DE102010033969B4

DE102010033969B4 - Reaktanzfilter mit Unterdrückung im Sperrbereich

Info

Publication number: DE102010033969B4
Application number: DE201010033969
Authority: DE
Inventors: Michael Spunt
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: SnapTrack Inc
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: DE102010033969A1; WO2012019945A1

Abstract

Eine Ausführungsform eines Reaktanzfilter mit Unterdrückung im Sperrbereich umfasst einen ersten Resonator (10), der zwischen einen Eingangsanschluss (E) und einen Ausgangsanschluss (A) des Reaktanzfilters geschaltet ist, einen zweiten Resonator (20), der an den ersten Resonator (10) und an einen Anschluss (M) zum Anlegen eines Bezugspotentials angeschlossen ist und eine erste Induktivität (Ls), die zu dem ersten Resonator parallel geschaltet ist. Neben einer im Wesentlichen durch die Akustik des Filters bedingten ersten und zweiten Polstelle (P1, P2) treten im Verlauf des Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters mindestens eine weitere von der ersten und zweiten Postelle verschiedene Polstelle (P3, P4) auf, durch die frequenzselektiv eine Absenkung im Sperrbereich des Reaktanzfilters erzielt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktanzfilter, der im Sperrbereich eine erhöhte lokale Unterdrückung aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektrisches Bauteil mit einem Reaktanzfilter der genannten Art.
Bei einer Mobilfunkübertragung mittels UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems) erfolgt ein gleichzeitiges Senden und Empfangen eines Signals über eine Antenne. Die Antenne kann an einen Antennen-Duplexer angeschlossen sein, der mit einem Ausgangsanschluss an eine Empfangsschaltung und mit dem anderen Ausgangsanschluss an eine Sendeschaltung angeschlossen ist, so dass der Sende- und Empfangspfad voneinander getrennt sind. Zum störungsfreien Empfang beziehungsweise zum störungsfreien Senden des Signals ist eine niedrige Einfügedämpfung, sowie eine gute Anpassung und Isolation im Antennen-Duplexer gefordert. Zur Trennung der Sende- und Empfangssignale befindet sich jeweils im Sende- und Empfangszweig des Antennen-Duplexers ein frequenzselektiver Filter.
Der jeweilige Filter im Sende- und Empfangspfad eines Antennen-Duplexers muss derart ausgelegt sein, dass das Empfangssignal nicht vom Sendesignal und das Sendesignal nicht um vom Empfangssignal gestört wird. Beispielsweise soll ein Filter im Sendepfad in einem Frequenzbereich, der für Navigationssignale der Navigationssysteme GPS oder GLONASS vorgesehen ist, eine hohe Unterdrückung aufweist. Des Weiteren müssen Störsignale aus anderen Bändern durch die Filter herausgefiltert werden, um nicht in den Empfangspfad einzukoppeln.
In Antennen-Duplexern werden zur Erfüllung dieser Aufgaben im Allgemeinen Reaktanzfilter verwendet. Ein Reaktanzfilter auf Basis einer Umwandlung zwischen elektrischen und akustischen Signalen umfasst eine Aneinanderreihung von Einzelresonatoren. Die 1A und 1B zeigen einen Resonator 100', der als ein Oberflächenwellen(SAW, surface acoustic wave)-Bauelement ausgebildet ist. Kernbestandteil des Resonators ist ein Interdigitalwandler, der aus kammartigen metallischen Strukturen besteht. 1A zeigt einen Eintorresonator, der einen Interdigitalwandler 6 aufweist, wobei sich die kammartigen metallischen Strukturen 2 und 3 des Interdigitalwandlers gegenseitig überlappen. Zu beiden Seiten der überlappend angeordneten Kämme befindet sich ein Reflektor 3 und ein Reflektor 4.
1B zeigt einen Querschnitt des Resonators der 1A. Die metallischen Strukturen des Interdigitalwandlers 6 und der Reflektoren 3, 4 sind auf einem Substrat 5 angeordnet. Als Substrat kann beispielsweise ein Material wie Lithiumtantalat oder Lithiumniobat verwendet werden. Die Reflektoren weisen eine Vielzahl von parallel angeordneten metallischen Streifen auf. Beim Einkoppeln eines Signals am Eingangsanschluss E in den Interdigitalwandler 6 wird in den oberflächennahen Bereichen des Substrats 5 eine Oberflächenwelle als akustische Welle angeregt. Die Oberflächenwelle wird an den beiden Reflektoren 3 und 4 reflektiert, sodass möglichst wenig Energie den Resonator verlässt. Durch den Interdigitalwandler wird die Oberflächenwelle wieder in ein elektrisches Signal gewandelt, das am Anschluss A des Oberflächenwellenfilters aus dem Resonator ausgekoppelt werden kann.
2 zeigt eine einfache Ausführungsform eines Reaktanzfilters 100' mit einem einzigen Grundabschnitt G1. Der Grundabschnitt G1 umfasst einen Resonator 10 und einen Resonator 20. Der Resonator 10 ist zwischen einem Eingangsanschluss E zum Einkoppeln eines Eingangssignals und einen Ausgangsanschluss A zum Auskoppeln eines Ausgangssignals geschaltet. Der Resonator 20 ist an die Verbindung zwischen Resonator 10 und Ausgangsanschluss A geschaltet und mit einem Anschluss M zum Anlegen eines Bezugspotentials verbunden. Der Resonator 10 ist als Serienresonator und der Resonator 20 ist als Parallelresonator in dem Grundabschnitt G1 verschaltet. Bei dem Serienresonator 10 ist eine kammartige Struktur 1 des Interdigitalwandlers mit dem Eingangsanschluss E und die andere kammartige Struktur 2 des Interdigitalwandlers mit dem Ausgangsanschluss A verbunden. Eine der kammartigen Strukturen des Interdigitalwandlers des Parallelresonators 20 ist mit der ausgangsseitigen kammartigen Struktur des Interdigitalwandlers des Resonators 10 und dem Ausgangsanschluss A des Grundabschnitts verbunden. Die weitere kammartige Struktur des Interdigitalwandlers des Resonators 20 ist mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials, beispielsweise einem Massepotential, verbunden.
Die 3A und 3B zeigen den Verlauf des Streuparameters S21 in Abhängigkeit von der Frequenz für den Reaktanzfilter 100', der aus einem einzigen Grundabschnitt besteht. Wie der 3A zu entnehmen ist, weist der Verlauf des Streuparameters S21 in einem Bereich um die Frequenz von 1,945 GHz einen Durchlassbereich auf. Die Filterfunktion S21 fällt zu beiden Seiten des Durchgangsbereichs steil ab und wird anschließend zu beiden Seiten wieder angehoben. 3B zeigt den Durchlassbereich um die Frequenz von 1,945 GHz in einem größeren Maßstab. Die Filterfunktion weist im Durchlassbereich eine geringe Einfügedämpfung auf.
