(57)【要約】  エッジが急峻であり、通過帯域リップルが小さく、隣接及び遠隔チャネル選択性が良好な対称的に動作するリアクタンスフィルタに対して、対称的に動作する梯子形フィルタと対称的に動作する格子形フィルタの回路部分構造（Ａ，Ｂ）を結合して１つの新たなフィルタにすることを提案する。これにより、例えばＳＡＷ技術のような種々の技術により実施された又はＢＡＷ共振器として実施されたリアクタンス素子の使用が可能になる。
2005513944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ２つの端子（Ｔ１，Ｔ１’；Ｔ２，Ｔ２’）を備えた第１及び第２のゲートと、
それぞれ第１ゲートの端子を第２ゲートの端子に接続する第１及び第２の回路分岐（ＳＺ，ＳＺ’）と、
第１及び第２の回路分岐において互いに対称的な配置でそれぞれ直列に接続された少なくとも２つずつの第１リアクタンス素子（Ｒ２）と、
少なくとも１つの第１接続分岐（ＶＺ）と、第２接続分岐の少なくとも１つの対（ＶＳ，ＶＳ’）とを有し、
前記接続分岐はそれぞれ第１回路分岐の分岐点を第２回路分岐の分岐点に接続し、各接続分岐にはそれぞれ１つの第２リアクタンス素子（Ｒ２）が配置されており、
第１接続分岐（ＶＺ）の各々は、互いに対称的に割当てられた分岐点（ＶＳ）を接続し、
第２接続分岐の各対は第１回路分岐（ＳＺ）内の連続した２つの分岐点のそれぞれを第２回路分岐（ＳＺ’）内の連続した２つの分岐点のそれぞれに十字交差を介して接続し、前記２つの回路分岐内の連続した２つの分岐点の間に、それぞれ、互いに対称的に割当てられた２つの第１リアクタンス素子のうちの１つが配置されている、ことを特徴とするリアクタンスフィルタ。
【請求項２】
前記第１及び第２のリアクタンス素子（Ｒ１，Ｒ２）は音波により動作する共振器である、請求項１記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項３】
第１リアクタンス素子（Ｒ１）の共振周波数は第２リアクタンス素子（Ｒ２）の共振周波数よりも高い、請求項２記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項４】
第１リアクタンス素子（Ｒ１）の共振周波数は第２リアクタンス素子（Ｒ２）の共振周波数とほぼ等しい、請求項３記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項５】
前記第１及び第２のリアクタンス素子（Ｒ１，Ｒ２）はＢＡＷ共振器である、請求項１から４のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項６】
前記ＢＡＷ共振器（Ｒ１，Ｒ２）はそれぞれ１つの多層構造を有しており、該多層構造においては、基板（Ｓ）、音響ミラー（ＡＳ）、第１電極（Ｅ１）、圧電層（Ｐ）、及び第２電極（Ｅ２）が順次して完全に平面状に重ねて配置されている、請求項５記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項７】
第１接続分岐の各分岐点（ＶＳ）の他に、各回路分岐（ＳＺ）に前記第１リアクタンス素子（Ｒ１）のうちの１つが配置されている、請求項１から６のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項８】
複数の第１接続分岐（ＶＺ）が設けられており、回路分岐ごとに分岐点（ＶＳ）の間に少なくとも１つの第１リアクタンス素子（Ｒ１）が配置されている、請求項１から７のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項９】
各回路分岐（ＳＺ）において、前記第１接続分岐（ＶＺ）の各分岐点（ＶＳ）の他に、両側にそれぞれ１つの第１リアクタンス素子（Ｒ１）が配置されている、請求項７又は８記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１０】
第１ゲートから第２ゲートへの方向から見て直接的に順次して、十字に交差した第２接続分岐（ＶＺ２）の対、第１接続分岐（ＶＺ１）、及び最後に２つの回路分岐（ＳＺ）にそれぞれ１つの第１リアクタンス素子（Ｒ１）が配置されている、請求項１から９のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１１】
