JP2009500928A - 改善された隣接チャネル抑圧を有するｈｆフィルタ - Google Patents

Abstract

ＨＦフィルタが提案され、このＨＦフィルタは、直列共振器（Ｓ１）及び少なくとも２つのそれぞれ並列分岐路に配置された並列共振器（Ｐ１、Ｐ２）を有する第１の部分フィルタ（ＴＦ１）を有し、ＤＭＳフィルタとして形成された第２の部分フィルタ（ＴＦ２）を有し、ベースプレート上にいくつかの内部ハウジング接点（ＧＫｉ）を有するハウジングを有し、このベースプレートは基板（ＳＵ）上の端子面に接続されており、これに比べて少数の外部ハウジング接点（ＧＫａ）を有し、これらの外部ハウジング接点はベースプレート内部に導かれる線路（ＤＬ１、ＤＬ２）を介して内部ハウジング接点（ＧＫｉ）に接続されており、第１の並列共振器（Ｐ１）及び第２の部分フィルタ（ＴＦ２）のアース端子のためのベースプレート内に又はベースプレート上に互いに別個に導かれた少なくとも２つの線路を有し、これらの線路は少なくとも２つ異なる外部ハウジング接点（Ｅ２、Ｅ４）に接続されている。

Description

ＨＦフィルタはとりわけ移動通信の端末機器において必要とされる。大抵の場合、ＨＦフィルタは移動無線システムにおける使用のために設計されており、これらの移動無線システムは異なるが近くに互いに隣り合う周波数帯域において送受信する。受信フィルタは通常はバンドパスフィルタとして構成され、このバンドパスフィルタの通過領域は少なくともＲＸ帯域の帯域幅に相応する。この場合、必要なのは、大抵の場合、これに所属するＴＸ帯域の周波数が抑圧されることである。

ＨＦフィルタの製造のためには様々なテクノロジーが適している。誘電体フィルタは個別Ｌ及びＣ素子から製造され、必要とされるフィルタ特性を提供するために多数の個別素子を必要とする。マイクロ波セラミックフィルタはコスト的に有利に製造可能であり、低い挿入損を有するが、小型化された端末機器への組み込みには通常大きすぎる。良好な電気的特性は体積音響波共振器又は表面弾性波構成素子に基づいて構成されるフィルタが与える。とりわけ有利なのはＳＡＷ又は表面弾性波構成素子であり、このＳＡＷ又は表面弾性波構成素子は僅少なサイズ及び／又は多数の調整すべき電気的パラメータによって際立っている。

ＳＡＷベース上のＨＦフィルタはＤＭＳフィルタ（Dual Mode SAW）として又はリアクタンスフィルタとして多数の共振器から構成され、これらの共振器は直列な又はこれに対して並列な分岐路においてラダータイプ配置又はラティス配置の形式で互いに結線されている。

僅少なサイズ及び簡単な製造可能性のほかに、ＨＦフィルタにおいては所与の帯域幅が必要とされ、通過帯域は阻止領域に向かって急峻なエッジで降下すべきである。通過領域における挿入損は、エネルギー損失を最小化するために、最小であるべきである。他方で、ＨＦフィルタは電力適合性を有するべきであり、高い入出力電力においてさえもつねに電極構造の損傷をうけない。

隣接チャネル抑圧の改善のために、ＲＸフィルタにおいて例えばＴＸ周波数の抑圧のために既に、２トラック３変換器ＤＭＳフィルタが入出力側において並列共振器に結線することが提案された。しかし、このような構造は不十分な電力耐性をもつものとして証明されており、比較的大きな挿入損を有する。

まったくのリアクタンスフィルタは十分な隣接チャネル帯域抑圧を達成するためにあまりにも多数の基本素子を必要とし、各基本素子は直列共振器及び並列共振器から構成される。しかし、基本素子の個数が増大するにつれてこのようなフィルタの挿入損は悪化する。

よって、本発明の課題は良好な隣接チャネル抑圧を有しかつこれを他の有利な特性と組み合わせるＨＦフィルタを提供することである。

本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴を備えたＨＦフィルタによって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項から得られる。

ＨＦフィルタが提案され、このＨＦフィルタは第１の及び第２の部分フィルタから構成される。第１の部分フィルタはリアクタンスフィルタとして設計され、少なくとも２つの並列共振器及び１つの直列共振器を有する。第２の部分フィルタはＤＭＳフィルタとして構成され、少なくとも２つの変換器を有する。十分な隣接チャネル抑圧を得るために、このフィルタは特別に設計されたハウジングの中に組み込まれ、このハウジングの中では第１の並列共振器及び第２の部分フィルタのアース端子が互いに別個にガイドされ、別個の外部ハウジング接点に引き込まれる。

これらの別個のアース線路によって、他の場合には出力側における望ましくない信号を引き起こす異なるフィルタエレメントの間のガルバニックなカップリングが低減されることが判明した。これらの望ましくない信号はその性質に応じて通過領域を妨害し、阻止帯域における望ましくないピークをもたらすか又は全く一般的に有効信号を抑圧すべき信号によって劣化させる。

第１及び第２の部分フィルタは共通の圧電基板上に構成され、そこで互いに結線されうる。第１の部分フィルタは有利には入力側に接続される。これは次のような利点を有する。すなわち第１の部分フィルタとして比較的電力耐性のあるリアクタンスフィルタが受信信号の電力の一部分を受け取り、この結果、第２の部分フィルタは、よってＤＭＳフィルタは比較的僅少な信号レベルを引き受ける。とりわけ隣接チャネルにおいてリアクタンスフィルタは電力のきわめて大きな部分を引き受ける。従って、ここに提案されるＨＦフィルタは全体として比較的良好な電力適合性を有するようになる。

