個濾波器元件的各自輸出端和由它們共用的一個輸出端。
全文摘要
一種濾波器裝置包括設置在一個封裝組件中的至少兩個濾波器元件(21、22)，每個濾波器元件僅通過在預定頻段內(nèi)的信號，濾波器元件的預定頻段具有彼此不同的中心頻率(f
文檔編號H04B5/00GK1144421SQ9610422
公開日1997年3月5日 申請日期1996年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月24日
發(fā)明者橋本和志, 伊形理, 大森秀樹 申請人:富士通株式會社