(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通のグランドに関連する信号入力ポートおよび信号出力ポートを含む、交互する一連の直列分岐および分路分岐を有するハーフラダー構造を備えるフィルタであって、該フィルタの前記出力ポートに最も近い最後の直列分岐のみ、または最後の分路分岐のみ、またはその両方のみが、逆並列または逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を有するＢＡＷ装置として構成され、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射は、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の直列分岐または少なくとも１つの他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、フィルタ。
【請求項２】
前記第１のＢＡＷ共振器の第１の電極が、前記第２のＢＡＷ共振器の第２の電極および前記ＢＡＷ装置の第１の電気端子に対して電気的に接続されるとともに、前記第１のＢＡＷ共振器の第２の電極が、前記第２のＢＡＷ共振器の第１の電極および前記ＢＡＷ装置の第２の電気端子に対して電気的に接続され、前記第１および第２のＢＡＷ共振器は、それらの第１の電極およびそれらの第２の電極に対して同じ分極を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第１のＢＡＷ共振器の共振周波数および前記第２のＢＡＷ共振器の共振周波数が実質的に同一である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記第１のＢＡＷ共振器のキャパシタンスが前記第２のＢＡＷ共振器のキャパシタンスよりも大きい、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記最後の直列分岐が前記ＢＡＷ装置として構成され、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の直列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの全ての他の直列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記ＢＡＷ装置の前記第１および第２のＢＡＷ共振器が逆直列に接続される、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記ＢＡＷ装置の前記第１および第２のＢＡＷ共振器が逆並列に接続される、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記最後の分路分岐が前記ＢＡＷ装置として構成され、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの全ての他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項９に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記ＢＡＷ装置の前記第１および第２のＢＡＷ共振器が逆直列に接続される、請求項９に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記ＢＡＷ装置の前記第１および第２のＢＡＷ共振器が逆並列に接続される、請求項９に記載のフィルタ。
【請求項１３】
共通のグランドに関連する信号入力ポートおよび信号出力ポートを含む交互する一連の直列分岐および分路分岐を有するハーフラダー構造を備えるＢＡＷフィルタにおける高調波放射を減少させる方法であって、前記フィルタの前記出力ポートに最も近い最後の直列分岐のみ、または最後の分路分岐のみ、またはその両方のみを、逆並列または逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を有するＢＡＷ装置として構成するステップと、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の直列分岐または少なくとも１つの他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルするように、前記第１のＢＡＷ共振器および前記第２のＢＡＷ共振器を構成するステップ、を含む方法。
【請求項１４】
