专利名称：复合高频组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诸如蜂窝电话机终端之无线电路中的复合高频组件，还涉及使用这些组件的通信设备。
无线电路中使用的常规高频组件包含平衡-不平衡变换器。该平衡-不平衡变换器是一种设备，具有转换不平衡线路信号为平衡线路信号的功能，反之亦然。下面将描述该平衡-不平衡变换器结构的例子。图13表示作为该平衡-不平衡变换器例子的一种片状变换器。
该片状变换器具有由电介质基片54a-54e构成的多层结构。电介质基片54a、54e分别在其一个主表面上有屏蔽电极层56、70。电介质基片54b在其一个主表面上具有连接电极层60。电介质基片54c在其一个主表面上具有第一带状线62。第一带状线62由作为线圈的第一和第二部分64a、64b组成。电介质基片54d在其一个主表面上具有作为线圈的第二和第三成卷带状线66、68。第二和第三带状线66、68分别与第一带状线62的部分64a、64b电磁耦合。
如上所述，由图13所示的片状变换器组成的常规平衡-不平衡变换器已经被小型化了。此外，已经开发了减小滤波器尺寸的技术，这种滤波器具有有选择地通过或衰减提供给或输出到该平衡-不平衡变换器的高频信号之预定频率的功能。
然而，常规平衡-不平衡变换器和滤波器彼此安装在不同的电路基片上，并且这种排列增加了元件数目，由此阻碍成本降低。这种排列还使得不仅难以将平衡-不平衡变换器和滤波器集成在一起的无线电路小型化，而且也难以将无线电路集成到蜂窝电话机终端的通信设备小型化。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是减小将平衡-不平衡变换器和滤波器集成为一体的高频组件尺寸，并由此减小类似于集成高频组件的蜂窝电话机终端的通信设备的尺寸。
以下将阐明本发明的其他目的、特征和优点。
本发明可以按如下概述。
为了解决上述问题，本发明的复合高频组件每个均包含相互转换平衡线路信号和不平衡线路信号的平衡-不平衡变换器，和电连接至该平衡-不平衡变换器并流通或衰减预定频带范围的滤波器。本发明的这种复合高频组件包含电极层和介质层，它们组成该平衡-不平衡变换器和该滤波器的电气模型，并被整体地堆叠。
使用这种复合高频组件可以提供具有小尺寸和优秀特性的通信设备。
通过以下本发明优选实施例的描述并参考附图，本发明的这些和其他目的以及优点将更加清晰，其中图1是表示本发明第一实施例的通信设备结构的方框图；图2是第一实施例中该复合高频组件的等效电路图；图3是第一实施例中该复合高频组件的另一个等效电路图；图4表示第一实施例中的复合高频组件结构的一个分解透视图；图5表示第一实施例中的复合高频组件另一个结构的分解透视图；图6表示第一实施例中的复合高频组件又一个结构的分解透视图；图7表示第一实施例中的复合高频组件的外形示例的一个透视图；图8是表示本发明第二实施例的通信设备中的发射机侧无线电路单元之结构的一个方框图；图9是表示第二实施例之内部电路结构的等效电路图；图10表示第二实施例中的复合高频组件结构的一个分解透视图；图11A表示第二实施例中的复合高频组件另一个结构的等效电路图；图11B表示第二实施例中的复合高频组件另一个结构的等效电路图；图12A表示第二实施例中的复合高频组件另一个结构的分解透视图；图12B表示第二实施例中的复合高频组件又一个结构的分解透视图；和图13是表示常规平衡-不平衡变换器的分解透视图。
所有这些图中，相同的元件以相同的数字表示。
具体实施例方式
下面根据附图所示的实施例详细描述本发明。
(第一实施例)图1表示本发明第一实施例的复合高频组件1a、1b和使用这些组件的通信设备4。该通信设备4是蜂窝电话机终端，由基带单元5、振荡器6、变频器7、复合高频组件1a、功率放大器8、天线双工器9、天线10、低噪声放大器11、复合高频组件1b、变频器12和滤波器13组成。
复合高频组件1a包含滤波器3a和平衡-不平衡变换器2a，它们彼此集成以形成叠层组件。类似地，复合高频组件1b包含滤波器3b和平衡-不平衡变换器2b，它们彼此集成形成叠层组件。
基带单元5调制基带信号，在发送时刻输出基带调制信号，在接收时刻解调该调制波为基带信号。
变频器7通过频率转换基带调制信号产生发送信号。
平衡-不平衡变换器2a将从变频器7输出的作为平衡线路信号的发送信号转换为不平衡线路信号。
滤波器3a抑制在平衡-不平衡变换器2a处转换为不平衡线路信号的发送信号的不必要的频带。
功率放大器8对其不必要频带已经在平衡-不平衡变换器2a处得到抑制的发送信号进行放大。
天线双工器9完成发送信号和接收信号之间的隔离。
天线10以发射波的形式发送发送信号和以接收信号的形式接收接收波。
振荡器6对变频器7使用的高频信号进行振荡，以便在发送时刻将调制信号频率转换成发送信号。另一方面，振荡器6对变频器12使用的高频信号进行振荡，以便在接收时刻将接收信号转换成具有适合于输出到基带单元5的频率的信号。
低噪声放大器11以低噪声放大接收信号。
滤波器3b抑制从低噪声放大器11输出的放大接收信号中的不必要频带。
平衡-不平衡变换器2b将从滤波器3b作为平衡线路信号输出的放大接收信号转换为平衡线路信号。
变频器12将从平衡-不平衡变换器2b输出的平衡线路信号转换为具有适合于输出到基带单元5的频率的信号。
滤波器13抑制在变频器12处经过频率转换的信号中的不必要频带。
之后将描述通信设备4的操作。
首先将描述发送操作。基带单元5调制基带信号并输出调制信号，其中基带信号是经由麦克风等等进入的声频信号。变频器7混合基带单元5处调制的调制信号与从振荡器6进入的载波信号，由此将该调制信号频率转换为发送信号。
基带单元5、变频器7和振荡器6起平衡线路的作用。因此，从变频器7输出的发送信号变成平衡线路信号。平衡-不平衡变换器2a将从变频器7输出的发送信号转换为不平衡线路信号。滤波器3a抑制发送信号的不必要频带。功率放大器8放大滤波器3a的输出信号，并将之作为发送信号输出。天线双工器9引导发送信号至天线10并使用天线10将之作为发射波输出。
