JP2003507917A - 改善された平衡性および場合によっては向上された阻止域抑圧を有するデュアルモード表面波フィルタ - Google Patents
改善された平衡性および場合によっては向上された阻止域抑圧を有するデュアルモード表面波フィルタInfo
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Abstract
Description
/SAW)フィルタ(DMSフィルタ)と称されるタイプの、極めて選択性の高
い高周波表面波フィルタに関する。このフィルタに対しては縦モード共振器フィ
ルタ(Longitudinalmodenresonatorfilter)という名称も使用される。このよう
な表面波フィルタとは、変換器および共振器など構造要素が圧電基板の表面に配
置されている電気機械式フィルタのことである。
を高めるために、上記のような2つのフィルタトラックが1つのフィルタにまと
められてカスケード接続されて基板に配置されているフィルタも作製かつ使用さ
れている。図13Aおよび13Bには、公知の1トラックDMSフィルタおよび
カスケード接続された公知の2トラックフィルタが示されており、ここでこの2
トラックフィルタは、互いに接続された1トラックDMSフィルタからなる。
射器構造体をそれぞれ有しており、またこれらの間に信号入力のためおよび信号
出力のために、それぞれ少なくとも1つの、変換器としてのインターディジタル
構造を有する。
が参照符号1で、別の2つの(第2の)変換器が参照符号21および22で、ま
た反射器構造体が参照符号31で示されている。ここで2つの変換器21および
22は、このフィルタにおいて形成され利用されるべき、配向5を有する表面波
4に対して、フィルタの入力側として電気的に並列接続されている。この図にも
示されているように、この入力側変換器は平衡または不平衡に作動可能であり、
すなわち両側において、平衡な信号入力側(IN bal/IN bal)によ
って作動させるか、または一方の側において、アース(IN ground)に
対して不平衡の入力側(IN unbal)によって作動させるかのいずれかが
可能である。この図において出力部として使用されている変換器1の端子は、平
衡な出力部である(OUT balおよびOUT bal)。ここで注意したい
のは、このようなフィルタでは、入力側および出力側を交換することができるこ
と、ないしは交換して利用できることである。
示のように互いに接続された2トラックないしは1トラックフィルタ10,11
0を含んでいる。図13Aの参照符号をここでも使用している。このカスケード
接続されたフィルタでは、例えば変換器1は、不平衡/平衡が選択される、フィ
ルタの入力部として設けられる。このフィルタの出力部は変換器1′である。残
りの変換器21,121,22,122はここでは、接続からわかるように結合
変換器(Koppelwandler)であり、これらの結合変換器によって2つのトラック
10および110が互いに結合されている。
よび1′とは、表面波の配向5に対して垂直な中心面Mに関してつねに鏡面対称
に実施され、このため、咬合するフィンガーの数は奇数である。2つの図ではこ
れは、例えば、変換器1および1′の、インターディジタル配置された5つずつ
のフィンガーである。
出力信号の平衡性をさらに改善することである。
。本発明の別の実施形態および発展形態は従属請求項に記載されている。
に記載されている。
ード1トラックフィルタは、図13Aと同様にここでも電気的に並列接続された
(第2の)変換器21および22を有し、これらは例えば入力側として設けられ
ている。この入力側は、平衡な入力側としても、また不平衡な入力側として作動
させることができる。参照符号11によって、ここでは本発明にしたがって実施
された(第1の)変換器が示されており、これは平衡に駆動すべき出力側変換器
として接続されている。この変換器11は本発明により偶数個の変換器フィンガ
ー、ここでは例えば4つのフィンガーを有する。この変換器は、本発明の枠内で
インターディジタルに咬合し合う任意の別の(実践に関連する)偶数個の変換器
フィンガーを有することができ、したがって従来技術とは原理的に異なる。すな