前記第１のＢＡＷ共振器の第１の電極を前記第２のＢＡＷ共振器の第２の電極および前記ＢＡＷ装置の第１の電気端子に対して電気的に接続するステップと、前記第１のＢＡＷ共振器の第２の電極を前記第２のＢＡＷ共振器の第１の電極および前記ＢＡＷ装置の第２の電気端子に対して電気的に接続するステップと、を更に含み、前記第１および第２のＢＡＷ共振器は、それらの第１の電極およびそれらの第２の電極に対して同じ分極を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記最後の直列分岐が前記ＢＡＷ装置として構成され、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の直列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの全ての他の直列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記最後の分路分岐が前記ＢＡＷ装置として構成され、前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの少なくとも１つの他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、前記第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射および前記フィルタの全ての他の分路分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
様々な異なる周波数帯域にわたって動作できる通信装置に対する需要は益々増えてきている。特に、複数の周波数帯域で動作できるセルラーフォンまたはモバイルフォンに対する需要は増大している。そのような装置では、それぞれの送信周波数帯域および受信周波数帯域毎に別個の送信フィルタおよび受信フィルタが一般に使用される。特に、バルク超音波（ＢＡＷ）フィルタがしばしば使用される。
【０００２】
実施が最も簡単なＢＡＷ共振器は、２つの金属電極間に配置される圧電材料からなる層を備える。一般的な圧電材料は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。
【０００３】
図１は、以下で圧電層１２と称され且つ第１の電極、すなわち上端電極Ｔと第２の電極、すなわち下端電極Ｂとの間に配置される圧電材料からなる層を備える静電キャパシタンスＣを有する典型的なＢＡＷ共振器１０を示している。上端電極および下端電極なる名称は、定義目的を果たすだけであり、ＢＡＷ共振器の空間的配置および位置決めに関して何ら限定を示すものではない。むしろ、上端電極および下端電極なる表記は、後述するように圧電材料の分極に関してこれらの電極の位置を規定するのに役立ち、そのため、Ｔ電極およびＢ電極を示す等価回路図からそれぞれのＢＡＷ共振器の分極を得ることができる。
【０００４】
ＢＡＷ共振器１０の第１の電極Ｔと第２の電極Ｂとの間に電界が加えられると、相互圧電効果または逆圧電効果により、ＢＡＷ共振器１０は、前述したように、圧電材料の分極に応じた拡張または収縮の場合、機械的に拡張しまたは収縮する。このことは、Ｔ電極とＢ電極との間に電界が逆に加えられる場合に逆のケースが当てはまることを意味する。交番電界の場合には、圧電層１２で音波が発生され、また、ＢＡＷ共振器の実施に応じて、この波は、例えば電界と平行に縦波として伝搬し、或いは電界に対して垂直な横波として伝搬し、例えば圧電層１２の界面で反射される。圧電層１２および上端・下端電極の厚さｄが音波の波長λの半分の整数倍に等しければ常に、共振状態及び／又は音響共振振動が起こる。このとき、基本共振周波数、すなわち、最も低い共振周波数ＦRESは、共振器の全体の厚さに反比例する。このことは、ＢＡＷ共振器が外部から指定される周波数で振動することを意味する。
【０００５】
ＢＡＷ共振器の圧電特性、したがって共振特性も、様々な要因、例えば圧電材料、製造方法、製造中にＢＡＷ共振器に印加される分極、および結晶のサイズに依存する。前述したように、特に共振周波数は、共振器の全体の厚さによって決まる。
【０００６】
前述したように、ＢＡＷ共振器は電気分極を示す。ＢＡＷ共振器の機械的な変形、拡張または収縮の方向は、第１の電極Ｔおよび第２の電極Ｂに対して印加される電界の方向とＢＡＷ共振器１０の分極の方向とによって決まる。例えば、ＢＡＷ共振器の分極および電界の方向が同じ方向を向いている場合には、ＢＡＷ共振器１０が収縮し、一方、ＢＡＷ共振器１０の分極および電界の方向が反対の方向を向いているときには、ＢＡＷ共振器１０が拡張する。
【０００７】
ＢＡＷ共振器は様々な形態を有することができる。一般に、いわゆるＦＢＡＲ（薄膜バルク音響共振器）とＳＭＲ（固定実装型共振器）とが区別される。また、ＢＡＷ共振器は、１つの圧電層１２を有してもよく、あるいは、幾つかの圧電層１２を有してもよい。
【０００８】
ＢＡＷ共振器は、しばしば、フィルタにおいて使用される。
【０００９】
