KR20090127303A - 표면 탄성파 공진기 필터 - Google Patents

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게르하드 클로스카
알민 쇼버
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에프코스 아게
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Abstract

표면 탄성파 공진기 필터가 제공되며, 통과 대역(PB)내에서 상기 필터의 전달 함수는 적어도 400°의 위상 회전을 포함한다.
Figure P1020097020298
위상 회전, DMS 필터, 대역폭 향상, 발룬 기능, 공통 모드

Description

표면 탄성파 공진기 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE RESONATOR FILTER}
본 발명은 표면 탄성파 공진기 필터에 관한 것이다.
표면 탄성파 필터는 문헌 유럽 특허 제0545672 A1호, 유럽 특허 제0927456 B1호, 미국특허 제24233018 A1호 및 미국특허 제6163236호에 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 대역폭이 큰 표면 탄성파 공진기 필터를 제공하는 것이다.
표면 탄성파 공진기 필터가 제공되며, 통과 대역내에서 상기 필터의 전달 함수는 적어도 400°의 위상 회전을 포함한다. 일 변형예에서, 상기 전달 함수는 통과 대역내에서 적어도 540°의 위상 회전을 포함한다. 유리한 변형예에서, 공진기 필터내에서 위상 회전은 720°+/- 20°로 얻어진다.
이러한 큰 위상 회전은, 예를 들면 서로 반대 방향으로 이동하는 통과 대역들을 포함한 적어도 2개의 필터들을 병렬 연결함으로써, 얻을 수 있다.
그러므로, 삽입 손실(insertion loss)이 낮을 때 통과 대역의 중심과 관련하여 적어도 8%라는 상대적 대역 폭, 낮은 진폭- 및 군 지연-리플, 그리고 저지 대역들에서의 높은 선택도를 가진 SAW 필터를 얻을 수 있다. 일 변형예에서, 선택도는 적어도 40 dB이다. 일 변형예에서, 통과 대역에서 삽입 손실은 최대 7.5 dB이다.
dB단위의 모든 정보는 각각의 필터 특성 내지 전달 함수(S21)의 최대 진폭과 관련한다. 위상 회전이란 arg{S21}, 즉 S21의 위상 응답으로 이해할 수 있다.
공진기 필터는 예를 들면 제1 혼합기에 따라 적어도 100 MBit/s의 빠른 데이터 전송을 위한 수신기 내지 체계에 사용된다. 공진기 필터는 예를 들면 500 MHz와 2 GHz 사이의 중간 주파수 범위에서 동작하는 것이 바람직하며, 일 변형예에서는 1280 MHz에서 동작한다. 제공된 필터를 이용하여 상기 주파수는, -3 dB일 때 적어도 100 MHz의 대역 폭을 얻을 수 있다.
공진기 필터는 DMS 필터로 형성되는 것이 바람직하다. DMS는 이중 모드 표면 탄성파(double mode surface acoustic wave)를 가리킨다.
공진기 필터는 적어도 하나의 음향 트랙(acoustic track)을 포함한다. 공진기 필터는 적어도 3개의 단자 컨버터(terminal-converter)를 포함한다. 입력 컨버터 또는 출력 컨버터를 단자 컨버터로 표현한다.
각 음향 트랙에는 적어도 하나의 단자 컨버터 및 적어도 2개의 결합 컨버터(coupling converter)가 배치된다. 단자 컨버터 및 결합 컨버터는 번갈아 배치된다. 각 단자 컨버터는 2개의 결합 컨버터 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 유리한 변형예에서, 각각의 음향 트랙에 2개의 단자 컨버터 및 3개의 결합 컨버터가 배치된다.
일 변형예에서, 적어도 3개의 단자 컨버터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 입력 컨버터 및 적어도 하나의 출력 컨버터를 포함하거나, 적어도 하나의 입력 컨버터 및 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 출력 컨버터를 포함한다. 적어도 하나의 입력 컨버터는 입력 게이트에, 적어도 하나의 출력 컨버터는 출력 게이트에 연결된다. 게이트들은 각각 평형(balanced/differential)일 수 있을 뿐만 아니라 비평형(unbalanced/single-ended)일 수도 있다. 적어도 하나의 게이트 또는 두 개의 게이트들은 평형이거나 비평형일 수 있다.
바람직하게는, 공진기 필터는 서로 전기적으로 연결된 적어도 2개의 부분 필터들을 포함한다. 두 부분 필터의 전달 함수는 총 필터의 전달 함수에 누적된다. 바람직하게는, 각 부분 필터는 적어도 하나의 고유 입력 컨버터 및/또는 출력 컨버터를 포함하고, 상기 컨버터는 다른 부분 필터의 적어도 하나의 입력 컨버터 내지 출력 컨버터와 도전적으로 연결된다. 부분 필터들은 원칙적으로 하나의 공통 입력 컨버터 또는 출력 컨버터를 포함할 수 있다.
부분 필터들은 별도의 음향 트랙들로 구현될 수 있다. 부분 필터들은 적어도 하나의 공통 음향 트랙에서 구현될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 부분 필터들은 7개의 컨버터들을 포함한 단일 트랙에서 구현될 수 있으며, 상기 7개의 컨버터들에 3개의 단자 컨버터들 및 4개의 결합 컨버터들이 속한다.
부분 필터들은 적어도 하나의 공통 단자 컨버터를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 공진기 필터는 적어도 2개의 음향 트랙들, 즉 적어도 하나의 입력 컨버터를 포함한 트랙 및 적어도 하나의 출력 컨버터를 포함한 다른 트랙을 포함한다. 일 변형예에서, 공진기 필터는 각각 적어도 하나의 입력 컨버터를 가진 적어도 2개의 음향 트랙들 및 각각 적어도 하나의 출력 컨버터를 가진 적어도 2개의 다른 음향 트랙들을 포함한다.
바람직하게는, 전기 음향 컨버터는 주기적 패턴으로 배열된 전극띠들을 포함하며, 이러한 전극띠들은 핑거로도 표현된다. 제1 극(polarity)의 핑거들은 제1 집전극(collector electrode)에, 제2 극의 핑거들은 제2 집전극에 연결된다. 바람직하게는, 서로 다른 극의 핑거들은 교번적 순서로 배치된다. 바람직하게는, 핑거들은 컨버터에서 전기적 신호에 의해 여기되는 표면 탄성파의 확산에 대해 수직으로 연장된다.
유리한 변형예에서, 각각의 음향 트랙은 양 측에서 음향 반사체에 의해 한정된다. 바람직하게는, 각각의 음향 트랙은 DMS 트랙을 나타낸다.
일 변형예에서, 필터의 입력부와 연결된 적어도 하나의 입력 컨버터를 포함하는 각각의 음향 트랙은 필터의 출력부로부터 음향적으로 및/또는 직류적으로(galvanically) 분리된다. 즉, 상기 트랙에는 필터의 출력부와 연결된 출력 컨버터가 위치하지 않는다.
일 변형예에서, 필터의 출력부와 연결된 적어도 하나의 출력 컨버터를 포함하는 각각의 음향 트랙은 필터의 입력부로부터 음향적으로 및/또는 직류적으로 분리된다. 즉, 상기 트랙에는 필터의 입력부와 연결된 입력 컨버터가 위치하지 않는다.
