バンドパスフィルタ
本発明は、それぞれ１つの通過領域を有している複数の部分フィルタを含み、異なる部分フィルタの通過領域が相互に異なった中心周波数を有している、バンドパスフィルタに関している。この場合最も低い中心周波数を備えた部分フィルタは、その左方の信号エッジがその右方の信号エッジよりも急峻である通過領域を有しており、さらに、最も高い中心周波数を備えた部分フィルタは、その右方の信号エッジがその左方の信号エッジよりも急峻である通過領域を有していることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に音響表面波により動作するバンドパスフィルタに関する。
【０００２】
背景技術
独国特許出願公開第３８３８９２３号明細書からはＦＡＮ変換器として構成された入出力変換器を備えた広帯域フィルタが公知である。このＦＡＮ変換器を備えた別のフィルタは欧州特許第０８５０５１０号明細書並びに米国特許第５２８９０７３号明細書から公知である。
【０００３】
ここで解決すべき課題は、信号エッジの急峻特性が高い広帯域フィルタを提供することである。
【０００４】
変換器の音響特性は、（局所的縦方向において）重み付け関数（励起関数ないし反射関数）によって特徴付けることが可能である。重み付け関数は縦方向のコーディネート特性に依存し、変換器における励起強度ないし反射強度の分散を表す。変換器の重み付け関数は予め定められた電気的フィルタ特性に基づいて定められ得る。算出された重み付け関数からは電極フィンガーの所要の接続シーケンスと構成が推論できる。
【０００５】
フィルタの電気的な特性は通常は伝達関数（伝達される信号の位相と絶対値の振幅特性）によって定められる。伝達関数の重要な特徴は、通過領域縁部におけるエッジの急峻性である。
【０００６】
ここではその部分フィルタがそれぞれ１つの通過領域を有しているバンドパスフィルタが取り上げられている。異なる部分フィルタの通過領域は相互に異なる中心周波数を有している。最も低い中心周波数を有する部分フィルタの通過領域は低周波な（左方の）信号エッジを有しており、これはその高周波な（右方の）信号エッジよりも急峻である。最も高い中心周波数を有する部分フィルタは、その高周波な信号エッジがその低周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有する。
【０００７】
これらの部分フィルタは電気的に相互に接続されている。
【０００８】
発明を実施するための最良の形態
このフィルタは有利には音響表面波で動作するフィルタであり、それは少なくとも１つの音響トラックを有している。有利な変化実施例によれば、１つの音響トラック内で１つの入力変換器と１つの出力変換器が配設される。これらの変換器はそれぞれ櫛形のインターデジタル電極を含んでいる。これらの変換器は有利には電極フィンガーが接続されているそれぞれ２つの電流配電線を有している。異なる電位に接続された電極フィンガーはインターデジタルに配置されている。これらの構造部は１つの圧電基板上に配設され、（高周波な）電気信号から音響波への電気音響的な変換と音響波から延期信号への変換に用いられている。入力変換器内では電気的な入力信号によって表面波が励起される。この表面波は出力変換器においては電気的な出力信号に変換される。
【０００９】
変換器の音響トラックは縦方向に配向されている。有利な実施形態においてはこの縦方向が表面波の伝播方向に一致している。
【００１０】
これらの音響トラックは横方向において部分トラックに分割されていてもよい。各部分トラックはそれらの順序に応じて考察されたオーダー数 １≦ｉ≦Ｎを得る。これらの部分トラックのうちの少なくとも２つは、相互に異なる位相重みを有している。この２つの部分トラックはここでは第１及び第２の部分トラックと称する。
【００１１】
有利には各部分フィルタには１つの固有の音響的部分トラックが割当てられる。２つの変換器はこの変化実施例においてはそれぞれ部分トラックの一方に配設されている部分変換器に分割されている。それにより１つの部分トラック内では入力変換器の部分変換器とこれに対応する出力変換器の部分変換器が設けられている。
