JP2002198780A - 電気共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同調周波数やそのバンド幅といったような諸
特性を比較的広範囲にわたって調節可能な共振器の提
供。 【解決手段】 基本的電気共振器（１）であって、−フ
ラットループを形成するリボン型導体（２）と；−セグ
メント（３，４）を跨ぐアーチをなし可変キャパシタを
形成する導体ブリッジ（６）と；を具備してなり、ブリ
ッジ（６）の一部が、制御信号の作用のもとにループの
セグメント（３，４）に対して変位可能とされており、
これにより、キャパシタのキャパシタンスを変更するこ
とができて、その結果、共振器の同調周波数を変更でき
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロエレクト
ロニクスの分野に関するものであり、より詳細には、特
にラジオ波やマイクロ波における応用を意図したマイク
ロ素子といったようなマイクロ素子の製造に関するもの
である。より詳細には、本発明は、アナログフィルタ内
に組み込むことができてアナログフィルタの様々なパラ
メータを調節し得る電気共振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】公知
なように、特に例えば携帯電話といったようなラジオ波
やマイクロ波における応用において使用されている電子
回路は、共振回路すなわち共振器を有したフィルタを備
えている。そのような共振器は、通常、インダクタとキ
ャパシタとの組合せによって構成されている。

【０００３】そのような状況においては、フィルタのパ
ラメータを変更し得ることが必要である。特に、同調周
波数やそのバンド幅を変更し得ることが必要である。

【０００４】よって、キャパシタとインダクタとを組み
合わせることによって共振器を作製するに際して、キャ
パシタとインダクタとの一方または他方のパラメータを
変更し得るようにすることは、既に提案されている。そ
の場合、通常ＹＩＧと称されるイットリウム鉄ガーネッ
トといったような静的磁界の印加に下においてその性質
が変化するような材料を使用して共振器を製造すること
が提案されている。そのような素子は、フットプリント
が非常に大きいという主要な欠点を有している。

【０００５】また、例えば強誘電性材料といったよう
な、電界下におかれたときにその性質が変化するような
素子を製造することが、提案されている。特に、このよ
うな素子は、“IEEE transactions on microwave theor
y and techniques”, volume48, number 4, April 200
0, pages 525-530 に開示されている。このような素子
は、比較的大きなバイアス電圧を必要とするという欠点
と、かなり大きな損失を有しているという欠点と、を有
している。

【０００６】また、半導体材料をベースとした可変キャ
パシタを製造することが提案されている。キャパシタン
スの変化は、半導体内の電荷の伝達の原理に基づいて動
作する。このようなデバイスの欠点は、損失が大きいこ
とであり、さらに、大きな電気信号に対する耐性が小さ
いことである。

【０００７】また、複数のスイッチングダイオードを利
用して互いに並列に接続可能な一連の基本キャパシタ素
子群を使用することによって可変キャパシタを製造し、
各基本キャパシタのキャパシタンスを増大させ得るよう
にすることが提案されている。この手法は、キャパシタ
ンスを離散的にしか調節することができないという欠点
を有しており、それに加えて、比較的大きなバイアス電
圧を必要とするという欠点を有している。

【０００８】一般に、上述のすべての技術においては、
電力および損失という観点において、比較的平凡な性質
の素子しか製造することができない。

【０００９】“IEEE transactions on microwave theor
y and techniques”, volume 48,number 7, July 200
0, pages 1240-1246 および“IEEE transactions on mi
cro-wave theory and techniques”, volume 48, numb
er 8, August 2000, pages1336-1343 においては、アー
ス面の上方にループの形態で配置されたリボン型導体を
使用した特殊な共振器を製造することが提案されてい
る。このような素子は、ラジオ波信号またはマイクロ波
信号が供給されたときには、リボン型導体とその下に位
置するアース面との間におけるこの信号の伝搬に基づい
て動作する。したがって、このような共振器の同調周波
数は、リボン型導体の長さによって直接的に決定され
る。より詳細には、信号に対応し、信号の半波長は、リ
ボンの解放長さに対応する。

【００１０】このタイプの分散型共振器が多数の欠点を
有していることが明らかとなっている。すなわち、同調
周波数が、形状によって直接的に決定され、このこと
は、１ＧＨｚという程度のある周波数を超えたところで
は、この共振器が、集積回路の製造に関して不適切な寸
法となってしまうことを意味している。

【００１１】さらに、構成の観点からは、このような共
振器は、信号の伝搬のためのアース面の存在を必要と
し、そのため、３次元構造とならざるを得ず、製造プロ
セスにいくつかの制限をもたらしてしまう。

【００１２】本発明が解決しようとする１つの課題は、
マイクロエレクトロニクスにおいて使用される素子のフ
ットプリント規制に適合しつつ、共振器の様々なパラメ
ータをいかにして調節するかということであり、特に、
共振器の同調周波数やそのバンド幅を比較的広範囲にわ
たっていかにして調節するかということである。