트랙들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 바람직하게는, 각 트랙은 나란히 배치되며 음향적으로 서로 결합된 적어도 3개의 전기 음향 컨버터들을 포함한다. 일 변형예에서, 각 트랙은 적어도 하나의 결합 컨버터를 포함하고, 상기 결합 컨버터의 일 버스 바(bus bar)는 접지와, 다른 버스 바는 다른 트랙의 결합 컨버터와 도전적으로 연결된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 입력 컨버터를 포함하는 음향 트랙은 결합 컨버터를 이용하여 적어도 하나의 출력 컨버터를 포함하는 다른 음향 트랙과 연결된다.
각각의 입력 컨버터는 2개의 결합 컨버터들 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 각각의 출력 컨버터는 2개의 결합 컨버터들 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
일 변형예에서, 음향 트랙에 배치된 2개의 입력 컨버터들 사이에 결합 컨버터가 배치된다. 일 변형예에서, 음향 트랙에 배치된 2개의 출력 컨버터들 사이에 결합 컨버터가 배치된다.
유리한 변형예에서, 각 음향 트랙은 음향적으로 서로 결합되는 적어도 5개의 전기 음향 컨버터들을 포함한다. 이 때 바람직하게는, 상기 전기 음향 컨버터들 중 3개는 결합 컨버터를 나타낸다.
일 변형예에서, 공진기 필터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제1 입력 컨버터들 및 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제1 출력 컨버터들을 포함한다. 바람직하게는, 제1 입력 컨버터들은 병렬로 연결된다. 바람직하게는, 제1 출력 컨버터들은 병렬로 연결된다. 그러나, 제1 입력 컨버터들 또는 제1 출력 컨버터들이 직렬로 연결될 수도 있다.
병렬로 연결된 각각의 컨버터들은 서로 다른 음향 트랙들에 배치될 수 있고, 이 때 상기 컨버터들은 음향적으로 서로 분리되어 있다. 서로 병렬 연결된 컨버터들은 동일한 음향 트랙에 배치될 수 있고, 이 때 상기 컨버터들은 음향적으로 서로 결합되어 있다.
일 변형예에서, 필터는 비평형 입력 게이트 및 비평형 출력 게이트를 포함한다. 게이트들 중 적어도 하나는 평형으로 형성될 수 있다. 일 변형예에서, 필터는 평형 입력 게이트 및 비평형 출력 게이트를 포함하거나, 그 반대이다.
일 변형예에서, 필터는 평형 입력 게이트 및 평형 출력 게이트를 포함한다. 이 때 추가적으로, 필터는 적어도 2개의 제2 입력 컨버터들 및 적어도 2개의 제2 출력 컨버터들을 포함한다. 바람직하게는, 제2 입력 컨버터들은 병렬로 연결된다. 바람직하게는, 제2 출력 컨버터들은 병렬로 연결된다. 그러나, 제2 입력 컨버터들 또는 제2 출력 컨버터들은 직렬로 연결될 수도 있다.
일 변형예에서, 직렬 연결된 제1 입력 컨버터들이 직렬 연결된 제2 입력 컨버터들과 직렬로 연결되고, 입력 게이트의 제1 및 제2 단자들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 직렬 연결된 제1 출력 컨버터들이 직렬 연결된 제2 출력 컨버터들과 직렬로 연결되고, 출력 게이트의 제1 및 제2 단자 사이에 배치될 수 있다.
다른 변형예에서, 병렬 연결된 제1 입력 컨버터들이 병렬 연결된 제2 입력 컨버터들과 직렬로 연결되고, 입력 게이트의 제1 및 제2 단자 사이에 배치될 수 있다. 또한, 병렬 연결된 제1 출력 컨버터들이 병렬 연결된 제2 출력 컨버터들과 직렬로 연결되고, 출력 게이트의 제1 및 제2 단자 사이에 배치될 수 있다.
제1 입력 컨버터들은 입력 게이트의 제1 단자와, 제2 입력 컨버터들은 평형 입력 게이트의 제2 단자와 연결된다.
제1 출력 컨버터들은 출력 게이트의 제1 단자와, 제2 출력 컨버터들은 평형 출력 게이트의 제2 단자와 연결된다.
병렬로 연결된 제1 입력 컨버터들 중 적어도 2개는 일 음향 트랙내에 배치될 수 있다. 병렬로 연결된 제2 입력 컨버터들 중 적어도 2개도 일 음향 트랙내에 배치될 수 있다. 일 변형예에서, 제1 입력 컨버터들 및 제2 입력 컨버터들은 별도의 트랙들에 배치될 수 있다. 일 변형예에서, 제1 입력 컨버터들은 제1 부분 필터에, 제2 입력 컨버터들은 제2 부분 필터에 배치된다. 이러한 점은, 제1 출력 컨버터들 및 제2 출력 컨버터들에도 상응한다.
예를 들면, 제1 입력 컨버터들은 제1 부분 필터의 제1 트랙에, 제1 출력 컨버터들은 제2 트랙에 배치되고, 이 때 제2 입력 컨버터들은 제2 부분 필터의 제1 트랙에, 제2 출력 컨버터들은 제2 트랙에 배치된다.
일 변형예에서, 공진기 필터는 제1 부분 필터 및 제2 부분 필터를 포함하고, 이러한 부분 필터들은 서로 전기적으로 연결된다. 각 부분 필터는 통과 대역을 포함하고, 상기 통과 대역은 공진기 필터의 통과 대역보다 좁다. 일 변형예에서, 공진기 필터는 서로 전기적으로 연결되되 바람직하게는 병렬로 연결된 2개 이상의 부분 필터들을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각 부분 필터는 DMS 필터를 나타낸다. 바람직하게는, 공진기 필터를 형성하기 위해, 적어도 2개의 동일한 종류의 DMS 필터가 병렬로 연결된다.
바람직하게는, 각 부분 필터는 제1 음향 트랙 및 이와 전기적으로 연결된 제2 음향 트랙을 포함한다. 바람직하게는, 제1 트랙은 입력 컨버터들을, 제2 트랙은 출력 컨버터들을 포함한다.
바람직하게는, 각 부분 필터에서 공진기 필터의 통과 대역의 절반 구간에 걸쳐 적어도 200°의 위상 회전이 야기된다. 공진기 필터내에서 위상 회전은 적어도 400°로 얻어진다. 유리한 변형예에서, 각 부분 필터에는 적어도 300°의 위상 회전이 있어, 전체적으로 적어도 600°의 위상 회전이 얻어진다.
다른 유리한 변형예에서, 바람직하게는, 각 부분 필터에서 공진기 필터의 통과 대역의 절반 구간에 걸쳐 360°±10°의 회전이 야기된다. 이를 통해, 바람직하게는 공진기 필터의 통과 대역의 중심에 배치된 주파수 영역에서 두 개의 부분 필터들의 신호들이 동위상(in phase)에 있게 된다. 공진기 필터 내에서 위상 회전은 720°± 20°로 얻어진다.
특히, 부분 필터들의 통과 대역들 사이의 전이 영역 또는 중첩 영역에서 동위상이면, 상기 위치에서 위상 도약(phase jump)이 방지될 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 군 지연의 평탄한 주파수 응답 내지 군 지연 주파수 응답의 매우 작은 리플이 달성될 수 있다.