わち奇数個のフィンガーを有する変換器1とは異なるのである。
の出力信号を供給し、しかも課題のように極めて高い平衡性を提供する。
明に実質的であるのは、これらのフィルタと、従来技術(図13B)とがつぎの
点で異なることである。すなわち変換器11および111がここでも偶数個の電
極フィンガーだけを有する点で異なっていることである。本発明では、この第1
の変換器は、上に定義した(波の伝搬方向5に垂直な)中心面Mに関して、鏡面
対称でない。それにもかかわらずこのフィルタは、本発明のこのやり方によって
、改善された平衡性を示す。従来技術についてすでに説明したように(図13B
)、ここでは変換器11は、例えば任意に不平衡または平衡な入力部を構成し、
また変換器111は、フィルタの端子43a,43bを有する平衡な出力部を構
成する。2つの(第2の)変換器21および22ならびに121および122は
ここではそれぞれ結合変換器として、図示のように互いに接続されている。図2
のフィルタは、2つのトラック10と110との間の同相結合(Gleichtakt-Kop
plung)を有するフィルタである。図3のフィルタは、2つのトラック10と1
10との間の結合が逆相(Gegentakt)で行われるように構成されている。これ
は、結合変換器22および122が図2と比較して逆の極性の構造を有すること
によって実施される。図3でさらにわかるのは、このフィルタにおいてアース接
続が、図示のように任意に行えることである。
(第1の)出力側と示された変換器111が、電気的に直列接続された2つの変
換器区分1111および1112からなることである。この変換器区分はそれぞ
れ偶数のフィンガー個数を有する(4つずつのフィンガーが図示されている)こ
とも、または奇数のフィンガー個数を有することも可能である。このフィルタで
は、入力側(IN)から出力側(OUT)に1:4のインピーダンス変換が行わ
れる。
ラックに実施することの利点は、図1による本発明のフィルタによってすでに得
られる利点に加えて、さらに改善された平衡性が得られることである。
れる改善が、図13Bのフィルタに対して示されている。参照符号41によって
、達成された平衡性を表す測定曲線が示されており、これは、参照符号42によ
って示された所定の周波数帯域に対する周波数についてプロットされている。測
定曲線41は信号の比を表す。これは、端子43a,43bにおける2つの2ポ
ート測定において(アースに対して)測定されるべき個別の信号の比である。こ
こで測定装置に接続されていない端子は、測定システムの基準波動インピーダン
ス(Bezugs-Wellenwiderstand)で終端されている。図4aからわかるように曲
線43、すなわち振幅比の絶対値は、ほぼ0dB(図では参照符号44で示され
ている)である。図4Bに示されているのは、つまりここでも周波数帯域42に
対して、曲線141によって示されているのは、平衡な出力信号に対する位相差
Δφの経過である。図4Bからわかるのは、この位相差が周波数帯域全体にわた
ってほぼ値180°であることである(示されているのはΔφ−180°である
)。
る曲線145がプロットされており、これは図13Bの従来技術のフィルタにお
いて求めたものである。これにより、本発明によって達成された改善は図4から
明らかである。
形態である。図6のフィルタは、結合変換器の極性反転により、図2のフィルタ
の発展形態でもある。
ックフィルタであり、ここでこのフィルタは、トラック510と、フィルタにお
いてこのトラックに設けられた変換器とを有し、ここでこの変換器はすべて偶数
個の変換器フィンガーを有する。したがって本発明の理論は、図5のフィルタに
おいても実現されている。図5のフィルタでは、並列接続された複数(n)の(
第1の)変換器11a,11b,…,11nが設けられており、これらは図1の
第1の変換器11に相応する。図5ではこれらの変換器は、例えば平衡の出力部
として接続されてもいる。参照符号21a,21b,…、21n+1により同様
に偶数のフィンガー数を有する(第2の)(n+1)個の変換器が設けられてお
り、これらは図1の変換器21ないしは22に相応し、また図5でもフィルタの
入力側は互いに並列接続されてもいる。参照符号31によって、所属の反射構造