ここに提案されるフィルタによって良好な隣接チャネル抑圧及び高いエッジ急峻度も達成される。この場合、リアクタンスフィルタの良好な近接領域抑圧が利用され、この良好な近接領域抑圧は極の適当な周波数位置によって、とりわけ並列共振器の共振周波数の適当な選択によって良好に調整される。良好な遠方領域抑圧はこれに対してＤＭＳフィルタによって提供される。両方の部分フィルタの組み合わせにおいて異なるフィルタタイプの有利な特性がこの組み合わされたＨＦフィルタにおいて加算される。

フィルタのハウジングはベースプレートを含み、このベースプレートは少なくとも１つの誘電体層を有し、この誘電体層は実質的に電気的には伝導性を持たない。複数の誘電体層においてそれぞれ２つの層の間に金属被覆平面が設けられる。この金属被覆平面には導体線路又は一般的に結線がパターニングされている。誘電体層を貫くスルーホールを介して少なくとも１つの金属被覆平面の導体線路及び回路エレメントは内部及び外部接点に接続されている。スルーホールとはこの場合１つ又は複数の誘電体層を貫いてガイドする導電性材料により充填された又は少なくとも１つのコーティングされた孔部と解釈してほしい。

内部ハウジング接点は第１及び第２の部分フィルタの基板接点の接続のために使用され、他方で外部ハウジング接点は外部回路周囲にフィルタを接続するために使用される。有利には、フィルタ入力側の最も近くにある第１の並列共振器のアース端子は他の線路からは分離して別個にハウジングを貫いて及びとりわけベースプレートを貫いて導かれ、直接第１の外部ハウジング接点に接続されている。これによって、第１の並列分岐路とのガルバニックなカップリング効果が外部回路周囲において場合によってはありうるインピーダンスによってしか引き起こされないことが達成される。普通はしかし外部アース接点は非常に良好に回路周囲のアースに接続されており、この結果、電気的クロストークの形式のガルバニックなカップリング効果は最小化される。

第１の並列共振器のアース端子と第１の外部ハウジング接点との間の接続は直線状に導かれ、次いでスルーホールとして構成される。これは、ハウジング乃至はハウジングのベースプレートの所与の厚さにおいてこの線路に結びついたインダクタンスが最小化されることを保証する。これによって共振器の極零点間隔の拡大が回避され、左側エッジの比較的大きいな急峻度が達成される。また非常に高い周波数における減衰がこれによって改善される。ガルバニックなカップリングに関して最適化されたベースプレートを貫くこの線路は第１の並列分岐路においてとりわけ有利である。なぜなら、この第１の並列分岐路の高い電力消費、すなわち高い電流フローは、層に起因してフィルタ入力側で他の線路及び金属被覆とのカップリングのための高い電位も有するからである。

その他に有利には、ハウジングを貫く他の線路とは別個に第２の並列共振器のアース端子をガイドし、外部ハウジング接点、例えば第１の並列共振器のハウジング接点と接続する。これにより第１の及び第２の並列共振器の２つのアース端子の接続がはじめて外部ハウジング接点の平面で行われ、この外部ハウジング接点は通常良好なアースであるか又は良好なアースと接続されており、この結果、この理由からだけでこれら２つのアース線路の間のガルバニックなカップリングが最小化される。

隣接チャネル抑圧の更なる改善のために、第２の直列共振器及び第３の並列分岐路において第３の並列共振器が設けられうる。第３の並列共振器のアース端子は有利には第２の外部ハウジング接点に接続されており、この第２の外部ハウジング接点は第１のハウジング接点と同一のものではない。

これにより、第１の並列分岐路と第３の並列分岐路との乃至はこれらの分岐路のアース端子のカップリングが低減される。

第２の部分フィルタが５つの変換器を有するＤＭＳトラックを有する場合、適当なフィルタ機能が得られる。代替的に、それぞれ３つの変換器を有する２つの電気的に並列に接続されたＤＭＳトラックを有する第２の部分フィルタを構成することも可能である。これによって、損失特性が１トラック３変換器ＤＭＳ装置に比べてはるかに改善される。

リアクタンスフィルタの性能改善のためには、少なくとも第１の直列共振器、有利には第１の並列共振器及び場合によっては更に別の直列共振器をカスケード接続すること、すなわち２つの直列に接続された部分共振器に分割することが提案される。カスケード接続された共振器のインピーダンスを保持するためには、逆に共振器面が拡大されなければならず、このことは共振器全体に対して例えば２カスケードにおいて分割されていない共振器に比べて共振器面の４倍化を意味する。これは電極指の個数の増大及び／又はアパーチャの拡大によって得られる。直列に接続された部分共振器の各々に印加される僅少な電圧とともに、これはカスケード接続された共振器の電力適合性の明らかな改善を生じる。

ＨＦフィルタは非対称入力側及び非対称出力側を有しうる。この場合、ハウジングは４つの外部ハウジング接点を有すれば十分である。これに対して出力側が対称的に接続されている場合、更に別のハウジング接点が必要であり、この結果、少なくとも５つの外部ハウジング接点がなければならない。しかし、より多くの外部ハウジング接点を設けることは常に可能であるが、これらの外部ハウジング接点はそれらの所要面積及び回路コストの上昇に関してフィルタを外部回路周囲と接続する際に通常不利である。しかし、大きな付加的なコストなしで奇数個の外部ハウジング接点を１だけ上げて次の偶数個にすることは可能である。

