專利名稱：復(fù)合高頻元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及復(fù)合高頻元件，尤其涉及一種通過將高頻開關(guān)元件之類的高頻元件與濾波元件連接在一起而形成的復(fù)合高頻元件。
參見

圖10，用一個高頻開關(guān)元件有選擇地在發(fā)射電路TX與天線ANT之間，或在接收電路RX與天線ANT之間建立連接。
參見圖11，高頻開關(guān)元件1連接到天線ANT、發(fā)射電路TX以及接收電路RX。二極管D1的正極經(jīng)由電容器C1連接到發(fā)射電路TX。二極管D1的正極還經(jīng)由分布常數(shù)傳輸線L和電容器C2的串聯(lián)電路連接到地電位。如果來自發(fā)射電路TX的發(fā)射信號波長為λ，則分布常數(shù)傳輸線L1的傳輸線長度設(shè)置為λ/4或更短?？刂贫薞c1連接到分布常數(shù)傳輸線L1與電容器C2之間的連接點。用以切換高頻開關(guān)元件1的控制電路連接到控制端Vc1。二極管D1的負極經(jīng)由電容器C3連接到天線ANT。與分布常數(shù)傳輸線L2與電容器C4組成的串聯(lián)電路與二極管D1并聯(lián)(即連接在二極管的正極與負極之間)。
接收電路RX經(jīng)由由分布常數(shù)傳輸線L3和電容器C5組成的串聯(lián)電路連接到已連到天線ANT的電容器C3。如同分布常數(shù)傳輸線L 1的情況那樣，分布常數(shù)傳輸線L3的傳輸線長度也設(shè)置為λ/4或更短。二極管D2的正極連接到分布常數(shù)傳輸線L3與電容器C5之間的連接接點。二極管D2的負極經(jīng)由電容器C6連接到地電位?？刂贫薞c2連接在二極管D2與電容器C6之間的連接點。用以切換高頻開關(guān)元件1的控制電路連接到控制端Vc2以及端Vc1。
為了利用此種安排的高頻開關(guān)元件進行發(fā)射，將一個正偏壓加到控制端Vc1，同時將一個負偏壓加到控制端Vc2。這些電壓作為二極管D1和D2的正向偏壓使二極管D1和D2導通。此時，直流成分由電容器C1至C6阻斷，施加到控制端Vc1和Vc2的電壓僅僅加到包括二極管D1和D2在內(nèi)的電路上。因此，分布常數(shù)傳輸線L3經(jīng)由二極管D2接地并在發(fā)射頻率諧振，故其阻抗實際上變得無限大。這樣，實際上就不會有來自發(fā)射電路TX的發(fā)射信號傳送到接收電路RX。發(fā)射信號經(jīng)由電容器C1、二極管D1和電容器C3傳送到天線ANT。由于分布常數(shù)傳輸線L1經(jīng)由電容器C2接地，它在發(fā)射頻率上諧振，故其阻抗實際上變得無限大。由此防止發(fā)射信號泄漏到地電位一側(cè)。
另一方面，在接收期間，有一個負偏電壓加到控制端Vc1，同時有一個正偏電壓加到控制端Vc2。這些電壓作為二極管D1和D2上的反向偏壓使二極管D1和D2截止，故來自天線ANT的接收信號經(jīng)由電容器C3、分布常數(shù)傳輸線L3和電容器C5傳送到接收電路RX，并實際上不會傳送到發(fā)射電路TX。
如上所述，通過控制控制端Vc1和Vc2上施加的偏壓，高頻開關(guān)元件1可以切換發(fā)射和接收信號。
當二極管D1以這樣的方式截止，即形成一個并聯(lián)諧振電路，它以組合的電容器C4和截止狀態(tài)二極管D1的靜電電容以及分布常數(shù)傳輸線L2的電感分量而諧振，并使諧振發(fā)生在與接收信號頻率相同的頻率上時，通過提高二極管D1與分布常數(shù)傳輸線L2之間連接點處的阻抗，用分布常數(shù)傳輸線L2與電容器C4組成的串聯(lián)電路來降低插入損耗和反射損耗。
通常，為了形成一個將濾波元件連接到上述高頻元件所組成的復(fù)合高頻元件，需要相互獨立地設(shè)計和制作高頻元件和濾波元件。因此，這些元件在電路板上所占的尺寸和體積很大，從而降低了電路配置的靈活性。