【００１２】
これらの音響トラックないしそのつどの変換器は縦方向において総数Ｎの順次連続したセルに分割されていてもよい。各セルはそれらの順序に応じて考察されたオーダー数 １≦ｊ≦Ｎを得る。これらのセルは通常は、フィルタないし部分トラックの中心周波数における波長に等しいか若しくはこの波長の整数倍の波長に等しい長さを有している。これらのセル長さは表面波伝播の説明においては表面あによって伝播される伝播区間とも称する。
【００１３】
これらのセルは特にＳＰＵＤＴ（単相単方向トランスデューサ；Single Phase Unidirectional Transducer）セルのクラスから選択されてもよい。ＳＰＵＤＴセルは、１つの優先方向へ配向された音響波の放射毎に用いられる。この配向された放射は励起された反射された音響波の１つの方向への構造的な重畳によってないしは励起され反射された音響波の反対方向への非構造的重畳によって実現される。
【００１４】
１つのセルタイプはセルの電極フィンガーの接続シーケンスによって定められる。さらに１つのセルタイプは狭幅な電極フィンガーと広幅な電極フィンガーの順序によって定められる。有利には１つの変換器において複数のセルタイプが設けられている。
【００１５】
１つの部分トラックは１つのセルタイプの複数のセルを含み得る。それらは相互に並列的に若しくはそれぞれ少なくとも１つのさらなるセルタイプのセル間に配設可能である。
【００１６】
１つのセルの通過の際に音響波は波長に基づいて規格化されたセル長さに比例する位相回転をうける。有利な変化実施例によれば、複数の部分トラックがそれぞれ位相による重み付け、すなわちそれぞれ異なる長さのセルを有している。部分トラックにおける位相重みとはここでは中心周波数に相応する波長を有する音響波が、部分トラックの様々なセルの通過の際に相互に異なった位相回転を受ける場合であることを理解されたい。
【００１７】
この位相重みによれば、励起や反射の重み付けも行われる。なぜなら励起や反射の中心の位置が異なる長さのセルのもとで強い周期のパターンからずれているからである。
【００１８】
従来の変換器の電極フィンガーは周期的なパターンに配設されている。有利な変化十しれによれば、変換器はＦＡＮ変換器として構成されている。ＦＡＮ変換器は大抵は扇形に広がる電極フィンガーを有している。ＦＡＮ変換器では横方向において部分トラック毎に電極フィンガーの周期性が変わり、それに伴って部分トラックの中心周波数も変化する。それ故に固有の波長／中心周波数が各部分コイルに相応する。横方向においては電極フィンガーは先細（テーパー状）となり、フィンガー周期とそれに結び付く波長は低減する。
【００１９】
個々の部分トラックの伝達関数の重畳は、広帯域なフィルタ特性につながる。フィルタの広帯域特性は部分トラックの中心周波数の最大差分に依存している。フィルタ特徴のエッジ急峻性は特に最低中心周波数と最高中心周波数を有する部分トラックの伝達関数のエッジ急峻性によって定まる。ＦＡＮ変換器における部分トラックの選択及び／又はエッジ急峻性は、音響的部分トラック内部の個々のセルの適切な位相重み付けと、音響トラックの様々な部分トラックの異なる重み付け関数によって高めることが可能である。
【００２０】
ＦＡＮ変換器を備えた公知のフィルタでは通常は通過領域の比較的高いエッジ急峻度がＦＡＮ変換器の延在によって得られている。ここで表されている位相重み付けによって、高いエッジ急峻度のバンドパスフィルタが既に比較的僅かな変換器長さによって得られている。
【００２１】
位相重み付けによれば、所定の周波数のもとで相互に重畳する部分信号が異なる部分トラックによってトリガされ得る。それによりフィルタの選択も特に不所望な極大値の臨界的領域において所期のように改善され得る。このことは特に近接する遮断領域に該当する。
【００２２】
位相重み付けは、比較的少ない挿入損でＦＡＮフィルタを実現したいときにも用いることができる。少ない挿入損は基板材料に高い結合係数を求める。しかしながらそのような材料は大抵は高い温度係数を有している。位相重み付けは、温度ドリフトの高まりにもかかわらずこの点における特異性が維持されかつ結合係数の拡大によって挿入損が低減できる限りは、構造部の長さを不変のままでエッジ急峻度を高めることを可能にする。
【００２３】
有利な変化実施例によれば、２つの同種のセルが相互に対向的に縦方向においてスケーリングされ得る。その場合は一方のセルの幾何学構成が他方の構成へ圧縮ないしは伸張によって移行し得る。さらなる変化実施例によれば、２つの同種のセルが実質的に同等に構造化されたフィンガーグループを有する（但しこれらはグループの最後のフィンガーとこれに対向する次のセルのフィンガーとの間の間隔が相互に異なる）。
【００２４】
"通常"のセルはある長さを有している。そのため部分トラックの中心周波数に相応する波長を有する音響波がこのセルを通過する際にはφ＝２πｎの位相回転を受ける。この音響波がセルの通過の際に比較的僅かな位相回転φ′＝２πｎ−Δφ＞φを受けた場合（０＜Δφ＜π／２）、このセルは圧縮されたセルとして表される。この音響波がセルの通過の際に比較的大きな位相回転φ′＝２πｎ＋Δφ＞φを受けた場合（０＜Δφ＜π／２）、このセルは伸張したセルとして表される。
【００２５】
部分トラックにおいて縦方向ｘに沿ってセル毎に達成される位相回転φの分布φ（ｘ）は有利には、２つの異なる部分トラックの場合には相違する。部分トラックの分布φ（ｘ）は有利には非対称である。
【００２６】
入出力変換器を備えたフィルタにおいては有利には２つの変換器が前記したように位相重み付けを施される。
【００２７】
この変換器は矩形状の輪郭を有するＦＡＮ変換器として構成されてもよい。その場合には全ての部分トラックの縦方向の絶対長さが実質的に一定であるが、比較的高い中心周波数を有する部分トラックの波長内で測定される長さは、比較的低い中心周波数を有する部分トラックの波長内で測定される長さよりも大である。
【００２８】
この変換器は縦方向において部分変換器に分割されてもよい。１つの変換器における縦方向において隣接する、すなわち１つの同じ音響トラック内に配置される複数の部分変換器は互いに直列に接続されてもよい。そのような接続構成は業界用語ではＶ形スプリットとして公知である。この場合はＷＯ ９７／１０６４６号パンフレットの全容が参照される。
【００２９】
ある変換器は音響トラック内部において複数の相互に直列に接続された部分変換器を含み得る。
【００３０】
この変換器は相互に直列に接続された異なる長さの部分変換器に分割されていてもよい。変換器における励起はそのような変換器の位相重み付けによって設定が可能である。
さらにバンドパスフィルタは２トラック形の反射器フィルタに接続されたＦＡＮ変換器を含み得る。ＦＡＮ変換器は特にＺパス形フィルタに接続させてもよい。
【００３１】
別の変化実施例によれば、ＦＡＮ変換器は、ｎ個（ｎ≧３）の変換器を備えたマルチ変換器フィルタに接続される。この場合入出力変換器は交互に配置される。その場合入力変換器は相互に並列に接続されて入力ポートに接続される。出力変換器も相互に並列に接続されて出力ポートに接続される。
【００３２】
ＦＡＮ変換器のフィンガーエッジは通常は互いに並置されない。ＦＡＮ変換器の焦点は変換器の延在を表すと考察される線の交点で表される。
【００３３】
バンドパスフィルタは１つのトラック内に配置される複数のＦＡＮ変換器も含み得る。これらの変換器は１つの同じ焦点を有する。バンドパスフィルタは代替的に１つのトラック内に配置される複数のＦＡＮ変換器からなる変換器装置を含み得る。その場合各変換器はその唯一の焦点を有し、他の変換器の焦点とは異なっている。
【００３４】
バンドパスフィルタは、前述してきたような複数の変換器とさらに少なくとも１つのさらなる変換器を含み得る。
【００３５】
このバンドパスフィルタは、前述してきたＦＡＮ変換器の他に少なくとも１つのさらなる変換器を含み得るが、それは並列なフィンガーエッジを有しているＦＡＮ変換器ではない。
【００３６】
バンドパスフィルタは、前述してきた少なくとも１つの第１の変換器の他に第２の変換器を含み得る。この場合第１及び第２の変換器は音響トラック内に配置されており、さらにこの音響トラック内で第１の変換器と第２の変換器の間には金属化構造部（シールドバー）が設けられている。そのような金属化構造部は例えば電磁的なクロストークの遮蔽や音響トラックが分割されている個々の部分トラック内の種々異なる信号伝播の適合化のために用いられる。
【００３７】
以下の明細書では当該フィルタを実施例と所属の図面に基づいて詳細に説明する。これらの図面は概略的に示されているだけで必ずしも縮尺通りではなく、様々な実施例を表している。また同じ構成要素若しくは同じ機能の構成要素には同じ符号が付されている。具体的には、
図１は、種々異なる位相重み付けのなされた部分トラックを有するＦＡＮ変換器の概略的な平面図であり、
図２は、公知フィルタの伝達機能（関数）と対比させた図１によるＦＡＮ変換器を有するフィルタの伝達機能（関数）を表した図であり、
図３は、従来形変換器を備えたフィルタの伝達機能と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図、
図４は、図１による変換器を備えたフィルタの伝達関数と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図、
図５は、１つの変換器における複数のセルのスケーリングを表した図、
図６は、同一のフィンガーグループを備えた異なる長さを有するセルのシーケンス、
図７は、ＦＡＮ変換器として構成されている、各々１つの入力変換器と出力変換器を備えたフィルタを表した図、
図８は、１つの変換器における任意に選択された２つの部分トラックにおける複数のセルのスケーリングを表した図である。
【００３８】
実施例
図１には広帯域フィルタに使用される変換器Ｗ１が部分的に概略的に示されており、この変換器は横方向に１０個の部分トラックＴ１〜Ｔ１０に分割された音響トラックを有している。この音響トラック内では音響表面波が励起される。
【００３９】
セルの励起は、−１〜１の規格化された値Ｅをとる。セルの反射は、−１〜１の規格化された値Ｒをとる。変換器は励起関数Ｅ（ｘ）と反射関数Ｒ（ｘ）によって特徴付けられる。この場合の符号ｘは有利には波長伝播方向に一致する縦方向である。
【００４０】
変換器Ｗ１は縦方向においてＮ個のセルに分割されており、そのうちの５つのセルＣ１〜Ｃ５が示されている。セルＣ１、Ｃ２，及びＣ４は、Ｅ＝１，Ｒ＝１の第１のセルタイプに属し、セルＣ３及びＣ５はＥ＝１，Ｒ＝０の第２のセルタイプに属する。
【００４１】
部分トラックＴ１〜Ｔ１０は、複数のセルからなる同じシーケンスを有している。これらの部分トラックＴ１〜Ｔ１０は種々異なる中心周波数を有し、この場合部分トラックＴ１が最も高い中心周波数を有し、部分トラックＴ１０は最も低い中心周波数を有している。中心周波数は、部分トラックのオーダー数の高まりと共に低減する。
【００４２】
各部分トラックは位相重み付けされており、すなわち順次連続する複数のセルが当該部分トラックの領域において異なるスケーリング係数を有するフィルの中心周波数に対向的にスケーリングされる。ｊ＝１〜Ｎの部分トラックの重み付け関数Ｆ（Ｃｊ）は、セルＣ１〜ＣＮに依存したスケーリング計数Ｆの１つの関数を表している。
【００４３】
変換器Ｗ１の部分トラックＴ１〜Ｔ１０は、様々な重み付け関数Ｆ（Ｔｉ、Ｃｊ）で重み付けされており、この場合はｉ＝１〜Ｍは、Ｍ個の部分トラックを有する部分トラックのオーダー数である。図１ではＭ＝１０である。
【００４４】
以下に記載するテーブルでは、１０個の部分トラックに分割された図１による変換器の５つのセルに対する重み付け関数Ｆ（Ｔｉ、Ｃｊ）が示されている。
【００４５】
テーブル：部分トラックＴ１〜Ｔ１０におけるセルＣ１〜Ｃ５の長さに対するスケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）、これらの値はフィルタの中心周波数Ｆ０＝５９４ＭＨｚに相応する基準セルの長さに関連する