소정의 레벨- 예를 들면, -3 dB, -4 dB, -6 dB 또는 -8 dB-로 정의된 두 부분 필터의 통과 대역들은 중첩 영역을 포함할 수 있다. 두 부분 필터의 통과 대역들은 전이 영역에 의해 서로 이격될 수 있다. 각 부분 필터가 고른(smooth) 통과 대역을 포함하지 않는 경우 조차도, 부분 필터들에 배치된 컨버터들의 병렬 연결 및 기하학적 파라미터의 최적화를 통해 리플은 적고 통과 대역은 넓은 공진기 필터가 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 부분 필터들은 동위상으로 동작한다. 이는, 제1 부분 필터에서 입력 신호와 출력 신호 사이에 제공되는 위상 관계가 제2 부분 필터에도 제공된다는 것을 의미한다. 또한, 제2 부분 필터가 위상 관계의 변화 없이 제1 부분 필터로부터 생성될 수 있다는 것을 의미하기도 한다. 위상 관계란, 핑거 패리티(finger parity), 컨버터의 배열 및 배향, 입력 신호 또는 출력 신호의 극성으로부터 선택되는 적어도 하나의 특성을 의미할 수 있다.
바람직하게는, 각 부분 필터는 적어도 하나의 입력 컨버터뿐만 아니라 적어도 하나의 출력 컨버터도 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 입력 컨버터는 각 부분 필터의 제1 음향 트랙에, 적어도 하나의 출력 컨버터는 제2 음향 트랙에 배치된다.
유리한 변형예에서, 각 부분 필터의 제1 트랙에는 적어도 하나의 제1 입력 컨버터 및 적어도 하나의 제2 입력 컨버터가 배치된다. 이 때, 각 부분 필터의 제2 트랙에는 적어도 하나의 제1 출력 컨버터 및 적어도 하나의 제2 출력 컨버터가 배치된다.
바람직하게는, 제1 부분 필터 및 제2 부분 필터는 병렬로 연결된다. 이는, 제1 부분 필터의 적어도 하나의 컨버터가 제2 부분 필터의 적어도 하나의 컨버터와 병렬로 연결된다는 것을 의미한다. 유리한 변형예에서, 병렬 연결된 각 컨버터들 중 하나는 제1 부분 필터에, 다른 하나의 컨버터는 제2 부분 필터에 배치된다. 이러한 점은 특히 입력 컨버터 및 출력 컨버터에 해당한다.
제1 부분 필터에 배치된 제1 입력 컨버터는 제2 부분 필터에 배치된 제1 입력 컨버터와 병렬로 연결되어, 입력 게이트의 제1 단자와 연결되는 것이 바람직하다. 제1 부분 필터에 배치된 제2 입력 컨버터는 제2 부분 필터에 배치된 제2 입력 컨버터와 병렬로 연결되어, 입력 게이트의 제2 단자와 연결되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 이러한 점은, 제1 및 제2 출력 컨버터, 그리고 출력 게이트의 제1 내지 제2 단자에도 상응한다.
일 변형예에서, 제1 부분 필터의 통과 대역은 적어도 부분적으로 제2 부분 필터의 통과 대역 외부에 있거나, 그 반대이다. 각 통과 대역의 한계는 예를 들면 -3 dB, -4 dB, -6 dB, -8 dB라는 소정의 레벨 또는 다른 레벨에서 결정된다.
제1 및/또는 제2 부분 필터의 저지 대역의 적어도 일 부분은 공진기 필터의 통과 대역에 위치하는 것이 바람직하다. 회로의 통과 대역 외부에 위치한 주파수 영역을 상기 회로의 저지 대역으로 표현한다. 일 변형예에서, 신호 억제가 적어도 20 dB인 주파수 영역을 저지 대역으로 표현한다.
바람직하게는, 각 부분 필터는 입력측 트랙과 출력측 트랙을 포함하고, 이러한 트랙들은 서로 도전적으로 연결되어 있다. 입력부를 향한 부분 필터의 트랙들은 서로 동일한 위상기하학(topology)을 가지는 것이 바람직하다. 출력부를 향한 부분 필터의 트랙들은 서로 동일한 위상기하학을 가지는 것이 바람직하다. 각 트랙의 위상 기하학이란 특히, 상기 트랙내에서 컨버터들의 수 및 상대적 배치를 의미할 수 있다. 상대적 배치는 2개의 컨버터들 사이, 그리고 특히 서로 연속한 2개의 컨버터들 사이의 특정한 위상 관계를 포함한다.
부분 필터는 "미러링(mirroring)"된 위상 기하학을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제1 부분 필터에서 제2 부분 필터로의 전이 시, 컨버터들의 서수가 뒤바뀐다. 예를 들면, 제1 부분 필터에서는 좌측으로부터 우측으로, 제2 부분 필터에서는 우측으로부터 좌측으로 수가 매겨진다. 이 때 바람직하게는, 동일한 서수를 가진 입력 컨버터들 내지 출력 컨버터들은 서로 병렬로 연결된다. 위상 관계를 유지하기 위해, 두 개의 부분 필터들에서 컨버터들이 미러링되어 배치되는 경우 각 트랙도 상호 반전된다. 각각의 해당 컨버터에서, 상기 미러링 이후 적어도 하나의 기하학적 파라미터가 달라질 수 있다.
예를 들면, 동일한 서수를 가지면서 서로 다른 부분 필터들에 배치되는 컨버터들을 대응 컨버터로 표현한다. 또한, 각 부분 필터의 서로 다른 트랙들에 배치되면서 동일한 서수를 가진 컨버터들도 대응 컨버터로 표현한다.
일 변형예에서, 대응 컨버터들은 서로 다른 핑거수를 가진다. 이 때 바람직하게는, 두 컨버터들에서 핑거수의 패리티는 동일하며, 즉 핑거수는 두 경우에서 짝수이거나 홀수이다. 원칙적으로, 다른 컨버터들의 대응 정합을 통해 두 트랙들을 위한 모든 위상 관계가 유지되는 한, 상기와 다를 수도 있다.
서로 다른 부분 필터들에 배치되는 대응 컨버터들은, 경우에 따라서, 전극들간의 간격(피치), 구경(즉 트랙의 음향 활성 영역의 가로폭), 전극 핑거수, 금속 배선 정도(즉 트랙의 음향 활성 영역내에서 전체면에 대한 금속 배선면의 비율)라는 기하학적 파라미터들 중 적어도 하나와 관련하여 서로 다를 수 있다. 그러나 서로 다른 부분 필터들에 배치되는 대응 컨버터들은 상기 기하학적 파라미터들 중 적어도 하나와 관련하여 동일하게 형성될 수 있다.
각 부분 필터의 입력측 트랙 및 출력측 트랙에 대해 고찰한다. 대응 컨버터들-예를 들면 동일한 서수를 가진 컨버터들-은 기하학적 파라미터들 중 적어도 하나와 관련하여 서로 다를 수 있다. 또한, 두 트랙들을 위한 모든 위상 관계가 유지되는 한, 서로 다른 핑거수를 가질 수도 있다.
일 변형예에서, 제1 및 제2 부분 필터의 입력측 트랙들은 - 적어도 핑거수 및 대응 서수에 상응하는 컨버터들의 위상 위치와 관련하여- 실질적으로 동일하게 형성된다. 제1 및 제2 부분 필터의 출력측 트랙들은 이에 상응하는 방식으로 실질적으로 동일하게 형성된다.
일 변형예에서, 제2 부분 필터의 입력측 트랙은 - 적어도 대응 컨버터의 위상 위치와 관련하여- 제1 부분 필터의 입력부를 향한 트랙에 대해 실질적으로 거울 대칭으로 형성된다. 이에 상응하여, 제2 부분 필터의 출력부를 향한 트랙은 제1 부분 필터의 출력부쪽의 트랙에 대해 실질적으로 거울 대칭으로 형성된다.