第１ゲートから第２ゲートへの方向から見て直接的に順次して、十字に交差した第２接続分岐（ＶＺ２）の対、２つの回路分岐（ＳＺ）にそれぞれ１つの第１リアクタンス素子（Ｒ１）、及び最後に第１接続分岐（ＶＺ１）が配置されている、請求項１から９のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１２】
第２接続分岐（ＶＺ）に後置して、２つの回路分岐（ＳＺ）にそれぞれ１つの別の第１リアクタンス素子（Ｒ１）が配置されている、請求項１１記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１３】
１対より多くの十字交差した第２接続分岐（ＶＺ２）が設けられている、請求項１１記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１４】
前記第１及び第２のリアクタンス素子（Ｒ１）のすべてがＢＡＷ共振器として共通の基板（Ｓ）の上に形成されている、請求項１から１３のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１５】
前記リアクタンス素子のすべてに対して必要に応じて構造化された共通の音響ミラー（ＡＳ）が使用され、前記第１及び第２のリアクタンス素子から型の微調整により第１リアクタンス素子と第２リアクタンス素子とで異なる共振周波数が設定される、請求項１４記載のリアクタンスフィルタ。
【請求項１６】
前記第１及び第２のリアクタンス素子（Ｒ１，Ｒ２）は、積重ね水晶共振器、又は表面弾性波により動作する共振器の相互に音響的に結合された部分共振器、又はＤＭＳフィルタである、請求項１から４のいずれか１項記載のリアクタンスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
梯子形フィルタとも呼ばれるリアクタンスフィルタは、リアクタンス素子又はインピーダンス素子の回路網として実施される。通常、このために、リアクタンス素子は分岐回路の形に配置される。この分岐回路では、回路の少なくとも１つの直列分岐は少なくとも１つの並列分岐に梯子状に接続されている。リアクタンス素子は直列分岐にも並列分岐にも配置されている。
【０００２】
対称的な入力側と出力側を備えたこの種のフィルタを形成するには、２つの基本的な方式が存在する。対称梯子形フィルタでは、リアクタンス素子は、並列分岐に梯子状にブリッジ接続された２つの直列分岐内に配置されている。対称格子形フィルタでは、リアクタンス素子は、並列素子に十字形にブリッジ接続された２つの直列分岐内に配置されている。これら２つの基本的フィルタタイプの各々は固有のフィルタ特性を示す。梯子形フィルタは特別な利点として遷移領域における急峻なエッジと深い極位置（ノッチ）を有しており、その一方で、格子形フィルタは特別な利点として低い挿入損と小さな通過帯域リプル、及びこれらと共に、非常に強い拒絶帯抑制を有している。
【０００３】
リアクタンスフィルタは２つの基本的なタイプとは無関係に様々な技術で実現可能である。例えば、リアクタンス素子を共振回路（ＬＣ回路）の形で水晶共振器として、表面弾性波共振器として、又はＢＡＷ（バルク弾性波）共振器（ＦＢＡＲ（薄膜バルク弾性波共振器）又はＴＦＲ（薄膜共振器）とも呼ばれる）として形成することが可能である。この場合、リアクタンス素子だけが異なって実施されており、接続方式はすべてのフィルタ技術において同じであってよい。インピーダンス素子としてＢＡＷ共振器を備えた対称梯子形フィルタは、例えば、ＵＳ−Ａ  ５  ９１０  ７５６から公知である。ＢＡＷ共振器を備えた対称格子形フィルタは、例えば、Ｋ．Ｍ．Ｌａｋｉｎ他による論文“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＥＥＥ  ＭＴＴ−Ｓ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  １９９５，ｐｐ８８３−８８６から公知である。
【０００４】
移動通信システムはしばしば、システムのそのつどの参照帯域を抑制するために、通過帯域の立ち上がりからおよそ２０〜１００ＭＨｚの距離に良好な隣接チャネル選択性を有するフィルタを必要とする。ＲＸフィルタ（受信フィルタ）に関しては、例えば、ＴＸ帯域において高い隣接チャネル選択性が必要であり、その一方で、ＴＸフィルタ（送信フィルタ）は相応する受信帯域（ＲＸ帯域）の強い抑制を必要とする。ＥＧＳＭ移動通信システムでは、ＴＸ帯域は例えば通過帯域から１０ＭＨｚの距離しか離れていない。さらに、このシステムは、他の移動通信システムの妨害波成分、調波振動、及び干渉を抑制するために、通過帯域から１００〜４０００ＭＨｚの距離に高い遠隔チャネル選択性を有する。これらの要求を満たすためには、急峻なエッジと広い周波数帯域にわたる強い拒絶帯抑制と低い挿入損とを有するフィルタが必要である。しかしながら、現在のところ、公知の対称リアクタンスフィルタのうちで上記要求のすべてを満たすことのできるものはない。
