专利名称：天线共用器与通信设备的制作方法
技术领域：
本发明与一种用于诸如移动通信装置之类的无线电装置中的天线共用器及通信设备有关。
背景技术：
天线共用器是在诸如移动电话之类的无线电装置中的，用于分离发射波与接收波的高频装置。由于移动电话已经变得越来越小，同时功能也越来越强大，因而就出现了进一步缩小天线共用器尺寸并且改善其性能的需求。
一个典型的天线共用器包括接收滤波器，发射滤波器，以及匹配电路。发射波从发射电路经由发射滤波器提供给匹配电路，然后被传导至天线。接收波从天线提供给匹配电路，在那儿经过匹配，然后经由接收滤波器传导至接收电路。
图15显示了根据现有技术构成的一个第一种天线共用器的透视图。第一种天线共用器使用SAW(Surface Acoustic Wave表面声波)滤波器作为发射滤波器50。共用器使用具有同轴谐振器的介质同轴滤波器作为接收滤波器52。发射滤波器50和接收滤波器52安装在电路板53上。
因为所使用的发射滤波器50是小型SAW滤波器，且接收滤波器52是具有高Q值，低插入损耗的使用同轴谐振器的介质同轴滤波器，第一种天线共用器显示出了对于接收波的足够小的插入损耗，以及改善了的频谱隔离特性，并且具有更小的总体尺寸。
图16显示了根据现有技术构成的一个第二种天线共用器的透视图。在第二种天线共用器中，使用具有同轴谐振器的介质同轴滤波器作为它的发射滤波器54，SAW滤波器作为它的接收滤波器55。发射滤波器54和接收滤波器55安装在电路板56上。匹配电路是通过电路板56上的传输线来实现的。
因为使用体积小、重量轻的SAW滤波器作为接收滤波器55，所以第二种天线共用器的总体积很小。
然而，第一种天线共用器在电路板上具有独立的发射滤波器50和接收滤波器52。另外，作为接收滤波器52的介质同轴滤波器一般体积是比较大的。提供在电路板53上的独立的发射滤波器50和接收滤波器52，以及接收滤波器52的较大体积阻碍了第一种天线共用器进一步减小尺寸。
第二种天线共用器在电路板53上独立地安装了发射滤波器54和接收滤波器55，并采用介质同轴滤波器作为发射滤波器54。同时，介质同轴滤波器一般是比较大的。这样，第二种天线共用器的构造是，独立安装于电路板53上的发射滤波器54和接收滤波器55，发射滤波器54的体积较大，进一步还包括作为匹配电路装设在电路板上的传输线，因此就阻碍了第二种天线共用器进一步减小体积。
现有技术存在的问题是将发射和接收滤波器分别独立地安装在电路板上，这样就很难再进一步减小它们的体积。
进一步地，在使用介质同轴滤波器的情况下，在现有技术天线共用器中所使用的介质同轴滤波器的大体积使得减小共用器的体积变得更困难。
现有技术天线共用器的另一个问题是因为发射和接收滤波器被分别独立地安装于电路板上，它们有大量的元件，成本也因此而上升了。另外，这也给改善它们的可靠性以及稳定性造成了困难。
发明内容
鉴于这些问题，本发明的目的之一就是提供一种更小的天线共用器和通信设备，并且具有更优良的天线共用器电特性。
进一步地，鉴于这些问题，本发明的另一个目的是提供一种具备更优良的电特性以及更好的可靠性和稳定性的天线共用器与通信设备。
本发明的第1项发明是一种天线共用器，它包括具有表面声波器件的接收滤波器；具有介质谐振器的发射滤波器；以及用于分别匹配接收滤波器与天线和发射滤波器与天线的匹配电路，其中发射滤波器，接收滤波器，以及匹配电路被相互集成在一起。
本发明的第2项发明是根据第1项发明构成的一种天线共用器，其中匹配电路具有介质多层结构。
本发明的第3项发明是根据第1项发明构成的一种天线共用器，其中发射滤波器与匹配电路集成为一个介质多层结构。
本发明的第4项发明是根据第1或2项发明构成的一种天线共用器，其中构成发射滤波器的介质材料的介电常数与构成匹配电路的介质材料的介电常数不同。
本发明的第5项发明是根据第4项发明构成的一种天线共用器，其中构成发射滤波器的介质材料的介电常数大于构成匹配电路的介质材料的介电常数。
本发明的第6项发明是根据第5项发明构成的一种天线共用器，其中构成发射滤波器的介质材料的相对介电常数大于或等于10。
本发明的第7项发明是根据第5项发明构成的一种天线共用器，其中构成匹配电路的介质材料的相对介电常数小于10。
本发明的第8项发明是根据第2或3项发明构成的一种天线共用器，其中它还包括一个由和形成匹配电路一样的介质材料形成的分层，其中发射滤波器夹在匹配电路和分层之间，形成了一个集成多层结构。