為在高頻元件與濾波元件之間進行阻抗匹配，還需要將一個阻抗匹配電路新增加到高頻元件和濾波元件。
此外，還需要設(shè)計該阻抗匹配電路的額外的設(shè)計時間。
鑒于傳統(tǒng)技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合高頻元件，當其安裝在裝置中時只需占用較小的尺寸和體積，在安排時可以有改進的靈活性，并且無需阻抗匹配電路。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種復(fù)合高頻元件，它包括由多個電路元件形成的高頻元件以及由多層基片形成的濾波元件，該基片為多個電介質(zhì)層的疊層，在至少一個電介質(zhì)層上形成至少一個內(nèi)電極和分布常數(shù)傳輸線。高頻元件的至少一個電路元件安裝在電路基板上，而高頻元件的其它電路元件則結(jié)合到多層基片或由多層基片支承。
在上述復(fù)合高頻元件中，高頻元件可以是高頻開關(guān)元件。
在上述復(fù)合高頻元件中，濾波元件可以是低通濾波元件和帶通濾波元件之一。
在本發(fā)明的復(fù)合高頻元件中，在形成濾波元件的多層基片中結(jié)合了構(gòu)成高頻元件的至少一個電路元件，由此減少了總尺寸。
而且，高頻元件電路和濾波元件電路可以同時設(shè)計成復(fù)合形式。因此，對于高頻元件電路與濾波元件電路之間的阻抗匹配可以獲得改進的設(shè)計效果。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的復(fù)合高頻元件10的電路圖2是圖1所示復(fù)合高頻元件的側(cè)視圖；圖3是構(gòu)成圖1所示復(fù)合高頻元件的多層基片的部件分解透視圖；圖4是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的一種變形的電路示意圖；圖5是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的另一種變形的電路示意圖；圖6是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的另一種變形的電路示意圖；圖7是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的另一種變形的電路示意圖；圖8是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的另一種變形的電路示意圖；圖9是本發(fā)明復(fù)合高頻元件的另一種變形的電路示意圖；圖10是傳統(tǒng)的高頻元件的電路示意圖；圖11是傳統(tǒng)的高頻元件的電路圖。
以下將參照附圖描述本發(fā)明的一個較佳實施例。本發(fā)明的實施例中與上述傳統(tǒng)布局中相同或相應(yīng)的部分用相同的參照號表示，對其的描述將不再重復(fù)。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個復(fù)合高頻元件10的電路圖。
復(fù)合高頻元件10具有高頻開關(guān)元件1和濾波元件(例如巴特沃茲低通濾波元件)2，后者連接在發(fā)射電路TX與高頻開關(guān)元件1中電容器C1的一端之間。低通濾波元件2由分布常數(shù)傳輸線L4和L5以及電容器C7、C8和C9組成。低通濾波元件2中各元件之間的連接關(guān)系是眾所周知的，故不再解釋。
圖2表示復(fù)合高頻元件10的側(cè)視圖。通過在電路基板12上安裝構(gòu)成高頻開關(guān)1的高頻器件(例如二極管D1和D2)連同多層基片11，形成復(fù)合高頻元件10。如圖3所示，通過一層接一層地層疊第1至第15電介質(zhì)層13至27，形成多層基片11。構(gòu)成高頻開關(guān)1的電容器C1至C6、分布常數(shù)傳輸線L1至L3以及低通濾波元件2結(jié)合在多層基片11內(nèi)。
