ES2287964T3 - Circuito de conmutacion y dispositivo de conmutacion compuestos. - Google Patents
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Abstract
Un circuito de conmutación compuesto (30) para conectar de manera alterna y eléctricamente un primer circuito (Tx) a un tercer circuito (ANT) o un segundo circuito (Rx) a un tercer circuito (ANT). El circuito de conmutación compuesto (30) lleva incorporado un circuito de filtro de paso bajo (LPF) en la parte de circuito de conmutación del circuito de conmutación compuesto (30) de manera a crear una configuración de circuito altamente simétrica. El circuito de conmutación compuesto (30) está dispuesto sobre una pluralidad de sustratos dieléctricos (22-28) de un cuerpo multicapa integrante (2) para proporcionar un dispositivo de conmutación compuesto miniaturizado. Dado que el dispositivo de conmutación compuesto que incluye el circuito de conmutación compuesto (30) con una configuración de circuito simétrica muestra una baja pérdida de inserción y un alto rendimiento en una amplia gama de frecuencias , el dispositivo de conmutación compuesto se utiliza ventajosamente para formar una parte deun transceptor de radio como un radioteléfono celular.
Description
Circuito de conmutación y dispositivo de
conmutación compuestos.
La presente invención se refiere a un circuito
de conmutación, y particularmente a un circuito de conmutación
compuesto que comprende un circuito de conmutación de diodos que
incorpora un circuito de filtro pasa-bajas para ser
usado como circuito de conmutación de alta frecuencia de un
radioteléfono celular digital, etcétera, con vistas a conmutar
alternativamente vías de transmisión para transmitir o recibir
señales de comunicaciones. La presente invención se refiere también
a un dispositivo de conmutación compuesto de un cuerpo multicapa
integral que incluye el circuito de conmutación compuesto.
Un circuito de conmutación para un radioteléfono
celular digital, etcétera, se utiliza para conectar alternativamente
un circuito receptor a una antena o un circuito transmisor a la
antena. En un radioteléfono que utilice un sistema con diversidad
de recepción, el circuito de conmutación también conecta
alternativamente un circuito receptor a una primera antena o el
circuito receptor a una segunda antena. Probablemente, en una
estación base para un sistema de radiocomunicaciones que utilice un
sistema con diversidad de transmisión, el circuito de conmutación
se utiliza también para conectar alternativamente un circuito
transmisor a una primera antena o el circuito transmisor a una
segunda antena.
En un radioteléfono que tenga un puerto externo
para conectar un alimentador de un automóvil, etcétera, el circuito
de conmutación se usa también para conmutar una vía hacia un
circuito interno y una vía hacia el puerto externo. Además, el
circuito de conmutación se usa para conmutar una pluralidad de
canales de estaciones base para el sistema de
radiocomunicaciones.
La Fig. 11 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito de conmutación convencional dado a
conocer en la patente japonesa publicada n.º
6-197040. En la Fig. 11, el circuito de conmutación
conecta alternativamente un circuito transmisor Tx a una antena ANT
o un circuito receptor Rx a la antena ANT. El circuito transmisor
Tx se conecta a un ánodo de un primer diodo D101 a través de un
primer condensador C101. Un cátodo del primer diodo D101 se conecta
a la antena ANT a través de un tercer condensador C103. La antena
ANT está conectada también a un circuito receptor Rx a través de un
tercer condensador C103, una segunda línea de transmisión SL2 y un
cuarto condensador C104 conectados en serie. Un ánodo del primer
diodo D101 está conectado a tierra a través de una primera línea de
transmisión SL1 y un segundo condensador C102 conectados en serie.
Además, un circuito de control T1 está conectado a un nodo formado
entre la primera línea de transmisión SL1 y el segundo condensador
C102 a través de una resistencia R101. Un ánodo de un segundo diodo
D102 está conectado a un nodo formado entre la segunda línea de
transmisión SL2 y el cuarto condensador C104, y un cátodo del mismo
está conectado a tierra. Las líneas de transmisión y algunos de los
condensadores están dispuestos sobre una pluralidad de sustratos de
un cuerpo laminado dieléctrico, y los diodos, la resistencia y el
resto de los condensadores están montados sobre una superficie
superior del cuerpo laminado.
