双工器和采用它构成的高频开关和天线共用器的制作方法

专利名称：双工器和采用它构成的高频开关和天线共用器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于移动电话的双工器，以及采用该双工器的高频开关和天线共用器。具体来说，本发明涉及无线通讯装置，例如移动电话，所用的一种双工器，它能工作在几种不同频带的通讯制式，本发明还涉及使用这种双工器的高频开关和天线共用器。
背景技术：
移动电话采用各种制式，如EGSM、DCS、UMTS和PCS等制式。EGSM(加强的移动通信全球系统)制主要用于欧洲，采用1.8GHz频带的DCS制用户不断扩大。UMTS(通用移动通信系统)制有潜力成为下一代的高速通讯方式。采用1.9GHz频带的PCS(个人通信服务系统)制主要用在美国。
图19显示用在EGSM、DCS和UMTS制式的各频带。图19中各制式下的的括号里的“Tx”指用于发送的频带，而制式符号下的的括号里的“Rx”指用于接收的频带。由图19可见，EGSM制采用880到960MHz，DCS采用1710到1880MHz，而UMTS制采用1920到2170MHz。从图19看出，移动电话可按所用频带大致分为两类，一类采用低频段如EGSM制，另一类采用高频段如DCS和UMTS制。
近年来，随着手机这类移动通讯装置用户的扩大，以及移动通讯系统的全球化，将手机发展得能够用不止一种上述制式的需求产生了，既可用传统低频带的EGSM制式，又可用近来才流行的高频带的DCS和UMTS制式。这类先进的手机应能在其内部电路中实现低频带信号和高频带信号的多路混合和分离，因为不同频带信号需要不同的功率放大器。
传统上采用一种称为双工器的装置来进行低频带信号和高频带信号的多路混合和分离。图20给出了一个传统双工器的等效电路图(例如可参考，日本专利公布2000-349581号， 段，图6)。图20的传统双工器包含一个低通滤波器10(此后称LPF)连接第一端P51和第二端P52，以及一个高通滤波器20(此后称HPF)连接第一端P51和第三端P53。
在LPF10中，第一电感L51和第一电容C51并联连结第一端P51和第二端P52，第二电容C52串联第二端P52和地。LPF10通过例如EGSM制式的低频带信号。
在HPF20中，第三电容C53和第四电容C54串联连接第一端P51和第三端P53。第二电感L52和第五电容C55串联起来，然后连接C53和C54的交点跟地。HPF20通过例如DCS或UMTS制式的高频带信号。
在LPF10中，第一电感L51和第一电容C51构成并联谐振电路，它的常数预定得跟通带HPF20的附近高频带信号谐振。并联电路谐振时阻抗大增，从而阻止LPF10通过高频带信号。就是说，LPF10在高频带给出一个衰减极点。此处衰减极点指滤波器的衰减带中特定频率极大衰减的位置。
图21的曲线表示LPF10的传输特性。其中的点线是LPF10按图右边垂直轴尺度的传输特性。如图21所示，LPF10在UMTS制式的频带给出衰减极点AP50，而在EGSM制式的频带通过信号最佳。
在HPF20中，第二电感L52和第五电容C55构成串联谐振电路，它的常数预定得谐振的信号在EGSM制式的频带内(这对应于LPF10的通带附近的频率)。串联电路谐振时，阻抗大减到近于零。这时第一端P51到第三端P53的阻抗相比LPF10陡升，这就阻挡了HPF20通过EGSM制式相应频率信号。就是说，HPF20在EGSM制频带附近给出了一个衰减极点。
图22的曲线表示LPF20的传输特性。其中的点线是LPF20按图右边垂直轴尺度的传输特性。如图22所示，LPF20在EGSM制式的频带给出衰减极点AP51，而在UMTS制式的频带通过信号最佳。
在上述传统双工器中，送到第一端P51的EGSM制频带的信号，被HPF20阻挡而几乎完全通不过，但却能差不多完全通过LPF10。故而这种信号不传到HPF20一边，却传到LPF10一边，可从第二端P52取出。另一方面，送到第一端P51的高频带的信号，被HPF10阻挡而几乎完全通不过，但却能差不多完全通过LPF20。故而这种信号不传到HPF10一边，却传到LPF20一边，可从第三端P53取出。这样，采用传统双工器，低频信号和高频信号可被混合，可被分离。
如图21所示，UMTS制频带的信号被LPF10充分衰减而通不过。相比之下，DCS制频带的信号被LPF10衰减得不充分，从而可部分通过LPF10。结果如图22所示，DCS制频带信号的通过LPF10的部分，在通过LPF20时是被衰减了的。这给同时支持DCS制和UMTS制的手机带来问题。
这样，在上述双工器中，连接第一端P51和第二端P52的LPF10，采用了单并联谐振电路，在HPF20的通带附近给出了衰减极点AP50。而这难保证宽频带的衰减性能。结果传统双工器中，LPF20的传输特性变窄，使得多制式手机系统难于用在高频带信号的很宽的频带而不被衰减。

发明内容
因此，本发明的一个目标为要提供一种双工器，它能让通过的高频带信号在很宽的频带内不被衰减。
本发明的另一个目标为要提供一种采用双工器的高频开关，能让通过的高频带信号在很宽的频带内不被衰减。
本发明还有另一个目标为要提供一种采用双工器的天线共用器，能让通过的高频带信号在很宽的频带内不被衰减。
本发明有以下特征以达到上述目标。
按照本发明的第一方面，这种多路混合和分离不同频带无线电波的双工器包含了一个低通滤波器，它连接到天线一边来的第一端，跟发送和接收低频带信号的第二端，该低通滤波器只通过低频带信号；以及一个高通滤波器，它连接上述第一端跟发送和接收高频带信号的第三端，该高通滤波器只通过高频带信号，其中该低通滤波器包含至少两个谐振电路，以便在通带的高频一侧，提供不止一个衰减极点。
在这第一方面，低通滤波器所包含的两个谐振电路，在通带的高频一侧提供两个衰减极点。于是，低通滤波器能在很宽的频带内充分衰减高频带信号。从而可能提供一种双工器，它能让其高通滤波器通过的高频带信号，是在很宽的频带内未被衰减的。
按照基于第一方面的第二方面，高通滤波器进一步包含一个单谐振电路，而且高通滤波器在通带的低频一侧给出一个衰减极点，从而低通滤波器只通过不同频带中最低的那个频带的信号。
在此第二方面，其高通滤波器所含单谐振电路在通带的低频一侧给出单个衰减极点。于是，低频带信号的衰减会被抑制，低通滤波器能只通过最低频带的信号。这样，就可能将EGSM制频带的信号，跟例如DCS制、UMTS制、PCS制的高频带信号，进行(多路)混合和分离。
按照基于第二方面的第三方面，低通滤波器的两个谐振电路含有由第一电感和第一电容构成的并联谐振电路，它连接第一端和第二端；以及由第二电感和第二电容构成的串联谐振电路，它连接第二端和地。
在此第三方面，当低通滤波器的并联谐振电路谐振时给出单个衰减极点，当低通滤波器的串联谐振电路谐振时也给出单个衰减极点。于是可保证，在一个宽的频带有足够量的衰减。从而可能提供一种双工器，它能让所通过的高频带信号，是在宽的频带未被衰减的。
采用按照第三方面办法的双工器的结构，也就能提供一种双工器，它能用最少的电路达到所要的宽带通特性。
按照基于第三方面的第四方面，高通滤波器还包含一个由第三电容和第四电容的串联电路，它连接第一端和第三端，以及高通滤波器的谐振电路，也包括由第三电感和第五电容构成的串联谐振电路，它将上述第三电容和第四电容串联联结点跟地连接起来。
在此第四方面，当高通滤波器的串联谐振电路谐振时给出单个衰减极点。因此，低频带信号的衰减可被抑制。
按照基于第四方面的第五方面，低通滤波器和高通滤波器都由层迭体构成，它们都是由一定数目的介电层层迭起来的，其中还包括了一定数目的线条状电极来实现第一到第三电感，一定数目的电容电极来实现第一到第五电容，和一定数目的导电通孔来联结线条状电极跟电容电极。
在该第五方面，低通滤波器与高通滤波器结合在单个层迭体中。因此能减小双工器的尺寸和高度。
按照基于第五方面的第六方面，至少有一个介电层包含一个接地电极，以及至少一个实现第一电感的线条状电极所置的介电层，在层迭方向上是高于置有接地电极的介电层，并且在层迭方向上是等于或高于一个介电层，其上置有至少一个线条状电极，以及一个介电层，其上已置有至少一个实现第三电感的线条状电极。
在此第六方面，信号直接通过的第一电感配置在介电层上，是在有接地电极的介电层之上，且是等于或高于有别的线条状电极的层。采用此结构，第一电感跟别的形式的电极(如接地电极或电容电极)之间的杂散电容被减小了，这样该电感的频率特性的变化得以减小。从而能够提供具有所设计的电路的双工器。