図２は、第１の直列ＢＡＷ共振器４８と、第２の直列ＢＡＷ共振器５５と、第３の直列ＢＡＷ共振器５２と、第４の直列ＢＡＷ共振器５３と、第１の分路ＢＡＷ共振器５４と、第２の分路ＢＡＷ共振器５６と、第３の分路ＢＡＷ共振器５８と、第４の分路ＢＡＷ共振器６５とを備えるフィルタ２０の回路図を示している。直列ＢＡＷ共振器４８、５５、５２、５３は、入力ポート４４と出力ポート４６との間で直列に接続される。第１の分路ＢＡＷ共振器５４は、入力ポート４４と電気的なグランド４２との間で並列に接続される。第２の分路ＢＡＷ共振器５６は、第１の直列ＢＡＷ共振器４８と第２の直列ＢＡＷ共振器５５との間の接続ノードと電気的なグランド４２との間に接続される。第３の分路ＢＡＷ共振器５８は、第２の直列ＢＡＷ共振器５５と第３の直列ＢＡＷ共振器５２との間の接続ノードと電気的なグランド４２との間に接続される。第４の分路ＢＡＷ共振器６５は、第３の直列ＢＡＷ共振器５２と第４の直列ＢＡＷ共振器５３との間の接続ノードと電気的なグランド４２との間に接続される。直列および分路ＢＡＷ共振器のそれぞれは上端電極Ｔおよび下端電極Ｂを備え、これらの電極は、各ＢＡＷ共振器の分極を示すように図２の等価回路図に表わされている。
【００１０】
フィルタ２０などの１つ以上のＢＡＷ共振器を使用するフィルタ回路に伴う１つの問題は、１つ以上のＢＡＷ共振器の非線形的挙動である。この問題は、特に、ＢＡＷ共振器が高い電力レベルで駆動されるときに起こり、これにより、出力信号中に望ましくない高調波成分が発生され得る。
【００１１】
この問題を緩和するための１つの手法は、影響を受けるＢＡＷ共振器を「カスケード接続する」ことである。以下において、「カスケード」とは、要素のチェーンまたは直列接続を意味する。すなわち、静電キャパシタンスＣを示す１つのＢＡＷ共振器は、それぞれが静電キャパシタンス２Ｃを示す２つのＢＡＷ共振器のカスケードと置き換えられ、それにより、直列組み合わせの全体のキャパシタンスが再びＣとなる。原則的に、そのようなカスケード接続されたＢＡＷ共振器の対は、対応する個々のＢＡＷ共振器と同じインピーダンス特性を有する。静電キャパシタンス２Ｃを示すカスケード接続されたＢＡＷ共振器の対は、静電キャパシタンスＣを示す対応する個々のＢＡＷ共振器よりも４の係数だけ大きい。前述のカスケード接続の結果として、エネルギ密度も４の係数だけ小さくなり、したがって、カスケード接続されたＢＡＷ共振器を用いると、非線形効果が６ｄＢだけ減少される。
【００１２】
しかしながら、前述したカスケード接続配置は幾つかの欠点を有する。１つのＢＡＷ共振器を等価なカスケード接続されたＢＡＷ共振器の対と置き換える主要な欠点は、前述したようにサイズの４倍の増大である。したがって、そのようなカスケード接続は、それがフィルタの全てのＢＡＷ共振器において行なわれれば、フィルタのサイズをかなり増大させる。結果として、フィルタの全ての共振器分岐においてカスケード接続を利用することは一般に非現実的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、必要なものは、アンテナまたは他の装置を複数のＢＡＷフィルタ、ＳＡＷフィルタ及び／又はＦＢＡＲフィルタに対してマッチングさせる一般的なマッチング回路網および方法であって、これらの欠点のうちの１つ以上を軽減できるマッチング回路網および方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態において、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタは、共通のグランドに関連する信号入力および信号出力を含み、フィルタの少なくとも１つの直列分岐または少なくとも１つの並列分岐は、逆並列または逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置として構成される。第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射は、第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射およびフィルタの少なくとも１つの他の直列分岐または少なくとも１つの他の並列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルする。
【００１５】
他の実施形態においては、共通のグランドに関連する信号入力および信号出力を含む交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するＢＡＷフィルタ内の高調波放射を減少させるための方法が提供される。方法は、フィルタの少なくとも１つの直列分岐または少なくとも１つの並列分岐を、逆並列または逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置として構成し、第１のＢＡＷ共振器によって発生される二次高調波放射が、第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射およびフィルタの少なくとも１つの他の直列分岐または少なくとも１つの他の並列分岐の二次高調波放射を実質的にキャンセルするように、第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を構成することを備える。
