DE69720652T2

DE69720652T2 - Spannungsgeregeltes Passbandfilter und hochfrequentes Schaltungsmodul mit solch einem Filter

Info

Publication number: DE69720652T2
Application number: DE69720652T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Tenri-shi Tsuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2017-11-13
Also published as: JPH10209714A; MY117007A; CN1188994A; EP0843374A2; US6018282A; CN1115739C; EP0843374B1; KR100295378B1; TW355853B; DE69720652D1; EP0843374A3; KR19980042387A; SG55428A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Filter mit einem spannungsgesteuerten, variablen Passband, bei dem die Filtercharakteristik dadurch umgeschaltet werden kann, dass eine Steuergleichspannung geändert wird, wobei es in geeigneter Weise als Hochfrequenzfilter zur Verwendung bei Hochfrequenz-Sendevorrichtungen realisierbar ist, so dass die Vorrichtung an mehrere Hochfrequenz-Sendesysteme anpassbar ist, und sie betrifft auch ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul mit dem spannungsgesteuerten Filter mit variablem Passband.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren wurden Hochfrequenz-Sendevorrichtungen mit zunehmend hohem Funktionsvermögen realisiert, jedoch werden Vorrichtungen mit noch höherem Funktionsvermögen benötigt, die an eine Anzahl von Hochfrequenz-Sendesystemen anpassbar sind. Ein Beispiel eines solchen Vorrichtungstyps wäre ein solcher mit den Funktionen sowohl (1) einer PDC(Personal Digital Cellular: das sogenannte normale tragbare Telefon)-Vorrichtung mit großem Sendegebiet, die einen Sendevorgang selbst bei Bewegung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, als auch (2) einer PHS(Personal Handy-phone System oder das sogenannte "schnurlose Telefonsystem der zweiten Generation")-Vorrichtung, die niedrige Telefongebühren und Datenübertragung hoher Geschwindigkeit ermöglicht, um dadurch ein Umschalten zwischen diesen Funktionen nach Bedarf zu ermöglichen.
Eine Terminalvorrichtung für ein tragbares Telefon, die dazu in der Lage ist, als PDC/PHS-Kombinationseinheit zu wirken, könnte z. B. durch die in der 25 dargestellte Terminalvorrichtung 31 realisiert sein. Von einem Mikrofon 32 aufgenommene Audiosignale werden über einen Verstärker 33 an einen Analog/Digital-Wandler 34 geliefert, wo sie in digitale Signale umgesetzt werden, die an eine Verarbeitungsschaltung 35 geliefert werden, in der sie in Sendesignale moduliert werden. Empfangene Signale werden ande rerseits durch die Verarbeitungsschaltung 35 demoduliert, durch einen Digital/Analog-Wandler 36 in analoge Signale umgesetzt und dann durch einen Verstärker 37 verstärkt und durch einen Lautsprecher 38 in Schall umgewandelt.
Eine Eingabebedieneinrichtung 40, wie eine Zehnertastatur, und eine Anzeigeeinrichtung 41, die aus einer Flüssigkristalltafel oder einer anderen Vorrichtung besteht, sind über eine Schnittstelle 39 mit der Verarbeitungsschaltung 35 verbunden.
Die Sendesignale von der Verarbeitungsschaltung 35 werden nach Verstärkung durch einen Verstärker a1 über eines von zwei Filtern fc1 oder fs1 geschickt und von einer Antenne 42 gesendet. Die von der Antenne 42 empfangenen Empfangssignale werden andererseits über eines der zwei Filter fc2 oder fs2 an einen Verstärker a2 geliefert, wo sie verstärkt werden, und sie werden dann an die Verarbeitungsschaltung 35 geliefert. Die Filter fc1 und fc2 sind PDC-Bandpassfilter mit einer Mittenfrequenz, die in der Nähe von 1,5 GHz eingestellt ist, während die Filter fs1 und fs2 PHS-Bandpassfilter mit einer in der Nähe von 1,9 GHz eingestellten Mittenfrequenz sind.
Um zwischen dem Paar von Filtern fc1, fc2 und dem Paar von Filtern fs1, fs2 umzuschalten, wenn von PDC- auf PHS-Gebrauch oder umgekehrt umgeschaltet wird, ist die Terminalvorrichtung 31 mit zwei Paaren von Schaltern (s11 und s12; s21 und s22) sowie einer Steuerschaltung 43 versehen, die die Umschaltsteuerung ausführt. Die Steuerschaltung 43 führt eine Umschaltsteuerung durch gemeinsames Betätigen der Schalter s11 und s12 oder s21 und s22 abhängig davon aus, ob die Terminalvorrichtung bei einem PDC- oder einem PHS-System verwendet wird und ob ein Sende- oder ein Empfangszeitschlitz aktiv ist.
Aus der obigen Erläuterung ist es ersichtlich, dass die Größe der Terminalvorrichtung 31 stark verringert werden könnte, wenn die Filtercharakteristiken variabel wären.
Um bei einem Hochfrequenz-Filter für Hochfrequenz-Sendevorrichtungen eine variable Filtercharakteristik zu erzielen, wurde im Stand der Technik häufig eine Diode mit variabler Kapazität verwendet, wie es z. B. in den Veröffentlichungen Nr. 7-131367/1995, 61-227414/1986, 5-63487/1993, 5-235609/1993, 7-283603/1995 und 8-102636/1996 zu ungeprüften japanischen Patenten offenbart ist.
Als ein Beispiel zeigt die 26 die Ersatzschaltung eines spannungsgesteuerten variablen Passbandfilters 1 gemäß der Veröffentlichung Nr. 7-131367/1995 zu einem ungeprüften japanischen Patent. Wie es aus dem spannungsgesteuerten variablen Passbandfilter 1 erkennbar ist, ist der Stand der Technik so aufgebaut, dass Dioden 4 und 5 mit variabler Kapazität zwischen Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse p1 und p2 in einer Filterschaltung mit Resonatormustern 2 und 3 geschaltet sind, um dadurch zu gewährleisten, dass eine geeignete Filtercharakteristik dadurch erzielt wird, dass die Kapazität der Dioden 4 und 5 mit variabler Kapazität durch eine an einen Steueranschluss p3 angelegte Steuergleichspannung geändert wird.
Ein anderes Beispiel ist ein Resonanzkreis zur Verwendung in Schwingschaltungen und anderen Schaltungen, wie in der Veröffentlichung Nr. 7-131367/1995 zu einem ungeprüften japanischen Patent offenbart. Wie es in der 27 dargestellt ist, sind in einem Resonanzkreis 11 mehrere in Reihe geschaltete Dioden 12 mit variabler Kapazität sowie mehrere in Reihe geschaltete Dioden 13 mit variabler Kapazität umgekehrt zueinander in Reihe geschaltet, und eine Spule 14 ist parallel zur Reihenschaltung angeschlossen.
An einem Eingangs/Ausgangs-Anschluss p4 wird ein Resonanzausgangssignal erhalten, und eine Steuergleichspannung von einem Steueranschluss p5 wird nach Bedarf geteilt und an jeden Anschluss der Dioden 12 und 13 mit variabler Kapazität gelegt. Auf diese Weise können durch Verbinden der Dioden 12 und 13 mit variabler Kapazität in einer mehrstufigen seriellen Struktur stabile Resonanzeigenschaften selbst dann gewährleistet werden, wenn das am Eingangs/Ausgangs-Anschluss p4 erhaltene Resonanzsignal eine hohe Spannung aufweist.
Eine Alternative zur Verwendung von Dioden mit variabler Kapazität (4, 5, 12 und 13 im Obigen) zum erhalten einer gewünschten Filtercharakteristik ist z. B. in den Veröffentlichungen Nr. 2-302017/1990, 62-259417/1987, 62-281319/1987 und 63-128618/1988 zu ungeprüften japanischen Patent offenbart. Es handelt sich um ein Verfahren, bei dem die Kapazität unter Verwendung von spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität geändert wird.
Die 28 ist ein Schnittdiagramm, das schematisch die Struktur eines spannungsgesteuerten Kondensators 21 mit variabler Kapazität gemäß der Veröffentlichung Nr. 2-302017/1990 zu einem ungeprüften japanischen Patent zeigt. Dieser spannungsgesteuerte Kondensator 21 mit variabler Kapazität ist so aufgebaut, dass zwischen einem Paar paralleler Plattenkondensatorelektroden 22 und 23 mehrere Vorabfeld-Anlegeelektroden 24 und entgegengesetzt geladene Vorabfeld-Anlegeelektroden 25 abwechselnd zueinander geschaltet sind, wobei ein ferroelektrisches Keramikmaterial zwischen diesen Elektroden liegt.
Durch Anschließen einer Vorspannungsquelle 26 zwischen die Vorabfeld-Anlegeelektroden 24 und die Vorabfeld-Anlegeelektroden 25 sowie durch Ändern der von der Vorspannungsquelle 26 ausgegebenen Gleichspannung wird das an das ferroelektrische Keramikmaterial angelegte elektrische Feld geändert, wodurch gesorgt wird, dass sich die Elektrizitätskonstante ändert. Demgemäß ändert sich die Kapazität des ferroelektrischen Keramikmaterials. Entsprechend kann in diesem spannungsgesteuerten Kondensator 21 mit variabler Kapazität eine variable Kapazität innerhalb des Keramiksubstrats selbst erzeugt werden.