滤波器3a、功率放大器8、天线双工器9和天线10起不平衡线路的作用。
以下是有关接收操作的描述。天线10接收接收波。天线双工器9引导由天线10收到的接收信号至接收侧的低噪声放大器11上。低噪声放大器11放大该接收信号。滤波器3b抑制低噪声放大器11输出的信号中的不必要频带。
天线10、天线双工器9、低噪声放大器11和滤波器3b起不平衡线路的作用。因此，从滤波器3b输出的信号变成不平衡线路信号。平衡-不平衡变换器2b将从滤波器3b输出的信号转换为平衡线路信号。该变频器12混合从振荡器6提供的频率转换载波与从平衡-不平衡变换器2b输出的信号，并转换这些信号为基带单元5的频率信号。滤波器13抑制该频率转换了的信号的不必要频带。基带单元5解调滤波器13的输出信号。已解调信号作为话音从扬声器(未说明)等输出。振荡器6、变频器12、滤波器13和基带单元5起平衡线路的作用。
之后将描述集成到通信设备4中的复合高频组件1a、1b。
图2表示复合高频组件1a、1b的等效电路。在这种等效电路中，滤波器3a、3b由不均衡终端14、输入/输出耦合电容器15、17、级间耦合电容器16和谐振器18、19组成。
平衡-不平衡变换器2a，2b由第一传输线20、第二传输线21、第三传输线电极层22、平衡终端23、24和耦合电容器25组成。
输入/输出耦合电容器15的一个边缘电极连接到不均衡终端14，而输入/输出耦合电容器15的另一个边缘电极连接到级间耦合电容器16的一个边缘电极。级间耦合电容器16的另一个边缘电极连接到输入/输出耦合电容器17的一个边缘电极。以此方式，输入/输出耦合电容器15、级间高频耦合电容器16和输入输出耦合电容17按照该顺序串联连接至不均衡终端14。
输入/输出耦合电容器15的另一个边缘电极和级间耦合电容器16的一个边缘电极连接到谐振器18。级间耦合电容器15的另一个边缘电极和输入/输出耦合电容17的一个边缘电极连接到谐振器19。
输入/输出耦合电容器17的另一个电极连接到第一传输线20的一端。第一传输线20的另一端连接到耦合电容25的一个边缘电极。耦合电容25的另一个边缘电极接地。
平衡终端23连接到第二传输线21的一端，第二传输线21的另一端接地。平衡终端24连接到第三传输线22的一端，第三传输线22的另一端接地。
滤波器3a、3b可以是陷波滤波器、低通滤波器或高通滤波器。平衡-不平衡变换器2a、2b可以具有与上述不同的电路结构。
复合高频组件1a、1b不必具有耦合电容器25；图3表示不带耦合电容器25的这种复合高频组件1a、1b的等效电路。从图3明显看出，没有耦合电容器25时第一传输线20的另一端为开路。
图4表示复合高频组件1a、1b的分解透视图。如图4所示，复合高频组件1a、1b包含顺序排列和堆叠的介质层30-39和电极层15a-22a、25a、和41-43。介质层30-39具有3.2mm×2.5mm×1.3mm的矩形形状，由相对介电常数εr为58的Bi-Ca-Nb-O系材料组成。电极层15a-22a、25a、41-43由主要包含银或铜的材料组成，并通过印刷或其他方法形成在介质层30-39上。
由介质层30-39组成的多层结构是一个方块，边缘电极44、45、14a、23a、24a和40形成在此方块的侧面。
该多层结构具有一对对置的侧面。电极44、45分别排列在第一对对置的侧面上，并连接到未例举的接地线端。边缘电极14a、23a、24a和40排列在第二对对置的侧面。更具体地，边缘电极14a、24a排列在第二对对置侧面的一侧，而边缘电极23a、40排列在第二对对置侧面的另一侧。
第一、第二、和第三屏蔽电极层41、42和43分别形成在介质层30、34和38的顶面，并连接到边缘电极44、45。
第二传输线电极层21a和高频耦合电容器电极层25a形成在该介质层31的顶面。第二传输线电极层21a一端连接至边缘电极23a，另一端至电极45。耦合电容电极层25a连接到该边缘电极45。
第一传输线电极层20a形成在介质层32的顶面，并且其一端连接至边缘电极40，另一端开路。
第三传输线电极层22a形成在介质层33的顶面，并且其一端连接至边缘电极24a，另一端连接至边缘电极45。
输入/输出耦合电容电极层15a，17a形成在该介质层35的顶面。
输入/输出耦合电容电极层15a的一端连接至该边缘电极14a。输入/输出耦合电容电极层17a的一端连接至该边缘电极40。
谐振器电极层18a、19a形成在介质层36的顶面，一端连接至边缘电极44。
级间高频耦合电容器电极层16a形成在介质层37的顶面。
之后将描述复合高频组件1a、1b的操作。
介质层35-37区域起图1所示的滤波器3a、3b的作用，也就是说，边缘电极14a起不平衡终端14的作用。输入/输出耦合电容电极层15a连接到起输入/输出耦合电容15的一个电容电极作用的边缘电极14a。输入/输出耦合电容电极层15a和谐振器电极层18a相互电容耦合以形成输入/输出耦合电容器15。
谐振器电极层18a和19a分别起谐振器18和19的作用，并在介质层36上彼此靠近排列。因此谐振器电极层18a、19a彼此电磁耦合。
级间耦合电容器电极层16a是与每个谐振器电极层18a和19a耦合，以形成级间耦合电容器16的电容。该输入/输出耦合电容电极层17a是与谐振器电极层19a耦合，以形成输入/输出耦合电容17的电容器。
以此方式，介质层35-37区域作为两级带通滤波器使用。
介质层31-33区域作为图1的平衡-不平衡变换器2a、2b使用。更具体地，第一至第三传输线电极层20a、21a和22a分别起第一至第三传输线20、21和22的作用。
边缘电极23a连接到第二传输线电极层21a的一端，起平衡终端23的作用。边缘电极24a连接到第三传输线电极层22a的一个端，起另一个平衡终端24的作用。耦合电容器电极层25a是与第一传输线电极层20a的另一端耦合的电容器。结果，形成耦合电容器25。第二和第三传输线电极层21a和22a与第一传输线电极层20a电磁耦合。