4 zeigt die Verschaltung von mehreren Grundabschnitten zu einem Reaktanzfilter 100, der auch als Ladder-Type-Filter bezeichnet wird. Der Reaktanzfilter 100 weist die Resonatoren 10, 20, 30, 40 und 50 auf, die beispielsweise als Eintor-Resonatoren ausgebildet sein können. Die Resonatoren 10, 30 und 50 werden auch als Serienresonatoren bezeichnet und sind zwischen den Eingangsanschluss E und den Ausgangsanschluss A in Reihe geschaltet. An eine Verbindung V10_30 der Resonatoren 10 und 30 ist ein Resonator 20 angeschlossen, der mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden ist. Ein Resonator 40 ist an eine Verbindung V30_50 zwischen dem Serienresonator 30 und dem Serienresonator 50 angeschlossen und mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden. Die beiden Resonatoren 20 und 40 werden auch als Parallelresonatoren bezeichnet.
Der in 4 gezeigte Reaktanzfilter weist somit zwischen dem Eingangsanschluss E und dem Ausgangsanschluss A vier Grundabschnitte G1, G2, G3 und G4 auf, wobei der Grundabschnitt G1 das Resonatorpaar 10, 20, der Grundabschnitt G2 das Resonatorpaar 20, 30, der Grundabschnitt G3 das Resonatorpaar 30, 40 und der Grundabschnitt G4 das Resonatorpaar 40, 50 umfasst.
Die 5A und 5B zeigen einen Verlauf des Streuparameters S21 des Reaktanzfilters 100 in Abhängigkeit von der Frequenz. Dargestellt ist der Verlauf K100' des Streuparameters S21 für den Reaktanzfilter 100' der 2, der lediglich aus dem Grundabschnitt G1 besteht, und der Verlauf K100 des Streuparameters S21 für den in 4 gezeigten Reaktanzfilter aus den mehreren Grundabschnitten G1, ..., G4. 5B zeigt den Durchgangsbereich der Filterfunktionen in vergrößerter Darstellung. Im Vergleich zur Übertragungsfunktion S21 des einfachen Filters 100' sind die Flanken, die den Durchgangsbereich des Filters 100 bilden, weiter in den negativen dB-Bereich abgesenkt und auch der Sperrbereich des Reaktanzfilters 100 ist im Vergleich zum Sperrbereich des einzelnen Grundabschnitts G1 des Reaktanzfilters 100' deutlich abgesenkt. Wie der 5B zu entnehmen ist, hat sich die Einfügedämpfung im Durchlassbereich des Filters 100 gegenüber dem Filterelement 100' geringfügig erhöht.
6 zeigt ein Ersatzschaltbild eines einzelnen Resonators des Reaktanzfilters 100. Jeder Einzelresonator lässt sich als Serienschaltung einer dynamischen Kapazität C1 und einer dynamischen Induktivität L1 darstellen, zu denen eine statische Kapazität C0 parallel geschaltet ist. Der Resonator weist eine erste Resonanzfrequenz (Serienresonanz), die dem größten Leitwert des Ersatzkreises entspricht, und eine zweite Resonanzfrequenz (Parallelresonanz) auf, die der Frequenz des kleinsten Leitwertes des Ersatzkreises entspricht, auf. Die beiden Resonanzfrequenzen werden durch die Akustik des Oberflächenwellenbauelements, beispielsweise durch die geometrische Anordnung und Ausgestaltung der zugehörigen Interdigitalwandler, erzeugt.
Im Bereich einer Polstelle P1 des Streuparameters S21 der 5A wird der Parallelresonator 20 in der Serienresonanz betrieben. Im Bereich der Polstelle P2 wird der Serienresonator 10 in der Parallelresonanz betrieben. Durch die geometrischen Eigenschaften des Serienresonators 10 und des Parallelresonators 20, beispielsweise durch die Geometrie der Interdigitalwandler und der Reflektoren, entstehen somit zwei Polstellen P1 und P2, durch die im Wesentlichen die Breite des Durchlassbereichs des Filters bedingt ist.
Zur Erhöhung der Selektivität eines Reaktanzfilters kann die Anzahl der Grundabschnitte erhöht werden. Durch die Erhöhung der Anzahl der Grundabschnitte eines Reaktanzfilters wird jedoch andererseits die nutzbare Bandbreite verringert und die Einfügedämpfung erhöht. Des Weiteren steigt mit der Anzahl der Grundabschnitte auch die Größe des Filterbauelements, die jedoch aufgrund der Gehäuseabmessungen beschränkt ist.
Eine Möglichkeit zur Veränderung der Filtercharakteristik im Sperrbereich, zur Veränderung der nutzbaren Bandbreite und zur Veränderung der Einfügedämpfung eines Reaktanzfilters lässt sich durch eine Veränderung des Kapazitätsverhältnisses aus der statischen Kapazität des Serienresonators und der statischen Kapazität des Parallelresonators des Reaktanzfilters erreichen. Wenn mit σ das Kapazitätsverhältnis aus der statischen Kapazität des Serienresonators C_0,s zur statischen Kapazität des Parallelresonators C_0,p definiert wird zu
so führt eine Vergrößerung des Verhältnisses σ zu einer Vergrößerung der Bandbreite des Reaktanzfilters und andererseits zur Erniedrigung der Einfügedämpfung und einer Verringerung der Selektivität des Filters. Eine Verkleinerung des Verhältnisses σ bewirkt im Allgemeinen eine Verringerung der Bandbreite sowie eine Vergrößerung der Einfügedämpfung und eine Vergrößerung der Selektivität des Filters. Die Modifizierung der Filterkurve S21 durch Veränderung des Kapazitätsverhältnisses zur Erhöhung der Unterdrückung führt somit oftmals zu einer unerwünschten Reduzierung der Bandbreite und einer unerwünschten Erhöhung der Einfügedämpfung des Filters.