【００１３】本発明が解決しようとする他の課題は、そ
のような共振器を備えたアナログフィルタの様々なパラ
メータをいかにして調節するかということである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
基本的電気共振器に関するものである。本発明による共
振器は、 −少なくとも１ターンを有してなるフラットループを形
成するリボン型導体であるとともに、両端部が２つの平
行セグメントを形成するリボン型導体と； −リボン型導体のセグメントを跨ぐアーチをなす導体ブ
リッジであるとともに、セグメントと、これらセグメン
トを向く対向面と、によってキャパシタを形成する、導
体ブリッジと；を具備してなり、 −ブリッジの一部が、制御信号の作用のもとにループの
セグメントに対して変位可能とされており、これによ
り、キャパシタのキャパシタンスを変更することができ
て、その結果、共振器の同調周波数を変更できるように
なっていることを特徴としている。

【００１５】換言すれば、本発明による基本的共振器
は、インダクタを形成するリボンと、インダクタの一部
を跨ぎ可変キャパシタを形成する導体ブリッジと、を具
備している。このキャパシタとインダクタとの組合せ
が、キャパシタのキャパシタンスを変更することによっ
て同調周波数を変化させ得る共振器を形成する。

【００１６】以下の説明においては、リボン型導体と導
体ブリッジとは、様々な材料から形成することができ、
特に金属や半導体から形成することができる。

【００１７】フラットループと導体ブリッジとは、信号
伝搬のためのアース面の存在を必要とはしない。そのた
め、このような素子は、石英層やシリコン層や他のタイ
プの基板上に直接的に、非常に容易に形成することがで
きる。このような共振器は、フィルタ機能のための特定
のマイクロ素子内に組み込むことができる。あるいは、
それに代えて、このような共振器は、他の機能のための
集積回路上に形成することができる。

【００１８】実用的には、可変キャパシタをなす導体ブ
リッジは、“MEMS”と略され“マイクロエレクトロメカ
ニカルシステム”として周知の技術において使用される
様々な力を印加することによって、変形させることがで
きる。よって、導体ブリッジは、ブリッジ（アーチ）と
リボン型導体との間に印加される直流電圧を使用した静
電力の作用のもとに、変形させることができる。ブリッ
ジを変形させる力は、熱現象や磁気現象を起源とするも
のとすることもできる。

【００１９】有利には、実用的には、導体ブリッジは、
少なくとも１つの他の導体ブリッジと組み合わせること
ができる。これら導体ブリッジは、互いに平行に配置さ
れるとともに、個別の制御信号によって駆動されるよう
になっており、これにより、幅広い範囲にわたって調節
可能な可変キャパシタが形成される。これは、キャパシ
タをなす合計表面を分割することであり、各ブリッジに
よって、個別的に調節可能な複数の個別キャパシタを形
成している。

【００２０】有利には、実用的には、基本的電気共振器
は、さらに、 −ループの両端部をなすセグメントに対して平行な付加
的なトラックと； −付加的なトラックと、ループの両端部をなす２つのセ
グメントのうちの一方と、を跨いで配置され、可変キャ
パシタを形成する付加的な導体ブリッジと；を具備する
ことができる。

【００２１】換言すれば、この構成においては、共振器
は、デカップリングキャパシタをなす付加的なキャパシ
タと組み合わされている。

【００２２】よって、２つの接続ターミナル、すなわ
ち、 −付加的なトラック上に配置された第１ターミナルと； −ループの両端部をなす２つのセグメントのうちの、付
加的な導体ブリッジによって跨がれていない方のセグメ
ント上に配置された第２ターミナルと；を具備すること
によって、共振器を、フィルタとして使用することがで
きる。

【００２３】このフィルタは、キャパシタと並列ＬＣダ
イポールとが直列接続されてなる等価回路に対応した電
気的特性を有している。

【００２４】付加的なキャパシタを調節することによ
り、フィルタの入力インピーダンスが調節でき、これと
ともに、第１可変キャパシタにより、フィルタの共振周
波数を調節することができる。

【００２５】基本的共振器の構造（上記デカップリング
キャパシタの有無にかかわらず）を使用することによ
り、複数の基本的共振器を結合させることによって、複
数のポールを有したフィルタを形成することができる。
よって、高次のフィルタや、ゼロ透過を有したフィルタ
を、形成することができる。

【００２６】実用的には、複数の基本的共振器は、これ
ら基本的共振器のループのそれぞれの端部をなす２つの
セグメントを跨いで配置され可変キャパシタを形成する
導体ブリッジを介して、結合することができる。換言す
れば、各々がループと導体ブリッジとを備えた２つの共
振器は、可変キャパシタをなすブリッジを使用して、ル
ープの一方の端部において結合される。このような２つ
の共振器の組合せは、上述したような共有結合キャパシ
タによる２つの基本的共振器の結合と等価である。