按照基于第五方面的第七方面，至少有一个介电层包含接地电极，至少有一个线条状电极，它实现在低通滤波器的并联谐振电路的第一电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个其上置有接地电极的介电层，而且至少有一个线条状电极，它实现在低通滤波器的并联谐振电路的第一电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第七方面，实现第一电容的电容电极被置于接地电极跟实现第一电感的线条状电极之间。采用此结构，在第一电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而能够提供具有所设计的电路的双工器。
按照基于第五方面的第八方面，至少有一个介电层包含接地电极，至少有一个电容电极，它实现在低通滤波器的串联谐振电路的第二电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有接地电极的介电层，而且至少有一个线条状电极，它实现在低通滤波器的串联谐振电路的第二电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第八方面，实现第二电容的电容电极被置于接地电极跟实现第二电感的线条状电极之间。采用此结构，在第二电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而能够提供具有所设计的电路的双工器。
按照基于第五方面的第九方面，至少有一个介电层包含接地电极，至少有一个电容电极，它实现在高通滤波器的串联谐振电路的第五电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有接地电极的介电层，而且至少有一个线条状电极，它实现在高通滤波器的串联谐振电路的第三电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第九方面，实现第五电容的电容电极被置于接地电极跟实现第三电感的线条状电极之间。采用此结构，在第三电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而能够提供具有所设计的电路的双工器。
按照本发明的第十方面，用于不同频带的无线电波的发送和接收转换的高频开关包含了一个双工器，它通过其连接到天线一侧的第一端来(多路)混合和分解无线电波，以便发送和接收不同频带的无线电波；一个低频发送和接收的开关电路，它连到双工器的第二端来发送和接收低频带的信号；以及一个高频发送和接收的开关电路，它连到双工器的第三端来发送和接收高频带的信号，该双工器包含一个低通滤波器连接第一端和第二端，它只通过低频带信号；和一个高通滤波器连接第一端和第三端，它只通过高频带信号；并且该低通滤波器至少有两个谐振电路，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点。
在此第十方面，双工器的低通滤波器所含的两个谐振电路，在通带的高频一侧给出两个衰减极点。所以，低通滤波器能在宽频带范围充分衰减高频带信号。于是，就能提供一种高频开关，其高通滤波器能在宽频带范围无衰减地通过高频带信号。
按照基于第十方面的第十一方面，该高通滤波器包含一个单谐振电路，该高通滤波器给出一个单衰减极点，而其低通滤波器只通过低频信号。
在此第十一方面，其高通滤波器所含的信号谐振电路，在通带的低频一侧给出单个衰减极点。所以，低频带信号的衰减可被抑制，低通滤波器可以只通过最低频的信号。于是，可能提供一种高频开关，它能将EGSM制频带的信号，以及例如DCS制、UMTS制、PCS制等制式相应频带的信号，进行(多路)混合和分离。
按照基于第十一方面的第十二方面，
低通滤波器的两个谐振电路包含由第一电感和第一电容构成的并联谐振电路，它连接第一端和第二端；和由第二电感和第二电容构成的串联谐振电路，它连接第二端和地。
在此第十二方面，当低通滤波器的并联谐振电路谐振时它给出单一衰减极点，当低通滤波器的串联谐振电路谐振时它也给出单一衰减极点。于是，可在宽的频带范围保证衰减量足够。从而可能提供一种高频开关，它能在宽的频带不衰减地通过高频带信号。
采用按照第十二方面的高频开关的结构，也可提供一种高频开关，它能以最少的电路达到宽带通特性。
按照基于第十二方面的第十三方面，其高通滤波器还包含一个由第三电容和第四电容的串联电路，它连接第一端和第三端，以及其高通滤波器还包含一个由第三电感和第五电容构成的串联谐振电路，它联接上述第三电容和第四电容的串接点跟地。
在此第十三方面，当高通滤波器的串联谐振电路谐振时，它给出单一衰减极点。因此就能提供一种高频开关，它能抑制低频带信号的衰减。
按照基于第十三方面的第十四方面，高频开关由层迭体构成，它们都是由一定数目的介电层层迭起来的，其中包含一定数目的线条状电极来实现各电感器，一定数目的电容电极来实现各电容器，和一定数目的导电通孔来联结线条状电极跟电容电极。
在此第十四方面，构成高频开关的电感器和电容器都包含在单一的层迭体内。因此，可能减小高频开关的大小和高度。
按照基于第十四方面的第十五方面，该层迭体包括了一定数目的线条状电极来实现第一到第三电感，一定数目的电容电极来实现第一到第五电容，和一定数目的导电通孔来联结线条状电极跟电容电极，以实现低通滤波器和高通滤波器。
在此第十五方面，该双工器的低通滤波器和高通滤波器包含在单一的层迭体内，构成了高频开关。因此，可能减小高频开关的大小和高度。
按照基于第十五方面的第十六方面，至少有一个介电层包含接地电极，并且至少一个实现第一电感的线条状电极配置在介电层上，按层迭方向，是高于置有接地电极的介电层，而且按层迭方向，是等于或高于一个介电层，其上置有至少一个线条状电极，以及一个介电层，其上置有至少一个实现第三电感的线条状电极。
在此第十六方面，信号直接通过的第一电感配置在介电层上，是在有接地电极的介电层之上，它是等于或高于别的线条状电极所在层次。采用此结构，第一电感跟别的形式的电极(如接地电极或电容电极)之间的杂散电容被减小了，这样该电感的频率特性的变化得以减小。从而，能够提供具有所设计的电路的高频开关。
按照基于第十五方面的第十七方面，至少有一个介电层包含接地电极，至少有一个线条状电极，它实现在低通滤波器的并联谐振电路的第一电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有接地电极的介电层，而且至少有一个线条状电极，它实现在低通滤波器的并联谐振电路的第一电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第十七方面，实现第一电容的电容电极被置于接地电极跟实现第一电感的线条状电极之间。采用此结构，在第一电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而能够提供具有所设计的电路的高频开关。
按照基于第十五方面的第十八方面，介电层中至少有一个包含接地电极，电容电极中至少有一个实现在低通滤波器的串联谐振电路的第二电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有接地电极的介电层，而且线条状电极中至少有一个实现在低通滤波器的串联谐振电路的第二电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第十八方面，实现第二电容的电容电极被置于接地电极跟实现第二电感的线条状电极之间。采用此结构，在第二电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而，能够提供具有所设计的电路的高频开关。
按照基于第十五方面的第十九方面，介电层中至少有一个包含接地电极，电容电极中至少有一个实现在高通滤波器的串联谐振电路的第五电容，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有接地电极的介电层，而且线条状电极中至少有一个实现在高通滤波器的串联谐振电路的第三电感，它配置在介电层上，按层迭方向，是高于一个置有电容电极的介电层。
在此第十九方面，实现第五电容的电容电极被置于接地电极跟实现第三电感的线条状电极之间。采用此结构，在第三电感跟接地电极之间发生的杂散电容可被减小。从而，能够提供具有所设计的电路的高频开关。
按照基于第十四方面的第二十方面，在低频发送接收开关电路和高频发送接收开关电路中至少有一种是基于在二极管上加电压的开关发送接收电路，并且该二极管是置于层迭体的顶面上。
在此第二十方面，高频开关的大小和高度可被减小。
按照基于第十四方面的第二十一方面，在低频发送接收开关电路和高频发送接收开关电路中至少有一种是GaAs开关，并且该GaAs开关是置于层迭体的顶面上。