焦電効果に基づいて生じる電荷のフラッシュオーバによるフィルタの損傷を回避するためにベースプレート上で分離されたアースを基板に高オーミックに（例えば少なくとも１キロオームで）接続することは有意義である。これは例えば基板表面上の金属のメアンダ状の構造によって実現されうる。このような高オーミックな接続によってクロストーク、すなわち隣接チャネル抑圧は影響を受けない。

第２の部分フィルタにおいて互いに隣接する異なる変換器の末端の電極指が両方ともホットで又は両方ともコールドで接続されれば、改善されたエッジ急峻度が得られる。これは次のことを意味する。すなわち、異なる変換器の両方の隣接する電極指が両方とも信号線路に又は両方ともアース端子に接続される。

部分フィルタを有する基板がハウジングの中でベースプレートと蓋との間に配置され、この蓋が少なくとも１つの導電層を含む場合、遮蔽及び密度に関して改善されたハウジングが得られる。遮蔽の改善のためには、蓋が導電的にベースプレート内のアース接続に及びさらにフィルタのアース端子に乃至はアースに接続されたＨＦフィルタの外部ハウジング接点に接続される。ハウジングの導電性の蓋は複数の地点を介してアース接続にベースプレート内で又はベースプレート上で接続されうる。こうして蓋を介してフィルタの異なるアース端子が互いに接続され、これらのアース端子はベースプレート内で又は基板上で分離されている。有利には蓋は非対称的に結線に接続されている。入力側の改善された蓋のアース接続が有利であり、この改善されたアース接続は出力側よりも多くの並列に導かれ接続されたスルーホールを介して行われる。

通常は両方の部分フィルタのための基板上に存在するアース端子の個数は外部ハウジング接点の個数を上まわる。従って、ハウジングの内部で、とりわけベースプレートの内部で少なくとも２つの電気的に互いにアイソレートされた内部アース面を設けることが提案され、これらの内部アース面はそれぞれ第１及び第２の部分フィルタの複数のアース端子を互いに接続する。これらの内部アース面はまたスルーホールを介して外部ハウジング接点に接続される。

この場合、内部アース面を外部ハウジング接点に接続するために複数のスルーホールを使用することが可能であり、これによって共通のアース分岐路にあるインダクタンスは低減される。これはこうして接続されたアース分岐路のガルバニックなカップリングを低減し、従って、フィルタの選択特性（Selektionsverhalten）を改善する。

通過帯域の更なる改善及びとりわけ比較的急峻な左側エッジは、並列共振器に対して並列にキャパシタンスが接続される場合に得られる。このような並列キャパシタンスは、共振器の極零点間隔を低減し、従ってエッジ急峻度を改善するために周知である。これは有利には基板表面上の金属構造の形式において実現される。例えば、キャパシタンスを櫛形電極構造として構成することが可能である。この櫛形電極構造ができるだけ純粋なキャパシタンスとして作用し、放射される波の形式の損失を発生しないことを達成するためには、有利には、これに対して第１の及び第２の部分フィルタの変換器の電極指周期よりも明らかに小さい電極指周期を選択する。

櫛形電極構造として実現されたキャパシタンスからの音響波の放射を阻止する更に別の可能性は、この櫛形電極構造を回転させ、波が励起されない基板の水晶軸に沿って配向することである。例えばタンタル酸リチウム（ＬＴ）から成る基板が使用される場合、これは９０度の回転により達成される。しかし、キャパシタンスは他のやり方で形成された金属構造によっても実現されうる。

以下では、提案されるＨＦフィルタを実施例および付属の図面に基づき詳細に説明する。これらは全く概略的に図示されており、従って正確なスケールでは図示されていない。

図１は第１の及び第２の部分フィルタの第１の可能な電極構造を示し、
図２は２層ベースプレートの３つの金属被覆平面を示し、
図３は１層及び２層ベースプレートを有するハウジングの様々な概略的な断面図を示し、
図４はフィルタエレメントの可能な結線の等価回路図を示し、
図５は第１及び第２の部分フィルタのための第２の電極構造を示し、
図６は並列キャパシタンスの実現のための様々な可能性を示し、
図７は従来技術と比較した本発明のフィルタの伝達曲線を示し、
図８及び９は内部アースがハウジング内で互いに接続されているテスト構造と本発明のフィルタの伝達曲線を比較し、
図１０は非対称的な接続と比較したハウジング蓋の対称的な接続の効果を示し、
図１１は２つの部分共振器に１つの共振器を分割する２つの可能性を示す。

第１の部分フィルタに対する有利なトポロジは３つから５つまでの基本素子からなり、これらの基本素子はフィルタ入力側から見て共振器順序ＰＳＰＳＰ乃至はＰＳＰＳＰＳで実現され、Ｐは並列共振器を表し、Ｓは直列共振器を表す。
図１は第１及び第２の部分フィルタのための圧電基板上の金属被覆構造を示し、第１の部分フィルタに対しては６つの共振器Ｓ、Ｐが使用され、これら６つの共振器Ｓ、Ｐは順序ＰＳＰＳＰＳに接続されており、５つの基本素子を形成する。第１の並列共振器Ｐ１は第１の並列分岐路に配置されており、この第１の並列分岐路は直接入力側ＩＮに接続されている。
同様に直接入力側ＩＮに第１の直列共振器Ｓ１が接続されている。それぞれ２つの直列共振器の間には並列共振器を有する並列分岐路が設けられている。第１の部分フィルタにおける末端の第３の直列共振器Ｓ３は第２の部分フィルタの入力側に接続されている。