Eine Veränderung der Filterübertragungsfunktion S21 zur Erfüllung einer vorgegebenen Spezifikation durch Änderung der akustischen Eigenschaften des Reaktanzfilters, insbesondere durch Verändern der statischen Kapazität, der dynamischen Induktivität sowie der dynamischen Kapazität der Einzelresonatoren durch Änderung der Geometrie der Interdigitalwandler und Reflektoren, ist somit oftmals nicht ausreichend, um die gewünschte Filterfunktion zu erhalten. Insbesondere lässt sich eine Unterdrückung von Sendesignalen oder Störsignalen bei bestimmten Frequenzbereichen unterhalb oder oberhalb des Durchlassbereichs des Filters durch Verändern der akustischen Eigenschaften des Filters oftmals nur schwerlich erzielen. Wenn im Sperrbereich des Reaktanzfilters einzelne Frequenzbereiche selektiv unterdrückt werden sollen, sind daher weitere Maßnahmen beim Design des Reaktanzfilters erforderlich.
In der Druckschrift DE 103 42 991 A1 ist ein SAW-Abzweigfilter angegeben, das parallel und seriell zu SAW-Resonatoren geschaltete Induktivitäten aufweist. Die Frequenz eines Resonanzpunktes oder eines Antiresonanzpunktes kann durch die Induktivitäten eingestellt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Reaktanzfilter anzugeben, mit dem sich einzelne Frequenzbereiche im Sperrbereich des Filters gezielt unterdrücken lassen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Bauelement anzugeben, das einen Reaktanzfilter umfasst, wobei ausgewählte Frequenzbereiche im Sperrband des Reaktanzfilters gezielt unterdrückt werden.
Eine Ausführungsform eines Reaktanzfilter mit Unterdrückung im Sperrbereich umfasst einen Eingangsanschluss zum Einkoppeln eines Eingangssignals, einen Ausgangsanschluss zum Auskoppeln eines Ausgangssignals, einen ersten Resonator, der in einen Signalpfad zwischen den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist, einen zweiten Resonator, der an den Signalpfad, insbesondere an den ersten Resonator, und an einen Anschluss zum Anlegen eines Bezugspotentials angeschlossen ist und eine erste Induktivität, die zu dem ersten Resonator parallel geschaltet ist. Der erste und zweite Resonator sind derart ausgebildet, dass ein das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangssignal angebender Streuparameter des Reaktanzfilters eine erste Polstelle und eine zweite Polstelle aufweist, wobei die Einfügedämpfung des Reaktanzfilters in einem Frequenzbereich zwischen der ersten und zweiten Polstelle niedriger ist als in dem Frequenzbereich unterhalb der ersten Polstelle und oberhalb der zweiten Polstelle. Eine statische Kapazität, eine dynamische Kapazität und eine dynamische Induktivität des ersten Resonators und die zu den ersten Resonator parallel geschaltete Induktivität sind derart ausgebildet, dass der Streuparameter des Reaktanzfilters mindestens eine weitere von der ersten und zweiten Postelle verschiedene Polstelle aufweist.
Der Reaktanzfilter kann neben dem ersten Resonator noch weitere erste Resonatoren aufweisen, die zwischen den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet sind. Diese Resonatoren werden auch als Serienresonatoren bezeichnet. Ebenso können neben dem zweiten Resonator weitere zweite Resonatoren vorgesehen sein, die zwischen einen der Serienresonatoren und den Anschluss zum Anlegen des Bezugspotentials angeschlossen sind. Diese Resonatoren werden auch als Parallelresonatoren bezeichnet. Die Ausgestaltung der einzelnen Serien- und Parallelresonatoren bedingt, dass im Verlauf des Streuparameters Polstellen auftreten, durch die der Durchlassbereichs des Filters bestimmt ist. Diese durch die Akustik bedingten Polstellen liegen links und rechts der Durchlassbereichs und bestimmen im Wesentlichen die Breite des Durchlassbereichs.
Durch das Parallelschalten einer Induktivität zu einem der Serienresonatoren eines Reaktanzfilters treten im Verlauf des Streuparamters S21 des Reaktanzfilters neben den Polstellen, die durch die Akustik bedingt sind, weitere durch elekromagnetische Wechselwirkung bedingte Polstellen auf. Durch die Größe der Induktivität und der übrigen durch die Akustik bedingten Parameter des Ersatzschaltbildes des zugehörigen Serienresonators, lassen diese weiteren (elektromagnetischen) Polstellen erzeugen, die im Sperrbereich des Filters oberhalb und unterhalb des Durchlassbereichs liegen. Zu einem oder mehreren der Parallelresonatoren kann eine weitere Induktivität in Reihe geschaltet werden, so dass der entsprechende Parallelresonator über die in Reihe geschaltete Induktivität mit dem Anschluss zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden ist. Durch eine derartige Beschaltung treten weitere (elektromagnetische) Polstellen im Verlauf des Streuparameters S21 auf.
Jede parallel geschaltete Induktivität und jede in Reihe geschaltete Induktivität bedingt zwei zusätzliche Polstellen im Verlauf des Streuparameters S21 des Reaktanzfilters. Durch eine geeignete Wahl der Größe der Induktivitäten und der durch die Akustik bedingten Parameter des Ersatzschaltbildes eines Resonators, insbesondere der statischen Kapazität, der dynamischen Kapazität und der dynamischen Induktivität, kann eine frequenzselektive Absenkung des die Filtercharakteristik bestimmenden Streuparameters S21 erfolgen. Dadurch lässt sich beispielsweise ein Reaktanzfilter entwerfen, der die im Stoppband (Sperrbereich) liegenden Frequenzen der Navigationssignale von GPS und GLONASS gezielt unterdrückt. Des Weiteren lässt sich ein Sendefilter entwerfen, der verhindert, dass durch die hohe Unterdrückung des erzeugten Signals im Frequenzbereich der Navigationssignale diese Navigationssignale selbst nicht durch ein Sendesignal gestört werden.
Ein elektrischen Bauelement, beispielsweise ein Antennen-Duplexer, umfasst gemäß einer möglichen Ausführungsform einen Reaktanzfilter nach einer der oben genannten Ausführungsformen und ein Gehäuse, in dem der Reaktanzfilter angeordnet ist. Eine der Induktivitäten des Reaktanzfilters kann in dem Gehäuse integriert sein.
Weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
1A eine Draufsicht auf einen Resonator als Oberflächenwellenbauelement,
1B einen Querschnitt durch einen Resonator als Oberflächenwellenbauelement,
2 einen Grundabschnitt eines Reaktanzfilters,
3A den Verlauf eines Streuparameters eines einzelnen Grundabschnitts eines Reaktanzfilters,
3B den Verlauf eines Streuparameters eines Grundabschnitts eines Reaktanzfilters in vergrößerter Darstellung,
4 eine Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit mehreren Grundabschnitten,
5A den Verlauf von Streuparametern eines Reaktanzfilters mit mehreren Grundabschnitten im Vergleich zu einem einzelnen Grundabschnitt eines Reaktanzfilters,
5B den Verlauf von Streuparametern eines Reaktanzfilters mit mehreren Grundabschnitten im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit einem einzelnen Grundabschnitt,
6 ein Ersatzschaltbild eines einzelnen Resonators,
7 eine Ausführungsform eines Reaktanzfilters zur Erzeugung von Polstellen im Sperrbereich des Reaktanzfilters,
8 ein Ersatzschaltbild eines Serienresonators eines Reaktanzfilters mit einer parallel dazu geschalteten Induktivität zur Erzeugung von Polstellen im Sperrbereich,
9A den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
9B den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
10 eine weitere Ausführungsform eines Reaktanzfilters zur Erzeugung von Polstellen im Sperrbereich,
11 ein Ersatzschaltbild eines Parallelresonators mit einer in Reihe dazu geschalteten Induktivität,
12A den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
12B den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
13 eine Ausführungsform eines Reaktanzfilters zur Erzeugung von Polstellen im Sperrbereich,
14A den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
14B den Verlauf von Streuparametern einer Ausführungsform eines Reaktanzfilters mit Polstellen im Sperrbereich im Vergleich zu einem Reaktanzfilter mit mehreren unbeschalteten Grundabschnitten,
15 eine Ausführungsform eines Antennen-Duplexer-Bauelements mit einem Reaktanzfilter,
16 ein gehäustes elektrisches Bauelement mit einem Reaktanzfilter,
17 verschiedene Lagen eines Gehäuses eines Reaktanzfilters zur Realisierung von Induktivitäten.
7 zeigt eine Ausführungsform 200 eines Reaktanzfilters, bei dem in einen Signalpfad SP zwischen den Eingangsanschluss E und den Ausgangsanschluss A in Serie die Serienresonatoren 10, 30 und 50 geschaltet sind. Parallelresonatoren 20 und 40 sind an den Signalpfad und einen Anschuss M zum Anlegen eines Bezugspotentials angeschlossen. An die Verbindung V10_30 zwischen dem Serienresonator 10 und dem Serienresonator 30 ist der Parallelresonator 20 angeschlossen, der mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden ist. Der weitere Parallelresonator 40 ist an die Verbindung V30_50 zwischen den Serienresonator 30 und den Serienresonator 50 angeschlossen und ist ebenfalls mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden. Der Reaktanzfilter 200 weist somit die einzelnen Grundabschnitte G1 aus dem Resonatorpaar 10, 20, G2 aus dem Resonatorpaar 20, 30, G3 aus dem Resonatorpaar 30, 40 und G4 aus dem Resonatorpaar 40, 50 auf. Des Weiteren ist zu dem Serienresonator 10 eine Induktivität Ls parallel geschaltet.
8 zeigt ein Ersatzschaltbild des Serienresonators 10 mit der parallel geschalteten Induktivität Ls. Der Serienresonator 10 weist eine statische Kapazität C0 auf, die parallel geschaltet ist zu einer Reihenschaltung aus der dynamischen Kapazität C1 und der dynamischen Induktivität L1. Zusätzlich ist zu den Elementen C0, C1 und L1 die Induktivität Ls parallel geschaltet.
Die 9A und 9B zeigen die Übertragungsfunktion des Reaktanzfilters 200 in Form des Streuparameters S21, wobei 12A den Verlauf K200 des Streuparameters S21 im Bereich zwischen 1,245 GHz und 2,845 GHz und 12B den Verlauf K200 des Streuparameters S21 im Bereich 1,845 GHz bis 2,045 GHz zeigen. In beiden 12A und 12B ist zum Vergleich auch der Verlauf K100 des Streuparameters S21 für den unbeschalteten Reaktanzfilter 100 der 4 dargestellt. Im Vergleich zum Verlauf K100 des Reaktanzfilters 100 weist der Verlauf K200 des Streuparameters S21 des Reaktanzfilters 200 eine Polstelle P3 bei der Frequenz f1' oberhalb des Durchlassbereichs, beispielsweise im Frequenzbereich von ca. 2,145 GHz und eine Polstelle P4 unterhalb des Durchlassbereichs bei der Frequenz fs', beispielsweise im Frequenzbereich zwischen 1,6 GHz und 1,7 GHz, auf.
Zur Erläuterung der Entstehung der zusätzlichen Polstellen P3 bei der Frequenz f1' und P4 bei der Frequenz fs' werden die Resonanzfrequenzen des Ersatzschaltbildes der 11 ermittelt. Der in 8 gezeigte Ersatzkreis des Serienresonators 10 ohne die zusätzliche parallel geschaltete Induktivität Ls weist eine lediglich von der Akustik herrührende Polstelle P2 bei der Frequenz f1
auf. Durch das Vorsehen der zusätzlichen Induktivität Ls verschiebt sich die Resonanzfrequenz f1 zur Resonanzfrequenz f1' oberhalb der Resonanzfrequenz f1 mit
Somit entsteht die Polstelle P3 oberhalb der Polstelle P2.
Der unbeschaltete Serienresonator 10 weist des Weiteren die im Unendlich liegende Resonanzfrequenz fs mit
auf. Durch das Vorsehen der parallel geschalteten Induktivität Ls verschiebt sich die Resonanzfrequenz fs aus dem Unendlichen an einen Frequenzbereich unterhalb des Durchlassbereichs des Filters zur Frequenz fs' mit
Im Bereich der Frequenz fs' entsteht somit im Verlauf K200 des Streuparameters S21 die Polstelle P4.
Durch das Beschalten des Serienresonators 10 mit einer dazu parallel geschalteten Induktivität entstehen im Verlauf des Streuparameters S21 die zusätzlichen Polstellen P3 und P4, die eine selektive Absenkung der Filterübertragungsfunktion an den Frequenzen f1' und fs' bewirken. Die Verschiebung der Resonanzfrequenz f1 zur Frequenz f1' kann zur Vergrößerung der nutzbaren Bandbreite des Filters oder zur selektiven Unterdrückung im Sperrbereich oberhalb des Durchgangsbereichs des Filters verwendet werden. Eine geringfügige Verstimmung der Resonanzfrequenz des unbeschalteten Serienresonators durch Hinzuschalten der Parallelinduktivität Ls führt im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Bandbreite, wohingegen eine größere Verstimmung zum Entstehen der zusätzlichen Polstelle P3 weiter oberhalb des Durchlassbereichs des Filters verwendet wird. Im Beispiel der 9A und 9B wurde der Reaktanzfilter 200 mit einer statischen Kapazität C0 von 1,5 pF und einer zu dem Serienresonator 10 parallel geschalteten Induktivität Ls von 5,8 nH entworfen.