【００２７】等価回路の観点からは、そのようなアセン
ブリは、可変キャパシタを介して接続された２つの並列
ＬＣダイポールとして動作する。２つの共振器を結合し
ているこのキャパシタのキャパシタンスに依存して、こ
れら２つの共振器を備えたフィルタのバンド幅を変更す
ることができる。

【００２８】２つの基本的共振器の結合は、各リボン型
導体のうちの、互いに対向配置された各領域（５７，５
８）を介して、行うこともできる。換言すれば、各ルー
プは、互いに並置された長さ部分を有しており、これに
より、２つの共振器が磁気的に結合される。

【００２９】この結合は、これら対向領域どうしを跨ぎ
可変キャパシタを形成する付加的な導体ブリッジを設け
ることにより、可変とすることができる。これにより、
２つの基本的共振器の結合度合いを調節することができ
る。

【００３０】本発明による共振器の格別の例において
は、ループと可変キャパシタをなすブリッジとを備えて
なる２つの基本的共振器と；これら基本的共振器のルー
プのそれぞれの端部をなすセグメントの一方を跨いで配
置され付加的な可変キャパシタを形成する付加的な導体
ブリッジと；を具備することができる。換言すれば、２
つの共振器は、共有デカップリングキャパシタによっ
て、ループの端部において結合している。

【００３１】実用的には、そのような共振器は、フィル
タ内に一体化することができ、各基本的共振器のループ
のそれぞれの領域にそれぞれ対向配置されることにより
これら各領域と結合する２つの付加的なトラックを具備
し、これら２つの付加的なトラックの両端部が、フィル
タの接続ターミナルを形成する。

【００３２】付加的なトラックと基本的共振器のループ
との間の結合は、付加的なトラックと、基本的共振器の
ループのうちの対向領域と、をそれぞれが跨ぎ可変キャ
パシタを形成する２つの付加的な導体ブリッジによっ
て、得ることができる。よって、フィルタの入出力を形
成するトラックと、中間に配置された共振器と、の間の
結合を変更することにより、例えば入出力インピーダン
スやバンド幅や中心周波数といったような、フィルタの
各種特性を変更することができる。

【００３３】当然のことながら、本発明は、２つの共振
器を備えてなるフィルタに限定されるものではなく、所
望の伝達特性に適して選択された数の共振器を備えてな
る変形例をも包含するものである。よって、共振器の数
を増加させることができ、１０個以上の共振器を使用す
ることもできる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施方法および本発明の
利点は、添付図面を参照した以下の説明により、明瞭と
なるであろう。

【００３５】上述したように、本発明は、様々な種類の
アナログフィルタ内に組み込み得るような電気的共振器
に関するものである。

【００３６】そのような共振器の基本的構造が、図１お
よび図２に示されている。共振器（１）は、本質的に、
導体ループ（２）と、導体ブリッジ（６）と、を備えて
構成されている。より詳細には、ループ（２）は、金属
または半導体リボンから形成されている。ループの形状
は、図１に示すような正方形形状とすることができる。
しかしながら、本発明は、この実施形態に限定されるも
のではなく、矩形形状や多角形形状や円形形状等といっ
たような様々な形状のループを含有している。図１にお
けるループ（２）は、ループの両端をなす２つのターミ
ナルセグメント（３，４）を有している。２つのセグメ
ント（３，４）は、互いに平行に配置されており、これ
により、ループは、閉塞することができる。ループ
（２）が囲む面積が、実質的に、共振器ループの等価イ
ンダクタンスの値を規定する。

【００３７】ループ（２）を形成しているリボンは、組
み込まれるべきマイクロ素子のタイプに応じて、様々な
技術を使用して得ることができる。電解製造プロセスを
使用する技術においては、リボンは、金属とすることが
でき、例えばシリカといったような絶縁性基体内にエッ
チングされたグルーブ内への銅の電解成長によって得る
ことができる。しかしながら、自己犠牲層によって互い
に隔離された複数の半導体材料層を使用した技術といっ
たような、他の技術も使用することができる。

【００３８】本発明の他の特徴点として、共振器（１）
は、金属材料または半導体材料から形成されたブリッジ
（６）を備えている。ブリッジ（６）は、ループ（２）
の両端をなす２つのセグメント（３，４）を跨いでい
る。ブリッジ（６）は、図２に図示されている。ブリッ
ジ（６）は、基体（１１）がなす面に対して平行なセグ
メント（７）と、水平セグメント（７）と基体（１１）
とを接続している２つのピラー（８，９）と、を有して
いる。ループ（２）のセグメント（３，４）と、水平セ
グメント（７）の対向面とが、キャパシタを形成してい
る。このキャパシタのキャパシタンスは、本質的に、ブ
リッジ（６）のセグメント（７）と、ループのセグメン
ト（３，４）と、の間の離間距離によって調節すること
ができる。

