ES2244845T3 - Modulo de continuacion multibanda de alta frecuencia. - Google Patents
Modulo de continuacion multibanda de alta frecuencia.Info
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Abstract
Módulo de conmutación de alta frecuencia en forma de un cuerpo laminado para su uso en un sistema de comunicación que utiliza un sistema de transmisión-recepción, comprendiendo el módulo: un circuito conmutador (SW1, SW2) para dicho sistema de transmisión-recepción estando un extremo de dicho circuito de conmutación conectado a un terminal de antena (CAT) para la conexión a una antena (ANT) y estando el otro extremo conectado en paralelo a un terminal de recepción (RT1, RT2) para la conexión a un circuito receptor (RX1, RX2), y un terminal de transmisión (TT1, TT2) para la conexión a un circuito transmisor (TX1, TX2), comprendiendo el circuito conmutador (SW1, SW2) una línea de transmisión (LG2; LP2) y unos elementos de conmutación (DG1, DG2; DP1, DP2) conectados en serie a través de la línea de transmisión, presentando un primer (DG1, DP1) de dichos elementos de conmutación un ánodo conectado a una línea dirigida al lado de la terminal de antena (CAT) y un cátodo conectado a una línea dirigida al lado de dicho circuito transmisor (TX1, TX2), y presentando el segundo elemento de conmutación (DG2, DP2) un cátodo conectado a una línea dirigida a dicho lado del circuito receptor (RX1, RX2) y un ánodo conectado a una línea dirigida a un terminal de tierra (GRD; 89).
Description
Módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia.
La presente invención se refiere a una parte de
circuito mixto de alta frecuencia, más específicamente, a un módulo
de conmutación multibanda de alta frecuencia utilizado en un
sistema de comunicación que utiliza una pluralidad de sistemas de
transmisión-recepción que presentan diferentes
pasabandas.
Un radioteléfono celular digital utiliza un
conmutador de alta frecuencia para conectar eléctricamente y
alternadamente una antena (ANT) a un circuito transmisor (TX) o a
un circuito receptor (RX).
La figura 15 es un diagrama esquemático de
circuito que muestra un circuito conmutador de alta frecuencia de
una sola banda, que se da a conocer en el la patente japonesa
abierta al público nº 6-197040. En la figura 15, el
conmutador de alta frecuencia conecta alternadamente una antena ANT
a un circuito transmisor TX o a un circuito receptor RX, y
comprende un primer diodo D1, cuyo ánodo está conectado al circuito
transmisor TX y cuyo el cátodo está conectado a la antena ANT, una
línea SL de transmisión triplaca (strip line) conectada entre la
antena ANT y el circuito receptor RX, y un segundo diodo D2, cuyo
ánodo está conectado entre la línea triplaca SL y el circuito
receptor RX y cuyo cátodo está conectado a tierra. El conmutador de
alta frecuencia esta realizado en un cuerpo dieléctrico laminado
que presenta una pluralidad de substratos, en el cual la línea
triplaca esta dispuesta en un substrato interior y en el que los
diodos D1, D2 están montados sobre la superficie superior del
cuerpo dieléctrico laminado.
Con la reciente popularización masiva de los
radioteléfonos celulares, ha habido una mayor demanda para mejorar
el funcionamiento del mismo, para aumentar el área de servicio,
etc. Se ha propuesto un radioteléfono de dos bandas como nuevo tipo
de radioteléfono. A diferencia del radioteléfono convencional que
utiliza un único sistema transmisor-receptor, el
radioteléfono de dos bandas utiliza dos sistemas
transmisores-receptores que presentan diferentes
pasabandas. Un usuario puede comunicarse seleccionando
adecuadamente un sistema transmisor-receptor
deseado.
Si los respectivos sistemas
transmisores-receptores se componen de diferentes
circuitos, el radioteléfono de dos bandas resultante tendría un
tamaño y un coste grandes. Por lo tanto, las partes que componen el
radioteléfono de dos bandas, tantas como sea posible, deberían
compartir los sistemas transmisores-receptores con
la intención de reducir el tamaño y el coste de producción.
Un módulo de conmutación de alta frecuencia que
presenta las características indicadas en la primera parte de la
reivindicación 1 se da a conocer a partir del documento
EP-A-0797 312 A2 y, de manera
similar, a partir del documento US- A-5 473 293.
Estos módulos pueden funcionar en una banda de frecuencia única.
El documento
EP-A-0 567 766 da a conocer un
circuito para una antena de automóvil conmutable que incluye
filtros de frecuencia para asociar diferentes márgenes de
frecuencia con diferentes receptores.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia
para conectar eléctricamente y de forma alternada una antena común
a un circuito transmisor o a un circuito receptor de cualquiera de
los dos o más circuitos transmisores-receptores que
presentan diferentes pasabandas.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia
realizado en una estructura laminada reducida.
Estos objetivos se alcanzan mediante el módulo de
conmutación de alta frecuencia definido en la reivindicación 1.