【０００５】
それゆえ、本発明の課題は、低い挿入損、急峻なエッジと小さなリプルとを有する通過帯域、強い拒絶帯抑制、ならびに良好な遠隔チャネル選択性を有するリアクタンスフィルタを提供することである。
【０００６】
この課題は、本発明に従って、それぞれ２つの端子を備えた第１及び第２のゲートと、
それぞれ第１ゲートの端子を第２ゲートの端子に接続する第１及び第２の回路分岐と、第１及び第２の回路分岐において互いに対称的な配置でそれぞれ直列に接続された少なくとも２つずつの第１リアクタンス素子と、少なくとも１つの第１接続分岐と、第２接続分岐の少なくとも１つの対とを有し、前記接続分岐はそれぞれ第１回路分岐の分岐点を第２回路分岐の分岐点に接続し、各接続分岐にはそれぞれ１つの第２リアクタンス素子が配置されており、第１接続分岐の各々は、互いに対称的に割当てられた分岐点を接続し、第２接続分岐の各対は第１回路分岐内の連続した２つの分岐点のそれぞれを第２回路分岐内の連続した２つの分岐点のそれぞれに十字交差を介して接続し、前記２つの回路分岐内の連続した２つの分岐点の間に、それぞれ、互いに対称的に割当てられた２つの第１リアクタンス素子のうちの１つが配置されていることを特徴とするリアクタンスフィルタにより解決される。
【０００７】
本発明の有利な実施形態は別の請求項から明らかとなる。
【０００８】
本発明によれば、梯子形フィルタと格子形フィルタの利点を統合したリアクタンスフィルタが初めて提供される。本発明によるフィルタはこのために梯子形フィルタの構成要素も格子形フィルタの構成要素も有しており、これらの要素がフィルタ内で相互に組み合わされている。それぞれ対称的に動作させることのできる２つの端子を備えた入力側及び出力側として使用される２つのゲートの間には、２つの回路分岐が配置されており、それぞれ第１及び第２のゲートの端子を相互に接続している。これら２つの回路分岐には、これら２つの回路分岐を接続する分岐点が存在しており、これらの分岐点の間には接続分岐が接続されている。各接続分岐には１つの第２リアクタンス素子が配置されている。２つの回路分岐には、相互に対称的な配置で、第１リアクタンス素子が直列接続で配置されている。
【０００９】
互いに対称的に割当てられた分岐点を相互に接続する第１接続分岐が設けられている。その他に、第１回路分岐内の連続した２つの分岐点のそれぞれを第２回路分岐内の連続した２つの分岐点のそれぞれに対ごとに相互に接続する第２接続分岐も設けられている。第１及び第２の回路分岐内のこれらの連続した分岐点は互いに対称的に割当てられてはいるが、接続は十字に交差した接続分岐を介して行われる。両回路分岐内のこれらの連続した分岐点の間には、それぞれ１つの第１リアクタンス素子が配置されている。
【００１０】
既に述べたように、リアクタンスフィルタの機能性及び特性はリアクタンス素子の種類とは無関係なので、リアクタンス素子は種々の技術により実施することができる。例を挙げるならば、リアクタンス素子を音波により動作する共振器として、例えば、表面波素子（ＳＡＷ共振器）として、ＢＡＷ共振器として、ＦＢＡＲ共振器として、又は積重ね水晶共振器（積重ね共振器）として実施してもよい。その場合、共振器に関して、両方の回路分岐に配置された第１リアクタンス素子の共振周波数は接続分岐に配置された第２リアクタンス素子の共振周波数よりも高いということがつねに成り立つ。有利には、リアクタンス素子の共振周波数は、第１リアクタンス素子の共振周波数が第２リアクタンス素子の反共振周波数とほぼ等しくなるように設定される。これは、ＳＡＷ共振器の場合であれば、フィンガの周期を適切に異ならせることによって、ＢＡＷ共振器の場合であれば、共振器を形成する材料の層の層厚を適切に変化させることによって設定することができる。本発明によるフィルタにおける第１及び第２のリアクタンス素子の間の共振周波数の差は小さいので、ＢＡＷ共振器の場合には、層厚を微調整することにより簡単に異なる共振周波数に設定することができる。この微調整は材料層領域の除去又は余分な材料層領域を後から切断することを含んでいてよい。また、材料が異なる音響的特性を有している限り、場合によっては、材料は異なるが層厚が同じである場合にも、共振周波数を異ならせることが可能である。