【００３９】本発明においては、ブリッジ（６）は、調
節可能な力の作用によって変形することができる。これ
により、水平セグメント（７）と、ループのセグメント
（３，４）と、の間の離間距離が調節できるようになっ
ている。

【００４０】このようにして、ブリッジ（６）の水平セ
グメント（７）と、ループのセグメント（３，４）と、
の間に存在するキャパシタンスの値を調節することがで
き、その結果、共振器の同調周波数を調節することがで
きる。

【００４１】実用的には、ブリッジ（６）は、様々な技
術によって得ることができる。電解成長技術において
は、ブリッジ（アーチ）（６）は、基体上に配置された
自己犠牲層の面上に銅をコーティングし、その後、自己
犠牲層を除去することによって、得ることができる。し
かしながら、ブリッジを銅から形成するのではなく、他
の金属や半導体からさえ形成するといったような、他の
技術を使用することもできる。

【００４２】ブリッジ（６）は、静電力の印加によって
変形することができる。この静電力は、ブリッジ（６）
と、ループのセグメント（３，４）と、の間への、直流
電圧の印加に起因する。この目的のために、ブリッジ
（６）は、トラック（１２）を介して接続パッド（１
３）にまで延長されている。この接続パッド（１３）に
対して、直流電圧が印加される。上述したように、ブリ
ッジの変形を引き起こす力は、静電力を起源とするもの
である必要はなく、例えば、膨張現象に起因する力や、
磁界の印加に起因する力、とすることもできる。

【００４３】図３に示すように、ループ（１６）は、１
よりも大きな複数のターン数を有することができる。こ
れにより、インダクタンスの値を増大させることがで
き、その結果、品質係数を向上させることができる。こ
の場合、ループのうちの、巻線中心（１７）と、ループ
の端部をなすセグメント（３）と、を接続している部分
（１８）は、巻線の残部（１６）の上または下に位置し
た層を形成している。

【００４４】また、図３に示すように、ループのセグメ
ント（３，４）は、複数のブリッジ（２１，２２，２
３）によって跨がれることができる。これらブリッジ
（２１，２２，２３）は、互いに平行に配置されてお
り、それぞれが、互いに個別の接続パッド（２４，２
５，２６）に対して印加される互いに個別の信号によっ
て制御される。

【００４５】セグメント（３，４）を跨ぐブリッジの数
を増やすことにより、一方においては、一組をなすブリ
ッジ（２１，２２，２３）とセグメント（３，４）とに
よって形成されるキャパシタ全体の表面積を増大させる
ことができ、他方においては、複数のブリッジの各々を
個別に制御することができる。このようにすることによ
り、大いなる正確さでもって、キャパシタンスの範囲を
容易に広範なものとすることができる。

【００４６】図１に図示された基本的共振器は、図４，
６，９，１１に図示されたようなより複雑なフィルタ内
に組み込むことができる。

【００４７】［第１実施形態］図４に示されたフィルタ
は、ループ（３２）とこのループ（３２）のセグメント
（３３，３４）を跨いでいるブリッジ（３６）とから形
成された基本的共振器を備えている。図示されていない
ものの、当然のことながら、ループ（３２）は、複数の
ターン数を有することができ、ブリッジ（３６）は、複
数の個別ブリッジへと分割することができる。

【００４８】このフィルタ（３０）は、セグメント（３
４）に対して平行に配置された付加的なトラック（３
１）を備えている。このトラック（３１）は、ループ
（３２）と同様にして形成されるものであって、ループ
（３２）のセグメント（３４）をも跨いでいるブリッジ
（３７）によって跨がれている。このブリッジ（３７）
は、ループ（３２）のセグメント（３４）およびトラッ
ク（３４）と共に、可変キャパシタを形成している。こ
の可変キャパシタは、ブリッジ（３６）と同様にして制
御される。特に、互いに平行に配置される複数の個別ブ
リッジを有して構成することができる。

【００４９】図４のフィルタの等価回路が、図５に図示
されている。ループ（３２）のインダクタンスは、実質
的に、図５におけるインダクタンス（Ｌ）に対応してい
る。ブリッジ（３６）がなす可変キャパシタは、図５に
おけるキャパシタ（Ｃ）に対応している。ブリッジ（３
７）が形成しているキャパシタは、図５における可変キ
ャパシタ（Ｃ１）に対応している。よって、ターミナル
（３８，３９）間において、図４のフィルタは、並列Ｌ
Ｃ回路に対してキャパシタ（Ｃ１）が直列接続されたも
のに対応している。ブリッジ（３６）の高さを変更する
ことにより、キャパシタ（Ｃ）のキャパシタンスを変更
することができ、これにより、共振回路（ＬＣ）の同調
周波数を変更することができる。キャパシタ（Ｃ１）の
キャパシタンスを変更することにより、フィルタのイン
ピーダンスを整合させることができる。