En una forma de realización de la invención, se
proporciona un módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia
en forma de un cuerpo laminado para su uso en un sistema de
comunicación que utiliza una pluralidad de sistemas
transmisores-receptores que presentan diferentes
pasabandas, comprendiendo un circuito de un módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia: (a) un circuito de separación de
bandas, estando un extremo del mismo conectado a un terminal de una
antena común para conectar una antena común; y (b) circuitos
conmutadores para los sistemas
transmisores-receptores, estando un extremo de cada
circuito conectado al circuito de separación de bandas y estando el
otro extremo conectado en paralelo a un terminal de recepción para
conectar un circuito receptor, y un terminal de transmisión para
conectar un circuito transmisor, para conectar alternadamente la
antena común al circuito receptor o al circuito transmisor; y el
cuerpo laminado comprende una pluralidad de substratos
dieléctricos, electrodos patrón impresos sobre los substratos
dieléctricos, electrodos de terminal conformados sobre las
superficies del cuerpo laminado, y elementos de chip montados en
una superficie superior del cuerpo laminado.
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático
que muestra una forma de realización preferida de un módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia de acuerdo con la
presente invención;
La figura 2 es un diagrama esquemático de
circuito que muestra un circuito equivalente al módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia de la figura 1;
La figura 3 es una vista en planta de un cuerpo
laminado del módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia
según la presente invención;
La figura 4 es una vista en perspectiva de un
cuerpo laminado del módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia según la presente invención;
La figura 5 es una vista en planta que muestra
cada substrato que conforma el cuerpo laminado de las figuras 3 y
4;
La figura 6 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un primer circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 7 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un segundo circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 8 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un tercer circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 9 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un cuarto circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 10 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un quinto circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 11 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un sexto circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 12 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un séptimo circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 13 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un octavo circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención;
La figura 14 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra un noveno circuito preferido del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia según la presente invención; y
La figura 15 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra un circuito monobanda de conmutación de alta
frecuencia.
El módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia de la presente invención comprende un circuito de
separación de bandas, unos circuitos conmutadores que conectan
alternadamente una antena común a un circuito receptor o a un
circuito transmisor de entre cualquiera de una pluralidad de
sistemas transmisores-receptores que presentan
diferentes pasabandas, y terminales para conectar la antena común,
el circuito receptor o el circuito transmisor.
La presente invención se describirá tomando como
ejemplo un módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia para
un sistema de comunicación de dos bandas. Sin embargo, debe
señalarse que la presente invención es igualmente aplicable a un
sistema de comunicación que incluye tres o más sistemas
transmisores-receptores que presentan diferentes
pasabandas, a pesar de la siguiente descripción de las formas de
realización preferidas.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, el módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia puede comprender un circuito de separación de bandas, un
primer circuito conmutador para un primer sistema
transmisor-receptor y un segundo circuito
conmutador para un segundo sistema
transmisor-receptor. Un módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia de este tipo es adecuado para su uso
en un radioteléfono celular de dos bandas.
El circuito de separación de bandas separa una
señal de comunicación en dos bandas para el primer y segundo
sistema transmisor-receptor. El circuito de
separación de bandas está constituido por dos circuitos de filtrado,
comprendiendo cada uno un componente inductivo y un componente
capacitivo, que corresponden a cada uno del primer y segundo
sistema transmisores-receptores. Los circuitos del
circuito de separación de bandas pueden ser circuitos de filtro de
ranura, circuitos de filtrado paso bajo, circuitos de filtrado paso
alto, o cualquier combinación de estos circuitos. Por ejemplo, el
circuito de separación de bandas puede estar constituido por un
primer y segundo circuito de filtro de ranura, comprendiendo cada
uno una inductancia y un capacitor conectados en paralelo. Un
extremo de cada circuito de filtro de ranura está conectado
respectivamente al circuito conmutador correspondiente, y el otro
extremo del mismo está conectado a un terminal de antena común para
conectar la antena común. Entre uno de los circuitos de filtro de
ranura y su correspondiente circuito conmutador, un capacitor
conectado a tierra puede estar conectada en derivación. Entre los
otros circuitos de filtro de ranura y su correspondiente circuito
conmutador puede conectarse un capacitor, y puede conectarse
adicionalmente una inductancia, conectada a tierra, en derivación,
entre el circuito de filtro de ranura y el capacitor.
Cada uno del primer y segundo sistema de
transmisión-recepción incluye un circuito
conmutador, estando un extremo del mismo conectado a un circuito de
separación de bandas que está conectado al terminal de la antena
común para conectar la antena común, estando conectado otro extremo
del mismo a un terminal de recepción para conectar el circuito
receptor, e incluso otro extremo del mismo estando conectado a un
terminal de transmisión para conectar el circuito transmisor. De
ese modo, el primer circuito conmutador conecta alternadamente la
antena común con un primer circuito de transmisión o con un primer
circuito de recepción, y el segundo circuito conmutador conecta
alternadamente la antena común con un segundo circuito de
transmisión o con un segundo circuito de recepción.
El circuito conmutador puede ser un circuito
conmutador de diodos conectado a un circuito de control a través de
un terminal de control, para aplicar una tensión de un nivel
predeterminado sobre los diodos, controlando de ese modo la
operación de conmutación. Por ejemplo, el módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia puede tener un primer y segundo
terminal de control para controlar los circuitos transmisores del
primer y segundo sistema de transmisión-recepción, y
un tercer y cuarto terminal de control para controlar los circuitos
receptores del primer y segundo sistema de transmisión- recepción.