【００１１】
ＢＡＷ共振器は、簡単な実施形態によれば、上面と下面にそれぞれ電極が設けられた圧電材料の薄膜から成る。理想的には、この構造の両方の電極面は空隙により包囲されている。電極に電圧を印加すると、電界が圧電層に作用し、その結果、圧電材料は電気エネルギーの一部を音波の形態の力学的エネルギーに変換する。この音波は電界の方向に沿っていわゆるバルク波として伝播し、電極／空隙の境界面で反射する。圧電層の厚さないしバルク発振器の厚さに依存する所定の周波数ｆrで共振器は共振し、これにより電気共振器のように動作する。
【００１２】
同様に本発明によるリアクタンスフィルに取り入れることのできるＢＡＷ共振器の別の実施形態は、有利には、多層構造を有している。基板の上には、音響ミラー、第１電極層、圧電層、そして最後に第２電極層が完全に平面状に重なり合って配置されている。さらに、音響ミラーは音響インピーダンスの低い層と高い層を交互に有している。ただし、これらの層は、上記層材料内での音波の伝播速度に依存してλ／４の厚さを有している。音波の十分な反射のためには、ＢＡＷ共振器の音響ミラーの場合、少なくとも２対〜１０対のインピーダンスの異なるλ／４層が必要である。
【００１３】
音響インピーダンスの低い層のための材料はとりわけＳｉＯ2であり、その一方で、音響インピーダンスの高い層のための材料としては、有利にはタングステンが選択される。しかしながら、原則的には、とりわけ音響インピーダンスの差が最大となる他の材料の組合せも、本発明によるフィルタ内のＢＡＷ共振器の音響ミラーにおいて使用することができる。
【００１４】
有利には、ＢＡＷ共振器又はＦＢＡＲ共振器から形成された本発明によるリアクタンスフィルタは、ただ１つの共通の基板の上に実施される。このために、すべての層が適切な薄膜法により重ね合わせて形成され、場合によっては、個々の共振器及びこれら共振器を結合するメタライゼーションを形成するために個別に構造化される。さらに、基板は機械的な支持機能しか有しておらず、フィルタを形成する材料層を切断するための土台となる。有利には、基板は基板上に配置された層材料の熱膨張係数に適合させてある。さらに有利には、基板は半導体材料であり、リアクタンスフィルタを動作させるための回路を組み込むことができる。また、多層基板を使用することも可能である。その場合、基板内部の個々のフィルタ構成素子（リアクタンス素子）の配線、つまり、多層基板の２つの部分層の間の配線を行うことができる。なお、このような部分層は有機層又はセラミック層を含んでいてもよい。基板はＬＴＣＣセラミックスであってもよく、場合によっては、このＬＴＣＣセラミックスに本発明によるフィルタの必要な受動素子を組み込んでもよい。このような受動素子は、例えばインピーダンス整合、容量整合、又は位相整合に使用しうるフィルタ用整合回路網を形成することができる。
【００１５】
ＢＡＷ共振器用の電極層としてはアルミニウム、モリブデン、タングステン、又は金が適している。これらは同様に薄膜法により容易に堆積させることができる。圧電層に好適な材料は例えば窒化アルミニウム又は酸化亜鉛であり、これも薄膜法により堆積させることができる。
【００１６】
共振器の共振周波数は共振器本体の厚さにより決定される。設定される振動モードに応じて、共振器本体はλ／２の倍数に相当する層厚を有する。なお、振動モードは適切な手段によって所定の限界内で変化させうる。有利には、共振器の全厚は音響ミラーなしでλ／２となるように選択される。
【００１７】
以下では、実施例及び実施例に付随した図面を基に本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるリアクタンスフィルタを図式的に示している。
【００１９】
図２は、本発明によるリアクタンスフィルタのさまざまな基礎構造を示している。
【００２０】
図３は、本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００２１】
図３ａ，３ｂは、音響的に結合された２つの部分共振器を備えた本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な共振器を図式的に示している。
【００２２】
図４〜６は、本発明によるリアクタンスフィルタのさまざまな回路構成を示している。
【００２３】
図７は、本発明によるリアクタンスフィルタの帯域通過曲線を示している。
【００２４】
図８は、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な表面弾性波共振器（１ゲート共振器）を示している。