【００１６】
実施形態は、以下の詳細な説明を添付図面と共に読むことにより最もよく理解される。様々な特徴が必ずしも一定の倍率で描かれているとは限らない点を強調しておく。実際に、議論を明確にするため、寸法が任意に増大され或いは減少される場合がある。適用でき且つ実用的である限り、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下の詳細な説明では、限定を目的とせずに説明目的で、本教示に係る実施形態の完全な理解を与えるために、特定の内容を開示する実施形態について説明する。しかしながら、本開示内容の利益を享受する当業者であれば分かるように、本明細書に開示された特定の内容から逸脱する本教示に係る他の実施形態は添付の特許請求の範囲内にある。また、周知の装置および方法の説明は、実施形態の説明を曖昧にしないように省かれる場合がある。そのような方法および装置は明らかに本教示の範囲内にある。
【００１８】
図３は、逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器７２と第２のＢＡＷ共振器７４とを備えるＢＡＷ装置３０を示している。第１のＢＡＷ共振器７２は、圧電層７２Ｐと、第１の電極７２Ｔと、第２の電極７２Ｂとを備え、また、第２のＢＡＷ共振器７４は、圧電層７４Ｐと、第１の電極７４Ｔと、第２の電極７４Ｂとを備える。第１のＢＡＷ共振器７２は、第１の電極７２Ｔから第２の電極７２Ｂの方向に分極されており、また、第２のＢＡＷ共振器７４も、第１の電極７４Ｔから第２の電極７４Ｂの方向に分極されており、第１のＢＡＷ共振器７２の第１の電極７２Ｔは、第２のＢＡＷ共振器７４の第２の電極７４ＢおよびＢＡＷ装置３０の第１の電気端子７６に対して電気的に接続され、一方、第１のＢＡＷ共振器７２の第２の電極７２Ｂは、第２のＢＡＷ共振器７４の第１の電極７４ＴおよびＢＡＷ装置３０の第２の電気端子７８に対して電気的に接続されている。矢印７２Ｒは、第１のＢＡＷ共振器７２の分極の典型的な方向を指し示し、また、矢印７４Ｒは、第２のＢＡＷ共振器７４の分極の典型的な方向を指し示している。ＢＡＷ装置３０及び／又はＢＡＷ共振器７２、７４の逆並列接続において不可欠な唯一のことは、２つのＢＡＷ共振器７２、７４の分極７２Ｒ、７４Ｒが第１の電極７２Ｔ、７４Ｔおよび第２の電極７２Ｂ、７４Ｂに対して同じ方向を有することである。あるいは、例えば、両方のＢＡＷ共振器７２、７４の分極は、第２の電極７２Ｂ、７４Ｂから第１の電極７２Ｔ、７４Ｔの方向を向いていてもよい。
【００１９】
このようにして、ＢＡＷ装置３０は、逆並列に接続されたＢＡＷ共振器対７２および７４からなる。
【００２０】
従来技術で前述したように、ＢＡＷ共振器においては、ＦＢＡＲ共振器およびＳＭＲを含む多くの様々な実施が存在し、それぞれの実施は図３のＢＡＷ装置３０に適用されてもよい。また、例えば、ＢＡＷ共振器７２、７４は、もう一つの方法として、図３が１つの圧電層７２Ｐ、７４Ｐのみを示すとはいえ、幾つかの圧電層を備えてもよい。また、ＢＡＷ装置３０は、２つの別個の及び／又は個々のＢＡＷ共振器７２、７４同士を接続することによって形成されてもよいが、例えば、共通の圧電層を共有する２つのＢＡＷ共振器７２、７４同士を接続することによって形成されてもよい。
【００２１】
第１のＢＡＷ共振器７２および第２のＢＡＷ共振器７４が同じキャパシタンス、例えばＣ／２を有する場合、ＢＡＷ装置３０は、全体として、キャパシタンスＣを示す通常の或いは「一般的な」ＢＡＷ共振器のように作用する。しかしながら、ＢＡＷ装置３０は、キャパシタンスＣを示す対応する一般的なＢＡＷ共振器と比べて、かなり減少された非線形特性（例えば、高調波放射）を示す。特に、ＢＡＷ装置３０の二次高調波放射は、同じキャパシタンスを有する一般的なＢＡＷ共振器の二次高調波放射と比べて実質的に減少される。例えば、１つの特定の実施形態において、ＢＡＷ装置３０の二次高調波放射は、キャパシタンスＣを示す対応する一般的なＢＡＷ共振器と比べて、約３０ｄＢ減少される。
【００２２】