Wenn ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul unter Verwendung des spannungsgesteuerten variablen Passbandfilter s1 oder des spannungsgesteuerten Kondensators 21 mit variabler Kapazität aufgebaut wird, ist es im Interesse kleiner Größe wünschenswert, das Schaltungsmuster innerhalb eines Mehrschichtsubstrats auszubilden. Da jedoch die Tendenz besteht, dass tatsächliche Komponentenmontage- und andere Schritte des Zusammenbauprozesses Ungleichmäßigkeiten erzeugen, wird es erforderlich, vorab ein Muster für Einstellprozesse bereitzustellen und Einstellungen dadurch vorzunehmen, dass dieses beschnitten wird, während die Schaltungseigenschaften geklärt werden, bis die gewünschten Eigenschaften erzielt sind.
Anders gesagt wird, wie es in der 29 dargestellt ist, wenn das Montieren und Verlöten von Komponenten sowie andere Vorgänge für den Zusammenbau eines Moduls in einem Schritt q1 abgeschlossen sind, das Modul in einem Schritt q2 untersucht. In einem Schritt q3 erfolgt ein Einstellen durch Beschneiden auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse, und dann werden eine weitere Untersuchung in einem Schritt q4 und eine weitere Einstellung durch Beschneiden in einem Schritt q3 wiederholt, bis die gewünschten Eigenschaften erzielt sind, woraufhin das Modul in einem Schritt q5 versendet wird.
Ferner werden bei Strukturen, die Dioden mit variabler Kapazität wie die o. g. (4 und 5 in der 26 sowie 12 und 13 in der 27) verwenden, für diese Dioden 4, 5 sowie 12, 13 mit variabler Kapazität Halbleitermaterialien wie Si, GaAs und Ge verwendet. Demgemäß ist es nicht möglich, diese Dioden 4, 5 sowie 12, 13 mit variabler Kapazität und den Rest der Schaltung integral innerhalb eines Keramiksubstrats anzubringen. Demgemäß müssen sie extern angebracht werden, nachdem das Hochfrequenz-Filterschaltungssubstrat hergestellt wurde. Demgemäß zeigen diese Strukturen den Nachteil, dass die Anzahl der Komponenten und Zusammenbauschritte erhöht ist.
Ferner werden die Eigenschaften dieser Dioden 4, 5 sowie 12, 13 mit variabler Kapazität durch die zu handhabenden Hochfrequenz-Signale beeinflusst, jedoch kann dieser Einfluss verringert werden, wenn die Dioden 12 und 13 mit variabler Kapazität in einer mehrstufigen Reihenschaltung verbunden werden, wie beim Resonanzkreis 11.
Da jedoch die benötigte Steuerspannung proportional zur Anzahl der seriellen Stufen der Dioden 12 und 13 ansteigt, was die Steuerspannungsquelle belastet, und bei batteriebetriebenen tragbaren Vorrichtungen, besteht der Nachteil, dass eine Boosterschaltung dazu verwendet werden muss, die niedrige Spannungsquellenspannung auf eine der benötigten Steuerspannung entsprechende Spannung anzuheben.
Bei einem spannungsgesteuerten Kondensator 21 mit variabler Kapazität aus ferroelektrischem Keramikmaterial sind die Vorabfeld-Anlegeelektroden 24 und 25 zwischen den zwei Anschlusselektroden 22 und 23 vorhanden; jedoch wird zwar die Dielektrizitätskonstante des ferroelektrischen Materials zwischen den Vorabfeld-Anlegeelektroden 24a und 25a (schraffiertes Gebiet in der 30(a)) geändert, jedoch wird diejenige des Gebiets außerhalb der Vorabfeld-Anlegeelektroden 24a und 25a nicht geändert.
Demgemäß ist die Ersatzschaltung für diese Struktur, wie in der 30(b) dargestellt, eine solche, bei der ein Kondensator 29 mit variabler Kapazität mit relativ hoher Kapazität zwischen zwei andere Kondensatoren 27 und 28 mit fester Kapazität mit relativ niedriger Kapazität in Reihe geschaltet ist. Demgemäß ist, angesichts der Eigenschaften einer Reihenverbindung _von Kondensatoren, der Einfluss der Abschlusskondensatoren 27 und 28 mit relativ niedriger Kapazität groß, und selbst eine große Änderung der Kapazität des Kondensators 29 mit relativ hoher Kapazität ändert die zusammengesetzte Gesamtkapazität kaum. Demgemäß verbleibt das Problem, dass eine große Änderung der Vorspannung erforderlich ist, um die zusammengesetzte Kapazität stark zu ändern.
Ein anderes Problem beim Stand der Technik besteht darin, dass dann, wenn ein Beschneiden ausgeführt wird, um die Eigenschaften eines Hochfrequenz-Schaltungsmoduls einzustellen, ein übermäßiges Beschneiden nicht rückgängig gemacht werden kann und die Ausbeute verringert ist, da eine Einstellung unmöglich wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter, bei dem kleine Größe und geringes Gewicht bei einfach eingestellten Eigenschaften erzielt werden können, und ein dieses Filter enthaltendes Hochfrequenz-Modul zu schaffen.
Das erste erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter verfügt über mindestens einen spannungsgesteuerten Kondensator mit variabler Kapazität mit einer Isolierschichtmit einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei diese Isolierschicht aus einem dielektrischen Material besteht, dessen Dielektrizitätskonstante sich entsprechend einem an es angelegten elektrischen Feld ändert; einer ersten Elektrode auf der ersten Fläche der Isolierschicht, an die die Steuerspannung zum Erzeugen des elektrischen Felds angelegt wird; und einer zweiten und einer dritten Elektrode, die jeweils benachbart und parallel zueinander auf der zweiten Fläche der Isolierschicht vorhanden sind, wobei Hochfrequenz-Signale an die zweite und dritte Elektrode angelegt werden.
Dieses spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter kann über eine Struktur verfügen, bei der der spannungsgesteuerte Kondensator mit variabler Kapazität über eine zweistufige Reihenstruktur verfügt, bei der die jeweiligen leitenden Gebiete der ersten Elektrode, die der zweiten und dritten Elektrode gegenüberstehen, als kapazitive Elektroden wirken, so dass diese kapazitiven Elektroden und die zweite und die dritte Elektrode zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren bilden.
Bei der obigen Struktur muss, da eine Isolierschicht aus einem dielektrischen Material, dessen Dielektrizitätskonstante sich auf ein an es angelegtes elektrisches Feld hin ändert, integral innerhalb eines Hochfrequenz-Schaltungssubstrats oder eines anderen Substrats während des Herstellprozesses vorhanden ist, kein spannungsgesteuerter Kondensator mit variabler Kapazität extern am Filterschaltungssubstrat angebracht werden. Das in der
30(b) veranschaulichte Problem, wie es im Allgemeinen bei einer Struktur dieser Art auftritt, wird dadurch überwunden, dass auf einer Oberfläche der Isolierschicht aus dielektrischem Material eine erste Elektrode zum Anlegen einer Steuerspannung angebracht wird und auf der entgegengesetzten Fläche eine zweite und eine dritte Elektrode angebracht werden, an die die Hochfrequenz-Signale angelegt werden, wobei die zwei leitenden Gebiete der ersten Elektrode, die der zweiten und dritten Elektrode gegenüberstehen, als kapazitive Elektroden wirken, wobei die kapazitiven Elektroden und die zweite und die dritte Elektrode zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren bilden.
Demgemäß wird an den gesamten Teil der Isolierschicht, der zwischen der ersten Elektrode einerseits und der zweiten und der dritten Elektrode andererseits liegt, ein gleichmäßiges elektrisches Feld angelegt. So trägt die Gesamtänderung der Dielektrizitätskonstante, die durch eine Änderung der Steuerspannung erzeugt wird, zu einer Kapazitätsänderung bei, und es kann eine vergleichsweise große Kapazitätsänderung durch eine vergleichsweise kleine Änderung der Steuerspannung erzielt werden.
Ferner können, da der Kondensator mit variabler Kapazität, der die extern angebrachte Diode mit variabler Kapazität im Stand der Technik ersetzt, ohne externe Anbringung bereitgestellt werden kann, die Größe und das Gewicht verringert werden, und es kann der Zusammenbauprozess vereinfacht werden.
Außerdem wird das Schalten der Steuerspannung durch eine spezielle Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung ausgeführt, die ein Umschalten von einem Einstellverfahren auf das andere ermöglicht, d. h., dass es, wenn die Einstellung so erfolgt, dass die Resonanzfrequenz höher wird, möglich ist, eine solche Neueinstellung vorzunehmen, dass die Resonanzfrequenz niedriger wird. Dieses Einstellverfahren beseitigt eine unangemessene Einstellung, so dass die Ausbeute gegenüber anderen Einstellverfahren wie einem Beschneiden verbessert wird, und es wird auch die Einstellung einfach ausführbar gemacht.
Die Erfindung kann auch so beschaffen sein, dass mehrere erste, parallel zueinander geschaltene Elektroden verwendet werden, wobei die erste und die zweite Elektrode der Elektrode in der ersten bzw. letzten Stufe der ersten Elektrode gegenüberstehen, wobei mehrere Masseelektroden den mehreren ersten Elektroden gegenüberstehend, versetzt zugeordnet sind.