無元件安裝在第一電介質(zhì)層13上。內(nèi)電極(即電容器電極C51)在第二電介質(zhì)層14上形成。而且，電容器電極C11、C21和C31在第三電介質(zhì)層15上形成；電容器電極C12、C22和C32在第四電介質(zhì)層16上形成；電容器電極C13、C23和C61在第五電介質(zhì)層17上形成；而電容器電極C15、C35和C63在第七電介質(zhì)層19上形成。電容器電極C41在第十電介質(zhì)層22上形成，電容器電極C71、C81和C91在第十四電介質(zhì)層26上形成。
此外，電容器電極C14、C34和C62以及分布常數(shù)傳輸線(即帶狀線L31)在第六電介質(zhì)層18上形成，帶狀線L41和L51在第八電介質(zhì)層20上形成，帶狀線L11和L21在第十二電介質(zhì)層24上形成。
用作內(nèi)電極的接地電極G1在第九、第十一、第十三和第十五電介質(zhì)層21、23、25和27的每一層上形成。
在第十五電介質(zhì)層27的底面(圖3中用27u表示)上形成用以連接到發(fā)射電路TX的外電極TX1、用以連接到接收電路RX的外電極RX1、用以連接到天線ANT的外電極ANT1、用于控制的外電極Vc11和Vc22以及用以連接到地電位的外電極G2。
信號線(未圖示)和通孔(未圖示)在第一至第十五電介質(zhì)層13至27上的所需位置上形成，外電極(未圖示)在多層基片的外表面和電路基板12上形成。構(gòu)成高頻開關(guān)1的電容器C1至C6，結(jié)合分布常數(shù)傳輸線L1至L3和低通濾波元件2的多層基片11，以及二極管D1和D2安裝在電路基板2上，而多層基片11和二極管D1和D2按要求連接，這樣就形成了等效于圖1所示電路結(jié)構(gòu)的復(fù)合高頻元件10。
包含上述復(fù)合高頻元件的多層基片按以下方法制成。首先準備介電陶瓷未加工層(green sheet)。根據(jù)內(nèi)電極、分布常數(shù)傳輸線和信號線的形狀將金屬漿料施加在介電陶瓷未加工層上。接下來，堆疊和烘干其上按預(yù)定形狀印刷金屬漿料的介電陶瓷未加工層，形成多層基片作為層疊的電介質(zhì)層。
將金屬漿料印刷在多層基片的外表面上并烘干形成外電極。多層基片可以按這樣一種方式成型，在層疊介電陶瓷未加工層后，按對應(yīng)于外電極的形狀印刷金屬漿料，并與電介質(zhì)層一起焙燒。
在本發(fā)明上述實施例中，構(gòu)成高頻元件和濾波元件的電容器和分布常數(shù)傳輸線結(jié)合在經(jīng)層疊多個電介質(zhì)層而形成的一個多層基片上，由此減小了總尺寸。結(jié)果可以減小在電路基板上所占用的尺寸和體積。
高頻元件電路和濾波元件電路可以同時按復(fù)合形式設(shè)計。因此，對于高頻元件電路與濾波元件電路之間的阻抗匹配，可以達到改進的設(shè)計效果。這樣就無需添加阻抗匹配電路，整個電路也可以簡化。
而且，無需用以設(shè)計阻抗匹配電路的時間。
還有不同于以上所述的各種高頻開關(guān)電路。例如，可以采用諸如第6-197042號、6-197043號和7-74672號日本專利公開公報中披露的任何一種高頻開關(guān)電路。
在本發(fā)明的上述實施例中，將二極管用作高頻器件。然而，也可以用雙極晶體管、場效應(yīng)晶體管和類似的器件替代二極管。
本發(fā)明是針對采用帶狀線作為分布常數(shù)傳輸線的情況來描述的。然而，也可以采用微帶線、共面線以及類似的傳輸線來替代帶狀線。
本發(fā)明是針對多層基片中結(jié)合電容器和帶狀線的情況描述的。然而，也可以在多層基片中結(jié)合諸如印刷電阻器之類的電阻器元件。而且，本發(fā)明是針對在電路基板上直接安裝二極管的情況來描述的。然而，諸如片狀電阻器之類的電容器或電阻器元件也可以直接安裝在電路基板上。