本发明的第9项发明是根据第8项发明构成的一种天线共用器，其中接收滤波器形成于匹配电路上方或下方，并用树脂封装，且接收滤波器电连接至匹配电路。
本发明的第10项发明是根据第8项发明构成的一种天线共用器，其中匹配电路形成于发射滤波器上方或下方，且接收滤波器电连接至匹配电路。
本发明的第11项发明是根据第10项发明构成的一种天线共用器，其中匹配电路形成于接收滤波器的一端，且接收滤波器电连接至匹配电路。
本发明的第12项发明是根据第8项发明构成的一种天线共用器，其中接收滤波器形成得与匹配电路中的发射滤波器相邻，并用树脂封装，且接收滤波器和发射滤波器分别电连接至匹配电路。
本发明的第13项发明是根据第8项发明构成的一种天线共用器，其中接收滤波器形成于匹配电路中，并用树脂封装。
本发明的第14项发明是根据第1项发明构成的一种天线共用器，其中发射滤波器和匹配电路通过端面电极和/或中介电极连接。
本发明的第15项发明是根据第1项发明构成的一种天线共用器，其中匹配电路包括有带状线，且接收滤波器经由穿通孔连接至带状线，经由电磁耦合连接至从天线引出的带状线。
本发明的第16项发明是根据第1项发明构成的一种天线共用器，其中匹配电路包括有带状线，且发射滤波器经由穿通孔连接至带状线，经由电磁耦合连接至从天线引出的带状线。
本发明的第17项发明是另一种天线共用器，它包括由具有表面声波器件的滤波器和具有介质谐振器的滤波器的复合结构的接收滤波器；具有发射介质谐振器的滤波器的发射滤波器；以及用于匹配所述接收滤波器与天线，和所述发射滤波器与天线的匹配电路，其中所述接收滤波器，发射滤波器，以及匹配电路被相互集成在一起。
本发明的第18项发明是一种通信设备，它包括根据第1项发明构成的天线共用器；用于将发射波输出至发射滤波器的发射器电路；以及用于输入从接收滤波器提供的接收信号的接收器电路。
本发明的第19项发明是另一种通信设备，它包括根据第17项发明构成的天线共用器；用于将发射波输出至发射滤波器的发射器电路；以及用于输入从接收滤波器提供的接收信号的接收器电路。
图1显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的一种通信设备的配置框图；图2显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的一种天线共用器的配置框图；图3显示了根据本发明的第一实施例构成的天线共用器结构的横截面图；图4显示了根据本发明的第一实施例构成的包括有发射介质多层滤波器和匹配电路的部分多层结构的例子的分解透视图；图5A显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的，用带限滤波器实现的发射介质多层滤波器的等效电路；图5B显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的，用带通滤波器实现的发射介质多层滤波器的等效电路；图6A显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的高介电常数、低温烧成的陶瓷例子；图6B显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的低介电常数、低温烧成的陶瓷例子；图6C显示了根据本发明的第一到第三实施例构成的高介电常数、高温烧成的陶瓷例子；图7显示了根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法流程图；图8A是根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法中的必要步骤，显示了将被层叠的介质薄片；图8B是根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法中的必要步骤，显示了被烧制前的多层结构；图8C是根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法中的必要步骤，显示了形成凸起的多层介质结构；图8D是根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