【００２５】
図８ａは、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なＤＭＳフィルタを示している。
【００２６】
図８ｂは、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なリアクタンス素子を示している。
【００２７】
図９は、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知のＢＡＷ共振器を示している。
【００２８】
図９ｃは、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知の積重ね水晶共振器を示している。
【００２９】
図９ｄは、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知の別の積重ね水晶共振器を示している。
【００３０】
図１０は、共通の基板の上にＢＡＷ共振器技術により実施されたリアクタンスフィルタを概略的な上面図で示している。
【００３１】
図１１は、公知の格子形フィルタの帯域通過曲線を示している。
【００３２】
図１２は、公知の梯子形フィルタの帯域通過曲線を示している。
【００３３】
図１は、本発明の最も簡単な実施形態を概略的に示したものである。本発明によるリアクタンスフィルタはフィルタの入力側及び出力側として使用可能な２つの対称的に制御可能なゲートから構成されており、これらのゲートは端子Ｔ１，Ｔ１’及びＴ２Ｔ２’を備えている。それぞれ２つの端子Ｔ１／Ｔ２及びＴ１’／Ｔ２’の間には、それぞれ１つの回路分岐ＳＺ，ＳＺ’が配置されており、入力側を出力側に、ないしは一方のゲートを他方のゲートに接続している。したがって、本発明によるフィルタは少なくとも１つの回路構造Ａと少なくとも１つの回路構造Ｂとから構成されており、これらの回路構造はそれぞれ回路分岐ＳＺ，ＳＺ’に対する２つの入力端子と、すぐ隣の回路構造との接続のための２つの出力側とを有している。回路構造Ａは格子形フィルタの基本要素を含んでおり、回路構造Ｂは梯子形フィルタの少なくとも１つの基本要素を含んでいる。
【００３４】
図２Ａ〜２Ｅは、図１の本発明によるフィルタにおいて使用することのできる、Ａ及びＢのためのさまざまな回路構造を示したものである。リアクタンス素子Ｒ１及びＲ２に対して使用されている回路記号は共振器の回路記号と同じであるが、共振器は異なる技術により実施してもよい。図２Ａには、最も簡単な格子形フィルタに相当する回路構造Ａが示されている。２つの互いに平行な回路分岐ＳＺ，ＳＺ’が２つの接続分岐ＶＺ，ＶＺ’によりブリッジ接続されている。接続分岐ＶＺは、２つの回路分岐ＳＺ，ＳＺ’の各々におけるそれぞれ１つの分岐点を接続している。２つの接続分岐ＶＺは、両方の回路分岐ＳＺにおける相互に割当てられた分岐点ＶＳの対を接続しており、それにより、第１回路分岐ＳＺの第１分岐点ＶＳ１は第２の回路分岐ＳＺ’の第２分岐点ＶＳ２’と接続され、第１回路分岐ＳＺの分岐点ＶＳ２は第２回路分岐ＳＺ’の分岐点ＶＳ１’と接続されている。各回路分岐ＳＺにおいて、２つの分岐点ＶＳの間には第１リアクタンス素子Ｒ１が配置されている。接続分岐ＶＺにおいては、分岐点の間に２つのリアクタンス素子Ｒ２が接続分岐に対して直列に接続されている。
【００３５】
図２Ｂには、梯子形タイプの簡単な回路構造Ｂ１が示されている。この回路構造は２つの回路分岐ＳＺ，ＳＺ’から構成されており、これらの回路分岐において、それぞれ１つのリアクタンス素子Ｒ１’が直列に接続されている。２つの分岐点ＶＳ，ＶＳ’の間には接続分岐ＶＺ’が接続されており、接続分岐ＶＺ’には第２リアクタンス素子Ｒ２’が配置されている。
【００３６】
図２Ｃでは、図２Ｂの回路構造Ｂ１は別の接続分岐ＶＺにより拡張されており、両方の回路分岐の第１リアクタンス素子の右側にある別の２つの分岐点ＶＳ１，ＶＳ２は、この接続分岐により接続されている。
【００３７】
図２Ｄには、図２Ｂの回路構造Ｂ１に対して像と鏡像のような関係にある回路構造Ｂ２が示されている。
【００３８】
図２Ｅには、図２Ｄの回路構造Ｂ２が各回路分岐Ｓ２においてそれぞれ１つの第１リアクタンス素子Ｒ１，Ｒ１’により拡張された形の回路構造Ｂ３が示されており、リアクタンス素子Ｒ１，Ｒ１’はそれぞれ接続分岐ＶＺの分岐点ＶＳの右側に配置されている。
【００３９】
