E DIN EN 62604-2:2017-01

Oberflächenwellen-

(OFW-) und Volumenwellen-(BAW-)Duplexer mit bewerteter Qualität - Teil 2: Leitfaden für die Anwendung (IEC 49/1199/CD:2016)

Dieser Teil von IEC 62604 gilt für Duplexer, die ein Empfangssignal vom Sendesignal trennen können und Schlüsselkomponenten für die Funkkommunikation im Gegenbetrieb sind. Sie kommen im Allgemeinen in Mobiltelefonsystemen zum Einsatz, die CDMA-Systemen entsprechen, wie N-CDMA in der zweiten Generation von mobilen Übertragungssystemen (2G), W-CDMA / UMTS (3G) oder LTE (4G).
Duplexer sind bei Teilnehmergeräten für das gleichzeitige Senden und Empfangen von Signalen erforderlich. Duplexer sind Dreitor-Bauelemente, die aus dem Antennenanschluss, dem Sendeanschluss (TX-Anschluss) und dem Empfangsanschluss (RX-Anschluss) bestehen. Sie haben drei Grundfunktionen. Die erste Funktion ist die Übertragung des Sendesignals vom TX-Anschluss zum Antennenanschluss. Die zweite Funktion ist die Übertragung des Empfangssignals vom Antennenanschluss zum RX-Anschluss. Die letzte Funktion verhindert, dass das Sendesignal (TX-Signal) und -rauschen vom TX-Anschluss an den RX-Anschluss abgeleitet werden. Die Sendefrequenz und die Empfangsfrequenz werden entsprechend jedem Mobilkommunikationssystem bestimmt.
Bisher wurden überwiegend dielektrische Duplexer verwendet. Seit einiger Zeit aber finden immer häufiger OFW-Duplexer Anwendung, in denen Oberflächenwellen genutzt werden, und sie ersetzen von Jahr zu Jahr in zunehmendem Maße die dielektrischen Duplexer in neueren Teilnehmergeräten, weil sie die Vorteile einer kleinen Baugröße, eines geringen Gewichts und guter elektrischer Leistungsparameter bieten. Neben den OFW-Duplexern rücken auch BAW-Duplexer, in denen Volumenwellen genutzt werden, in den Mittelpunkt des Interesses, weil sie besonders im PCS-Band eine höhere Gütezahl Q und bessere Leistungsparameter aufweisen.
In diesem Leitfaden wird weder das Ziel verfolgt, die Theorie zu erläutern, noch der Versuch unternommen, alle Möglichkeiten zu behandeln, die sich in praktischen Fällen ergeben können. Dieser Leitfaden soll vielmehr die Aufmerksamkeit auf einige grundlegende Fragen lenken, die der Anwender berücksichtigen sollte, bevor er OFW- und BAW-Duplexer für eine neue Anwendung bestellt. Diese Vorgehensweise soll den Anwender vor einem unbefriedigenden Ergebnis bewahren. Da OFW- und BAW-Duplexer hinsichtlich ihrer Anwendung sehr ähnliche Leistungsparameter aufweisen, ist es für Anwender hilfreich und zweckdienlich, dass beide Duplexer-arten in einer Norm behandelt werden.
Normspezifikationen, wie IEC-Spezifikationen, zu denen dieser Leitfaden zählt, sowie nationale Spezifikationen oder von Herstellern herausgegebene Bauartspezifikationen geben die verfügbaren Kombinationen von Mittenfrequenz, Durchlassbandbreite und Einfügungsdämpfung für jedes der Sende- und Empfangsfilter sowie den Trennpegel zwischen den Sende- und Empfangsanschlüssen usw. an. Diese Angaben wurden zusammengestellt und umfassen einen weiten Bereich von OFW- und BAW-Duplexern mit genormten Eigenschaften. Es kann nicht genügend betont werden, dass der Anwender, sofern möglich, Duplexer mit genormten Eigenschaften auswählen sollte, auch wenn die Verwendung von Standardduplexern geringfügige Änderungen seiner Schaltung nach sich ziehen kann. Dies gilt besonders für die Auswahl der Nennfrequenz. Der Anwender ist in erster Linie daran interessiert, dass die Eigenschaften eines Duplexers bestimmten Festlegungen genügen. Die Auswahl der Eingangsbeschaltung (en: "front-end circuits") in Teilnehmergeräten und OFW- und BAW-Duplexer, die diese Festlegungen erfüllen, sollte zwischen dem Anwender und dem Hersteller vereinbart werden.
Die Kennwerte der Duplexer werden üblicherweise in Bezug auf Mittenfrequenz, Durchlassbandbreite und Einfügungsdämpfung für jeden Sende- und Empfangsfilterteil im Duplexer sowie hinsichtlich des Trennpegels zwischen den Sende- und Empfangsanschlüssen beschrieben. Weil die OFW- und BAW-Duplexer im HF-Vorkreis von Teilnehmergeräten eingesetzt werden, sind eine niedrige Einfügungsdämpfung, ein hoher Trenn-/ Sperrpegel, eine hohe Leistungsfestigkeit sowie kleine/dünne Gehäuseabmessungen unbedingt erforderlich.
Duplexer sind Dreitor-Bauelemente/-Module, die über eine gemeinsame Antenne das gleichzeitige Senden und Empfangen von Signalen ermöglichen. OFW- und BAW-Duplexer bestehen aus einem Sende-(TX-)Teil und einem Empfangs-(RX-)Teil. Diese beiden Teile, die um einen Phasenschieber ergänzt sein können, sind mit dem Antennenanschluss verbunden. Der Phasenschieber wird zur Vermeidung der Wechselwirkung zwischen den Filtern eingesetzt.
Als ein Beispiel eines Duplexers für das UMTS-System wird ein OFW-Duplexer für das UMTS-Band I dargestellt. Die Bestimmungen hinsichtlich der Frequenzen in Band I sind vom 3rd Generation Partnership Project (3GPP) vorgegeben. Die Durchlassbereiche für Sender und Empfänger in den Handgeräten sind 1 920 MHz bis 1 980 MHz bzw. 2 110 MHz bis 2 170 MHz.
Beispielhaft wird die frequenzabhängigen Eigenschaften eines US-CDMA-Duplexers erläutert. Diese Art des Duplexers ist auch für das UMTS-Band V anwendbar. Der TX-Durchlassbereich reicht von 824 MHz bis 849 MHz und der RX-Durchlassbereich von 869 MHz bis 894 MHz.
Bei den PCS-CDMA-Duplexer ist das Schutzband oder der Bandabstand für die Sende- und Empfangsfrequenz für das UMTS-Band II oder das PCS-Band relativ schmal, so dass hohe Q-Kennwerte und steilflankige Filter im Übergangsbereich erforderlich werden. Aus dieser Anforderung ergibt sich, dass für die PCS-CDMA-Duplexer überwiegend BAW-Duplexer eingesetzt werden, die aus Dünnschicht-Volumenwellen-Resonatoren (FBAR) oder fest montierten Resonatoren (SMR) aufgebaut sind.
Zuständig ist das DKE/K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

Gegenüber DIN EN 62604-2:2012-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen:
a) Alle Abschnitte wurden unter Berücksichtigung des gesamten Inhalts der vorherigen Ausgabe entsprechend den aktuellen Anforderungen an Form und Gestaltung überarbeitet.
b) Die Duplexer werden beschrieben.
c) Duplexer mit abgeglichenem RX Anschluss werden im Abschnitt der Messmethoden betrachtet.