図４は、逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器８２と第２のＢＡＷ共振器８４とを備えるＢＡＷ装置４０を示している。第１のＢＡＷ共振器８２は、圧電層８２Ｐと、第１の電極８２Ｔと、第２の電極８２Ｂとを備え、また、第２のＢＡＷ共振器８４は、圧電層８４Ｐと、第１の電極８４Ｔと、第２の電極８４Ｂとを備える。第１のＢＡＷ共振器８２は、第１の電極８２Ｔから第２の電極８２Ｂの方向に分極されており、また、第２のＢＡＷ共振器８４も、第１の電極８４Ｔから第２の電極８４Ｂの方向に分極されている。第１のＢＡＷ共振器８２の第１の電極８２Ｔは、ＢＡＷ装置４０の第１の電気端子８６に対して電気的に接続されている。第１のＢＡＷ共振器８２の第２の電極８２Ｂは、第２のＢＡＷ共振器８４の第２の電極８４Ｂに対して電気的に接続されている。第２のＢＡＷ共振器８４の第１の電極８４Ｔは、ＢＡＷ装置４０の第２の電気端子８８に対して電気的に接続されている。矢印８２Ｒは、第１のＢＡＷ共振器８２の分極の典型的な方向を指し示し、また、矢印８４Ｒは、第２のＢＡＷ共振器８４の分極の典型的な方向を指し示している。
【００２３】
このようにして、ＢＡＷ装置４０は、逆直列に接続されたＢＡＷ共振器対８２および８４からなる。
【００２４】
従来技術で前述したように、ＢＡＷ共振器においては、ＦＢＡＲ共振器およびＳＭＲを含む多くの様々な実施が存在し、それぞれの実施は図４のＢＡＷ装置４０に適用されてもよい。また、例えば、ＢＡＷ共振器８２、８４は、もう一つの方法として、図４が１つの圧電層８２Ｐ、８４Ｐのみを示すとはいえ、幾つかの圧電層を備えてもよい。また、ＢＡＷ装置４０は、２つの別個の及び／又は個々のＢＡＷ共振器８２、８４同士を接続することによって形成されてもよい。
【００２５】
第１のＢＡＷ共振器８２および第２のＢＡＷ共振器８４が同じキャパシタンス、例えば２Ｃを有する場合、ＢＡＷ装置４０は、全体として、キャパシタンスＣを示す通常の或いは「一般的な」ＢＡＷ共振器のように作用する。しかしながら、ＢＡＷ装置４０は、キャパシタンスＣを示す対応する一般的なＢＡＷ共振器と比べて、かなり減少された非線形特性（例えば、高調波放射）を示す。すなわち、ＢＡＷ装置４０の二次高調波放射は、同じキャパシタンスを有する一般的なＢＡＷ共振器の二次高調波放射と比べてかなり減少される。例えば、１つの特定の実施形態において、ＢＡＷ装置４０の二次高調波放射は、キャパシタンスＣを示す対応する一般的なＢＡＷ共振器と比べて、約３０ｄＢ減少される。
【００２６】
逆並列ＢＡＷ装置３０および逆直列ＢＡＷ装置４０は、フィルタの非線形特性を向上させるため、特にフィルタ全体の二次高調波放射を減少させるために、ハーフラダー構造を有するフィルタの１つ以上の直列分岐または分路分岐で使用されてもよい。
【００２７】
図５は、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタ５０の１つの実施形態を示し、この場合、直列分岐および分路分岐のそれぞれは、図３に示されるように逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置５７として構成される。
【００２８】
図６は、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有する他の実施形態のフィルタ６０を示し、この場合、直列分岐および分路分岐のそれぞれは、図４に示されるように逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置６７として構成される。
【００２９】
前述したように、フィルタ５０および６０は、直列分岐および分路分岐のそれぞれにおいて同じキャパシタンス値を有する図２のフィルタ２０と比べて、かなり向上された非線形性能を示すことができる。特に、フィルタ５０またはフィルタ６０の二次高調波放射性能は、直列分岐および分路分岐のそれぞれにおいて同じキャパシタンス値を有する図２のフィルタ２０の性能よりも数十デシベルよくなる場合がある。
【００３０】
しかしながら、フィルタ５０および６０には欠点がある。
【００３１】
フィルタ５０において、逆並列に接続された値Ｃ／２を有する第１のＢＡＷ共振器と値Ｃ／２を有する第２のＢＡＷ共振器とを備える各ＢＡＷ装置５７は、同じキャパシタンス値Ｃを有する等価な一般的なＢＡＷ共振器と比べて、かなり減少された品質係数（すなわち、「Ｑ」）を示す。その結果、フィルタ５０は大きく減少された品質係数を有し、このことは、フィルタ５０が等価なフィルタ２０よりも損失が多く且つ効率が低いことを意味する。多くの用途において、この減少された品質係数は受け入れられない。
【００３２】
一方、フィルタ６０において、逆直列に接続された値２Ｃを有する第１のＢＡＷ共振器と値２Ｃを有する第２のＢＡＷ共振器とを備える各ＢＡＷ装置６７は、同じキャパシタンス値Ｃを有する等価な一般的なＢＡＷ共振器と比べて、かなり増大されたサイズ（４×）を示す。その結果、フィルタ６０は、等価なフィルタ２０よりも大きく増大されたサイズを必要とする。多くの用途において、このサイズの増大は受け入れられない。
【００３３】
したがって、高調波放射を減少させる他の解決策が求められる。
【００３４】
