DE102004045696B4 - Component with variable electrical component - Google Patents

Component with variable electrical component Download PDF

Info

Publication number
DE102004045696B4
DE102004045696B4 DE200410045696 DE102004045696A DE102004045696B4 DE 102004045696 B4 DE102004045696 B4 DE 102004045696B4 DE 200410045696 DE200410045696 DE 200410045696 DE 102004045696 A DE102004045696 A DE 102004045696A DE 102004045696 B4 DE102004045696 B4 DE 102004045696B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching means
electrical component
switching
component
component according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200410045696
Other languages
German (de)
Other versions
DE102004045696A1 (en
Inventor
Dr. Ruile Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SnapTrack Inc
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Priority to DE200410045696 priority Critical patent/DE102004045696B4/en
Publication of DE102004045696A1 publication Critical patent/DE102004045696A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102004045696B4 publication Critical patent/DE102004045696B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H29/00Switches having at least one liquid contact
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0153Electrical filters; Controlling thereof
    • H03H7/0161Bandpass filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1791Combined LC in shunt or branch path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F21/00Variable inductances or transformers of the signal type
    • H01F21/02Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
    • H01F21/08Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers by varying the permeability of the core, e.g. by varying magnetic bias
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2210/00Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H03H2210/02Variable filter component
    • H03H2210/026Inductor

Abstract

Bauelement – mit einer elektrischen Komponente, – mit einem beweglichen Schaltmittel (SM), das die Eigenschaft der elektrischen Komponente in Abhängigkeit von seiner Position (SP) relativ zur elektrischen Komponente verändert – wobei das Schaltmittel (SM) mit Hilfe einer akustischen Oberflächenwelle (OFW) in seiner Position relativ zur elektrischen Komponente veränderbar ist – bei dem eine Schaltstrecke vorgesehen ist, entlang deren sich das Schaltmittel bewegen kann – bei dem das Schaltmittel (SM) elektrisch leitend ist und als ein Tropfen eines Fluids oder einer Masse mit fluiden Eigenschaften ausgebildet ist – wobei – entweder die elektrische Komponente für HF Signale ausgelegt ist, das Schaltmittel (SM) in einer Position der Schaltstrecke für eine koplanare Leitung (LB), die in der elektrischen Komponente ausgebildet ist, einen Kurzschluss bildet, oder – die elektrische Komponente als Kapazität (C) ausgebildet ist, oder – die elektrische Komponente als Induktivität (L) ausgebildet ist und bei der das Schaltmittel (SM) ein Tropfen eines Fluids oder einer Masse mit fluiden Eigenschaften ist und magnetische Eigenschaften aufweist.Component - with an electrical component, - with a movable switching means (SM) that changes the property of the electrical component depending on its position (SP) relative to the electrical component - the switching means (SM) using an acoustic surface wave (SAW) its position can be changed relative to the electrical component - in which a switching path is provided, along which the switching means can move - in which the switching means (SM) is electrically conductive and is designed as a drop of a fluid or a mass with fluid properties - - either the electrical component is designed for HF signals, the switching means (SM) forms a short circuit in a position of the switching path for a coplanar line (LB) which is formed in the electrical component, or - the electrical component as a capacitance ( C) is formed, or - the electrical component is designed as an inductor (L) and in which the switching means (SM) is a drop of a fluid or a mass with fluid properties and has magnetic properties.

Description

Es sind Bauelemente bekannt, die sich mit Schaltern in ihren elektrischen Eigenschaften verändern lassen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Komponenten an- oder abzuschalten. Nachteilig an diesen Bauelementen sind die dazu erforderlichen zusätzlichen Schalter, beispielsweise Dioden, die auf dem Bauelement integriert oder zusätzlich zum Bauelement auf einer gedruckten Schaltung vorgesehen werden müssen. Bekannt ist es auch, Bauelemente durch dauerhafte Einwirkung einer Steuergröße auf das Bauelement in ihren Eigenschaften zu verändern. Solche Steuergrößen können Ströme oder Spannungen sein, mit denen sich dann eine andere physikalische Eigenschaft über diese Steuergröße einstellen lässt.There are components known that can be changed with switches in their electrical properties. This makes it possible, for example, to turn components on or off. A disadvantage of these components, the required additional switches, such as diodes, which must be integrated on the component or in addition to the component on a printed circuit must be provided. It is also known to change components by permanent action of a control variable on the component in their properties. Such control variables can be currents or voltages with which a different physical property can then be set via this control variable.

Aus der DE 10208169 A1 ist beispielsweise ein SAW-Bauelement bekannt, welches eine magnetosensitive Schicht aufweist. Durch Einwirken eines Magnetfelds auf die magnetosensitive Schicht lässt sich das Bauelement in seiner Frequenz abstimmen. Nachteilig ist auch hier, dass sowohl zusätzliche Elemente wie insbesondere die magnetosensitive Schicht im Bauelement selbst oder Mittel zum Erzeugen des äußeren Magnetfelds vorzusehen sind.From the DE 10208169 A1 For example, a SAW device is known which has a magneto-sensitive layer. By applying a magnetic field to the magneto-sensitive layer, the component can be tuned in its frequency. Another disadvantage is that both additional elements such as in particular the magneto-sensitive layer in the component itself or means for generating the external magnetic field are provided.

Aus der US 5 394 003 A ist ein elektrisches Bauelement bekannt, welches eine Ladungstransportstrecke aufweist, die in den akustischen Pfad eines SAW Bauelements integriert ist.From the US 5,394,003 A For example, an electrical component is known that has a charge transport path that is integrated into the acoustic path of a SAW component.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauelement mit einer veränderbaren elektrischen Komponente anzugeben, deren elektrische Eigenschaften sich einfach und dauerhaft einstellen lassen.Object of the present invention is therefore to provide a device with a variable electrical component whose electrical properties can be easily and permanently set.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in further claims.

Die Erfindung schlägt ein elektrisches Bauelement vor, welches eine elektrische Komponente mit einem beweglichen Schaltmittel aufweist. Das Schaltmittel vermag die Eigenschaft der elektrischen Komponente in Abhängigkeit von seiner Position relativ zur elektrischen Komponente zu verändern. Erfindungsgemäß ist das Schaltmittel so ausgebildet, dass es sich mit Hilfe einer Oberflächenwelle in seiner Position relativ zur elektrischen Komponente bewegen lässt.The invention proposes an electrical component which has an electrical component with a movable switching means. The switching means can change the property of the electrical component as a function of its position relative to the electrical component. According to the invention, the switching means is designed such that it can be moved in its position relative to the electrical component by means of a surface wave.

Die Erfindung gibt also ein Bauelement an, das ein „mechanisches” Schaltmittel aufweist, welches ebenfalls „mechanisch” mit einer akustischen Oberflächenwelle belegt wird. Der Vorteil des mechanischen Schaltmittels ist, dass die Schaltzustände dauerhaft eingestellt werden können und das zur Aufrechterhaltung der Schaltzustände kein weiterer Aufwand und insbesondere keine weiteren Steuergrößen auf das Bauelement mehr einwirken müssen. Ein akustisch betreibbares Schaltmittel lässt sich miniaturisiert und mit geringem Aufwand herstellen.The invention thus provides a component which has a "mechanical" switching means, which is also "mechanically" occupied by a surface acoustic wave. The advantage of the mechanical switching means is that the switching states can be permanently set and that no further effort and in particular no further control variables have to act on the component to maintain the switching states. An acoustically operable switching means can be miniaturized and produced with little effort.