In diesem Fall werden, wenn der Kondensator, d. h. derjenige zwischen der zweiten und der dritten Elektrode, eine hohe Standhaltespannung benötigt, Kondensatoren zwischen diesen zwei Anschlüssen auf mehrstufige Weise in Reihe geschaltet, jedoch wird eine Steuerspannung zum Ändern der Kapazität dieser Kondensatoren durch die versetzten ersten Elektroden und die Masseelektroden angelegt.
Demgemäß ist, da dieser spannungsgesteuerte Kondensator mit variabler Kapazität dem Aussehen nach aus einer mehrstufigen Anordnung von Kondensatoren besteht, der Einfluss der zu handhabenden Hochfrequenz-Signale auf die Steuerspannung auf 1/n verringert, wobei n die Anzahl der Kondensatorstufen ist. So kann eine Änderung der Kapazität des spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität aufgrund von Änderungen der Spannung Hochfrequenz-Signale minimal gehalten werden. Ferner ist die benötigte Steuerspannung dieselbe wie für eine einzelne Stufe, so dass für die Steuerspannungsquelle keine spezielle Konstruktion erforderlich ist, wodurch die Gesamtstruktur vereinfacht ist.
Andere Aufgaben, Merkmale und Stärken der Erfindung werden durch die unten folgende Beschreibung deutlich. Außerdem gehen die Vorteile der Erfindung aus der folgenden Erläuterung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Vertikalschnitt, der die Struktur des in der 1 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters zeigt.
3 ist ein Ersatzschaltbild, das die Struktur des spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität und des Mechanismus zum Anlegen einer Steuerspannung beim in den 1 und 2 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters zeigt.
4 ist ein Kurvenbild, das zeigt, wie sich die Kapazität beim spannungsgesteuerten Kondensator mit variabler Kapazität auf die Steuergleichspannung hin ändert.
5 ist ein Ersatzschaltbild des in den 1 und 2 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters.
6 ist ein Kurvenbild zum Erläutern, wie sich die Eigenschaften des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters auf eine Steuergleichspannung hin ändern, und sie zeigt die Charakteristik für das PHS-System.
7 ist ein Kurvenbild zum Erläutern, wie sich die Eigenschaften des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters auf eine Steuergleichspannung hin ändern, und sie zeigt die Charakteristik für eine Sendeschaltung für das PDC-System.
8 ist ein Kurvenbild zum Erläutern, wie sich die Eigenschaften des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters auf eine Steuergleichspannung hin ändern, und sie zeigt die Charakteristik für eine Empfangsschaltung für das PDC-System.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul zeigt, das das in den 1 bis 8 dargestellte spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter enthält.
10 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur einer Anschlussvorrichtung zeigt, die von einem PHS- und einem PDC-System gemeinsam genutzt wird und das in den 1 und 2 dargestellte spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter enthält.
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Herstellprozesses für das in der 9 dargestellte Hochfrequenz-Schaltungsmodul.
12 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Erläutern des Untersuchungsschritts im in der 11 dargestellten Herstellprozess.
13 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Funktionen eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters.
14 ist ein Vertikalschnitt, der die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
15 ist ein Ersatzschaltbild, das die Struktur des spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität und der Struktur zum Anlegen einer Steuerspannung beim in der 14 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter zeigt.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
17 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in der 16 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters.
18 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 16.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hochfrequenz-Modul zeigt, das das in den 16 bis 18 dargestellte spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter enthält.
20 ist ein Vertikalschnitt, der die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
21 ist ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel eines Resonators unter Verwendung des spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität und eines Resonatormusters in einer einstufigen Struktur zeigt.
22 ist ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel eines Filters unter Verwendung des spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität und eines Resonatormusters in einer dreistufigen Struktur zeigt.
23 ist ein elektrisches Schaltbild, das eine weitere Ausführungsform des in der 5 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters zeigt.
24 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des in den 16 bis 19 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters zeigt.
25 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur eines herkömmlichen Versuchs zum Realisieren einer Anschlussvorrichtung zeigt, die von einem PHS- und einem PDC-System gemeinsam genutzt wird.
26 ist ein elektrisches Schaltbild eines typischen herkömmlichen spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters unter Verwendung von Dioden mit variabler Kapazität.
27 ist ein elektrisches Schaltbild eines Resonanzkreises unter Verwendung von Dioden mit variabler Kapazität, wobei es sich um ein weiteres Beispiel aus dem Stand der Technik handelt.
28 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität zeigt, wobei es sich noch um ein weiteres Beispiel aus dem Stand der Technik handelt.
29 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Herstellprozesses eines Hochfrequenz-Schaltungsmoduls mit dem in der 26 dargestellten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter und dem in der 28 dargestellten spannungsgesteuerten Kondensator mit variabler Kapazität.
30(a) und 30(b) sind eine Schnittansicht bzw. ein Ersatzschaltbild zum Erläutern der Funktionen des in der 28 dargestellten spannungsgesteuerten Kondensators mit variabler Kapazität.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Folgende ist eine Erläuterung der ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 13.
Die 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 51 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Das spannungsgesteuerte, variable Bandpassfilter 51 ist so ausgebildet, dass innerhalb eines Substrats 52 aus einem Keramikmaterial, das hauptsächlich aus Titanoxid, Bariumoxid oder einem ähnlichen Material besteht, Filterschaltungsmuster und spannungsgesteuerte Kondensatoren 53 und 53a mit variabler Kapazität gemäß der Erfindung (die unten beschrieben wird) vorhanden sind, und dass auf dem Substrat 52 ein integrierter Schaltkreis 54 zum Steuern der spannungsgesteuerten Kondensatoren 53 und 53a mit variabler Kapazität angebracht ist. Der spannungsgesteuerte Kondensator 53a mit variabler Kapazität ist auf dieselbe Weise wie der spannungsgesteuerte Kondensator 53 mit variabler Kapazität strukturiert, und demgemäß behandelt die folgende Erläuterung die Struktur und die Elemente des spannungsgesteuerten Kondensators 53 mit variabler Kapazität, wo bei entsprechenden Elementen des spannungsgesteuerten Kondensators 53a mit variabler Kapazität dieselben Bezugszahlen unter Hinzufügung des Buchstabens a zugeordnet sind.
Das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 ist ein Filter mit Streifenleitungsstruktur, bei dem Muster 55, 56 und 57 aus einem ebenen Leiter in das Substrat 52 eingebettet sind und Masseleiterschichten 59 und 60, die als Abschirmleiter wirken, auf beiden Flächen des Substrats 52 vorhanden sind. Der integrierte Schaltkreis 54 ist auf der Masseleiterschicht 59 angebracht, jedoch ist er von dieser durch eine Isolierschicht 61 aus Keramikmaterial getrennt.
Die 2 ist eine vergrößerte Vertikalschnittansicht des spannungsgesteuerten Kondensators 53 mit variabler Kapazität. Ein Resonatormuster 55 wirkt als Resonanzleiter und bildet mit einem Resonatormuster 55A ein Muster. Ein Ende 55A des Resonatormusters 55 ist mittels Durchgangslöchern 67 und 68 mit den Masseleiterschichten 59 bzw. 60 verbunden und wirkt als kurzgeschlossenes Ende, wobei das andere Ende 55B des Resonatormusters 55 als offenes Ende wirkt. Mit den Masseleiterschichten 59 und 60 ist mittels Durchgangslöchern 69 bzw. 70 ein Massemuster 56 verbunden, und ein Ende 56A des Massemusters 56 ist so vorhanden, dass es benachbart zum Ende 55B des Resonatormusters 55 liegt.
Das Ende 55B des Resonatormusters 55 und das Ende 56A des Massemusters 56 sind auf einer Isolierschicht 62 vorhanden. Diese Isolierschicht 62 besteht aus einem Keramikmaterial, das aus der aus BaTiO₃, SrTiO₃, Ba_XSr_1–xTiO₃, PbLaTiO₃, Bi4Ti₃O₁₂, PZT und PbTiO₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Auf der Oberfläche der Isolierschicht 62, die von derjenigen abgewandt ist, auf der die Muster 55 und 56 vorhanden sind, ist eine Steuerelektrode 63 angebracht. Die Steuerelektrode 63 ist mittels eines Durchgangslochs 64 und durch einen Steuerspannungsanschluss 65, der auf der Isolierschicht 61 vorhanden ist, mit dem integrierten Schaltkreis 54 verbunden.
Die Isolierschicht 62 verfügt über Eigenschaften, gemäß denen sich ih_re Dielektrizitätskonstante abhängig von der Stärke eines an sie angelegten elektrischen Felds ändert. Anders gesagt, ändert sich die Dielektrizitätskonstante der Isolierschicht 62 entsprechend der zwischen die Steuerelektrode 63 und die Muster 55 und 56 gelegten Spannung. Die Dicke der Isolierschicht 62 wird auf Grundlage der Steuerspannung bestimmt, die an den inte grierten Schaltkreis 54 angelegt werden kann, das gewünschte Änderungsmaß der Dielektrizitätskonstante und die Breite der Muster 55 und 56 sowie der Steuerelektrode 63, und sie beträgt z.B. näherungsweise 0,1 μm bis 10 μm.