図７は、図２のフィルタ２０の出力ポート４６における二次高調波放射のプロットを周波数の関数として示している。図示のように、プロットは、２つの「ピーク」、フィルタ２０の分路分岐の二次高調波放射によって決定付けられる低い方の周波数における「逆相」ピークおよびフィルタ２０の直列分岐の二次高調波放射によって決定付けられる高い方の周波数における「正相」ピーク、を有する。
【００３５】
出力ポート４６では、二次高調波放射の主要源が、ＢＡＷ共振器５３を含む４番目の直列分岐およびＢＡＷ共振器６５を含む４番目の分路分岐、すなわち、出力ポート４６に最も近い「最後の」直列分岐および分路分岐、からのものであるのが分かる。実際に、例えば、出力ポート４６において、３番目の直列ＢＡＷ共振器５２および３番目の分路ＢＡＷ共振器５８からの二次高調波放射の寄与は、４番目の直列ＢＡＷ共振器５３および４番目の分路ＢＡＷ共振器６５からの二次高調波放射の寄与よりも約１０ｄＢ低い。１番目および２番目の直列ＢＡＷ共振器４８および５５並びに１番目および２番目の分路ＢＡＷ共振器５４および５６の寄与は更に低い。
【００３６】
したがって、図８は、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有する他の実施形態のフィルタ８０を示し、この場合、出力ポート８６に最も近い「最後の」直列分岐だけが、図３に示されるように逆並列に接続された或いは図４に示されるように逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置８５として構成される。
【００３７】
前述したように、逆並列構造の場合、第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器が同じキャパシタンス、例えばＣ／２を有する場合、ＢＡＷ装置８５は、全体として、高調波放射がかなり減少される、特に、ＢＡＷ装置８５の二次高調波放射レベルは等価な一般的なＢＡＷ共振器よりも３０ｄＢ低い、ことを除き、キャパシタンスＣを示す通常の或いは「一般的な」ＢＡＷ共振器のように作用する。同様に、逆直列構造の場合、第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器が同じキャパシタンス、例えば２Ｃを有する場合、ＢＡＷ装置８５は、全体として、高調波放射がかなり減少される、この場合も先と同様、特に、ＢＡＷ装置８５の二次高調波放射は等価な一般的なＢＡＷ共振器よりも３０ｄＢ低い、ことを除き、キャパシタンスＣを示す通常の或いは「一般的な」ＢＡＷ共振器のように作用する。
【００３８】
フィルタ５０および６０と比較して、フィルタ８０は、単一の一般的なＢＡＷ共振器を、逆並列または逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置８５と置き換えるだけであるため、フィルタ５０および６０とは対照的に、サイズが僅かしか増大せず、あるいは、その品質係数が僅かしか減少されない。
【００３９】
図９は、フィルタ８０の出力ポート８６における二次高調波放射のプロットを周波数の関数として示している。図７と比べると、フィルタ９０の分路分岐の二次高調波放射によって決定付けられる低い周波数における「逆相」ピークは残存し、実際には更に低い周波数で悪化しているのが分かる。これは、出力ポート８６に最も近いフィルタ８０の「最後の」分路分岐を、図３に示されるように逆並列に接続された或いは図４に示されるように逆直列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置と置き換えることよって対処することができる。しかしながら、フィルタ８０の直列分岐の二次高調波放射によって決定付けられる高い周波数における「正相」ピークは、ＢＡＷ装置８５の二次高調波放射が、等価な一般的なＢＡＷ共振器よりも３０ｄＢ低いにもかかわらず、フィルタ２０と比べて約１０ｄＢしか減少されていないことも分かる。
【００４０】
したがって、図１０は、減少された高調波放射を示すフィルタ１０００の１つの実施形態を示している。フィルタ１０００は、交互する一連の直列分岐１０１０−ｉおよび分路分岐１０２０−ｉを備えるハーフラダー構造を有し、この場合、直列分岐および分路分岐のそれぞれ１０１０ｉ／１０２０ｉは、「最後の」直列分岐１０１０−４および最後の分路分岐１０２０−４を除き図示の極性を有する対応するＢＡＷ共振器１０３０ｉを含む。出力ポート４６に最も近い最後の直列分岐はＢＡＷ装置１０５０を含み、出力ポート４６に最も近い最後の分路分岐はＢＡＷ装置１０６０を含む。図１０の実施形態において、ＢＡＷ装置１０５０は、逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器１０５２および第２のＢＡＷ共振器１０５４を含む。一方、ＢＡＷ装置１０６０は、逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器１０６２および第２のＢＡＷ共振器１０６４を含む。