Los circuitos receptores del primer y segundo sistema de
transmisión-recepción pueden estar controlados por
el mismo terminal de control.
Puede incorporarse un circuito de filtrado paso
bajo que comprende un componente inductivo y un componente
capacitivo dentro del circuito conmutador para dotar al sistema
transmisor de una función de filtrado paso bajo (un camino que viene
desde el terminal de la antena común a través del circuito de
separación de bandas y el circuito conmutador) de cada sistema de
transmisión-recepción. De ese modo, el módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia de la presente invención
puede comprender las diferentes construcciones de circuito
siguientes.
(A) Como muestra la figura 6, en un primer
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtrado paso bajo LPF para el
primer sistema de transmisión-recepción y un
circuito de filtro de ranura NF para el segundo sistema de
transmisión-recepción, y un circuito de filtrado
paso bajo LPF2 está incorporado dentro del segundo circuito
conmutador SW2.
(B) Como muestra la figura 7, en un segundo
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtrado paso bajo LPF para el
primer sistema de transmisión-recepción y un
circuito de filtrado paso alto HPF para el segundo sistema de
transmisión-recepción, y un circuito de filtrado
paso bajo LPF2 está incorporado dentro del segundo circuito
conmutador SW2.
(C) Como muestra la figura 8, en un tercer
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtro de ranura NF para el primer
sistema de transmisión-recepción y un circuito de
filtrado pasabanda BPF para el segundo sistema de
transmisión-recepción, y un circuito de filtrado
paso bajo LPF1 está incorporado dentro del primer circuito
conmutador SW1.
(D) Como muestra la figura 9, en un cuarto
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtrado paso bajo LPF para el
primer sistema de transmisión-recepción y un
circuito de filtrado pasabanda BPF para el segundo sistema de
transmisión-recepción. No hay ningún circuito de
filtrado paso bajo incorporado en el interior de los circuitos
conmutadores porque el circuito de filtrado pasabanda BPF desempeña
una función de filtrado paso bajo.
(E) Como muestra la figura 10, en un quinto
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un primer circuito de filtro de ranura NF1 para el
primer sistema de transmisión-recepción y un segundo
circuito de filtro de ranura NF2 para el segundo sistema de
transmisión-recepción. Un primer circuito de
filtrado paso bajo LPF1 y un segundo circuito de filtrado paso bajo
LPF2 están incorporados respectivamente en el interior del primer
circuito conmutador SW1 y del segundo circuito conmutador SW2.
(F) Como muestra la figura 11, en un sexto
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtro de ranura NF para el primer
sistema de transmisión-recepción y un segundo
circuito de filtrado paso alto HPF para el segundo sistema de
transmisión-recepción. Un primer circuito de
filtrado paso bajo LPF1 y un segundo circuito de filtrado paso bajo
LPF2 están incorporados respectivamente en el interior del primer
circuito conmutador SW1 y del segundo circuito conmutador SW2.
(G) Como muestra la figura 12, en un séptimo
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un primer circuito de filtrado pasabanda BPF1 para
el primer sistema de transmisión-recepción y un
segundo circuito de filtrado pasabanda BPF2 para el segundo sistema
de transmisión- recepción. No hay ningún circuito de filtrado paso
bajo incorporado en el interior de los circuitos conmutadores
porque los circuitos de filtrado pasabanda BPF1y BPF2 desempeñan
una función de filtrado paso bajo.
(H) Como muestra la figura 13, en un octavo
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtrado pasabanda BPF para el
primer sistema de transmisión-recepción y un
circuito de filtro de ranura NF para el segundo sistema de
transmisión-recepción, y un circuito de filtrado
paso bajo LPF2 está incorporado en el interior del segundo circuito
conmutador SW2.
(I) Como muestra la figura 14, en un noveno
circuito preferido, el circuito de separación de bandas 2 está
constituido por un circuito de filtrado pasabanda BPF para el
primer sistema de transmisión-recepción y un
circuito de filtrado paso alto HPF para el segundo sistema de
transmisión-recepción, y un circuito de filtrado
paso bajo LPF2 está incorporado en el interior del segundo circuito
conmutador SW2.
La figura 1 es un diagrama de bloque esquemático
que muestra una forma de realización preferida de un módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia según la presente
invención. El módulo de conmutación 1 multibanda de alta frecuencia
rodeado de una línea discontinua se utiliza en un sistema de
comunicaciones que utiliza dos sistemas de
transmisión-recepción que presentan diferentes
pasabandas, y es adecuado para conectar de forma alternada una
antena común ANT a un circuito transmisor (TX1, TX2) y a un
circuito receptor (RX1, RX2) de cada sistema de
transmisión-recepción de un radioteléfono de banda
dual. Por ejemplo, un primer sistema de
transmisión-recepción puede ser un sistema del tipo
Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) y un segundo
sistema de transmisión-recepción puede ser un
sistema del tipo Sistema Celular Digital (DCS) 1800.