在上述高頻元件與濾波元件之間的連接關(guān)系中，把低通濾波元件2連接在接收電路RX與高頻開關(guān)元件1之間。然而，本發(fā)明在將某些低通濾波器2連接在高頻開關(guān)元件1與接收電路RX之間和/或高頻開關(guān)元件1與天線ANT之間的情況下，也可以取得如上述實施例所述的優(yōu)點。
也可能采用以下這些實例，例如如圖4所示，將低通濾波元件2連接在天線ANT與高頻開關(guān)元件1之間；如圖5所示，將低通濾波元件2連接在接收電路RX與高頻開關(guān)元件1之間；如圖6所示，將兩個低通濾波元件2分別連接在發(fā)射電路TX與高頻開關(guān)元件1之間，以及天線ANT與高頻開關(guān)元件1之間；如圖7所示，將兩個低通濾波元件2分別連接在發(fā)射電路TX與高頻開關(guān)元件1之間，以及接收電路RX與高頻開關(guān)元件1之間；如圖8所示，將兩個低通濾波元件2分別連接在接收電路RX與高頻開關(guān)元件1之間，以及天線ANT與高頻開關(guān)元件1之間；以及如圖9所示，將三個低通濾波元件2分別連接在發(fā)射電路TX與高頻開關(guān)元件1之間，接收電路RX與高頻開關(guān)元件1之間，以及天線AN T與高頻開關(guān)元件1之間。
而且，本發(fā)明是針對將低通濾波元件作為濾波元件連接到高頻元件的情況來描述的。作為一種變形，也可以將高通濾波元件、帶通濾波元件或帶阻濾波元件與高頻元件組合使用。
在本發(fā)明的復(fù)合高頻元件中，將構(gòu)成高頻元件的至少一個電路元件連同多層基片安裝在電路基板上，高頻元件和濾波元件的其它電路元件結(jié)合在多層基片內(nèi)或在多層基片上得到支承，由此減少了總尺寸。因此，可以減小在安裝該類元件的裝置上所占用的尺寸和體積。
而且，高頻元件電路和濾波元件電路可以同時按復(fù)合形式設(shè)計。因此，對于高頻元件電路與濾波元件電路之間的阻抗匹配，可以獲得改進的設(shè)計效果。這樣，就無需添加阻抗匹配電路，整個電路可以簡化。
而且，無需用以設(shè)計阻抗匹配電路的時間。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合高頻元件，其特征在于包括由多個電路元件形成的高頻元件；以及由多層基片形成的濾波元件，該基片為多個電介質(zhì)層的疊層，在至少一個電介質(zhì)層上形成至少一個內(nèi)電極和分布常數(shù)傳輸線，其中，所述高頻元件的至少一個電路元件安裝在電路基板上，而所述高頻元件的其它電路元件則結(jié)合到所述多層基片內(nèi)或所述多層基片支承。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合高頻元件，其特征在于，所述高頻元件包括高頻開關(guān)元件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合高頻元件，其特征在于，所述濾波元件包括帶通濾波元件和低通濾波元件之一。
全文摘要
一種復(fù)合高頻元件，當其安裝在裝置內(nèi)時僅占用較小的尺寸和體積，它具有改進的靈活性，并無需阻抗匹配電路即能工作。該高頻復(fù)合元件包括多層基片、構(gòu)成高頻開關(guān)元件的二極管以及電路基板。在多層基片的外表面上形成用以連接到發(fā)射電路、接收電路和天線的外部端子、用于控制的外部端子以及用以連接到地電位的外部端子。在多層基片內(nèi)形成構(gòu)成高頻開關(guān)的帶狀線和電容器以及構(gòu)成低通濾波電路的帶狀線和電容器。
文檔編號H01P1/10GK1167367SQ97102290
公開日1997年12月10日 申請日期1997年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者降谷孝治, 中島規(guī)巨, 利根川謙, 加藤充英, 田中浩二, 上田達也 申請人:株式會社村田制作所