【００５０】［第２実施形態］図６，７，８は、フィル
タの第２実施形態を示している。このフィルタの構成
は、図６に示されている。このフィルタは、図４におけ
るフィルタを２個使用しており、ループどうしは、対向
配置で結合している。

【００５１】より詳細には、このフィルタ（４０）は、
２つの基本的共振器を備えている。各基本的共振器は、
ループ（４１，４２）を備えており、各ループは、２つ
の端部セグメント（４３，４４；４５，４６）を有して
いる。これら端部セグメント（４３，４４；４５，４
６）は、可変キャパシタ（４７，４８）をなすよう、跨
がれている。基本的共振器の各々は、付加的なトラック
（４９，５０）を備えている。各トラックは、セグメン
ト（４４，４６）の一方と共に、付加的なブリッジ（５
１，５２）によって跨がれている。

【００５２】ループ（４１，４２）のうちの領域（５
７，５８）は、互いに平行に配置されている。これら２
つの領域（５７，５８）は、領域（５７）を流れる電流
によって生成される磁界が他のループの領域（５８）内
に電流を誘起し得るように、また同様に、領域（５８）
を流れる電流によって生成される磁界が領域（５７）内
に電流を誘起し得るように、十分に接近して配置されて
いる。このように、ループ（４１，４２）によって形成
される各インダクタは、磁気的に結合している。

【００５３】図示していないものの、領域（５７，５
８）を跨ぐ付加的な導体ブリッジを設けることができ、
これにより、ループ（４１，４２）間に容量結合をもた
らすことができる。

【００５４】入力ターミナル（５３，５４）と出力ター
ミナル（５５，５６）との間における、このフィルタの
等価回路が、図７に示されている。図からわかるよう
に、キャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）は、メインブリッジ（４
７，４８）に対応しており、各基本的共振器の同調周波
数を決定する。キャパシタ（Ｃ３，Ｃ４）は、ブリッジ
（５１，５２）によって形成される減結合用（デカップ
リング）キャパシタに対応している。相互インダクタン
ス（Ｍ）は、ループ（４１，４２）の領域（５７，５
８）の間に存在する磁気結合に対応している。図８は、
異なるキャパシタの値に関しての、図６のフィルタの伝
送特性を示す４つの曲線を示している。

【００５５】実線で示す曲線（６０，６１）は、それぞ
れ、フィルタの反射パラメータ（Ｓ ₁₁）および透過パラ
メータ（Ｓ₁₂）に対応している。破線で示す曲線（６
２，６３）は、フィルタの整合を維持しつつもキャパシ
タンスを減少させて共振周波数を増大させたときの、そ
れぞれ同じパラメータに対応している。

【００５６】このタイプのフィルタは、特に、様々な標
準に適合可能であって携帯電話における前端バンドパス
フィルタとして使用することができる。より一般的に
は、マルチバンドかつマルチスタンダードのラジオ波レ
シーバにおいて使用することができる。

【００５７】［第３実施形態］図９，１０は、基本的共
振器を使用した他のフィルタを示している。

【００５８】すなわち、このフィルタ（７０）は、２つ
のループ（７１，７２）を備えており、各ループは、そ
れぞれ、端部セグメント（７３，７４；７５，７６）を
有している。ループ（７１）の端部セグメント（７３，
７４）は、ブリッジ（７７）によって跨がれている。ル
ープ（７２）の端部セグメント（７５，７６）は、ブリ
ッジ（７８）によって跨がれており、可変キャパシタを
形成している。

【００５９】加えて、ループ（７１）のセグメント（７
４）とループ（７２）のセグメント（７５）とは、付加
的な導体ブリッジ（７９）によって跨がれている。よっ
て、この付加的なブリッジ（７９）は、ループ（７１，
７２）によって形成される各共振器間に容量結合をもた
らす。

【００６０】さらに、ループ（７１，７２）の各々は、
付加的なトラック（８３，８４）のそれぞれに対向した
領域（８１，８２）を有している。トラック（８３，８
１）およびトラック（８２，８４）は、それぞれ、磁気
結合可能であるよう十分に接近している。フィルタ（７
０）は、トラック（８３，８４）の両端部に配置された
ターミナル（８５，８６；８７，８８）を備えている。