Als Schaltmittel wird ein Tropfen eines Fluids oder einer Masse mit entsprechenden fluiden Eigenschaften vorgesehen. Nicht-flüssige Massen mit fluiden Eigenschaften sind z. B. einzelne oder Ansammlungen mehrerer feinteiliger Partikel, welche bei entsprechender Einwirkung einer akustischen Welle fließfähig sind. Das Schaltmittel kann auch eine Suspension umfassen, die innerhalb einer Flüssigkeit feste Partikel enthält, die bestimmte, auf die Funktion des Bauelements einwirkende und damit für die Funktion Schaltmittels erforderliche Eigenschaften ausweisen.As a switching means, a drop of a fluid or a mass is provided with corresponding fluid properties. Non-liquid masses with fluid properties are z. B. individual or accumulations of several finely divided particles which are flowable with appropriate action of an acoustic wave. The switching means can also comprise a suspension which contains solid particles within a liquid which identify certain properties acting on the function of the component and thus required for the function of the switching means.

Das Schaltmittel ist elektrisch leitend ausgebildet. Dementsprechend umfasst das Schaltmittel dann ein Fluid mit elektrisch leitenden Eigenschaften. Das Fluid kann intrinsisch leitend sein. Die elektrische Leitfähigkeit des Fluids kann auch durch im Fluid enthaltene leitfähige Partikel induziert sein.The switching means is electrically conductive. Accordingly, the switching means then comprises a fluid with electrically conductive properties. The fluid may be intrinsically conductive. The electrical conductivity of the fluid may also be induced by conductive particles contained in the fluid.

In einer Ausführungsform ist das Schaltmittel daher als Tropfen aus Quecksilber ausgebildet. Quecksilber hat den Vorteil, dass es eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, die außerdem mit einer hohen Oberflächenspannung verbunden ist. Ein Tropfen aus Quecksilber lässt sich daher als kompakte Einheit bewegen, ohne dass eine Aufspaltung oder ein Verfließen des Tropfens zu befürchten ist.In one embodiment, the switching means is therefore designed as drops of mercury. Mercury has the advantage that it has a good electrical conductivity, which is also associated with a high surface tension. A drop of mercury can therefore be moved as a compact unit, without fear of splitting or flow of the droplet.

Elektrisch leitende Schaltmittel können auch intrinsisch leitende Polymere umfassen. Elektrisch leitende feinteilige Partikel können auch als elektrisch leitende Schaltmittel eingesetzt werden. Geeignet sind beispielsweise kohlenstoffhaltige Pulver, insbesondere kohlenstoffhaltige Nanotubes. Insgesamt ist es für das Schaltmittel von Vorteil, wenn das Fluid eine hohe Oberflächenspannung aufweist, die ein sicheres Schalten mit dem Schaltmittel ermöglicht. Vorteilhaft ist es auch, wenn das Schaltmittel eine nur geringe Affinität zur Oberfläche des Bauelements aufweist, auf der es mittels der akustischen Oberflächenwelle bewegt wird. Auch dies garantiert eine innerhalb gewisser Grenzen vorgeschriebene Raumform des Schaltmittels und damit einen sicheren Schaltvorgang.Electrically conductive switching means may also include intrinsically conductive polymers. Electrically conductive finely divided particles can also be used as electrically conductive switching means. For example, carbonaceous powders, in particular carbonaceous nanotubes, are suitable. Overall, it is for the switching means advantageous if the fluid has a high surface tension, which allows safe switching with the switching means. It is also advantageous if the switching means has only a low affinity for the surface of the component on which it is moved by means of the surface acoustic wave. This also guarantees a prescribed within certain limits spatial form of the switching means and thus a safe switching operation.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Schaltmittel magnetische Eigenschaften und insbesondere eine hohe Permeabilität auf. Mit einem solchen Schaltmittel ist es möglich, die Induktivität einer elektrischen Komponente zu verändern. Schaltmittel mit magnetischen Eigenschaften können beispielsweise Suspensionen magnetischer Partikel und beispielsweise Suspensionen von Ferritpartikeln sein.In a further embodiment of the invention, the switching means has magnetic properties and in particular a high permeability. With such a switching means, it is possible to change the inductance of an electrical component. Switching means with magnetic properties, for example suspensions of magnetic Particles and suspensions of ferrite particles, for example.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, einen elektroakustischen Wandler zur Erzeugung der akustischen Oberflächenwelle im oder auf dem Bauelement zu integrieren. Dazu weist das Substrat, das die elektrische Komponente trägt, zumindest einen Oberflächenbereich mit piezoelektrischen Eigenschaften auf. Auf diesem ist ein elektroakustischer Wandler angeordnet, beispielsweise ein Interdigitalwandler aus metallischen Elektrodenstrukturen.In the context of the invention, it is to integrate an electroacoustic transducer for generating the surface acoustic wave in or on the component. For this purpose, the substrate carrying the electrical component has at least one surface area with piezoelectric properties. On this an electro-acoustic transducer is arranged, for example, an interdigital transducer of metallic electrode structures.

Der elektroakustische Wandler vermag bei Anlegen eines HF-Signals eine akustischen Oberflächenwelle zu erzeugen, die sich entlang einer unter anderem durch den Wandler beeinflussten akustischen Spur ausbreitet. Im Rahmen der Erfindung liegt es, das Schaltmittel in der akustischen Spur und damit im Wirkungsbereich der akustischen Oberflächenwelle anzuordnen. Da die Transporteigenschaft einer akustischen Oberflächenwelle gerichtet ist und entgegen der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle gerichtet ist, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein weiterer elektroakustischer Wandler auf dem Oberflächenbereich mit piezoelektrischen Eigenschaften vorgesehen, der dem ersten elektroakustischen Wandler gegenüber liegt, sodass das Schaltmittel mit Hilfe der beiden Wandler in unterschiedliche Richtungen bewegt werden kann. Auf diese Weise gelingt es, einen ersten Schaltvorgang rückgängig zu machen bzw. beliebig oft zu wiederholen.The electroacoustic transducer, upon application of an RF signal, is capable of producing a surface acoustic wave propagating along an acoustic track influenced, inter alia, by the transducer. In the context of the invention, it is to arrange the switching means in the acoustic track and thus in the range of the surface acoustic wave. Since the transport property of a surface acoustic wave is directed and directed against the direction of propagation of the surface wave, in an advantageous embodiment of the invention, a further electroacoustic transducer on the surface region is provided with piezoelectric properties, which is the first electroacoustic transducer, so that the switching means using the two Transducer can be moved in different directions. In this way, it is possible to reverse a first switching operation or repeat as often as desired.

Das Schaltmittel kann eine beliebige Anzahl von zumindest zwei Schaltpositionen einnehmen, die entweder als feste Schaltpositionen definiert sind oder die sich stufenlos einstellen lassen.The switching means may take any number of at least two switching positions, which are either defined as fixed switching positions or can be adjusted continuously.