Neben der Induktivität Ls können auch weitere der Serienresonatoren mit dazu parallel angeordneten Induktivitäten beschaltet werden. Bei dem Reaktanzfilter 200 der 7 kann beispielsweise optional an den Serienresonator 30 die Induktivität Ls' geschaltet werden. Durch das zusätzliche Parallelschalten weiterer Induktivitäten treten im Verlauf der Filterkurve S21 weitere Polstellen auf, deren Lage von der Größe der Induktivität abhängt.
10 zeigt eine Ausführungsform eines Reaktanzfilters 300, der die Serienresonatoren 10, 30 und 50 umfasst, die in den Signalpfad SP in Reihe zwischen den Eingangsanschluss E und den Ausgangsanschluss A geschaltet sind. Parallelresonatoren 20 und 40 sind an den Signalpfad SP und jeweils einen Anschluss M zum Anlegen eines Bezugspotentials angeschlossen. An die Verbindung V10_30 zwischen dem Serienresonator 10 und dem Serienresonator 30 ist der Parallelresonator 20 geschaltet. Des Weiteren ist der Parallelresonator 20 über die Induktivität Lp mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials, beispielsweise eines Massepotentials, verbunden. Der Parallelresonator 40 ist einerseits an die Verbindung V30 50 zwischen dem Serienresonator 30 und dem Serienresonator 50 angeschlossen und andererseits unmittelbar, niederohmig mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden.
11 zeigt ein Ersatzschaltbild des Parallelresonators 20 mit der dazu in Serie geschalteten Induktivität Lp. Dem als Eintorresonator ausgebildeten Parallelresonator 20 kann das in 6 gezeigte Ersatzschaltbild aus der statischen Kapazität C0 und der dazu parallel geschalteten dynamischen Kapazität C1 und der dynamischen Induktivität L1, die wiederum untereinander in Reihe verschaltet sind, zugeordnet werden. Zur Parallelschaltung aus der statischen Kapazität C0 und der dynamischen Kapazität C1/dynamischen Induktivität L1 ist in Reihe die Induktivität Lp geschaltet.
Die 12A und 12B zeigen den Verlauf K300 des Streuparameters S21, wobei 12A den größeren Bereich zwischen 1,245 GHz und 2,845 GHz und 12B den Ausschnitt im Verlauf des Streuparameters 521 zwischen den Frequenzen 1,845 GHz und 2,045 GHz zeigen. Des Weiteren ist zum Vergleich auch der mit K100 bezeichnete Verlauf des Streuparameters S21 für die in 4 gezeigte Ausführungsform des Reaktanzfilters 100 gezeigt. Wie der 12A zu entnehmen ist, wird durch das Beschalten des Reaktanzfilters mit der Induktivität Lp bei einer Frequenz f2' eine Polstelle P5 und bei einer Frequenz fp' eine Polstelle P6 im Sperrbereich des Reaktanzfilters erzeugt.
Die Erzeugung der Polstellen P5 und P6 lässt sich anhand des in 11 gezeigten Ersatzschaltbildes erläutern. Im unbeschalteten Zustand des Reaktanzfilters, das heißt in dem Zustand, in dem Parallelresonator 20 unmittelbar beziehungsweise niederohmig mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden ist, weist der Parallelresonator 20 die Resonanzfrequenz f2 auf, die sich in Abhängigkeit von der dynamischen Induktivität L1 und der dynamischen Kapazität zu
ergibt. Durch das Beschalten mit der Induktivität Lp verschiebt sich die Frequenz f2 zur Frequenz f2' mit
wobei die Frequenz f2' gegenüber der Frequenz f2 erniedrigt ist. Durch die verschobene Frequenz f2' entsteht die Polstelle P5 im Sperrbereich des Filters unterhalb der Polstelle P1.
Für den unbeschalteten Reaktanzfilter der 4 liegt eine weitere Polstelle P6 im Unendlichen bei der Frequenz fp mit
Durch das Hinzufügen der Induktivität Lp verschiebt sich die Frequenz fp zur Resonanzfrequenz fp' mit
Wie in 12A dargestellt ist, liegt die durch die Resonanzfrequenz fp' bedingte Polstelle P6 oberhalb des Durchgangsbereichs des Filters. Der Parallelresonator 20 des Reaktanzfilters wird somit insbesondere zur Erzeugung einer akustischen Resonanz f2' unterhalb des Durchgangsbereichs des Filters und zur Erzeugung einer zusätzlichen elektromagnetischen Resonanz fp' bei höheren Frequenzen oberhalb des Durchgangsbereichs verwendet.
Die Verschiebung der Resonanzfrequenz f2 zur Resonanzfrequenz f2' kann zur Vergrößerung der nutzbaren Bandbreite des Filters oder zur selektiven Unterdrückung im Sperrbereich unterhalb des Durchgangsbereichs des Filters verwendet werden. Eine geringfügige Verstimmung der Resonanzfrequenz des unbeschalteten Parallelresonators durch Hinzuschalten der Serieninduktivität Lp führt im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Bandbreite, wohingegen eine größere Verstimmung zum Entstehen einer zusätzlichen Polstelle P5 weiter unterhalb des Durchlassbereichs des Filters verwendet wird. Im Beispiel der 12A und 12B wurde der Reaktanzfilter 300 mit einer statischen Kapazität C0 von 1,5 pF und einer zu dem Parallelresonator 20 in Reihe geschalteten Induktivität Lp von 2,0 nH entworfen.
Der in 10 gezeigte Reaktanzfilter weist ähnlich dem in 7 gezeigten Filter vier Grundabschnitte auf. Es können auch weitere Grundabschnitte hinzugefügt werden. Zu den weiteren Parallelresonatoren dieser Grundabschnitte können weitere Induktivitäten in Reihe geschaltet werden. Jede zusätlich in Reihe geschaltete Induktivität erzeugt zwei weitere Polstellen in der Filtercharakteristik des Streuparameters S21, so dass weitere frequenzselektive Unterdrückungen von Störsignalen erfolgen können. Bei der Ausführungsform des Reaktanzfilters der 10 ist beispielhaft strichliert eine Induktivität Lp' in Serie zu dem Parallelresonator 40 vorgesehen.