【００４１】
ＢＡＷ装置１０５０は、ＢＡＷ共振器１０５２および第２のＢＡＷ共振器１０５４が互いと同じキャパシタンス（例えばＣ／２）を有さず且つ互いに等価とならないように構成されるのが有益である。１つの特定の典型的な実施形態において、ＢＡＷ共振器１０５２およびＢＡＷ共振器１０５４は、（１）並列な組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の二次高調波放射とほぼ等しいが反対の位相となるように選択される。その場合、ＢＡＷ共振器１０５２は、ＢＡＷ共振器１０５４および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の極性とは反対の極性を有するため、ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射は、ＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の二次高調波放射を実質的にキャンセルする。これに関して、実質的なキャンセルは、例えばフィルタ９０においてＢＡＷ共振器１０５２およびＢＡＷ共振器１０５４が互いと同じキャパシタンス（例えばＣ／２）を有していた場合に、合成二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０５２、ＢＡＷ共振器１０５４、および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の組み合わせによって生み出された二次高調波放射よりも約１０ｄＢ低いことを意味する。
【００４２】
フィルタ１０００の二次高調波放射を周波数に対してプロットする場合には、フィルタ１０００の直列分岐の二次高調波放射によって決定付けられる高い周波数における「正相」ピークがフィルタ２０と比べて約２０ｄＢ減少されるのが観察される。
【００４３】
前述した様式と同様の様式で、第１のＢＡＷ共振器１０６２および第２のＢＡＷ共振器１０６４は、（１）並列な組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）ＢＡＷ共振器１０６２の二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０６４の二次高調波放射および分路ＢＡＷ共振器１０２０−３の二次高調波放射を実質的にキャンセルするように選択されることが有益である。
【００４４】
また、他の特定の典型的な実施形態において、ＢＡＷ共振器１０５２およびＢＡＷ共振器１０５４は、（１）並列な組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−２の二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の二次高調波放射とほぼ等しいが反対の位相となるように選択される。その場合、ＢＡＷ共振器１０５２および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３は、ＢＡＷ共振器１０５４および直列ＢＡＷ共振器１０１６の極性とは反対の極性を有するため、ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射は、ＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−３の二次高調波放射および直列ＢＡＷ共振器１０１０−２の二次高調波放射を実質的にキャンセルする。これに関して、実質的なキャンセルは、例えばフィルタ９０においてＢＡＷ共振器１０５２およびＢＡＷ共振器１０５４が互いと同じキャパシタンス（例えばＣ／２）を有していた場合に、合成二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０５２、ＢＡＷ共振器１０５４、および直列ＢＡＷ共振器１０１０−２および１０１０−３の組み合わせによって生み出された高調波放射よりも約１０ｄＢ低いことを意味する。
【００４５】
フィルタ１０００の二次高調波放射を周波数に対してプロットする場合には、フィルタ１０００の直列分岐の二次高調波放射によって決定付けられる高い周波数における「正相」ピークがフィルタ２０と比べて２０ｄＢより多く減少されるのが観察される。
【００４６】
概念的には、一般に、（１）並列な組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射が、ＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射およびフィルタ１０００における全ての直列ＢＡＷ共振器１０１０−ｉの二次高調波放射を実質的にキャンセルするように、ＢＡＷ共振器１０５２を選択することができ、ＢＡＷ共振器１０５４が選択される。