Sämtliche Positionen, die von dem Schaltmittel zur Erzielung gewünschter Eigenschaften eingenommen werden können, definieren über ihre gedachten Verbindungslinien eine Schaltstrecke, über die das Schaltmittel bewegt wird. Vorteilhaft ist es, entlang dieser Schaltstrecke eine Führung vorzusehen, die die gewünschte Bewegung des Schaltmittels entlang der Schaltstrecke unterstützt bzw. die ein Verlassen der Schaltstrecke durch das Schaltmittel unterdrückt. Eine solche Führung kann beispielsweise durch einen linear ausgebildeten Steg realisiert sein, an dem entlang sich das Schaltmittel bewegen kann. Besonders vorteilhaft sind zwei zueinander parallele Stege als Führung, zwischen denen das Schaltmittel eingebettet ist. Möglich ist es auch, die Führung in Form einer Vertiefung in der Oberfläche des Substrats auszubilden. Eine weitere Möglichkeit der Führung besteht darin, die Oberflächeneigenschaften entlang der Schaltstrecke gegenüber der übrigen Oberfläche zu variieren bzw. die Oberfläche außerhalb der Schaltstrecke und z. B. nur im Bereich der Führung gegenüber der Schaltstrecke oder gegenüber der gesamten anderen Oberfläche in ihren Eigenschaften zu variieren. Dazu ist es beispielsweise möglich, innerhalb der Schaltstrecke eine gegenüber der übrigen Oberfläche veränderte Benetzbarkeit mit dem Tropfen der fluiden Masse des Schaltmittels vorzusehen und insbesondere eine höhere Benetzbarkeit in der Schaltstrecke zu realisieren.All positions that can be occupied by the switching means to achieve desired properties, define over their imaginary connecting lines a switching path over which the switching means is moved. It is advantageous to provide along this switching path a guide that supports the desired movement of the switching means along the switching path and suppresses a leaving the switching path through the switching means. Such a guide can be realized, for example, by a linearly formed web, along which the switching means can move. Particularly advantageous are two mutually parallel webs as a guide, between which the switching means is embedded. It is also possible to form the guide in the form of a depression in the surface of the substrate. Another way of guiding is to vary the surface properties along the switching path relative to the other surface or the surface outside the switching path and z. B. only in the area of the guide against the switching path or with respect to the entire other surface in their properties to vary. For this purpose, it is possible, for example, within the switching path to provide a wettability changed with respect to the remaining surface with the drop of the fluid mass of the switching means, and in particular to realize a higher wettability in the switching path.

Eine weitere Verbesserung der Schaltstrecke gelingt mit je einem Anschlag für das Schaltmittel an beiden Enden der Schaltstrecke. Dieser Anschlag stoppt die weitere Bewegung des Schaltmittels und definiert so das Ende der Schaltstrecke. Vorteilhaft ist es, wenn die Position des Schaltmittels am Anschlag jeweils eine Schaltposition der elektrischen Komponente darstellt.A further improvement of the switching path succeeds, each with a stop for the switching means at both ends of the switching path. This stop stops the further movement of the switching means and thus defines the end of the switching path. It is advantageous if the position of the switching means at the stop in each case represents a switching position of the electrical component.

Eine Kombination von Anschlag und Führung wird durch eine geschlossene Röhre oder ein tunnelartiges Gebilde realisiert, die jeweils die Schaltstrecke darstellen und in die das Schaltmittel sicher und vorzugsweise unentrinnbar eingebettet ist. Dabei können insbesondere die Kapillarkräfte wirkungsvoll eingesetzt werden. Eine Röhre, die insbesondere eine dem Tropfen der fluiden Masse angepassten bzw. entsprechenden Durchmesser aufweist, hat außerdem den Vorteil, dass sich das Bauelement in allen Lagen schalten lässt und unabhängig von einer Ausrichtung der Oberfläche vertikal zur Richtung des Gravitationsfeldes der Erde ist. Eine geschlossene Röhre ermöglicht auch einen Betrieb des Bauelements im schwerelosen Weltraum.A combination of stop and guide is realized by a closed tube or a tunnel-like structure, each representing the switching path and in which the switching means is embedded safely and preferably inescapably. In particular, the capillary forces can be used effectively. A tube, which in particular has a diameter matched to the drop of the fluid mass, also has the advantage that the component can be switched in all positions and is independent of an orientation of the surface vertical to the direction of the gravitational field of the earth. A closed tube also allows operation of the device in weightless space.

Die Röhre oder das tunnelartiges Gebilde können an ihren Enden auch offen sein, da bei geeignet kleinen Durchmessern die Kapillarkräfte ein Herauslaufen des Schaltmittels verhindern können.The tube or tunnel-like structure may also be open at its ends, since with suitably small diameters the capillary forces can prevent the switching means from escaping.

Während das Schaltmittel elektrisch leitende oder magnetische Eigenschaften aufweist, umfasst die elektrische Komponente, deren Eigenschaften mit dem Schaltmittel veränderbar sind, zumindest eine elektrische Leitung. In einer Ausführung umfasst die elektrische Komponente eine Koplanarleitung, zu der das Schaltmittel einen Kurzschluss bildet. Mit Hilfe des Kurzschlusses gelingt die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den beiden Leiterbahnen und damit eines elektrischen Schaltvorgangs.While the switching means has electrically conductive or magnetic properties, the electrical component whose properties can be changed with the switching means comprises at least one electrical line. In one embodiment, the electrical component comprises a coplanar line to which the switching means forms a short circuit. With the help of the short circuit succeeds in the production of an electrical connection between the two interconnects and thus an electrical switching operation.

Die Koplanarleitung kann jedoch auch mit einem hochfrequenten Signal beschickt werden, sodass der elektrische Kurzschluss zu einer Reflexion des Signals führt, deren Phasenlage von der Position des Kurzschlusses abhängig ist. Wird die Schaltstrecke dabei parallel zur Koplanarleitung vorgesehen, so kann der Kurzschluss stufenlos innerhalb der Schaltstrecke verschoben werden, sodass eine stufenlose Anpassung der Phasenlage des reflektierten hochfrequenten Signals möglich ist.However, the coplanar line can also be charged with a high-frequency signal, so that the electrical short circuit leads to a reflection of the signal whose phase position depends on the position of the short circuit. If the switching path is provided parallel to the coplanar line, then the short circuit can be moved continuously within the switching path, so that a continuous adjustment of the phase position of the reflected high-frequency signal is possible.

Auf diese Weise gelingt auch eine stufenlose Variation der Resonanzfrequenz des durch die Koplanarleitung gebildeten Resonators. Zur Herstellung eines Kurzschlusses ist es nicht erforderlich, dass das Schaltmittel in ohmschen Kontakt mit den entsprechenden Leiterbahnen tritt. Möglich ist es auch, den Kurzschluss auf kapazitive Weise herzustellen, ohne dass dazu das Schaltmittel in Kontakt mit den Leiterbahnen treten muss.In this way, a stepless variation of the resonant frequency of the resonator formed by the coplanar line also succeeds. To make a short circuit, it is not necessary that the switching means in ohmic contact with the corresponding tracks. It is also possible to produce the short circuit in a capacitive manner without the switching means having to come into contact with the printed conductors.

Über eine kapazitive Kopplung zweier Leiterbahnen ohne ohmschen Kontakt kann die Kapazität eines Kondensators oder zweier kapazitiv wirkender Metallisierungen variiert werden. Die variierbare elektrische Eigenschaft ist dann die Kapazität der als Kondensator bzw. allgemein als Kapazität ausgebildeten elektrischen Komponente.The capacitance of a capacitor or of two capacitively acting metallizations can be varied by way of a capacitive coupling of two conductor tracks without ohmic contact. The variable electrical property is then the capacitance of the electrical component designed as a capacitor or generally as a capacitor.

Eine Veränderung der Kapazität der elektrischen Komponente gelingt auch mit einem rein dielektrischen Schaltmittel, wenn das Schaltmittel entlang der Schaltstrecke in den Bereich zweier kapazitiv wirkender Metallisierungen gebracht wird oder aus diesem Bereich heraus bewegt wird. Der Wert der Kapazität ändert sich dabei in Abhängigkeit von der dielektrischen Umgebung, die durch die dielektrische Konstante des Dielektrikums bzw. des Schaltmittels bestimmt ist.A change in the capacitance of the electrical component is also possible with a purely dielectric switching means, when the switching means is brought along the switching path in the region of two capacitively acting metallizations or moved out of this area. The value of the capacitance changes depending on the dielectric environment, which is determined by the dielectric constant of the dielectric or the switching means.