本発明によるリアクタンスフィルタは回路構造ＡとＢ（Ｂ１〜Ｂ４）の任意の組合せから構成することができる。その際、同じ回路構造を縦続して配置してもよい。しかしながら、梯子形又は格子形のフィルタに適用されるそれ自体は公知の設計規則が遵守されることが前提とされる。これは特に同じインピーダンスで終端させるという条件に関している。これにより、２つの回路構造の分岐点の間で、端子インピーダンスが同じになる。この規則に厳密に従った設計は影像パラメータ設計と呼ばれる。
【００４０】
異なる回路構造又はタイプＢの同じ回路構造を縦続接続する場合、２つの第１リアクタンス素子が１つの回路分岐において間に接続分岐を介在させずに直に隣り合って直列に接続される構成か、又は、それぞれ１つの第２リアクタンス素子を有する２つの接続分岐をこれら接続分岐の分岐点ＶＺの間に第１リアクタンス素子を置かずに直に隣り合うようにした構成にすることができる。直列の第１リアクタンス素子ないし並列の第２リアクタンス素子のこのような構造はいつでも統合することができる。その際、２つの直列した第１共振器Ｒ１の組合せからできる付加的素子の静的容量は半分になり、その一方で、２つの並列した第２共振器Ｒ２の組合せ素子の静的容量は２倍になる。
【００４１】
図３には、図１では概略的にしか示されていない本発明によるリアクタンスフィルタの具体的な回路構造が示されている。本発明によるリアクタンスフィルタは、すでに図２Ａ及び２Ｂに示したような第１回路構造Ａと第２回路構造Ｂ１を有している。これら２つの回路構造Ａ及びＢ１の組合せは、端子Ｔ１，Ｔ１’及びＴ２Ｔ２’により形成されるゲートの間に直列に接続されている。
【００４２】
図３ａには、音響的に結合された（ここでは２つの）部分共振器を備えた本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な共振器が概略的に示されている。部分共振器は、例えば、積重ね水晶共振器として又は（ＤＭＳフィルタのように）音の軌道内に配置された音響的に結合されたインターデジタル変換器として形成してもよい。共振器Ｒ１は互いに音響的に結合された２つの部分共振器Ｒ１１及びＲ１２を有している。図４には、回路構造ＡとＢ２を接続した場合に相応する、本発明の別の実施形態が示されている。
【００４３】
図５には、回路部分構造ＡとＢ４を直列接続した場合に相応する、本発明の別の実施形態が示されている。
【００４４】
図６には、回路部分構造ＡとＢ３を接続した場合に相応する、本発明の別の実施形態が示されている。
【００４５】
図３〜６に示されている実施例はすでに完成したフィルタを示しているが、直列接続によってタイプＡ若しくはＢの任意の別の回路部分構造と組合せることも、又は、直列に接続することによって拡張することもできる。
【００４６】
図７には、シミュレーション計算により得られる、図６に示された本発明によるリアクタンスフィルタの帯域通過曲線が示されている。図示のように、本発明によるフィルタは一方では、対称梯子形フィルタに典型的な急峻なエッジと深い極位置（ノッチ）を有している。他方では、本発明によるフィルタはさらに、格子形フィルタに典型的な非常に良好な遠隔チャネル選択性を示す。図７Ａには、遠隔チャネル選択性をはっきりさせるために帯域通過曲線全体が示されており、一方、図７Ｂには、通過帯域が拡大して示されている。これにより、通過帯域の急峻なエッジがよく認識できる。
【００４７】
図８には、本発明によるリアクタンスフィルタのリアクタンス素子が１ゲート共振器として表面波技術においてどのように実施されうるかが示されている。図示されているように、インターデジタル変換器ＩＤＴを有する１ゲート共振器のメタライゼーション構造は２つの反射器ＲＦ１，ＲＦ２の間に配置されている。１ゲート共振器の端子はインターデジタル変換器ＩＤＴに接続されており、Ｔ３及びＴ４で表されている。具体的な構造の右側には、図２〜６においても使用されているように、この構造に使用しうる（一般的な）共振器の回路記号が示されている。
【００４８】
図８ａには、本発明によるリアクタンスフィルタのリアクタンス素子がＤＭＳフィルタ（ＤＭＳ＝Double Moded Surface Acoustic Wave）として表面波技術においてどのように実施されうるかが示されている。ＤＭＳフィルタのメタライゼーション構造はインターデジタル変換ＬＤＴ１を有しており、インターデジタル変換器ＬＤＴ１は別のインターデジタル変換器ＬＤＴ２と音響的に結合されている。これら２つのインターデジタル変換器は両側を反射器ＲＦ１，ＲＦ２により囲まれている。ＤＭＳフィルタの端子はＴ３及びＴ４で表されている。具体的な構造の右側には、この構造に使用しうる２つの結合された部分共振器の回路記号が示されている。これら２つの部分共振器は図３ｂに示されている共振器に相当する。