El módulo de conmutación 1 multibanda de alta
frecuencia de la figura 1 comprende un primer circuito conmutador
SW1 para conmutar un circuito transmisor TX1 y un circuito receptor
RX1 del primer sistema de transmisión-recepción
(GSM), un primer circuito de filtrado paso bajo LPF1 incorporado en
el interior del primer circuito conmutador SW1, un primer terminal
de transmisión TT1 para conectar el circuito transmisor TX1, un
segundo circuito conmutador SW2 para conmutar un segundo circuito
transmisor TX2 y un circuito receptor RX2 del segundo sistema de
transmisión-recepción (DCS), un segundo circuito de
filtrado paso bajo LPF2 incorporado en el interior del segundo
circuito conmutador SW2, un segundo terminal de transmisión TT2
para conectar el circuito transmisor TX2, y un circuito 2 de
separación de bandas para separar las bandas de las señales de
comunicación hacia los respectivos sistemas de
transmisión-recepción. Los circuitos conmutadores
SW1, SW2 pueden presentar unos terminales de control CT1, CT2 para
conectar respectivamente los circuitos de control VC1, VC2. El
circuito de separación de bandas comprende un primer y un segundo
circuito de filtro de ranura NF1, NF2, estando uno de los extremos
de cada circuito de filtro de ranura conectado a un terminal CAT de
la antena común para conectar la antena común ANT, y el otro
extremo de los mismos estando conectado al respectivo circuito
conmutador. Los circuitos receptores RX1, RX2 están conectados
respectivamente a los circuitos conmutadores SW1, SW2 a través de
los terminales receptores RT1, RT2.
La figura 2 es un diagrama esquemático de
circuito que muestra un circuito equivalente del módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia de la figura 1. El
circuito de separación de bandas conectado al terminal CAT de la
antena común incluye un primer y un segundo circuito de filtro de
ranura, comprendiendo el primer circuito de filtro de ranura una
inductancia LF1 y un capacitor CF1 conectados en paralelo y
comprendiendo el segundo circuito de filtro de ranura una
inductancia LF2 y un capacitor CF2 conectados en paralelo. Uno de
los extremos del primer circuito de filtro de ranura está conectado
al terminal CAT de la antena común y el extremo contrario está
conectado a tierra a través del capacitor CF3 para mejorar la
operación de filtrado paso bajo del circuito de separación de
bandas. Uno de los extremos del segundo circuito de ranura está
conectado al terminal CAT de la antena común y el extremo contrario
está conectado a un capacitor CF4 y una inductancia LF3 está
conectada a tierra. La inductancia LF3 y el capacitor CF4 mejoran la
operación de filtrado paso alto del circuito de separación de
bandas.
El primer circuito conmutador SW1 comprende unos
diodos DG1, DG2 y unas líneas de transmisión LG1, LG2. El ánodo del
diodo DG1 está conectado al terminal CAT de la antena común a
través del capacitor CG1. Además, el ánodo está conectado, a través
de la línea de transmisión LG2, a un terminal de recepción RT1 para
conectar el circuito receptor RX1 a través del capacitor CG5. El
cátodo del diodo DG2 está conectado entre la línea de transmisión
LG2 y el terminal de recepción RT1, y el ánodo está conectado a
tierra a través del capacitor CG6. Entre el diodo DG2 y el capacitor
CG6, el terminal de control CT1 para conectar el circuito de
control VC1 a través de la resistencia RG y la inductancia LG
conectadas en serie, está conectado en derivación. El cátodo del
diodo DG1 está conectado, a través del circuito de filtrado paso
bajo LPF1, a un terminal de transmisión TT1 para conectar el
circuito transmisor TX1 a través del capacitor CG2. El circuito de
filtrado paso bajo LPF1 comprende una inductancia LG3 y un capacitor
CG3, CG4, CG7. Entre el circuito de filtrado paso bajo LPF1 y el
terminal de transmisión TT1, la línea de transmisión LG1 está
conectada a tierra en derivación.
El segundo circuito conmutador SW2 comprende unos
diodos DP1, DP2 y las líneas de transmisión LP1, LP2. El ánodo del
diodo DP1 está conectado al terminal CAT de la antena común a
través del capacitor CP1 que puede omitirse. El ánodo está conectado
adicionalmente, a través de la línea de transmisión LP2, a un
terminal de recepción RT2 para conectar el circuito receptor RX2 a
través del capacitor CP5. El cátodo del diodo DP2 está conectado
entre la línea de transmisión LP2 y el terminal de recepción RT2, y
el ánodo está conectado a tierra a través del capacitor CP6. Entre
el ánodo y el capacitor CP6, un terminal de control CT2 para
conectar el circuito de control VC2 a través de una resistencia RP
y una inductancia LP conectadas en serie, está conectado en
derivación. El cátodo del diodo DP1 está conectado, a través del
circuito de filtrado paso bajo LPF2, a un terminal de transmisión
TT2 para conectar el circuito transmisor TX2 a través del capacitor
CP2. El circuito de filtrado paso bajo LPF2 comprende una
inductancia LP3 y unos capacitores CP3, CP4, CP7. Entre el circuito
de filtrado paso bajo LPF2 y el terminal de transmisión TT2, la
línea de transmisión LP1 que está conectada a tierra está conectada
en derivación. La inductancia LP4 y el capacitor CP8 conectados en
serie están conectadas al diodo DP1 en paralelo. Este circuito LC
en serie es opcional y mejora las características de aislamiento
cuando el diodo DP1 está en estado abierto.
El módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia del circuito anterior está realizado en forma de un
cuerpo laminado que comprende una pluralidad de substratos
dieléctricos, electrodos patrón formados sobre los substratos
dieléctricos, electrodos de terminal realizados sobre las
superficies laterales del cuerpo laminado, y elementos de circuito
montados sobre la superficie superior del cuerpo laminado.
En la presente invención, el terminal de la
antena común al cual están conectados una pluralidad de sistemas de
transmisión-recepción a través del circuito de
separación de bandas, los terminales de transmisión para conectar el
circuito transmisor de los respectivos sistemas de
transmisión-recepción y los terminales de recepción
para conectar los circuitos receptores de los respectivos sistemas
de transmisión-recepción están realizados sobre las
superficies laterales del cuerpo laminado, permitiendo por tanto
montar el módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia sobre
una placa de circuito por la superficie inferior del mismo. Cada
terminal puede extenderse hasta la superficie inferior o
superior.
En cada una de las cuatro superficies laterales,
se forma preferentemente por lo menos un terminal de tierra para
reducir las pérdidas de inserción del módulo de conmutación
multibanda de alta frecuencia. Se dispone por lo menos un terminal
de tierra o un terminal de control para controlar el circuito
conmutador, entre los terminales de alta frecuencia (el terminal de
la antena común, los terminales de transmisión y los terminales de
recepción) sobre la cara lateral para evitar que los terminales de
alta frecuencia queden colocados de forma directamente adyacente
unos con otros. Con una configuración de este tipo, se minimiza la
interferencia entre los terminales de alta frecuencia y se reducen
las pérdidas de inserción. También se consigue un buen aislamiento
entre los terminales de señal.
En una forma de realización más preferida, cada
uno de los terminales de alta frecuencia está dispuesto entre dos
terminales de tierra. Con esta configuración, se evitan de forma
más segura las fugas de señal y la interferencia entre los
terminales de alta frecuencia y se mejora el aislamiento entre los
terminales de alta frecuencia.
Se prefiere que los terminales de transmisión
sean dispuestos colectivamente, pero estando separados por el
terminal de tierra o terminal de control intermedio, tal como se ha
mencionado anteriormente. Se prefiere asimismo que los terminales
de recepción queden dispuestos de forma colectiva. Los terminales de
transmisión y los terminales de recepción están dispuestos en los
lados opuestos con respecto a un plano vertical, preferentemente
perpendicular a la superficie lateral que tiene el terminal de la
antena común, dividiendo el cuerpo laminado en dos partes iguales.
Más preferentemente, los terminales de transmisión y los terminales
de recepción se disponen de forma simétrica con respecto al plano
vertical. Una construcción de este tipo hace más fácil conectar de
forma respectiva los circuitos transmisores y los circuitos
receptores sobre la placa de circuito sobre la que se monta el
módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia.
Adicionalmente, el terminal de la antena común y
los otros terminales de alta frecuencia (los terminales de
transmisión y los terminales de recepción) están dispuestos
preferentemente sobre los lados opuestos con respecto a otro plano
vertical, preferentemente perpendicular al plano vertical anterior
y paralelo a la superficie lateral que tiene el terminal de la
antena común, dividiendo el cuerpo laminado en dos partes iguales.
Debido a que el módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia
está dispuesto entre la antena común y los circuitos transmisores y
receptores, con una configuración de este tipo, el módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia puede conectarse a la
antena común y los circuitos transmisores y receptores mediante las
líneas de menor longitud, permitiendo por tanto evitar pérdidas de
inserción adicionales.
Tal como se ha mencionado anteriormente, es
preferible que el terminal de la antena común esté dispuesto sobre
una de las dos partes formadas dividiendo el cuerpo laminado
mediante un primer plano vertical paralelo a la superficie lateral
que tiene el terminal de la antena común, y los terminales de
transmisión y de recepción dispuestos en la otra parte. Asumiendo
que la otra mitad opuesta al terminal de la antena común también
está dividida en dos cuartas partes mediante un segundo plano
vertical perpendicular al primer plano, es preferible que los
terminales de transmisión se dispongan en una de las cuartas partes
y los terminales de recepción en la otra. En la presente
configuración, los terminales de transmisión están dispuestos de
forma colectiva en una de las cuartas partes y los terminales de
recepción están dispuestos de forma colectiva en la otra cuarta
parte. De este modo, tal como se ha mencionado anteriormente, la
conexión del módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia a
la antena común, a los circuitos transmisores y a los circuitos
receptores, se realiza mediante una línea corta para evitar pérdidas
de inserción adicionales.
En el cuerpo laminado, el circuito del módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia está formado por los
electrodos patrón formados sobre los substratos dieléctricos, y los
elementos de chip están montados sobre la superficie superior del
cuerpo laminado.