입력부를 향한 트랙은 적어도 하나의 결합 컨버터를 포함하며, 일 변형예에서 상기 결합 컨버터는 각 부분 필터의 출력부를 향한 트랙의 적어도 하나의 결합 컨버터와 도전적으로 연결된다. 이러한 결합 컨버터들은 하나의 컨버터쌍을 형성한다.
일 변형예에서, 각각의 음향 트랙은 적어도 3개의 결합 컨버터들을 포함한다. 각 2개의 결합 컨버터들 사이에는, 제1 입력 컨버터들, 제2 입렵 컨버터들, 제1 출력 컨버터들 및 제2 출력 컨버터들로부터 선택된 하나의 컨버터가 배치된다.
바람직하게는, 결합 컨버터들은 각 트랙의 말단 컨버터들을 나타낸다. 그러나 일 변형예에서, 입력 컨버터들 및/또는 출력 컨버터들은 각 트랙의 제1 내지 마지막 컨버터들로서 구비될 수 있다.
일 변형예에서, 각각의 음향 트랙은 적어도 2개의 결합 컨버터들을 포함하고, 상기 결합 컨버터들은 전기적으로 병렬 연결된다. 일 변형예에서, 각각의 음향 트랙은 적어도 3개의 결합 컨버터들을 포함하고, 상기 결합 컨버터들은 전기적으로 병렬 연결된다. 서로 다른 부분 필터들에 배치된 결합 컨버터들은 서로 도전적으로 연결될 수 있고, 일 변형예에서 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 점은 결합 컨버터들에서 서로를 향해있는 집전극들에 해당하며, 상기 집전극들은 접지상에 위치하지 않는다.
일 변형예에서, 각 부분 필터의 입력측 트랙에 배치된 적어도 2개의 결합 컨버터들은 기 모드(odd mode)로 동작하며, 이 때 유리하게는, 상기 부분 필터의 출력측 트랙에 배치된 대응 결합 컨버터들도 기 모드로 동작한다.
일 변형예에서, 각 부분 필터의 출력측 트랙은, 종축을 중심으로 상기 필터의 입력측 트랙이 미러링됨으로써 생성될 수 있다. 종축은 파 확산 방향에 대해 평행하게 향한다. 미러링 이후, 기하학적 파라미터들 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 또한, 입력 신호와 출력 신호 사이의 위상 관계가 유지되는 한, 출력측 트랙의 개별 컨버터들에서 핑거수가 달라질 수 있다.
바람직하게는, 결합 컨버터는 동일한 부분 필터의 입력측 트랙과 출력측 트랙을 결합시키는 역할을 한다.
일 변형예에서, 공진기 필터는 입력 게이트 및 필터의 입력측 음향 트랙 사이에 연결되는 제1 정합 네트워크 및/또는 출력 게이트 및 필터의 출력측 음향 트랙 사이에 연결되는 제2 정합 네트워크를 포함한다.
각 정합 네트워크는 공진기 필터의 입력 임피던스 내지 출력 임피던스를 예를 들면 50 ohm이라는 소정의 기준 임피던스에 정합하는 역할을 한다. 일 변형예에서, 각 정합 네트워크는 병렬 인덕턴스, 병렬 커패시턴스, 직렬 인덕턴스, 직렬 커패시턴스 및 리드 단부로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함한다. 직렬-L 내지 직렬-C는 필터의 직렬 암(series arm)에, 병렬-L 내지 병렬-C는 필터의 병렬 암(shunt arm)에 배치된다.
병렬 회로에 대한 대안으로, 예를 들면 부분 필터의 상호 대응하는 입력측 트랙들이 서로 직렬로 연결될 수도 있다. 이 때 제1 부분 필터의 입력측 트랙의 적어도 하나의 입력 컨버터는 제2 부분 필터의 입력측 트랙의 적어도 하나의 입력 컨버터와 직렬로 연결된다.
부분 필터의 출력측 트랙들도 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이 때 제1 부분 필터의 출력측 트랙의 적어도 하나의 출력 컨버터는 제2 부분 필터의 출력측 트랙의 적어도 하나의 출력 컨버터와 직렬로 연결된다.
유리한 실시예에 따르면, 두 부분 필터는 입력 컨버터 및 출력 컨버터로부터 선택된 적어도 하나의 공통 컨버터를 포함하거나, 입력측 트랙 및 출력측 트랙으로부터 선택된 적어도 하나의 공통 트랙을 포함한다.
일 변형예에서, 부분 필터들은 공통의 입력 트랙 및 각각 고유의 출력 트랙을 포함하고, 입력부와 출력부는 교환될 수 있다. 이러한 경우, 4개의 음향 트랙들 대신 3개의 트랙들만 구비된다. 트랙들은 여전히 결합 컨버터들에 의해 서로 연결된다.
다른 변형예에서, 부분 필터들은 공통의 입력 트랙 및 공통의 출력 트랙을 포함한다. 이러한 경우 4개의 음향 트랙들 대신 2개의 트랙들만 구비된다.
원칙적으로, 서로 병렬로 진행되는 2개의 트랙들은 항상 하나의 음향 트랙 또는 트랙들의 인라인(inline) 배열로 대체될 수 있다. 이 때, 두 트랙들의 컨버터들은 공통의 트랙 내에 배치되거나, -인라인 배열인 경우- 상기 트랙들이 나란히 배치된다. 나란히 배치된 2개의 트랙들은 공통의 반사체를 포함할 수 있다. 또한, 음향적으로 부분 투과성인 반사체에 의해 트랙들이 음향적으로 서로 결합될 수 있다.
공통의 음향 트랙은 내부에 위치한 반사체를 생략함으로써 인라인 배열로 얻어진다. 이러한 경우, 인접하게 되는 두 개의 내부 결합 컨버터들은 공통의 결합 컨버터로 대체될 수 있다. 이 때, 교차점에서 올바른 위상 관계에 유의한다. 일 변형예에서, 2개의 트랙들이 각각 3개의 컨버터들을 포함하는 경우, 이러한 트랙들을 통합하여 5개의 컨버터들을 포함한 하나의 음향 트랙이 얻어지며, 상기 5개의 컨버터들에는 3개의 결합 컨버터들, 적어도 하나의 입력 컨버터 및/또는 적어도 하나의 출력 컨버터가 있다. 일 변형예에서, 2개의 결합 컨버터들 사이에 배치되는 제1 컨버터는 입력 컨버터로, 2개의 결합 컨버터들 사이에 배치되는 제2 컨버터는 출력 컨버터로 고려된다. 다른 변형예에서, 결합 컨버터들 사이에 배치된 두 개의 컨버터들이 입력 컨버터 또는 출력 컨버터로 고려된다. 2개의 입력 컨버터들 내지 출력 컨버터들은 병렬로 또는 직렬로 연결될 수 있다.
이에 상응하여, 3개의 3-컨버터-트랙들을 통합하여, 적어도 하나의 입력 컨버터 및 적어도 하나의 출력 컨버터가 속하는 3개의 컨버터들을 포함한 7-컨버터-트랙이 된다.
위상 회전을 크게 얻기 위해, 입력 컨버터들 및 출력 컨버터들로부터 선택되는 적어도 3개의 단자 컨버터들이 유리하다.
이하, 제공된 소자 및 상기 소자의 유리한 형성예들이 개략적이고 축척에 맞지 않는 도면들을 통해 설명된다.
도 1은 2개의 부분 필터들, 비대칭 입력부 및 비대칭 출력부를 포함하는 공진기 필터이다.
도 2는 2개의 부분 필터들, 대칭 입력부 및 대칭 출력부를 포함하는 다른 공진기 필터이다.