Das Resonatormuster 55 ist so vorhanden, dass seine Länge vom Kurzschlussende 55A zum offenen Ende 55B λ/4 beträgt, wobei λ die Wellenlänge des zu handhabenden Hochfrequenz-Signals ist. Auf der Isolierschicht 61 ist ein Eingangs/Ausgangs-Anschluss 66 vorhanden, der durch ein Durchgangsloch 58 mit einem Eingangs/Ausgangs-Muster 57 verbunden ist.
Die 3 ist ein Ersatzschaltbild, das für das auf die oben angegebene Weise strukturierte spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 die Struktur des spannungsgesteuerten Kondensators 53 mit variabler Kapazität und des Schaltungsteils zum Anlegen der Steuerspannung an denselben zeigt. Der spannungsgesteuerte Kondensator 53 mit variabler Kapazität ist ein Kondensator mit Dreielektrodenstruktur, bei der ein erster Kondensator 71 und ein zweiter Kondensator 72 in Reihe geschaltet sind. Die kapazitive Elektrode des ersten Kondensators 71 ist das in der 2 dargestellte leitende Gebiet 63(2), in dem die Isolierschicht 62 zwischen das Ende 55B des Resonatormusters 55 (das als zweite Elektrode wirkt) und die Steuerelektrode 63 (die als erste Elektrode wirkt) fällt, und die kapazitive Elektrode des zweiten Kondensators 72 ist das in der 2 dargestellte leitende Gebiet 63(1), in dem die Isolierschicht 62 zwischen das Ende 56A des Massemusters 56 (das als dritte Elektrode wirkt) und die Steuerelektrode 63 fällt.
Ein Anschluss des Kondensators 71 ist mit einer Hochfrequenz-Signalquelle 73 (entsprechend der Elektrode des Resonatormusters 55 am offenen Ende, wobei es sich um einen Resonatorleiter handelt) verbunden, und ein Anschluss des Kondensators 72 ist mit Masse (entsprechend dem Massemuster 56) verbunden. Die jeweiligen anderen Anschlüsse der Kondensatoren 71 und 72 sind miteinander verbunden, und an die miteinander verbundenen Anschlüsse der Kondensatoren 71 und 72 wird über einen Widerstand 75 und eine Induktivität 76 (die den Durchgangslöchern 64 und 64a entspricht) eine Gleichsteuerspannung von einer Steuerspannungsquelle 74 (entsprechend dem integrierten Schaltkreis 54) angelegt.
Durch Anbringen der Isolierschicht 62 und der Steuerelektrode 63 sowie der Muster 55 und 56 erhalten die zwei Kondensatoren 71 und 72 im Wesentlichen dieselben Kapazitäten und andere elektrische Eigenschaften, und im Ergebnis kann die Kapazität auf effektive Weise durch eine niedrige Steuerspannung kontrolliert werden. Wenn diese zwei Kondensatoren 71 und 72 als Einzelkondensator angesehen werden, kann, wie es in der 4 dargestellt ist, die Kapazität durch Erhöhen der Gleichsteuerspannung (V1→V2) verringert werden (M1→M2). Demgemäß ist eine Ersatzschaltung für das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 mit, wie es in der 1 dargestellt ist, einem Paar von Resonatormustern 55 und 55a sowie einem Paar spannungsgesteuerter Kondensatoren 53 und 53a mit variabler Kapazität dergestalt, wie es in der 5 dargestellt ist.
Anders gesagt, handelt es sich um einen zweistufigen Parallelresonanzkreis aus den spannungsgesteuerten Kondensatoren 53 und 53a mit variabler Kapazität sowie den Resonatormustern 55 und 55a. Jedes der Resonatormuster 55 und 55a ist ein Viertelwellenlängen-Resonator, wobei jeder als Induktivität und Kapazität wirkt. Die Gleichsteuerspannung von den Steuerspannungsanschlüssen 65 und 65a wird über die Widerstände 75 und 75a sowie die Induktivitäten 76 und 76a an die spannungsgesteuerte Kondensatoren 53 bzw. 53a mit variabler Kapazität angelegt, um so die Kapazitäten der Kondensatoren 53 und 53a zu ändern.
Zwischen (1) den Eingangs/Ausgangs-Anschluss 66 und (2) den Parallelresonanzkreis aus dem spannungsgesteuerten Kondensator 53 mit variabler Kapazität und dem Resonatormuster 55 ist eine gekoppelte Kapazität C1 geschaltet, die durch das Eingangs/Ausgangs-Muster 57 und das Resonatormuster 55 gebildet ist, und auf dieselbe Weise ist zwischen (1) den Eingangs/Ausgangs-Anschluss 66a und (2) den Parallelresonanzkreis aus dem spannungsgesteuerten Kondensator 53a mit variabler Kapazität und dem Resonatormuster 55a eine gekoppelte Kapazität C1a geschaltet, die durch das Eingangs/Ausgangs-Muster 57a und das Resonatormuster 55a gebildet ist. Ferner ist zwischen (1) den Parallelresonanzkreis aus dem spannungsgesteuerten Kondensator 53 mit variabler Kapazität und dem Resonatormuster 55 und (2) den Parallelresonanzkreis aus dem spannungsgesteuerten Kondensator 53a mit variabler Kapazität und dem Resonatormuster 55a eine gekoppelte Kapazität C2 geschaltet, die zwischen den Resonatormustern 55 und 55a gebildet ist.
Demgemäß ist, wenn z. B. 5 V durch den integrierten Schaltkreis an die Steuerspannungsanschlüsse 65 und 65a gelegt wird, die Durchlasscharakteristik des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 51, wie in der 6 dargestellt, dergestalt, dass eine Spitzenfrequenz in der Nähe von 1,9 GHz erzielt wird. Demgemäß kann eine Filtercharakteristik erzielt werden, wie sie in der ersten Stufe oder zwischen Hochfrequenz-Stufen einer Hochfrequenz-Schaltung für das PHS-System benötigt wird. Wenn dagegen der integrierte Schaltkreis 54 0 V anlegt, ist die Durchlasscharakteristik, wie in der 7 dargestellt, dergestalt, dass eine Spitzenfrequenz in der Nähe von 1,44 GHz erzielt wird. Demgemäß kann eine Filtercharakteristik erzielt werden, wie sie in der ersten Stufe oder zwischen Hochfrequenz-Stufen einer Sendeschaltung für das PDC-System benötigt wird. Erneut ist, wenn der integrierte Schaltkreis 0,5 V anlegt, die Durchlasscharakteristik, wie in der 8 dargestellt, dergestalt, dass eine Spitzenfrequenz in der Nähe von 1,49 GHz erzielt wird. Demgemäß kann eine Filtercharakteristik erzielt werden, wie sie in der ersten Stufe oder zwischen Hochfrequenz-Stufen einer Empfangsschaltung für das PDC-System benötigt wird.
Die 9 zeigt ein Beispiel einer Struktur für ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul unter Verwendung des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 51, das, wie oben erörtert, vom PHS- und vom PDC-System gemeinsam genutzt werden kann. Dieses Hochfrequenz-Schaltungsmodul 81 besteht aus einem Verbund von Glas- und Keramikmaterialien, und es ist eine Kombination elektrischer Schaltungskomponenten, bei der Halbleiterkomponenten 83 bis 85, wie eine MMIC (monolithische integrierte Mikrowellenschaltung) und ein VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) extern an einem Substrat 62 angebracht sind, in das Leitermustern sowie R-, L- und C-sowie andere Schaltungskomponenten eingebettet sind.
Das in der 9 dargestellte Hochfrequenz-Schaltungsmodul 81 ist mit den Schaltungsmustern des erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 51 versehen, die in einen Teil des Substrats 82 eingebettet sind, und mit dem auf dem Substrat 82 angebrachten integrierten Schaltkreis 54. Das Hochfrequenz-Schaltungsmodul 81 wird in einer Hochfrequenz-Schaltung für eine Anschlussvorrichtung verwendet, die vom PHS- und vom PDC-System gemeinsam genutzt werden kann.
Ferner ist in der 10 ein Beispiel für den elektrischen Aufbau einer Anschlussvorrichtung 91 dargestellt, bei der das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 verwendet ist und die vom PHS- und PDC-System gemeinsam zu nutzen ist. Durch ein Mikrofon 52 aufgenommene Audiosignale werden über einen Verstärker 93 an einen Analog/Digital-Wandler 94 geschickt, wo sie in digitale Signale umgesetzt werden, die an eine Verarbeitungsschaltung 95 geliefert werden, wo sie zu Sendesignalen moduliert werden. Empfangene Signale werden andererseits durch die Verarbeitungsschal tung 95 demoduliert und dann durch einen Digital/Analog-Wandler 56 in analoge Signale umgesetzt, durch einen Verstärker 97 verstärkt und durch einen Lautsprecher 98 in Schall umgesetzt.
Ein Eingabe-Bedienmechanismus 100 wie eine Zehnertastatur sowie ein durch eine Flüssigkristalltafel oder eine andere Vorrichtung gebildeter Anzeigemechanismus 101 sind über eine Schnittstelle 99 mit der Verarbeitungsschaltung 95 verbunden.