13 zeigt eine Ausführungsform des Reaktanzfilters 400, bei der zwischen einen Eingangsanschluss E und einen Ausgangsanschluss A die Resonatoren 10, 30 und 50 als Serienresonatoren in Reihe geschaltet sind. Der Parallelresonator 20 ist an die Verbindung V10_30 zwischen dem Resonator 10 und dem Resonator 30 angeschlossen und über eine zu dem Parallelresonator 20 in Serie geschaltete Induktivität Lp mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden. Der Parallelresonator 40 ist zwischen die Verbindung V30_50 der Serienresonatoren 30 und 50 geschaltet und mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden. Des Weiteren ist parallel zu dem Serienresonator 10 die weitere Induktivität Ls geschaltet. Die in 13 gezeigte Anordnung des Reaktanzfilters 400 wird somit aus einer Kombination der Ausführungsformen der Reaktanzfilter 200 und 300 gebildet.
Die 14A und 14B zeigen den Verlauf K400 der Übertragungsfunktion S21 des Reaktanzfilters 400 im Vergleich zum Verlauf K100 des Streuparameters S21 des unbeschalteten Reaktanzfilters 100. Zur Realisierung des in den 14A und 14B gezeigten Verlaufs der Filtercharkteristik des Streuparameters S21 wurde der Reaktanzfilter 400 mit einer statischen Kapazität C0 von 1,5 pF für den Serienresonator 10 und den Parallelresonator 20 und einer zu dem Serienresonator 10 parallel geschalteten Induktivität Ls von 5,8 nH und einer zu dem Parallelresonator 20 in Reihe geschalteten Induktivität Lp von 2,0 nH entworfen.
In 14A ist ein Frequenzbereich zwischen 1,245 GHz und 2,845 GHz dargestellt. In 14B ist in vergrößerter Darstellung der Frequenzbereich zwischen den Frequenzen 1,845 GHz und 2,045 GHz im Durchlassbereich des Filters dargestellt. Wie der 14A zu entnehmen ist, werden durch die Kombination der Konzepte der parallel geschalteten Induktivität Ls im Serienfilterzweig gemäß der 7 und der Serieninduktivität Lp im parallelen Filterzweig entsprechend der 10 im Sperrbereich die Polstellen P3, P4, P5 und P6 erzeugt. Die Polstellen P4 und P5 liegen im Sperrbereich des Filters unterhalb des Durchgangsbereiches. Die Polstellen P3 und P6 liegen jeweils oberhalb des Durchgangsbereichs des Filters, wobei die Polstelle P6 oberhalb der Polstelle P3 und die Polstelle P4 unterhalb der Polstelle P5 liegt.
Durch Kombination einer zu dem Serienresonator 10 parallel geschalteten Induktivität Ls und einer zu dem Parallelresonator 20 in Serie geschalteten Induktivität Lp werden die an den Stellen U1 und U2 in den Filtercharakteristiken der 9A, 12A und 14A eingezeichneten Spezifikationsforderungen erfüllt. Mit der Ausführungsform 400 des Reaktanzfilters lässt sich insbesondere ein Filter entwerfen, bei dem die von den Navigationssystemen GPS und GLONASS verwendeten Frequenzen zwischen 1,574 GHz und 1,606 GHz im Sperrbereich des Filters unterdrückt sind.
In den 14A und 14B ist die Übertragungsfunktion des Sendefilters eines Antennen-Duplexers gezeigt. Wie der 14A zu entnehmen ist, ist die Unterdrückung des Empfangsbandes geringfügig vergrößert. Die Einfügedämpfung bleibt im Vergleich zur Ausführungsform eines unbeschalteten Reaktanzfilters nahezu konstant beziehungsweise ist geringfügig kleiner.
15 zeigt eine Ausführungsform eines Antennen-Duplexers 1000 mit einem Anschluss ANT zum Anschließen einer Antenne und einem Anschluss ATX zum Anschließen einer Sendeeinrichtung sowie einem Anschluss ARX zum Anschließen einer Empfangseinrichtung. In den Zweig des Antennen-Duplexers zwischen dem Antennenanschluss ANT und dem Anschluss ATX zum Anschließen der Sendeeinrichtung ist ein Reaktanzfilter 500 geschaltet. Zwischen den Antennenanschluss ANT und den Anschluss ARX zum Anschließen der Empfangseinrichtung ist ein weiterer Filter 600 geschaltet.
Der Reaktanzfilter 500 weist die Serienresonatoren 10, 30, 50, 70 und 90 sowie die Parallelresonatoren 20, 40, 60 und 80 auf. Die Serienresonatoren sind zwischen den Anschluss zum Anschließen der Sendeeinrichtung in Reihe geschaltet. Die Parallelresonatoren sind jeweils zwischen zwei Serienresonatoren geschaltet und über die Induktivität Lp mit dem Anschluss M zum Anlegen des Bezugspotentials verbunden. Zur Erzeugung von zusätzlichen Polstellen in der Übertragungsfunktion des Streuparameters 521 des Reaktanzfilters 500 ist zu dem Serienresonator 10 die parallel geschaltete Induktivität Ls vorgesehen. Die Induktivität Lp ist zu den Parallelresonatoren jeweils in Serie geschaltet.
Zur Anpassung des Reaktanzfilters 500 ist eine Anpassspule 710 vorgesehen, durch die der Anschluss ATX zum Anschließen der Sendeeinrichtung beziehungsweise der Serienresonator 10 mit dem Anschluss M zum Anschließen des Bezugspotentials verbunden ist. Des Weiteren ist zur Anpassung im Duplexer der Antennenanschluss ANT über eine Antennenspule 720 mit dem Anschluss M zum Anschließen des Bezugspotentials verbunden.
Bei der in 15 gezeigten Ausführungsform des Reaktanzfilters ist der Serienresonator 10, der näher an dem Anschluss ATX zum Anschließen der Sendeeinrichtung liegt, als die übrigen Serienresonatoren 30, 50, 70 und 90 mit der dazu parallel geschalteten Spule Ls beschaltet. Der Serienresonator 90, der näher an dem Antennenanschluss ANT als die übrigen Serienresonatoren 10, 30, 50 und 70 liegt, ist unbeschaltet.
Durch eine derartige Verschaltung wird der Platzbedarf der Schaltung im Vergleich zu einer Filteranordnung, bei der eine Induktivität parallel zu dem Serienresonator 90 verschaltet wäre reduziert, so dass für die gesamte Filteranordnung zusammen mit den Anpassspulen 710 und 720 ein geringer Flächenbedarf, beispielsweise von weniger als 5 mm², benötigt wird. Des Weiteren werden durch eine derartige Verschaltung induktive Kopplungen, insbesondere Kopplungen zu der Antennenanpassspule 720 vermieden. Weiter ermöglicht die Beschaltung des sender-/empfangsseitig angeordneten Serienresonators mit der parallel geschalteten Spule Ls, die Anpassung am sender-/empfängerseitigen Eingang ATX/ARX beziehungsweise am antennenseitigen Eingang ANT zu optimieren, da sich der Einfluss der parallel geschalteten Induktivität am sender-/empfängerseitigen Eingang leichter kompensieren lässt als bei einer nahe des Antenneneingangs vorgesehenen Induktivität. Die durch das Hinzuschalten der Induktivität Ls auftretende Verschlechterung der Anpassung des Filters 500 kann beispielsweise durch eine geeignete Dimensionierung der Anpassspule 710 kompensiert werden.