体が示されている。図5のこのような実施形態により、殊に広い帯域幅が達成さ
れる。
応する発展形態として実施されており、これはトラック610および6110を
有する。トラック610の構造は、図5のフィルタのトラック510および図2
のフィルタのトラック10の構造に相応する。発展形態としてトラック610は
、一方では変換器11a,11b,…,11nと、他方では変換器21a,21
b,…,21n+1とを含む。これらの変換器はそれぞれ互いに並列接続されて
おり、またこれらの変換器により、トラック610において入力側変換器として
、また出力側変換器として、図6からわかる接続も使用する。図6のフィルタの
第2トラック6110に対しても同様のことが当てはまり、これは変換器111
a,111b,…,111n;121a,121b,…,121n+1を有して
いる。図6のこの2トラックフィルタの1つおきの変換器11,111は、本発
明のこの実施形態ないしは図2ないしは図3のフィルタの発展形態である。ここ
で説明した手段によって、所定の帯域外における阻止域抑圧も改善することがで
きる。
的に)デュアルモードフィルタの高い阻止選択性を達成することが可能である。
こでは付加的に変換器11″のフィンガー個数がつねに偶数であることが含まれ
る。
のトラック10はここでは2つのトラック10′と10″に分割されており、こ
れはそれぞれ(中央の)トラック110′の半分の大きさのアパーチャを有する
ことである。図7のフィルタでは、変換器11′の端子aは変換器11″の端子
aに、また変換器11′の端子bは変換器11″の端子bに接続されている。す
なわち2つの(第1の)変換器11′および11″は電気的に並列接続されてい
るのである。2つのトラック10′および10″の(第2の)変換器(図2およ
び図7の結合変換器)の相互の接続、すなわち変換器21′および22′ないし
変換器21″および22″と、トラック110′の変換器221ないしは222
との相互の接続は、図7に示されている。ここでは同相接続が行われ、これは図
2と同じである。反射器構造体31′,31″は、トラック10の反射器構造体
31から、トラック10′および10″を分割することによって得られる。トラ
ック110′の反射器は参照符号31で示されている。
の発展形態の別の特徴である。図からわかるようにこれらは複数の区分に分割さ
れている。結合変換器22は、図から読み取れる2つの区分2211および22
12、すなわち2つのインターディジタル変換器からなり、ここでこれらは構成
上の構造により1つのユニットをなす。ここでは音響波フィールド(akustische
Wellenfeld)の位相は、変換器21ないしは222内で波の伝搬方向に垂直な
方向にそれぞれ一定である。端子間のインピーダンス差は4倍ないしは4分の1
である。同じことが結合変換器222とその区分2221および2222に当て
はまる。
つの入力側フィルタトラック10′と10″とが形成され、これはさらはフィル
タ構造に対称に挿入される。そこに含まれる第1および第2変換器11′,21
′、22′および11″,21″,22″のそれぞれのインピーダンスは、半分
にされたアパーチャのために、変換器11,21および22のインピーダンスの
2倍である。変換器11′および11″は並列接続されているため、図2のフィ
ルタの場合つまりトラック110におけるのと同じ大きさの入力インピーダンス
が得られる。変換器21′および21″ならびに22′および22″は、それぞ
れ図示の回路では直列接続されている。したがって個々の変換器のインピーダン
スは、図2の変換器21,22と比較して4倍である。しかしながら分割された
変換器221(変換器222も同様)は、相前後して接続された変換器区分から
なるため、その(221,222)インピーダンスも同様に、比較して4倍大き
い。
大きさのインピーダンスを有する。これは図1〜3のフィルタの場合と同じであ
り、このことは通例、実践において要求されるのである。
とは平衡性については測定曲線41から、または位相の経過については測定曲線
141からそれぞれ図8Aおよび8Bによりわかる。これらの図のさらなる説明
については図4Aおよび4Bについて示したことを参照されたい。図7のフィル
タは、平衡性についてさらに改善された構造に起因して、このようなフィルタの