Die Sendesignale von der Verarbeitungsschaltung 95 werden nach Verstärkung durch einen Verstärker A1 über einen Umschalter S1 an das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 geliefert und dann von einer Antenne 102 gesendet. Durch die Antenne 102 empfangene Empfangssignale werden über das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 51 und den Umschalter S1 an einen Verstärker A2 geliefert, wo sie verstärkt werden, und dann werden sie an die Verarbeitungsschaltung 95 geliefert.
Die Durchlasscharakteristik des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 51 wird durch den integrierten Schaltkreis 54 auf extern angelegte Schaltsignale zum Umschalten zwischen dem PDC- und den PHS-System und Timingsignale definierenden Zeitschlitzen für den Empfang und das Senden gesteuert. Ferner kann auch dafür gesorgt werden, dass der integrierte Schaltkreis 54 den Umschalter 51 steuert. Im Vergleich mit der in der 25 dargestellten Anschlussvorrichtung 31 ist die Anzahl von Filtern von Umschaltern in der auf die oben beschriebene Weise strukturierten Anschlussvorrichtung 91 stark verringert, wodurch kleinere Größe und geringeres Gewicht möglich sind.
Ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul 81 mit dem spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 51 wird so hergestellt, wie es in der 11 veranschaulicht ist. Nach dem Herstellen des Substrats, dem Montieren von Komponenten und anderen Zusammenbauvorgängen in einem Schritt Q1 wird in einem Schritt Q2 eine Untersuchung von Eigenschaften ausgeführt. In einem Schritt Q3 wird ein dem Ergebnis dieser Untersuchung entsprechendes Steuerprogramm in den integrierten Schaltkreis 54 eingeschrieben. Als Nächstes wird in einem Schritt Q4 eine andere Untersuchung von Eigenschaften ausgeführt, und die Schritte Q3 und Q4 werden wiederholt, bis die gewünschten Eigenschaften erhalten sind. Schließlich wird die Einheit im Schritt Q5 versendet.
Die 12 ist ein Flussdiagramm zum detaillierten Beschreiben des Unter suchungsprozesses in den obigen Schritten Q2 und Q4. In einem Schritt Q11 wird eine Steuergleichspannung über die Steuerspannungsanschlüsse 65 und 65a des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls 81 angelegt. In einem Schritt Q12 werden Betriebseigenschaften des Moduls auf diese Steuergleichspannung hin, wie die Empfindlichkeit, Streustrahlung, das Bildinterferenzverhältnis und Störstrahlung hinsichtlich der PDC-Spezifikationen gemessen. In einem Schritt Q13 wird ermittelt, ob die gemessenen Ergebnisse den PDC-Spezifikationen genügen, und wenn dies nicht der Fall ist, wird der Schritt Q11 mit einer anderen Steuergleichspannung wiederholt. Auf diese Weise werden die Schritte Q11 und Q12 wiederholt, bis eine Steuergleichspannung aufgefunden ist, die den PDC-Spezifikationen genügt, und wenn sie aufgefunden ist, wird sie für PDC im Schritt Q14 eingestellt.
Als Nächstes wird in einem Schritt Q15 erneut eine Steuergleichspannung angelegt, und in einem Schritt Q16 werden entsprechende Betriebseigenschaften gemessen. In einem Schritt Q17 wird ermittelt, ob die Messergebnisse den PHS-Spezifikationen genügen, und falls nicht, wird der Schritt Q15 mit einer anderen Steuergleichspannung wiederholt. Die Schritte Q15 bis Q17 werden wiederholt, bis eine Steuergleichspannung aufgefunden ist, die den PHS-Spezifikationen genügt, und dann wird diese PHS-Steuergleichspannung in einem Schritt Q18 eingestellt. Darauf folgt der oben erörterte Schritt Q3.
Da die Einstellung von Eigenschaften durch bloßes Einschreiben eines Programms in den integrierten Schaltkreis 54 bewerkstelligt wird, kann auch dann, wenn eine übermäßige Einstellung vorgenommen wird, der Einstellvorgang wiederholt werden. Demgemäß können die gewünschten Eigenschaften mit höherer Genauigkeit und mit weniger Zeit als beim in der 29 veranschaulichten herkömmlichen Herstellprozess erzielt werden. Auch kann die Ausbeute verbessert werden. Ferner können andere benötigte Eigenschaften (wie die Toleranz) versuchsweise eingestellt werden, da eine automatische Einstellung möglich ist und da die Einstellung so oft wie erforderlich wiederholt werden kann, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen, und ferner da eine Feinabstimmung entsprechend der Umgebungstemperatur usw. aktiv ausgeführt werden kann.
Während des tatsächlichen Betriebs des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls 81 empfängt, wie es in der 13 dargestellt ist, der integrierte Schaltkreis 54 in einem Schritt Q21 die Systemumschaltsignale, die PDC/PHS-Umschaltung wiederspiegeln, sowie Timingsignale, die ein Sende/Empfangs-Umschalten wiederspiegeln. In einem Schritt Q22 liest der integrierte Schalt kreis 54 den Steuergleichspannungspegel entsprechend diesen Systemumschaltsignalen und Timingsignalen, und in einem Schritt Q23 wird eine diesem Pegel entsprechende Steuergleichspannung in der Ausgangsschaltung des integrierten Schaltkreises 54 erzeugt und an die Steuerspannungsanschlüsse 65 und 65a angelegt. Dann kehren die Betriebsabläufe zum Schritt Q21 zurück.
Demgemäß reicht es aus, wenn der integrierte Schaltkreis 54 über (1) einen Speicher, der die jedem Systemumschaltsignal und Timingsignal entsprechenden Steuergleichspannungspegel speichert, und (2) eine Schaltung verfügt, die die Systemumschalt- und Timingsignale empfangen und decodieren kann. So kann der integrierte Schaltkreis 54 durch einen Mikrocomputer auf niedriger Ebene usw. realisiert werden.
Als Nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 14 und 15 erläutert.
Die 14 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 111 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Elemente dieses spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 111, die solchen beim spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 51 entsprechen, sind mit denselben Bezugssymbolen versehen und eine zugehörige Erläuterung wird weggelassen. Betreffend das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 111 sei darauf hingewiesen, dass die Isolierschicht 62 in einem Band vorhanden ist, auf dessen einer Oberfläche mit bestimmten Intervallen mehrere (fünf beim in der 14 dargestellten Beispiel) Steuerelektroden 63 vorhanden sind. Auf der entgegengesetzten Fläche der Isolierschicht 62 sind zwischen dem Ende 55B des Resonatormusters 55 und dem Ende 56A des Massemusters 56 mehrere Masseelektroden 112 so vorhanden, dass sie mit den Steuerelektroden 63 versetzt sind. Jede Steuerelektrode 63 ist durch ein Durchgangsloch 64 mit dem Steuerspannungsanschluss 65 verbunden, und jede Masseelektrode 112 ist durch ein Durchgangsloch 113 mit der Masseleiterschicht 60 verbunden.
Im Ergebnis ist die Ersatzschaltung dieser Struktur dergestalt, wie sie in der 15 dargestellt ist. Jede der Steuerelektroden 63 und jede der Masseelektroden 116 wirkt auch als kapazitive Elektrode, und die Steuer-Bleichspannung wird an die Isolierschicht 62 zwischen den Steuerelektroden 63 und den Masseelektroden 112 angelegt, wodurch die Isolierschicht 62 die gewünschte Kapazität erhält. Die Durchgangslöcher 113 wirken, wie die Durchgangslöcher 64, als Widerstände 114 und Induktivitäten 115, und demge mäß ist das Gebiet zwischen den jeweiligen spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität, gleichstrommäßig gesehen, geerdet.
Demgemäß liegt die Steuergleichspannung an jedem der Kondensatoren 71 und 72 an, und während das Hochfrequenz-Signal von der Hochfrequenz-Signalquelle 73 mit der Amplitude 1/10 an die jeweiligen Kondensatoren 71 und 72 angelegt wird, wird an jede Isolierschicht 62 der Kondensatoren 71 und 72 eine Steuergleichspannung ähnlich der beim spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 51 angelegt, und es kann die gewünschte Kapazitätsänderung erzielt werden.
Demgemäß können stabile Filtereigenschaften im Fall eines Hochfrequenz-Signals mit hoher Leistung selbst bei niedriger Spannung aufrechterhalten bleiben, was dieses Filter zur Verwendung bei der Sendeschaltung einer PDC-Einheit besonders wirkungsvoll macht.
Als Drittes wird unter Bezugnahme auf die 16 bis 19 eine dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die 16 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 121 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, die 17 ist eine perspektivische Explosionsansicht desselben Filters 121 und die 18 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A desselben Filters 121. Elemente dieses spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 141, die solchen beim spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 51 ähnlich sind und diesem entsprechen, werden mit denselben Bezugssymbolen versehen, und zugehörige Erläuterungen werden weggelassen. Zum spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 121 ist anzumerken, dass eine Isolierschicht 123, auf der spannungsgesteuerte Kondensatoren 122 und 122a mit variabler Kapazität vorhanden sind, auf der obersten Fläche des Substrats 52 vorhanden ist. Die folgende Erläuterung behandelt den spannungsgesteuerten Kondensator 122 mit variabler Kapazität, wobei entsprechende Elemente des spannungsgesteuerten Kondensators 122a mit variabler Kapazität mit denselben Bezugszahlen unter Hinzufügung des Buchstabens a versehen sind.