法中的必要步骤，显示了安设了SAW滤波器的多层介质结构；图8E是根据本发明的第一实施例构成的天线共用器的制造方法中的必要步骤，显示了用树脂封装的SAW滤波器；图9显示了根据本发明的第二实施例构成的天线共用器结构的横截面图；图10显示了根据本发明的第三实施例构成的天线共用器结构的横截面图；图11显示了根据本发明的第三实施例构成的天线共用器改进后的结构的横截面图；图12显示了根据本发明的实施例构成的，使用由SAW滤波和同轴谐振器构成的接收滤波器的天线共用器的结构图；图13显示了根据本发明的实施例构成的，使用电磁耦合的天线共用器的配置的分解透视图；图14显示了根据本发明的实施例构成的，使用由金属箔制成的带状线谐振器的天线共用器的配置的横截面图；图15显示了根据现有技术构成的天线共用器的总图；以及图16显示了根据现有技术构成的另一种天线共用器的概要总图。
1.SAW滤波器2.封装树脂3.第一LTCC4.带状线谐振器5.LGA电极6.第二LTCC7.第三LTCC8.层间穿通孔9.凸起10.内导体11.端面电极12.树脂13a，13b HTCC
14.金属箔24.天线共用器具体实施方式
下面将会结合附图对本发明的实施例的进行描述。
(第一实施例)下面将描述第一个实施例。图1显示了根据第一实施例构成的，使用天线共用器24的通信设备的无线电部分。根据第一实施例构成的该通信设备可以是移动电话，例如。
第一实施例的通信设备提供使用诸如CDMA之类的同时发射和接收技术的通信，在这种技术中，发送和接收是同时进行的。第一实施例的天线共用器24被用在采用诸如CDMA之类的同时发射和接收技术进行通信的通信通信设备中。
该通信设备包括有基带电路20，频率变换器21，滤波器22，功率放大器23，天线共用器24，天线25，振荡器26，低噪声放大器27，滤波器28，频率变换器29，滤波器30。
功率放大器23，滤波器22，以及频率变换器21组成了发射电路51。低噪声放大器27，滤波器28，频率变换器29，以及滤波器30组成了接收电路52。
基带电路20将信号与基带信号进行调制，并输出将要发送的调制后的信号。它将接收到的信号调制成基带信号。
频率变换器21将调制后的信号变换成发射频率的信号。
滤波器22抑制由频率变换器21提供的发射频率信号中的无用频率成份。
功率放大器23将抑制了无用频率成份的信号放大。
天线共用器24将发射信号与接收信号分离。
天线25以发射波的形式发射发射信号，接收接收波作为接收信号。
振荡器26提供在频率变换器21中用于将调制信号转换成发射频率信号的高频信号。它还提供用于将接收频率的接收信号转换成具有为了将其输出至基带电路20所要求的频率的信号的高频信号。
低噪声放大器27低噪声地放大接收信号。
滤波器28减少由低噪声放大器27提供的信号中的无用频率成份。
频率变换器29将由滤波器28提供的信号转换成用于输出到基带电路20所要求的频率的信号。
滤波器30减少经频率变换器29转换频率后的信号中的无用成份。
下面将描述本实施例的无线电通信设备的工作原理。
基带电路20用基带信号对信号进行调制，该信号是从诸如麦克风之类的输入设备输入的语音信号，基带信号输出一个已调制信号。频率变换器21将调制后的信号和从振荡器26输入的载波信号组合，来将调制后的信号转换成一个具有发射频率的信号。然后滤波器22抑制具有发射频率的信号中的无用频率成份。功率放大器23将从滤波器22输出的信号放大，并将其作为发射信号输出。然后，天线共用器24将发射信号传导至天线25。发射信号以发射波的形式从天线25发射到空中。
天线25接收到一个接收波，天线共用器24将天线25接收到的接收信号传导至低噪声放大器27。低噪声放大器27将接收到的信号放大，滤波器抑制从低噪声放大器27输出的信号中的无用频率成份。频率变换器29将从滤波器28输出的信号和振荡器26提供的信号组合，来将其转换成适配于基带电路20的频率的信号。滤波器30抑制频率变换后的信号中的无用频率成份。基带电路20将从滤波器30输出的信号解调。解调后的信号以声音的形式从扬声器中输出。以上就描述了该无线电通信设备的工作原理。
下面将会描述在无线电通信设备中所使用的天线共用器24。
图2显示了第一实施例的天线共用器24的电路配置。
天线共用器24包括接收SAW滤波器31，匹配电路32，发射介质多层滤波器33。