第二传输线电极层21a形成在介质层31上，第三传输线电极层22a形成在介质层33上。在不同的介质层31、33上形成第二和第三传输线电极层21a、22a提供以下优点能够抑制第二和第三传输线电极层21a、22a之间不必要的电磁耦合。结果，平衡-不平衡变换器2a、2b阻止了由于不必要的电磁耦合造成的特性恶化。
此外，耦合电容器电极层25A的出现能够提供又一个电容器，其电容值可以依照要求而变化。由于附加了具有此功能的电容器，则复合高频组件1a、1b能够增加设计的灵活性。
作为平衡-不平衡变换器2a、2b主要部件的谐振器电极层18a、19a与作为滤波器3a、3b的第一至第三传输线电极层20a-22a隔离地排列，其间有介质层34、35。这种排列抑制了平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b之间不必要的电磁耦合，由此防止由于该不必要的电磁耦合导致的平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b的恶化。通过在介质层34提供屏蔽电极层42，抑制不必要的电磁耦合的效果变得更加有效。
边缘电极40通过连接到输入/输出耦合电容器电极层17a和第一传输线电极层20a而连接到滤波器3a、3b和平衡-不平衡变换器2a、2b。以此方式滤波器3a、3b和平衡-不平衡变换器2a、2b通过能够比较容易形成的连接组合器-边缘电极40，而彼此连接。
介质层35-37区域夹在介质层38的第三屏蔽电极层43和介质层34的第二屏蔽电极层42之间。
介质层31-33区域夹在介质层34的第二屏蔽电极层42和介质层30的第一屏蔽电极层41之间。
由于介质层夹在屏蔽电极层之间，复合高频组件1a、1b具有以下优点复合高频组件1a、1b能够不受外部噪声影响以及不具有滤波器3a、3b和平衡-不平衡变换器2a、2b之间的电磁耦合。因此，能够保持复合高频组件1a、1b的特性而不恶化。
复合高频组件1a、1b是通过堆叠介质层30-39以及烧结在一起而产生的。结果，该复合高频组件1a、1b具有多层整体结构，由此相比较平衡-不平衡变换器和滤波器安装在不同的电路基片上的情况，尺寸减小了。
由于复合高频组件1a、1b具有如此集成的平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b，因此无线电路中的组件数目减少。在通信设备4上安装具有此特征的复合高频组件1a、1b，则能够实现小型化和成本降低。此外组件数目的减少能够增加通信设备4的生产操作效率。
由于复合高频组件1a、1b具有如此集成的平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b，因此平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b之间的目阻抗很容易匹配。更具体的，通过任意设置(彼此不同)介质层30-39中的平衡-不平衡变换器2a、2b区域的介电常数和介质层30-39中的滤波器3a、3b区域的介电常数，能够容易地匹配阻抗。
这避免了使用匹配元件来匹配阻抗，由此更进一步减少了组件数目。因此，复合高频组件1a，1b进一步减小尺寸。
在复合高频组件1a、1b中，介质层30-39被用作组成平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b的电容器组件。这避免了准备作为电容器组件的电介质构件的需要而将它们集成到介质层30-39中。由此，减小了该复合高频组件1a、1b的尺寸。
在该复合高频组件1a、1b中，通过形成在由介质层30-39组成的多层结构侧面上的边缘电极14a、23a、24a、40、44和45，产生介质层30-39之间的一个连接和平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b之间的一个连接。由于边缘电极是比较容易形成的连接组合，则能够简化该连接需要的结构，由此在通过边缘电极进行连接时，减少了复合高频组件1a、1b的生产费用。
通过调整边缘电极14a、23a、24a、40等能够容易地调整平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b的电气特性。
下面进一步简化复合高频组件1a、1b中的滤波器3a、3b电气特性的调整。
当在电路基片上安装时，能够安装此复合高频组件1a、1b，同时介质层30被安排成面对该电路基片。在此排列中，滤波器3a，3b排列在电路基片最远位置，这最小化地影响滤波器3a、3b上的其他电气元件。在这个条件下，对边缘电极14a、23a、24a、40、第三屏蔽电极层43等进行调整以便进一步简化滤波器3a 3b电气特性的调整。
本发明的复合高频组件不仅能够集成到作为蜂窝电话机终端的通信设备4中，而且能够集成到汽车电话机终端、PHS终端和用于此终端的无线基站中。简而言之，在其电路结构部分具有平衡-不平衡变换器和滤波器的任何通信设备中都能够应用本发明。
组成此复合高频组件1a、1b的介质层30-39在尺寸和材料方面不同于本实施例所描述的介质层。换句话说，当介质层30-39由不同于上述实施例的相对介电常数的材料形成时，能够获得类似于上述实施例的效果。此外，介质层30-39在尺寸上方面不同于上述实施例所描述的介质层。本发明不要求所有的介质层30-39都由相同的材料组成；至少两层的相对介电常数εr彼此不同是可能的。通过不同的分层技术能够生产介质层30-39具有不同相对介电常数εr的复合高频组件1a、1b。
如图5所示，在没有介质层33时，第二传输线电极层21a和第三传输线电极层22a可以排列在介质层31上。相反，如图6所示，在没有介质层31时，第二传输线电极层21a和第三传输线电极层22a可以排列在介质层33上。