在此第二十一方面，高频开关的大小和高度可被减小。
按照本发明的第二十二方面，用来对不同频带的无线电波，同时进行发送和接收的一种天线共用器，它包含了一个双工器，它通过第一端连接天线一侧，进行(多路)混合和分离无线电波，从而发送和接收不同频带的无线电波；一个第一共用器，它联到双工器包含的第二端，以发送和接收低频带信号；以及一个第二共用器，它联到双工器包含的第三端，以发送和接收高频带信号；该双工器包含一个低通滤波器，它连接第一端跟第二端，它只通过低频带信号；以及一个高通滤波器，它连接第一端跟第三端，它只通过高频带信号，并且该低通滤波器具有至少两个谐振电路，以便在通带的高频一侧，给出至少两个衰减极点。
在这第二十二方面，双工器的低通滤波器所包含的两个谐振电路，在通带的高频一侧给出两个衰减极点。于是，低通滤波器能在很宽的频带内充分衰减高频带信号。从而，可能提供一种天线共用器，它能让其高通滤波器在很宽的频带内不衰减地通过高频带信号。
按照基于第二十二方面的第二十三方面，其高通滤波器包含一个单谐振电路，该高通滤波器给出单一衰减极点，而其低通滤波器只通过最低频信号。
在此第二十三方面，高通滤波器所含单谐振电路在通带的低频一侧给出单一衰减极点。因此低频带信号的衰减可得抑制，低通滤波器可以只通过最低频带的信号。从而可能提供一种天线共用器，它能将IS-95制频带的信号，跟例如PCS制的高频带信号，进行(多路)混合和分离。
按照基于第二十三方面的第二十四方面，低通滤波器的两个谐振电路包含第一电感和第一电容构成的并联谐振电路，它连接第一端和第二端；和第二电感和第二电容的串联谐振电路，它连接第二端跟地。
按照基于第二十四方面的第二十五方面，高通滤波器还包含第三电容和第四电容的串联电路，它连接第一端跟第三端，并且高通滤波器还包含第三电感和第五电容构成的串联谐振电路，它联接上述第三电容和第四电容的串联点跟地。
按照基于第二十五方面的第二十六方面，高频开关由层迭体构成，它是由一定数目的介电层层迭起来的，其中包括了一定数目的线条状电极来实现各电感器，一定数目的电容电极来实现各电容器，和一定数目的导电通孔来联结各线条状电极跟电容电极。
按照本发明的第二十七方面，进行不同频带的无线电波的发送和接收的一种无线通信装置包含了一个高频开关，它对不同频带的无线电波的发送和接收进行转换，该高频开关包含一个双工器，它通过其连接到天线一侧的第一端来(多路)混合和分离无线电波，以便发送和接收不同频带的无线电波；一个低频发送和接收的开关电路，它连到双工器的第二端来发送和接收低频带的信号；以及一个高频发送和接收的开关电路，它连到双工器的第三端来发送和接收高频带的信号，该双工器包含一个低通滤波器连接第一端和第二端，它只通过低频带信号；和一个高通滤波器连接第一端和第三端，它只通过高频带信号；并且该低通滤波器至少有两个谐振电路，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点。
在此第二十七方面，采用该双工器的这种高频开关能在宽频带范围无衰减地通过高频带信号，就能提供一种无线通信装置，它能在几个高频带进行无线电波的发送和接收。
按照本发明的第二十八方面，实施不同频带的无线电波的发送和接收的一种无线通信装置包含了一种天线共用器，它能同时进行不同频带的无线电波的发送和接收，该天线共用器包含一个双工器，它通过其连接到天线一侧的第一端来(多路)混合和分离无线电波，以便发送和接收不同频带的无线电波；一个第一共用器，它联到双工器包含的第二端，以发送和接收低频带信号；以及一个第二共用器，它联到双工器包含的第三端，以发送和接收高频带信号；该双工器包含一个低通滤波器，它连接第一端跟第二端，它只通过低频带信号；以及一个高通滤波器，它连接第一端跟第三端，它只通过高频带信号，并且该低通滤波器具有至少两个谐振电路，以便在通带的高频一侧，给出至少两个衰减极点。
阅读后面的本发明的详细说明书，结合配合的各图，将对本发明的上述的和别的目标、特征、方面、以及优点更加明了。


图1是按本发明第一实施例的双工器的等效电路图；图2是图1双工器中LPF 82的传输特性曲线；
图3是图1双工器中HPF 83的传输特性曲线；图4的曲线显示的例子中，低通滤波器在待拾取信号频带之外的频段给出了一个衰减极点；图5是按本发明第二实施例的双工器的部件分解透视图，用以解说双工器的特殊结构；图6显示介电层N1、N2以及介电层N1的底面Nb；图7显示各介电层N3、N4、N5；图8显示各介电层N6、N7、N8；图9显示各介电层N9、N10、N11；图10的方框图解说按第三实施例的高频开关的功能结构；图11为按第三实施例的高频开关80的部分线路图；图12的部件分解透视图显示将若干介电层层迭而成的层迭体，它实现了图11所示高频开关的电路；图13显示介电层N101、N102、N103以及介电层N101的底面N101b；图14显示各介电层N104、N105、N106、N107；图15显示各介电层N108、N109、N110、N111；图16显示各介电层N112、N113、N114、N115；图17显示装置了带通滤波器的层迭体；图18的方框图显示按第四实施例的天线共用器100的结构；图19显示用于EGSM制、DCS制和UMTS制的频带；图20显示传统双工器的等效电路；图21为LPF 10的传输特性曲线；图22为HPF 20的传输特性曲线；具体实施方式
(第一实施例)图1显示按本发明第一实施例的双工器的等效电路。按第一实施例的双工器包含一个低通滤波器(此后称LPF)82联接第一端P1跟第二端P2，以及一个高通滤波器(此后称HPF)83联接第一端P1跟第三端P3。
在LPF 82中，第一电感L1与第一电容C1并联在第一端P1和第二端P2之间。第三电感L3串联到第一电感L1与第一电容C1的并联电路。第二电感L2跟第二电容C2串联在上述并联电路跟第三电感L3的连接点跟地之间。此LPF 82通过低频带信号。
在HPF 83中，第三电容C3跟第四电容C4串联连接第一端P1与第三端P3。第四电感L4和第五电容C5串联在第三电容C3和第四电容C4的联结点跟地之间。此HPF 83通过高频带信号。
图2给出图1的双工器中LPF 82的传输特性曲线。参考图2来说明LPF 82的功能。在LPF 82中，第一电感L1和第一电容C1构成的并联谐振电路的常数预定得与DCS制频带信号谐振。此并联谐振电路谐振时，其阻抗大增。所以，LPF 82在DCS制频带附近给出衰减极点AP1。从而，LPF 82具有图2所示的传输特性，它能通过EGSM制频带的信号，却不通过DCS制的。
在LPF 82中，第二电感L2和第二电容C2构成的串联谐振电路的常数预定得与UMTS制频带的信号谐振。此串联电路谐振时，其阻抗大减到接近零。此时，第一端P1到第二端P2的阻抗也锐减。所以，LPF 82不通过UMTS制频带的信号。也就是说，LPF 82在UMTS制频带附近给出衰减极点AP2。结果，LPF 82就有图2所示的传输特性，只通过EGSM制频带的信号，而不通过DCS制的和UMTS制的信号。加上上述谐振条件，就可算出从第一端P1到第二端P2的所述阻抗。阻抗计算方法众所周知，此处就不加叙述。
注意，图2中，EGSM制频带的传输特性，相比传统双工器的(见图21)，已经改进过了，现在频带已加宽了(参见图2的点曲线)。这是由于在高频一侧给出了两个衰减极点，藉此将低频一侧的传输特性，向高频一侧抬高了。
图3显示图1的双工器中的HPF 83的传输特性曲线。以下参考图3来说明HPF 83的功能。在HPF 83中，第四电感L4和第五电容C5构成串联谐振电路，其常数预定得与EGSM制频带的信号谐振。当此串联电路谐振时，其阻抗锐减到近乎零。当第一端P1接到一个EGSM制频带的信号时，从第一端P1到第三端P3的HPF 83的阻抗陡增。这点可得证明，只要计算从第一端P1到第三端P3的阻抗，并对计算结果加上谐振条件。阻抗算法众所周知，故不在此叙述。就是说，HPF 83在EGSM制频带附近给出一个衰减极点AP3。结果，如图3所示，HPF 83通过DCS制和UMTS制频带的信号，却不通过EGSM制的信号。
值得注意在DCS和UMTS制频带HPF 83的传输特性，如在图3的点曲线所示。跟传统HPF相比(参考图22的点曲线)，在DCS和UMTS制频带，HPF 83的传输特性已被加宽。就是说，由图3的点曲线得证，即使在DCS制频带，HPF83也能有好的传输特性。这是因为，采用了LPF 82在HPF 83的通带附近给出的两个衰减极点，在HPF 83通带附近的信号差不多能完全通过HPF 83这边，而几乎都不走LPF 82。所以，DCS和UMTS制频带的信号相比送到传统HPF情况就更多地送到HPF 83。于是，HPF 83能在宽的频带得出更好的传输特性。