도 3 및 도 4는 5개의 컨버터들을 구비한 2개의 트랙들을 각각 가지는 2개의 부분 필터들을 포함한 공진기 필터를 각각 도시한다.
도 5는 도 3에 도시된 공진기 필터의 제1 부분 필터의 전달 함수이다.
도 6은 도 3에 도시된 공진기 필터의 제2 부분 필터의 전달 함수이다.
도 7은 도 3에 도시된 공진기 필터의 전달 함수이다.
도 8은 통과 대역에서 도 3에 도시된 공진기 필터의 군 지연 주파수 응답 및 전달 함수이다.
도 9는 제1 및 제2 입력 컨버터들 내지 출력 컨버터들이 직렬로 연결되는 공진기 필터의 변형예이다.
도 10은 각 부분 필터의 입력측 트랙 및 출력측 트랙이 나란히 배치되는 공진기 필터의 변형예이다.
도 11은 직렬 연결된 출력 컨버터들을 포함하는 공진기 필터의 변형예이다.
도 12는 직렬 연결된 입력 컨버터들 및 직렬 연결된 출력 컨버터들을 포함하는 공진기 필터의 변형예이다.
도 13은 공통의 입력 컨버터들을 포함하고, 3개의 음향 트랙들로 구현되는 2개의 부분 필터들을 포함한 공진기 필터의 변형예이다.
도 14는 2개의 음향 트랙들로 구현되는 2개의 부분 필터들을 포함한 공진기 필터의 변형예이다.
도 15는 일 음향 트랙으로 구현되는 2개의 부분 필터들을 포함한 공진기 필터의 변형예이다.
도 1에는 비평형 입력 게이트(IN) 및 비평형 출력 게이트(OUT)를 포함한 공진기 필터가 도시되어 있다. 공진기 필터는 제1 부분 필터(TF1) 및 제2 부분 필터(TF2)를 포함한다. 제1 부분 필터(TF1)는 반사체들(R11, R12)에 의해 한정된 한정된 제1 음향 트랙(AS1) 및 반사체들(R21, R22)에 의해 한정된 제2 음향 트랙(AS2)을 포함한다. 제2 부분 필터(TF2)는 반사체들(R31, R32)에 의해 한정된 제1 음향 트랙(AS3) 및 반사체들(R41, R42)에 의해 한정된 제2 음향 트랙(AS4)을 포 함한다.
트랙(AS1)은 결합 컨버터들(KW11, K12) 및 상기 결합 컨버터들 사이에 배치된 입력 컨버터(EW11)를 포함한다. 트랙(AS3)은 결합 컨버터들(KW31, K32) 및 상기 결합 컨버터들 사이에 배치된 입력 컨버터(EW21)를 포함한다. 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 병렬로 연결되고, 입력 게이트(IN)의 단자에 연결된다.
트랙(AS2)은 결합 컨버터들(KW21, K22) 및 상기 결합 컨버터들 사이에 배치된 출력 컨버터(AW11)를 포함한다. 트랙(AS4)은 결합 컨버터들(KW41, K42) 및 상기 결합 컨버터들 사이에 배치된 출력 컨버터(AW21)를 포함한다. 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 병렬로 연결되고, 출력 게이트(OUT)의 단자에 연결된다.
트랙들(AS1, AS3)은 필터의 입력부와 전기적으로 연결되고, 트랙들(AS2, AS4)은 출력부와 전기적으로 연결된다.
트랙들(AS1, AS2)의 결합 컨버터들(KW11, KW21)은 직렬로 연결된다. 결합 컨버터들(KW12, KW22)도 직렬로 연결된다. 트랙들(AS3, AS4)의 결합 컨버터들(KW31, KW41)은 직렬로 연결된다. 결합 컨버터들(KW32, KW42)도 직렬로 연결된다. 결합 컨버터들(KW21, KW22, KW41, KW42)은 결합 컨버터들(KW11, KW12, KW31, KW32)에서 생성된 전기적 신호를 각 부분 필터(TF1, TF2)의 출력측 트랙(AS2, AS4)으로 결합시키는 역할을 한다.
도 1에 소개된 공진기 필터는 각각 3개의 컨버터들을 가진 4개의 음향 트랙들을 포함한다. 도 3 및 도 4에는 각각 5개의 컨버터들을 가진 4개의 음향 트랙들을 포함하는 다른 공진기 필터가 도시되어 있다.
도 2에 소개된 공진기 필터는 각각 9개의 컨버터들을 가진 2개의 음향 트랙들(AS1, AS2)을 포함한다. 필터는 2개의 평형(balanced) 전기적 게이트들을 포함한다. 평형 입력 게이트는 제1 단자(IN+) 및 제2 단자(IN-)를 포함한다. 평형 출력 게이트는 제1 단자(OUT+) 및 제2 단자(OUT-)를 포함한다. 비평형인 실시예에서, 상기 단자들(IN-, OUT-)은 접지와 연결된다.
이러한 경우, 트랙(AS1)에는 병렬 연결된 2개의 제1 입력 컨버터(EW11, EW21) 및 병렬 연결된 2개의 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)이 배치된다. 트랙(AS2)에는 병렬 연결된 2개의 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21) 및 병렬 연결된 2개의 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)이 배치된다.
병렬 연결된 제1 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 입력 게이트의 제1 단자(IN+)에 연결된다. 병렬 연결된 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)은 입력 게이트의 제2 단자(IN-)에 연결된다. 병렬 연결된 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 출력 게이트의 제1 단자(OUT+)에 연결된다. 병렬 연결된 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)은 출력 게이트의 제2 단자(OUT-)에 연결된다.
입력 컨버터(EW11)는 결합 컨버터들(KW11, KW12) 사이에, 입력 컨버터(EW21)는 결합 컨버터들(KW12, KW13) 사이에, 입력 컨버터(EW12)는 결합 컨버터들(KW13, KW14) 사이에, 그리고 입력 컨버터(EW22)는 결합 컨버터들(KW14, KW15) 사이에 배치된다. 출력 컨버터(AW11)는 결합 컨버터들(KW21, KW22) 사이에, 출력 컨버터(AW21)는 결합 컨버터들(KW22, KW23) 사이에, 출력 컨버터(AW12)는 결합 컨버터들(KW23, KW24) 사이에, 그리고 출력 컨버터(AW22)는 결합 컨버터들(KW24, KW25) 사이에 배치된다.
서로 다른 트랙들에 배치되는 컨버터들 사이(KW11과 KW21, KW12와 KW22, KW13과 KW23, KW14와 KW24, KW15와 KW25)의 전기적 연결은 점선으로 표시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 결합 컨버터들 사이에 위상 관계를 고려하여, 모든 결합 컨버터들은 각 부분 필터(TF1, TF2)내에서 서로 도전적으로 연결될 수 있다. 이 때, 결합 컨버터들의 집전극들은 서로 잇닿아 연결되나, 접지와 연결되지는 않는다. 이러한 회로는 특히, 각 부분 필터의 통과 영역에서 결합 경로상의 신호들이 거의 동위상이어서, 원하지 않는 상쇄가 발생하지 않는 경우에 가능하다.
도 3에 소개된 실시예에서, 필터의 입력 게이트뿐만 아니라 출력 게이트에도 병렬 인덕턴스(L1, L2)가 연결된다. 인덕턴스(L1)는 입력 게이트의 두 단자들(IN+, IN-)을 연결하는 병렬 암에 배치된다. 인덕턴스(L2)는 입력 게이트의 두 단자들(OUT+, OUT-)을 연결하는 병렬 암에 배치된다.