El circuito de separación de bandas y las líneas
de transmisión de los circuitos conmutadores están formados
preferentemente mediante los electrodos patrón sobre los substratos
internos entre la superficie superior y la superficie inferior. Más
específicamente, las líneas de transmisión de los circuitos
conmutadores están formadas preferentemente mediante los electrodos
patrón sobre los substratos que tienen los electrodos patrón de
tierra. Los electrodos patrón para el circuito de separación de
bandas que comprende un componente de capacitor y un componente
inductivo se forman sobre los substratos laminados del substrato
que tiene el electrodo patrón de tierra que está más arriba. El
electrodo patrón para el componente inductivo está formado sobre el
substrato que está laminado por encima del substrato que tiene el
electrodo patrón para el componente de capacitor.
En la presente invención, se prefiere que el
sistema transmisor por lo menos de sistema de
transmisión-recepción desempeñe una función de
filtrado paso bajo. Esto puede lograrse dotando al circuito de
separación de bandas por lo menos de un circuito de filtrado paso
bajo tal como se ha descrito anteriormente. Otro método es
incorporar por lo menos un circuito de filtrado paso bajo en el
interior de por lo menos un circuito conmutador. Por ejemplo, tal
como muestra la figura 2, el circuito de filtrado paso bajo LPF1
que comprende la inductancia LG3 y los capacitores CG3, CG4, CG7
está incorporado en el interior del primer circuito conmutador SW1,
principalmente entre el diodo DG1 y la línea de transmisión LG1,
constituyendo cada uno de ellos el primer circuito conmutador SW1.
Una incorporación de este tipo del circuito de filtrado paso bajo
en el interior del circuito conmutador hace simétrico a todo el
circuito, reduciendo así las pérdidas de inserción y asegurando
altas prestaciones en el funcionamiento en banda ancha. Se prefiere
que los electrodos patrón para el circuito de filtrado paso bajo
que se debe incorporar en el interior del circuito conmutador estén
formados sobre los substratos que van a ser laminados por encima de
los substratos que tienen los electrodos patrón para los circuitos
conmutadores. Específicamente, los electrodos patrón para el
componente de capacitor del circuito de filtrado paso bajo están
formados en los substratos que están por encima del substrato que
tiene el electrodo patrón de tierra superior, y el electrodo patrón
para el componente inductivo está formado en el substrato que está
laminado por encima de los substratos que tienen los electrodos
patrón de los capacitores.
Preferentemente, los electrodos patrón para los
componentes inductivos y los electrodos patrón para los componentes
de capacitores están dispuestos en diferentes substratos. Se
prefiere que los electrodos patrón de los componentes de
capacitores del circuito de filtrado paso bajo que está incorporado
en el circuito conmutador y los electrodos patrón de los
componentes de capacitores del circuito de separación de bandas
estén formados sobre el mismo substrato de forma separada. Además
se prefiere que los electrodos patrón de las inductancias del
circuito de filtrado paso bajo y del circuito de separación de
bandas estén formados en el mismo substrato de forma separada. El
circuito de separación de bandas y el circuito de filtrado paso
bajo pueden estar conectados al circuito conmutador a través de
orificios realizados sobre los substratos intermedios.
Tal como se ha descrito anteriormente, el cuerpo
laminado de la presente invención comprende preferentemente, desde
la superficie inferior (superficie de montaje), el substrato que
tiene el electrodo de tierra inferior, los substratos que presentan
las líneas de transmisión de los circuitos conmutadores, el
substrato que tiene el electrodo de tierra superior, los substratos
que tienen los componentes de capacitores del circuito de
separación de bandas y del circuito de filtrado paso bajo y los
substratos que tienen los componentes inductivos del circuito de
separación de bandas y del circuito de filtrado paso bajo.
Sobre la superficie superior del cuerpo laminado
se montan los elementos de chip de los diodos y los otros
capacitores aparte de los que constituyen el circuito de separación
de bandas, los circuitos conmutadores y el circuito de filtrado paso
bajo. Es posible disponer un recubrimiento metálico sobre la
superficie superior del cuerpo laminado para recubrir los elementos
de chip mientras se mantienen expuestos a la atmósfera los
electrodos de terminal dispuestos sobre las superficies laterales.
El recubrimiento metálico puede estar fijado al cuerpo laminado
mediante soldadura o mediante un dispositivo de montaje.
En la figura 3 y 4 se muestran, respectivamente,
una vista en planta y una vista en perspectiva del cuerpo laminado
del módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia que
presenta el circuito equivalente de la figura 2. La figura 5 es una
vista en planta que muestra cada substrato que construye el cuerpo
laminado de las figuras 3 y 4. En esta forma de realización, el
circuito de separación de bandas, el circuito de filtrado paso bajo
y las líneas de transmisión de los circuitos conmutadores están
formados en los substratos internos del cuerpo laminado. Los diodos
y los capacitores de chip están montados sobre la cara superior del
cuerpo laminado.
El cuerpo laminado fue producido como se describe
a continuación. Se utilizó como substrato una hoja de color verde
hecha de material cerámico dieléctrico sinterizable a bajas
temperaturas. Los electrodos patrón para cada elemento de circuito
fueron formados imprimiendo sobre las hojas verdes una pasta
electroconductiva que comprende Ag. Las hojas verdes con los
electrodos patrón y, si se desea, una hoja verde sin electrodo
patrón (capa vacua) fueron apilados y sinterizados para producir un
cuerpo laminado integral.