Cuando con el circuito de conmutación se usa un
circuito de filtrado, el circuito de conmutación y el circuito de
filtrado se forman por separado y a continuación se conectan entre
sí. Por esta razón, es necesaria un área de montaje extensa, y se
requiere un circuito adicional para la adaptación de
impedancias.
Para resolver el problema anterior, el documento
EP 0 785 590 A da a conocer un dispositivo compuesto que incluye un
circuito de conmutación y un circuito de filtrado. Este dispositivo
presenta las características incluidas en la primera parte de la
reivindicación 1. En la Fig. 12 se muestra un circuito equivalente
del dispositivo compuesto. En la Fig. 12, por medio de un bloque
mostrado en líneas de trazos se representa una parte de circuito de
filtrado. El circuito de filtrado se posiciona para interconectar un
circuito transmisor Tx y el circuito de conmutación. En la Fig. 13
se muestra un circuito equivalente cuando el circuito transmisor Tx
está conectado eléctricamente a la antena ANT. En el circuito
equivalente, los diodos D201 y D202 no se muestran ya que los
mismos se encuentran en su posición por la corriente DC y en un
estado de baja impedancia para formar cortocircuitos.
Tal como puede observarse a partir de la Fig.
13, un circuito convencional formado simplemente mediante la
conexión del circuito de filtrado al circuito de conmutación carece
de simetría en la configuración del circuito para presentar unas
características de frecuencias suficientes únicamente en una banda
de frecuencias estrecha. Un circuito de conmutación de banda
estrecha presenta un rendimiento reducido teniendo en cuenta la
utilización completa de la banda de frecuencias asignada para un
sistema de comunicaciones, y resulta deficiente en cuanto a
productividad debido a la variabilidad de productos.
Por consiguiente, uno de los objetivos de la
presente invención es proporcionar un circuito de conmutación
compuesto, de banda ancha, con una alta simetría en la configuración
del circuito y un dispositivo de conmutación compuesto
miniaturizado de una estructura multicapa integral que incluye el
circuito de conmutación compuesto.
Este objetivo se alcanza con el circuito
definido en la reivindicación 1.
Como consecuencia de la intensa investigación
realizada teniendo en cuenta los objetivos anteriores, los
inventores han observado que la simetría en la configuración del
circuito se puede aumentar disponiendo un circuito de filtrado
pasa-bajas entre un diodo y una línea de transmisión
en un circuito de conmutación en lugar de conectar simplemente el
circuito de filtrado pasa-bajas al circuito de
conmutación, reduciendo de este modo el nivel de la pérdida de
inserción y garantizando un rendimiento elevado del circuito de
conmutación en una banda de frecuencias más ancha en comparación
con los circuitos de conmutación conocidos convencionalmente.
En las reivindicaciones subordinadas se exponen
formas de realización preferidas de la invención.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva que
muestra un dispositivo de conmutación compuesto de la presente
invención;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva que
muestra los sustratos respectivos que constituyen el cuerpo
multicapa integral del dispositivo de conmutación compuesto
mostrado en la Fig. 1;
la Fig. 3 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de un circuito
transceptor de radiocomunicaciones que incluye un circuito de
conmutación compuesto de la presente invención;
la Fig. 4 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de la Fig. 3, en el
cual el circuito transmisor Tx está conectado eléctricamente a la
antena ANT;
la Fig. 5 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de un circuito
transceptor de radiocomunicaciones que incluye otro circuito de
conmutación compuesto de la presente invención;
la Fig. 6A es una gráfica que muestra la pérdida
de inserción a una frecuencia de hasta 5,5 GHz medida sobre el
dispositivo de conmutación compuesto de la presente invención;
la Fig. 6B es una gráfica que muestra la banda
de paso ampliada de la Fig. 6A;
la Fig. 7 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de la parte de filtrado
pasa-bajas del circuito de conmutación compuesto de
la presente invención;
la Fig. 8 es una vista en perspectiva que
muestra los sustratos respectivos que constituyen un cuerpo
multicapa integral en el que se dispone otro circuito de
conmutación compuesto de la presente invención;
la Fig. 9 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de un circuito
transceptor que incluye el circuito de conmutación compuesto
dispuesto sobre el cuerpo multicapa integral de la Fig. 8;
la Fig. 10 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente parcial de todavía
otro circuito de conmutación compuesto de la presente invención;
la Fig. 11 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de un circuito de
conmutación convencional;
la Fig. 12 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente de otro circuito de
conmutación convencional; y
la Fig. 13 es un diagrama esquemático de un
circuito que muestra un circuito equivalente del circuito de
conmutación convencional de la Fig. 12, en el cual el circuito
transmisor Tx está conectado eléctricamente a la antena ANT.