当第二和第三传输线电极层21a、22a形成在相同的介质层上时，可以减少构成复合高频组件1a、1b的介质层数目，尽管由于第二和第三传输线电极层21a、22a之间的电磁耦合导致平衡-不平衡变换器2a、2b的特性稍微降低。这易于减少复合高频组件1a、1b的生产费用和尺寸。
高频组件1a、1b进一步具有以下安装优势当前实施例的复合高频组件1a、1b可以安装在电路基片A上，而滤波器3a、3b面对电路基片A，如图4所示。更具体的，介质层30的外表面可以是电路基片A的一个安装侧面。
在此排列中，可以增强接地条件。在这种情况下，第二和第三传输线电极层21a和22a可以彼此形成在相同的介质层上或不同的介质层上。
相反，复合高频组件1a、1b可以安装在电路基片A上，而平衡-不平衡变换器2a、2b面对此电路基片A。更具体地，介质层39的外表面可以安装在此电路基片A的侧面。
如图7所示，屏蔽电极50、51可以装备在由介质层30-39组成的多层结构的侧面。在这种情况下，电极50排列在形成边缘电极14a、24a的一侧，而屏蔽电极51排列形成边缘电极23a、40的一侧。此外，屏蔽电极50、51分别排列在位于相同侧的边缘电极(14a、24a)之间和位于相同侧的边缘电极(23a、40)之间。
对于每个形成在相同侧的两组边缘电极(14a、24a)和(23a、40)，一组连接到平衡-不平衡变换器2a、2b，另一组连接到滤波器3a、3b。因此，最好在排列在相同侧的边缘电极(14a、24a)之间和排列在相同侧的边缘电极(23a、40)之间提供电隔离，以便改善此复合高频组件1a、1b的特性。
在图7所示的结构中，屏蔽电极50、51分别装备在形成相同侧的边缘电极(14a、24a)之间和形成相同侧的边缘电极(23a、40)之间。这种排列保证了边缘电极(14a、24a)之间和边缘电极(23a、40)之间的电气隔离，由此改善复合高频组件1a、1b的特性。
在图7所示的结构中，边缘电极44、45的宽度w1小于多层结构侧宽度w2(w1＜w2)。这可以减少安装时与边缘电极44、45接触的连接构件(焊剂、导电粘合剂等等)的体积。结果，可以减少在电路基片A上安装一个复合高频组件需要的面积，由此减小复合高频组件1a、1b的支架结构。
设置为w1＜w2具有如下的另一个优点。在图7所示的复合高频组件1a、1b结构中，边缘电极23a、24a有时朝边缘电极44方向外拉。这种拉附(drawing)电极模型被配置在安装了复合高频组件1a、1b的基片上。
如果边缘电极44形成在该多层结构侧的整个长度上，则该拉附电极模型必须避开边缘电极44的两端一次，然后拉向边缘电极44。然而，对于该避开模型的规定来说，这种模型结构使得该拉附电极模型长度更长。
相反，在图7所示的结构中，边缘电极44形成在没有该侧面两端的多层结构之侧。这种结构使该拉附电极模型穿过其上没有边缘电极44侧面的两端。结果，该拉附电极模型可以直线拉向边缘电极44而不必避开边缘电极44的两端。在此模型结构中，由于该避开模型变得不必要，则该拉附电极模型长度可以更小。
图7中，平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b之一可以连接到边缘电极14a、24a、而另一个可以连接到边缘电极23a、40。通过这样做，平衡-不平衡变换器2a、2b的输入/输出端子和滤波器3a、3b的输入/输出端子可以单独排列在该多层结构的相对侧。这保证了平衡-不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b之间的电气隔离，由此改善复合高频组件的特性。
还能够通过使用按如下形成的通路电极提供介质层30-39之间的连接。在任何一个介质层30-39中形成通孔，并充满着主要由银或铜组成的导电膏。此后，介质层30-39完整地烧结以便形成这些通路电极。
概括地说，形成通路电极比形成边缘电极的成本低。因此通路电极可用于连接任何的介质层30-39，由此减少生产费用。
滤波器3a、3b可以是陷波滤波器、低通滤波器、或高通滤波器以便具有相同效果。
复合高频组件1a、1b可以根据电路结构由另外数目的介质层组成。
在复合高频组件1a、1b中，只要平衡-不平衡变换器和滤波器集成地安装在相同的电路基片而不是单独安装在不同的电路基片上，那么介质层30-39不必整体地烧结。
如以上所描述的，在本实施例中，能够进一步小型化使用平衡-不平衡变换器和滤波器的无线电路以及使用该无线电路的蜂窝电话机终端的通信没备。(第二实施例)图8表示使用本发明第二实施例的复合高频组件100的通信没备的发射机侧无线电路单元。本实施例的通信设备是蜂窝电话机终端，图8表示该发射机侧无线电路单元的方框图。
本实施例的发射机侧无线电路单元由复合高频组件100、输入端104a、104b、变频器105、功率放大器106、输出端107以及辅助接线端子108组成。
复合高频组件100由集成堆叠的平衡-不平衡变换器102和滤波器103组成。该平衡-不平衡变换器102包含第二和第三接线端子102a、102b、和第一接线端子102c。该平衡-不平衡变换器102将从功率放大器106输出的作为平衡线路信号的发送频率信号转换为不平衡线路信号。作为平衡线路信号的具有发送频率的信号经由第二和第三接线端子102a、102b输入至平衡-不平衡变换器102。该平衡-不平衡变换器102输出的不平衡线路信号从第一接线端子102c输出。
滤波器103抑制在平衡-不平衡变换器102转换为不平衡线路信号的信号中的不必要频带。该变频器105频率转换已调制信号为发送信号。该功率放大器106放大发送信号。虽然在图8没有说明，但输入端子104a、104b和输出端子107之间的所有单元均由匹配电路元件，例如电容器或电感连接在一起。
接下来，按如下描述如此构成的本实施例的发射机侧无线电路单元之操作。