下面说明按第一实施例的双工器的运行。
当EGSM制频带的信号送到第一端P1，HPF 83的串联谐振电路进入一个谐振态。于是，第一端P1到第三端P3的阻抗陡增。送到第一端P1的EGSM制频带的信号就被传到LPF 82这边，其阻抗明显低于HPF 83那边，结果就能在第二端P2拾取该信号。
当DCS制频带的信号送到第一端P1时，LPF 82的第一电容C1和第一电感L1构成的并联谐振电路进入一个谐振态，使其阻抗增大到极点。结果从第一端P1到第二端P2的阻抗陡增。送到第一端P1的DCS制频带的信号，于是就不传往LPF 82一边，而是传到HPF 83这边，其阻抗明显低于LPF 82那边的。故而可从第三端P3拾取此信号。
当UMTS制频带的信号送到第一端P1时，LPF 82的第二电容和第二电感L2构成的串联谐振电路进入一个谐振态，因此其阻抗降到接近零，而第一电容C1和第一电感L1构成的并联谐振电路的阻抗却大增。结果从第一端P1到第二端P2的阻抗陡增。所以，UMTS制频带的信号就不传往LPF 82一边，而是传到HPF 83这边，其阻抗明显低于LPF 82那边的，故而可从第三端P3拾取此信号。
当EGSM制的发送信号送到第二端P2时，HPF 83的串联谐振电路进入一个谐振态。结果，从第二端P2到第三端P3的阻抗陡增。于是，待发送信号从第二端P2传到第一端P1。
当DCS制的发送信号送到第三端P3时，HPF 82的并联谐振电路进入一个谐振态。结果，从第三端P3到第二端P2的阻抗陡增。于是，待发送信号从第三端P3传到第一端P1。当UMTS制的发送信号送到第三端P3时，HPF 82的串联谐振电路进入一个谐振态。结果，从第三端P3到第二端P2的阻抗陡增。于是，待发送信号从第三端P3传到第一端P1。
照此，按第一实施例的双工器，联结第一端P1和第二端P2的LPF 82，在HPF 83通带附近，给出了两个衰减极点AP1和AP2。因此能保证在宽的频带有充分衰减。结果，联结第一端P1和第三端P3的HPF 83的发送特性，比传统HPF的发送特性，有足够宽的频带。据此，就能提供一种双工器，它能通过DCS和UMTS等制式的高频带信号，而且在宽的频带不被衰减。
此外，LPF 82由一个串联谐振电路和一个并联谐振电路两个谐振电路构成。因此，可能提供一种双工器，它有宽频带的发送特性，而且有最少的电路。
此外，用单一串联谐振电路的HPF 83充分衰减了LPF 82这边通带的信号。因此，低频带信号的衰减可得抑制。
此外，按第一实施例，LPF 82所含第三电感L3仅需用来将按第一实施例的双工器构成一个高频开关。理论上，对于构成双工器本身而言，并无需第三电感L3。
在第一实施例中，作为典型，LPF 82的构成采用第一电感L1与第一电容C1构成的并联谐振电路来给出衰减极点AP1，以及第二电感L2与第电容C2构成的串联谐振电路以给出衰减极点AP2。作为替代，第二电感L2与第二电容C2构成的串联谐振电路也可给出衰减极点AP1，第一电感L1与第一电容C1构成的并联谐振电路也可给出衰减极点AP2。此情况中，前述效果同样能得到。
此外，按第一实施例，LPF 82中的两个谐振电路，也可以是两个串联谐振电路，或者是两个并联谐振电路。此情况中，前述效果同样也能得到。
按此第一实施例中的双工器的LPF 82，在待从HPF 83拾取的信号的频带附近，给出了两个衰减极点。作为替代，只要信号得到充分衰减，也可不必在待拾取的信号的频带附近，给出衰减极点。图4的曲线显示一例，其中低通滤波器在待拾取的信号的频带之外的频段给出一个衰减极点。图4中低通滤波器的衰减极点给出在3.0GHz附近。在此情况，串联谐振电路中的第二电感L2与第二电容C2分别设置得让谐振建立在3.0GHz附近。如图4所示，一个衰减极点AP4给出在DCS制频带附近，另一个衰减极点AP5给出在3.0GHz附近。
这就使得即使在UMTS制频带的信号也能保证充分的衰减量。而且，还能在很宽的频带保证充分的衰减量(大约从1.7GHz到约3.3GHz)。所以，就能提供一种双工器，它能在很宽的频带，不衰减地通过高频带信号。
此外，在第一实施例，用了两个谐振电路。作为替代，其低通滤波器中也可用三个或更多的谐振电路，以给出三个或更多的衰减极点，从而在更宽的频带保证充分的衰减量。
此外，在第一实施例，上面说明了一个典型示范情况，其中的双工器被用于EGSM、DCS、UMTS三种制式的组合。类似地，双工器也可用于手机通讯的别的体系，例如EGSM、DCS、和PCS制式的组合，只要对LPF给出DCS和PCS制频带的衰减极点。
此外，双工器还可用于有四个或更多通讯体系的手机，例如EGSM、AMPS、DCS、PCS等制式的组合。在这类情况，可对LPF给出多个衰减极点，以保证在很宽频带，高频段的衰减量。
(第二实施例)按照第二实施例的双工器可用若干介电层层迭起来的层迭体做成，其中的介电层为按第一实施例的双工器的等效电路。第二实施例也参考图1。图5的部件分解透视图显示一种按照第二实施例的双工器的特殊结构。按照第二实施例的这种双工器由11个介电层N1到N11构成。图6、7、8、9放大的透视图用以说明图5所示双工器的相应介电层的细节。图5中指示各介电层的参考号(a)到(1)，分别对应图6、7、8、9中各层的参考号(a)到(1)。图5中还用一箭头指示各介电层层迭的方向。
图6显示介电层N1和N2，及介电层N1的底面Nb。图7显示介电层N3、N4、N5。图8显示介电层N6、N7、N8。图9显示介电层N9、N10、N11。图6、7、8、9所示各介电层被层迭起来，介电层N1放在底面，介电层N11放在顶上。按照双工器所需特性适当选择层迭体的层数。
实现按第二实施例的双工器的层迭体的一种制备方法叙述如下。此处假定该层迭体的底托是用一种称为玻璃陶瓷制成，这是用低熔点玻璃料混合陶瓷粉而成，陶瓷粉中主要成份是一种以镁橄榄石为主的材料或氧化铝。采用陶瓷粉、有机粘合剂、有机溶剂混合物浆膏压模成的“绿片”作为介电层，第一步是用机械打孔或激光加工办法，在绿片上钻出系列的通孔以作多层间电的连线用。
第二步，用主要含银(或金、或铜)粉的导电粘糊，在各绿片上印制一定连线图案。然后，用导电粘糊充填通孔和印制的办法，以便可将各层绿片的连线图案相互连接起来，包括构成线条状电极和电容电极。
然后，将上述方式制成的11个绿片(也就是11个介电层N1到N11)彼此正确排列顺序层迭起来，然后在一定条件下加热压制为集成的层迭体。此层迭体先烘干，然后在400至500℃的氧气氛炉内烧除绿片中的有机粘合剂。然后在约850至950℃的炉内最后烧成层迭体，其间，导电粘糊若用金粉或银粉则炉内通普通大气，若用的是铜粉则炉内须通惰性气体或用还原性气氛。
参考图6到9，各介电层的连线图案叙述如下。图6中，介电层N1的底面Nb上形成了多个电极T1，以便将层迭体安装到其主底托上。各电极T1用上述导电粘糊印制成形。另方面，介电层N1的顶面印制了接地电极G1。介电层N1顶面上也打了通孔Va至Vk以连接接地电极G1，但它上面钻的别的通孔V1至Vn却不连到接地电极G1。在以下对介电层N1至N11的叙述中，采用同样参考字符指示连接相应层次的通孔。介电层N2的顶面印制了电容电极Cp1，还钻了通孔V2。
图7中，介电层N3顶面上印制了线条状电极Lp1。线条状电极Lp1的一端钻了通孔V3。在通孔V3钻处，线条状电极Lp1连接到电容电极Cp1。在介电层N3顶面上还印制了线条状电极Lp2，它一端钻了通孔Vm。
在介电层N4顶面上还印制了线条状电极Lp3，它一端钻了通孔V41，另一端钻了通孔V42。通孔V41用来连接线条状电极Lp1的一端，非通孔V3端。通孔V42用来连接线条状电极Lp2的一端，非通孔Vm端。介电层N5的顶面上印制了接地电极G2，以连接通孔Va至Ve、和Vk。
图8中，介电层N6顶面上印制了电容电极Cp2。介电层N7顶面上印制了电容电极Cp3，还钻了通孔V7。通孔V7用来连接介电层N6的电容电极Cp2。介电层N8顶面上印制了电容电极Cp4和电容电极Cp5，还钻了通孔V8。通孔V8用来连接介电层N7的电容电极Cp3。电容电极Cp5的一端钻了通孔V42。
图9中，介电层N9顶面上印制了电容电极Cp6，电容电极Cp7，和电极T2，还钻了通孔V9。通孔V9用来连接介电层N8的电容电极Cp4。电容电极Cp6的一端钻了通孔V1。电容电极Cp7的一端钻了通孔V8。电容电极Cp7藉通孔V8连接电容电极Cp3。电极T2一端钻了通孔V42。通孔V42用来连接介电层N8的电容电极Cp5。电极T2的另一端也钻有通孔Vn，通孔Vn用来连接电极T1。