【００４９】
図８ｂには、本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用しうる別のリアクタンス素子が示されている。このリアクタンス素子は、この実施形態においては、音響的に結合された２つのインターデジタル変換器ＩＤＴ１及びＩＤＴ２を有しており、これらのインターデジタル変換器は端子Ｔ３とＴ４の間に直列に接続されている。具体的な構造の右側には、この構造に使用しうる２つの結合された部分共振器の回路記号が示されている。これら２つの部分共振器は図３ａに示されている共振器に相当する。
【００５０】
図９には、それ自体は公知のＢＡＷ又はＦＢＡＲ共振器の実施形態が示されている。図Ａでは、第１電極層Ｅ１、圧電層Ｐ及び第２電極層Ｅ２から成るこの種の共振器が音響ミラーＡＳの上方に配置されており、音響ミラーＡＳは基板Ｓに取り付けられている。さらに、音響ミラーＡＳは、高インピーダンスのλ／４層と低インピーダンスのλ／４層を交互に種々の数だけ有することができる。基板に対しては、既に言及した材料が適している。同様に、共振器の機能層Ｅ及びＰに対しても適切な材料は既に示してある。
【００５１】
図９Ｂには薄膜共振器の別形が示されている。ここでは、薄膜共振器は基板の２つの支点の上に自立式に載っている。共振器下方の自由空間はエアギャップ又は空隙と呼ばれ、共振器内部の音響エネルギーの保存に役立つ。電極層ないし膜層と空気との間の界面におけるインピーダンス差が非常に大きいため、空気との境界の層において音波の完全反射が生じる。この場合、空隙が音響ミラーの役割を引き受けている。
【００５２】
それ自体は公知の積重ね水晶共振器の構造の例が図９ｃ及び９ｄに示されている。第１の部分共振器は、両方の図において、第１電極層Ｅ１、圧電層Ｐ及び第２電極層Ｅ２により形成されている。第２の部分共振器は、図９ｃにおいて、第１電極層Ｅ１、圧電層Ｐ１及び第３電極層Ｅ３により形成されている。図９ｄに示されている実施例では、第２の部分共振器は第４電極層Ｅ４、圧電層Ｐ１及び第３電極層Ｅ３により形成されている。互いに重ね合わされた部分共振器の音響的結合は、共通の電極層（図９ｃではＥ１）によって、又は、互いに向き合った電極Ｅ１とＥ４の間に配置された結合層ＫＳ（図９ｄ参照）によって行われる。電極Ｅ１，Ｅ４は、図９ｃ、９ｄに示されているように、アースに接続してもよい。この接続は図３Ｂに概略的に示されている。
【００５３】
図１０には、本発明によるリアクタンスフィルタをＢＡＷ共振器としてどのように形成しうるか、及び、これらの共振器をただ１つの基板の上にどのようにして集積しうるかが示されている。各共振器は例えば図９Ａに従って形成してよい。接続は集積構造により行われる。この構造では、合間の構造化ステップにより、隣接したないしは相互接続すべきリアクタンス素子の個々の電極層Ｅ１，Ｅ２の間に導体路を形成することができる。接続はメタライゼーションを介して行われる。このメタライゼーションは、メタライゼーション線路の形態で、隣接したないしは接続すべき共振器を相互に結合する。太線で示されているメタライゼーション線路ＭＢは、図表面の下に位置する電極層において相互に接続されていなくければならない。一方それに対して、通常の線ないしは細線で示されているメタライゼーション線路ＭＢは、図表面の上に位置する電極層Ｅ２を示している。ここで、共振器はＢＡＷ共振器の好適な底面積に相当する四角形として示されている。
【００５４】
図１０に示されている、本発明によるリアクタンスフィルタの実際の構造は、図６に示されている一般的な回路構造に相当する。ただ回路部分構造Ａが回路部分構造Ｂ３に置き換えられているだけである。端子Ｔ１，Ｔ１’及びＴ２，Ｔ２’は、基板上に又は基板の他の表面層に施されたメタライゼーション面に相応する。なお、メタライゼーション面には、外部配線をはんた付け又は何らかの方法で接続することができる。
【００５５】
図１１には、公知の格子形フィルタの帯域通過曲線が示されている。この公知の格子形フィルタとは、ここでは、図２Ａの回路部分構造Ａである。挿入損が低いこと及び隣接チャネル選択性が良いこと並びに帯域通過曲線のエッジが極度に急峻でないことが、よく見て取れる。
【００５６】
これに対して、図１２には、それ自体は公知の梯子形フィルタの帯域通過曲線が示されている。公知の梯子形フィルタとは、例えば、ＳＡＷ技術により実現された回路部分構造Ｂ４（図２Ｃ参照）である。この図では、急峻なエッジ及び深い極位置並びに有害な通過帯域リップルと、拒絶帯において遠隔チャネル選択性が比較的悪いことが、よく見て取れる。