Tal como se muestra con mayor claridad en la
figura 5, las hojas verdes 11 a 22 fueron apiladas por turnos con
la hoja verde 11 dispuesta debajo de todo y la hoja verde 22
dispuesta arriba de todo. Se formó un electrodo de tierra 31 en casi
la totalidad de la superficie de la hoja verde 11 inferior. El
electrodo de tierra 31 presenta uno puertos para conectar los
terminales de tierra (GRD) 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, 94 y 95 que
van a formarse sobre las superficies laterales del cuerpo laminado
resultante. Sobre la hoja verde 11 inferior, se apiló la hoja verde
vacua 12 que no tiene un electrodo patrón.
Los electrodos de línea 41, 42, 43 se imprimieron
sobre la hoja verde 13. Se formaron los electrodos de línea 44 a 47
sobre la hoja verde 14. Cada uno de los electrodos de línea 45 a 47
presenta en uno de sus extremos un electrodo de orificio de paso
indicado con un círculo y una cruz. La hoja verde 15 presenta
únicamente dos electrodos de orificio de paso. La hoja verde 16 que
presenta un electrodo de tierra 32 fue apilada sobre la hoja verde
15. Los electrodos de línea dispuestos entre los electrodos de
tierra 31 y 32 construyen las líneas de transmisión del primer y
segundo circuito conmutador SW1, SW2. Específicamente, los
electrodos de línea 42 y 46 están conectados entre sí a través del
electrodo de orificio de paso para constituir la línea de
transmisión LG1. Del mismo modo, los electrodos de línea 41 y 45
constituyen la línea de transmisión LG2, y los electrodos de línea
43 y 47 constituyen la línea de transmisión LP1. El electrodo de
línea 44 constituye la línea de transmisión LP2.
En las hojas verdes 17 a 19 se imprimieron los
electrodos patrón 67 a 71 para constituir unos capacitores. Los
electrodos patrón de tierra 61 a 65 constituyen respectivamente los
capacitores CG4, CG3, CP4, CP3 y CF3, cada uno con el electrodo de
tierra 32. Adicionalmente, los electrodos 66 y 70, los electrodos 64
y 69, los electrodos 62 y 67, los electrodos 70 y 71 y los
electrodos 68 y 71 respectivamente, constituyen los capacitores
CF4, CP7, CG7, CF2 y CF1. El electrodo de tierra 32 está cortado
parcialmente de forma que el electrodo 66 se dispone de forma
opuesta únicamente al electrodo 70. Se formaron dos electrodos de
orificio de paso en la parte cortada del electrodo de tierra 32
comunicados con los electrodos de línea 44 y 45.
Se dispuso la hoja verde 20 que presenta los
electrodos de línea 48, 49, 56 sobre la hoja verde 19. Se formaron
los electrodos de línea 50 a 55 sobre la hoja verde 21. Sobre la
hoja verde superior 22 se formaron los puntos de conexión 23 a 29 y
33 a 37 para conectar los elementos de chip, tales como diodos y
capacitores de chip, que se montan sobre los mismos. Los electrodos
de línea 48 y 55 fueron conectados entre sí a través del electrodo
de orificio de paso para constituir LF1. Del mismo modo, los
electrodos de línea 54 y 56 constituyen LF2, y los electrodos de
línea 49 y 53 constituyen LF3. Los electrodos de línea 50 y 52
constituyen respectivamente LG3 y LP3. El electrodo de línea 51 es
una línea de corriente continua DC para el circuito de control.
Las hojas verdes anteriores 11 a 22 fueron
apiladas, sometidas a presión y sinterizadas de una forma conocida
para obtener un cuerpo laminado integral. Se formaron los
electrodos de terminal 81 a 96 en las superficies laterales del
cuerpo laminado, tal como muestra la figura 4. A continuación, se
montaron los diodos DG1, DG2, DP1, DP2, los capacitores de chip
CG1, CG6, CP1, CP6, CP8, y la inductancia de chip LP4 en los
respectivos puntos de conexión sobre la superficie superior del
cuerpo laminado para obtener un módulo de conmutación multibanda de
alta frecuencia de la presente invención en forma de cuerpo
laminado.
De entre los elementos de circuito mostrados en
la figura 2, CP2, CP5, CG2, CG5, RG, LG, RP y LP están formados
sobre la placa de circuito respecto a la cual se monta el módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia.
En la forma de realización anterior, las líneas
de transmisión 41 a 47 del primer y segundo circuito conmutador
están dispuestas entre los electrodos de tierra 31, 32 para evitar
de forma efectiva la interferencia entre los circuitos conmutadores
y el circuito de separación de bandas y/o los circuitos de filtrado
paso bajo. Dado que los electrodos de tierra están dispuestos más
abajo en el cuerpo laminado, la conexión a tierra queda asegurada
de forma sencilla. Los capacitores CG3, CG4, CP3, CP4, CF3 que están
conectados a tierra están formados poniendo en oposición el
electrodo de tierra 32 superior contra los electrodos patrón 61 y
65 del substrato inmediatamente superior al electrodo de tierra 32
que está dispuesto más arriba.