Bei einer anderen möglichen Ausführungsform können auch weitere der Serienresonatoren 30, 50, 70 beziehungsweise 90 mit jeweils einer parallel geschalteten Induktivität beschaltet werden. Je mehr der Serienresonatoren mit dazu jeweils parallel angeordneten Spulen beschaltet werden, desto mehr Polstellen entstehen innerhalb des Sperrbereichs des Filters im Verlauf des Streuparameters S21.
Der in 15 gezeigte Antennen-Duplexer 1000 weist durch die Ausführungsform des Reaktanzfilters 500 eine hohe Unterdrückung des Empfangsbandes im Sperrbereich des Filters auf. Des Weiteren lassen sich frequenzselektiv insbesondere die von den Navigationssystemen GPS und GLONASS verwendeten Frequenzbereiche unterdrücken.
16 zeigt eine Ausführungsform eines elektrischen Bauelements 2000 mit einem Reaktanzfilter gemäß einer der Ausführungsformen 200, 300, 400 oder 500. Die Serien- und Parallelresonatoren sind auf einem Substrat 5, beispielsweise einem Substrat aus Lithiumtantalat, angeordnet. Der Reaktanzfilter ist mit dem Substrat in einem Gehäuse 2100 angeordnet. Das Substrat 5 kann beispielsweise auf einer Bodenplatte 2200 des Gehäuses 2100 angeordnet sein. Auf der Unterseite der Bodenplatte sind zur äußeren Kontaktierung des Bauelements Anschlusspads 2300 vorgesehen. Die Bodenplatte 2200 weist verschiedene Materiallagen auf.
In 17 sind die verschiedenen Materiallagen des Gehäuses der Bodenplatte 2200 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Die Bodenplatte 2200 weist beispielsweise die Materiallagen 2210, 2220, 2230, 2240 und 2250 auf. In jeder Materiallage der Bodenplatte ist ein Abschnitt der Spulen Ls beziehungsweise Lp, die zu dem Serienresonator 10 parallel geschaltet beziehungsweise zu dem Parallelresonator 20 in Serie geschaltet ist, angeordnet.
Bei der in 17 dargestellten Ausführungsform der Bodenplatte des Gehäuses ist im rechten Bereich eine Ausführungsform der parallel am Serienresonator angeordneten Spule Ls dargestellt. In jeder der Materiallagen sind Metallstrukturen eingebettet, die Bestandteil der Spule Ls sind. Die Parallelspule verläuft von der Materiallage 2220 als metallische Leiterbahn über die Materiallagen 2230, 2240 bis zur Materiallage 2250 und wird anschließend durch eine metallische Verbindung mit einer Metallstruktur in der Leiterbahn 2210 verbunden. Die zu dem Parallelresonator in Serie angeordnete Spule Lp wird durch das Vorsehen von metallischen Strukturen in den einzelnen Materiallagen des Gehäuses realisiert. Im linken Bereich der Bodenplatte des Gehäuses verläuft zur Realisierung der Spule Lp eine Leiterbahn von der Materiallage 2210 über die Materiallagen 2220, 2230, 2240 zur Materiallage 2250.
Zur Realisierung der Induktivitäten innerhalb des Gehäuses lässt sich beispielsweise ein LTCC(low temperature co-fired ceramic)-Gehäuse verwenden. Das Gehäuse weist keramische und metallische Komponenten auf, die gleichzeitig bei niedriger Temperatur gebrannt werden. Dies erlaubt den Einsatz von Silber als leitfähiges Material. Somit entsteht eine Keramik, in die Metallstrukturen eingebettet werden können, durch die die Spule Ls und die Spule Lp realisiert werden können.
Bezugszeichenliste

1, 2: Interdigitalwandler
3, 4: Reflektoren
5: Substrat
10, 30, 50: Serienresonatoren
20, 40: Parallelresonatoren
100: Reaktanzfilter (Ladder-Type-Filter)
200: Reaktanzfilter mit Induktivität im Parallelzweig
300: Reaktanzfilter mit Induktivität im Serienzweig
400: Reaktanzfilter in Kombinationsanordnung
500: Sendefilter
600: Empfangsfilter
1000: Antennen-Duplexer
2000: elektrisches Bauelement
2100: Gehäuse
2200: Bodenplatte
2210, ..., 1250: Materiallagen
2300: Bodenplatte
P: Polstelle
f: Frequenz

Claims

Reaktanzfilter mit Unterdrückung im Sperrbereich, umfassend: – einen Eingangsanschluss (E) zum Einkoppeln eines Eingangssignals, – einen Ausgangsanschluss (A) zum Auskoppeln eines Ausgangssignals, – einen ersten Resonator (10), der in einen Signalpfad (SP) zwischen den Eingangsanschluss (E) und den Ausgangsanschluss (A) geschaltet ist, – einen zweiten Resonator (20), der an den Signalpfad (SP) und an einen Anschluss (M) zum Anlegen eines Bezugspotentials angeschlossen ist, – eine erste Induktivität (Ls), die zu dem ersten Resonator (10) parallel geschaltet ist, – wobei der erste und zweite Resonator (10, 20) derart ausgebildet sind, dass ein das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangssignal angebender Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters eine erste Polstelle (P1) und eine zweite Polstelle (P2) aufweist, wobei die Einfügedämpfung des Reaktanzfilters in einem Frequenzbereich zwischen der ersten und zweiten Polstelle (P1, P2) niedriger ist als in dem Frequenzbereich unterhalb der ersten Polstelle (P1) und oberhalb der zweiten Polstelle (P2), – wobei eine statische Kapazität (C0), eine dynamische Kapazität (C1) und eine dynamische Induktivität (L1) des ersten Resonators (10) und die zu den ersten Resonator (10) parallel geschaltete Induktivität (Ls) derart ausgebildet sind, dass der Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters mindestens eine weitere von der ersten und zweiten Polstelle verschiedene Polstelle (P3, P4) aufweist.
Reaktanzfilter nach Anspruch 1, wobei die statische Kapazität (C0) des ersten Resonators (10) und die zu dem ersten Resonator (10) parallel geschaltete Induktivität (Ls) derart ausgebildet sind, dass der Reaktanzfilter eine dritte Polstelle (P3) aufweist, die im Verlauf des Streuparameters (S21) oberhalb der zweiten Polstelle (P2) liegt.