接收SAW滤波器31是一个用于将从天线25接收到的接收波传导至接收电路中的低噪声放大器27的SAW(Surface Acoustic Wave表面声波)滤波器。SAW滤波器通过将一个射频信号加载到在压电衬底上形成的梳状电极上，来把一个电信号转换成应变能，并使得其以表面声波的形式传播。一个输出梳状电极将应变能转换成一个电信号，以选择某个特定频率的射频信号。
发射介质多层滤波器33将发射电路中功率放大器23提供的发射信号传导至天线25。
匹配电路32将天线25与接收SAW滤波器31进行匹配，同时还将天线25与发射介质多层滤波器33进行匹配。
图3显示了天线共用器24的横截面图。
如图3所示，天线共用器24具有介质多层部分和SAW滤波部分的一体化集成结构。
如图3所示，匹配电路32是由第一LTCC(Low Temperature Co-fire Ceramic低温烧成陶瓷)3层中的集总常数电感和电容组合而成的。在第一LTCC 3的上表面提供了一个SAW滤波器1作为接收SAW滤波器31，接收SAW滤波器31被封装在封装树脂2中。第三LTCC 7位于第一LTCC 3下方，且发射介质多层滤波器33是由一个多层结构形成的。提供第三LTCC 7分层结构内的是发射介质多层滤波器33的主要元件，如带状线谐振器4和内导体10形成的电容。第二LTCC 6位于第三LTCC 7下方，并且在第二LTCC 6下形成了一个LGA(Land Grid Array)电极5。在第三LTCC 7的任一侧面都提供了端面电极11a、11b。
图4显示了天线共用器24的，由第一LTCC 3、第二LTCC 6、第三LTCC 7构成的多层结构的例子的分解透视图，也就是，匹配电路32和发射介质多层滤波器33的多层结构。
如图4所示，衬底7a、7b、7c依次层叠从而形成了第三LTCC 7层的结构。第一LTCC 3位于第三LTCC 7层的上方。第二LTCC 6位于第三LTCC 7层的下方。
带状线谐振器4a至4c位于第三LTCC衬底7c的上表面。而位于第三LTCC衬底7b的上表面的是输入/输出耦合电容电极10a和10b，以及段间耦合电容电极10c和10d。屏蔽电极15a位于第三LTCC衬底7a的上表面，另一个屏蔽电极15b位于第二LTCC衬底6的上表面。匹配电路32通过端面电极12a至12d与发射介质多层滤波器33连接，或是通过图4上没有显示连接的电极。
本实施例中的第二LTCC衬底6是本发明的一个层面的例子。
下面将会描述根据本实施例构成的天线共用器24的工作原理。
首先要描述的是发射介质多层滤波器33的工作原理。
图5显示了发射介质多层滤波器33的部分电路的例子。图5A显示发射介质多层滤波器33电路的一个例子，它是一个BEF(Band Elimination Filter带限滤波器)。图5B显示发射介质多层滤波器33电路的一个例子，它是一个BPF(BandPass Filter带通滤波器)。图4的分解透视图对应的是使用带通滤波器实现的发射介质多层滤波器33，也就是图5B中的电路。
在图5A中每个带状线谐振器38a、38b、38c的一端都分别经由一个电容37a、37b、37c连接至一条传输线40上，而每个带状线谐振器38a、38b、38c的一端都接地。这样，发射介质多层滤波器33可以作为一个由三个谐振器构成的带限滤波器而起作用，例如。在第三LTCC 7上形成的带状线谐振器4作为1/4波长带状线谐振器38a、38b、38c起作用，内导体10作为电容37a、37b、37c而起作用。
如图5B所示，发射介质多层滤波器33也能够配置成为一个带通滤波器。在图5B中，每个带状线谐振器35a、35b、35c的一端都接地，且另一端都通过输入/输出耦合电容36a、36d以及段间耦合电容36b、36c来电容耦合。带状线谐振器35a、35b、35c分别对应于图4中所示的带状线谐振器4a、4b、4c。输入/输出耦合电容36a、36d分别对应于图4中所示的输入/输出耦合电容10a、10b。段间耦合电容36b、36c分别对应于图4中所示的段间耦合电容10c、10d。
形成发射介质多层滤波器33的第三LTCC 7是由高介电常数、低温烧成的陶瓷制成，它的相对介电常数应该等于10或者更高，较佳地应在大约40到60之间。