第２の部分フィルタＴＦ２は５つの櫛形電極変換器から成り、３つの変換器は第１の部分フィルタの入力側乃至は出力側に接続され、２つの変換器は出力側ＯＵＴに接続されている。入出力側と接続された変換器は交互に配置されている。個々の変換器の電極指配置は第２の部分フィルタではシングルエンデッドモードで、すなわち両側で非対称な動作方法で構成されており、入力側変換器の末端の電極指及び出力側変換器のダイレクトに隣接した末端電極指はここではそれぞれホットな電位に設けられている。各変換器は２つの互いにかみあった櫛状の電極構造から成り、インターデジタル構造とも呼ばれる。それぞれ複数の電極指は共通のバスバー（Busbar）に接続されている。１つのバスバーに信号が印加される間に、同じ変換器の他のバスバーはそれぞれアース端子ＭＡに接続される。第２の部分フィルタＴＦ２では３つの入力側変換器が並列に接続されており、そのホットなバスバーによって第３の直列共振器の出力側に接続されている。同様に２つの並列に接続された出力側変換器の２つのホットなバスバーは出力側ＯＵＴに接続されている。よって、ここに図示されたフィルタは両側で非対称に動作され、その結果入出力側では信号を導く線路だけが必要となる。原理的にはここでも実際の全てのＨＦフィルタと同様に、フィルタの入力側及び出力側を交換することができる。

更に別の端子には第１の部分フィルタＴＦ１がそれぞれ３つの並列共振器の各々に対してそれぞれ１つのアース端子を有し、他方で第２の部分フィルタＴＦ２は５つの変換器の各々に対してそれぞれ１つのアース端子を有する。これは全部で８つのアース端子、１つの入力側及び１つの出力側を意味しており、これらの８つのアース端子、１つの入力側及び１つの出力側は基板表面上に端子パッドとして又はハンダ付け可能な金属被覆された面として形成される。

図２は概略的な構成においてハウジング内部に実現される結線の可能な実施形態を３つの金属被覆平面に基づいて示している。図２ａはハウジングのベースプレートＧＰの表面を示し、このベースプレートＧＰはフィルタの端子の個数に相応する個数の内部ハウジング接点ＧＫｉを有する。図１に図示された実施例に関連してこれらは１０個の接点である。しかし、選択された実施例においては、図１において下方に図示された３つのアース端子ＭＡが既に基板上で互いに接続される。このために、出力側変換器に接続された２つの端子が別個に内部ハウジング接点ＧＫｉに導かれ、この結果、９個の内部ハウジング接点が基板上の端子の接続のために必要である。図２ａには１０番目の端子が図示されており、この１０番目の端子は対称性の理由からだけで導入されており、ハウジングの安定性に使用される。さらに、図２ａに図示されたベースプレートの表面上には蓋接点端子面ＤＫが設けられており、この蓋接点端子面ＤＫは電気的にハウジング蓋にもベースプレート内部のアース接続にも接続されている。従って、これらの蓋接点端子面は基板ＳＵの外側に設けられた面に配置されており、この面は図２ａでは一点鎖線によって示されている。

図２ｂは中間金属被覆平面の金属被覆を示し、この中間金属被覆平面は誘電体層ＤＬ１によって図２ａに図示された金属被覆平面から及び更なる誘電体層ＤＬ２によって図２ｃに図示された金属被覆平面から分離されている。これらの誘電体層は有利にはセラミックからなるが、他の材料から、とりわけプラスチック材料又はガラスから成るのでもよい。図２ｂの中間金属被覆平面には２つのアース面Ｃ２及びＣ４が設けられている。上部金属被覆平面へのスルーホールは×印によって示されている。従って、アース面Ｃ２は上部金属被覆平面の５つの内部ハウジング接点に接続され、従って、フィルタの５つのアース端子と接続されている。さらに、内部アース面Ｃ２は第１の金属被覆平面の蓋接点端子Ｌ３と接続されている。第２のアース面Ｃ４はアース端子のためのただ１つの内部ハウジング接点（Ｇ２）ならびに２つの蓋接点端子Ｌ１、Ｌ２と接続されている。導体線路構造Ｃ３は第２の部分フィルタＴＦ２の出力側変換器の２つの端子の間の電気接続を表している。これに対して更に別のアイソレートされた導体線路Ｃ１は入力側ＩＮのために設けられた内部ハウジング接点Ｉ１と接続されている。中間金属被覆平面の更なる接点Ｃ５はアース端子Ｇ１のために設けられた内部ハウジング接点と接続されている。

図２ｃは下部金属被覆平面を示し、この下部金属被覆平面は４つの外部ハウジング接点ＧＫａにより形成されている。中間金属被覆平面へのスルーホールはここでも×印で示されている。ここから、第１の外部ハウジング接点Ｅ１はスルーホールを介して導体線路Ｃ１に接続されており、この導体線路Ｃ１はスルーホールを介して第１の部分フィルタの入力側に接続されていることになる。第３の外部ハウジング接点Ｅ３はスルーホールを介して導体線路Ｃ３に接続されており、この導体線路Ｃ３はまた第２の部分フィルタの２つの出力側変換器の２つの端子に接続されている。内部アース面Ｃ２は３つのスルーホールを介して第２の外部ハウジング接点Ｅ２に接続されている。４番目の外部ハウジング接点Ｅ４は２つのスルーホールを介して内部アース面Ｃ４及びスルーホールを介して中間金属被覆平面の端子Ｃ５に接続されている。