Die elektrische Komponente kann in einer Ausführungsform der Erfindung auch als Induktivität ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, mit einer elektrischen Leiterbahn zumindest eine Windung einer Spule zu realisieren oder gar durch spiralförmige Anordnung eine Spule mit mehreren Windungen zu erzeugen. Eine Schaltstrecke, die eine Schaltposition des Schaltmittels zentral zu der Spule bzw. deren Windungen und eine weitere Schaltposition außerhalb des dieses zentralen Bereichs aufweist, ermöglicht eine Veränderung des Induktivitätswerts der als Induktivität ausgebildeten elektrischen Komponente, wenn das Schaltmittel magnetische Eigenschaften hat. In Abhängigkeit von der genauen Position des Schaltmittels relativ zur Komponente lässt sich auch hier die Induktivität stufenlos variieren bzw. einstellen.The electrical component may also be formed as an inductance in one embodiment of the invention. For example, it is possible to realize with an electrical conductor at least one turn of a coil or even to generate by helical arrangement a coil with several turns. A switching path having a switching position of the switching means central to the coil and its turns and a further switching position outside of this central area allows a change in the inductance value of the inductance-formed electrical component when the switching means has magnetic properties. Depending on the exact position of the switching means relative to the component, the inductance can also be infinitely varied or adjusted here.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Komponente als interdigitale Struktur ausgebildet, bei der mit einem unterschiedlichen Potenzial verbundene Metallisierungsstreifen mehrfach alternierend nebeneinander angeordnet sind. Bei einer solchen interdigitalen Struktur hat das Schaltmittel bei gegebener Größe einen maximalen Einfluss auf die elektrische Komponente, hier auf die interdigitale Struktur, da mit dem Schaltmittel so gleichzeitig mehrere benachbarte Metallisierungsstreifen der interdigitalen Struktur überdeckt werden können. Der Einfluss auf die Höhe der Kapazität der interdigitalen Struktur ist so maximal. Dabei ist es möglich, die interdigitale Struktur so auszubilden, dass die interdigitalen Überlappungen entlang der Schaltstrecke abnehmen. Auf diese Weise gelingt es, über die Position des Schaltmittels auf der Schaltstrecke in Richtung ab- oder zunehmender Überlappung die Höhe der Kapazität einfacher einzustellen.In one embodiment of the invention, the electrical component is designed as an interdigitated structure in which metallization strips connected to a different potential are arranged several times adjacent to one another. With such an interdigital structure, the switching means has a maximum influence on the electrical component, in this case on the interdigital structure, given that the switching means can simultaneously cover a plurality of adjacent metallization strips of the interdigital structure. The influence on the height of the capacity of the interdigital structure is thus maximal. It is possible to design the interdigital structure in such a way that the interdigital overlaps along the switching path decrease. In this way, it is possible over the position of the switching means on the switching path in the direction of decreasing or increasing overlap to adjust the amount of capacity easier.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Bauelement nicht nur die eine variierbare elektrische Komponente auf, sondern umfasst weitere Komponenten, die mit der variierbaren Komponente zusammen ein Netzwerk oder eine Schaltungsanordnung ausbilden. Über die Variation der Eigenschaften der variierbaren Komponente können so die Eigenschaften der gesamten Schaltungsanordnung variiert bzw. zwischen Schaltpositionen umgeschaltet werden.In a further embodiment of the invention, the device not only has a variable electrical component, but includes other components that together with the variable component form a network or a circuit arrangement. By varying the properties of the variable component, the properties of the entire circuit arrangement can be varied or switched between switching positions.

Eine vorteilhafte Anwendung findet das erfindungsgemäße Bauelement bei allen hochfrequenten Anwendungen, da in diesen Fällen keine separate Generierung des hochfrequenten Signals zur Erzeugung der akustischen Oberflächenwelle erforderlich ist. Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die Erfindung in einem Anpassungsnetzwerk für mit hochfrequenten Signalen arbeitende Bauelemente und insbesondere in mit akustischen Wellen arbeitenden Filtern. Diese Bauelement haben den Vorteil, dass sie für sich bereits auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind, auf dem sich in einfacher Weise dann die elektrische Komponente, die zum Schalten erforderlichen elektroakustischen Wandler sowie das Schaltmittel anordnen bzw. realisieren lassen.An advantageous application, the device according to the invention in all high-frequency applications, since in these cases no separate generation of the high-frequency signal for generating the surface acoustic wave is required. A particularly advantageous application finds the invention in a matching network for working with high-frequency signals components and in particular working with acoustic waves filters. These components have the advantage that they are already formed on a piezoelectric substrate, on which in a simple manner then the electrical component, the required for switching electro-acoustic transducer and the switching means can arrange or realize.

Eine weitere Anwendung findet die Erfindung zur Frequenzanpassung von Filtern, die beispielsweise aus LC-Gliedern aufgebaut sind. Dabei ist es möglich, eines oder mehrere dieser LC-Glieder mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schaltmittels in seinen Eigenschaften zu variieren, die letztlich dann auch das Passband des mit den LC-Gliedern realisierten Bandpassfilters verschieben können. Mit der Erfindung ist es möglich, die Eigenschaften elektroakustischer Wandler, die bereits Bestandteil von mit akustischen Wellen arbeitenden Filtern sind, durch kapazitive oder induktive Wechselwirkung zu verändern und dadurch direkt in die Filtereigenschaften eines gegebenen Filters einzugreifen.Another application is the invention for frequency matching of filters, which are constructed for example of LC elements. It is possible to vary one or more of these LC elements with the aid of the switching means according to the invention in its properties, which can then ultimately move the pass band of the realized with the LC elements bandpass filter. With the invention, it is possible to change the properties of electroacoustic transducers, which are already part of working with acoustic waves filters, by capacitive or inductive interaction and thereby directly interfere with the filter properties of a given filter.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der Erfindung und sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu ausgeführt. Den Figuren lassen sich weder absolute noch relative Maßangaben entnehmen.In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and the associated figures. The figures are only illustrative of the invention and are therefore designed only schematically and not to scale. The figures can be found neither absolute nor relative dimensions.

1 zeigt eine als Schalter ausgeführte elektrische Komponente mit Schaltmittel, 1 shows an executed as a switch electrical component with switching means,

2 zeigt eine elektrische Komponente mit drei unterschiedlichen erfindungsgemäßen Schaltpositionen, 2 shows an electrical component with three different switching positions according to the invention,

3 zeigt eine stufenlos variierbare elektrische Komponente, 3 shows a continuously variable electrical component,

4 zeigt ein Verfahren zum Bewegen des Schaltmittels, 4 shows a method for moving the switching means,

5 zeigt die Anordnung im schematischen Querschnitt, 5 shows the arrangement in schematic cross section,

6 zeigt eine als Kapazität ausgebildete variierbare elektrische Komponente, 6 shows a capacitive variable electrical component,

7 zeigt eine als Induktivität ausgebildete variierbare Komponente, 7 shows a variable component designed as an inductance,

8 zeigt ein Bauelement mit Führung für das Schaltmittel im schematischen Querschnitt, 8th shows a component with a guide for the switching means in the schematic cross section,

9 zeigt eine weitere Führung für das Schaltmittel im schematischen Querschnitt, 9 shows a further guide for the switching means in the schematic cross section,

10 zeigt eine beispielhafte Schaltung mit einer variierbaren elektrischen Komponente im Schaltbild. 10 shows an exemplary circuit with a variable electrical component in the diagram.