Reaktanzfilter nach Anspruch 2, wobei die statische Kapazität (C0) des ersten Resonators (10) und die zu dem ersten Resonator (10) parallel geschaltete Induktivität (Ls) derart ausgebildet sind, dass der Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters eine vierte Polstelle (P4) aufweist, die im Verlauf des Streuparameters (S21) des Reaktanzfilters unterhalb der ersten Polstelle (P1) liegt.
Reaktanzfilter nach Anspruch 3, umfassend: – eine zweite Induktivität (Lp), die zu dem zweiten Resonator (20) in Reihe, insbesondere zwischen den zweiten Resonator (20) und den Anschluss (M) zum Anlegen des Bezugspotentials, geschaltet ist, – wobei die dynamische Induktivität (L1) und die dynamische Kapazität (C1) des zweiten Resonators (20) und die zu dem zweiten Resonator (20) in Reihe geschaltete zweite Induktivität (Lp) derart ausgebildet sind, dass der Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters mindestens eine weitere von der ersten, zweiten, dritten und vierten Polstelle verschiedene Polstelle (P5, P6) aufweist.
Reaktanzfilter nach Anspruch 4, wobei die statische Kapazität (C0) des zweiten Resonators (20) und die zu dem zweiten Resonator (20) in Serie geschaltete Induktivität (Lp) derart ausgebildet sind, dass der Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters eine fünfte Polstelle (P5) aufweist, die im Verlauf des Streuparameters (S21) des Reaktanzfilters unterhalb der ersten Polstelle (P1) liegt.
Reaktanzfilter nach Anspruch 5, wobei die statische Kapazität (C0) des zweiten Resonators (20) und die zu dem zweiten Resonator (20) in Serie geschaltete Induktivität (Lp) derart ausgebildet sind, dass der Streuparameter (S21) des Reaktanzfilters eine sechste Polstelle (P6) aufweist, die im Verlauf des Streuparameters (S21) des Reaktanzfilters oberhalb der zweiten Polstelle (P2) liegt.
Reaktanzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – wobei der erste Resonator (10) eine Resonanzfrequenz (f1') aufweist, die durch die dynamische Induktivität (L1), die dynamische Kapazität (C1) und die statische Kapazität (C0) des ersten Resonators und durch die erste Induktivität (Ls) bedingt ist, – wobei die erste Induktivität (Ls) derart ausgebildet ist, dass die Resonanzfrequenz (f1') des ersten Resonators (10) gegenüber einer durch die Akustik des ersten Resonators, insbesondere durch die dynamische Induktivität (L1), die dynamische Kapazität (C1) und die statische Kapazität (C0) des ersten Resonators bedingten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Resonators erhöht ist.
Reaktanzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – wobei der zweite Resonator (20) eine Resonanzfrequenz (f2') aufweist, die durch die dynamische Induktivität (L1), die dynamische Kapazität (C1) und die statische Kapazität (C0) des zweiten Resonators und durch die zweite Induktivität (Lp) bedingt ist, – wobei die zweite Induktivität (Lp) derart ausgebildet ist, dass die Resonanzfrequenz (f2') des zweiten Resonators (20) gegenüber einer durch die Akustik des zweiten Resonators, insbesondere durch die dynamische Induktivität (L1), die dynamische Kapazität (C1) und die statische Kapazität (C0) des zweiten Resonators bedingten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Resonators erniedrigt ist.
Reaktanzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: – mindestens einen weiteren ersten Resonator (30, 50), der mit dem ersten Resonator (10) in Reihe zwischen den Eingangsanschluss (E) und den Ausgangsanschluss (A) geschaltet ist, – wobei der zweite Resonator (20) an eine Verbindung (V10_30) zwischen dem ersten Resonator (10) und einem ersten des mindestens einen weiteren ersten Resonators (30) angeschlossen ist, – mindestens einen weiteren zweiten Resonator (40), der an eine Verbindung (V30_50) zwischen dem ersten des mindestens einen weiteren ersten Resonator (30) und einem zweiten des mindestens einen weiteren ersten Resonators (50) und an den Anschluss (M) zum Anlegen des Bezugspotentials angeschlossen ist.
Reaktanzfilter nach Anspruch 9, umfassend: mindestens eine weitere erste Induktivität (Ls'), die zu dem mindestens einen des mindestens einen weiteren ersten Resonators (30, 50) parallel geschaltet ist.
Reaktanzfilter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, umfassend: mindestens eine weitere zweite Induktivität (Lp'), die zu mindestens einem des mindestens einen weiteren zweiten Resonators (40) in Serie geschaltet ist.
Reaktanzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, – wobei jeder der Resonatoren (10, 20, 30, 40, 50) einen Interdigitalwandler (6) umfasst, der auf einem Substrat (5), insbesondere einem Substrat aus Lithiumtantalat, angeordnet sind, – wobei durch den einen Interdigitalwandler (6) beim Einkoppeln eines Signals an den Eingangsanschluss (E) auf dem Substrat eine akustische Oberflächenwelle erzeugt wird, die von dem Interdigitalwandler (6) in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Elektrisches Bauelement, umfassend: – einen Reaktanzfilter (200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, – ein Gehäuse (2000), in dem der Reaktanzfilter (200, 300, 400) angeordnet ist, – wobei eine der Induktivitäten (Ls, Lp, Ls', Lp') in dem Gehäuse (2000) integriert ist.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 13, umfassend: – einen Anschluss (ANT) zum Anschließen einer Antenne, – einen Anschluss (ATX, ARX) zum Anschließen einer Sendeeinrichtung zum Erzeugen eines Signals und zum Anschließen einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines an den Anschluss (ANT) zum Anschließen der Antenne eingekoppelten Signals, – wobei der Reaktanzfilter (200, 300, 400) zwischen den Anschluss (ANT) zum Anschließen der Antenne und den Anschluss (ATX, ARX) zum Anschließen der Sende- und Empfangsschaltung geschaltet ist, – wobei der Reaktanzfilter (200, 300, 400) derart ausgebildet ist, dass der erste Resonator (10) näher an dem Anschluss (ATX, ARX) zum Anschließen der Sende- und Empfangsschaltung als an dem Anschluss (ANT) zum Anschließen der Antenne angeordnet ist.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 13 oder 14, – wobei der Reaktanzfilter (200, 300, 400) als ein Ladder-Type-Filter ausgebildet ist, – wobei das Bauelement als ein Antennen-Duplexer ausgebildet ist.