Tal como se ha resumido anteriormente, el
circuito de conmutación compuesto de la presente invención es un
circuito de conmutación que incorpora un circuito de filtrado
pasa-bajas, y el mismo se puede hacer funcionar
para conectar de forma alternativa y eléctrica un primer circuito a
un tercer circuito o un segundo circuito al tercer circuito. En una
de las formas de realización preferidas, el circuito de conmutación
compuesto puede ser un circuito de conmutación de una antena en el
cual el primer circuito es un circuito transmisor, el segundo
circuito es un circuito receptor, y el tercer circuito es una
antena. La presente invención se describirá más detalladamente con
respecto a dicho circuito de conmutación de una antena. No obstante,
el mismo debería considerarse como ilustrativo de una de las
diversas formas de realización preferidas de la presente
invención.
En la presente invención, un circuito de
conmutación incorpora un circuito correspondiente a un circuito de
filtrado pasa-bajas para formar un único circuito de
conmutación compuesto. El circuito de conmutación compuesto puede
estar dispuesto sobre una pluralidad de sustratos dieléctricos para
formar un dispositivo de conmutación compuesto miniaturizado de un
cuerpo multicapa integral.
En la Fig. 3 se muestra un circuito equivalente
de un circuito transceptor de radiocomunicaciones que incluye un
circuito de conmutación compuesto de la presente invención. En el
circuito equivalente, el primer circuito es un circuito transmisor
Tx, el segundo circuito es un circuito receptor Rx, y el tercer
circuito es una antena ANT. Un circuito de conmutación compuesto 30
en el interior de un bloque indicado mediante una línea de trazos
incluye una primera vía que interconecta el circuito transmisor Tx y
la antena ANT y una segunda vía que interconecta el circuito
receptor Rx y la antena ANT. La primera vía incluye un primer diodo
D1 y una primera línea de transmisión L1, estando conectada una
primera parte lateral del primer diodo D1 a la antena ANT y estando
conectada una primera parte lateral de la primera línea de
transmisión L1 a un nodo entre una segunda parte lateral del primer
diodo D1 y el circuito transmisor Tx en una configuración en
derivación. La segunda vía incluye una segunda línea de transmisión
L2 y un segundo diodo D2, estando conectada una primera parte
lateral de la segunda línea de transmisión L2 a la antena ANT y
estando conectada una primera parte lateral del segundo diodo D2 a
un nodo entre una segunda parte lateral de la segunda línea de
transmisión L2 y el circuito receptor Rx en una configuración en
derivación.
El circuito de filtrado
pasa-bajas LPF en el interior de un bloque indicado
con una línea de trazos está incorporado en el circuito de
conmutación para interconectar la segunda parte lateral del primer
diodo D1 y la primera parte lateral de la primera línea de
transmisión conectada en derivación L1, para formar de este modo el
circuito de conmutación compuesto de la presente invención. Tal
como se muestra en la Fig. 3, el circuito de filtrado
pasa-bajas LPF comprende habitualmente una línea de
transmisión L3, un condensador C4 en paralelo con la línea de
transmisión L3 y condensadores C2 y C3 que forman cada uno de ellos
una vía de derivación a tierra.
Además, tal como se observa a partir de la Fig.
3, una segunda parte lateral de la línea de transmisión L1 está
conectada a tierra a través de un condensador C14, y un primer
circuito de control CONT1 está conectado en derivación entre la
primera línea de transmisión L1 y el condensador C14 a través de una
resistencia R1. El CONT1 se puede omitir, y si se omite, la primera
línea de transmisión L1 se puede conectar directamente a tierra.