1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der die elektrische Komponente als Schalter ausgebildet ist. Die Komponente besteht aus einer ersten Leiterbahn LB1 und einer zweiten Leiterbahn LB2, die jeweils mit einem ersten und einem zweiten Anschluss T1, T2 verbunden sind. Die Leiterbahnen LB weisen zumindest einen Abschnitt auf, in dem sie vorzugsweise parallel oder zumindest eng benachbart verlaufen. Die Leiterbahnen LB sind auf einem elektrisch isolierenden Substrat aufgebracht. Auf dem Substrat ist weiterhin ein Schaltmittel SM in Form eines elektrisch leitenden Fluids, beispielsweise in Form eines Quecksilbertropfens aufgebracht. 1 shows a first embodiment of the invention, in which the electrical component is designed as a switch. The component consists of a first interconnect LB1 and a second interconnect LB2, which are each connected to a first and a second terminal T1, T2. The conductor tracks LB have at least one section in which they preferably run parallel or at least closely adjacent. The conductor tracks LB are applied to an electrically insulating substrate. Furthermore, a switching means SM in the form of an electrically conductive fluid, for example in the form of a mercury drop, is applied to the substrate.

Mit Hilfe einer Oberflächenwelle OFW1, die quer zu den Leiterbahnen LB1, LB2 erzeugt werden kann, kann das Schaltmittel SM aus seiner dargestellten ersten Schaltposition in Richtung des Pfeils 1 in eine zweite Schaltposition SP2 bewegt werden. In dieser Schaltposition SP2 werden die beiden Leiterbahnen LB durch das elektrisch leitende Schaltmittel kurzgeschlossen und so eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen T1 und T2 hergestellt.With the aid of a surface wave OFW1, which can be generated transversely to the conductor tracks LB1, LB2, the switching means SM can be moved from its illustrated first switching position in the direction of the arrow 1 be moved to a second switching position SP2. In this switching position SP2, the two interconnects LB are short-circuited by the electrically conductive switching means and so an electrical connection between the terminals T1 and T2 produced.

Ein Schaltvorgang in die andere Richtung, mit dem das Schaltmittel SM in die erste Schaltposition zurückbefördert wird, kann beispielsweise mit einer Oberflächenwelle OFW2 mit entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung erfolgen, die in der derselben akustischen Spur verläuft, und von einem entsprechenden weiteren elektroakustischen Wandler auf der relativ zum Schaltmittel gegenüber liegenden Seite erzeugt wird.A switching operation in the other direction with which the switching means SM is returned to the first switching position, for example, with a surface wave OFW2 opposite propagation direction, which runs in the same acoustic track, and of a corresponding further electro-acoustic transducer on the relative to the switching means opposite side is generated.

2 zeigt einen weiteren möglichen Schalter, bei dem ein Schaltmittel SM quer zu drei zumindest abschnittsweise parallel verlaufenden Leiterbahnen LB1, LB2, LB3 mit Hilfe einer in Richtung des Pfeils 1 laufenden Oberflächenwelle OFW1 (in der Figur nur „hinter” dem Schaltmittel SM dargestellt) bewegt werden kann. Dabei kann das Schaltmittel drei unterschiedliche Schaltpositionen einnehmen, wobei in der dargestellten ersten Schaltposition die Leiterbahnen LB2 und LB3 und damit die Anschlüsse T2 und T3 miteinander verbunden werden. In der zweiten Schaltposition SP2 werden die Leiterbahnen LB1 und LB2, respektive deren Anschlüsse T1, T2 kurzgeschlossen. In der dritten Schaltposition ist das Schaltmittel ohne Kontakt zu einer der Leiterbahnen, sodass kein Kurzschluss von Anschlüssen, respektive der dazugehörigen Leiterbahnen erfolgt. 2 shows a further possible switch, in which a switching means SM transversely to three at least partially parallel conductor tracks LB1, LB2, LB3 by means of a in the direction of the arrow 1 running surface wave OFW1 (in the figure only "behind" the switching means SM shown) can be moved. In this case, the switching means occupy three different switching positions, wherein in the illustrated first switching position, the conductor tracks LB2 and LB3 and thus the terminals T2 and T3 are connected to each other. In the second switching position SP2, the conductor tracks LB1 and LB2, and their terminals T1, T2 are short-circuited. In the third switching position, the switching means without contact with one of the conductor tracks, so that no short circuit of terminals, respectively the associated tracks takes place.

3 zeigt eine elektrische Komponente, die mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Schaltmittels SM in einer Eigenschaft stufenlos abstimmbar ist. Dargestellt ist eine Koplanarleitung aus drei parallel verlaufenden Leiterbahnen, von denen beispielsweise die mittlere mit dem Anschluss T2 verbundene Leiterbahn mit einem hochfrequenten Wechselsignal verbunden wird, während an die beiden Anschlüsse T1 und T3, respektive die damit verbundenen Leiterbahnen, jeweils Massepotenzial angelegt wird. In der Figur ist das Schaltmittel SM in einer ersten Schaltposition dargestellt, bei der das Schaltmittel alle drei Leiterbahnen überdeckt und somit einen Kurzschluss für die Koplanar-Leitung darstellt. Der Kurzschluss führt dazu, dass das z. B. am Anschluss T2 angelegte Hochfrequenzsignal, in der Figur dargestellt durch den Pfeil HFS2, an dem Schaltmittel SM reflektiert ist. Mit Hilfe einer sich in Richtung des Pfeils 1 ausbreitenden Oberflächenwelle wird das Schaltmittel in die zweite Schaltposition SP2 bewegt, die ebenfalls einen Kurzschluss für die Koplanar-Leitung darstellt, der das Hochfrequenzsignal HFS1 entsprechend reflektiert. Gegenüber der ersten Schaltposition ergibt sich in der zweiten Schaltposition eine wesentlich verlängerte Signalleitung, die zu einem Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen HFS1 und HFS2 führt. Da die Bewegung des Schaltmittels parallel zur Koplanar-Leitung stufenlos und parallel zu dieser erfolgt, kann auch der Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen HFS1 und HFS2 durch Bewegung des Schaltmittels SM stufenlos variiert werden. 3 shows an electrical component which is infinitely tunable with the aid of a switching means SM according to the invention in a property. Shown is a coplanar line of three parallel conductor tracks, of which, for example, the middle conductor connected to the terminal T2 is connected to a high-frequency alternating signal, while to the two terminals T1 and T3, respectively the interconnects interconnected, each ground potential is applied. In the figure, the switching means SM is shown in a first switching position, in which the switching means covers all three tracks and thus represents a short circuit for the coplanar line. The short circuit causes the z. B. at the terminal T2 applied high-frequency signal, in the figure represented by the arrow HFS2, is reflected on the switching means SM. With the help of a turn in the direction of the arrow 1 propagating surface wave, the switching means is moved to the second switching position SP2, which also represents a short circuit for the coplanar line, which reflects the high frequency signal HFS1 accordingly. Compared to the first switching position results in the second switching position, a significantly extended signal line, which leads to a phase difference between the two signals HFS1 and HFS2. Since the movement of the switching means is parallel to the coplanar line continuously and parallel to this, and the phase difference between the two signals HFS1 and HFS2 can be varied continuously by movement of the switching means SM.

In der Figur nicht dargestellt ist eine zweite Oberflächenwelle, die bei Bedarf für eine Rückstellung des Schaltmittels sorgt, indem sie in einer dem Pfeil 1 entgegengesetzten Richtung parallel zur Koplanarleitung in die gleiche akustische Spur eingestrahlt wird.In the figure, not shown is a second surface wave, if necessary for a Provision of the switching means ensures by placing in an arrow 1 opposite direction parallel to the coplanar line in the same acoustic track is irradiated.