도 3에 따른 변형예에서, 트랙들(AS1, AS3)은 동일한 위상기하학을 가진다. 트랙들(AS2, AS4)도 동일한 위상 기하학을 가진다. 트랙들(AS1, AS3)에 배치되며 동일한 서수를 가진 입력 컨버터들은 병렬로 연결된다. 트랙들(AS2, AS4)에 배치되며 동일한 서수를 가진 출력 컨버터들도 병렬로 연결된다.
도 4에 따른 변형예에서, 트랙들(AS1, AS3)은 미러링된 위상 기하학 내지 컨버터 배열을 포함한다. 트랙들(AS2, AS4)도 미러링된 위상 기하학을 포함한다. 대칭축(SA)은 각 트랙의 종축에 대해 수직이다. 이 경우, 제2 부분 필터(TF2)는 제1 부분 필터(TF1)가 상기 축(SA)에 대해 미러링된 위상 기하학을 포함한다.
쌍을 이루어 도전적으로 연결되되, 서로 다른 트랙들에 배치되는 결합 컨버터들은 하나의 컨버터쌍을 형성한다. 컨버터쌍의 제1 컨버터는 각 부분 필터의 입력부를 향한 트랙에 배치되고, 컨버터쌍의 제2 컨버터는 출력부를 향한 트랙에 배치된다.
각 부분 필터에 배치되는 서로 다른 컨버터쌍들은 동위상으로 동작할 수 있다. 그러나, 상기 컨버터쌍들은 역위상으로 동작할 수도 있다.
직렬로 연결된 결합 컨버터들의 변형예들-도 1, 도 2 및 도 4 참조-은, 컨버터쌍들 사이에서 180°의 위상차가 가능하다는 특징이 있다. 이 때, 각 평형 게이트의 단자들 사이에서 180°의 위상차는 핑거 패리티 정합 또는 컨버터들의 배향에 의해 보장될 수 있다.
도시된 변형예들에서, 컨버터들을 접지에 일부 연결하는 것은 선택적이다. 플로팅(floating) 반사체들을 형성하거나, 반사체들을 접지에 연결할 수 있다. 또한, 입력 컨버터들(EW11, EW12) 또는 입력 컨버터들(EW21, EW22)을 전기적 플로팅 연결로 직렬 연결할 수 있다. 이러한 점은, 출력 컨버터들(AW11, AW12)뿐만 아니라 출력 컨버터들(AW21, AW22)에도 해당된다.
도 3 및 도 4에 따른 변형예에서, 트랙(AS2)은 종축을 중심으로 트랙(AS1)의 미러링을 통해 생성될 수 있다. 트랙(A4)은 종축을 중심으로 트랙(AS3)의 미러링을 통해 생성될 수 있다.
공진기 필터의 구조들은 예를 들면 LiTaO3, LiNbO3, 석영과 같은 압전 기판 또는 다른 압전 기판상에 생성된다. 컨버터들은 Al 또는 알루미늄 합금으로 된 적어도 하나의 층을 포함한다. 이러한 층의 두께는 일 변형예에서 230 nm이다.
도 3에 도시된 공진기 필터 및 상기 필터의 부분 필터의 전달 함수는 도 5 내지 도 8에 소개되어 있다.
도 5에서, 곡선(51)은 제1 부분 필터의 전달 함수(S21)의 값을, 곡선(52)은 전달 함수(S21)의 위상 응답을 나타낸다. 도 6에서, 곡선(61)은 제2 부분 필터의 전달 함수(S21)의 값을, 곡선(62)은 전달 함수(S21)의 위상 응답을 나타낸다.
도 7 및 도 8에서, 곡선(71)은 공진기 필터를 위한 전달 함수(S21)의 값을, 곡선(72)은 전달 함수(S21)의 위상 응답을, 그리고 곡선(81)은 군 지연 주파수 응답을 나타내며, 상기 공진기 필터는 제1 및 제2 부분 필터를 포함한다.
공진기 필터의 통과 대역(PB)의 한계뿐만 아니라, 이러한 주파수에서 전달 함수 │S21│ 내지 arg{S21}를 수용하는 값들도 도면들에 표시되어 있다. 하한은 대략 1230 MHz, 통과 대역의 중심은 1280 MHz, 그리고 상한은 대략 1330 MHz이다. 통과 대역(PB)의 폭은 -4 dB에서 107.9 MHz이다.
제1 부분 필터(TF1)의 통과 대역은 상기 통과 대역(PB)의 고주파 영역에 위치하며, 도 5를 참조한다. 통과 대역의 하한에서, 감쇄는 45 dB까지 이른다.
도 5로부터, 제1 부분 필터(TF1)에서 통과 대역의 중심부터 상한까지, 즉 1280 MHz와 1330 MHz 사이에서 위상 사이클(phase cycle)은 약 230°(+130°내지 -103°)임을 알 수 있다.
제2 부분 필터(TF2)의 통과 대역은 상기 통과 대역(PB)의 저주파 영역에 위치하며, 도 6을 참조한다. 통과 대역 중심 상부에 위치한 통과 대역에서 감쇄는 16 dB까지 이른다.
도 6으로부터, 제2 부분 필터(TF2)에서 통과 대역의 하한부터 중심까지, 즉 1230 MHz와 1280 MHz사이에서 위상 사이클은 약 430°(+201°내지 -230°)임을 알 수 있다.
전체 공진기 필터를 위해, 통과 대역(PB)내에서 약 646°의 위상 사이클이 얻어지며, 도 7을 참조한다.
도 8로부터, 통과 대역(PB)의 중심 영역의 주파수에 걸쳐 군 지연 리플의 진폭은 40 ns의 레벨을 초과하지 않는 것을 알 수 있다. 통과 대역의 중심과 관련한 필터의 대역 폭은 -4 dB에서 8.4%이다.
도 9, 10 및 11에는 공진기 필터의 다른 실시예들이 소개되어 있다.
도 9에는 제1 부분 필터(TF1)의 공통의 트랙(AS1)에 제1 입력 컨버터들(EW11, EW21)이 배치되고, 병렬 연결된다. 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)은 제2 부분 필터(TF2)의 공통 트랙(AS3)에 배치되고 병렬 연결된다. 병렬 연결된 제1 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 병렬 연결된 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)과 직렬로 연결되고, 입력 게이트의 단자들(IN+, IN-) 사이에 배치된다.
여기서 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 제1 부분 필터(TF1)의 공통 트 랙(AS2)에 배치되고 병렬 연결된다. 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)은 제2 부분 필터(TF2)의 공통 트랙(AS4)에 배치되고 병렬 연결된다. 병렬 연결된 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 병렬 연결된 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)과 직렬로 연결되고, 출력 게이트의 단자들(OUT+, OUT-) 사이에 배치된다.
도 9에서 부분 필터들(TF1, TF2)은 직렬로 연결된다. 제1 부분 필터(TF1)의 병렬 연결된 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 제2 부분 필터(TF2)의 병렬 연결된 입력 컨버터들(EW12, EW22)과 직렬로 연결되고, 함께 하나의 평형 입력부를 형성한다. 이러한 점은 출력부에도 상응한다.
도 10 및 도 11에는 각각 공진기 필터의 변형예가 도시되어 있으며, 여기서 제1 부분 필터(TF1)의 트랙들(AS1, AS3)은 나란히 배치된다. 제2 부분 필터(TF2)의 트랙들(AS2, AS4)도 나란히 배치된다. 트랙들(AS1, AS3)의 결합 컨버터들은 병렬 연결된다. 트랙들(AS2, AS4)의 결합 컨버터들은 병렬 연결된다.