Además, una segunda parte lateral del segundo diodo D2 está
conectada a tierra a través de un condensador C1, y un segundo
circuito de control CONT2 está conectado en derivación entre el
segundo diodo D2 y el condensador C1 a través de una resistencia
R2. Los circuitos de control controlan si el circuito transmisor Tx
(primer circuito) o el circuito receptor Rx (segundo circuito) está
conectado eléctricamente a la antena ANT (tercer circuito)
polarizando los diodos D1 y D2. A cada terminal de entrada/salida
del circuito transmisor Tx, el circuito receptor Rx y la antena
ANT, hay conectado un condensador de supresión de DC, C11, C12 ó C13
para dejar pasar únicamente a través del mismo las señales de alta
frecuencia.
En la presente invención, el circuito de
filtrado pasa-bajas no está conectado simplemente un
circuito de conmutación, sino que está incorporado al circuito de
conmutación, más específicamente, está incorporado entre la segunda
parte lateral del primer diodo D1 y la primera parte lateral de la
primera línea de transmisión conectada en derivación L1. En la Fig.
4 se muestra un circuito equivalente de la Fig. 3 cuando el circuito
transmisor Tx está conectado eléctricamente a la antena ANT. En la
Fig. 4, no se muestran los diodos D1 y D2 ya que los mismos se
encuentran en un estado de alta conducción, baja impedancia, para
formar cortocircuitos.
Tal como se observa a partir de la Fig. 4, el
circuito de conmutación compuesto de la presente invención es
altamente simétrico en cuanto a la configuración del circuito. A
saber, el circuito transmisor Tx, el condensador C11, la línea de
transmisión L1 y el condensador C14 están posicionados
simétricamente con la antena ANT, el condensador C13, la línea de
transmisión L2 y el condensador C1(C12), respectivamente, con
respecto al circuito de filtrado pasa-bajas
central. Con una simetría de este tipo en la configuración del
circuito, el circuito de conmutación compuesto de la presente
invención presenta un menor nivel de pérdida de inserción y unas
características suficientes en una banda de frecuencias más ancha en
comparación con los circuitos de conmutación convencionales.
En la Fig. 5 se muestra un circuito equivalente
de otro circuito de conmutación compuesto 50 de la presente
invención. El circuito equivalente de la Fig. 5 es similar al de la
Fig. 3, aunque en el mismo el primer y el segundo diodos D1 y D2
están conectados inversamente con respecto al ánodo y al cátodo.
Cuando el circuito transmisor Tx se conecta eléctricamente a la
antena ANT, el circuito de la Fig. 5 presenta el mismo circuito
equivalente que se muestra en la Fig. 4. A saber, el circuito de
conmutación compuesto de la Fig. 5 presenta también una alta
simetría en cuanto a la configuración del circuito, y presenta un
menor nivel de pérdida de inserción y unas características
suficientes en una banda de frecuencias más ancha en comparación con
los circuitos de conmutación convencionales.
Se ha confirmado experimentalmente que el
circuito equivalente de la Fig. 3 tiene un menor nivel de pérdida
de inserción y un aislamiento satisfactorio en comparación con el
circuito equivalente de la Fig. 5.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva que
muestra un dispositivo de conmutación compuesto de la presente
invención. En la Fig. 2 se muestran en perspectiva los sustratos
que constituyen el cuerpo multicapa integral del dispositivo de
conmutación compuesto de la Fig. 1, y en la Fig. 3 se muestra un
circuito equivalente de un circuito de conmutación compuesto
dispuesto sobre una pluralidad de sustratos dieléctricos del
dispositivo de conmutación compuesto de las Figs. 1 y 2.
Tal como se observa a partir de la Fig. 1, el
dispositivo de conmutación compuesto comprende un elemento
semiconductor 1 que contiene dos diodos y un cuerpo multicapa
integral 2 de una pluralidad de sustratos dieléctricos. En las
Figs. 1 y 2, la parte que indica los electrodos se muestra mediante
un rayado.
En la Fig. 3, el circuito de conmutación
compuesto de la presente invención comprende los elementos
contenidos en el interior del bloque 30 indicado mediante una línea
de trazos, y los condensadores C11, C12, C13, C14 y las
resistencias R1 y R2 en el exterior del bloque 30 son elementos
externos los cuales se pueden formar sobre una placa de circuito en
la cual se monta el dispositivo de conmutación compuesto, o se
pueden disponer sobre los sustratos dieléctricos o la superficie
superior del cuerpo multicapa integral.