图6A显示了这样的高介电常数、低温烧成的陶瓷的一个例子。一种诸如Bi2-O3-NB2O5或BaO-TiO2-NdsO3玻璃的高介电常数、低温烧成陶瓷被用于形成第三LTCC 7。如图6A中所示，Bi2-CaO-NB2O5的相对介电常数为58，而BaO-TiO2-NdsO3玻璃的相对介电常数为70。用这种高介电常数、低温烧成陶瓷可以形成一种小型1/4波长带状线谐振器4。进一步地，如果在第三LTCC 7上生成一个比带通滤波器更能有效地减少信号丢失率的带限滤波器作为发射介质多层滤波器33的话，它可以有效地减小发射介质多层滤波器33信号丢失率。这样，发射多层滤波器33就可以显示出比带通滤波器所能提供的更小的发射信号丢失率。另外，用于第三LTCC 7的高介电常数、低温烧成陶瓷允许发射介质多层滤波器33进一步减小体积。
第二LTCC 6是用低介电常数LTCC形成的。
图6B显示了低介电常数、低温烧成陶瓷的一个例子。一种诸如MgO-SiO2玻璃(相对介电常数7.2)、Al2O3-Gd2O3-MgO-SiO2玻璃(相对介电常数7.5)或Al2O3玻璃(相对介电常数7至8)的低介电常数、低温烧成陶瓷被用于制成第二LTCC 6。低介电常数、低温烧成陶瓷一般具有比高介电常数、低温烧成陶瓷更高的抗折强度。例如，如图6B所示的低介电常数、低温烧成陶瓷具有比图6A中所示的高介电常数、低温烧成陶瓷更高的抗折强度。这样，即使使用LGA电极5，也可以通过将具有高抗折强度的LTCC 6置于发射介质多层滤波器33的底部来得到一种具有高端子电极强度的设备。另外，和第二LTCC 6一样，生成匹配电路32的第一LTCC 3层也由具有高抗折强度的低介电常数、低温烧成陶瓷制成。这样，在由类似高抗折强度材料制成的第一LTCC 3和第二LTCC 6之间夹入第三LTCC 7可以防止在烧制时由于不同层膨胀系数的差异造成的层面卷曲。这也可以使得发射介质多层滤波器33避免受到如从高处落下之类的冲击影响，从而具备了很高的稳定性和可靠性。
较佳地，LTCC 7由相对介电常数为10或更高的高介电常数、低温烧成陶瓷制成，而LTCC 3和LTCC 6由相对介电常数小于10的低介电常数、低温烧成陶瓷制成。
下面将要描述接收SAW滤波器31的工作原理。
接收SAW滤波器31可以在通带附近提供较高的衰减。另外，它的体积比介质多层滤波器或介质同轴滤波器要小的多。
用SAW滤波器作为接收SAW滤波器31可以提供在前端的平衡。
下面将会介绍匹配电路32的工作原理。
匹配电路32是由第一LTCC 3中的集总常数电感和电容组合而成的。如前所述，和第二LTCC 6一样，形成匹配电路32的第一LTCC 3也由具有高抗折强度的低介电常数LTCC制成。为了使天线共用器32起作用，在匹配电路32中必须提供一个具有50欧姆特性阻抗的带状线，它位于接收SAW滤波器31和发射介质多层滤波器33之间。
一般地，使用低介电常数材料比高介电常数材料更容易制成电感。例如，为了用低介电常数材料生成特性阻抗为50欧姆的带状线，带状线的线宽约为100微米。这样的带状线在工艺上容易生成。相比较而言，为了用高介电常数材料生成特性阻抗为50欧姆的带状线，带状线的线宽约为几微米。通过任何工艺都很难生成具有几微米线宽的带状线。
通过上面的描述可以清楚，为了生成特性阻抗为50欧姆的带状线，匹配电路32的相对介电常数就要小于10。
生成低介电常数材料的第一LTCC 3便于制作特性阻抗为50欧姆或更高的带状线。另外，因为相邻带状线间的电磁耦合相对较小，器件间的干扰可以被减到最小。进一步地，因为可以很容易的生成50欧姆或更高特性阻抗的带状线，因此可以很方便的为接收SAW滤波器31提供匹配。
为了实现发射介质多层滤波器33，需要第一LTCC 3的抗折强度比较高。如前所述，第一LTCC 3也由具有高抗折强度的低介电常数材料制成。如图6所示，第一LTCC 3的抗折强度是高介电常数材料的两倍或更高。这也改善了接收SAW滤波器31在实现过程中的可靠性。
如果为了减小它的体积而用不同种类的层叠技术来形成高介电常数LTCC的发射介质多层滤波器33，那么可以方便的生成电感，因为匹配电路32可以由低介电常数LTCC来形成。匹配电路32和发射介质多层滤波器33一起集成为一个多层结构。这也便于减小天线共用器的体积。
虽然在本实施例中是用低介电常数、低温烧成陶瓷电感和电容来组成匹配电路，但是匹配电路也可以用传输线来组成，以取得上述类似的效果。
下面将要描述天线共用器24的制造方法。