Además, debido a que los electrodos de terminal
están formados en la superficie lateral del cuerpo laminado, el
módulo de conmutación multibanda de alta frecuencia puede montarse
por su superficie inferior. Los terminales de alta frecuencia
(terminal de la antena común CAT, los terminales de transmisión
TT1, TT2, los terminales de recepción RT1, RT2) están dispuestos de
forma separada mediante el terminal de tierra intermedio GRD y los
terminales de control CT1, CT2. Por lo menos un terminal de tierra
está dispuesto entre los terminales de alta frecuencia. Dicho de
otro modo, cualquiera de los terminales de alta frecuencia está
dispuesto entre los electrodos de tierra. Adicionalmente, por lo
menos un terminal de tierra está dispuesto en cualquiera de las
superficies laterales del cuerpo laminado.
Tal como muestra la figura 3, el terminal de la
antena común CAT y los otros terminales de alta frecuencia
(terminales de transmisión TT1, TT2 y terminales de recepción RT1,
RT2) están dispuestos en los lados opuestos con respecto a un plano
vertical X paralelo a la superficie lateral que tiene el terminal de
la antena común CAT y que divide el cuerpo laminado en dos partes
iguales. Además, los terminales de transmisión TT1, TT2 y los
terminales de recepción RT1, RT2 están ubicados en lados opuestos
con respecto otro plano vertical Y, perpendicular al plano X,
dividiendo el cuerpo laminado en dos partes iguales.
Como se ha descrito anteriormente, el módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia de la presente invención
conecta de forma alternada la antena común al circuito transmisor o
receptor de un primer sistema de
transmisión-recepción o al circuito transmisor o
receptor de un segundo sistema de transmisión- recepción. El primer
y segundo sistema de transmisión-recepción puede ser
un sistema GSM y un sistema DCS1800. Sin embargo, la presente
invención no está limitada por la forma de realización anterior, y
es del mismo modo aplicable a la conmutación de los circuitos
transmisores y los circuitos receptores de una pluralidad sistemas
de transmisión-recepción que presenta diferentes
pasabandas.
El módulo de conmutación multibanda de alta
frecuencia de la presente invención resulta adecuado para su uso en
un radioteléfono de banda dual, etc. Dado que el módulo de
conmutación multibanda de alta frecuencia puede fabricarse en un
chip pequeño de estructura laminada, la presente invención resulta
efectiva en cuanto a la reducción del tamaño del radioteléfono
celular de banda dual, etc.
Claims (2)
1. Módulo de conmutación de alta frecuencia en
forma de un cuerpo laminado para su uso en un sistema de
comunicación que utiliza un sistema de
transmisión-recepción, comprendiendo el módulo:
un circuito conmutador (SW1, SW2) para dicho
sistema de transmisión-recepción estando un extremo
de dicho circuito de conmutación conectado a un terminal de antena
(CAT) para la conexión a una antena (ANT) y estando el otro extremo
conectado en paralelo a un terminal de recepción (RT1, RT2) para la
conexión a un circuito receptor (RX1, RX2), y un terminal de
transmisión (TT1, TT2) para la conexión a un circuito transmisor
(TX1, TX2), comprendiendo el circuito conmutador (SW1, SW2) una
línea de transmisión (LG2; LP2) y unos elementos de conmutación
(DG1, DG2; DP1, DP2) conectados en serie a través de la línea de
transmisión, presentando un primer (DG1, DP1) de dichos elementos de
conmutación un ánodo conectado a una línea dirigida al lado de la
terminal de antena (CAT) y un cátodo conectado a una línea dirigida
al lado de dicho circuito transmisor (TX1, TX2), y presentando el
segundo elemento de conmutación (DG2, DP2) un cátodo conectado a
una línea dirigida a dicho lado del circuito receptor (RX1, RX2) y
un ánodo conectado a una línea dirigida a un terminal de tierra
(GRD; 89),
en el que dicho cuerpo laminado comprende una
pluralidad de capas dieléctricas, unos electrodos patrón impresos
en dichas capas dieléctricas, y unos elementos de chip montados
sobre una superficie superior de dicho cuerpo laminado,
caracterizado porque
el módulo comprende además un circuito de
separación de bandas (2) constituido por unos circuitos de filtro
(NF1, NF2) comprendiendo cada uno de ellos un circuito LC,
presentando el circuito de separación de bandas (2) un primer
extremo conectado a dicha terminal de antena (CAT) y unos segundos
extremos conectados cada uno de ellos a dicho circuito conmutador
(SW1, SW2) para una banda de frecuencia separada, y
estando dichos primer y segundo elementos de
conmutación (DG1, DG2; DP1, DP2) en cada uno de dichos circuitos
conmutadores (SW1, SW2) conectados de manera continua en una serie
de flujos y estando ambos controlados respecto a su estado de
ENCENDIDO/APAGADO mediante un voltaje de control (VC1, VC2) aplicado
al lado del ánodo de dicho segundo elemento de conmutación (DG2,
DP2).
2. Módulo según la reivindicación 1, en el que un
sistema de transmisión que comprende dicho terminal de la antena
común (CAT), dicho circuito de separación de bandas (2), dicho
circuito conmutador (SW1, SW2) y dicho terminal de transmisión
(TT1, TT2) por lo menos de un sistema de
transmisión-recepción (GSM, DCS) desempeña una
función de filtrado paso bajo proporcionada por un circuito de
filtrado paso bajo (LPF1, LPF2) incorporado en dicho circuito
conmutador (SW1, SW2).
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