JP4739624B2 - 改善された平衡性および場合によっては向上された阻止域抑圧を有するデュアルモード表面波フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、有利には、デュアルモード表面波（ＯＦＷ＝Oberflaeschenwellen／ＳＡＷ）フィルタ（ＤＭＳフィルタ）と称されるタイプの、極めて選択性の高い高周波表面波フィルタに関する。このフィルタに対しては縦モード共振器フィルタ（Longitudinalmodenresonatorfilter）という名称も使用される。このような表面波フィルタとは、変換器および共振器など構造要素が圧電基板の表面に配置されている電気機械式フィルタのことである。
【０００２】
このようなフィルタは、例えば１トラックフィルタとして公知である。選択性を高めるために、上記のような２つのフィルタトラックが１つのフィルタにまとめられてカスケード接続されて基板に配置されているフィルタも作製かつ使用されている。図１３Ａおよび１３Ｂには、公知の１トラックＤＭＳフィルタおよびカスケード接続された公知の２トラックフィルタが示されており、ここでこの２トラックフィルタは、互いに接続された１トラックＤＭＳフィルタからなる。
【０００３】
上記の２つの実施形態は、表面波トラックに関していえば、端部に共振器／反射器構造体をそれぞれ有しており、またこれらの間に信号入力のためおよび信号出力のために、それぞれ少なくとも１つの、変換器としてのインターディジタル構造を有する。
【０００４】
公知の１トラックフィルタ１０に対する図１３Ａの例では、（第１の）変換器が参照符号１で、別の２つの（第２の）変換器が参照符号２１および２２で、また反射器構造体が参照符号３１で示されている。ここで２つの変換器２１および２２は、このフィルタにおいて形成され利用されるべき、配向５を有する表面波４に対して、フィルタの入力側として電気的に並列接続されている。この図にも示されているように、この入力側変換器は平衡または不平衡に作動可能であり、すなわち両側において、平衡な信号入力側（ＩＮ ｂａｌ／ＩＮ ｂａｌ）によって作動させるか、または一方の側において、アース（ＩＮ ｇｒｏｕｎｄ）に対して不平衡の入力側（ＩＮ ｕｎｂａｌ）によって作動させるかのいずれかが可能である。この図において出力部として使用されている変換器１の端子は、平衡な出力部である（ＯＵＴ ｂａｌおよびＯＵＴ ｂａｌ）。ここで注意したいのは、このようなフィルタでは、入力側および出力側を交換することができること、ないしは交換して利用できることである。
【０００５】
図１３Ｂにはカスケード接続された公知のフィルタが示されており、これは図示のように互いに接続された２トラックないしは１トラックフィルタ１０，１１０を含んでいる。図１３Ａの参照符号をここでも使用している。このカスケード接続されたフィルタでは、例えば変換器１は、不平衡／平衡が選択される、フィルタの入力部として設けられる。このフィルタの出力部は変換器１′である。残りの変換器２１，１２１，２２，１２２はここでは、接続からわかるように結合変換器（Koppelwandler）であり、これらの結合変換器によって２つのフィルタトラック１０および１１０が互いに結合されている。
【０００６】
実践的には、図１３Ａの１トラック装置の変換器１と、図１３Ｂの変換器１および１′とは、表面波の配向５に対して垂直な中心面Ｍに関してつねに鏡面対称に実施され、このため、咬合するフィンガーの数は奇数である。２つの図ではこれは、例えば、変換器１および１′の、インターディジタル配置された５つずつのフィンガーである。
【０００７】
本発明の課題は、不平衡または平衡の入力信号において、関連するフィルタの出力信号の平衡性をさらに改善することである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成によって解決される。本発明の別の実施形態および発展形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明およびその変形実施形態のさらなる説明は、明細書に所属する図の説明に記載されている。
【００１０】
図１にはデュアルモード１トラックフィルタが示されており、このデュアルモード１トラックフィルタは、図１３Ａと同様にここでも電気的に並列接続された（第２の）変換器２１および２２を有し、これらは例えば入力側として設けられている。この入力側は、平衡な入力側としても、また不平衡な入力側として作動させることができる。参照符号１１によって、ここでは本発明にしたがって実施された（第１の）変換器が示されており、これは平衡に駆動すべき出力側変換器として接続されている。この変換器１１は本発明により偶数個の変換器フィンガー、ここでは例えば４つのフィンガーを有する。この変換器は、本発明の枠内でインターディジタルに咬合し合う任意の別の（実践に関連する）偶数個の変換器フィンガーを有することができ、したがって従来技術とは原理的に異なる。すなわち奇数個のフィンガーを有する変換器１とは異なるのである。
【００１１】
図１のフィルタは、平衡の入力信号時にも、不平衡の入力信号時にも共に平衡の出力信号を供給し、しかも課題のように極めて高い平衡性を提供する。
【００１２】
図２および３には本発明の２トラックフィルタが１つずつ示されている。本発明に実質的であるのは、これらのフィルタと、従来技術（図１３Ｂ）とがつぎの点で異なることである。すなわち変換器１１および１１１がここでも偶数個の電極フィンガーだけを有する点で異なっていることである。本発明では、この第１の変換器は、上に定義した（波の伝搬方向５に垂直な）中心面Ｍに関して、鏡面対称でない。それにもかかわらずこのフィルタは、本発明のこのやり方によって、改善された平衡性を示す。従来技術についてすでに説明したように（図１３Ｂ）、ここでは変換器１１は、例えば任意に不平衡または平衡な入力部を構成し、また変換器１１１は、フィルタの端子４３ａ，４３ｂを有する平衡な出力部を構成する。２つの（第２の）変換器２１および２２ならびに１２１および１２２はここではそれぞれ結合変換器として、図示のように互いに接続されている。図２のフィルタは、２つのフィルタトラック１０と１１０との間の同相結合（Gleichtakt-Kopplung）を有するフィルタである。図３のフィルタは、２つのフィルタトラック１０と１１０との間の結合が逆相（Gegentakt）で行われるように構成されている。これは、結合変換器２２および１２２が図２と比較して逆の極性の構造を有することによって実施される。図３でさらにわかるのは、このフィルタにおいてアース接続が、図示のように任意に行えることである。
【００１３】
図２Ａには、図２の実施例の変形が示されている。この変形実施例の特徴は、（第１の）出力側と示された変換器１１１が、電気的に直列接続された２つの変換器区分１１１１および１１１２からなることである。この変換器区分はそれぞれ偶数のフィンガー個数を有する（４つずつのフィンガーが図示されている）ことも、または奇数のフィンガー個数を有することも可能である。このフィルタでは、入力側（ＩＮ）から出力側（ＯＵＴ）に１：４のインピーダンス変換が行われる。
【００１４】
本発明によりデュアルモードフィルタを図２，２Ａおよび３のようにマルチトラックに実施することの利点は、図１による本発明のフィルタによってすでに得られる利点に加えて、さらに改善された平衡性が得られることである。
【００１５】
図４Ａおよび４Ｂには、図２にしたがって実施されたフィルタによって達成される改善が、図１３Ｂのフィルタに対して示されている。参照符号４１によって、達成された平衡性を表す測定曲線が示されており、これは、参照符号４２によって示された所定の周波数帯域に対する周波数についてプロットされている。測定曲線４１は信号の比を表す。これは、端子４３ａ，４３ｂにおける２つの２ポート測定において（アースに対して）測定されるべき個別の信号の比である。ここで測定装置に接続されていない端子は、測定システムの基準波動インピーダンス（Bezugs-Wellenwiderstand）で終端されている。図４ａからわかるように曲線４３、すなわち振幅比の絶対値は、ほぼ０ｄＢ（図では参照符号４４で示されている）である。図４Ｂに示されているのは、つまりここでも周波数帯域４２に対して、曲線１４１によって示されているのは、平衡な出力信号に対する位相差Δφの経過である。図４Ｂからわかるのは、この位相差が周波数帯域全体にわたってほぼ値１８０°であることである（示されているのはΔφ−１８０°である）。
【００１６】
図４Ａおよび４Ｂにはさらに点線で平衡性に対する曲線４５と、位相差に対する曲線１４５がプロットされており、これは図１３Ｂの従来技術のフィルタにおいて求めたものである。これにより、本発明によって達成された改善は図４から明らかである。
【００１７】
図５および６がそれぞれ示しているのは、図１ないしは図３のフィルタの発展形態である。図６のフィルタは、結合変換器の極性反転により、図２のフィルタの発展形態でもある。
【００１８】
図５に示されているのは、ここでは多重に音響的機械的に結合された、１トラックフィルタであり、ここでこのフィルタは、フィルタトラック５１０と、フィルタにおいてこのフィルタトラックに設けられた変換器とを有し、ここでこの変換器はすべて偶数個の変換器フィンガーを有する。したがって本発明の理論は、図５のフィルタにおいても実現されている。図５のフィルタでは、並列接続された複数（ｎ）の（第１の）変換器１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎが設けられており、これらは図１の第１の変換器１１に相応する。図５ではこれらの変換器は、例えば平衡の出力部として接続されてもいる。参照符号２１ａ，２１ｂ，…、２１Ｎ＋１により同様に偶数のフィンガー数を有する（第２の）（ｎ＋１）個の変換器が設けられており、これらは図１の変換器２１ないしは２２に相応し、また図５でもフィルタの入力側は互いに並列接続されてもいる。参照符号３１によって、所属の反射構造体が示されている。図５のこのような実施形態により、殊に広い帯域幅が達成される。
【００１９】
同様に図６のフィルタも、図２ないしは３の２トラックフィルタの、図５に相応する発展形態として実施されており、これはフィルタトラック６１０および６１１０を有する。フィルタトラック６１０の構造は、図５のフィルタのフィルタトラック５１０および図２のフィルタのフィルタトラック１０の構造に相応する。発展形態としてフィルタトラック６１０は、一方では変換器１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎと、他方では変換器２１ａ，２１ｂ，…，２１Ｎ＋１とを含む。これらの変換器はそれぞれ互いに並列接続されており、またこれらの変換器により、フィルタトラック６１０において入力側変換器として、また出力側変換器として、図６からわかる接続も使用する。図６のフィルタの第２フィルタトラック６１１０に対しても同様のことが当てはまり、これは変換器１１１ａ，１１１ｂ，…，１１１ｎ；１２１ａ，１２１ｂ，…，１２１Ｎ＋１を有している。図６のこの２トラックフィルタの１つおきの変換器１１，１１１は、本発明のこの実施形態ないしは図２ないしは図３のフィルタの発展形態である。ここで説明した手段によって、所定の帯域外における阻止域抑圧も改善することができる。
【００２０】
図７には本発明の別の発展形態が示されており、この発展形態によって（付加的に）デュアルモードフィルタの高い阻止選択性を達成することが可能である。
【００２１】
図７のフィルタの原理には、さらに（第１の）変換器１１′、１１１およびここでは付加的に変換器１１″のフィンガー個数がつねに偶数であることが含まれる。
【００２２】
図７のフィルタの新しい原理とは、図２のフィルタと比較して、このフィルタのフィルタトラック１０はここでは２つのフィルタトラック１０′と１０″に分割されており、これはそれぞれ（中央の）フィルタトラック１１０′の半分の大きさのアパーチャを有することである。図７のフィルタでは、変換器１１′の端子ａは変換器１１″の端子ａに、また変換器１１′の端子ｂは変換器１１″の端子ｂに接続されている。すなわち２つの（第１の）変換器１１′および１１″は電気的に並列接続されているのである。２つのフィルタトラック１０′および１０″の（第２の）変換器（図２および図７の結合変換器）の相互の接続、すなわち変換器２１′および２２′ないし変換器２１″および２２″と、フィルタトラック１１０′の変換器２２１ないしは２２２との相互の接続は、図７に示されている。ここでは同相接続が行われ、これは図２と同じである。反射器構造体３１′，３１″は、フィルタトラック１０の反射器構造体３１から、フィルタトラック１０′および１０″を分割することによって得られる。フィルタトラック１１０′の反射器は参照符号３１で示されている。
【００２３】
フィルタトラック１１０′の（第２の）結合変換器２２１および２２２は、本発明のこの発展形態の別の特徴である。図からわかるようにこれらは複数の区分に分割されている。結合変換器２２は、図から読み取れる２つの区分２２１１および２２１２、すなわち２つのインターディジタル変換器からなり、ここでこれらは構成上の構造により１つのユニットをなす。ここでは音響波フィールド（akustische Wellenfeld）の位相は、変換器２１ないしは２２２内で波の伝搬方向に垂直な方向にそれぞれ一定である。端子間のインピーダンス差は４倍ないしは４分の１である。同じことが結合変換器２２２とその区分２２２１および２２２２に当てはまる。
【００２４】
図７のフィルタはつぎのように動作する。すなわち、分割することによって２つの入力側フィルタトラック１０′と１０″とが形成され、これはさらにはフィルタ構造に対称に挿入される。そこに含まれる第１および第２変換器１１′，２１′、２２′および１１″，２１″，２２″のそれぞれのインピーダンスは、半分にされたアパーチャのために、変換器１１，２１および２２のインピーダンスの２倍である。変換器１１′および１１″は並列接続されているため、図２のフィルタの場合つまりフィルタトラック１１０におけるのと同じ大きさの入力インピーダンスが得られる。変換器２１′および２１″ならびに２２′および２２″は、それぞれ図示の回路では直列接続されている。したがって個々の変換器のインピーダンスは、図２の変換器２１，２２と比較して４倍である。しかしながら分割された変換器２２１（変換器２２２も同様）は、相前後して接続された変換器区分からなるため、その（２２１，２２２）インピーダンスも同様に、比較して４倍大きい。
【００２５】
図７による本発明のこの発展形態は、この構成において入力側も出力側も同じ大きさのインピーダンスを有する。これは図１〜３のフィルタの場合と同じであり、このことは通例、実践において要求されるのである。
【００２６】
図７のフィルタは、構造に起因してすでに高い平衡性の特性を有する。このことは平衡性については測定曲線４１から、または位相の経過については測定曲線１４１からそれぞれ図８Ａおよび８Ｂによりわかる。これらの図のさらなる説明については図４Ａおよび４Ｂについて示したことを参照されたい。図７のフィルタは、平衡性についてさらに改善された構造に起因して、このようなフィルタの基板の表面において殊に高い信号平衡性を有しており、さらにすでに述べたように、改善された阻止域抑圧を有する。図９Ａおよび９Ｂは、このフィルタの信号の平衡性の曲線４１と、所属の位相経過１４１とを、所定のフィルタ帯域４２以外の領域において示しており、ここでこのフィルタ帯域は２〜６ＧＨｚの周波数領域にある。これらの図における点線の曲線４５および１４５は、従来技術のフィルタの比較の対象となる値を示している。
【００２７】
図１０は図７のフィルタの伝送特性を示しており、ここでこのフィルタは電気的に並列接続された２つの第１のフィルタトラック１０′，１０″と、第２のフィルタトラック１１０′とを有する。図７のこのフィルタはバランの機能を有する。曲線Ｅは図７のフィルタの伝送特性を示しており、また曲線Ｓｔは図１３Ｂによる従来技術の２トラックフィルタの伝送特性を示している。
【００２８】
図１１は、図７による本発明の実施例の発展形態を示しており、これは実質的に、図１〜３の実施例の図６による発展形態と類似している（したがって図５による発展形態と類似している）。そこでの説明は、図１１による実施例に対しても有効である。相応することが、図１１にも利用された、これまでの図の参照符号についても当てはまる。参照符号１１′ａ，１１′ｂ，…によって、本発明にしたがってここでも偶数のフィンガー個数を有する（第１の）変換器と、フィルタトラック１０′の点対称の構造とが示されている。相応のことが別のフィルタトラック１０″の（第１の）変換器１１″ａ，１１″ｂ，…に対しても当てはまる。ここでもこれらのフィルタトラック１０′および１０″は、２トラックフィルタの１つのフィルタトラック１０に相当する。図１１の中央にある第２のフィルタトラックの変換器１１１ａ，１１１ｂ，…も同様にこのような第１の変換器である。フィルタトラック１０′，１０″および１１０′のこれらの第１の変換器は、各フィルタトラック内で互いに電気的に並列接続されている。ここではフィルタトラック１０′および１０″のこれらの並列回路は、互いに電気的に並列接続されている。すなわちそれぞれａおよびｂで示した端子が接続されることによって並列接続されているのである。図１１では、この並列回路、すなわち端子ａおよびｂがこのフィルタの入力側（ＩＮ）に指定されている。各フィルタトラック１０′および１０″では、これらの（第１の）変換器がｎ個設けられている。さらに、結合変換器として使用される、フィルタトラック１０′および１０″の（第２の）変換器２１′ａ，２１′ｂ，…，２１′ｎ＋１および２１″ａ，２１″ｂ，…，２１″ｎ＋１と、フィルタトラック１１０の２２１ａ，２２１ｂ，…，２２１ｎ＋１とが（ｎ＋１）個設けられている。これらの（第２の）変換器もこの図からわかるように各フィルタトラックにおいて互いに電気的に並列接続されている。さらに図１１に示されているようにこれらの（第２の）変換器は、個々のフィルタトラック間で互いに電気的に接続されている。すなわち、これらはその機能において、図示の３トラックフィルタの結合変換器として接続されており、この３トラックフィルタはこの電気的な接続に起因して２トラックフィルタタイプのフィルタである。参照符号３１′，３１″および３１によって、各フィルタトラックの通例のフィルタトラックが示されている。
【００２９】
図７のフィルタの向上されまた構造的に実施された平衡性を有する図１１による上記のマルチトラックフィルタによって利点が得られ、ここでこの利点は、一方では例えば図６のフィルタにより、他方では図７のフィルタにより従来技術に対して達成できる利点である。
【００３０】
さらに図１１のフィルタには、図７と同様に、中央の第２のフィルタトラック１１０′の第２の変換器２２１ａ，…が示されており、これらは図７についてすでに説明した区分２２１１および２２１２からなり、これらの区分は、電気的に直列接続されており、波的音響的（wellenakustisch）には並列接続として作用する。
【００３１】
図１２には変換器のいくつかの実施例が示されており、これらは例えば本発明の第１および第２の変換器ないしは説明した実施形態のタイプに使用することが可能である。すなわち重み付き変換器（図１２Ａ）として、および／またはインピーダンス変換を有する変換器（図１２Ｂ〜１２Ｄ）として使用することが可能である。図１２Ａのこのような変換器もすべて偶数のフィンガー個数を有する。同じことは図１２Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄの変換に対しても当てはまる。図１２Ｂの変換器は、１：４（ないしは４：１）のインピーダンス変換比を有する。図１２Ｃおよび１２Ｄの変換器は、これらが（選択可能な）偶数ではないインピーダンス変換比を有する形成するように構成されている。本発明において実質的であり図１２Ａ〜１２Ｄのこれらの変換器にの共通であるのは、これらの変換器がその平衡性の点から点対称に実施されていることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 偶数個のフィンガーを有する本発明のデュアルモード１トラックフィルタを示す図である。
【図２】 本発明の２トラックフィルタを示す図である。
【図２Ａ】 図２の変形実施例を示す図である。
【図３】 本発明の別の２トラックフィルタを示す図である。
【図４Ａ】 図２のフィルタによって達成される改善を図１３Ｂのフィルタに対して示す線図である。
【図４Ｂ】 図２のフィルタによって達成される改善を図１３Ｂのフィルタに対して示す別の線図である。
【図５】 図１のフィルタの発展形態を示す図である。
【図６】 図２ないしは図３のフィルタの発展形態を示す図である。
【図７】 本発明の別の発展形態を示す図である。
【図８Ａ】 図７のフィルタの平衡性を示す線図である。
【図８Ｂ】 図７のフィルタの位相経過を示す線図である。
【図９Ａ】 図７のフィルタの信号の平衡性をフィルタ帯域外の領域において示す線図である。
【図９Ｂ】 図７のフィルタの位相経過をフィルタ帯域外の領域において示す線図である。
【図１０】 図７のフィルタの伝送特性を示す線図である。
【図１１】 図７の発展形態を示す図である。
【図１２】 変換器の実施例を示す図である。
【図１３Ａ】 公知の１トラックＤＭＳフィルタを示す図である。
【図１３Ｂ】 カスケード接続された公知の２トラックフィルタを示す図である。
本発明は、有利には、デュアルモード表面波（ＯＦＷ＝Oberflaeschenwellen／ＳＡＷ）フィルタ（ＤＭＳフィルタ）と称されるタイプの、極めて選択性の高い高周波表面波フィルタに関する。このフィルタに対しては縦モード共振器フィルタ（Longitudinalmodenresonatorfilter）という名称も使用される。このような表面波フィルタとは、変換器および共振器など構造要素が圧電基板の表面に配置されている電気機械式フィルタのことである。
【０００２】
このようなフィルタは、例えば１トラックフィルタとして公知である。選択性を高めるために、上記のような２つのフィルタトラックが１つのフィルタにまとめられてカスケード接続されて基板に配置されているフィルタも作製かつ使用されている。図１３Ａおよび１３Ｂには、公知の１トラックＤＭＳフィルタおよびカスケード接続された公知の２トラックフィルタが示されており、ここでこの２トラックフィルタは、互いに接続された１トラックＤＭＳフィルタからなる。
【０００３】
上記の２つの実施形態は、表面波トラックに関していえば、端部に共振器／反射器構造体をそれぞれ有しており、またこれらの間に信号入力のためおよび信号出力のために、それぞれ少なくとも１つの、変換器としてのインターディジタル構造を有する。
【０００４】
公知の１トラックフィルタ１０に対する図１３Ａの例では、（第１の）変換器が参照符号１で、別の２つの（第２の）変換器が参照符号２１および２２で、また反射器構造体が参照符号３１で示されている。ここで２つの変換器２１および２２は、このフィルタにおいて形成され利用されるべき、配向５を有する表面波４に対して、フィルタの入力側として電気的に並列接続されている。この図にも示されているように、この入力側変換器は平衡または不平衡に作動可能であり、すなわち両側において、平衡な信号入力側（ＩＮ ｂａｌ／ＩＮ ｂａｌ）によって作動させるか、または一方の側において、アース（ＩＮ ｇｒｏｕｎｄ）に対して不平衡の入力側（ＩＮ ｕｎｂａｌ）によって作動させるかのいずれかが可能である。この図において出力部として使用されている変換器１の端子は、平衡な出力部である（ＯＵＴ ｂａｌおよびＯＵＴ ｂａｌ）。ここで注意したいのは、このようなフィルタでは、入力側および出力側を交換することができること、ないしは交換して利用できることである。
【０００５】
図１３Ｂにはカスケード接続された公知のフィルタが示されており、これは図示のように互いに接続された２トラックないしは１トラックフィルタ１０，１１０を含んでいる。図１３Ａの参照符号をここでも使用している。このカスケード接続されたフィルタでは、例えば変換器１は、不平衡／平衡が選択される、フィルタの入力部として設けられる。このフィルタの出力部は変換器１′である。残りの変換器２１，１２１，２２，１２２はここでは、接続からわかるように結合変換器（Koppelwandler）であり、これらの結合変換器によって２つのフィルタトラック１０および１１０が互いに結合されている。
【０００６】
実践的には、図１３Ａの１トラック装置の変換器１と、図１３Ｂの変換器１および１′とは、表面波の配向５に対して垂直な中心面Ｍに関してつねに鏡面対称に実施され、このため、咬合するフィンガーの数は奇数である。２つの図ではこれは、例えば、変換器１および１′の、インターディジタル配置された５つずつのフィンガーである。
【０００７】
本発明の課題は、不平衡または平衡の入力信号において、関連するフィルタの出力信号の平衡性をさらに改善することである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成によって解決される。本発明の別の実施形態および発展形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明およびその変形実施形態のさらなる説明は、明細書に所属する図の説明に記載されている。
【００１０】
図１にはデュアルモード１トラックフィルタが示されており、このデュアルモード１トラックフィルタは、図１３Ａと同様にここでも電気的に並列接続された（第２の）変換器２１および２２を有し、これらは例えば入力側として設けられている。この入力側は、平衡な入力側としても、また不平衡な入力側として作動させることができる。参照符号１１によって、ここでは本発明にしたがって実施された（第１の）変換器が示されており、これは平衡に駆動すべき出力側変換器として接続されている。この変換器１１は本発明により偶数個の変換器フィンガー、ここでは例えば４つのフィンガーを有する。この変換器は、本発明の枠内でインターディジタルに咬合し合う任意の別の（実践に関連する）偶数個の変換器フィンガーを有することができ、したがって従来技術とは原理的に異なる。すなわち奇数個のフィンガーを有する変換器１とは異なるのである。
【００１１】
図１のフィルタは、平衡の入力信号時にも、不平衡の入力信号時にも共に平衡の出力信号を供給し、しかも課題のように極めて高い平衡性を提供する。
【００１２】
図２および３には本発明の２トラックフィルタが１つずつ示されている。本発明に実質的であるのは、これらのフィルタと、従来技術（図１３Ｂ）とがつぎの点で異なることである。すなわち変換器１１および１１１がここでも偶数個の電極フィンガーだけを有する点で異なっていることである。本発明では、この第１の変換器は、上に定義した（波の伝搬方向５に垂直な）中心面Ｍに関して、鏡面対称でない。それにもかかわらずこのフィルタは、本発明のこのやり方によって、改善された平衡性を示す。従来技術についてすでに説明したように（図１３Ｂ）、ここでは変換器１１は、例えば任意に不平衡または平衡な入力部を構成し、また変換器１１１は、フィルタの端子４３ａ，４３ｂを有する平衡な出力部を構成する。２つの（第２の）変換器２１および２２ならびに１２１および１２２はここではそれぞれ結合変換器として、図示のように互いに接続されている。図２のフィルタは、２つのフィルタトラック１０と１１０との間の同相結合（Gleichtakt-Kopplung）を有するフィルタである。図３のフィルタは、２つのフィルタトラック１０と１１０との間の結合が逆相（Gegentakt）で行われるように構成されている。これは、結合変換器２２および１２２が図２と比較して逆の極性の構造を有することによって実施される。図３でさらにわかるのは、このフィルタにおいてアース接続が、図示のように任意に行えることである。
【００１３】
図２Ａには、図２の実施例の変形が示されている。この変形実施例の特徴は、（第１の）出力側と示された変換器１１１が、電気的に直列接続された２つの変換器区分１１１１および１１１２からなることである。この変換器区分はそれぞれ偶数のフィンガー個数を有する（４つずつのフィンガーが図示されている）ことも、または奇数のフィンガー個数を有することも可能である。このフィルタでは、入力側（ＩＮ）から出力側（ＯＵＴ）に１：４のインピーダンス変換が行われる。
【００１４】
本発明によりデュアルモードフィルタを図２，２Ａおよび３のようにマルチトラックに実施することの利点は、図１による本発明のフィルタによってすでに得られる利点に加えて、さらに改善された平衡性が得られることである。
【００１５】
図４Ａおよび４Ｂには、図２にしたがって実施されたフィルタによって達成される改善が、図１３Ｂのフィルタに対して示されている。参照符号４１によって、達成された平衡性を表す測定曲線が示されており、これは、参照符号４２によって示された所定の周波数帯域に対する周波数についてプロットされている。測定曲線４１は信号の比を表す。これは、端子４３ａ，４３ｂにおける２つの２ポート測定において（アースに対して）測定されるべき個別の信号の比である。ここで測定装置に接続されていない端子は、測定システムの基準波動インピーダンス（Bezugs-Wellenwiderstand）で終端されている。図４ａからわかるように曲線４３、すなわち振幅比の絶対値は、ほぼ０ｄＢ（図では参照符号４４で示されている）である。図４Ｂに示されているのは、つまりここでも周波数帯域４２に対して、曲線１４１によって示されているのは、平衡な出力信号に対する位相差Δφの経過である。図４Ｂからわかるのは、この位相差が周波数帯域全体にわたってほぼ値１８０°であることである（示されているのはΔφ−１８０°である）。
【００１６】
図４Ａおよび４Ｂにはさらに点線で平衡性に対する曲線４５と、位相差に対する曲線１４５がプロットされており、これは図１３Ｂの従来技術のフィルタにおいて求めたものである。これにより、本発明によって達成された改善は図４から明らかである。
【００１７】
図５および６がそれぞれ示しているのは、図１ないしは図３のフィルタの発展形態である。図６のフィルタは、結合変換器の極性反転により、図２のフィルタの発展形態でもある。
【００１８】
図５に示されているのは、ここでは多重に音響的機械的に結合された、１トラックフィルタであり、ここでこのフィルタは、フィルタトラック５１０と、フィルタにおいてこのフィルタトラックに設けられた変換器とを有し、ここでこの変換器はすべて偶数個の変換器フィンガーを有する。したがって本発明の理論は、図５のフィルタにおいても実現されている。図５のフィルタでは、並列接続された複数（ｎ）の（第１の）変換器１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎが設けられており、これらは図１の第１の変換器１１に相応する。図５ではこれらの変換器は、例えば平衡の出力部として接続されてもいる。参照符号２１ａ，２１ｂ，…、２１Ｎ＋１により同様に偶数のフィンガー数を有する（第２の）（ｎ＋１）個の変換器が設けられており、これらは図１の変換器２１ないしは２２に相応し、また図５でもフィルタの入力側は互いに並列接続されてもいる。参照符号３１によって、所属の反射構造体が示されている。図５のこのような実施形態により、殊に広い帯域幅が達成される。
【００１９】
同様に図６のフィルタも、図２ないしは３の２トラックフィルタの、図５に相応する発展形態として実施されており、これはフィルタトラック６１０および６１１０を有する。フィルタトラック６１０の構造は、図５のフィルタのフィルタトラック５１０および図２のフィルタのフィルタトラック１０の構造に相応する。発展形態としてフィルタトラック６１０は、一方では変換器１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎと、他方では変換器２１ａ，２１ｂ，…，２１Ｎ＋１とを含む。これらの変換器はそれぞれ互いに並列接続されており、またこれらの変換器により、フィルタトラック６１０において入力側変換器として、また出力側変換器として、図６からわかる接続も使用する。図６のフィルタの第２フィルタトラック６１１０に対しても同様のことが当てはまり、これは変換器１１１ａ，１１１ｂ，…，１１１ｎ；１２１ａ，１２１ｂ，…，１２１Ｎ＋１を有している。図６のこの２トラックフィルタの１つおきの変換器１１，１１１は、本発明のこの実施形態ないしは図２ないしは図３のフィルタの発展形態である。ここで説明した手段によって、所定の帯域外における阻止域抑圧も改善することができる。
【００２０】
図７には本発明の別の発展形態が示されており、この発展形態によって（付加的に）デュアルモードフィルタの高い阻止選択性を達成することが可能である。
【００２１】
図７のフィルタの原理には、さらに（第１の）変換器１１′、１１１およびここでは付加的に変換器１１″のフィンガー個数がつねに偶数であることが含まれる。
【００２２】
図７のフィルタの新しい原理とは、図２のフィルタと比較して、このフィルタのフィルタトラック１０はここでは２つのフィルタトラック１０′と１０″に分割されており、これはそれぞれ（中央の）フィルタトラック１１０′の半分の大きさのアパーチャを有することである。図７のフィルタでは、変換器１１′の端子ａは変換器１１″の端子ａに、また変換器１１′の端子ｂは変換器１１″の端子ｂに接続されている。すなわち２つの（第１の）変換器１１′および１１″は電気的に並列接続されているのである。２つのフィルタトラック１０′および１０″の（第２の）変換器（図２および図７の結合変換器）の相互の接続、すなわち変換器２１′および２２′ないし変換器２１″および２２″と、フィルタトラック１１０′の変換器２２１ないしは２２２との相互の接続は、図７に示されている。ここでは同相接続が行われ、これは図２と同じである。反射器構造体３１′，３１″は、フィルタトラック１０の反射器構造体３１から、フィルタトラック１０′および１０″を分割することによって得られる。フィルタトラック１１０′の反射器は参照符号３１で示されている。
【００２３】
フィルタトラック１１０′の（第２の）結合変換器２２１および２２２は、本発明のこの発展形態の別の特徴である。図からわかるようにこれらは複数の区分に分割されている。結合変換器２２は、図から読み取れる２つの区分２２１１および２２１２、すなわち２つのインターディジタル変換器からなり、ここでこれらは構成上の構造により１つのユニットをなす。ここでは音響波フィールド（akustische Wellenfeld）の位相は、変換器２１ないしは２２２内で波の伝搬方向に垂直な方向にそれぞれ一定である。端子間のインピーダンス差は４倍ないしは４分の１である。同じことが結合変換器２２２とその区分２２２１および２２２２に当てはまる。
【００２４】
図７のフィルタはつぎのように動作する。すなわち、分割することによって２つの入力側フィルタトラック１０′と１０″とが形成され、これはさらにはフィルタ構造に対称に挿入される。そこに含まれる第１および第２変換器１１′，２１′、２２′および１１″，２１″，２２″のそれぞれのインピーダンスは、半分にされたアパーチャのために、変換器１１，２１および２２のインピーダンスの２倍である。変換器１１′および１１″は並列接続されているため、図２のフィルタの場合つまりフィルタトラック１１０におけるのと同じ大きさの入力インピーダンスが得られる。変換器２１′および２１″ならびに２２′および２２″は、それぞれ図示の回路では直列接続されている。したがって個々の変換器のインピーダンスは、図２の変換器２１，２２と比較して４倍である。しかしながら分割された変換器２２１（変換器２２２も同様）は、相前後して接続された変換器区分からなるため、その（２２１，２２２）インピーダンスも同様に、比較して４倍大きい。
【００２５】
図７による本発明のこの発展形態は、この構成において入力側も出力側も同じ大きさのインピーダンスを有する。これは図１〜３のフィルタの場合と同じであり、このことは通例、実践において要求されるのである。
【００２６】
図７のフィルタは、構造に起因してすでに高い平衡性の特性を有する。このことは平衡性については測定曲線４１から、または位相の経過については測定曲線１４１からそれぞれ図８Ａおよび８Ｂによりわかる。これらの図のさらなる説明については図４Ａおよび４Ｂについて示したことを参照されたい。図７のフィルタは、平衡性についてさらに改善された構造に起因して、このようなフィルタの基板の表面において殊に高い信号平衡性を有しており、さらにすでに述べたように、改善された阻止域抑圧を有する。図９Ａおよび９Ｂは、このフィルタの信号の平衡性の曲線４１と、所属の位相経過１４１とを、所定のフィルタ帯域４２以外の領域において示しており、ここでこのフィルタ帯域は２〜６ＧＨｚの周波数領域にある。これらの図における点線の曲線４５および１４５は、従来技術のフィルタの比較の対象となる値を示している。
【００２７】
図１０は図７のフィルタの伝送特性を示しており、ここでこのフィルタは電気的に並列接続された２つの第１のフィルタトラック１０′，１０″と、第２のフィルタトラック１１０′とを有する。図７のこのフィルタはバランの機能を有する。曲線Ｅは図７のフィルタの伝送特性を示しており、また曲線Ｓｔは図１３Ｂによる従来技術の２トラックフィルタの伝送特性を示している。
【００２８】
図１１は、図７による本発明の実施例の発展形態を示しており、これは実質的に、図１〜３の実施例の図６による発展形態と類似している（したがって図５による発展形態と類似している）。そこでの説明は、図１１による実施例に対しても有効である。相応することが、図１１にも利用された、これまでの図の参照符号についても当てはまる。参照符号１１′ａ，１１′ｂ，…によって、本発明にしたがってここでも偶数のフィンガー個数を有する（第１の）変換器と、フィルタトラック１０′の点対称の構造とが示されている。相応のことが別のフィルタトラック１０″の（第１の）変換器１１″ａ，１１″ｂ，…に対しても当てはまる。ここでもこれらのフィルタトラック１０′および１０″は、２トラックフィルタの１つのフィルタトラック１０に相当する。図１１の中央にある第２のフィルタトラックの変換器１１１ａ，１１１ｂ，…も同様にこのような第１の変換器である。フィルタトラック１０′，１０″および１１０′のこれらの第１の変換器は、各フィルタトラック内で互いに電気的に並列接続されている。ここではフィルタトラック１０′および１０″のこれらの並列回路は、互いに電気的に並列接続されている。すなわちそれぞれａおよびｂで示した端子が接続されることによって並列接続されているのである。図１１では、この並列回路、すなわち端子ａおよびｂがこのフィルタの入力側（ＩＮ）に指定されている。各フィルタトラック１０′および１０″では、これらの（第１の）変換器がｎ個設けられている。さらに、結合変換器として使用される、フィルタトラック１０′および１０″の（第２の）変換器２１′ａ，２１′ｂ，…，２１′ｎ＋１および２１″ａ，２１″ｂ，…，２１″ｎ＋１と、フィルタトラック１１０の２２１ａ，２２１ｂ，…，２２１ｎ＋１とが（ｎ＋１）個設けられている。これらの（第２の）変換器もこの図からわかるように各フィルタトラックにおいて互いに電気的に並列接続されている。さらに図１１に示されているようにこれらの（第２の）変換器は、個々のフィルタトラック間で互いに電気的に接続されている。すなわち、これらはその機能において、図示の３トラックフィルタの結合変換器として接続されており、この３トラックフィルタはこの電気的な接続に起因して２トラックフィルタタイプのフィルタである。参照符号３１′，３１″および３１によって、各フィルタトラックの通例のフィルタトラックが示されている。
【００２９】
図７のフィルタの向上されまた構造的に実施された平衡性を有する図１１による上記のマルチトラックフィルタによって利点が得られ、ここでこの利点は、一方では例えば図６のフィルタにより、他方では図７のフィルタにより従来技術に対して達成できる利点である。
【００３０】
さらに図１１のフィルタには、図７と同様に、中央の第２のフィルタトラック１１０′の第２の変換器２２１ａ，…が示されており、これらは図７についてすでに説明した区分２２１１および２２１２からなり、これらの区分は、電気的に直列接続されており、波的音響的（wellenakustisch）には並列接続として作用する。
【００３１】
図１２には変換器のいくつかの実施例が示されており、これらは例えば本発明の第１および第２の変換器ないしは説明した実施形態のタイプに使用することが可能である。すなわち重み付き変換器（図１２Ａ）として、および／またはインピーダンス変換を有する変換器（図１２Ｂ〜１２Ｄ）として使用することが可能である。図１２Ａのこのような変換器もすべて偶数のフィンガー個数を有する。同じことは図１２Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄの変換に対しても当てはまる。図１２Ｂの変換器は、１：４（ないしは４：１）のインピーダンス変換比を有する。図１２Ｃおよび１２Ｄの変換器は、これらが（選択可能な）偶数ではないインピーダンス変換比を有する形成するように構成されている。本発明において実質的であり図１２Ａ〜１２Ｄのこれらの変換器にの共通であるのは、これらの変換器がその平衡性の点から点対称に実施されていることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 偶数個のフィンガーを有する本発明のデュアルモード１トラックフィルタを示す図である。
【図２】 本発明の２トラックフィルタを示す図である。
【図２Ａ】 図２の変形実施例を示す図である。
【図３】 本発明の別の２トラックフィルタを示す図である。
【図４Ａ】 図２のフィルタによって達成される改善を図１３Ｂのフィルタに対して示す線図である。
【図４Ｂ】 図２のフィルタによって達成される改善を図１３Ｂのフィルタに対して示す別の線図である。
【図５】 図１のフィルタの発展形態を示す図である。
【図６】 図２ないしは図３のフィルタの発展形態を示す図である。
【図７】 本発明の別の発展形態を示す図である。
【図８Ａ】 図７のフィルタの平衡性を示す線図である。
【図８Ｂ】 図７のフィルタの位相経過を示す線図である。
【図９Ａ】 図７のフィルタの信号の平衡性をフィルタ帯域外の領域において示す線図である。
【図９Ｂ】 図７のフィルタの位相経過をフィルタ帯域外の領域において示す線図である。
【図１０】 図７のフィルタの伝送特性を示す線図である。
【図１１】 図７の発展形態を示す図である。
【図１２】 変換器の実施例を示す図である。
【図１３Ａ】 公知の１トラックＤＭＳフィルタを示す図である。
【図１３Ｂ】 カスケード接続された公知の２トラックフィルタを示す図である。
Claims (8)
- 平衡／平衡または不平衡／平衡の信号入力部および信号出力部ないしは信号出力部および信号入力部を有するデュアルモード表面波フィルタにおいて、
該デュアルモード表面波フィルタには、２つの第１のフィルタトラック（１０′，１０″）および１つの第２のフィルタトラック（１１０′）が設けられており、
前記の２つの第１のフィルタトラック（１０′，１０″）は、フィルタの入力側または出力側に関して電気的に互いに並列接続されており、
前記の２つの第１のフィルタトラック（１０′，１０″）は、前記の１つの第２のフィルタトラック（１１０′）に関して対称に基板の表面に位置付けられて配置されており、
該フィルタトラックのそれぞれに、
少なくとも１つの第１の変換器（１１１，１１′，１１″，…，１１１ａ，１１１ｂ，…，１１′ａ，１１′ｂ，…，１１″ａ，１１″ｂ，…，）と、
第２の変換器（２１′，２２′，２１″，２２″，２２１，２２２，…，２１′ａ，２１′ｂ，…，２１″ａ，２１″ｂ，…，２２１ａ，２２１ｂ，…，）と、
反射器構造体（３１）とを有しており、
前記第１のフィルタトラック（１０′，１０″）の第１の変換器は、前記デュアルモード表面波フィルタの入力側（ＩＮ）でありかつ前記第２のフィルタトラック（１１０′）の第１の変換器は、当該フィルタの出力側（ＯＵＴ）であるか、または
前記第１のフィルタトラック（１０′，１０″）の第１の変換器は、前記デュアルモード表面波フィルタの出力側（ＯＵＴ）でありかつ前記第２のフィルタトラック（１１０′）の第１の変換器は、当該フィルタの入力側（ＩＮ）であり、
前記の第２の変換器は、当該デュアルモード表面波フィルタのフィルタトラックの結合変換器であり、
前記第１のフィルタトラック（１０′，１０″）は、当該フィルタトラックの第２の変換器（２１′，２２′，２１″，２２″）によって、前記第２のフィルタトラック（１１０′）の第２の変換器（２２１，２２２）に電気的に結合されており、
前記の第２の変換器も、第１の変換器も共に偶数個の変換器フィンガーを有しており、
前記の第１および第２のフィルタトラックの第２の変換器は、互いに鏡面対称のフィンガー配置を有しており、
前記の第１のフィルタトラックの第２の変換器の１つずつの電流線路と、前記の第２のフィルタトラックの第２の変換器の１つずつの電流線路とが接続されており、
前記結合変換器の１つおきの電流線路が、フィルタトラック内で電気的に互いに接続されていることを特徴とする、
デュアルモード表面波フィルタ。 - 前記の各フィルタトラック（１０′，１０″，１１０′）にそれぞれ、電気的に互いに並列接続されたｎ個の第１の変換器（１１ａ，１１ｂ，…；１１″ａ，１１″ｂ，…；１１１ａ，１１１ｂ，…）と、
電気的に互いに並列接続された（ｎ＋１）個の第２の変換器（２１′ａ，２１′ｂ，…；２１″ａ，２１″ｂ，…；２２１ａ，２２１ｂ，…）とが設けられている、
請求項１に記載のフィルタ。 - 前記の各フィルタトラックの第１および／または第２の変換器（１１１，２２１，２２２，２２１ａ，２２１ｂ，…）は、構造ユニットとして２つずつの変換器区分（１２１１および１２１２，２２２１および２２２２）からなる変換器であり、
各変換器の前記区分は、電気的には直列回路を形成し、かつ波的音響的には並列回路を構成する、
請求項１または２に記載のフィルタ。 - 前記第１の変換器（１１１）のうちの１つは、電流線路の分割により、電気的に直列接続された２つの変換器区分（１１１１，１１１２）からなる、
請求項１から３までのいずれか１項に記載のフィルタ。 - 前記の第１および／または第２の変換器（１１，２１，２２）は重み付けされている、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のフィルタ。 - 前記の第１および／または第２の変換器（１１，２１，２２）はインピーダンス変換部を有しており、該インピーダンス変換部は、前記の変換器少なくとも部分的に部分変換器に分割することによって実現され、
該部分変換器は電気的には直列回路を、または波的音響的には並列回路を構成する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のフィルタ。 - 前記第１のフィルタトラックと前記第２のフィルタトラックとは、同相で結合されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載のフィルタ。
- 前記第１のフィルタトラックの第１の変換器にて平衡（IN bal/IN bal）または不平衡（IN ground/ IN unbal）に信号が入力され、前記第２のフィルタトラックの第１の変換器にて信号が平衡（OUT bal/ OUT bal）に出力されており、
またはこの逆に、前記第２のフィルタトラックの第１の変換器にて、信号が平衡（IN bal/ IN bal）に入力され、前記第１のフィルタトラックの第１の変換器にて、平衡（OUT bal/ OUT bal）または不平衡（OUT ground/ OUT unbal）に信号が出力されている、
請求項１から７のいずれか１項記載のフィルタ。
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