【００４７】
前述した様式と同様の様式で、一般に、（１）並列な組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）ＢＡＷ共振器１０５２の二次高調波放射がＢＡＷ共振器１０５４の二次高調波放射およびフィルタ１０００における全ての分路ＢＡＷ共振器１０２０−ｉの二次高調波放射を実質的にキャンセルするように、ＢＡＷ共振器１０６２および第２のＢＡＷ共振器１０６４を選択することができる。
【００４８】
等価なキャパシタンスの一般的なＢＡＷ共振器の代わりにＢＡＷ装置１０５０またはＢＡＷ装置１０６０だけを含ませることを含む様々な組み合わせが可能である。
【００４９】
また、図１０は、ＢＡＷ装置１０５０および１０６０のそれぞれがＢＡＷ共振器の逆並列な組み合わせを備える一実施形態を示しているが、代わりに、一方または両方のＢＡＷ装置がＢＡＷ共振器の逆直列の組み合わせを備えてもよく、その場合、（１）直列の組み合わせが所望のキャパシタンスＣを生み出すとともに、（２）第１のＢＡＷ共振器の二次高調波放射が、第２のＢＡＷ共振器の二次高調波放射およびフィルタ１０００における１つ以上の残りの直列または分路ＢＡＷ共振器の二次高調波放射を実質的にキャンセルする。
【００５０】
本明細書では典型的な実施形態が開示されているが、当業者であれば分かるように、本教示に従う多くの変形が可能であり添付の特許請求の範囲内にとどまる。例えば、前述の説明および図は、マッチング回路網がアンテナおよび複数のフィルタへの信号及びこれらからの信号を多重化する典型的な場合を示しているが、マッチング回路網はアンテナを用いる用途に限定されない。一般に、前述したマッチング回路網を使用して、広帯域増幅器またはフィルタなどの任意の適した装置を複数のフィルタと受動的に多重化することができる。したがって、添付の特許請求の範囲内を除き、実施形態が制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】典型的なＢＡＷ共振器を示す図である。
【図２】それぞれがＢＡＷ共振器を含む交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタの回路図である。
【図３】逆並列に接続された２つのＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置を示す図である。
【図４】逆直列に接続された２つのＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置を示す図である。
【図５】フィルタの全ての直列分岐および全ての並列分岐が逆直列または逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置として構成される、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタの一実施形態を示す図である。
【図６】フィルタの少なくとも１つの直列分岐または少なくとも１つの並列分岐が逆直列または逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置として構成される、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタの他の実施形態を示す図である。
【図７】図２のフィルタのその出力ポートにおける二次高調波放射のプロットを周波数の関数として示す図である。
【図８】出力ポートに最も近い「最後の」直列分岐だけが逆直列または逆並列に接続された第１のＢＡＷ共振器および第２のＢＡＷ共振器を備えるＢＡＷ装置として構成される、交互する一連の直列分岐および分路分岐を備えるハーフラダー構造を有するフィルタ９０の他の実施形態を示す図である。
【図９】図８のフィルタのその出力ポートにおける二次高調波放射のプロットを周波数の関数として示す図である。
【図１０】減少された高調波を示すフィルタの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０００  フィルタ
１０１０−１〜１０１０−３  直列分岐
１０２０−１〜１０２０−３  分路分岐
１０５０  ＢＡＷ装置
１０５２  第１のＢＡＷ共振器
１０５４  第２のＢＡＷ共振器
１０６０  ＢＡＷ装置
１０６２  第１のＢＡＷ共振器
１０６４  第２のＢＡＷ共振器
Ｔ  第１の電極
Ｂ  第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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