图7显示了天线共用器24的制造方法的流程图。图8显示了天线共用器24的制造方法中的一些重要步骤。
首先，如图8A所示，由第二LTCC 6、第三LTCC 7、第一LTCC 3组成的介质多层结构的介质薄片被加压层叠(S1)。然后，在层叠介质薄片上印刷内部电极(S2)。图8B显示了加压层叠后的所得到结构。
图8B所示的结构先被烧制(S3)，然后如图8C所示在烧制后的介质多层结构上形成凸起9(S4)。接下来，如图8D所示安设一个SAW滤波器1(S5)。最后，如图8E所示，SAW滤波器1被封装于树脂2中(S6)，就完成了天线共用器24。
按照这种方法，通过将匹配电路32和发射介质多层滤波器33烧制在一起，就形成了一个集成的介质多层结构。
(第二实施例)下面将描述根据本发明构成的第二实施例。
图9显示了根据第二实施例构成的天线共用器24a的横截面图。和第一实施例中相同的元件标有与第一实施例中相同的参考号，并省略相关详细描述。
第二实施例和第一实施例的不同之处在于匹配电路32形成于第一LTCC 3a和第二LTCC 6a内部。第一LTCC 3a和第二LTCC 6a都是由低介电常数材料制成的。
发射介质多层滤波器33和第一实施例一样形成于第三LTCC 7。
作为发射介质多层滤波器33的第三LTCC 7形成于第二LTCC 6a上表面，而作为接收SAW滤波器31的SAW滤波器1被封装于树脂2中。发射介质多层滤波器33及接收SAW滤波器相邻地形成在第二LTCC6a上表面。
与第一实施例中的第一LTCC 3和第二LTCC 6一样，第一LTCC 3a和第二LTCC6a由低介电常数材料制成。
按照这种方法，接收SAW滤波器31和发射滤波器31被相邻地放置在一起，而匹配电路32形成于第一LTCC 3a和第二LTCC 6a上，这样就完成了一个集成结构的天线共用器24a。
这样，与第一实施例一样，天线共用器24a就减小了体积，和厚度。它具有良好的电特性，且可以避免受到如从高处落下之类的冲击影响，从而具备了很高的稳定性和可靠性。
虽然这里就在第一LTCC 3a和第二LTCC 6a内部形成的匹配电路32这一区别描述了第二实施例，但是第二实施例并不仅限于这样的布置。匹配电路32在第一LTCC 3a和第二LTCC 6a中的一个上形成的另一种布置方案也是可能的。
(第三实施例)下面将要描述本发明的第三实施例。
图10显示了根据第三实施例构成的天线共用器24b的横截面图。和第一实施例中相同的元件标有与第一实施例中相同的参考号，并省略相关描述。
在图10所示的天线共用器24b中，形成匹配电路32的第一LTCC 3b有一个空心结构。SAW滤波器1被树脂2封装于第一LTCC 3b的该空心结构之中。
与第一实施例中的第一LTCC 3一样，第一LTCC 3b也是由低介电常数材料制成的。
在天线共用器24b中，匹配电路32形成于第一LTCC 3b中，且SAW滤波器1形成于它的空心结构中。和第一实施例一样，正是因为这样的一体结构，天线共用器24减小了体积，具有较好的电特性，且可以避免受到如从高处落下之类的冲击影响，从而具备了很高的稳定性和可靠性。
虽然这里就在第三LTCC 7上方形成了具有空心结构的第一LTCC 3b这一区别描述了图10中的天线共用器24b的第三实施例，但是第三实施例并不仅限于这样的布置。可以在第三LTCC 7下方形成了具有空心结构的第一LTCC 3b。
图11显示了第一LTCC 3b形成于第三LTCC下方的天线共用器24d。在图11所示的天线共用器24d中，空心结构形成于靠近LGA电极5的一边，匹配电路32形成于具有空心结构的第一LTCC 3b内，SAW滤波器1被树脂2封装于第一LTCC 3b的空心结构之中。结果，该空心结构位于衬底60附近。这种将空心结构置于靠近LGA电极5的一边，且靠近衬第60的不同于第三实施例的排列也能够提供和第三本发明的接收滤波器并不限于和第一至第三实施例中的接收SAW滤波器一样，具有表面声波器件的滤波器。它可以由具有表面声波器件的滤波器和具有介质谐振器的滤波器构成。
图12显示了天线共用器24e，它的接收滤波器是由具有表面声波器件的滤波器和具有介质谐振器的滤波器构成的混合滤波器。与参考图3所描述的第一实施例中的天线共用器不同的是，除了SAW滤波器1之外，还使用同轴谐振器9作为接收滤波器。