基板の表面において殊に高い信号平衡性を有しており、さらにすでに述べたよう
に、改善された阻止域抑圧を有する。図9Aおよび9Bは、このフィルタの信号
の平衡性の曲線41と、所属の位相経過141とを、所定のフィルタ帯域42以
外の領域において示しており、ここでこのフィルタ帯域は2〜6GHzの周波数
領域にある。これらの図における点線の曲線45および145は、従来技術のフ
ィルタの比較の対象となる値を示している。
的に並列接続された2つの第1のトラック10′,10″と、第3のトラック1
10′とを有する。図7のこのフィルタはバランの機能を有する。曲線Eは図7
のフィルタの伝送特性を示しており、また曲線Stは図13Bによる従来技術の
2トラックフィルタの伝送特性を示している。
に、図1〜3の実施例の図6による発展形態と類似している(したがって図5に
よる発展形態と類似している)。そこでの説明は、図11による実施例に対して
も有効である。相応することが、図11にも利用された、これまでの図の参照符
号についても当てはまる。参照符号11′a,11′b,…によって、本発明に
したがってここでも偶数のフィンガー個数を有する(第1の)変換器と、トラッ
ク10′の点対称の構造とが示されている。相応のことが別のトラック10″の
(第1の)変換器11″a,11″b,…に対しても当てはまる。ここでもこれ
らのトラック10′および10″は、2トラックフィルタの1つのトラック10
に相当する。図11の中央にある第3のトラックの変換器111a,111b,
…も同様にこのような第1の変換器である。トラック10′,10″および11
0′のこれらの第1の変換器は、各トラック内で互いに電気的に並列接続されて
いる。ここではトラック10′および10″のこれらの並列回路は、互いに電気
的に並列接続されている。すなわちそれぞれaおよびbで示した端子が接続され
ることによって並列接続されているのである。図11では、この並列回路、すな
わち端子aおよびbがこのフィルタの入力側(IN)に指定されている。各トラ
ック10′および10″では、これらの(第1の)変換器がn個設けられている
。さらに、結合変換器として使用される、トラック10′および10″の(第2
の)変換器21′a,21′b,…,21′n+1および21″a,21″b,
…,21″n+1と、トラック110の221a,221b,…,221n+1 とが(n+1)個設けられている。これらの(第2の)変換器もこの図からわか
るように各トラックにおいて互いに電気的に並列接続されている。さらに図11
に示されているようにこれらの(第2の)変換器は、個々のトラック間で互いに
電気的に接続されている。すなわち、これらはその機能において、図示の3トラ
ックフィルタの結合変換器として接続されており、この3トラックフィルタはこ
の電気的な接続に起因して2トラックフィルタタイプのフィルタである。参照符
号31′,31″および31によって、各トラックの通例のトラックが示されて
いる。
る上記のマルチトラックフィルタによって利点が得られ、ここでこの利点は、一
方では例えば図6のフィルタにより、他方では図7のフィルタにより従来技術に
対して達成できる利点である。
の第2の変換器221a,…が示されており、これらは図7についてすでに説明
した区分2211および2212からなり、これらの区分は、電気的に直列接続
されており、波的音響的(wellenakustisch)には並列接続として作用する。
の第1および第2の変換器ないしは説明した実施形態のタイプに使用することが
可能である。すなわち重み付き変換器(図12A)として、および/またはイン
ピーダンス変換を有する変換器(図12B〜12D)として使用することが可能
である。図12Aのこのような変換器もすべて偶数のフィンガー個数を有する。
同じことは図12B,12Cおよび12Dの変換に対しても当てはまる。図12
Bの変換器は、1:4(ないしは4:1)のインピーダンス変換比を有する。図
12Cおよび12Dの変換器は、これらが(選択可能な)偶数ではないインピー
ダンス変換比を有する形成するように構成されている。本発明において実質的で
あり図12A〜12Dのこれらの変換器にの共通であるのは、これらの変換器が
その平衡性の点から点対称に実施されていることである。