Das Ende 55B des Resonatormusters 55 ist mittels eines Durchgangslochs 124 mit einer auf der Isolierschicht 61, die die oberste Schicht des Substrats 52 ist, vorhandenen zweiten Elektrode 125 verbunden, und eine dritte Elektrode 126, die benachbart zur zweiten Elektrode 125 vorhanden ist, ist mittels eines Durchgangslochs 157 mit der Masseleiterschicht 59 verbunden. Zwischen diesen Elektroden 125 und 126 ist eine Isolierschicht 123 in Form eines dünnen Films aus einem Material ähnlich dem der Isolierschicht 62 vorhanden. Auf der Oberfläche der Isolierschicht 123, die von derjenigen Oberfläche abgewandt ist, auf der die Elektroden 125 und 126 vorhanden sind, ist eine Steuerelektrode 128 vorhanden, die die erste Elektrode bildet. Die Steuerelektrode 128 ist durch eine Vorspannungsschaltung 129 mit dem integrierten Schaltkreis 54 verbunden.
Die Isolierschicht 123 besteht aus z.B. Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ mit einer Dicke von näherungsweise 0,1 μm, wobei eine Änderung der Dielektrizitätskonstante von ungefähr 60% bei Anlegen einer Steuerspannung von 5 V möglich ist. Die Steuerelektrode 128 und die Vorspannungsschaltung 129 können durch Dickfilmdruck oder Fotolithografie hergestellt werden.
Der auf die oben beschriebene Weise strukturierte spannungsgesteuerte Kondensator 122 mit variabler Kapazität ist ein Kondensator mit Dreielektrodenstruktur, bei der, auf dieselbe Weise, wie es in der 3 dargestellt ist, ein erster Kondensator 71 und ein zweiter Kondensator 72 in Reihe geschaltet sind. Die kapazitive Elektrode des ersten Kondensators 71 ist das in der 18 leitende Gebiet 128(2), in dem die Isolierschicht 123 zwischen die zweite Elektrode 125 und die Steuerelektrode 128 (die als erste Elektrode wirkt) fällt, und die kapazitive Elektrode des zweiten Kondensators 72 ist das in der 18 dargestellte leitende Gebiet 128(1), in dem die Isolierschicht 123 zwischen die dritte Elektrode 126 und die Steuerelektrode 128 fällt.
Ein Anschluss den Kondensators 71 ist mit einer Hochfrequenz-Signalquelle 73 (entsprechend der Elektrode des Resonatormusters 55 mit offenem Ende, wobei es sich um einen Resonatorleiter handelt) verbunden, und ein Anschluss des Kondensators 72 ist mit Masse (entsprechend der Masseleiterschicht 59) verbunden. Die jeweiligen anderen Anschlüsse der Kondensatoren 71 und 72, die die Steuerelektrode 128 bilden, sind miteinander verbunden, und die Steuergleichspannung von der Steuerspannungsquelle 74 (entsprechend dem integrierten Schaltkreis 54) wird an diese miteinander verbundenen Anschlüsse der Kondensatoren 71 und 72 über den Widerstand 75 und die Induktivität 76 (die der Vorspannungsschaltung 129 entsprechen) gelegt.
Die 19 zeigt ein Beispiel einer Struktur für ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul unter Verwendung des spannungsgesteuerten, variablen Passband filters 121. Dieses Hochfrequenz-Modul 131, das dem Hochfrequenz-Modul 81 ähnlich ist, besteht aus einem Verbund von Glas- und Keramikmaterialien, und es handelt sich um eine Kombination elektronischer Schaltungskomponenten, bei der Halbleiterkomponenten 83 bis 85, wie eine MMIC (monolithisch integrierte Mikrowellenschaltung) und ein VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) extern an einem Substrat 82 angebracht sind, in das Leitermuster und R-, L- sowie C- und andere Schaltungskomponenten eingebettet sind. Im in der 19 dargestellten Hochfrequenz-Schaltungsmodul 131 sind die Schaltungsmuster des spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 121 in einen Innenteil des Substrats 82 eingebettet, und der integrierte Schaltkreis 54 und die Isolierschicht 123 sowie andere externe Elemente sind am Substrat 82 angebracht. Das Hochfrequenz-Schaltungsmodul 131 wird als Hochfrequenz-Schaltung für eine Terminalvorrichtung verwendet, die von einem PDC-und einem PHS-System gemeinsam genutzt wird.
Durch Anbringen der Isolierschicht 123 (auf der sich die spannungsgesteuerten Kondensatoren 122 und 122a mit variabler Kapazität befinden) auf der obersten Fläche des Substrats 52 kann die Filmdicke einfacher als dann kontrolliert werden, wenn eine Isolierschicht in das Keramiksubstrat 52 eingebettet wird, das durch Pressen bei hoher Temperatur und hohem Druck hergestellt wird. Es besteht auch weniger Beschädigungsgefahr für die Iso-lierschicht, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Außerdem kann dadurch, dass die Isolierschicht 123 als dünner Film hergestellt wird, die Ausgangsspannung des integrierten Schaltkreises 54 niedrig gehalten werden und der Energieverbrauch kann gesenkt werden.
Als Nächstes wird die vierte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 20 erörtert.
Die 20 ist ein Längsschnitt, der die Struktur eines spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters 141 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Elemente dieses spannungsgesteuerte, variablen Passbandfilters 141, die solchen bei den spannungsgesteuerten, variablen Passbandfiltern 111 und 121 ähnlich sind und diesen entsprechen, werden mit denselben Bezugssymbolen versehen, und eine zugehörige Erläuterung wird weggelassen. Beim spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 141 ist die Isolierschicht 123 auf der obersten Schicht des Substrats 62 in einem Band vorhanden, wie die Isolierschicht 62 bei der zweiten Ausführungsform. Auf einer Fläche der Isolierschicht 123 sind mit bestimmten Intervallen mehrere (fünf beim in der 20 dargestellten Beispiel) Steuerelektroden 128 vorhanden. Auf der entgegengesetzten Seite der Isolierschicht 123, zwischen der zweiten Elektrode 125 und der dritten Elektrode 126, sind mehrere Masseelektroden 124 so vorhanden, dass sie mit den Steuerelektroden 128 versetzt sind. Jede Steuerelektrode 128 ist durch die Vorspannungsschaltung 129 mit dem integrierten Schaltkreis 54 verbunden, und jede Masseelektrode 142 ist mittels eines Durchgangslochs 143 mit der Masseleiterschicht 59 verbunden.
Durch die vorstehend angegebene Struktur weist das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 141 die in der 15 dargestellte Ersatzschaltung auf.
Bei den spannungsgesteuerten, variablen Passbandfiltern 111 und 141 kann die gewünschte Filtercharakteristik bei niedriger Spannung erzielt werden, da die Kondensatoren 71 und 72 in jeder Stufe so strukturiert sind, dass sie ungefähr dieselbe Kapazität aufweisen. Ferner können Hochfrequenz-Schaltungsmodule mit den spannungsgesteuerten, variablen Passbandfiltern 51, 111, 121 oder 141 dazu verwendet werden, nicht nur Terminalvorrichtungen zu strukturieren, wie sie von PDC- und PHS-Systemen gemeinsam genutzt werden, sondern auch Sendevorrichtungen, wie sie von den Systemen DECT (Digital European Cordless Telephone) und GSM (Global System for Mobile Communication) gemeinsam genutzt werden, oder Sendevorrichtungen, wie sie bei PDC-, PHS- und Satellitensendesystemen gemeinsam genutzt werden (d. h., die an drei oder mehr Sendesysteme angepasst werden können).
Erneut kann, anstatt dass die spannungsgesteuerten Kondensatoren 53 und 122 mit variabler Kapazität in einer mehrstufigen Struktur verbunden werden, ein Resonanzkreis aus dem spannungsgesteuerten Kondensator 53 oder 122 mit variabler Kapazität und dem Resonatormuster 55 in einer einzelnen Stufe strukturiert werden, wie in der 21 dargestellt, und z. B. als spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung (VCO) verwendet werden. Alternativ kann, wie es in der 22 dargestellt ist, dieser Resonanzkreis in einer Struktur von drei oder mehr Stufen verwendet werden, wodurch die Dämpfungseigenschaften des Filters verbessert werden.
Die in der 5 dargestellten Kopplungskapazitäten C1, C2 und C1a können, wie es in der 23 dargestellt ist, durch spannungsgesteuerte Kondensatoren C11, C12 und C11a mit variabler Kapazität ersetzt werden, deren Kapazitäten durch die Steuergleichspannung von den Steuerspannunganschlüssen 65b und 65c gesteuert werden. Auf diese Weise besteht mehr Freiheit zum Ändern des Profils der Durchlasseigenschaften, z. B. durch Verschieben des in den 6 bis 5 dargestellten Dämpfungspols bei 166 GHz, um es so zu vereinfachen, das gewünschte Durchlasscharakteristikprofil zu realisieren.