Tal como se observa a partir de la Fig. 2, el
dispositivo de conmutación compuesto de la forma de realización
comprende un sustrato dieléctrico inferior 21, los sustratos
interiores 22 a 28 y un sustrato dieléctrico superior 29.
En la superficie superior del sustrato
dieléctrico inferior 21, se forma un primer electrodo de tierra 31,
desde el cual se extienden unos electrodos conductores para
conectarse a los electrodos externos T2, T7 y T8 en la superficie
lateral del cuerpo multicapa integral 2.
En la superficie superior del sustrato
dieléctrico 22 laminado sobre el sustrato dieléctrico inferior 21,
se forma un electrodo capacitivo 41 en oposición al primer electrodo
de tierra 31 para formar el condensador C1. Un electrodo conductor
que se extiende desde el electrodo capacitivo 41 se conecta a un
electrodo externo T4. Aunque en esta forma de realización el
condensador C1 se forma en el interior del cuerpo multicapa
integral, el mismo se puede formar externamente, por ejemplo, sobre
la superficie superior del sustrato dieléctrico superior 29 ó sobre
la placa de circuito en la cual se monte el dispositivo de
conmutación compuesto.
Sobre el sustrato dieléctrico 22, se laminan
unos sustratos dieléctricos 23 y 24 que tienen electrodos que
forman las líneas de transmisión. Un electrodo lineal en espiral 11
en el sustrato dieléctrico 23 está conectado a un electrodo lineal
en espiral 12 en el sustrato dieléctrico 24 a través de un electrodo
de agujero pasante 51 para formar la línea de transmisión L1. Dos
electrodos conductores se extienden desde los electrodos lineales
en espiral 11 y 12 para conectarse respectivamente a los electrodos
externos T3 y T6. Un electrodo lineal en espiral 13 en el sustrato
dieléctrico 23 está conectado a un electrodo lineal en espiral 14 en
el sustrato dieléctrico 24 a través de un electrodo de agujero
pasante 52 para formar la línea de transmisión L2. Dos electrodos
conductores se extienden desde los electrodos lineales en espiral 13
y 14 para conectarse respectivamente a los electrodos externos T5 y
T1.
Sobre la superficie superior de un sustrato
dieléctrico 25 laminado sobre el sustrato dieléctrico 24, se ha
formado un segundo electrodo de tierra 32. Tres electrodos
conductores se extienden desde el segundo electrodo de tierra 32
para conectarse respectivamente a los electrodos externos T2, T7 y
T8.
Sobre el sustrato dieléctrico 25, se ha laminado
un sustrato dieléctrico 26. Sobre la superficie superior del
sustrato dieléctrico 26, se forma un electrodo capacitivo 42 en
oposición al segundo electrodo de tierra 32 para formar el
condensador C2 del circuito de filtrado pasa-bajas.
También sobre el sustrato dieléctrico 26 se forma un electrodo
capacitivo 43 en oposición al segundo electrodo de tierra 32 para
formar el condensador C3 del circuito de filtrado
pasa-bajas. Desde el electrodo capacitivo 42, se
extiende un electrodo conductor para conectarse al electrodo
externo T3.
Sobre la superficie superior de un sustrato
dieléctrico 27 se forma un electrodo capacitivo 44 en oposición al
electrodo capacitivo 42 del sustrato dieléctrico 26 para formar el
condensador C4 del circuito de filtrado pasa-bajas.
El electrodo capacitivo 44 está conectado al electrodo capacitivo 43
en el sustrato dieléctrico 26 a través de un agujero pasante
53.
Sobre la superficie superior del sustrato
dieléctrico 28, se forma un electrodo lineal en espiral 15 que forma
la línea de transmisión L3 del circuito de filtrado
pasa-bajas. Un extremo del electrodo lineal en
espiral está conectado al electrodo externo T3, y el extremo
opuesto está conectado a los electrodos capacitivos 44 y 43 a
través de los agujeros pasantes 54 y 53.
Sobre la superficie superior del sustrato
dieléctrico superior 29, se forman unos electrodos de configuración
16 y 17. El electrodo de configuración 16 está conectado al agujero
pasante 54 sobre el sustrato dieléctrico 28 a través de un agujero
pasante 55. El electrodo de configuración 17 sirve como marca. Sobre
la superficie superior del sustrato dieléctrico superior 29, se
forman adicionalmente unos electrodos de configuración para
conectarse a los electrodos externos T1, T4, T5 y T6.