図３Ａは図２に示された切断ラインＡ−Ａ’に沿ってベースプレート、基板及びハウジングの蓋の断面を示す。この図から分かることは、基板ＳＵがここではバンプＢＵとして構成されたハンダ接続を介してベースプレートＧＰの表面上の内部ハウジング接点に接続されていることである。同様にベースプレートＧＰ上にはハウジング蓋Ｄが載置されており、このハウジング蓋Ｄは基板ＳＵを自らの下に保護している。例えばハウジング蓋Ｄは金属被覆されたフォイルとして構成されており、このフォイルは基板を介してベースプレートＧＰの表面にラミネート加工されている。しかし、蓋Ｄは弾力のないようにも構成でき、ベースプレート上に載置されている。基板ＳＵとベースプレートＧＰの表面の間のスペースを基板の縁部において密閉し、蓋を表面の直接金属被覆によって製造することも可能である。

図２に図示された金属被覆パターンに従って、ベースプレートＧＰは、ここで、ベースプレートの表面の第１の金属被覆平面及び第１と第２の誘電体層との間の第２の金属被覆平面及び底面の第３の金属被覆平面を有する第１及び第２の誘電体層ＤＬ１、ＤＬ２を含む。金属被覆平面間の電気的接続はスルーホールを介してつくられ、これらのスルーホールは例えば誘電体層を貫く金属被覆された開口部として構成されている。スルーホールの内部の金属被覆は孔部を密閉することができるか又は相応の孔部の縁部だけを被覆することができる。

金属被覆平面の金属被覆は例えばプリントされるか又は薄膜又は厚膜方法において製造される。

薄膜及び厚膜技術の組み合わせによって金属被覆を構成することも可能である。
例えば、ベース金属被覆はパターニングされて塗布され、ガルバニックに強化されうる。

図３Ａから、第１の並列共振器Ｐ１のアース端子に接続されている内部ハウジング接点Ｇ１は２つの重なり合って配置されたスルーホールによって２つのセミラック層を貫いて直接外部ハウジング接点Ｅ４に接続されていることがわかる。第２の金属被覆平面の金属被覆Ｃ４及びＣ１によって接続された内部ハウジング接点Ｇ２及びＪ１はまずこの平面においてずらされて相応の外部ハウジング接点に接続されている。金属被覆された蓋は蓋接点端子面Ｌ２によってスルーホールを介して中間金属被覆平面の金属被覆面Ｃ４と接続され、さらに別のスルーホールを介して外部ハウジング接点Ｅ４に接続されている。

図３Ｂは概略的な断面図においてフィルタを示し、このフィルタでは基板ＳＵがベースプレートＧＰ及び蓋Ｄから成るハウジング内に貼り付けられ、ボンディングワイヤ接続によって接続されている。外部ハウジング接点へのスルーホールはこの図には図示されていない。

図３Ｃは概略的な断面図においてフィルタを示し、このフィルタではハウジング下部が１層のベースプレートＧＰ及びフレームから形成され、このハウジング下部の上に基板ＳＵが蓋として載置されている。内部ハウジング接点への基板ＳＵの接続は例えば金属構造物を介して、とりわけバンプを介して可能である。

図４は、ベースプレート内に設けられた接続及びその寄生インダクタンス（引き込み線インダクタンス（Durchfuehrungsinduktivitaeten））を含めてフィルタの概略的な等価回路図を示す。この図には様々なフィルタエレメントが箇所乃至はその由来に従って分離されている。よって、上から下へと基板上のフィルタ構造のレベル、内部ハウジング接点のレベル、引き込み線インダクタンスの形式でしか分からない第１の誘電体層ＤＬ１のレベル、中間金属被覆平面、その引き込み線インダクタンスを有する第２の誘電体層ＤＬ２、そして最後に外部ハウジング接点ＧＫａのレベルが区別される。基板上のインダクタンスは無視されている。最も上の金属被覆レベルには内部ハウジング接点ＧＫｉがあり、接点Ｉ１は入力側に、Ｇ１は第１の並列共振器Ｐ２に、Ｇ２は第２の並列共振器Ｐ２に、Ｇ３は第３の並列共振器Ｐ３に接続されている。出力側端子の側の第２の部分フィルタＴＦ２のアース接点は既に基板金属被覆ＳＭのレベルにおいて互いに及び唯一の内部ハウジング接点Ｇ７に接続されている。ハウジング接点Ｇ４及びＧ５には第２の部分フィルタの残りの２つのアース端子が接続されている。２つの出力側はハウジング接点Ｏ１及びＯ２に接続されている。

この図からは、第１の２つの並列共振器Ｐ１及びＰ２のアース端子が互いに別個にハウジングのベースプレートを貫いて導かれ、ようやく最も下の金属被覆平面で外部ハウジング接点Ｅ４に接続されていることが良く分かる。これによってこれら２つの並列共振器は良好に互いにデカップリングされている。第２の部分フィルタの２つの出力側は互いに別個に中間金属被覆平面ＭＭまで導かれ、ようやくそこで金属被覆Ｃ３を介して接続される。第３の並列共振器のアース端子ならびに第２の部分フィルタの全アース端子は中間金属被覆平面ＭＭの金属被覆面Ｃ２に接続され、そこから３つの並列なスルーホールを介してアース端子を表す外部ハウジング接点Ｅ２に接続される。