In 4 ist eine bidirektionale Schaltstrecke für ein erfindungsgemäßes Bauelement dargestellt. Die Schaltstrecke umfasst zwei elektroakustische Wandler IDT1 und IDT2, die jeweils zwei Anschlüsse aufweisen, auf einem piezoelektrischen Substrat angeordnet und zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle geeignet sind. Die beiden elektroakustischen Wandler sind an den entgegengesetzten Enden einer akustischen Spur AS angeordnet, die gleichzeitig die Schaltstrecke für das Schaltmittel SM darstellt. Durch Anlegen eines hochfrequenten Signals an den elektroakustischen Wandler IDT2 wird eine akustische Oberflächenwelle erzeugt, die in Richtung des Pfeils 2 in die akustische Spur AS eingestrahlt wird. Dabei wird das Schaltmittel SM in der Richtung 1 entlang der akustischen Spur bewegt, beispielsweise bis die Schaltposition SP2 erreicht ist. Ist diese Schaltposition erreicht, kann der elektroakustische Wandler abgeschaltet werden. Zum Umschalten in die Schaltposition 1, die der dargestellten Position des Schaltmittels SM entspricht, wird an den zweiten elektroakustischen Wandler IDT1 ein hochfrequentes Signal angelegt und das Schaltmittel in Richtung des Pfeils 2 entlang der akustischen Spur AS zurückbewegt. Die zurückgelegte Wegstrecke ist dabei proportional zur Einstrahlungsdauer der Oberflächenwelle und ist darüber hinaus abhängig von deren Energie und Wellenlänge. Durch Variation der Einstrahlungsdauer kann dementsprechend die Schaltposition stufenlos festgelegt werden.In 4 is a bidirectional switching path for a device according to the invention shown. The switching path comprises two electroacoustic transducers IDT1 and IDT2, each having two terminals, arranged on a piezoelectric substrate and suitable for generating a surface acoustic wave. The two electroacoustic transducers are arranged at the opposite ends of an acoustic track AS, which simultaneously represents the switching path for the switching means SM. By applying a high-frequency signal to the electroacoustic transducer IDT2, a surface acoustic wave is generated in the direction of the arrow 2 is radiated into the acoustic track AS. In this case, the switching means SM in the direction 1 along the acoustic track moves, for example, until the switching position SP2 is reached. Once this switching position has been reached, the electroacoustic converter can be switched off. For switching to the switching position 1 corresponding to the illustrated position of the switching means SM, a high-frequency signal is applied to the second electroacoustic transducer IDT1 and the switching means is applied in the direction of the arrow 2 moved back along the acoustic track AS. The distance traveled is proportional to the irradiation time of the surface wave and is also dependent on their energy and wavelength. Accordingly, the switching position can be infinitely determined by varying the irradiation duration.

In der 4 nicht dargestellt sind Teile der elektrischen Komponente, die innerhalb, parallel zur oder quer zur akustischen Spur AS angeordnet sein können.In the 4 not shown are parts of the electrical component, which can be arranged inside, parallel to or transverse to the acoustic track AS.

5 zeigt die Anordnung von 4 im schematischen Querschnitt. Die elektroakustischen Wandler sind auf einem Substrat SUB in Form von metallischen Streifen aufgebracht. Das Substrat umfasst zumindest im Bereich der elektroakustischen Wandler ein piezoelektrisches Material, beispielsweise eine dünne Schicht aus Zinkoxid oder Aluminiumnitrid, oder besteht vollständig aus einem piezoelektrischen Kristall, beispielsweise Quarz, Lithiumniobat oder Lithiumtantalat. Das Schaltmittel SM ist auf der Oberfläche des Substrats SUB in Form eines Tropfen eines Fluids, beispielsweise als Quecksilbertropfen, aufgebracht. Das Schaltmittel SM befindet sich in der Schaltposition 1, während eine zweite Schaltposition SP2 durch Bewegen des Schaltmittels in Richtung des Pfeils 1 erreicht werden kann und in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Bewegung wird mit einer im zweiten elektroakustischen Wandler IDT2 erzeugten Oberflächenwelle erreicht, die sich entgegen dem Pfeil 1 in der akustischen Spur ausbreitet. Nicht dargestellt sind in den 4 und 5 mögliche Führungen für das Schaltmittel, die beispielsweise die akustische Spur AS begrenzen und beispielsweise in Form einer erhabenen Leiterbahn, eines dielektrischen Stegs oder einer die akustische Spur umfassenden Rille mit vorzugsweise rundem Querschnitt ausgebildet ist. 5 shows the arrangement of 4 in schematic cross section. The electroacoustic transducers are applied to a substrate SUB in the form of metallic strips. At least in the region of the electroacoustic transducers, the substrate comprises a piezoelectric material, for example a thin layer of zinc oxide or aluminum nitride, or consists entirely of a piezoelectric crystal, for example quartz, lithium niobate or lithium tantalate. The switching means SM is applied to the surface of the substrate SUB in the form of a drop of a fluid, for example as drops of mercury. The switching means SM is in the switching position 1 during a second shift position SP2 by moving the switching means in the direction of the arrow 1 can be achieved and is indicated in the figure by a dashed line. The movement is achieved with a surface wave generated in the second electroacoustic transducer IDT2, which is opposite to the arrow 1 spread in the acoustic track. Not shown in the 4 and 5 possible guides for the switching means, for example, limit the acoustic track AS and, for example, in the form of a raised trace, a dielectric ridge or a comprehensive comprehensive the acoustic track groove is preferably formed with a round cross-section.

6 zeigt eine als interdigitale Struktur ausgebildete elektrische Komponente, die eine Kapazität zwischen den beiden Anschlüssen T1 und T2 realisiert. Die Gesamtkapazität der elektrischen Komponente ist proportional zur Gesamtlänge der Überlappungen der interdigitalen Elektrodenfinger. Die Komponente ist so ausgebildet, dass die Überlappungen in Richtung des Pfeils 1 abnehmen, indem zumindest die Elektrodenfinger einer z. B. mit dem Anschluss T1 verbundenen Halbschiene kontinuierlich in der Länge abnehmen. Über dieser elektrischen Komponente wird nun ein Schaltmittel von einer Schaltposition SP1 in Richtung des Pfeils 1 bewegt, beispielsweise bis zu einer Schaltposition SP2. In dieser Ausführungsform ist das Schaltmittel z. B. als Tropfen einer dielektrischen Flüssigkeit ausgebildet, wobei sich durch die über das Schaltmittel veränderte dielektrische Umgebung der als Kapazität ausgebildeten elektrischen Komponente verändert. Die Veränderung der Kapazität durch das Einwirkung des Schaltmittels ist dabei von der Schaltposition entlang der Achse 1 abhängig, da sich entlang dieser Richtung die Überlappungen ändern. In der Schaltposition SP1 hat das Dielektrikum den größten Einfluss auf die Kapazität, in der Schaltposition SP2 dagegen den geringsten. 6 shows an electrical component formed as an interdigital structure, which realizes a capacitance between the two terminals T1 and T2. The total capacitance of the electrical component is proportional to the total length of the overlaps of the interdigital electrode fingers. The component is designed so that the overlaps in the direction of the arrow 1 decrease, by at least the electrode fingers of a z. B. continuously connected to the terminal T1 half rail decrease in length. About this electrical component is now a switching means of a switching position SP1 in the direction of the arrow 1 moves, for example, up to a switching position SP2. In this embodiment, the switching means z. B. formed as a drop of a dielectric liquid, which changes due to the changed over the switching means dielectric environment of the capacitance formed as an electrical component. The change in the capacity by the action of the switching means is from the switching position along the axis 1 depending on how the overlaps change along this direction. In the switching position SP1, the dielectric has the greatest influence on the capacitance, while in the switching position SP2 it has the lowest.