Se produjo un dispositivo de conmutación
compuesto con la construcción anterior usando un material
dieléctrico que tenía una constante dieléctrica de aproximadamente
8. Se consiguió que el material dieléctrico adoptara una forma de
lámina (sustratos dieléctricos) por medio de una cuchilla raspadora
y se formaron unos electrodos de configuración respectivos sobre
las láminas dieléctricas mediante impresión por serigrafía de un
material eléctricamente conductor tal como Ag. Los sustratos
dieléctricos que tenían sobre ellos unos electrodos de
configuración impresos se laminaron, se comprimieron y se cocieron
para obtener un cuerpo multicapa integra. Después de la cocción,
sobre la superficie lateral y la superficie superior del cuerpo
multicapa integral se formaron los electrodos externos T1 a T8 y
los electrodos de configuración. Finalmente, el elemento
semiconductor 1 que contenía el primer y segundo diodos D1 y D2 se
montó sobre la superficie superior del cuerpo multicapa integral de
manera que el primer diodo D1 se conectó al electrodo de
configuración 16 y los electrodos externos T5, y el segundo diodo
D2 se conectó a los electrodos externos T1 y T4, respectivamente,
para obtener un dispositivo de conmutación compuesto de la presente
invención de un tamaño que presentaba una longitud/anchura de 4,5
mm/3,2 mm y un grosor de 2 mm.
En el dispositivo de conmutación compuesto
obtenido de esta manera, el circuito de filtrado
pasa-bajas que comprende los condensadores C2, C3 y
C4 y la línea de transmisión L3 se insertó entre la parte de ánodo
del primer diodo D1 y la primera parte lateral de la línea de
transmisión conectada en derivación L1.
El circuito transceptor de radiocomunicaciones
de la Fig. 3 se obtiene conectando el circuito transmisor Tx al
electrodo externo T3 a través del condensador C11, conectando la
antena ANT al electrodo externo T5 a través del condensador C13,
conectando el circuito receptor Rx al electrodo externo T1 a través
del condensador 12, conectando el primer circuito de control CONT1
al electrodo externo T6 a través de la resistencia R1, conectando
el condensador C14 al electrodo externo T6 para formar una vía a
tierra, y conectando el segundo circuito de control CONT2 al
electrodo externo T4 a través de la resistencia R2.
En la Fig. 6A se muestra la pérdida de inserción
a una frecuencia de hasta 5,5 GHz medida sobre el dispositivo de
conmutación compuesto obtenido anteriormente. En la Fig. 6B se
muestra una representación ampliada de la banda de paso (0,5 a 1,5
GHz) de la Fig. 6A. Tal como puede observarse mejor a partir de la
Fig. 6B, el dispositivo de conmutación compuesto presentaba una
pérdida de inserción de un valor tan bajo como 1 dB ó
menor en un intervalo de frecuencias de 900 \pm 250 MHz. De este
modo, el circuito de conmutación compuesto de la forma de
realización preferida de la presente invención es excelente en
cuanto a la minimización de la pérdida de inserción. Además como se
puede reducir las dimensiones geométricas, se requiere únicamente un
pequeño espacio en el montaje del dispositivo de conmutación
compuesto de la presente invención sobre una placa de circuito,
reduciendo de este modo el tamaño de un transceptor de
radiocomunicaciones tal como un radioteléfono celular. El
dispositivo de conmutación compuesto de la presente invención se usa
adecuadamente en un intervalo de frecuencias de aproximadamente 800
MHz hasta varios gigas de hercios.