变频器105混合经由输入端子104a、104b输入的调制信号与从未例举的振荡器输入的载波信号，由此频率转换该调制信号为发送信号。功率放大器106放大从变频器105输出的信号并将它们作为发送信号输出。变频器105和功率放大器106起平衡电路的作用。因此，从功率放大器106输出的具有发送频率的信号变成平衡线路信号。
平衡-不平衡变换器102将从功率放大器106输出的发送信号转换为不平衡线路信号。滤波器103抑制发送信号的不必要频带范围，经由输出端107输出发送信号至举例说明的天线或天线转换开关。滤波器103起不平衡电路的作用。
该复合高频组件100的辅助连接端子108与功率放大器106连接，该功率放大器106经由辅助连接端子108、平衡-不平衡变换器2从电源单元200供电，信号线路连接平衡-不平衡变换器102和功率放大器106。
接下来，按如下描述组成发射机侧无线电路单元部分的复合高频组件100。
图9表示复合高频组件100的内部电路结构。
图9所示的电路中，滤波器103由不均衡端子的输出端子107、输入/输出耦合电容115、117、级间耦合电容器116和谐振器118、119组成。
平衡-不平衡变换器102由第一传输线120A、第二传输线121、第三传输线120B、第四传输线122、作为平衡端子的第二和第三接线端子102a、102b、作为不均衡端子的第一接线端子102c、接地电容125和辅助连接端子108组成。第一传输线120A和第三传输线120B相互耦合形成一个传输线。第一传输线120A和第二传输线121组成一对彼此电磁耦合的传输线。第三传输线120B和第四传输线122组成一对彼此电磁耦合的传输线。
输出端子107连接到输入/输出耦合电容115的一个电容电极。输入/输出耦合电容115的另一个电容电极连接到级间耦合电容器116的一个电容电极。级间耦合电容器116的另一个电容电极连接到输入/输出耦合电容器117的一个电容电极。以此方式，输入/输出耦合电容器115、级间耦合电容器116和输入/输出耦合电容器117以此顺序串联连接到输出端子107。
谐振器118连接到输入/输出耦合电容器115的另一个电容电极和级间耦合电容器116的一个电容电极。谐振器119连接到级间耦合电容器116的另一个电容电极和输入输出耦合电容器117的一个电容电极。输入/输出耦合电容器117的另一个电容电极连接到平衡-不平衡变换器102的第一接线端子。
第一接线端子102c也连接到第一传输线120A的一端。第一传输线102A的另一端和第三传输线120B的一端彼此相连。第三传输线120B的另一端开路。第二传输线121一端连接到平衡-不平衡变换器102的第二接线端子102a，另一端经由接地电容器125接地，并进一步连接到辅助连接端子108。第四传输线122一端连接到平衡-不平衡变换器102的第三接线端子102b，另一端经由接地电容器125接地，并进一步连接到辅助连接端子108。
图10表示复合高频组件100的分解透视图，复合高频组件100包含顺序排列和堆叠的介质层130-140和电极层120Aa、120Ba...。介质层130-140具有3.2mm×2.5mm×1.3mm的矩形形状，由相对介电常数εr为58的Bi-Ca-Nb-O系材料组成。该电极层120Aa，120Ba...由主要包含银或铜的一种材料组成，并通过印刷或其他方法形成在介质层130-140上。
由介质层130-140组成的多层结构是一个立方体，边缘电极144-149、114a、123a、124a和126a形成在此立方体的侧面。
该多层结构具有一对对置侧面。边缘电极144-146排列在第一对对置侧面上。更具体地，边缘电极144排列在第一对对置侧面的一侧，而边缘电极145、146排列在第一对对置侧面的另一侧。边缘电极144-146连接到未举例的接地端。
另一方面边缘电极147-149排列在第二对对置侧面上。更具体地，边缘电极147、148排列在第二对对置侧面的一侧，而边缘电极149排列在第二对对置侧面的另一侧。
边缘电极114a、124a形成在第二对对置侧面的另一个侧面(其中形成边缘电极149)。边缘电极123a形成在第二对对置侧面的另一个侧面(其中形成边缘电极147、148)。边缘电极126a形成在第一对对置侧面的另一个侧面(其中形成边缘电极145、146)。
第一、第二、和第三屏蔽电极层141、142、143分别形成在介质层130、135和139的顶面，并分别连接到边缘电极144、145和146。
耦合电容器电极层125a形成在介质层131的顶面并连接到边缘电极126a。
第二传输线电极层121a形成在介质层132的顶面并且其一端连接到边缘电极123a，另一端还连接到边缘电极126a。
第一和第三传输线电极层120Aa、120Ba形成在介质层133的顶面。第一传输线电极层120Aa一端连接到边缘电极147，另一端耦合到第三传输线电极层120Ba的一端。第三传输线电极层120Ba的另一端开路。
第四传输线电极层122a形成在介质层134的顶面并且其一端连接到边缘电极124a，另一端连接到边缘电极126a。边缘电极126a连接到图10未举例说明的辅助连接端子108。
输入/输出耦合电容器电极层115a，117a形成在介质层136的顶面。输入/输出耦合电容器电极层115a的一端连接到边缘电极114a，输入/输出耦合电容器电极层117a的一端连接到边缘电极147。
由电极模型组成的谐振器电极层118a、119a形成在介质层137的顶面。每个谐振器电极层118a、119a的一端连接到边缘电极144。
级间耦合电容器电极层116a形成在介质层138的顶面。
以下描述该复合高频组件100的操作。
介质层136-138区域用做滤波器103，也就是说，边缘电极114a起不平衡端子的输出端107的作用。输入/输出耦合电容器电极层115a连接到边缘电极114a，用做输入输出耦合电容器115的一个电容电极。输入/输出耦合电容器电极层115a和谐振器电极层118a是与排列在其间的介质层137相互耦合，以便用做输入/输出耦合电容器115的电容器。