In einer Variation dieser Ausführungsform ist die als interdigitale Kapazität ausgebildete elektrische Komponente mit einer elektrisch isolierenden Schicht abgedeckt. Auf diese Weise kann der Kapazitätswert der elektrischen Komponente auch mit einem elektrischen leitenden Schaltmittel ausgeübt werden, das in diesem Fall keinen Kurzschluss zwischen den beiden Anschlüssen T1 und T2 bzw. der dazwischen angeordneten Elektrodenstreifen erzeugt.In a variation of this embodiment, the electrical component formed as an interdigital capacitance is covered with an electrically insulating layer. In this way, the capacitance value of the electrical component can also be exerted with an electrically conductive switching means, which in this case does not generate a short circuit between the two terminals T1 and T2 or the electrode strips arranged therebetween.

7 zeigt eine als Induktivität IND ausgebildete elektrische Komponente, die hier in Form eines spiralförmig angeordneten Leiters auf der Oberfläche eines Substrats realisiert ist. Eine Veränderung des Induktivitätswerts dieser Induktivität IND gelingt mit Hilfe eines Schaltmittels, das von der dargestellten Schaltposition SP2 zentral über der elektrischen Komponente in Richtung eines Pfeils 1 eine Schaltposition SP2 bewegt wird. In der dargestellten Schaltposition SP1 hat das Schaltmittel einen maximalen Einfluss auf die Induktivität, der durch die Permeabilität des Schaltmittels erhöht werden kann. 7 shows an embodied as an inductance IND electrical component, which is realized here in the form of a helically arranged conductor on the surface of a substrate. A change in the inductance value of this inductance IND succeeds with the aid of a switching means which, from the illustrated switching position SP2, centrally over the electrical component in the direction of an arrow 1 a shift position SP2 is moved. In the illustrated switching position SP1, the switching means has a maximum influence on the inductance, which can be increased by the permeability of the switching means.

8 zeigt im schematischen Querschnitt eine mögliche Ausbildung einer Führung beiderseits einer Schaltstrecke für das Schaltmittel SM. Die Führung ist in Form von zwei Stegen F1, F2 auf einem Substrat SUB realisiert. Die Stege F verlaufen parallel und begrenzen die Schaltstrecke. Gleichzeitig begrenzen sie den Oberflächenbereich auf dem Substrat SUB, der von dem Tropfen des Fluids, den das Schaltmittel SM darstellt, benetzt werden kann. 8th shows in schematic cross section a possible formation of a guide on both sides of a switching path for the switching means SM. The guide is realized in the form of two webs F1, F2 on a substrate SUB. The webs F are parallel and limit the switching path. At the same time they limit the surface area on the substrate SUB, which can be wetted by the drop of the fluid, which is the switching means SM.

9 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Führung F für das Schaltmittel SM, die hier als Rinne mit vorzugsweise rundem Querschnitt ausgebildet ist. Auch in dieser Ausführungsform wird der Tropfen des Schaltmittels SM vollständig innerhalb der Führung F gehalten und sicher entlang der Schaltstrecke geführt. 9 shows a further embodiment of a guide F for the switching means SM, which is designed here as a groove with a preferably round cross-section. Also in this embodiment, the drop of the switching means SM is completely held within the guide F and guided safely along the switching path.

10 zeigt ein weiter ausgestaltetes erfindungsgemäßes Bauelement, welches eine elektrische Komponente mit einer mittels eines Schaltmittels variierbaren elektrischen Eigenschaft umfasst. Dargestellt ist beispielsweise eine Filterschaltung aus LC-Gliedern, in der zumindest eines der L- oder C-Glieder als variierbare elektrische Komponente realisiert ist. Mit der Filterschaltung kann ein Bandpassfilter für Hochfrequenzsignale realisiert werden, dessen Passband mit Hilfe der variierbaren elektrischen Komponente (hier der Induktivität L1), verschoben bzw. beeinflusst werden kann. Eine derartige Filterschaltung kann beispielsweise aus einfachen Metallisierungen innerhalb eines Mehrlagensubstrats realisiert werden. Umfasst eine Schicht des Mehrlagensubstrats eine piezoelektrische Schicht, können darauf die elektroakustischen Wandler zur Bewegung des Schaltmittels SM realisiert werden. 10 shows a further ausgestaltetes inventive component, which comprises an electrical component with a variable by means of a switching means electrical property. Shown is, for example, a filter circuit of LC elements, in which at least one of the L or C elements is implemented as a variable electrical component. The filter circuit can be used to realize a bandpass filter for high-frequency signals whose passband can be shifted or influenced by means of the variable electrical component (here the inductance L1). Such a filter circuit can be realized, for example, from simple metallizations within a multilayer substrate. If a layer of the multilayer substrate comprises a piezoelectric layer, the electroacoustic transducers for moving the switching means SM can be realized thereon.

Erfindungsgemäße elektrische Bauelemente können jedoch auch andere einfachere oder komplexere Schaltungen umfassen, und die dann entweder stufenlos in einer Eigenschaft variiert oder zwischen mehreren definierten Schaltposition hin und her geschaltet werden können.However, electrical components according to the invention may also comprise other simpler or more complex circuits, and then either steplessly varied in one property or switched between a plurality of defined switching positions.

Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, beliebige elektrische Komponenten durch Bewegung eines geeigneten Schaltmittels relativ zu der Komponente in einer wichtigen Eigenschaft zu verändern und damit einen Schalter oder Regler für diese Eigenschaft zu realisieren.With the help of the invention, it is possible to change any electrical components by moving a suitable switching means relative to the component in an important property and thus to realize a switch or controller for this property.

Claims (12)