介电层N10的顶面印制了盘绕形的线条状电极Lp4和Lp5。线条状电极Lp4的一端钻了通孔V9。通孔V9用来连接介电层N8的电容电极Cp4。线条状电极Lp4的另一端也钻了通孔V7。通孔V7用来连接介电层N6的电容电极Cp2。
线条状电极Lp5的一端钻了通孔V8。通孔V8用来连接介电层N9的电容电极Cp7。线条状电极Lp5的另一端还钻了通孔V42。通孔V42用来连接介电层N9的电极T2。
采用上述层迭体结构，LPF 82的电感L1由线条状电极Lp5来实现。电容C1由电容电极Cp5和Cp7实现。电感L2由线条状电极Lp1和Lp3实现。电容C2由电容电极Cp1和接地电极G1实现。电感L3由线条状电极Lp2实现。
HPF 83的电容C3由电容电极Cp3和Cp4实现。电容C4由电容电极Cp4和Cp6实现。电感L4由线条状电极Lp4来实现。电容C5由电容电极Cp2和接地电极G2实现。
如此，按照第二实施例的双工器就由上述介电层构成的层迭体来实现。这样一来，装置的大小和高度都可缩小。
上述连线图案方式有以下特征。第一个特征为电容电极Cp1配置在介电层上N2是高于接地电极G1配置在介电层上N1，而线条状电极Lp1和Lp3分别所在的各介电层N3和N4更是高于介电层N1，这样来构成LPF 82的串联谐振电路。
通常，不希望有的杂散电容来自线条状电极之类的图案与接地电极互相的重叠。杂散电容的发生使层迭电路不同于设计的电路，造成不应有的谐振，使传输特性变坏。为解决此问题，将电容电极置于接地电极和线条状电极之间，就会减少线条状电极跟接地电极重叠的部分。于是，构成第二电感L2的线条状电极Lp1和Lp3，跟接地电极G1之间的杂散电容就能减少。于是，层迭体的电路变得像设计的那样，使第二电感L2和第二电容C2构成一个串联谐振电路。有了这样的串联谐振电路，就能给出理想的陡峭的衰减极点，HPF 83的通带也就能加宽，损耗也能减小。上面的叙述，对于LPF 82中的第一电感L1和第一电容C1构成的并联谐振电路，跟接地电极之间的关系，也是适用的。
此外，电容电极Cp2配置在介电层上N6高于接地电极G2配置在介电层上N5，而线条状电极Lp4配置在介电层上N10更高于介电层N6，这样来构成HPF 83的串联谐振电路。采用这样的结构，在实现第四电感L4的线条状电极Lp4跟接地电极G2之间发生的杂散电容可被减小。于是，采用了第四电感L4和第五电容C5构成的串联谐振电路，能够给出理想陡峭的衰减极点，LPF 82的通带也就得到加宽，损耗也减小。
就是说，为了给出衰减极点，采用电感和电容构成的谐振电路中，实现电感的线条状电极配置在介电层上，应放得高于接地电极和实现电容的电容电极配置在介电层上。采用这样的结构，可形成较陡的衰减极点，从而可能提供宽通带、低损耗的低通滤波器和高通滤波器。
上述连线图案方式的第二个特征叙述如下。在LPF 82中实现电感L1的线条状电极Lp5配置在介电层上，不但高于具有接地电极G1的介电层，而且按层迭方向，应相等于或高于这样的介电层，它有线条状电极Lp1和Lp3以实现LPF 82的电感L2，以及它有线条状电极Lp4以实现HPF 83的电感L4。采用这种结构，在实现LPF 82的电感L1的线条状电极，跟接地电极或别的电极图案形式之间发生的、不希望有的杂散电容可被减小。于是，信号直接通过的、LPF 82的电感L1的(传输)特性的变化就可减小，从而能够提供按设计电路的双工器。
就是说，LPF中信号直接通过的、由线条状电极实现的电感配置在介电层上，应高于具有接地电极的介电层，而且应相等于或高于这样的介电层，它有线条状电极以实现LPF的另一电感，以及它有线条状电极以实现HPF的电感。采用这种结构，实现LPF中信号直接通过的电感的线条状电极，跟接地电极或别的电极图案形式之间发生的、不希望有的杂散电容可被减小。于是，信号直接通过的电感的(传输)特性的变化就可减小，从而能够提供按设计电路的双工器。
此外，按照第二实施例，双工器所有的输入/输出端口和接地电极，都经各通孔，集中到介电层N1的底面。于是，在电子设备的主底托上的装置面积可减小。
图5所示各电极的接线仅为一例，并不意味只能这样子。特别是，在第二实施例中，虽然用了单一线条状电极Lp5来实现LPF 82中的电感L1，电感L1也可由几个线条状电极一起来实现。类似地，别的那些电感也可由至少一个线条状电极来实现(实现)。无论何种情况，只要接线有上述特征，就能达到本发明的效果。
(第三实施例)按照本发明的第三实施例的一种高频开关，应用了按第一实施例的双工器，采用多个介电层层迭而成的一种层迭体来实现。第三实施例也参考图1。这里的元件，具有跟第一实施例中的双工器里的元件相似功能的，都给以相同的参考字符，此处不再重述。
图10的方框图显示按第三实施例的高频开关的功能结构。图10中的高频开关80是一种三频带的高频开关，对三个频带，即第一频带(EGSM)、第二频带(DCS)、第三频带(UMTS)，各别的发送频带和接收频带的通过，它都具有滤波功能。该高频开关80包含一个(发送和接收转换)开关电路84，一个开关电路85，一个双工器81，带通滤波器86和89，低通滤波器87和88，和一个天线共用器90。
对EGSM制信号，带通滤波器86和低通滤波器87分别连到接收端口Rx1和发送端口Tx1。对DCS制信号，低通滤波器88和带通滤波器89分别连到发送端口Tx2和接收端口Rx2。对UMTS制信号，共用器90被连到发送端口Tx3和接收端口Rx3二者上。
带通滤波器86和开关电路84彼此经内端口93连接。低通滤波器87和开关电路84彼此经内端口94连接。开关电路84经内端口91连到双工器81的LPF 82上。
低通滤波器88和开关电路85彼此经内端口95连接。带通滤波器89和开关电路85彼此经内端口96连接。共用器90和开关电路85彼此经内端口97连接。开关电路85经内端口92连到双工器81的HPF 83上。双工器81连到天线ANT。
带通滤波器86采用的滤波器，例如SAW(表面声波器件)滤波器，只通过EGSM制的接收频带的信号。低通滤波器87则只通过较EGSM制发送频带更低的频带的信号，并能减小放大过程带来的谐波畸变。带通滤波器89所用的滤波器，例如SAW器件的，只通过DCS制接收频带的信号。低通滤波器88只通过比DCS制发送频带更低的频带的信号，并能减小放大过程带来的谐波畸变。
共用器90由介电材料制成，用来将发送频带跟接收频带彼此分隔开来。共用器90包含，例如，一个连到发送端口Tx3的带通滤波器和一个连到接收端口Rx3的带通滤波器。共用器90用在UMTS制，发送和接收正好同时进行，以便从发送信号中保护接收信号。
开关电路84，当EGSM制发送频带信号送来时切换到内端口93，而当EGSM制接收频带信号送来时切换到内端口94。开关电路84是根据加到控制端口Vc1的电压(3V)来实现这一内部端口的切换操作的。当该电压加上时，开关电路84切换到内端口94以发送信号。
开关电路85，当DCS制发送频带信号送来时切换到内端口95，当DCS制接收频带信号送来时切换到内端口96，当UMTS制频带信号送来时切换到内端口97。开关电路85是根据加到控制端口Vc2和Vc3的电压(3V)来实现这一内部端口的切换操作的。当该电压加到Vc2上时，开关电路85切换到内端口95以发送DCS制信号。当该电压加到Vc3上时，开关电路85切换到内端口96以接收DCS制信号。当控制端口Vc2和Vc3不加电压时，开关电路85切换到内端点口97以发送或接收UMTS制信号。
上述结构的高频开关80的运作叙述如下。注意其中的双工器81的运作在第一实施例中已详细叙述过，此处就不讲了。
为发送EGSM制信号，在开关电路84的控制端口Vc1加班加3V，在开关电路85的控制端口Vc2和Vc3加0V。这样，内端口91和94彼此连接。送到发送端口Tx1的EGSM制发送信号，被递交到低通滤波器87，谐波畸变被减小；然后经开关电路84递交到双工器81的LPF 82；通过LPF 82后，从天线ANT输出。
为接收EGSM制信号，在二开关电路84和85的控制端口Vc1到Vc3加0V，使得内端口91和93彼此连接。EGSM制的接收信号经天线ANT送到双工器81，并不通过HPF 83，而是通过LPF 82，然后经开关电路84，递交到带通滤波器86。带通滤波器86只通过所需的接收频带的信号，将它送到接收端口Rx2。这样，从接收端口Rx2拾取EGSM制的接收信号。
为发送DCS制信号，在开关电路85的控制端口Vc2加3V，在开关电路84的控制端口Vc1和在开关电路85的控制端口Vc3都加0V。这使得内端口92和95彼此连接。送到发送端口Tx2的DCS制发送信号，被递交到低通滤波器88，在那里减小了谐波畸变；然后经开关电路85，递交到双工器81的HPF 83；通过HPF 83后，从天线ANT输出。
为接收DCS制信号，在开关电路85的控制端口Vc3加3V，在开关电路84的控制端口Vc1和在开关电路85的控制端口Vc2都加0V。这使得内端口92和96彼此连接。DCS制的接收信号经天线ANT送到双工器81，并不通过LPF 82，而是通过HPF 83，然后经开关电路85，递交到带通滤波器89。带通滤波器89只通过所需的接收频带的信号，将它送到接收端口Rx2。这样，从接收端口Rx2拾取DCS制的接收信号。
为发送UMTS制信号，在二开关电路84和85的各控制端口Vc1到Vc3都加0V。这使得内端口92和97彼此连接。送到发送端口Tx3的UMTS制的发送信号，经共用器90、开关电路85、和双工器81，递交到天线ANT。为接收UMTS制的信号，需建立和上述相同的连接。UMTS制接收信号从天线ANT，经双工器81、开关电路85、和共用器90，递交到接收端口Rx3以供拾取。
图11电路图显示了按第三实施例的高频开关80的一部分。作为典型示范在图11的高频开关电路用的是二极管。虽然在图11中没画出带通滤波器86、带通滤波器89、和共用器90，在需要时这些部件都可加上，并分别连到端口Rx1、Rx2、以及Tx3和Rx3。双工器81的电路类似第一实施例中所用的。
发送端口Tx1经二极管D2，它沿发送正向导通，连到天线端。低通滤波器87插在发送端口Tx1和二极管D2之间。接收端口Rx1被连接到天线，并经正向导电的二极管D4接地。控制端口Vc1连往控制加电压的部分(图中未画出)。
发送端口Tx2经二极管D3，它沿发送正向导通，连到天线端。低通滤波器88插在发送端口Tx2和二极管D3的阳极之间。接收端口Rx2经二极管D1连到天线端，用发送端口Tx2作发送时，D1反向导通(在OFF状态，关闭)。
发送端口Tx3和接收端口Rx3连到天线端，并经二极管D5接地，D5正向导通。控制端口Vc2和Vc3连往控制加电压的部分(图中未画出)。
下面叙述图11所示这部分高频开关电路的运作。其中的低通滤波器87和88、开关电路84和85，这些电路已熟知，只加简述。双工器81电路运作与第一实施例中的相同，所以此处不再叙述。
送到发送端口Tx1的EGSM制发送信号递交到低通滤波器87上，信号中的谐波与那里的并联谐振电路发生谐振，只有信号中的基波传到开关电路84。为发送EGSM制信号，在控制端口Vc1加3V电压，所以二极管D2进入ON态(开通)。结果，发送信号通过二极管D2。图中50欧姆的线841具有的波长为EGSM制发送频率波长的四分之一，它的作用使二极管D2阴极端阻抗大增。因此，信号被传到双工器81，通过它后从天线ANT输出。
EGSM制的接收信号从天线ANT经双工器81，递交到开关电路84。为接收EGSM制信号，控制端口Vc1加电压0V，这时二极管D2作用像一个电容，从而与电感L84合作形成并联谐振电路。该并联谐振电路谐振在EGSM制接收频带，它谐振时，其阻抗大增。所以使接收信号传到接收端口Rx1。
为从发送端口Tx2发送DCS制信号，在控制端口Vc2加3V电压。图中二极管D3附近电路类似D2附近的。所以，与从Tx1端口发送EGSM制信号方式相似的操作，DCS制发送信号被送到双工器81。
为接收DCS制信号，控制端口Vc3加3V，控制端口Vc2则加0V。于是二极管D1进入ON(通)态，由二极管D3端对端电容形成的并联谐振电路的阻抗大增。图中50欧姆的线851具有的波长为DCS制发送频率波长的四分之一，它的作用使二极管D5阳极端阻抗大增。从而，将DCS制的接收信号发送到接收端口Rx2。
为从发送端口Tx3发送UMTS制信号，控制端口Vc2和Vc3都加0V电压。故而二极管D1和D3分别由各自的端对端电容形成并联谐振电路。这两个并联谐振电路的阻抗都大增，于是UMTS制的发送信号，被送到双工器81，然后从天线ANT输出。至于UMTS制的接收信号，开关电路85的操作是同上的。
图12为由多个介电层层迭起来实现图11所示高频开关电路的层跌迭体的部件分解透视图。在图11所示元件中，发送端口Tx1、Tx2、Tx3和Rx3，以及接收端口Rx1Rx2，它们的输入/输出端电容，插在控制端口Vc1到Vc3跟地的电容，在图12中各介电层的连线图案和顶面上，不再画出。
如图12所示，高频开关层迭体由15层介电层N101到N115构成。图13、14、15、和16分别为图12所示高频开关的各介电层的放大了的透视图。图12中指示各介电层的序号(a)到(p)，分别对应图13到图16中的(a)到(p)。图12中箭头所指方向表示介电层层迭的顺序。
图13显示介电层N101到N103，以及介电层N101的底面N101b。图14显示介电层N104到N107。图15显示介电层N108到N111。图16显示介电层N112到N115。图13到16所示各介电层层迭时，介电层N101置于底部，N115放在顶上。图16中放在高频开关层迭体的顶上的介电层N115的顶面上，有5个二极管D1到D5，以及多个芯片元件SD1包含一个电容和一个电阻，它们不包含在别的介电层的连线图案中。这些二极管和芯片元件电连接到层迭体的内部电路。层迭体的层数是按照所需的高频开关的特性来恰当选定的。构成各介电层和层迭体的办法，类似第二实施例，故此不再叙述。
图13中，介电层N101的底面N101b上有多个电极T102，用来将高频开关装置在电子设备的主底托上。这些电极T102是用介电粘糊印制成形在底面上，如第二实施例的叙述。
对图13到图16所示多层高频开关的连线图案的层迭结构的叙述以双工器81为中心。
介电层N101和N107上分别印制有接地电极G101和G102(参见图13和图14)。介电层N102、N108到N111顶面上印制有电容电极Cp11到Cp17(参见图13和图15)。介电层N105、N106、和N113上面印制有线条状电极Lp11到Lp15(参见图14和图16)。
介电层N102到N113上还有多个通孔，用来将线条状电极Lp11到Lp15，和电容电极Cp11到Cp17电连接起来，以便实现图11的电路图。例如线条状电极Lp15经通孔V11连到电容电极Cp17。线条状电极Lp14经通孔V12连到电容电极Cp12。
采用上述结构，线条状电极Lp11到Lp13和Lp15形成LPF 82的电感，而电容电极Cp11、Cp15、Cp17和接地电极G101形成LPF 82的电容。这样，LPF 82就构成了。
另外，线条状电极Lp14形成HPF 83的电感，而电容电极Cp12到Cp14、Cp16和接地电极G102形成HPF 83的电容。这样，HPF 83就构成了。
用以构成LPF 82和HPF 83的线条状电极、电容电极、和接地电极的布置，要得到类似第二实施例中叙述的特征。有了这些特征，双工器81才能得到类似第二实施例中的那些效果。
类似地，低通滤波器87和88的构成，也靠组合介电层上印制成形的线条状电极、电容电极和接地电极。
此外，开关电路84和85的电感和电容的构成，也靠组合介电层上印制成图形的线条状电极、电容电极和接地电极。用上述方式形成的开关电路84和85的电感和电容，二极管D1到D5，通过多个电极T101(图16作为典型画出两个电极T101)装到层迭体顶面的芯片元件SD1，这几方面电连接起来就实现了开关电路84和85。此外，在层迭体内，双工器81是通过内端口91和92连接到开关电路84和85。
在电子设备的主底托上，图10中的带通滤波器86和89、以及共用器90，是另外电连接到该层迭体构成的各开关电路的接收端口Rx1和Rx2、发送端口Tx3、和接收端口Rx3。
如上所述，按照第三实施例，高频开关由用介电层做成的层迭体来实现。故而此装置的大小和高度可减小。而且，采用按照第一实施例的双工器，就能提供一种高频开关，它能在很宽的频带不衰减地通过高频信号。
此外，高频开关所有的输入/输出端口和接地电极全经通孔集中连接到层迭体的底面。这样，当把高频开关装到电子设备的主底托上时，所需面积可减小。
在第三实施例，作为典型示范，高频开关用在EGSM、DCS、和UMTS三个制式的组合。作为替代，此高频开关也可用于别的制式，例如EGSM、DCS、和PCS制的类似组合。
在第三实施例，作为典型示范，高频开关为一个三通带的高频开关，它采用三种通讯体制。作为替代，高频开关也可为一个双通带的高频开关，采用两种通讯体制(例如，采用EGSM和UMTS制式)，或者，也可为一个采用四种或更多通讯体制的高频开关(例如，采用EGSM、AMPS、DCS、PCS制式)，以实现跟第三实施例情况类似的效果。
在第三实施例中，在电子设备的主底托上提供的各带通滤波器、共用器都电连接到在此层迭体中形成的各开关电路的接收端口Rx1和Rx2、发送端口Tx3和接收端口Rx3。作为替代，各带通滤波器也可装置在此层迭体的顶面上。图17显示的层迭体上装有带通滤波器。如图17所示，装在层迭体顶面上的有用SAW滤波器SF1和SF2的带通滤波器，和二极管D11到D15，芯片元件SD11到SD17诸如电容和电阻，这样来得到与第三实施例中的类似的效果。
作为替代，也可只将共用器装在层迭体顶面上，或将带通滤波器与共用器一起装在层迭体顶面上，这样来得到与第三实施例中的类似的效果。
在第三实施例中，采用了二极管来做开关电路。作为替代，可用砷化镓半导体GaAs器件来做一个乃至两个开关电路，这样来得到与第三实施例中的类似的效果。
(第四实施例)在第四实施例中叙述的是一种天线共用器，它采用了按照第一实施例的双工器。第四实施例也参见图1。与第一实施例的双工器中的相似功能的元件，现在仍采用相同参考字符来指示，此处不再叙述。
图18的方框图显示按照第四实施例的天线共用器100的结构。图18中，天线共用器100包含双工器81、第一共用器101、和第二共用器102。天线共用器100经天线ANT发送和接收IS-95制或PCS制的信号。
在IS-95制式，一个824到849MHz频带用来发送信号，另一个869到894MHz频带用来接收信号。在PCS制式，一个1920到1980MHz频带用来发送信号，另一个2110到2170MHz频带用来接收信号。在双工器81的LPF 82，电感L1和L2、及电容C1和C2的值的设置，使得在接收频带2110到2170MHz给出一个衰减极点，在发送频带1920到1980MHz给出另一个衰减极点，以便用于PCS制式。既可用串联谐振电路，也可用并联谐振电路来给出这些衰减极点。另一方面，在双工器81的HPF 83，电感L4和电容C5的值的设置，使得在824到894MHz的频带中给出一个衰减极点，以便用于IS-95制式。
以介电材料制成的第一共用器101用来将IS-95制的发送频带和接收频带彼此分隔开。第一共用器101包含，例如，连接到发送端口Tx4的一个带通滤波器，和连接到接收端口Rx4的一个带通滤波器。第一共用器101用在IS-95制，此处发送和接收同时进行，以便从发送信号中保护接收信号。
第二共用器102也以介电材料制成，用来将PCS制的发送频带和接收频带彼此分隔开。第二共用器102包含，例如，连接到发送端口Tx5的一个带通滤波器，和连接到接收端口Rx5的一个带通滤波器。第二共用器102用在PCS制，此处发送和接收同时进行，以便从发送信号中保护接收信号。
下面参见图18，叙述天线共用器100的运作。当IS-95制接收信号送到天线共用器100，HPF 83的阻抗增大。所以，该接收信号被递交到LPF 82一边，然后送到第一共用器101。第一共用器101将该接收信号，不传给发送端口Tx4，而传给接收端口Rx4，然后输出。另一方面，为发送IS-95制信号，该信号经发送端口Tx4送到第一共用器101。第一共用器101不把该信号交给接收端口Rx4，而是交给LPF 82。IS-95制信号使HPF 83的阻抗增大，因此IS-95制发送信号被从天线ANT输出。
当PCS制接收信号来到天线共用器100时，LPF 82的阻抗增大。因此，接收信号被传到HPF 83一侧，并送到第二共用器102。第二共用器102不把该接收信号交给发送端口Tx5，而交到接收端口Rx5，然后输出。另一方面，为发送PCS制信号，该信号经发送端口Tx5送到第二共用器102。第二共用器102不把该信号交给接收端口Rx5，而是交给HPF 83。PCS制信号使HPF 83的阻抗增大，因此PCS制发送信号被从天线ANT输出。
如上述，采用按照第四实施例的天线共用器，即使在用IS-95制和PCS制的通讯体制，也能在很宽频带无衰减地通过高频带信号。在PCS制，因发送频带和接收频带彼此分开较远，如在本发明这样，采用双工器是很有效的，它能在低通滤波器给出两个衰减极点。
采用按照第三实施例的高频开关和按照第四实施例的天线共用器，就能提供一种无线通讯设备，它能发送和接收多个频带的通讯体制的信号。
虽然对本发明已经作了详细叙述，上面的说明从各方面讲都是解释性的，本发明并不受以上叙述的限定。不讲自明，许许多多别的修改和变动都可设计出来，而并未离开本发明的范围。
权利要求
1.一种双工器，它对不同频带的无线电波作多路混合和多路分解，所述双工器包括低通滤波器(82)，它置于连到天线一侧的第一端口(P1)和用于发送和接收低频带信号的第二端口(P2)之间，所述低通滤波器只通过低频带信号；和高通滤波器(83)，它置于所述第一端口和用来发送和接收高频带信号的第三端口(P3)之间，所述高通滤波器只通过高频带信号，所述低通滤波器至少包含两个谐振电路，以便在通带的高频侧给出至少两个衰减极点(AP1、AP2)。
2.如权利要求1所述的双工器，其特征在于所述高通滤波器还包含一个单谐振电路(L4、C5)，且所述高通滤波器在通带的低频一侧给出一个衰减极点(AP3)，从而所述低通滤波器只通过不同频带中最低频带的信号。
3.如权利要求2所述的双工器，其特征在于所述低通滤波器的两个谐振电路包含由第一电感(L1)和第一电容(C1)构成的并联谐振电路(L1、C1)，它置于第一端口跟第二端口之间；和由第二电感(L2)和第二电容(C2)构成的串联谐振电路(L2、C2)，它置于第二端口跟地之间。
4.如权利要求3所述的双工器，其特征在于所述高通滤波器还包含由第三电容(C3)和第四电容(C4)串联的电路，它置于第一端口跟第三端口之间，而且所述高通滤波器包含一个由第三电感(L4)和第五电容(C5)构成的串联谐振电路(L4、C5)，它置于第三电容和第四电容连接点跟地之间。
5.如权利要求4所述的双工器，其特征在于所述低通滤波器和高通滤波器用一层迭体构成，它由多个介电层(N1到N11)层迭得到，其中包含多个线条状电极来实现第一至第三电感，多个电容电极来实现第一至第五电容，多个导电通孔来连接线条状电极和电容电极。
6.如权利要求5所述的双工器，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极(G1)，至少一个实现第一电感的线条状电极(Lp5)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极的介电层，而且是等于或高于一个其上至少有一个线条状电极(Lp1、Lp3)的介电层以及高于一个其上至少有一个线条状电极(Lp4)来实现第三电感的介电层。
7.如权利要求5所述的双工器，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极(G1)，并且至少一个用于实现低通滤波器的并联谐振电路中第一电容(C5、Cp7)的线条状电极(Lp5)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极的介电层，而且至少一个用于实现低通滤波器的并联谐振电路中第一电感的线条状电极(Lp5)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极的介电层。
8.如权利要求5所述的多路混合器，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极(G1)，具有至少一个用于实现低通滤波器的串联谐振电路中第二电容的电容电极(Cp1)配置在介电层上，所述介电层在按层迭方向上是高于一个其上有接地电极的介电层，而且至少一个用于实现低通滤波器的串联谐振电路中第二电感的线条状电极(Lp1、Lp3)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极的介电层。
9.如权利要求5所述的双工器，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极(G1)，至少一个用于实现高通滤波器的串联谐振电路中第五电容的电容电极(Cp2)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极的介电层，而且至少一个用于实现高通滤波器的串联谐振电路中第三电感的线条状电极(Lp4)配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极的介电层。
10.一种高频开关(80)，它对不同频带的无线电波的发送和接收进行切换，包括双工器(81)，它经连接到天线一侧的第一端口对无线电波进行多路混合和分解，以便发送和接收不同频带的无线电波；低频发送和接收开关电路(84)，它连接双工器的第二端口，以发送和接收低频带信号；和高频发送和接收开关电路(85)，它连接双工器的第三端口，以发送和接收高频带信号，所述双工器包含低通滤波器(82)，它置于第一端口和第二端口之间，只通过低频带信号；和高通滤波器(83)，它置于第一端口和第三端口之间，只通过高频带信号；以及所述低通滤波器至少具有两个谐振电路(L1、C1、L2、C2)，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点(AP1、AP2)。