【００６１】図１０は、図９のフィルタの等価回路を示
している。図からわかるように、左側から見て、 −トラック（８１，８３）間における相互インダクタン
ス（Ｍ）と、 −ループ（７１）がなすインダクタンス（Ｌ）と、 −ブリッジ（７７）によって形成されたキャパシタ（Ｃ
₂）と、 −ブリッジ（７９）によって形成されたループ（７１，
７２）間における結合キャパシタ（Ｃ₁）と、 −ブリッジ（７８）によって形成されたキャパシタ（Ｃ
₃）と、 −ループ（７２）がなすインダクタンス（Ｌ）と、 −ループ（７２）の領域（８２）と、出力ターミナル
（８７，８８）間に位置した領域（８４）と、の間にお
ける相互インダクタンス（Ｍ）と、が形成されている。

【００６２】よって、様々なキャパシタ（Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ
₃） の値を変更することによって、フィルタの様々なポ
ールの相対的位置を変更することができる、あるいは、
中心周波数を変更することができる。領域（８３，８
１）間の磁気結合および領域（８２，８４）間の磁気結
合にも、また、変形可能ブリッジ（図示せず）を介した
容量結合を設けることができる。

【００６３】図９のフィルタの様々な反射パラメータお
よび透過パラメータは、第２実施形態におけるフィルタ
の反射パラメータおよび透過パラメータのそれぞれに類
似している。しかしながら、フィルタのバンド幅の調節
可能性と、入力カップリングと、は固定されている。

【００６４】［第４実施形態］図１１は、４個の基本的
共振器を使用した本発明による他のフィルタを示してい
る。

【００６５】より詳細には、このフィルタ（１００）
は、図６および図９に図示された各フィルタの組合せに
より得られている。すなわち、ループ（１０１，１０
２）は、図６におけるループ（４１，４２）と同様の構
成とされており、各ループ（１０１，１０２）の端部セ
グメント（１０５，１０６；１０７，１０８）は、それ
ぞれ、ブリッジ（１０３；１０４）によって跨がれてい
る。これらループ（１０１，１０２）は、さらに、付加
的なトラック（１０９，１１０）を有している。これら
トラック（１０９，１１０）は、ループ（１０１，１０
２）のセグメント（１０６，１０８）をも跨いでいるブ
リッジ（１１１、１１２）によって跨がれている。

【００６６】ループ（１０１，１０２）は、磁気結合を
形成する平行領域（１１３，１１４）を有している。こ
の磁気結合は、２つの領域（１１３，１１４）を跨ぐブ
リッジ（１１５）を介した容量結合によって、補強され
ている。

【００６７】フィルタ（１００）は、さらに、２つのル
ープ（１２１，１２２）を備えている。各ループ（１２
１，１２２）の端部セグメント（１２３，１２４；１２
５，１２６）は、それぞれ、ブリッジ（１２７；１２
８）によって跨がれている。

【００６８】これらループ（１２１，１２２）は、図９
のフィルタにおける中央部構造を使用している。

【００６９】加えて、２つのループ（１２１，１２２）
は、ループ（１２１）のセグメント（１２４）とループ
（１２２）のセグメント（１２５）とを跨ぐブリッジ
（１３０）によって、結合されている。

【００７０】ループ（１２１，１２２）は、それぞれ、
ループ（１０１，１０２）に対して結合されている。こ
の結合は、ループ（１０１，１２１）に関しては領域
（１３１，１３２）どうしを接近させることによって得
られており、また、ループ（１０２，１２２）に関して
は領域（１３３，１３４）どうしを接近させることによ
って得られている。この結合は、可変キャパシタを形成
するブリッジ（１３５，１３６）によって、補強するこ
とができる。

【００７１】図１２は、等価回路を示している。図から
わかるように、２つのキャパシタ（Ｃ₁，Ｃ₂）は、フィ
ルタの入力結合を調節し得るように機能している。図１
１におけるループ（１０１，１２１，１２２，１０２）
に対応した４個のインダクタ（Ｌ₁，Ｌ₂）が示されてい
る。接近していることにより、これら４個のインダクタ
は、結合しており、これら結合は、相互インダクタンス
（Ｌｍ₁，Ｌｍ₂）によって図示されている。図１２の上
側における２つのループは、相互キャパシタンス（Ｃ
ｍ）によって結合している。このように構成されている
ことにより、すべての共振器およびすべての結合構造
は、ゼロ透過やグループ時間の同一性を有したフィルタ
機能を形成することができる。特にバンド幅や中心周波
数やゼロ透過位置や入力インピーダンスといったような
すべてのフィルタパラメータは、キャパシタンスの値を
変更することによって調節することができる。

【００７２】図１３は、ターミナル（１４１、１４２；
１４３，１４４）の間において測定された、図１１のフ
ィルタの反射パラメータおよび透過パラメータを示して
いる。より詳細には、実線で示す曲線（１４５，１４
６）は、それぞれ、フィルタの反射パラメータ（Ｓ₁₁）
および透過パラメータ（Ｓ₁₂）を示している。破線で示
す曲線（１４７，１４８）は、調節可能なキャパシタン
ス値の変更後におけるそれぞれ同じパラメータを示して
いる。

【００７３】以上により、本発明による共振器、およ
び、本発明による共振器が組み込まれた様々なフィルタ
が、多くの利点を有していることは、明らかである。特
に、以下の利点が挙げられる。 −アース面が不要である。よって、平面特性を有してお
り、これにより、特定のマイクロ素子内にも、他の機能
を有したマイクロ素子内にも、また、前置集積回路に対
して直接的に上面上にも、非常に容易に組み込むことが
できる。 −非常に多数のポールを有したような複数のフィルタ内
に組み込むことができる。 −そのようなフィルタ内におけるすべての特性パラメー
タを変更することができる。とりわけ、同調周波数や、
ゼロ透過位置や、バンド幅を変更することができる。

【００７４】これら様々な利点により、１ＧＨｚ〜数十
ＧＨｚという非常に広い周波数範囲において使用可能な
様々なアナログフィルタを形成することができる。

【００７５】したがって、本発明による共振器は、特に
携帯電話という分野といったような、あるいはより一般
的には、複数の標準に適合し得るすべてのアナログおよ
びデジタルラジオデバイスといったような、ラジオ波や
マイクロ波応用において使用されるマイクロ素子内に容
易に組む込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 基本的共振器の構成を示す図である。

【図２】 図１におけるII−II’面に沿った断面図であ
る。

【図３】 図１の共振器の代替可能な実施形態を示す図
である。

【図４】 本発明による共振器を備えたフィルタの構成
を示す図である。

【図５】 図４のフィルタの電気的動作に関しての等価
回路を示す図である。

【図６】 ２つのポールを有したフィルタの構成を示す
図である。

【図７】 図６のフィルタの動作に関しての等価回路を
示す図である。

【図８】 図６のフィルタの反射と透過とに関しての伝
送特性を示すグラフである。

【図９】 ２つのポールを有した他のフィルタの構成を
示す図である。

【図１０】 図９のフィルタの動作に関しての等価回路
を示す図である。

【図１１】 ４つのポールを有した他のフィルタの構成
を示す図である。

【図１２】 図１１のフィルタの動作に関しての等価回
路を示す図である。

【図１３】 図１１のフィルタの反射と透過とに関して
の伝送特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 共振器（基本的電気共振器） ２ 導体ループ（リボン型導体） ３ セグメント ４ セグメント ６ 導体ブリッジ ７ 水平セグメント（一部） １６ ループ ２１ 導体ブリッジ ２２ 導体ブリッジ ２３ 導体ブリッジ ３０ フィルタ（基本的電気共振器） ３１ 付加的なトラック ３２ ループ ３３ セグメント ３４ セグメント ３６ 導体ブリッジ ３７ 導体ブリッジ ３８ ターミナル（第２ターミナル） ３９ ターミナル（第１ターミナル） ４０ フィルタ（電気共振器） ４１ ループ（リボン型導体） ４２ ループ（リボン型導体） ４３ 端部セグメント ４４ 端部セグメント ４５ 端部セグメント ４６ 端部セグメント ４７ メインブリッジ ４８ メインブリッジ ４９ 付加的なトラック ５０ 付加的なトラック ５１ 付加的なブリッジ ５２ 付加的なブリッジ ５７ 対向領域 ５８ 対向領域 ７０ フィルタ（電気共振器） ７１ ループ ７２ ループ ７３ 端部セグメント ７４ 端部セグメント ７５ 端部セグメント ７６ 端部セグメント ７７ 導体ブリッジ ７８ 導体ブリッジ ７９ 導体ブリッジ ８１ 対向領域 ８２ 対向領域 ８３ 付加的なトラック ８４ 付加的なトラック ８５ ターミナル（端部） ８６ ターミナル（端部） ８７ ターミナル（端部） ８８ ターミナル（端部） １００ フィルタ（電気共振器） １０１ ループ １０２ ループ １０３ ブリッジ １０４ ブリッジ １０５ 端部セグメント １０６ 端部セグメント １０７ 端部セグメント １０８ 端部セグメント １０９ 付加的なトラック １１０ 付加的なトラック １１１ ブリッジ １１２ ブリッジ １１３ 平行領域（対向領域） １１４ 平行領域（対向領域） １１５ ブリッジ １２１ ループ １２２ ループ １２３ 端部セグメント １２４ 端部セグメント １２５ 端部セグメント １２６ 端部セグメント １２７ ブリッジ １２８ ブリッジ １３０ ブリッジ １４１ ターミナル １４２ ターミナル １４３ ターミナル １４４ ターミナル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本的電気共振器であって、 −少なくとも１ターンを有してなるフラットループを形
   成するリボン型導体（２）であるとともに、両端部が２
   つの平行セグメント（３，４）を形成するリボン型導体
   （２）と；−該リボン型導体（２）の前記セグメント
   （３，４）を跨ぐアーチをなす導体ブリッジ（６）であ
   るとともに、前記セグメント（３，４）と、これらセグ