図４に図示されたアース接続スキームは、選択された図１に図示された実施例に最適化されており、選択性及び隣接チャネル抑圧に関して最適な特性を示す。より多くの外部ハウジング接点が使用できるならば、さらに第１及び第２の並列共振器のためのアース端子を分離し、別個の外部ハウジング接点に導くことが可能である。次のステップでは、さらに第３の並列共振器のためのアース接点が独自の外部ハウジング接点に導かれうるだろう。入力側及び出力側変換器に関して第２の部分フィルタのアース端子の分離も選択性及び隣接帯域抑圧をさらに改善するだろう。

ハウジング乃至はここでは多層構造として実現されたベースプレートは、引き込み線インダクタンスが最小であるように最適化されている。これはとりわけ短いスルーホール乃至は誘電体層の僅少な厚さによって達成されるが、並列に接続された引き込み線を介しても達成される。さらにインダクタンスはスルーホールの幾何学的な実施形態を介して影響を受ける。スルーホールの僅少なインダクタンス値によって急峻なエッジを有する通過帯域が得られる。複数のアース端子が中間金属被覆平面ＭＭにおいて統合され、唯一のスルーホール、例えば内部金属面Ｃ２をハウジング接点Ｅ２に接続するスルーホールを用いて外部ハウジング接点に導かれるならば、この最後の共通スルーホールはそのインダクタンス値に関してとりわけクリティカルであり、アース端子のカップリングにとりわけ強く影響を与える。よって、第２の誘電体層を第１の誘電体層よりも薄く形成することは有意義である。

図４に図示された例示的なフィルタのヴァリエーションにおいて、内部ハウジング接点Ｇ３及びＧ７に接続されたアース端子を既に基板において互いに接続することが可能であり、しかもそのうえより高い選択性が得られる。ハウジング蓋Ｄの接続は図４には図示されていないが、このハウジング蓋Ｄを介してアース面Ｃ２及びＣ４が間接的に接続されている。Ｃ２もＣ４も直接的に良好なアースＥ２及びＥ４に接続されているので、蓋の影響はなるほど最小化されているが、後で図１０が示すように依然として明瞭な影響が存在する。
等価回路図には高オーミックな接続は図示されていないが、基板の焦電特性によって生じる電荷を構成素子に対して無害に逃すために、この高オーミックな接続によってハウジング接点Ｇ１、Ｇ２、Ｇ７及びＧ３乃至はこれらに接続された基板上の端子が互いに接続される。これらの電荷はとりわけ温度変化においてあらわれ、フラッシュオーバの際に金属被覆構造又は基板を損ない又はまったく破壊してしまう。

図５には図１に図示された２つの部分フィルタのための金属被覆スキームが、出力側における対称的な動作が可能となるように変化されている。このために、一方の（右側の）出力側変換器の電極構造は他方の出力側変換器に対して鏡像的に配置されており、この結果、２つの出力側端子において２つの１８０度だけ異なる乃至は位相シフトされた信号が得られる。よって、付加的な信号に対しては付加的な外部ハウジング接点が必要である。図４に図示された結線を変更して、出力側で対称的に動作されるフィルタでは２つの出力側端子が互いに別個にベースプレートを貫いて導かれ、別々の外部ハウジング接点に接続される。従って、最小限必要な外部ハウジング接点の個数は５個に増大する。

図６は並列共振器に対して並列に接続されたキャパシタンスを示し、これらのキャパシタンスによってフィルタのエッジ急峻度が改善され、しかもとりわけ通過帯域の左側エッジの急峻度が改善される。これらのキャパシタンスは有利には基板表面上に端子面の形式で又は櫛形電極構造として実現される。図６ａは概略的な等価回路図におけるこのようなキャパシタンスを示す。図６ｂは互いに隣接した金属被覆面としての実施形態を示し、これらの金属被覆面の間にキャパシタンスＣＡが形成されうる。図６ｃは櫛形電極構造として形成されたキャパシタンスを示し、このキャパシタンスは並列共振器の変換器よりも僅少な電極指周期を有する。図６ｄは同様に櫛形電極構造を示し、この櫛形電極構造は基板上の配向において並列共振器の配向に対して９０度だけ回転されている。さらに電極指周期は櫛形電極変換器の電極指よりもさらに小さくてもよい。直列共振器に対して並列に接続されたキャパシタンスＣＡによって、通過帯域の右側エッジの急峻度も改善されうる。

図７は従来技術によるフィルタの伝達関数（曲線ｂ）と比べた本発明のフィルタにより得られる伝達関数Ｓ２１（曲線ａ参照）を示し、この従来技術によるフィルタは直列に接続された２つの３変換器ＤＭＳ構造及びさらに入力及び出力側にそれぞれ１つの並列共振器を含む。本発明により提案されたフィルタはエッジ急峻度に関しても隣接チャネル抑圧に関しても明らかに改善されている。

図８には２つの例示的な伝達曲線Ｓ２１に基づいてもう一度どのような効果を分離されたアースがフィルタ特性に対して示すかを図示する。２つのフィルタの通過曲線Ｓ２１が比較され、しかも本発明で提案されたような図４により形成されたフィルタ（曲線ａ参照）が、中間金属被覆平面ＭＭのアース面Ｃ２及びＣ４が直接互いに接続されている類似のフィルタ（曲線ｂ参照）と比較される。明らかに（左側エッジの）エッジ急峻度及び隣接チャネル抑圧に関して明瞭な効果が示されている。

図９も、本発明の図４により形成されたフィルタの通過曲線（曲線ａ参照）と中間金属被覆平面ＭＭにおいて地点Ｃ４及びＣ５に相応する第１の２つの並列共振器のアース接点が互いに接続されているフィルタの通過曲線（曲線ｂ参照）とを比較することによって、分離されたアースガイドの利点を示す。ここでも選択性の改善及びとりわけ改善された隣接帯域抑圧が示されている。