Als andere Alternative kann der integrierte Schaltkreis 54 vom Filter getrennt sein, wie es beim spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilter 151 in der 24 dargestellt ist. Diese Struktur ist ein spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter vom Chiptyp, bei dem eine Steuerspannung vom integrierten Schaltkreis 54 an Steuerspannungsanschlüsse 152 und 152a geliefert wird, und das aus einer Filterschaltung 153 und spannungsgesteuerten Kondensatoren 122 und 122a mit variabler Kapazität besteht. Dieses spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter 151 kann an vorhandenen Hochfrequenz-Schaltungsmodulen angebracht werden.
Wie oben erörtert, ist das erste erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter als Dreielektrodenkondensator strukturiert, da es mit einer Isolierschicht aus einen dielektrischen Material versehen ist, dessen Dielektrizitätskonstante sich entsprechend der Stärke eines an es angelegten elektrischen Felds ändert, mit integraler Anbringung innerhalb des Substrats; da die erste Elektrode zum Anlegen einer Steuerspannung auf einer Fläche der Isolierschicht vorhanden ist und da die zweite und die dritte Elektrode auf der entgegengesetzten Seite der Isolierschicht vorhanden sind, so dass der Kondensator in zweistufiger Reihenverbindung vorliegt.
Im Ergebnis wird an den gesamten Teil der Isolierschicht, der zwischen der ersten Elektrode einerseits und der zweiten und der dritten Elektrode andererseits liegt, ein gleichmäßiges elektrisches Feld angelegt, um dadurch eine relativ große Kapazitätsänderung durch eine relativ kleine Änderung der Steuerspannung zu ermöglichen. Bei dieser Struktur ist ein externes Anbringen von Kondensatoren mit variabler Kapazität überflüssig, wodurch kleinere Größe, geringeres Gewicht und eine einfache Realisierung des Zusammenbauprozesses ermöglicht sind.
Ferner ist es, da das Umschalten der Steuerspannung durch eine spezielle Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung ausgeführt wird, möglich, von einem Einstellverfahren auf ein anderes umzuschalten, d. h., dass es möglich ist, wenn so eingestellt wird, dass die Resonanzfrequenz höher wird, erneut so einzustellen, dass die Resonanzfrequenz niedriger wird. Demgemäß kann im Vergleich mit der Einstellung durch eine Beschneidungsmaßnahme eine unge eignete Einstellung vermieden werden, wodurch die Ausbeute erhöht wird; außerdem ist die Einstellung vereinfacht.
Wie oben erörtert, verfügt das zweite erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter über erste Elektroden in einer mehrstufigen Parallelstruktur, wobei eine zweite und eine dritte Elektrode entgegengesetzt zu den ersten Elektroden in der ersten und der letzten Stufe vorhanden sind, und mit einer mehrstufigen Anordnung von Masseelektroden, die entgegengesetzt zu den ersten Elektroden gestaffelt mit diesen vorhanden sind, wobei die Steuerspannung zwischen die ersten Elektroden und die Masseelektroden gelegt wird.
Im Ergebnis befindet sich zwischen den Anschlüssen des Kondensators eine mehrstufige Anordnung von Kondensatoren in Reihenschaltung, jedoch ist die benötigte Steuerspannung dieselbe wie für eine einzelne Stufe. Demgemäß ist zwar für die Hochspannung von den Sendeschaltungen eine hohe Standhaltespannung erforderlich, jedoch liegt die Steuerspannung immer noch in einem praxisgerechten Bereich. Demgemäß ist für die Steuerspannungsquelle keine spezielle Struktur erforderlich, wodurch eine Vereinfachung der Gesamtstruktur möglich ist.
Wie oben erörtert, ist das dritte erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter so aufgebaut, dass die Steuerspannung über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Induktivität an die erste Elektrode gelegt wird.
Bei der obigen Struktur ist die Impedanz der Induktivitäten umso höher, je höher die Frequenz eines Signals ist, und so beeinflussen die Leitungen zum Anlegen der Steuerspannung das von den spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität gehandhabte Hochfrequenz-Signal nicht. Auch kann das gewünschte elektrische Feld dadurch an die Isolierschicht des dielektrischen Materials angelegt werden, dass die Steuergleichspannung über die Reihenschaltung an die spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität angelegt wird.
Daher zeigen die Induktivitäten hohe Impedanz bei einem Hochfrequenz-Signal, um so Änderungen des elektrischen Felds der Isolierschicht durch Änderungen des Hochfrequenz-Signals zu verhindern und stabile Funktionen zu ermöglichen.
Wie oben erörtert, ist das vierte erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter so aufgebaut, dass die Isolierschicht aus einem Keramikmaterial besteht und die spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität, wie auch der Rest der Filterschaltung, integral innerhalb des Substrats vorhanden sind, das ebenfalls aus Keramikmaterial besteht, wobei die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung durch einen integrierten Schaltkreis gebildet ist, der so auf dem Substrat angebracht ist, dass er einstóckig mit diesem vorliegt.
Bei der obigen Struktur sind diejenigen Teile der Filterschaltung, die keine Einstellung benötigen, in das mehrschichtige Keramiksubstrat eingebettet, und die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung zum Steuern der Steuerspannung ist durch einen integrierten Schaltkreis gebildet, der auf dem Substrat angebracht ist.
Demgemäß sind weniger Komponenten anbringen, was kleinere Größe und geringeres Gewicht ermöglicht, und die gewünschten Filtereigenschaften können leicht dadurch erzielt werden, dass die Eigenschaften der integrierten Schaltung entsprechend den Eigenschaften der fertiggestellten, in das Substrat eingebetteten Filterschaltung eingestellt werden.
Wie oben erörtert, ist das fünfte erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter so aufgebaut, dass der integrierte Schaltkreis Software zur Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Bei der obigen Struktur können die gewünschten Eigenschaften dadurch erzielt werden, dass die Software für den integrierten Schaltkreis entsprechend den Eigenschaften der Filterschaltung umgeschrieben wird, die integral innerhalb des Substrats vorhanden ist. Es ist eine automatische Einstellung der Eigenschaften möglich, und die Einstellung kann so oft wiederholt werden, wie es erforderlich ist, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Ferner kann auf aktive Weise eine Feinabstimmung entsprechend der Umgebungstemperatur usw. ausgeführt werden. Entsprechend können andere erforderliche Eigenschaften (wie die Toleranz) versuchsmäßig eingestellt werden.
Wie oben erörtert, ist das sechste erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter so aufgebaut, dass die Isolierschicht aus einem dielektrischen Dünnfilmmaterial besteht und die spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität auf der Oberseite des Keramiksubstrats vorhanden sind, in dessen Innerem der Rest der Filterschaltung integral vorhanden ist, und die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung ist durch einen integrierten Schaltkreis realisiert, der ebenfalls so auf dem Substrat angebracht ist, dass er mit diesem integral ist.
Bei der obigen Struktur sind diejenigen Teile der Filterschaltung, die keine Einstellung benötigen, in das mehrschichtige Keramiksubstrat eingebettet, und die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung zum Steuern der Steuerspannung ist durch einen integrierten Schaltkreis gebildet, der auf dem Substrat angebracht ist.
Demgemäß sind weniger zu montierende Komponenten vorhanden, was kleinere Größe und geringeres Gewicht ermöglicht, und die gewünschten Filtereigenschaften können leicht dadurch erzielt werden, dass die Eigenschaften des integrierten Schaltkreises entsprechend den Eigenschaften der fertiggestellten Filterschaltung, die in das Substrat eingebettet ist, eingestellt werden. Außerdem kann, da die Isolierschicht als dünner Film vorhanden ist, die Ausgangsspannung des integrierten Schaltkreises niedrig gehalten werden, was eine Verringerung des Energieverbrauchs ermöglicht. Ferner kann die Filmdicke der Isolierschicht einfacher als dann kontrolliert werden, wenn eine Isolierschicht in eine Keramiksubstrat eingebettet wird, das durch Pressen bei hoher Temperatur und hohem Druck hergestellt wird. Da auch weniger Beschädigungsgefahr für die Isolierschicht besteht, ist die Zuverlässigkeit erhöht.
Wie oben erörtert, ist das siebte erfindungsgemäße spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter so aufgebaut, dass der integrierte Schaltkreis Software für die Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Bei der obigen Struktur können die gewünschten Eigenschaften dadurch erzielt werden, dass die Software des integrierten Schaltkreises entsprechend den Eigenschaften der Filterschaltung, die integral innerhalb des Substrats vorhanden ist, umgeschrieben wird. Es ist eine automatische Einstellung der Eigenschaften möglich, und die Einstellung kann so oft wie nötig wiederholt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Ferner kann eine Feinabstimmung entsprechend der Umgebungstemperatur usw. aktiv ausgeführt werden. Demgemäß können andere erforderliche Eigenschaften (wie die Toleranz) versuchsmäßig eingestellt werden.
Wie oben erörtert, wird das erste erfindungsgemäße Hochfrequenz-Schaltungs modul mit einem mehrschichtigen Hochfrequenz-Schaltungssubstrat verwendet, wobei die Komponenten des obigen vierten oder fünften spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters in einem Mehrschichtsubstrat teilweise oder ganz vorhanden sind, mit Ausnahme des integrierten Schaltkreises, der auf dem Substrat angebracht ist.