11.如权利要求10所述的高频开关，其特征在于所述高通滤波器包含一个单谐振电路(L4、C5)，所述高通滤波器给出单一衰减极点(AP3)，以及所述低通滤波器只通过最低频信号。
12.如权利要求11所述的高频开关，其特征在于所述低通滤波器的两个谐振电路包含并联谐振电路(L1、C1)，它由第一电感(L1)和第一电容(C1)构成，置于第一端口和第二端口之间；和串联谐振电路(L2、C2)，它由第二电感(L2)和第二电容(C2)构成，置于第二端口跟地之间。
13.如权利要求12所述的高频开关，其特征在于所述高通滤波器还包含一个串联电路，它由第三电容(C3)和第四电容(C4)串成，置于第一端口和第三端口之间，且所述高通滤波器包含串联谐振电路(L4、C5)，它由第四电感(L4)和第五电容(C5)构成，置于第三电容和第四电容的串接点跟地之间。
14.如权利要求13所述的高频开关，其特征在于所述高频开关用一层迭体构成，它由多个介电层(N101到N115)层迭得到，所述介电层包含多个线条状电极来实现各电感，多个电容电极来实现各电容，和多个导电通孔来连接线条状电极和电容电极。
15.如权利要求14所述的高频开关，其特征在于所述层迭体包含了多个线条状电极(Lp11至Lp15)来实现第一至第三电感，多个电容电极(Cp11至Cp17)来实现第一至第五电容，和多个导电通孔来连接线条状电极和电容电极，从而实现低通滤波器和高通滤波器。
16.如权利要求15所述的高频开关，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极，并且至少一个实现第一电感的线条状电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极的介电层，而且是等于或高于一个其上至少有一个线条状电极的介电层以及高于一个其上至少有一个线条状电极实现第三电感的介电层。
17.如权利要求15所述的高频开关，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极，至少一个用于实现低通滤波器的并联谐振电路中第一电容的线条状电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极配置在介电层上，而且至少一个用于实现低通滤波器的并联谐振电路中第一电感的线条状电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极配置在介电层上。
18.如权利要求15所述的高频开关，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极，至少一个用于实现低通滤波器的串联谐振电路中第二电容的电容电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极配置在介电层上，而且至少一个用于实现低通滤波器的串联谐振电路中第二电感的线条状电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极配置在介电层上。
19.如权利要求15所述的高频开关，其特征在于介电层中至少有一个是包含接地电极，至少一个用于实现高通滤波器的串联谐振电路中第五电容的电容电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有接地电极配置在介电层上，而且至少一个用于实现高通滤波器的串联谐振电路中第三电感的线条状电极配置在介电层上，所述介电层在层迭方向上是高于一个其上有电容电极配置在介电层上。
20.如权利要求14所述的高频开关，其特征在于至少低频发送和接收开关电路和高频发送和接收开关电路中的一个是根据二极管(D1至D5)上所加电压来切换信号的发送和接收，而所述二极管(D11至D15)被置于层迭体的顶面。
21.如权利要求14所述的高频开关，其特征在于至少低频发送和接收开关电路和高频发送和接收开关电路中的一个是GaAs开关，且所述GaAs开关被置于层迭体的顶面。
22.一种天线共用器(100)，它对不同频带的无线电波同时实现发送和接收，其特征在于，包括双工器(81)，它经连接到天线一侧的第一端口对无线电波进行多路混合和分解，以便发送和接收不同频带的无线电波；第一共用器(101)，它连接双工器的第二端口，以发送和接收低频带信号；和第二共用器(102)，它连接双工器的第三端口，以发送和接收高频带信号，所述双工器包含低通滤波器(82)，它置于第一端口和第二端口之间，只通过低频带信号；和高通滤波器(83)，它置于第一端口和第三端口之间，只通过高频带信号；而且所述低通滤波器至少具有两个谐振电路(L1、C1、L2、C2)，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点(AP1、AP2)。
23.如权利要求22所述的天线共用器，其特征在于所述高通滤波器包含一个单谐振电路(L4、C5)，所述高通滤波器给出单个衰减极点(AP3)，以及所述低通滤波器只通过低频信号。
24.如权利要求23所述的天线共用器，其特征在于所述低通滤波器的两个谐振电路包含并联谐振电路(L1、C1)，它由第一电感(L1)和第一电容(C1)构成，置于第一端口和第二端口之间；和串联谐振电路(L2、C2)，它由第二电感(L2)和第二电容(C2)构成，置于第二端口跟地之间。
25.如权利要求24所述的天线共用器，其特征在于所述高通滤波器还包含一个串联电路，它由第三电容(C3)和第四电容(C4)串成，连接于第一端口和第三端口之间，且所述高通滤波器包含串联谐振电路(L4、C5)，它由第三电感(L4)和第五电容(C5)构成，置于第三电容和第四电容的串接点跟地之间。
26.如权利要求25所述的天线共用器，其特征在于所述高频开关用一层迭体构成，它由多个介电层层迭得到，其中包含多个线条状电极来实现各电感，多个电容电极来实现各电容，和多个导电通孔来连接线条状电极和电容电极。
27.一种无线通讯装置，它对不同频带的无线电波实现发送和接收，其特征在于，包括高频开关(80)，它对不同频带的无线电波的发送和接收进行切换，所述高频开关包含双工器(81)，它经连接到天线一侧的第一端口对无线电波进行多路混合和分解，以便发送和接收不同频带的无线电波；低频发送和接收开关电路(84)，它连接双工器的第二端口，以发送和接收低频带信号；和高频发送和接收开关电路(85)，它连接双工器的第三端口，以发送和接收高频带信号，所述双工器包含低通滤波器(82)，它置于第一端口和第二端口之间，只通过低频带信号；和高通滤波器(83)，它置于第一端口和第三端口之间，只通过高频带信号；而且所述低通滤波器至少具有两个谐振电路(L1、C1、L2、C2)，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点(AP1、AP2)。
28.一种无线通讯装置，它对不同频带的无线电波实现发送和接收，其特征在于，包括天线共用器(100)，它对不同频带的无线电波同时进行发送和接收，该天线共用器包含双工器(81)，它经连接到天线一侧的第一端口对无线电波进行多路混合和分解，以便发送和接收不同频带的无线电波；第一共用器(101)，它连接双工器的第二端口，以发送和接收低频带信号；和第二共用器(102)，它连接双工器的第三端口，以发送和接收高频带信号，所述双工器包含低通滤波器(82)，它置于第一端口和第二端口之间，只通过低频带信号；和高通滤波器(83)，它置于第一端口和第三端口之间，只通过高频带信号；而且所述低通滤波器至少具有两个谐振电路(L1、C1、L2、C2)，以便在通带的高频一侧给出至少两个衰减极点(AP1、AP2)。
全文摘要
提供了一种双工器和用它构成的高频开关，该双工器能在很宽的频带，无衰减地通过高频带信号。该双工器包含一个低通滤波器(82)，后者具有一个由第一电容(C1)和第一电感(L1)构成的并联谐振电路，和一个由第二电容(C2)和第二电感(L2)构成的串联谐振电路。采用这一结构，低通滤波器(82)给出两个衰减极点。于是，(该双工器的)高通滤波器(83)的通带可被加宽。
文档编号H03H7/46GK1419338SQ0215064
公开日2003年5月21日 申请日期2002年11月12日 优先权日2001年11月12日
发明者瓜生一英, 山田徹, 石崎俊雄 申请人:松下电器产业株式会社