谐振器电极层118a和119a分别用做谐振器118和119，在介质层137上彼此接近排列。因此，谐振器电极层118a、119a彼此电磁耦合。
级间耦合电容器电极层116a是与每个谐振器电极层118a、119a耦合，形成级间耦合电容器116的电容器。输入/输出耦合电容器电极层117a是与谐振器电极层119a耦合，形成输入/输出耦合电容器117的电容器。
以此方式，介质层135-137区域作为两级带通滤波器。
介质层131-134区域用做平衡-不平衡变换器102。更具体地，边缘电极123a连接到第二传输线电极层121a并用做平衡端子的第二接线端子102a。边缘电极124a连接到第四传输线电极层122a并用做平衡端子的第三接线端子102b。
第二传输线电极层121a与第一传输线电极层120Aa电磁耦合。第四传输线电极层122a与第三传输线电极层120Ba电磁耦合。
耦合电容器电极层125a和第一屏蔽电极层141是经由介质层131耦合的电容器，并因此形成接地电容器125。边缘电极126a用做辅助连接端子108。
从作为辅助连接端子108的边缘电极126a提供的电流成分流过第二传输线电极层121a和第四传输线电极层122a。因此，第二和第四传输线电极层121a，122a用做该电流组件的扼流圈电感。这消除了对外部电感的需要。
当第二和第四传输线121、122缺乏扼流电感元件时，电感127可以排列在第二和第四传输线121、122与辅助连接端子108之间，如图11A所示。这使得第二和第四传输线121、122具有比固有需要更小的值，由此提供了小型化的优势。
在图10所示的结构中，耦合电容器电极层125a连接到边缘电极126a，并经由边缘电极126a进一步连接到第二和第四传输线电极层121a、122a。结果，第二和第四传输线电极层121a、122a经由接地电容器125接地。这可以阻止从用做辅助连接端子108的边缘电极126a提供的电流流向地电势。这允许平衡-不平衡变换器102用做连接到第二和第三接线端子102a、102b的有源元件的电源轨道(track)。作为另一个优点是，多层结构的内部包含接地电容器125可以阻止组件数目的增加。
在图9所示的复合高频组件100的内部电路结构中，第二和第四传输线121和122两个都连接到一个接地电容器125；然而，本发明不局限于这种结构，而是第二和第四传输线121和122可以连接到两种不同的耦合电容器和接地。更具体地，如图11B所示，第二传输线121经由第一接地电容器125b接地，还连接到辅助接线端子108a，而第四传输线122经由第二接地电容器125c接地，还连接到辅助接线端子108b。在这种结构中，为第二和第四传输线121和122提供了相应的接地电容器125b、125c和相应的辅助连接端子108a、10Bb。
在这种情况下，第二传输线121形成在介质层132上，第四传输线122形成在介质层134上。在不同的介质层上形成第二和第四传输线121和122可以抑制这些传输线121和122之间不必要的电磁耦合。这阻止了由于不必要的电磁耦合造成的平衡-不平衡变换器102的特性恶化。
介质层136-138区域夹在形成在介质层139顶面的第三屏蔽电极层143和形成在介质层135顶面的第二屏蔽电极层142之间。介质层131-134区域夹在形成在介质层135顶面的第二屏蔽电极层142和形成在介质层130顶面的第一屏蔽电极层141之间。
由于介质层夹在上述屏蔽电极层之间，则复合高频组件100具有以下优点该复合高频组件100能够不受外部噪声影响和不具有滤波器103和平衡-不平衡变换器102之间的电磁耦合。因此，能够保持该复合高频组件100的特性而不恶化。
该复合高频组件100通过堆叠该介质层130-140并烧结在一起而产生。结果，该复合高频组件100具有多层组合式结构，由此相比较平衡-不平衡变换器102和滤波器103安装在不同的电路基片情况，其尺寸减小了。
由于该复合高频组件100具有如此集成的平衡-不平衡变换器102和滤波器103，则减少了无线电路中的部件数目。借助于此特点在发射机侧无线电路单元安装该复合高频组件100能够实现小型化和降低成本。此外，部件数目的减少能够提高通信设备4的生产操作效率。
由于该复合高频组件100具有整体堆叠的平衡-不平衡变换器102和滤波器103，那么能够容易地匹配平衡-不平衡变换器102和滤波器103之间的阻抗。这消除了使用一个匹配元件匹配阻抗的情况，由此进一步减少了部件数目。因此，该通信设备能够进一步尺寸缩小。
组成此复合高频组件100的介质层130-140在尺寸和材料方面不同于本实施例所描述的介质层。换句话说，当介质层130-140由不同于上述实施例的相对介电常数εr的材料形成时，能够获得类似于上述实施例的效果。此外，介质层130-140在尺寸上方面不同于上述实施例所描述的介质层。本发明不要求所有的介质层130-140都由相同的材料组成；至少两层的相对介电常数εr彼此不同的情况是可能的。
在本实施例中，第二传输线电极层121a和第四传输线电极层122a彼此形成在不同的介质层上；然而，这些传输线电极层121a和122a能够形成在相同的介质层上，而不是不可以。例如，如图12A所示，第四传输线电极层122a能够形成在介质层132的顶面，在没有介质层134时，在介质层132上形成第二传输线电极层121a。可替换地，虽然没有说明，第二和第四传输线电极层121a和122a在没有介质层132时能够提供在介质层134的顶面。
当第二和第四传输线电极层121a和122a形成在相同的介质层时，复合高频组件100能够由较少的介质层组成，尽管电极层121a和122a之间的电磁耦合稍稍降低了平衡-不平衡变换器的特性。