在图12所示的第一LTCC(低温烧制陶瓷)3中，如图2所示的匹配电路32是由集总常数电感和电容组合而成的。在图2中所示的接收SAW滤波器的位置，在第一LTCC 3的上表面设置了由SAW滤波器1和同轴谐振器9构成的复合滤波器作为接收滤波器。SAW滤波器1和同轴谐振器9都被树脂2封装。第三LTCC 7形成于第一LTCC 3的下方，且图2中所示的发射介质多层滤波器33是通过多层结构形成的。在第三LTCC 7的多层结构内部形成的是发射介质多层滤波器33的主要元件，如带状线谐振器4和内导体10所形成的电容。第二LTCC 6形成于第三LTCC 7下方，LGA(Land Grid Array)电极5形成于第二LTCC 6下方。端面电极11a和11b形成于第三LTCC 7的两边。
如图12所示的具有由SAW滤波器1和同轴谐振器9构成的复合结构的接收滤波器为实施例的接收滤波器的设计提供更好的灵活性。
在SAW滤波器中，在通带附近容易形成一个衰减极点。但是，很难在距通带相同距离的一点处形成一个衰减极点。这个SAW滤波器的衰减极点设计的缺点可以通过在同轴谐振器的谐振频率处形成一个衰减极点来克服，例如。
一个拥有同轴谐振器9之类的介质谐振器的滤波器能够很容易地使得它的相对物的阻抗开路，但是一个拥有表面声波器件的滤波器不能轻易的使得它的相对物的阻抗开路。同时使用上述的拥有同轴谐振器9之类的介质谐振器的滤波器，和拥有表面声波器件的滤波器能够克服具有表面声波器件的滤波器的相位设计缺陷。
另外，根据本发明构成的天线共用器并不仅限于上述的实施例。天线共用器可以使用如图13所示的电磁耦合方式。图13是这样的一个实施例的天线共用器改变后的分解透视图。和上述实施例中相同的元件用相同的参考号标识，并省略相关详细描述。
图13所示的天线共用器24f与图12所示天线共用器24e的不同之处如下。匹配电路有带状线42a和42b。接收滤波器是由SAW滤波器1和同轴谐振器9构成的复合滤波器，它通过一个通道媒介连接至带状线42a。形成于第三LTCC 7上的一个发射滤波器通过一个通道媒介连接至带状线42b。从接收滤波器引出的带状线，和从发射滤波器引出的带状线电耦合至一个从天线引出的相位线路45，如电磁耦合43和44所示。
大致地讲，匹配电路有两种类型的常用配置。在第一种配置中，线宽较小的带状线被引导一段5至20毫米的，相对较长的距离。在第二中配置中，电感L和电容C被组合。电感L是由线宽较小的带状线螺旋形的缠绕几圈至十圈构成的。这样，这种常见带状线具有比较高的传输耗损。相反地，天线24f具有非常小的耗损，因为它是通过使用如图13中的天线共用器24f所示的电磁耦合43和44来实现的。
这样，电磁耦合43和44显著地减少了损耗，同时还具备和上述实施例等同的效果。
可以用金属箔来实现上述实施例中的天线共用器的带状线谐振器。图14显示了使用金属箔谐振器的天线共用器24c的横截面图。和第一实施例中相同的元件用相同的参考号标识，并省略相关详细描述。
和第一实施例中不一样，带状线谐振器14是由金属箔制成的。HTC(HighTemperature Ceramic高温陶瓷)层13a和13b是由在1300摄氏度或更高的情况下烧制的高温陶瓷制成，例如，且它不能和银或铜一起烧制，但是它的损耗比LTCC要小。金属箔的带状线谐振器14被夹在HTC层13a和13b之间。层间由于形成带状线谐振器14而造成的空隙用树脂12填充。
图6c显示了可以构成HTC层的材料。HTC层13a和13b可以由ZrO2-TiO2-MgO-Nb2O5(相对介电常数为43)、BaO-TiO2-Nd2O3(相对介电常数为90)、或BaO-TiO2-Sm2O3(相对介电常数为70至80)构成。
使用金属箔来制作带状线谐振器14，这些高温陶瓷的任意一种来制作HTC 14a和14b，并将金属箔插入到HTC 14a和14b之间能够进一步减小发射介质多层滤波器33的损耗，以及增加其衰减。像这样，金属箔就可以被用于带状线谐振器14。
第一实施例中所提到的LTCC可以在本实施例中用来替换HTC 13a和13b。
本发明的发射滤波器并不仅限于本实施例中的发射介质多层滤波器33。它可以是一个介质同轴滤波器。本发明的发射滤波器可以是任意一种能够作为一个单元和接收滤波器以及匹配电路集成在一起的介质滤波器。
本实施例中的接收表面声波滤波器31是本发明的接收滤波器的一个例子，而本实施例中的发射介质多层滤波器33则是本发明的发射滤波器的一个例子。