기판상에서 트랙들(AS1, AS2, AS3, AS4)의 위치는 원칙적으로 임의적일 수 있다. 예를 들면, 트랙들(AS2, AS3)이 서로 교환되는 경우, 도 3에 도시된 배열로부터 실질적으로 도 10에 따른 배열가 얻어진다. 이는 특히, 상기 배열의 위상 기하학과 관련한다.
도 11에 도시된 공진기 필터의 변형예에서, 제1 부분 필터(TF1)의 제2 트랙(AS3)에는 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)이, 제2 부분 필터(TF2)의 제2 트랙(AS4)에는 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)이 배치된다. 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 직렬로 연결된다. 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)은 직렬로 연 결된다. 직렬 연결된 컨버터들(AW11, AW21)은 직렬 연결된 컨버터들(AW12, AW22)과 직렬로 연결되고, 출력 게이트의 단자들(OUT+, OUT-)사이에 배치된다. 이러한 회로 변형예는 입력 게이트의 측에서도 가능하다. 이 때, 직렬 연결된 입력 컨버터들(EW11, EW21, EW12, EW22)은 입력 게이트의 단자들(IN+, IN-) 사이에 배치된다.
도 12에 도시된 변형예에서, 각 트랙에는 5개의 컨버터들대신 3개의 컨버터들이 배치된다. 이는 칩상에서 모든 연결이 교차없이 이루어지게 되므로, 레이아웃 기술적으로 매우 효율적인 변형예이다.
도 12에서, 입력 컨버터들 및 출력 컨버터들은 각각 직렬로 연결되고, 하나의 평형 입력부(IN+, IN-) 내지 출력부(OUT+, OUT-)을 형성한다.
일 실시예에서, 동일한 트랙 또는 적어도 하나의 공통 컨버터는 두 개의 부분 필터들에 부속될 수 있다.
도 13에 따른 변형예에서, 입력 트랙(AS3)이 생략되고, 남은 입력 트랙(AS1)이 두 부분 필터(TF1, TF2)를 위해 공통으로 사용된다. 여기서 입력 컨버터(EW11)는 입력 게이트의 단자들(IN+, IN-)사이에 연결된다.
이러한 경우, 제1 부분 필터(TF1)는 트랙들(AS1, AS2)을 포함한다. 제2 부분 필터(TF2)는 트랙들(AS1, AS4)을 포함한다. 컨버터들(EW11, KW11, KW12)은 두 부분 필터들에 부속된다.
또한, 도 14에 따른 변형예에서, 두 개의 출력 트랙들은 하나의 트랙(AS2)으로 통합된다. 컨버터들(EW11, KW11, KW12, KW21, KW22, AW21)은 예를 들면 제1 부 분 필터(TF1)에, 컨버터들(EW11, KW11, KW12, KW22, KW23, AW11)은 제2 부분 필터(TF2)에 부속된다. 부분 필터들(TF1, TF2)은 공통의 컨버터들(EW11, KW11, KW12, KW22)을 포함한다.
도 15에 따른 변형예는, 두 개의 부분 필터들(TF1, TF2)이 단일 트랙에서 구현되는 실시예를 도시한다. 이러한 트랙의 일부, 즉 컨버터들(KW11, AW12, KW12, EW11)을 포함하는 부분은 제2 부분 필터(TF2)에 부속되고, 상기 트랙에서 컨버터들(EW11, KW13, AW11, KW14)을 포함하는 부분은 제1 부분 필터(TF1)에 부속된다.
이러한 변형예는 원칙적으로 도 13으로부터 추론될 수 있는데, 두 개의 출력 트랙들이 각각 입력 트랙의 좌, 우측에 놓이고, 이후 하나의 공통 트랙으로 통합되면서 그러하다.
도 15에서 출력 컨버터들(AW11, AW12)의 접지 연결은 선택적이다. 상기 컨버터들은 도 14와 마찬가지로 플로팅 도전로에 의해 연결될 수 있다.
선행한 도면들과 달리, 도 13 내지 도 15에서 입력 게이트의 단자들(IN+, IN-) 사이에는 하나의 입력 컨버터(EW11)만 배치된다. 이 경우, 상기 컨버터는 두 개의 부분 필터들(TF1, TF2)을 위한 공통의 단자 컨버터이다.
도 13, 14 및 도 15에 따른 실시예들은 발룬 기능(balun function)을 가진 필터를 구현하기 위해 매우 적합하다. 이 때 예를 들면 단자(IN-)는 접지와 연결된다.
도면들에 도시된 변형예외에 다른 방식으로 공진기 필터를 형성할 수 있다. 입력 컨버터들 및/또는 출력 컨버터를 접지와 연결하는 것은 모든 변형예들에서 생 략될 수 있다.
모든 개별 트랙들은 다른 트랙들과 함께 하나의 공통 음향 트랙으로 통합될 수 있다. 적어도 2개 이상의 입력 컨버터들 또는 출력 컨버터들은 직렬로도, 병렬로도 연결될 수 있다. 입력 컨버터들 또는 출력 컨버터들이 3개 이상인 경우, 컨버터들의 직렬 연결 및 병렬 연결의 조합도 가능하다.
모든 변형예들은 평형으로, 또는 비평형으로 동작할 수 있다. 모든 변형예에서, 평형 입력부 내지 출력부는 예를 들면 단자(IN-, OUT-)를 접지와 연결하면서, 비평형 입력부 내지 출력부로 대체될 수 있다. 따라서 모든 변형예들에서 발룬 기능이 가능하다.
도시된 요소들의 수 또는 회로 가능성과 관련하여 어떠한 한정도 없다.