第二和第四传输线电极层121a和122a形成在作为第一传输线电极层120a的同一个介质层上。例如，如图12B所示，第二和第四传输线电极层121a和122a在没有介质层132、134时能够形成在介质层133的顶面。
介质层133之上已经具有第一和第三传输线电极层120Aa、120Ba。在与第一和第三传输线电极层120Aa、120Ba相同的介质层上形成第二和第四传输线电极层121a和122a具有以下优点。第一和第三传输线电极层120Aa、120Ba的耦合能够进一步减少介质层的数目，尽管该平衡-不平衡转换器102稍稍减小了其特性。因此，该复合高频组件100能够以更低成本和更小尺寸进行生产。
在该复合高频组件100中，平衡-不平衡变换器102连接到功率放大器106，辅助连接端子108连接到电源200以便使电源200经由该平衡-不平衡变换器102向功率放大器106供电。
图10所示的多层结构能使本发明的复合高频组件100以比较简单的结构构成。
在该复合高频组件100中，第二和第四传输线电极层121a和122a经由边缘电极126a彼此连接。这能够使这些电极层121a、122a成一体以便与外部设备连接，由此简化了该结构。
在该复合高频组件100中，作为辅助连接端子108的边缘电极126a连接到排列在第二和第四传输线电极层121a和122a之间的连接端。这能够使这些电极层121a、122a成一体以便与辅助连接端子108连接，由此简化了该结构。
本实施例描述了当复合高频组件100安装在电路基片上时，平衡-不平衡变换器102排列在该基片相对的一侧，并且滤波器103排列在该基片不相对的一侧。然而，在本实施例中，滤波器103能够排列在该基片对立的一侧而平衡-不平衡变换器102能够排列在该基片不对立的一侧。在基片相对的一侧排列该滤波器103能够增强接地条件。在这种情况下，第二和第四传输线121和122可以彼此形成在相同的介质层上或不同的介质层上。
在本实施例中，通过形成在介质层130-140侧的边缘电极114a、123a、124a和148来建立介质层130-140之间的连接；然而，本发明不局限于这种结构。边缘电极可以被通路电极取代以便提供介质层130-140之间的连接。
概括地说，形成通路电极比形成边缘电极的成本低。因此通路电极可用于连接任何的介质层130-140，由此减少生产费用。
滤波器103可以是陷波滤波器、低通滤波器、或高通滤波器以便具有相同效果。
在本实施例中，复合高频组件100由11个介质层130-140组成；然而，本发明不局限于此，而是可以根据组件100的电路结构由任意数目的介质层组成。
在每个上述的实施例中，本发明的通信设备可以是不同于蜂窝电话机终端的发射机侧无线电路的其他设备。例如，该本发明可以被用于蓝牙无线模块、PHS终端等等。
简而言之，本发明的通信设备只需更在其部分电路中使用本发明的高频组件。
虽然描述了本发明被认为是优选的实施例，但应当理解可以进行各种修改，并希望在所附权利要求中覆盖所有这种修改，这些修改均落入本发明的宗旨和范围。
权利要求
1.一种复合高频组件包括平衡-不平衡变换器，用于相互转换平衡线路信号和不平衡线路信号；和滤波器，用于通过或衰减预定频带，所述滤波器电连接至所述平衡-不平衡变换器，所述复合高频组件进一步包括电极层，组成所述平衡-不平衡变换器和所述滤波器的电极模型；和介质层，其中所述介质层和所述电极层被集成堆叠。
2.根据权利要求1所述的复合高频组件，包括与排列在介质层间的所述介质层堆叠排列的多个所述电极层。
3.根据权利要求2所述的复合高频组件，其中在滤波器形成区域中的所述介质层的介电常数与平衡-不平衡变换器形成区域中的所述介质层的介电常数被设置为彼此不同的值。
4.根据权利要求1所述的复合高频组件，其中构成所述平衡-不平衡变换器的电极模型的所述电极层和构成所述滤波器的电极模型的电极层与排列在其间的所述介质层堆叠排列。
5.根据权利要求1所述的复合高频组件，其中所述介质层充当所述平衡-不平衡变换器和滤波器的电路结构组件。
6.根据权利要求1所述的复合高频组件，其中构成所述平衡-不平衡变换器的电极模型的所述电极层与构成所述滤波器的电极模型的电极层彼此排列在所述介质层上彼此不同的位置。
7.根据权利要求6所述的复合高频组件，进一步包括屏蔽电极层，排列在构成所述平衡-不平衡变换器的电极模型的所述电极层与构成所述滤波器的电极模型的电极层之间。
8.根据权利要求7所述的复合高频组件，进一步包括边缘电极，所述边缘电极在该复合高频组件一侧，并且连接到所述屏蔽电极层。
9.根据权利要求8所述的复合高频组件，其中所述边缘电极比所述复合高频组件一侧具有更小的宽度。
10.根据权利要求6所述的复合高频组件，其中所述平衡-不平衡变换器排列在复合高频组件的安装侧面，所述滤波器排列在与所述安装侧面对置的非安装侧面上。
11.根据权利要求6所述的复合高频组件，其中所述滤波器排列在复合高频组件的安装侧面，所述平衡-不平衡变换器排列在与所述安装侧面对置的非安装侧面上。
12.根据权利要求1所述的复合高频组件，还包括在该复合高频组件的侧面上的边缘电极，其中所述滤波器和所述平衡-不平衡变换器经由所述边缘电极彼此连接。
13.根据权利要求1所述的复合高频组件，在该复合高频组件的侧面还包括连接到所述平衡-不平衡变换器的边缘电极，和连接到所述滤波器的另一个边缘电极。
14.根据权利要求13所述的复合高频组件，进一步包括在所述复合高频组件的所述侧面上的屏蔽电极，所述屏蔽电极排列在所述边缘电极之间。
15.根据权利要求1所述的复合高频组件，进一步包括分别排列在构成一对相对侧的各侧边的两个边缘电极，其中一个边缘电极连接到所述平衡-不平衡变换器的输入/输出端，而另一个边缘电极连接到所述滤波器的输入/输出端。
16.根据权利要求1所述的复合高频组件，包含以一至十顺序堆叠的第一至第十介质层，其中所述电极层包括排列在所述第一介质层和所述第二介质层之间的第一屏蔽电极；排列在所述第二介质层和所述第三介质层之间的第二传输线电极层；排列在所述第二介质层和所述第三介质层之间的耦合电容器电极层；排列在所述第三介质层和所述第四介质层之间的第一传输线电极层；排列在所述第四介质层和所述第五介质层之间的第三传输线电极层；排列在所述第五介质层和所述第六介质层之间的第二屏蔽电极层；排列在所述第六介质层和所述第七介质层之间的输入/输出耦合电容器电极层；排列在所述第七介质层和所述第八介质层之间的多个谐振器电极层；排列在所述第八介质层和所述第九介质层之间的耦合电容器电极层；和排列在所述第九介质层和所述第十介质层之间的第三屏蔽电极层，其中连接所述输入/输出耦合电容器电极层和所述第一传输线电极层的边缘电极排列在所述第一至第十介质层的侧面上。
17.根据权利要求16所述的复合高频组件，其中所述谐振器电极层彼此电磁耦合。
18.根据权利要求16所述的复合高频组件，其中所述第一传输线电极层和所述第二传输线电极层彼此电磁耦合，所述第一传输线电极层和所述第三传输线电极层彼此电磁耦合。
19.根据权利要求1所述的复合高频组件，包含以一至九顺序堆叠的第一至第九介质层，其中所述电极层包括排列在所述第一介质层和所述第二介质层之间的第一屏蔽电极；排列在所述第二介质层和所述第三介质层之间的第二传输线电极层；排列在所述第二介质层和所述第三介质层之间的第三传输线电极层；排列在所述第三介质层和所述第四介质层之间的第一传输线电极层；排列在所述第四介质层和所述第五介质层之间的第二屏蔽电极层；排列在所述第五介质层和所述第六介质层之间的输入/输出耦合电容器电极层；排列在所述第六介质层和所述第七介质层之间的多个谐振器电极层；排列在所述第七介质层和所述第八介质层之间的耦合电容器电极层；和排列在所述第八介质层和所述第九介质层之间的第三屏蔽电极层，其中连接所述输入/输出耦合电容器电极层和所述第一传输线电极层的一个边缘电极排列在所述第一至第十介质层的一个侧面上。
20.根据权利要求19所述的复合高频组件，其中所述谐振器电极层彼此电磁耦合。
21.根据权利要求19所述的复合高频组件，其中所述第一传输线电极层和所述第二传输线电极层彼此电磁耦合，所述第一传输线电极层和所述第三传输线电极层彼此电磁耦合。
22.根据权利要求1所述的复合高频组件，包含以一至九顺序堆叠的第一至第九介质层，其中所述电极层包括排列在所述第一介质层和所述第二介质层之间的第一屏蔽电极；排列在所述第二介质层和所述第三介质层之间的第一传输线电极层；排列在所述第三介质层和所述第四介质层之间的第二传输线电极层；排列在所述第三介质层和所述第四介质层之间的第三传输线电极层；排列在所述第四介质层和所述第五介质层之间的第二屏蔽电极层；排列在所述第五介质层和所述第六介质层之间的输入/输出耦合电容器电极层；排列在所述第六介质层和所述第七介质层之间的多个谐振器电极层；排列在所述第七介质层和所述第八介质层之间的耦合电容器电极层；排列在所述第八介质层和所述第九介质层之间的第三屏蔽电极层，其中连接所述输入/输出耦合电容器电极层和所述第一传输线电极层的一个边缘电极排列在所述第一至第十介质层的一个侧面上。
23.根据权利要求22所述的复合高频组件，其中所述谐振器电极层彼此电磁耦合。
24.根据权利要求22所述的复合高频组件，其中所述第一传输线电极层和所述第二传输线电极层彼此电磁耦合，所述第一传输线电极层和所述第三传输线电极层彼此电礠耦合。
25.根据权利要求1所述的复合高频组件，包括排列在所述平衡-不平衡变换器和地之间的电容器，和排列在所述电容器和所述平衡-不平衡变换器之间的辅助接线端子。
26.根据权利要求25所述的复合高频组件，进一步包括连接到所述辅助连接端子的电源；和有源元件，连接到所述平衡-不平衡变换器并由所述电源供电。
27.根据权利要求25所述的复合高频组件，其中所述平衡-不平衡变换器具有两对传输线，所述两对传输线的一对具有彼此电磁耦合的第一和第二传输线，所述第一传输线的一端具有第一接线端子，所述第二传输线的一端具有第二接线端子，所述两对传输线的另一对具有彼此电磁耦合的第三和第四传输线，所述第四传输线的一端具有第三接线端子，所述第二接线端子和所述第三接线端子构成平衡端子；所述第一传输线的另一端与所述第三传输线的一端耦合；第二传输线的另一端和所述第四传输线的另一端经由所述电容器接地；所述辅助连接端子排列在所述第二传输线和所述第四传输线的另一端与电容器之间。
28.根据权利要求27所述的复合高频组件，其中所述第二传输线的另一端与所述第四传输线的另一端相互连接。
29.根据权利要.求28所述的复合高频组件，其中所述辅助连接端子连接到排列在所述第二传输线与所述第四传输线之间的连接端。
30.根据权利要求25所述的复合高频组件，其中所述辅助连接端子经由电感连接到所述平衡-不平衡变换器。
31.根据权利要求25所述的复合高频组件，其中所述电容器由所述介质层与所述电极层组成。
32.根据权利要求25所述的复合高频组件，其中所述电感排列在所述辅助连接端子与所述平衡-不平衡变换器之间，并且所述电感、所述介质层和所述电极层集成堆叠在一起。
33.根据权利要求27所述的复合高频组件，其中所述两对传输线的每一对均排列在相同的平面上。
34.根据权利要求27所述的复合高频组件，其中所述两对传输线的每一对由通过所述介质层彼此面对面排列的传输线组成。
35.具有根据权利要求1所述的复合高频组件的通信设备。
全文摘要
本发明涉及复合高频组件。本发明包括平衡－不平衡变换器2a、2b，其相互转换平衡线路信号和不平衡线路信号；和滤波器3a、3b，电连接至该平衡－不平衡变换器2a 2b，并通过或衰减预定频带。电极层15a－22a、25a、41、42、43构成该平衡－不平衡变换器2a、2b和滤波器3a、3b的电极模型，并且介质层30－39被集成堆叠。
文档编号H01P1/203GK1412885SQ0214727
公开日2003年4月23日 申请日期2002年8月2日 优先权日2001年8月3日
发明者前川智哉, 繁村広志, 中久保英明, 川原惠美子, 山田彻 申请人:松下电器产业株式会社