这里的多层结构并不仅限于垂直层叠的这一种结构。本发明还包括了左右层叠或前后层叠、或相互倾斜一定角度层叠的结构，只要适合于安装该天线共用器的位置。本发明还包括了这些左右层叠或前后层叠、或相互倾斜一定角度层叠的多层结构的制造方法。
从上面的描述可以非常清楚的知道，本发明提供了一种小型的，且具有良好天线共用器电特性的天线共用器以及通信设备。
进一步地，本发明提供了一种改善了可靠性和稳定性，且具有良好天线共用器电特性的天线共用器以及通信设备。
权利要求
1.一种天线共用器，包括具有表面声波器件的接收滤波器；具有介质谐振器的发射滤波器；以及用于分别将所述接收滤波器和所述发射滤波器与天线匹配的匹配电路，其中所述发射滤波器，接收滤波器，以及匹配电路被相互集成在一起。
2.根据权利要求1所述的天线共用器，其特征在于，所述匹配电路具有介质多层结构。
3.根据权利要求1所述的天线共用器，其特征在于，所述发射滤波器与所述匹配电路集成为一个介质多层结构。
4.根据权利要求2或3所述的天线共用器，其特征在于，构成所述发射滤波器的介质材料的介电常数与构成所述匹配电路的介质材料的介电常数不同。
5.根据权利要求4所述的天线共用器，其特征在于，构成所述发射滤波器的介质材料的介电常数大于构成所述匹配电路的介质材料的介电常数。
6.根据权利要求5所述的天线共用器，其特征在于，构成所述发射滤波器的介质材料的相对介电常数大于或等于10。
7.根据权利要求5所述的天线共用器，其特征在于，构成所述匹配电路的介质材料的相对介电常数小于10。
8.根据权利要求2或3所述的天线共用器，其特征在于，包括一个由和形成所述匹配电路一样的介质材料形成的分层，其中所述发射滤波器夹在所述匹配电路和所述分层之间，形成了一个集成多层结构。
9.根据权利要求8所述的天线共用器，其特征在于，所述接收滤波器形成于所述匹配电路上方或下方，并用树脂封装，且所述接收滤波器电连接至所述匹配电路。
10.根据权利要求8所述的天线共用器，其特征在于，所述匹配电路形成于所述发射滤波器上方或下方，且所述接收滤波器电连接至所述匹配电路。
11.根据权利要求10所述的天线共用器，其特征在于，所述匹配电路形成于形成所述接收滤波器的一端，且所述接收滤波器电连接至所述匹配电路。
12.根据权利要求8所述的天线共用器，其特征在于，所述接收滤波器形成得与所述匹配电路中的所述发射滤波器相邻，并用树脂封装，且接收滤波器和发射滤波器分别电连接至匹配电路。
13.根据权利要求8所述的天线共用器，其特征在于，所述接收滤波器形成于所述匹配电路中，并用树脂封装。
14.根据权利要求1所述的天线共用器，其特征在于，所述发射滤波器和所述匹配电路通过端面电极和/或电极连接。
15.根据权利要求1所述的天线共用器，其特征在于，所述匹配电路包括有带状线；以及所述接收滤波器经由穿通孔连接至所述带状线，经由电磁耦合连接至从所述天线引出的带状线。
16.根据权利要求1所述的天线共用器，其特征在于，所述匹配电路包括有带状线；以及所述发射滤波器经由穿通孔连接至所述带状线，经由电磁耦合连接至从所述天线引出的带状线。
17.一种天线共用器，包括由具有表面声波器件的滤波器和具有介质谐振器的滤波器的复合结构的接收滤波器；具有发射介质谐振器的滤波器的发射滤波器；以及用于将所述接收滤波器和所述发射滤波器与天线匹配的匹配电路，其中所述接收滤波器，发射滤波器，以及匹配电路被相互集成在一起。
18.一种通信设备，包括根据权利要求1所述的天线共用器；用于将发射波输出至所述发射滤波器的发射器电路；以及用于输入从所述接收滤波器提供的接收信号的接收器电路。
19.一种通信设备，包括根据权利要求17所述的天线共用器；用于将发射波输出至所述发射滤波器的发射器电路；以及用于输入从所述接收滤波器提供的接收信号的接收器电路。
全文摘要
一种天线共用器，它包括具有表面声波器件的接收滤波器；具有介质谐振器的发射滤波器；以及用于分别将接收滤波器和发射滤波器与天线匹配的匹配电路，其中发射滤波器，接收滤波器，以及匹配电路被相互集成在一起。
文档编号H01P1/213GK1400684SQ0212713
公开日2003年3月5日 申请日期2002年7月26日 优先权日2001年7月27日
发明者前川智哉, 中村弘幸, 山田徹, 石崎俊雄 申请人:松下电器产业株式会社