Bauelement – mit einer elektrischen Komponente, – mit einem beweglichen Schaltmittel (SM), das die Eigenschaft der elektrischen Komponente in Abhängigkeit von seiner Position (SP) relativ zur elektrischen Komponente verändert – wobei das Schaltmittel (SM) mit Hilfe einer akustischen Oberflächenwelle (OFW) in seiner Position relativ zur elektrischen Komponente veränderbar ist – bei dem eine Schaltstrecke vorgesehen ist, entlang deren sich das Schaltmittel bewegen kann – bei dem das Schaltmittel (SM) elektrisch leitend ist und als ein Tropfen eines Fluids oder einer Masse mit fluiden Eigenschaften ausgebildet ist – wobei – entweder die elektrische Komponente für HF Signale ausgelegt ist, das Schaltmittel (SM) in einer Position der Schaltstrecke für eine koplanare Leitung (LB), die in der elektrischen Komponente ausgebildet ist, einen Kurzschluss bildet, oder – die elektrische Komponente als Kapazität (C) ausgebildet ist, oder – die elektrische Komponente als Induktivität (L) ausgebildet ist und bei der das Schaltmittel (SM) ein Tropfen eines Fluids oder einer Masse mit fluiden Eigenschaften ist und magnetische Eigenschaften aufweist.module With an electrical component, - With a movable switching means (SM), which changes the property of the electrical component as a function of its position (SP) relative to the electrical component - Wherein the switching means (SM) by means of a surface acoustic wave (SAW) in its position relative to the electrical component is variable - In which a switching path is provided along which the switching means can move - Wherein the switching means (SM) is electrically conductive and is formed as a drop of a fluid or a mass having fluid properties - in which - either the electrical component is designed for RF signals, the switching means (SM) in a position of the switching path for a coplanar line (LB), which is formed in the electrical component forms a short circuit, or - The electrical component is designed as a capacitor (C), or - The electrical component is designed as an inductance (L) and wherein the switching means (SM) is a drop of a fluid or a mass having fluid properties and having magnetic properties. Bauelement nach Anspruch 1, – bei dem die elektrische Komponente als Streifenleitungsresonator ausgebildet ist.Component according to Claim 1, - In which the electrical component is designed as a stripline resonator. Bauelement nach Anspruch 1, bei dem das Schaltmittel (SM) in einer Position der Schaltstrecke für eine koplanare Leitung (LB), die in der elektrischen Komponente ausgebildet ist, einen Kurzschluss bildet und bei dem die Schaltstrecke über der und parallel zur koplanaren Leitung (LB) so angeordnet ist, dass sich bei Bewegung des Schaltmittels (SM) der Kurzschluss stufenlos über der koplanaren Leitung verschieben lässt.Component according to claim 1, wherein the switching means (SM) in a position of the switching path for a coplanar line (LB), which is formed in the electrical component forms a short circuit and wherein the switching path over and parallel to the coplanar line (LB ) is arranged so that when moving the switching means (SM) of the short circuit can be moved continuously over the coplanar line. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Schaltmittel (SM) ein Tropfen aus Quecksilber ist.Component according to one of claims 1 to 3, wherein the switching means (SM) is a drop of mercury. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Schaltmittel (SM) eine Suspension ist, die elektrisch leitende Partikel in einer dielektrischen Flüssigkeit enthält.Component according to one of claims 1 to 3, wherein the switching means (SM) is a suspension containing electrically conductive particles in a dielectric liquid. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – mit einem Substrat (SUB), das die elektrische Komponente trägt, – wobei das Substrat zumindest einen Oberflächenbereich mit piezoelektrischen Eigenschaften aufweist, – bei dem auf dem genannten Oberflächenbereich ein elektroakustischer Wandler (IDT) angeordnet ist.Component according to one of claims 1 to 5, With a substrate (SUB) carrying the electrical component, Wherein the substrate has at least one surface area with piezoelectric properties, - In which on said surface area an electro-acoustic transducer (IDT) is arranged. Bauelement nach Anspruch 6, bei dem ein weiterer elektroakustischer Wandler (IDT2) auf dem genannten Oberflächenbereich so angeordnet ist, dass das Schaltmittel (SM) in der akustischen Spur der beiden elektroakustischen Wandler (IDT1, IDT2) liegt und von den beiden in unterschiedliche Richtungen (1, 2) bewegt werden kann.Component according to Claim 6, in which a further electroacoustic transducer (IDT2) is arranged on said surface region such that the switching means (SM) lies in the acoustic track of the two electroacoustic transducers (IDT1, IDT2) and from the two in different directions ( 1 . 2 ) can be moved. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem entlang der Schaltstrecke eine Führung (F1, F2) vorgesehen ist, entlang der sich das Schaltmittel (SM) bewegen kann.Component according to one of claims 1 to 7, wherein along the switching path a guide (F1, F2) is provided, along which the switching means (SM) can move. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – bei dem an den beiden Enden der Schaltstrecke je ein die weitere Bewegung des Schaltmittels stoppender Anschlag vorgesehen ist, – wobei die jeweilige Position des Schaltmittels am Anschlag eine von zwei Schaltpositionen (SP1, SP2) der elektrischen Komponente darstellt.Component according to one of claims 1 to 8, - In which at the two ends of the switching path depending on a further movement of the switching means stopping stop is provided - Wherein the respective position of the switching means at the stop represents one of two switching positions (SP1, SP2) of the electrical component. Bauelement nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Schaltstrecke als geschlossene Röhre ausgebildet ist.Component according to claim 8 or 9, wherein the switching path is formed as a closed tube. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend weitere Komponenten (L, C), die zusammen ein Netzwerk oder eine Schaltungsanordnung bilden, die mit der in den Eigenschaften veränderbaren elektrischen Komponente verschaltet ist.Component according to one of claims 1 to 10, comprising further components (L, C), which together form a network or a circuit arrangement, which is connected to the variable in the properties of the electrical component. Verwendung des Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Schalter oder abstimmbares Element für den Mobilfunk.Use of the component according to one of claims 1 to 11 as a switch or tunable element for mobile communications.
DE200410045696 2004-09-21 2004-09-21 Component with variable electrical component Expired - Fee Related DE102004045696B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410045696 DE102004045696B4 (en) 2004-09-21 2004-09-21 Component with variable electrical component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410045696 DE102004045696B4 (en) 2004-09-21 2004-09-21 Component with variable electrical component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004045696A1 DE102004045696A1 (en) 2006-03-23
DE102004045696B4 true DE102004045696B4 (en) 2014-08-07

Family

ID=36001659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410045696 Expired - Fee Related DE102004045696B4 (en) 2004-09-21 2004-09-21 Component with variable electrical component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004045696B4 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394003A (en) * 1993-05-20 1995-02-28 Electronic Decisions Inc. Acoustic charge transport device buffered architecture
DE10208169A1 (en) * 2002-02-26 2003-09-04 Epcos Ag Acoustic wave device, especially tunable filter, has piezoelectric layer with electrode structures, magnetically tunable elasticity magnetosensitive layer, variable permeability element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394003A (en) * 1993-05-20 1995-02-28 Electronic Decisions Inc. Acoustic charge transport device buffered architecture
DE10208169A1 (en) * 2002-02-26 2003-09-04 Epcos Ag Acoustic wave device, especially tunable filter, has piezoelectric layer with electrode structures, magnetically tunable elasticity magnetosensitive layer, variable permeability element

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004045696A1 (en) 2006-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE809837C (en) Tunable electric sieve
DE102006057340B4 (en) DMS filter with improved adaptation
DE3129306C2 (en) Microwave oscillator with field effect transistor
EP3602785A1 (en) Door handle assembly for a motor vehicle having a capacitive sensor and near-field communication
DE1566035C3 (en) Crystal filter
DE19720773A1 (en) Antenna device
DE102006023353A1 (en) Integrated resonant circuit
DE2045560A1 (en) Rectangular waveguide resonator and microwave filter built with such resonators
DE3213436C2 (en)
DE102010008774B4 (en) Microacoustic filter with compensated crosstalk and compensation method
EP0020379B1 (en) Voltage reversing switch
WO2007051571A2 (en) Monolithically integrated circuit
DE2326599A1 (en) MONOLITHIC ELECTROMECHANICAL FILTER WITH COUPLED RESONATORS
DE3443446C2 (en)
DE102004045696B4 (en) Component with variable electrical component
DE60200581T2 (en) filter circuit
DE3007581A1 (en) OSCILLATOR WITH A DIELECTRIC RESONATOR
DE102005054348B3 (en) Coupling element for electromagnetically coupling two conductors of a transmission line comprises sides each formed as a transmission line section assigned to a conductor
DE4410025A1 (en) High frequency oscillator in planar design
DE2640210B2 (en) Filter for very short electromagnetic waves
DE1196730B (en) Tuning device for high-frequency electrical oscillations
EP0961340B1 (en) Method for tuning the resonance frequency of a dielectric resonator
DE3331249C2 (en) Parametric amplifier
DE102006019393A1 (en) Position sensor for use in textile machine, has measuring oscillator whose natural frequency amounts to one mega hertz, where output signal of oscillator and output signal of reference oscillator are delivered to inputs of mixer
DE1228011B (en) Tunable band filter for very short electromagnetic waves

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110629

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SNAPTRACK, INC., SAN DIEGO, US

Free format text: FORMER OWNER: EPCOS AG, 81669 MUENCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: BARDEHLE PAGENBERG PARTNERSCHAFT MBB PATENTANW, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee