(57)【要約】【課題】共振素子、バンドパスフィルター及びデュプレクサを提供する。【解決手段】非磁性伝導物質で構成された第１電極、第１電極上に形成されており、磁化方向が固定された強磁性物質で構成された強磁性固定層、強磁性固定層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された非磁性伝導層、非磁性伝導層上に形成されており、磁化方向が外部磁界によって変化する強磁性物質で構成された強磁性自由層、及び、強磁性自由層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された第２電極を備えることを特徴とする共振素子である。したがって、本発明による共振素子で構成されたバンドパスフィルターまたはデュプレクサは、高周波数領域で動作可能であり、素子のサイズを小型化でき、帯域幅の調整が可能であり、集積回路との一体化を可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性伝導物質で構成された第１電極と、
前記第１電極上に形成されており、磁化方向が固定された強磁性物質で構成された強磁性固定層と、
前記強磁性固定層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された非磁性伝導層と、
前記非磁性伝導層上に形成されており、磁化方向が外部磁界によって変化する強磁性物質で構成された強磁性自由層と、
前記強磁性自由層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された第２電極と、を備えることを特徴とする共振素子。
【請求項２】
前記強磁性固定層は、
前記第１電極上に形成されており、磁化回転を抑制する磁化回転抑制層と、
前記磁化回転抑制層上に形成されており、前記磁化回転抑制層によって磁化方向が固定されている強磁性層と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項３】
前記磁化回転抑制層は、
Ｐｔ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｆｅ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることを特徴とする請求項２に記載の共振素子。
【請求項４】
前記強磁性層は、
Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち何れか一つの物質で構成されることを特徴とする請求項２に記載の共振素子。
【請求項５】
前記強磁性層は、
Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることを特徴とする請求項２に記載の共振素子。
【請求項６】
偏光因子の変更のために、前記強磁性層を構成する物質の組成比を調整することを特徴とする請求項２に記載の共振素子。
【請求項７】
前記強磁性層は、
前記強磁性自由層の歳差運動に対するダンピング定数を調整するダンピング調整物質をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の共振素子。
【請求項８】
前記強磁性層は、
前記ダンピング調整物質として、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔのうち少なくとも何れか一つ以上の物質を含むことを特徴とする請求項７に記載の共振素子。
【請求項９】
前記非磁性伝導層は、
Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｔａ及びＴｉのうち少なくとも何れか一つ以上の物質で構成されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１０】
前記非磁性伝導層は、
Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｔａ及びＴｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１１】
前記強磁性自由層は、
Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち何れか一つの物質で構成されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１２】
前記強磁性自由層は、
Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１３】
偏光因子の変更のために、前記強磁性自由層を構成する物質の組成比を調整することを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１４】
前記強磁性自由層は、
前記強磁性自由層の歳差運動に対するダンピング定数を調整するダンピング調整物質をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１５】
前記強磁性自由層は、
前記ダンピング調整物質として、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔのうち少なくとも何れか一つ以上の物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載の共振素子。
【請求項１６】
前記共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数が調整されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１７】
前記共振素子の素子面積の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数が調整されることを特徴とする請求項１に記載の共振素子。
【請求項１８】
請求項１に記載の共振素子を少なくとも二つ以上備えており、前記二つ以上の共振素子が直列又は並列に連結されていることを特徴とするバンドパスフィルター。
【請求項１９】
前記バンドパスフィルターは、
前記共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項１８に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２０】
前記バンドパスフィルターは、
前記共振素子の素子面積の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項１８に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２１】
前記共振素子の帯域幅を調整するために、前記直列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質及び前記並列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質を調整することを特徴とする請求項１８に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２２】
前記共振素子の帯域幅を調整するために、前記並列連結された共振素子を構成する物質の組成比及び前記直列連結された共振素子を構成する物質の組成比を調整して、前記並列連結された共振素子及び前記直列連結された共振素子の偏光因子を調整することを特徴とする請求項１８に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２３】
前記バンドパスフィルターは、
永久磁石が塗布されたパッケージに内蔵されることを特徴とする請求項１８に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２４】
前記永久磁石の磁場強度は、調整可能であることを特徴とする請求項２３に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２５】
前記パッケージは、セラミック物質または金属で構成されることを特徴とする請求項２３に記載のバンドパスフィルター。
【請求項２６】
請求項１に記載の共振素子をそれぞれ少なくとも二つ以上有する第１及び第２バンドパスフィルター及び位相シフターを備えることを特徴とするデュプレクサ。
【請求項２７】
前記第１バンドパスフィルターは、
前記共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項２８】
前記第１バンドパスフィルターは、
前記共振素子の素子面積の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項２９】
第１バンドパスフィルターは、
前記帯域幅を調整するために、前記直列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質及び前記並列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質を調整することを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３０】
第１バンドパスフィルターは、
前記共振素子の帯域幅を調整するために、前記並列連結された共振素子を構成する物質の組成比及び前記直列連結された共振素子を構成する物質の組成比を調整して、前記並列連結された共振素子及び前記直列連結された共振素子の偏光因子を調整することを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３１】
前記第２バンドパスフィルターは、
前記共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３２】
前記第２バンドパスフィルターは、
前記共振素子の素子面積の変化によって、前記強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整されることを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３３】
第２バンドパスフィルターは、
帯域幅を調整するために、前記直列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質及び前記並列連結された共振素子の前記ダンピング調整物質を調整することを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３４】
第２バンドパスフィルターは、
前記共振素子の帯域幅を調整するために、前記並列連結された共振素子を構成する物質の組成比及び前記直列連結された共振素子を構成する物質の組成比を調整して、前記並列連結された共振素子及び前記直列連結された共振素子の偏光因子を調整することを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３５】
前記デュプレクサは、
永久磁石が塗布されたパッケージに内蔵されることを特徴とする請求項２６に記載のデュプレクサ。
【請求項３６】
前記永久磁石の磁場強度は、調整可能であることを特徴とする請求項３５に記載のデュプレクサ。
【請求項３７】
前記パッケージは、セラミック物質または金属で構成されることを特徴とする請求項３５に記載のデュプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信機器の無線通信素子に係り、さらに詳細には、移動通信機器の超高周波用の共振素子、バンドパスフィルター及びデュプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高周波部品などの移動通信端末機用素子の技術は、移動通信端末機の小型化及び高機能化の趨勢によって急に発展されている。高周波移動通信部品のうち核心部品であるフィルターは、無数の空中波の中でユーザが必要とする信号を選択するか、または特定信号を通す機能を行う。特に、移動通信端末機の使用周波数帯域が高まるにつれて、超高周波用素子の必要性が増大している。しかし、このような超高周波素子は、移動通信端末機で要求される小型化及び低コスト化が難しいという問題がある。例えば、２［ＧＨｚ］以上で動作する共振器やフィルターを従来の同軸セラミック共振器のような誘電体共振器を利用して集積化するのには素子自体の体積が大きいという問題がある。また、表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振器は、誘電体共振器を代替できる素子として使われているが、根本的に挿入損失が大きく、集積化、小型化が難しいという問題点を有している。このような問題点を解決するために、圧電薄膜の厚さ振動を利用したＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）またはＴＦＲ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と呼ばれる共振器が本格的に研究されており、かつ実用化された。
【０００３】
しかし、今後は、４［ＧＨｚ］以上の超高周波で動作し、小型化及び低コスト化を具現する移動通信機器が要求されているため、このような要求を満足させるのには現在のＦＢＡＲ共振器では限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、高周波数領域で動作可能であり、素子のサイズを小型化できる共振素子を提供することである。
【０００５】
また、本発明が解決しようとする他の技術的課題は、高周波数領域で動作可能であり、素子のサイズを小型化でき、帯域幅の調整が可能であり、集積回路との一体化が可能なバンドパスフィルターを提供することである。
【０００６】
また、本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、高周波数領域で動作可能であり、素子のサイズを小型化でき、帯域幅の調整が可能であり、集積回路との一体化が可能なデュプレクサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を達成するために、本発明による共振素子は、非磁性伝導物質で構成された第１電極、第１電極上に形成されており、磁化方向が固定された強磁性物質で構成された強磁性固定層、強磁性固定層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された非磁性伝導層、非磁性伝導層上に形成されており、磁化方向が外部磁界によって変化する強磁性物質で構成された強磁性自由層、及び、強磁性自由層上に形成されており、非磁性伝導物質で構成された第２電極を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記他の課題を達成するために、本発明によるバンドパスフィルターは、周波数を調整できる共振素子を少なくとも二つ以上備えており、二つ以上の共振素子が直列及び並列に連結されていることを特徴とする。
【０００９】
前記さらに他の課題を達成するために、本発明によるデュプレクサは、周波数を調整できる共振素子をそれぞれ少なくとも二つ以上有する第１及び第２バンドパスフィルターと、位相シフターと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による共振素子は、４［ＧＨｚ］以上の高周波数領域に使用できるバンドパスフィルターまたはデュプレクサを具現可能にする。
【００１１】
また、本発明によるバンドパスフィルターまたはデュプレクサが、部品のサイズを小型化することによって、移動通信機器の軽量化及び小型化を具現可能にする。
【００１２】
また、本発明によるバンドパスフィルターまたはデュプレクサは、歳差（プリセッション）周波数の帯域幅を調整可能にする。
【００１３】
また、本発明によるバンドパスフィルターまたはデュプレクサは、セラミック材質または金属物質のパッケージに装着することによって、集積回路とのモジュール化を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による共振素子を添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
本発明による共振素子を説明するために、次のような用語を定義する。
【００１６】
歳差（プリセッション）運動は、強磁性自由層１０６の磁化ベクトルが経時的に方向を連続的に変更する運動を意味する。スピン偏向された伝導電子の流れである分極電流によるスピン角運動量の一部が強磁性自由層１０６にスピントランスファートルクを起こし、このようなスピントルクが駆動力となって強磁性自由層１０６の磁化方向の歳差運動を起こす。
【００１７】
歳差周波数は、歳差運動によって生成されるマイクロウェーブの周波数を意味する。マイクロウェーブは、約３００［ＭＨｚ］ないし３００［ＧＨｚ］の周波数を有する電磁波を意味する。
【００１８】
図１は、本発明による共振素子を説明するための一実施形態の断面図である。
【００１９】
本発明の共振素子は、図１に示されたように、第１電極１００、強磁性固定層１０２、非磁性伝導層１０４、強磁性自由層１０６及び第２電極１０８で構成される。
【００２０】
第１電極１００は、非磁性伝導物質で構成される。
【００２１】
強磁性固定層１０２は、第１電極１００上に形成されており、磁化方向が固定された強磁性物質で構成される。
【００２２】
強磁性固定層１０２を通過する伝導電子は、強磁性固定層１０２の影響を受けて一方向に分極し、分極を維持した状態で非磁性伝導層１０４を貫通して強磁性自由層１０６に流れる。
【００２３】
図２は、図１に示された強磁性固定層１０２を細部的に示す断面図であって、磁化回転抑制層２００及び強磁性層２０２で構成される。
【００２４】
磁化回転抑制層２００は、第１電極１００上に形成されており、強磁性層２０２の磁化回転を抑制する。
【００２５】
磁化回転抑制層２００は、強磁性層２０２の磁化方向を固定するために、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｆｅ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることを特徴とする。例えば、磁化回転抑制層２００は、ＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎまたはＮｉＭｎのうち何れか一つの物質で構成されることを特徴とする。
【００２６】
強磁性層２０２は、磁化回転抑制層２００上に形成されており、磁化回転抑制層２００によって磁化方向が固定されている。
【００２７】
強磁性層２０２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち何れか一つの物質で構成される。また、強磁性層２０２は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることもある。
【００２８】
一方、強磁性層２０２は、構成物質の組成比を調整することによって、偏光因子を変更できる。偏光因子は、強磁性を構成する物質の造成関数であって、フェルミレベルの近くの少数の伝導電子の特徴を表す。次の数式１は、偏光因子を表現する一例の数式である。
【００２９】
Ｐ＝（ｎ＋−ｎ−）／（ｎ＋＋ｎ−）・・・（数式１）
【００３０】
ここで、ｎ＋は、電子のうち主な磁化方向と一致する方向の電子の数を意味し、ｎ−は、電子のうち主な磁化方向と逆方向の電子の数を意味する。
【００３１】
例えば、強磁性層２０２がＣｏで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.３５となり、強磁性層２０２がＮｉで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.２３となり、強磁性層２０２がＦｅで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.４となり、強磁性層２０２がＮｉとＦｅが４対１の割合の合成物で構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.３となる。
【００３２】
このような偏光因子は、前述した歳差周波数に反比例する。すなわち、偏光因子を低めることによって、歳差周波数を増加させうる。したがって、強磁性層２０２の偏光因子を調整して周波数を調整しうる。
【００３３】
一方、強磁性層２０２は、強磁性自由層１０６の歳差運動に対するダンピング定数を調整するダンピング調整物質をさらに含みうる。
【００３４】
図３は、歳差運動によるダンピングトルクの一例を示す図面である。図３に示されたダンピングトルクを通じて分かるように、歳差運動に対するダンピング定数が大きいほど歳差周波数が増加する。
【００３５】
強磁性層２０２は、ダンピング定数を調整するためのダンピング調整物質であって、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔのうち少なくとも何れか一つ以上の物質を含む。したがって、強磁性層２０２は、ダンピング定数を増加させるＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔなどのダンピング調整物質をさらに含むことによって、歳差周波数を増加させうる。
【００３６】
図４は、図１の共振素子による直列及び並列周波数とインピーダンス関係を示す図面である。図４に示したように、グラフを移動させるために、強磁性層２０２の偏光因子を減少させるか、または強磁性層２０２にダンピング調整物質をさらに添加しうる。
【００３７】
非磁性伝導層１０４は、強磁性固定層１０２上に形成されており、非磁性伝導物質で構成される。非磁性伝導層１０４は、低い抵抗を有するＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌが望ましく、それ以外に、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｔａ及びＴｉも使われうる。また、非磁性伝導層１０４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｔａ及びＴｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることもある。
【００３８】
非磁性伝導層１０４は、強磁性固定層１０２と強磁性自由層１０６との間で強磁性による相互作用を抑制するためのものであるので、一定の厚さ以上でなければならない。例えば、非磁性伝導層１０４は、０.１［ｎｍ］ないし２.５［ｎｍ］が適当である。
【００３９】
強磁性自由層１０６は、非磁性伝導層１０４上に形成されており、磁化方向が外部磁界によって変化する強磁性物質で構成される。
【００４０】
強磁性固定層１０２を通過する伝導電子は、一方向に分極され、非磁性伝導層１０４を貫通して強磁性自由層１０６に流れる。このようなスピン偏向された伝導電子の流れである分極電流によるスピン角運動量の一部が強磁性自由層１０６にスピントランスファトルクを起こし、このようなスピントルクが駆動力となって強磁性自由層１０６の磁化方向の歳差運動を起こす。
【００４１】
強磁性自由層１０６は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち何れか一つの物質で構成される。また、強磁性自由層１０６は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち少なくとも二つ以上の合成物で構成されることもある。
【００４２】
一方、強磁性自由層１０６も構成物質の組成比を調整することによって、強磁性自由層１０６の偏光因子を変更しうる。例えば、強磁性自由層１０６がＣｏで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.３５となり、強磁性自由層１０６がＮｉで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.２３となり、強磁性自由層１０６がＦｅで構成されているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.４となり、強磁性自由層１０６がＮｉとＦｅが４対１の割合の合成物で構成されたパーマロイからなっているならば、偏光因子は、Ｐ＝０.３となる。
【００４３】
このような強磁性自由層１０６の偏光因子を低めることによって、歳差周波数を増加させうる。強磁性自由層１０６の偏光因子を低めるように物質の組成比を調整することによって、歳差周波数を増加させる。
【００４４】
一方、強磁性自由層１０６は、強磁性自由層１０６の歳差運動に対するダンピング定数を調整するダンピング調整物質をさらに含みうる。
【００４５】
図３に示したダンピングトルクを通じて分かるように、歳差運動に対するダンピング定数が大きいほど歳差周波数が増加する。
【００４６】
強磁性自由層１０６は、ダンピング定数を調整するためのダンピング調整物質であって、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔのうち少なくとも何れか一つ以上の物質を含む。したがって、強磁性自由層１０６は、ダンピング定数を増加させるＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔなどのダンピング調整物質をさらに含むことによって、歳差周波数を増加させうる。
【００４７】
図４に示したように、共振素子の共振及び反共振点を変化させてグラフを移動させるために、強磁性自由層１０６の偏光因子を減少させるか、または強磁性自由層１０６にダンピング調整物質をさらに添加しうる。
【００４８】
第２電極１０８は、強磁性自由層１０６上に形成されており、非磁性伝導物質で構成される。
【００４９】
図１に示した共振素子は、共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、強磁性自由層１０６の歳差周波数を調整することを特徴とする。
【００５０】
共振素子に流れる電流の強度によって、強磁性自由層１０６の歳差運動の角度が変わり、したがって、歳差運動の大きさ及び周期が変化するにつれて、生成されるマイクロウェーブに該当する歳差周波数が変化する。特に、歳差周波数は、流す電流と反比例関係である。したがって、共振素子に流す電流を減少させることによって、歳差周波数を高周波に増大させうる。
【００５１】
一方、図１に示した共振素子は、素子面積の変化によって、強磁性自由層１０６の歳差周波数を調整することを特徴とする。歳差周波数は、共振素子の素子面積と比例関係である。したがって、共振素子の素子面積を増大させることによって、歳差周波数を高周波数に増大させうる。
【００５２】
以下、本発明による共振素子を備えるバンドパスフィルターを添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
図５は、図１の共振素子で構成されたバンドパスフィルターの一例を示す図面である。
【００５４】
図５Ａは、一つの直列共振素子３００及び一つの並列共振素子３０２で構成され、図５Ｂは、三つの直列共振素子３１０，３１２，３１４及び二つの並列共振素子３１６,３１８で構成される。これに使われる共振素子は、何れも図１に示された共振素子で構成される。図５に示したバンドパスフィルターは、一例に過ぎず、多様な形態の台形バンドパスフィルターが具現されうる。
【００５５】
バンドパスフィルターは、色々な周波数を分けて使用する移動通信端末機において、所望の周波数帯域のみを正確に選択せしめる素子を称す。受信端のバンドパスフィルターは、多数の周波数のうちから必要な周波数のみを正確に選択せねばならず、送信端のバンドパスフィルターは、不要な周波数が発信されないように、所望の送信周波数のみを引き出す機能を担当する。
【００５６】
図６は、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を示す図面である。
【００５７】
図６Ａは、図５に示したバンドパスフィルターの並列共振素子によって形成される周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ１であり、また、直列共振素子によって形成される周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ２である。図６Ｂは、グラフ１及びグラフ２から求められる歳差周波数帯域を示す図面である。
【００５８】
本発明のバンドパスフィルターは、直列共振素子及び並列共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。共振素子を貫通する電流が減少するほど周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域が増大する。
【００５９】
図７は、バンドパスフィルターに印加される電流を減少させる時に低周波数の帯域が高周波数方向に移動することを示す図面である。図７に示したように、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を増大させるために、共振素子に流す電流を減少させる。
【００６０】
また、本発明のバンドパスフィルターに備えられた共振素子の素子面積の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。バンドパスフィルターの共振素子の面積が増大するほど歳差周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域が増大する。
【００６１】
図８は、共振素子の面積が異なる二つのバンドパスフィルターの帯域が低周波数と高周波数とにそれぞれ位置することを示す図面である。一つのバンドパスフィルター（フィルター１）の共振素子の面積が他の一つのバンドパスフィルター（フィルター２）の共振素子の面積より小さければ、図８に示したように、フィルター２の歳差周波数帯域がフィルター１の歳差周波数帯域より高周波数に位置するということを確認できる。
【００６２】
また、本発明のバンドパスフィルターに備えられた直列共振素子のダンピング定数と並列共振素子のダンピング定数とを異なって調整することによって、バンドパスフィルターの帯域幅を調整しうることを特徴とする。
【００６３】
例えば、図５Ａに示した図面を例として説明すれば、バンドパスフィルターの直列共振素子３００のダンピング定数が並列共振素子３０２のダンピング定数より大きくなるように、直列共振素子３００のダンピング調整物質または並列共振素子３０２のダンピング調整物質を調整することによって、バンドパスフィルターの帯域幅を増大させうる。直列共振素子３００のダンピング調整物質は、直列共振素子３００を構成する強磁性固定層または強磁性自由層にダンピング調整物質を添加することによって調整しうる。また、並列共振素子３０２のダンピング調整物質は、並列共振素子３０２を構成する強磁性固定層または強磁性自由層にダンピング調整物質を添加することによって調整しうる。
【００６４】
また、図５Ｂに示した図面を例として説明すれば、バンドパスフィルターの直列共振素子３１０,３１２,３１４のダンピング定数が並列共振素子３１６,３１８のダンピング定数より大きくなるように、直列共振素子３１０,３１２,３１４のダンピング調整物質または並列共振素子３１６,３１８のダンピング調整物質を調整することによって、バンドパスフィルターの帯域幅を増大させうる。
【００６５】
図９は、バンドパスフィルターの直列共振素子及び並列共振素子それぞれのダンピング定数の差によって歳差周波数帯域幅が増大することを示す図面である。直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より大きくなるようにダンピング調整物質を添加することによって、直列共振素子のポールが右側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が増大する。
【００６６】
もし、逆に、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より小さいようにダンピング調整物質を添加すれば、直列共振素子のポールが左側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００６７】
また、本発明のバンドパスフィルターに備えられた並列共振素子の偏光因子を直列共振素子の偏光因子より大きくするために、並列共振素子を構成する物質の組成比及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、バンドパスフィルターの帯域幅を調整しうる。
【００６８】
並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より大きくなるように、並列共振素子を構成する物質の組成比及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、歳差周波数の帯域幅を増大させうる。
【００６９】
図１０は、バンドパスフィルターの直列共振素子及び並列共振素子それぞれの偏光因子の差によって歳差周波数帯域幅が増大することを示す図面である。
【００７０】
並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より大きくなるように、並列及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、並列共振素子のポールが左側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が増大する。
【００７１】
もし、逆に、並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より小さいように、並列及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整すれば、並列共振素子のポールが右側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００７２】
一方、本発明のバンドパスフィルターは、永久磁石が塗布されたパッケージに内蔵されることを特徴とする。
【００７３】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、バンドパスフィルターが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。図１１に示したように、パッケージ４００,４１０内にバンドパスフィルター４０２,４１２が内蔵されている。
【００７４】
特に、パッケージ４００,４１０は、永久磁石４０４,４１４が塗布されている。この永久磁石４０４,４１４の磁場強度を調整することによって、歳差周波数帯域を調整しうる。永久磁石の磁場強度は、Ｏないし１００００［Ｏｅ］まで調整可能にする。
【００７５】
パッケージ４００，４１０の構成物質は、セラミック物質または金属物質で構成されることを特徴とする。パッケージ４００，４１０がセラミック材質で構成されることによって、集積回路との一体化が可能である。
【００７６】
以下、本発明によるバンドパスフィルターを備えるデュプレクサを、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００７７】
図１２は、図５のバンドパスフィルターを複数個備えたデュプレクサの一例を示す図面であって、第１バンドパスフィルター５００、第２バンドパスフィルター５０２及び位相シフター５０４で構成される。
【００７８】
デュプレクサは、一般的なＣＤＭＡ方式の通信で送信及び受信信号を分離する役割を行う。送受信端の異なるアンテナを使用すれば、デュプレクサは不要であるが、移動通信端末機のような小型システムである場合、一つのアンテナで送受信端を共有せねばならない。このとき、アンテナを効率的に共有するために必要な素子がデュプレクサである。
【００７９】
図１２で、第１バンドパスフィルター５００及び第２バンドパスフィルター５０２は、何れも図１の共振素子を備えたバンドパスフィルターである。
【００８０】
第１バンドパスフィルター５００は、共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。共振素子を貫通する電流を減少させれば、周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域が増大する。
【００８１】
図７に示したように、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を増大させるために、第１バンドパスフィルター５００の共振素子に流す電流を減少させればよい。
【００８２】
第１バンドパスフィルター５００は、共振素子の素子面積の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。バンドパスフィルターの共振素子の面積が増大するほど歳差周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域が増大する。
【００８３】
図８に示したように、一つのバンドパスフィルター（フィルター１）の共振素子の面積が他の一つのバンドパスフィルター（フィルター２）の共振素子の面積より小さければ、フィルター２の歳差周波数帯域がフィルター１の歳差周波数帯域より高周波数に位置する。
【００８４】
第１バンドパスフィルター５００は、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より大きくなるように、直列共振素子のダンピング調整物質及び並列共振素子のダンピング調整物質を調整することによって、帯域幅を増大させうる。
【００８５】
図９に示したように、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より大きくなるようにダンピング調整物質を添加することによって、直列共振素子のポールが右側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅を増大させうる。
【００８６】
もし、逆に、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より小さいようにダンピング調整物質を添加すれば、直列共振素子のポールが左側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００８７】
第１バンドパスフィルター５００は、並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より大きくなるように、並列共振素子を構成する物質の組成比及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、帯域幅を増大させうる。
【００８８】
図１０に示したように、並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より大きくなるように、並列及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、並列共振素子のポールが左側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が増大する。
【００８９】
もし、逆に、並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より小さいように、並列及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整すれば、並列共振素子のポールが右側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００９０】
第２バンドパスフィルター５０２は、共振素子を垂直貫通して流れる電流の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。共振素子を貫通する電流を減少させれば、周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を高周波領域に増大させうる。
【００９１】
第２バンドパスフィルター５０２は、共振素子の素子面積の変化によって、強磁性自由層の歳差周波数帯域が調整される。バンドパスフィルターの共振素子の面積が増大するほど歳差周波数が高周波数に変化するので、バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域が増大する。
【００９２】
第２バンドパスフィルター５０２は、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より大きくなるように、直列共振素子のダンピング調整物質及び並列共振素子のダンピング調整物質を調整することによって、帯域幅を増大させうる。
【００９３】
もし、逆に、直列共振素子のダンピング定数が並列共振素子のダンピング定数より小さいようにダンピング調整物質を添加すれば、直列共振素子のポールが左側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００９４】
第２バンドパスフィルター５０２は、並列共振素子の偏光因子を直列共振素子の偏光因子より大きくするために、並列共振素子を構成する物質の組成比及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整することによって、帯域幅を増大させうる。
【００９５】
もし、逆に、並列共振素子の偏光因子が直列共振素子の偏光因子より小さいように、並列及び直列共振素子を構成する物質の組成比を調整すれば、並列共振素子のポールが右側に移動して、結局、歳差周波数帯域幅が減少する。
【００９６】
位相シフター５０４は、信号の位相差をおいて、送信信号と受信信号とが混ざらないようにする。
【００９７】
一方、本発明のデュプレクサは、永久磁石が塗布されたパッケージに内蔵されることを特徴とする。
【００９８】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、バンドパスフィルターが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。図１３に示したように、パッケージ６００,６１０内に第１及び第２バンドパスフィルター６０２，６０４，６１２，６１４が内蔵されている。
【００９９】
特に、パッケージ６００，６１０は、永久磁石６０６，６１６が塗布されている。この永久磁石６０６，６１６の磁場強度を調整することによって、歳差周波数帯域を調整しうる。永久磁石の磁場強度は、Ｏないし１００００［Ｏｅ］まで調整可能にする。
【０１００】
パッケージ６００，６１０の構成物質は、セラミック物質または金属物質で構成されることを特徴とする。パッケージ６００，６１０がセラミック材質で構成されることによって、集積回路との一体化が可能である。
【０１０１】
このような本願発明の共振素子、バンドパスフィルター及びデュプレクサは、理解を助けるために図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、移動通信端末機用素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明による共振素子を説明するための一実施形態の断面図である。
【図２】図１に示された強磁性固定層を細部的に示す断面図である。
【図３】歳差運動によるダンピングトルクの一例を示す図面である。
【図４】図１の共振素子の周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフであって、共振素子の周波数が高周波方向に移動することを示す図面である。
【図５Ａ】図１の共振素子で構成されたバンドパスフィルターの一例を示す図面である。
【図５Ｂ】図１の共振素子で構成されたバンドパスフィルターの一例を示す図面である。
【図６Ａ】バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を示す図面である。
【図６Ｂ】バンドパスフィルターによって形成される歳差周波数帯域を示す図面である。
【図７】バンドパスフィルターに印加される電流を減少させる時に低周波数の帯域が高周波数方向に移動することを示す図面である。
【図８】共振素子の面積が相異なる二つのバンドパスフィルターの帯域が低周波数と高周波数とにそれぞれ位置することを示す図面である。
【図９】バンドパスフィルターの直列共振素子と並列共振素子それぞれのダンピング定数との差によって、歳差周波数帯域幅が増大することを示す図面である。
【図１０】バンドパスフィルターの直列共振素子と並列共振素子それぞれの偏光因子との差によって、歳差周波数帯域幅が増大することを示す図面である。
【図１１Ａ】バンドパスフィルターが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。
【図１１Ｂ】バンドパスフィルターが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。
【図１２】図５のバンドパスフィルターを複数個備えたデュプレクサの一例を示す図面である。
【図１３Ａ】デュプレクサが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。
【図１３Ｂ】デュプレクサが内蔵されるパッケージの一例を示す図面である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  第１電極
１０２  強磁性固定層
１０４  非磁性伝導層
１０６  強磁性自由層
１０８  第２電極
【図１】
2007189686.tif 000003
【図２】
2007189686.tif 000004
【図３】
2007189686.tif 000005
【図４】
2007189686.tif 000006
【図５Ａ】
2007189686.tif 000007
【図５Ｂ】
2007189686.tif 000008
【図６Ａ】
2007189686.tif 000009
【図６Ｂ】
2007189686.tif 000010
【図７】
2007189686.tif 000011
【図８】
2007189686.tif 000012
【図９】
2007189686.tif 000013
【図１０】
2007189686.tif 000014
【図１１Ａ】
2007189686.tif 000015
【図１１Ｂ】
2007189686.tif 000016
【図１２】
2007189686.tif 000017
【図１３Ａ】
2007189686.tif 000018
【図１３Ｂ】
2007189686.tif 000019