* 참조 번호 목록
AS1, AS2, AS3, AS4 음향 트랙
EW11, EW12, EW21, EW22 입력 컨버터
AW11, AW12, AW21, AW22 출력 컨버터
IN, IN+, IN- 입력 게이트 단자
KW11, KW12, KW13, KW14, KW15 결합 컨버터
KW21, KW22, KW23, KW24, KW25 결합 컨버터
KW31, KW32, KW33 결합 컨버터
KW41, KW42, KW43 결합 컨버터
L1, L2 병렬 인덕턴스
OUT, OUT+, OUT- 출력 게이트 단자
R11, R12, R21, R22 반사체
R31, R32, R41, R42 반사체
SA 대칭축
TF1 제1 부분 필터
TF2 제2 부분 필터
51 제1 부분 필터를 위한 전달 함수(S21) 값
52 제1 부분 필터를 위한 전달 함수(S21)의 위상 응답
61 제2 부분 필터를 위한 전달 함수(S21) 값
62 제2 부분 필터를 위한 전달 함수(S21)의 위상 응답
71 공진기 필터를 위한 전달 함수(S21) 값
72 공진기 필터를 위한 전달 함수(S21)의 위상 응답
81 군 지연 주파수 응답

Claims (30)

  1. 표면 탄성파 공진기 필터에 있어서,
    상기 필터의 전달 함수는 통과 대역(PB)내에서 적어도 400°의 위상 회전을 포함하고,
    상기 공진기 필터는 전기적으로 서로 연결되는 제1 부분 필터(TF1) 및 제2 부분 필터(TF2)를 포함하며,
    상기 부분 필터(TF1, TF2) 각각은 상기 공진기 필터의 통과 대역(PB)보다 좁은 통과 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달 함수는 통과 대역(PB)내에서 적어도 540°의 위상 회전을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부분 필터(TF1, TF2) 각각은 적어도 3개의 단자 컨버터들(EW11, EW12, EW21, EW22, AW11, AW12, AW21, AW22)을 포함하고,
    상기 적어도 3개의 단자 컨버터들은 적어도 하나의 입력 컨버터(EW11, EW12, EW21, EW22) 및 적어도 2개의 출력 컨버터들(AW11, AW12, AW21, AW22)을 포함하거나, 또는 상기 적어도 3개의 단자 컨버터들은 적어도 2개의 입력 컨버터들(EW11, EW12, EW21, EW22) 및 적어도 하나의 출력 컨버터(AW11, AW12, AW21, AW22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 부분 필터 각각은 2개의 음향 트랙들로 나누어지고,
    각각의 제1 트랙의 단자 컨버터들은 입력 컨버터들이며,
    각각의 제2 트랙의 단자 컨버터들은 출력 컨버터들이고,
    두 트랙들의 각 단자 컨버터는 2개의 결합 컨버터들(KW11, KW12, KW13, KW21, KW22, KW23, KW31, KW32, KW33, KW41, KW42, KW43) 사이에 배치되며,
    상기 제1 트랙 및 상기 제2 트랙은 그에 상응하는 결합 컨버터들의 연결에 의해 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 3개의 단자 컨버터들은 적어도 하나의 제1 입력 컨버터(EW11, EW21) 및 이와 도전적으로 연결된 적어도 하나의 제2 입력 컨버터(EW12, EW22)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 입력 컨버터는 상기 제1 부분 필터(TF1)에, 상기 적어도 하나의 제2 입력 컨버터는 상기 제2 부분 필터(TF2)에 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 2개의 부분 필터들은 병렬로 연결되고, 상기 부분 필터들이 2개의 트랙을 가지는 경우, 각각의 제1 트랙들은 상기 제1 입력 컨버터 및 상기 제2 입력 컨버터의 전기적 병렬 연결에 의해, 각각의 제2 트랙들은 상기 제1 출력 컨버터 및 상기 제2 출력 컨버터의 전기적 병렬 연결에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 입력 컨버터(EW11, EW21)는 상기 적어도 하나의 제2 입력 컨버터(EW12, EW22)와 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 부분 필터들의 제1 트랙 및/또는 제2 트랙 모두가 공통의 음향 트랙에 배치되고, 상기 제1 트랙 및/또는 상기 제2 트랙 모두의 컨버터들은 음향적으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  9. 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 단자 컨버터들은 적어도 하나의 제1 출력 컨버터(AW11, AW21) 및 이와 도전적으로 연결된 적어도 하나의 제2 출력 컨버터(AW12, AW22)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 출력 컨버터는 상기 제1 부분 필터(TF1)에, 상기 적어도 하나의 제2 출력 컨버터는 상기 제2 부분 필터(TF2)에 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 출력 컨버터(AW11, AW21)는 상기 적어도 하나의 제2 출력 컨버터(AW12, AW22)와 전기적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 출력 컨버터(AW11, AW21)는 상기 적어도 하나의 제2 출력 컨버터(AW12, AW22)와 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  12. 청구항 4 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부분 필터들(TF1, TF2)은 적어도 하나의 공통 단자 컨버터(EW11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  13. 청구항 4 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 입력 컨버터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제1 입력 컨버터들을 포함하고, 및/또는
    상기 적어도 하나의 제2 입력 컨버터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제2 입력 컨버터들을 포함하며, 및/또는
    상기 적어도 하나의 제1 출력 컨버터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제1 출력 컨버터들을 포함하고, 및/또는
    상기 적어도 하나의 제2 출력 컨버터는 서로 도전적으로 연결된 적어도 2개의 제2 출력 컨버터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 2개의 제1 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 서로 전기적으로 병렬 연결되거나,
    상기 적어도 2개의 제1 입력 컨버터들(EW11, EW21)은 서로 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 2개의 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)은 서로 전기적으로 병렬 연결되거나,
    상기 적어도 2개의 제2 입력 컨버터들(EW12, EW22)은 서로 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  16. 청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 서로 전기적으로 병렬 연결되거나,
    상기 적어도 2개의 제1 출력 컨버터들(AW11, AW21)은 서로 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)은 서로 전기적으로 병렬 연결되거나,
    상기 적어도 2개의 제2 출력 컨버터들(AW12, AW22)은 서로 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  18. 청구항 5 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 음향 트랙(AS1, AS2, AS3, AS4)을 포함하고, 상기 음향 트랙에는 적어도 3개의 단자 컨버터들 및 적어도 4개의 결합 컨버터들이 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  19. 청구항 4 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 전기적으로 연결된 적어도 2개의 음향 트랙들(AS1, AS2, AS3, AS4)을 포함하고, 상기 트랙 각각에는 적어도 하나의 단자 컨버터 및 적어도 2개의 결합 컨버터들이 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 트랙 각각에는 적어도 2개의 단자 컨버터들 및 적어도 3개의 결합 컨버터들이 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  21. 청구항 4 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분 필터(TF1) 및 상기 제2 부분 필터(TF2)는 우 모드(even mode)로 동작하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  22. 청구항 4 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분 필터(TF1)의 통과 대역이 적어도 부분적으로 상기 제2 부분 필터(TF2)의 통과 대역밖에 위치하거나, 그 반대인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  23. 청구항 4 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분 필터 및/또는 상기 제2 부분 필터(TF1, TF2)의 적어도 하나의 저지 대역은 상기 공진기 필터의 통과 대역(PB)에 위치하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  24. 청구항 4 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부분 필터(TF1, TF2) 각각은 입력측 트랙, 및 결합 컨버터에 의해 상기 입력측 트랙과 도전적으로 연결되는 출력측 트랙을 포함하고,
    상기 입력측 트랙 각각에 적어도 하나의 입력 컨버터가, 상기 출력측 트랙 각각에 적어도 하나의 출력 컨버터가 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 제2 부분 필터(TF2)의 입력측 트랙(AS3)은 상기 제1 부분 필터(TF1)의 입력측 트랙(AS1)에 대해 실질적으로 거울 대칭으로 형성되고, 그리고/또는
    상기 제2 부분 필터(TF2)의 출력측 트랙(AS4)은 상기 제1 부분 필터(TF1)의 출력측 트랙(AS2)에 대해 실질적으로 거울 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  26. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1 부분 필터 및 상기 제2 부분 필터(TF1, TF2)의 입력측 트랙들(AS1, AS3)은 적어도 동일한 서수를 가진 대응 컨버터들의 위상 위치와 관련하여 실질적으로 동일하게 형성되고, 및/또는
    상기 제1 부분 필터 및 상기 제2 부분 필터(TF1, TF2)의 출력측 트랙들(AS2, AS4)은 적어도 동일한 서수를 가진 대응 컨버터들의 위상 위치와 관련하여 실질적으로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  27. 청구항 4 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 부분 필터들은 적어도 하나의 주파수 영역에서 동일한 위상 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  28. 청구항 4 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 부분 필터들의 통과 대역들은 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  29. 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터는 평형(balanced) 입력 게이트 및 평형 출력 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
  30. 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터는 비평형(unbalanced) 입력 게이트 및 비평형 출력 게이트를 포함하거나,
    상기 필터는 비평형 입력 게이트 및 평형 출력 게이트를 포함하거나,
    상기 필터는 평형 입력 게이트 및 비평형 출력 게이트를 포함하는 것을 특징 으로 하는 표면 탄성파 공진기 필터.
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