図１０には本発明により提案され行われた蓋の電気的接続により惹起される効果が図示されている。ここでは図２のように接続された蓋の通過曲線ａが比較され、この蓋は内部ハウジング接点Ｌ３及びスルーホールを介してアース面Ｃ２に接続されならびに内部ハウジング接点Ｌ１及びＬ２及びそれぞれスルーホールを介してアースＣ４に接続されている。このフィルタがアース面Ｃ２及びＣ４に同一の個数のスルーホールが導かれる対称的に接続された蓋（曲線ｂ）と比較される。非対称的な蓋接続によっても同様に選択性及びとりわけ隣接チャネル抑圧に関してポジティブな効果が得られる。

図１１は直列に接続された２つの部分共振器ＴＲ１及びＴＲ２に分割されている共振器を示す。電極指配置は図１１ｂにおいて２つの部分共振器で音響波の位相が一致するようになっている。図１１ａではこれに対して音響波の位相が２つの部分共振器において１８０°だけずれている。部分共振器に分割された共振器は直列共振器としても並列共振器としても使用され、相応の共振器の電力適合性を改善する。

ここで提案されたフィルタは実施例に限定されるものではなく、使用可能な外部ハウジング接点の数に依存して本発明の枠内で変更できる。ハウジングはたった１つの又は更なる誘電体層及び更なる金属被覆平面から構成されうる。材料に関してもここで提案された材料からの逸脱は可能である。第１の部分フィルタは別個の第２の基板上に配置されるか又はＳＡＷ共振器とは別の共振器から、例えば体積音響波ＢＡＷにより作動する共振器から構成されうる。

第１の及び第２の部分フィルタの第１の可能な電極構造を示す。 ２層ベースプレートの３つの金属被覆平面を示す。 １層及び２層ベースプレートを有するハウジングの様々な概略的な断面図を示す。 フィルタエレメントの可能な結線の等価回路図を示す。 第１及び第２の部分フィルタのための第２の電極構造を示す。 並列キャパシタンスの実現のための様々な可能性を示す。 従来技術と比較した本発明のフィルタの伝達曲線を示す。 内部アースがハウジング内で互いに接続されているテスト構造と本発明のフィルタの伝達曲線を比較する。 内部アースがハウジング内で互いに接続されているテスト構造と本発明のフィルタの伝達曲線を比較する。 非対称的な接続と比較したハウジング蓋の対称的な接続の効果を示す。 ２つの部分共振器に１つの共振器を分割する２つの可能性を示す。

符号の説明

ＳＵ 基板
ＴＦ１ 第１の部分フィルタ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 直列共振器
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 並列共振器
ＴＦ２ 第２の部分フィルタ
ＧＫｉ 内部ハウジング接点
ＧＫａ 外部ハウジング接点
ＧＰ ベースプレート
ＤＬ１、ＤＬ２ 誘電体層
ＴＲ１、ＴＲ２ 部分共振器
Ｄ 蓋
Ｇ１〜Ｇ５ アースのための内部ハウジング接点
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 蓋接点端子面
Ｉ 入力側のための内部ハウジング接点
Ｏ 出力側のための内部ハウジング接点
Ｃ１〜Ｃ５ 内部金属被覆面
ＭＭ 中間金属被覆平面
ＣＡ キャパシタンス
ＭＡ アース端子
Ｅ１〜Ｅ４ 外部ハウジング接点
ＶＩ スルーホール
ＢＵ バンプ
ＩＮ 入力側
ＯＵＴ 出力側

Claims (25)