【００５７】
公知の梯子形フィルタ及び格子形フィルタの帯域通過曲線と図７に示されている本発明によるフィルタの帯域通過曲線とを比較すれば、本発明により公知の２つのフィルタタイプの専ら利点のみが驚くべき仕方で統合されており、しかも同時に公知のフィルタタイプの欠点を背負い込まなくてもよいことが明らかである。したがって、本発明によるフィルタを用いることにより、参照帯域が互いに近いＲＸフィルタとＴＸフィルタを備えた移動通信システム、例えば既に上で触れたＥＧＳＭ規格の移動通信システムの高い要求が初めて充足される。
【００５８】
少数の実施例に基づいてしか本発明を説明することができなかったが、本発明によるリアクタンスフィルタの構造の別の変更も考えうる。音波により動作する共振器の他に、別のリアクタンス素子、例えばＬＣ素子又は水晶共振器によって本発明を実施することも可能である。ＢＡＷ共振器として挙げた材料も本発明を限定するものではない。というのも、リアクタンス素子ないし共振器は別様にも実現することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明によるリアクタンスフィルタを図式的に示す。
【００６０】
【図２Ａ】本発明によるリアクタンスフィルタの基礎構造を示す。
【００６１】
【図２Ｂ】本発明によるリアクタンスフィルタの基礎構造を示す。
【００６２】
【図２Ｃ】本発明によるリアクタンスフィルタの基礎構造を示す。
【００６３】
【図２Ｄ】本発明によるリアクタンスフィルタの基礎構造を示す。
【００６４】
【図２Ｅ】本発明によるリアクタンスフィルタの基礎構造を示す。
【００６５】
【図３Ａ】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示す。
【００６６】
【図３Ｂ】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００６７】
【図３Ｃ】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００６８】
【図４】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００６９】
【図５】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００７０】
【図６】本発明によるリアクタンスフィルタの回路構成を示している。
【００７１】
【図７Ａ】本発明によるリアクタンスフィルタの帯域通過曲線を示す。
【００７２】
【図７Ｂ】本発明によるリアクタンスフィルタの帯域通過曲線を示す。
【００７３】
【図８Ａ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な表面弾性波共振器（１ゲート共振器）を示す。
【００７４】
【図８Ｂ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な表面弾性波共振器（１ゲート共振器）を示す。
【００７５】
【図８Ｃ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能な表面弾性波共振器（１ゲート共振器）を示す。
【００７６】
【図９Ａ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知のＢＡＷ共振器を示す。
【００７７】
【図９Ｂ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知のＢＡＷ共振器を示す。
【００７８】
【図９Ｃ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知のＢＡＷ共振器を示す。
【００７９】
【図９Ｄ】本発明によるリアクタンスフィルタにおいて使用可能なそれ自体は公知のＢＡＷ共振器を示す。
【００８０】
【図１０】共通の基板の上にＢＡＷ共振器技術により実施されたリアクタンスフィルタを概略的な上面図で示す。
【００８１】
【図１１】公知の格子形フィルタの帯域通過曲線を示す。
【００８２】
【図１２】公知の梯子形フィルタの帯域通過曲線を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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