す図である。
図である。
の線図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 平衡/平衡または不平衡/平衡の信号入力部および信号出力
部ないしは信号出力部および信号入力部を有するデュアルモード表面波フィルタ
において、 該デュアルモード表面波フィルタは、少なくとも1つのフィルタトラック(1
0,110,10′,10″,110′,510,610,6110)を有して
おり、 該フィルタトラックのそれぞれに、 少なくとも1つの第1の変換器(11,111,11′,11″,11a,1
1b,…,111a,111b,…,11′a,11′b,…,11″a,11
″b,…,111a,111b,…,)と、 第2の変換器(21,22,121,122,21′,22′,21″,22
″,221,222,21a,21b,…,22a,22b,…,121a,1
21b,…,122a,122b,…,21′a,21′b,…,21″a,2
1″b,…,221a,221b,…,)と、 反射器トラック(31)とを有しており、 前記の第1および第2の変換器は、選択的に入力側(IN)および出力側(O
UT)であるか、またはマルチトラックフィルタでは前記の第2の変換器は、当
該フィルタのトラックの結合変換器であり、 前記の第2の変換器も、1つまたは複数の第1の変換器も共に偶数個の変換器
フィンガーを有する(図1,2,3,5,6,7,11)ことを特徴とする、 デュアルモード表面波フィルタ。 - 【請求項2】 1トラックでの実施(510)では、 電気的に並列接続された複数の第1の変換器(11a,11b,…,)を有し
ており、および/または、電気的に並列接続された複数の第2の変換器(21a
,21b,…,)を有しており、 前記変換器は、選択的に一方ではフィルタの入力側として、他方ではフィルタ
の出力側として使用される並列回路(図5)を構成する、 請求項1に記載のフィルタ。 - 【請求項3】 マルチトラックでの実施では、 トラック毎に電気的に並列接続された複数の第1の変換器(11a,11b,
…;111a,111b,)と、 電気的に並列接続された複数の第2の変換器(21a,21b,…;121a
,121b,…)とを有しており、 前記第1の変換器は、選択的に一方ではフィルタの入力側として、他方ではフ
ィルタの出力側として使用される並列回路を構成し、 前記第2の変換器は、トラック(610,6110)の結合変換器である(図
6)、 請求項1に記載のフィルタ。 - 【請求項4】 マルチトラックでの実施では、 2つの第1のトラック(10′,10″)は、フィルタの入力側または出力側
に関して電気的に互いに並列接続されており、 2トラックフィルタ(図2,図3)の第2のトラックの形式にしたがう第3の
フィルタトラック(110′)が設けられており、 前記の2つの第1のトラック(10′,10″)は、当該トラックの第2の変
換器(21′,22′,21″,22″)によって、前記の第3のフィルタトラ
ック(110′)の第2の変換器(221,222)に電気的に結合されており
、 前記の第1のトラック(10′,10″)は、第3のトラック(110′)に
関して対称に基板の表面に位置付けられて配置されている(図7)、 請求項1に記載のフィルタ。 - 【請求項5】 各トラック(10′,10″,110′)にそれぞれ、電気
的に互いに並列接続されたn個の第1の変換器(11a,11b,…;11″a
,11″b,…;111a,111b,…)と、 電気的に互いに並列接続された(n+1)個の第2の変換器(21′a,21
′b,…;21″a,21″b,…;221a,221b,…)とが設けられて
いる(図11)、 請求項4に記載のフィルタ。 - 【請求項6】 各トラックの第1および/または第2の変換器(111,2
21,222,221a,221b,…)は、構造ユニットとして2つずつの変
換器区分(1211および1212,2221および2222)からなる変換器
であり、 各変換器の前記区分は、電気的には直列回路を形成し、かつ波的音響的は並列
回路を構成する(図7)、 請求項4または5に記載のフィルタ。
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