   メントを向く対向面と、によってキャパシタを形成す
   る、導体ブリッジ（６）と；を具備してなり、 前記ブリッジ（６）の一部（７）が、制御信号の作用の
   もとに前記ループの前記セグメント（３，４）に対して
   変位可能とされており、これにより、前記キャパシタの
   キャパシタンスを変更することができて、その結果、共
   振器の同調周波数を変更できるようになっていることを
   特徴とする基本的電気共振器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基本的電気共振器（３
   ０）において、 さらに、 −前記ループ（３２）の両端部をなす前記セグメント
   （３３，３４）に対して平行な付加的なトラック（３
   １）と； −該付加的なトラック（３１）と、前記ループ（３２）
   の両端部をなす２つのセグメントのうちの一方（３４）
   と、を跨いで配置され、可変キャパシタを形成する付加
   的な導体ブリッジ（３７）と；を具備していることを特
   徴とする基本的電気共振器。
3. 【請求項３】 請求項２記載の基本的電気共振器におい
   て、 −前記付加的なトラック（３１）上に配置された第１タ
   ーミナル（３９）と； −前記ループ（３２）の両端部をなす２つのセグメント
   のうちの、前記付加的な導体ブリッジ（３７）によって
   跨がれていない方のセグメント（３３）上に配置された
   第２ターミナル（３８）と；を具備していることを特徴
   とする基本的電気共振器。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の基本的
   電気共振器において、 少なくとも１つの導体ブリッジ（２１）が、少なくとも
   １つの他の導体ブリッジ（２２，２３）と組み合わされ
   て使用されており、 これら導体ブリッジは、互いに平行に配置されていると
   ともに、個別の制御信号によって駆動されるようになっ
   ており、これにより、幅広い範囲にわたって調節可能な
   可変キャパシタが形成されていることを特徴とする基本
   的電気共振器。
5. 【請求項５】 電気共振器であって、 請求項１または２に記載された基本的共振器が複数個組
   み合わされることによって形成されていることを特徴と
   する電気共振器。
6. 【請求項６】 請求項５記載の電気共振器（７０）にお
   いて、 少なくとも２つの前記基本的共振器が、これら基本的共
   振器のループ（７１，７２）のそれぞれの端部をなす２
   つのセグメント（７４，７５）を跨いで配置され可変キ
   ャパシタを形成する導体ブリッジ（７９）を介して、結
   合されていることを特徴とする電気共振器。
7. 【請求項７】 請求項５記載の電気共振器（４０）にお
   いて、 少なくとも２つの前記基本的共振器が、各リボン型導体
   （４１，４２）のうちの、互いに対向配置された各領域
   （５７，５８）を介して、結合されていることを特徴と
   する電気共振器。
8. 【請求項８】 請求項７記載の電気共振器において、 互いに対向配置された前記２つの領域が、可変キャパシ
   タを形成する導体ブリッジによって跨がれており、これ
   により、前記２つの基本的共振器の結合度合いが調節可
   能とされていることを特徴とする電気共振器。
9. 【請求項９】 電気共振器（７０）であって、 請求項１に記載された基本的共振器が複数個組み合わさ
   れることによって形成され、 請求項１に記載された２つの基本的共振器と；これら基
   本的共振器のループ（７１，７２）のそれぞれの端部を
   なすセグメント（７４，７５）を跨いで配置され可変キ
   ャパシタを形成する金属製導体ブリッジ（７９）と；を
   備えて構成されていることを特徴とする電気共振器。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の電気共振器において、 前記各基本的共振器のループ（７１，７２）のそれぞれ
    の領域（８１，８２）にそれぞれ対向配置されることに
    よりこれら各領域（８１，８２）と結合する２つの付加
    的なトラック（８３，８４）を具備し、 これら２つの付加的なトラック（８３；８４）の両端部
    （８５，８６；８７，８８）が接続ターミナルを形成し
    ていることを特徴とする電気共振器。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の電気共振器におい
    て、 前記付加的なトラックと、前記基本的共振器のループの
    うちの、対向領域と、をそれぞれが跨ぎ可変キャパシタ
    を形成する付加的な導体ブリッジを具備していることを
    特徴とする電気共振器。
12. 【請求項１２】 マルチ共振器であって、 請求項５〜９のいずれかに記載された共振器を複数具備
    してなり、 含有されている複数の基本的共振器のいくつかのループ
    どうしが、結合されていることを特徴とするマルチ共振
    器。