En la forma de realización anterior, la primera
y la segunda líneas de transmisión L1 y L2 se dispusieron entre el
primer electrodo de tierra 31 y el segundo electrodo de tierra 32, y
una parte sustancial del elemento de circuito de conmutación se
dispone más cerca de la superficie de montaje que la parte del
circuito de filtrado pasa-bajas. Con una
construcción de este tipo, el segundo electrodo de tierra 32 que
forma los condensadores conectados a tierra C2 y C3 con los
electrodos capacitivos en oposición 42 y 43 puede tener una parte
conductora, es decir, el electrodo externo T2 en la forma de
realización anterior, para conectarse a un terminal de tierra de
una placa de circuito sobre la cual se monte el dispositivo de
conmutación compuesto. El electrodo externo T2 funciona como un
electrodo lineal el cual se puede considerar como las bobinas L4 y
L5, tal como se muestra por medio de un circuito equivalente de la
Fig. 7, conectadas a los condensadores C2 y C3 en serie. En un
circuito equivalente de este tipo, los armónicos se pueden reducir
eficazmente por medio de la resonancia en serie entre el
condensador C2 con la bobina L4, y el condensador C3 con la bobina
L5.
Por esta razón, en la presente invención, es
preferible que la primera y la segunda líneas de transmisión L1 y
L2 estén dispuestas entre dos electrodos de tierra, y que el
condensador del circuito de filtrado pasa-bajas se
forme por medio del electrodo de tierra sobre las líneas de
transmisión L1 y L2 y el electrodo capacitivo sobre y en oposición
al electrodo de tierra. Con una construcción de este tipo, se puede
obtener un dispositivo de conmutación compuesto miniaturizado de un
alto rendimiento.
En la forma de realización anterior, las líneas
de transmisión L1 y L2 se formaron mediante electrodos lineales en
espiral impresos sobre dos sustratos dieléctricos sucesivamente
adyacentes. Consiguiendo que los electrodos lineales sean en
espiral y superponiéndose parcialmente sobre los electrodos lineales
en los dos sustratos dieléctricos, se consiguió reducir la longitud
de los electrodos lineales.
La Fig. 8 es una vista en perspectiva que
muestra los sustratos respectivos que constituyen un cuerpo
multicapa integral en el que se ha dispuesto otro circuito de
conmutación compuesto 90 de la presente invención. En la Fig. 9 se
muestra un circuito equivalente que incluye el circuito de
conmutación compuesto 90. El circuito equivalente de la Fig. 9 es
similar al de la Fig. 2, aunque en el mismo hay conectado un
condensador adicional C5 entre el circuito de filtrado
pasa-bajas y la primera línea de transmisión
conectada en derivación L1 para formar una vía en derivación a
tierra. El condensador C5 se forma por medio de un primer electrodo
de tierra 31 sobre un sustrato dieléctrico 21 y un electrodo
capacitivo 45 sobre un sustrato dieléctrico 22 el cual está
conectado a un electrodo T3. Como el tercer al noveno sustratos a
partir de la parte inferior de la Fig. 8 son respectivamente
iguales que los sustratos dieléctricos 23 a 29 de la Fig. 2, en este
caso y en la Fig. 8 se omite la descripción de estos sustratos.
Se produjo un dispositivo de conmutación
compuesto que incluía el circuito de conmutación compuesto anterior
de la misma manera que la descrita anteriormente, y se confirmó que
el mismo presentaba el mismo rendimiento que en la forma de
realización anterior.
Tal como se muestra en la Fig. 10, en lugar del
condensador C5, se puede conectar un condensador adicional C6.
Mediante la incorporación del condensador C5 mostrado en la Fig. 9 ó
el condensador C6 mostrado en la Fig. 10, se puede reducir
efectivamente la longitud lineal de la primera línea de transmisión
L1.
Tal como se ha descrito anteriormente, según la
presente invención, se puede obtener un circuito de conmutación
compuesto de pequeñas dimensiones, en el cual se incorpora un
circuito de filtrado pasa-bajas, con un alto
rendimiento. Adicionalmente, se puede obtener un dispositivo de
conmutación compuesto miniaturizado que incluya el circuito de
conmutación compuesto en forma de un cuerpo multicapa integral
disponiendo el circuito de conmutación compuesto sobre una
pluralidad de sustratos dieléctricos. El circuito de conmutación
compuesto y el dispositivo de conmutación compuesto de la presente
invención presentan las características suficientes en un intervalo
de frecuencias amplio, una pérdida de inserción mucho menor y un
efecto considerable de supresión de armónicos.
Aunque la presente invención se ha descrito en
relación con un circuito de conmutación compuesto operativo para
conectar alternativamente el circuito transmisor a la antena y el
circuito receptor a la antena, debe entenderse que los circuitos
que se van a conmutar por parte del circuito de conmutación
compuesto de la presente invención no se limitan específicamente a
los circuitos mencionados.