Bei der obigen Struktur ist das Hochfrequenz-Schaltungsmodul so ausgebildet, dass es ein Passbandfiltersubtrat verwendet, bei dem andere Komponenten als der integrierte Schaltkreis des vierten oder fünften spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters teilweise oder ganz in einem Mehrschichtsubstrat vorhanden sind. Bei dieser Anordnung sind der integrierte Schaltkreis sowie die anderen Komponenten, die für eine Hochfrequenz-Schaltung erforderlich sind und die extern anzubringen sind, wie ein spannungsgesteuerter Schwingkreis und ein Quarzoszillator, auf dem Hochfrequenz-Schaltungssubstrat angebracht. Das Hochfrequenz-Schaltungsmodul wird auf diese Weise erstellt.
Demgemäß wird auf der Oberfläche des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls durch extern angebrachte Komponenten für das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter weniger Raum benötigt, und das Modul kann kleiner gebaut werden.
Wie oben erörtert, wird das zweite erfindungsgemäße Hochfrequenz-Schaltungsmodul mit einem mehrschichtigen Hochfrequenz-Schaltungssubstrat verwendet, bei dem die Komponenten des obigen sechsten oder siebten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters teilweise oder ganz in einem Mehrschichtsubstrat vorhanden sind, mit Ausnahme des integrierten Schaltkreises, der auf dem Substrat angebracht ist.
Bei der obigen Struktur ist das Hochfrequenz-Schaltungsmodul so ausgebildet, dass ein Hochfrequenz-Substrat verwendet wird, in dem andere Komponenten als der integrierte Schaltkreis des sechsten oder siebten spannungsgesteuerten, variablen Passbandfilters teilweise oder ganz einem mehrschichtigen Substrat vorhanden sind. Bei dieser Anordnung sind der integrierte Schaltkreis und die anderen Komponenten, die für eine Hochfrequenz-Schaltung erforderlich sind und die extern anzubringen sind, wie ein spannungsgesteuerter Schwingkreis und ein Quarzoszillator, auf dem Hochfrequenz-Schaltungssubstrat angebracht. Das Hochfrequenz-Schaltungsmodul wird auf diese Weise erstellt.
Demgemäß wird auf der Oberseite des Hochfrequenz-Schaltungsmoduls durch extern angebrachte Komponenten für das spannungsgesteuerte, variable Passbandfilter weniger Platz benötigt, und das Modul kann kleiner gebaut werden.

Claims

Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter (51) mit: – mindestens einem spannungsgesteuerten Kondensator (53, 53a) mit variabler Kapazität und einer Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) zum Anlegen einer Steuerspannung an diesen, wobei dieser spannungsgesteuerte Kondensator (53, 53a) mit variabler Kapazität mit Folgendem versehen ist: – einer Isolierschicht (62, 62a) mit einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei diese Isolierschicht (62, 62a) aus einem dielektrischen Material besteht, dessen Dielektrizitätskonstante sich entsprechend einem an es angelegten elektrischen Feld ändert – einer ersten Elektrode (63, 63a) auf der ersten Fläche der Isolierschicht (62), an die die Steuerspannung zum Erzeugen des elektrischen Felds angelegt wird; und – einer zweiten und einer dritten Elektrode (55, 56, 55a, 56a), die jeweils benachbart und parallel zueinander auf der zweiten Fläche der Isolierschicht (62, 62a) vorhanden sind, wobei Hochfrequenz-Signale an die zweite und dritte Elektrode (55, 56, 55a, 56a) angelegt werden.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1, bei dem der spannungsgesteuerte Kondensator (53, 53a) mit variabler Kapazität eine zweistufige Reihenstruktur aufweist, bei der die jeweiligen leitenden Gebiete der ersten Elektrode (63, 63a), die der zweiten und dritten Elektrode (55, 56, 55a, 56a) gegenüberliegen, als kapazitive Elektroden wirken, so dass diese kapazitiven Elektroden und die zweite und die dritte Elektrode (55, 56, 55a, 56a) zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren (71, 72) bilden.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Isolierschicht (62, 62a) und die erste bis dritte Elektrode in solcher Weise vorhanden sind, dass ein erster Kondensator (71) zwischen der zweiten und der ersten Elektrode (55, 63, 55a, 63a) und ein zweiter Kondensator (72) zwischen der ersten und der dritten Elektrode (63, 56, 53a, 56a) im Wesentlichen dieselbe Kapazität und dieselben elektrischen Eigenschaften aufweisen.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 3, bei dem die zweite Elektrode (55, 55a) ein Viertelwellenlängen-Resonator ist und die dritte Elektrode (56, 56a) geerdet ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Steuerspannung über eine Reihenverbindung aus einem Widerstand (75) und einer Induktivität (76) an die erste Elektrode (63, 63a) angelegt wird.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: – die Isolierschicht (62, 62a) aus einem Keramikmaterial besteht und der mindestens eine spannungsgesteuerte Kondensator (53, 53a) mit variabler Kapazität, gemeinsam mit dem Rest der Filterschaltung, integriert innerhalb eines Substrats (52) auf einem Keramikmaterial vorhanden ist; und – die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) ein integrierter Schaltkreis ist, der auf integrierte Weise auf dem Substrat montiert ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 6, bei dem der integrierte Schaltkreis (54) Software zur Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: – die Isolierschicht (62, 62a) aus einem dielektrischen Dünnfilmmaterial besteht und der mindestens eine spannungsgesteuerte Kondensator (53, 53a) mit variabler Kapazität integral auf einer oberen Schicht eines Substrats (52) aus einem Keramikmaterial, in der sich der Rest der Filterschaltung befindet, vorhanden ist; und – die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) ein integrierter Schaltkreis ist, der integral mit dem Substrat (52) auf diesem montiert ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 8, bei dem der integrierte Schaltkreis (54) Software zur Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Isolierschicht (62, 62a) aus einem Keramikmaterial besteht, das aus der aus BaTiO₃, SrTiO₃, BaxSr_1–xTiO₃, PbLaTiO₃, Bi₄Ti₃O₁₂, PZT und PbTiO₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter (111), mit mehreren spannungsgesteuerten Kondensatoren (53) mit variabler Kapazität und einer Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) zum Anlegen einer Steuerspannung an diese, wobei die spannungsgesteuerten Kondensatoren mit variabler Kapazität mit Folgendem versehen sind: – einer Isolierschicht (62) mit einer und einer zweiten Fläche, und die aus einem dielektrischen Material besteht, dessen Dielektrizitätskonstante sich entsprechend einem an es angelegten elektrischen Feld ändert; – mehreren ersten Elektroden (63), die mit einem bestimmten Intervall auf der ersten Fläche vorhanden sind und an die die Steuerspannung zum Erzeugen des elektrischen Felds angelegt wird; – einer zweiten und einer dritten Elektrode (55, 56), an die Hochfrequenz-Signale angelegt werden und die auf der zweiten Fläche entgegengesetzt zur Elektrode der ersten und zweiten Stufe der ersten Elektroden (63) vorhanden sind; und – mehreren Masseelektroden (112), die zwischen der zweiten und dritten Elektrode (55, 56) den ersten Elektroden (63) gegenüberstehend so angeordnet sind, dass sie mit den mehreren ersten Elektroden (63) versetzt sind.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 11, bei dem die Steuerspannung über eine Reihenverbindung aus einem Widerstand (75) und einer Induktivität (76) an die erste Elektrode (63) angelegt wird.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 11, bei dem: – die Isolierschicht (62) aus einem Keramikmaterial besteht und die spannungsgesteuerten Kondensatoren (53) mit variabler Kapazität, gemeinsam mit dem Rest der Filterschaltung, integriert innerhalb eines Substrats (52) auf einem Keramikmaterial vorhanden sind; und – die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) ein integrierter Schaltkreis ist, der auf integrierte Weise auf dem Substrat (52) montiert ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 13, bei dem der integrierte Schaltkreis (54) Software zur Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 11 2, bei dem: – die Isolierschicht (62) aus einem dielektrischen Dünnfilmmaterial besteht und die spannungsgesteuerten Kondensatoren (53) mit variabler Kapazität integral auf einer oberen Schicht eines Substrats (52) aus einem Keramikmaterial, in der sich der Rest der Filterschaltung befindet, vorhanden sind; und – die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) ein integrierter Schaltkreis ist, der integral mit dem Substrat (52) auf diesem montiert ist.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 15, bei dem der integrierte Schaltkreis (54) Software zur Umschaltsteuerung der Steuerspannung speichern kann.
Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruch 16, bei dem die Isolierschicht (62, 62a) aus einem Keramikmaterial besteht, das aus der aus BaTiO₃, SrTiO₃, Ba_xSr_1–xTiO₃, PbLaTiO₃, Bi₄Ti₃O₁₂, PZT und PbTiO₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Hochfrequenz-Schaltungsmodul zur Verwendung mit einem mehrschichtigen Hochfrequenz-Schaltungssubstrat, bei dem Komponenten des in einem der Ansprüche 6, 18, 13 und 15 dargelegten spannungsgesteuerte, variablen Spannungsgesteuertes, variables Passbandfilter nach Anspruchs teilweise oder ganz in einem mehrschichtigen Substrat vorhanden sind, mit Ausnahme des integrierten Schaltkreises, der die Steuerspannungs-Anlegeeinrichtung (54) bildet.