1. ＨＦフィルタにおいて、
   少なくとも１つの基板（ＳＵ）を有し、
   該基板（ＳＵ）上に配置された第１の部分フィルタ（ＴＦ１）を有し、該第１の部分フィルタ（ＴＦ１）は直列共振器（Ｓ）及びそれぞれ並列分岐路に配置された２つの並列共振器（Ｐ）を含み、
   ＤＭＳフィルタとして形成された第２の部分フィルタ（ＴＦ２）を有し、
   ハウジングを有し、該ハウジングは、少なくとも１つの誘電体又は非導電層（ＤＬ）を有するベースプレート（ＧＰ）を含み、該ベースプレート（ＧＰ）上にいくつかの内部ハウジング接点（Ｉ、Ｇ、Ｏ）を含み、該内部ハウジング接点（Ｉ、Ｇ、Ｏ）は基板上の接点面に接続されており、さらにこれら内部ハウジング接点に比べて少数の外部ハウジング接点（ＧＫａ）をベースプレートの下面に有し、前記外部ハウジング接点（ＧＫａ）はハウジング内部に導かれた線路を介して前記内部ハウジング接点と接続されており、
   第１の並列共振器及び第２の部分フィルタのアース端子のための前記ベースプレートの中に又は前記ベースプレートの上に互いに別個に導かれた少なくとも２つの線路を有し、該線路は少なくとも２つの異なる外部ハウジング接点に接続されている、ＨＦフィルタ。
2. ベースプレート（ＧＰ）が少なくとも２つの誘電体層（ＤＬ１、ＤＬ２）及びこれらの誘電体層の間に配置された結線のためにパターニングされた金属被覆平面を有し、該金属被覆平面はスルーホール（ＶＩ）を介して内部ハウジング接点（ＧＫｉ）及び外部ハウジング接点（ＧＫａ）に接続されている、請求項１記載のフィルタ。
3. 第１の並列共振器（Ｐ１）のアース端子はスルーホールを介して直接的に更に別の結線なしで第１の外部ハウジング接点（Ｅ４）に接続されている、請求項１又は２記載のフィルタ。
4. 第１及び第２の並列共振器（Ｐ１、Ｐ２）のアース端子は互いに別個に導かれており、これら両方のアース端子は第１の外部ハウジング接点（Ｅ４）に接続されている、請求項１〜３のうちの１項記載のフィルタ。
5. 第２の直列共振器（Ｓ２）及び第３の並列分岐路における第３の並列共振器（Ｐ３）が設けられており、該第３の並列共振器のアース端子は第２の外部ハウジング接点に接続されている、請求項１〜４のうちの１項記載のフィルタ。
6. 付加的に第３の直列共振器（Ｓ３）が第２の直列共振器（Ｓ２）とＤＭＳフィルタ（ＤＭＳ）との間に設けられている、請求項４記載のフィルタ。
7. ＤＭＳフィルタ（ＤＭＳ）は５つの変換器を有するトラック又はそれぞれ３つの変換器を有する２つの並列に接続されたトラックを含む、請求項１〜６のうちの１項記載のフィルタ。
8. 少なくとも第１の直列共振器（Ｓ）又は第１及び第２の直列共振器（Ｓ）はカスケード接続されており、その結果、少なくとも第１の直列共振器（Ｓ）又は第１及び第２の直列共振器（Ｓ）は直列に接続された２つの部分共振器（ＴＲ１、ＴＲ２）に分割されている、請求項１〜７のうちの１項記載のフィルタ。
9. 少なくとも第１の並列共振器（Ｐ）又は第１及び第２の並列共振器（Ｐ）はカスケード接続されており、その結果、少なくとも第１の並列共振器（Ｐ）又は第１及び第２の並列共振器（Ｐ）は直列に接続された２つの部分共振器（ＴＲ１、ＴＲ２）に分割されている、請求項１〜８のうちの１項記載のフィルタ。
10. 第１の部分フィルタ（ＴＦ１）は非対称入力側を有し、第２部分フィルタ（ＴＦ２）は非対称出力側を有し、
    ハウジングは４つ又は５つの外部ハウジング接点（ＧＫａ）を有する、請求項１〜９のうちの１項記載のフィルタ。
11. 第１の部分フィルタ（ＴＦ１）は非対称入力側を有し、第２部分フィルタ（ＴＦ２）は対称出力側を有し、
    ハウジングは５つ又は６つの外部ハウジング接点（ＧＫａ）を有する、請求項１〜９のうちの１項記載のフィルタ。
12. アース端子は基板（ＳＵ）上で高オーミックに互いに接続されている、請求項１〜１１のうちの１項記載のフィルタ。
13. アース端子はメアンダ構造を介して互いに接続されており、前記メアンダ構造は１ｋΩより大きい抵抗を有する、請求項１２記載のフィルタ。
14. 第２の部分フィルタ（ＴＦ２）においてそれぞれ２つの互いに隣り合った異なる変換器の末端の電極指に対して、これら両方が信号線路に又はこれら両方がアース端子に接続されていることが当てはまる、請求項１〜１０のうちの１項記載のフィルタ。
15. 基板（ＳＵ）はハウジングの中でベースプレート（ＧＰ）と蓋（Ｄ）との間に設けられており、該蓋（Ｄ）は少なくとも１つの導電層を含み、
    前記蓋はベースプレートの中の結線と導電的に接続されており、この場合フィルタのアース端子は互いに接続されている、請求項１〜１１のうちの１項記載のフィルタ。
16. 蓋（Ｄ）は非対称的に結線に接続されている、請求項１５記載のフィルタ。
17. 蓋（Ｄ）は外部ハウジング接点（ＧＫａ）にスルーホール（ＶＩ）を介して接続されており、入力側のアース端子への接続は出力側のアース端子への接続よりも多くの並列接続されたスルーホールを含む、請求項１６記載のフィルタ。
18. ベースプレート（ＧＰ）の中には２つの別個の内部アース面（Ｃ２、Ｃ４）が設けられており、これらの内部アース面（Ｃ２、Ｃ４）は第１の及び第２の部分フィルタ（ＴＦ１、ＴＦ２）の複数のアース端子に接続されている、請求項１〜１７のうちの１項記載のフィルタ。
19. 前記内部アース面（Ｃ２、Ｃ４）のうちの１つは複数の並列なスルーホール（ＶＩ）を介して外部ハウジング接点（ＧＫａ）に接続されている、請求項１８記載のフィルタ。
20. 第２の部分フィルタ（ＴＦ２）と出力側（ＯＵＴ）との間に第３の部分フィルタが接続されており、該第３の部分フィルタは少なくとも１つの並列共振器及び少なくとも１つの直列共振器から成る、請求項１〜１９のうちの１項記載のフィルタ。
21. 並列共振器（Ｐ）に対して並列にキャパシタンス（ＣＡ）が接続されている、請求項１〜２０のうちの１項記載のフィルタ。
22. キャパシタンス（ＣＡ）は金属被覆の形式で基板（ＳＵ）の上に実現される、請求項２１記載のフィルタ。
23. キャパシタンス（ＣＡ）は櫛形電極構造として形成されている、請求項１６又は１７のうちの１項記載のフィルタ。
24. キャパシタンス（ＣＡ）の櫛形電極構造は並列共振器（Ｐ）の櫛形電極構造に対して回転されている、請求項１８記載のフィルタ。
25. 入力側（ＩＮ）と出力側（ＯＵＴ）は交換される、請求項１〜２４のうちの１項記載のフィルタ。

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