Claims (9)
1. Circuito de conmutación compuesto (30) para
conectar alternativa y eléctricamente un circuito transmisor (Tx) o
un circuito receptor (Rx) a una antena (ANT), que comprende:
una primera vía que interconecta el circuito
transmisor (Tx) y la antena (ANT), comprendiendo la primera vía un
primer diodo (D1) y una primera línea de transmisión (L1),
presentando el primer diodo (D1) un terminal conectado a la antena
(ANT), presentando la primera línea de transmisión (L1) uno de sus
extremos conectado a un nodo formado entre el circuito transmisor
(Tx) y el otro terminal del primer diodo (D1) y su otro extremo
conectado a tierra,
una segunda vía que interconecta el circuito
receptor (Rx) y la antena (ANT), comprendiendo la segunda vía una
segunda línea de transmisión (L2) y un segundo diodo (D2), estando
conectado un extremo de la segunda línea de transmisión (L2) a la
antena (ANT), presentando el segundo diodo (D2) uno de sus
terminales conectado a un nodo formado entre el otro extremo de la
segunda línea de transmisión (L2) y el circuito receptor (Rx) y su
otro terminal conectado a tierra, y
un circuito de filtrado
pasa-bajas (LPF) dispuesto en la primera vía y que
comprende una línea de transmisión (L3) y condensadores,
caracterizado porque el circuito de
filtrado pasa-bajas (LPF) interconecta dicho otro
terminal del primer diodo (D1) y dicho un extremo de la primera
línea de transmisión (L1).
2. Circuito según la reivindicación 1, en el que
dicho un terminal del primer diodo es el ánodo del mismo, y dicho
un terminal del segundo diodo es el ánodo del mismo.
3. Circuito según la reivindicación 1, en el que
dicho un terminal del primer diodo es el cátodo del mismo, y dicho
un terminal del segundo diodo es el cátodo del mismo.
4. Dispositivo de conmutación compuesto que
comprende el circuito de conmutación compuesto (30) según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3 dispuesto sobre una pluralidad de
sustratos dieléctricos de un cuerpo multicapa integral (2), en el
que por lo menos la primera línea de transmisión (L1), la segunda
línea de transmisión (L2) y una parte del circuito de filtrado
pasa-bajas (LPF) están dispuestas sobre por lo menos
un sustrato dieléctrico interior (22 a 28) en el cuerpo multicapa
integral (2).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que el primer y el segundo diodos (D1, D2) están dispuestos sobre
una superficie superior del cuerpo multicapa integral (2).
6. Dispositivo según la reivindicación 4 ó 5, en
el que la primera y la segunda líneas de transmisión (L1, L2)
dispuestas sobre unos sustratos dieléctricos interiores (22 a 28) en
el cuerpo multicapa integral (2) están posicionadas entre dos
electrodos de tierra (31, 32) dispuestos sobre unos sustratos
dieléctricos (21, 25) respectivos, y en el que se ha formado un
condensador (C2) del circuito de filtrado pasa-bajas
(LPF) por medio del mencionado (32) de entre dichos dos electrodos
de tierra (31, 32) entre los cuales se interponen la primera y
segunda líneas de transmisión (L1, L2) y un electrodo (42) dispuesto
sobre un sustrato dieléctrico (26) posicionado por encima de dicho
electrodo superior de tierra (32) y en oposición al mismo.
7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el
que los electrodos (32, 42) que forman las placas de dicho
condensador (C2) del circuito de filtrado pasa-bajas
(LPF) están dispuesto respectivamente sobre unos sustratos
dieléctricos (25, 26) posicionados sobre el lado superior de la
primera y segunda líneas de transmisión (L1, L2) con respecto a una
superficie de montaje del dispositivo de conmutación compuesto.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 7, en el que la primera y la segunda líneas de
transmisión (L1, L2) están formadas por unas configuraciones de
electrodos (11 a 14) de forma espiral.
9. Dispositivo según la reivindicación 2 ó según
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8 subordinadas a la
reivindicación 2, en el que un circuito de control (CONT2) está
conectado al ánodo del segundo diodo (D2) y se aplica un voltaje
entre los ánodos del primer y segundo diodos (D1, D2).
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