【表１】
【００４６】
スケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）＞１は、その中心周波数がフィルタの中心周波数に一致する基準セルに対するオーダー数ｉの部分トラックの領域において、オーダー数ｊのそのつどのセルの伸張に相応している。スケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）＜１は基準セルに比べて圧縮されたセルに相応する。
【００４７】
部分トラック内のセルは、異なるスケーリング係数でスケーリングされる。すなわちこれらのセルは相互に異なるセル長さを有している。例えば第１の部分トラックＴ１においては第１のセルＣ１が最も強く伸張し、第２のセルＣ２では最も強く圧縮されている。第６の部分トラックＴ６内では、第１のセルＣ１が最も強く伸張し、第３のセルＣ３は最も強く圧縮された。第１０の部分トラックＴ１０内では、第４ののセルＣ４が最も強く伸張され、第５のセルＣ５は最も強く圧縮された。
【００４８】
図２には図１による位相重み付けされた変換器を有するフィルタの伝達関数１（散乱パラメータ｜Ｓ２１｜）が同じ中心周波数を有するフィルタ（この変換器はいずれにせよ位相重み付けされていない）の伝達関数２（散乱パラメータ｜Ｓ２１｜）と比較されて示されている。第１のフィルタの通過領域は、同じ帯域幅のもとではより高いエッジ急峻度を有している。位相重み付けによって新たに可能となった自由度は選択の改善のためにも利用できる。
【００４９】
従来の変換器を備えたフィルタと位相重み付けされた変換器を備えたフィルタは部分トラックの位相重み付けまでは、変換器長さ、アパーチャ、電極フィンガーの層厚さ、ＳＰＵＤＴセルのシーケンス、中心周波数などと同じパラメータを有する。
【００５０】
図３には、従来の変換器を備えたフィルタの個々の部分トラックのアドミタンス特性曲線４１，４２，４３（伝達導電値"Ｕｅｂｅｒｔｒａｇｕｎｇｓｌｅｉｔｗｅｒｔ"｜Ｙ２１｜）、並びに伝達関数２（｜Ｓ２１｜）及び当該フィルタのアドミタンス特性曲線２０（｜Ｙ２１｜）が示されている。図３及び図４における左方のスケールはアドミタンス特性曲線（｜Ｙ２１｜）の振幅の値を表し、右方のスケールは電気的な適応化の際の｜Ｓ２１｜の振幅の値を表している。
【００５１】
アドミタンス特性曲線４１，４２，４３は、それぞれ実質的に同じ急峻度の左方エッジと右方エッジを有し、そのつどの通過領域の中心周波数に関してはほぼ対称である。
【００５２】
図４には、図１に部分的に概略的に示されている実施形態による変換器を備えたフィルタの個々の部分トラックＴ１〜Ｔ１０のアドミタンス特性曲線３１，３２，３３，３１０（伝達導電値Ｙ２１）並びにその伝達関数１（｜Ｓ２１｜）及びアドミタンス特性曲線１０（｜Ｙ２１｜）が示されている。特性曲線３１は、部分トラックＴ１０に相応し、特性曲線３２と３３は、部分トラックＴ９ないしＴ８に相応している。特性曲線３１０は、部分トラックＴ１に相応する。
【００５３】
最も低い中心周波数ないしは最も高い中心周波数を有する部分トラックのアドミタンス特性曲線３１，３１０は、そのつどの部分トラックの中心周波数に比べて非対称である。最も低い中心周波数を備えた部分トラックのアドミタンス特性曲線３１は特に急峻な左方エッジを有し、これはフィルタの左方エッジの急峻度を定めている。最も高い中心周波数を有する部分トラックのアドミタンス特性曲線３１０は、特に急峻な右方エッジを有する。これはフィルタの右方エッジの急峻度を定めている。それぞれ急峻なエッジの急峻度は、部分トラックの相応の位相重み付けによってそれぞれ別のエッジのコストまで達成される。
【００５４】
それに対してそれらの中心周波数がフィルタの中心周波数から離れていない部分コイルは、その伝達関数（アドミタンス特性曲線）が実質的に対称となるように構成されている。
【００５５】
図５及び図６には、長手方向でセルＺ１，Ｚ２，Ｚ１′、Ｚ３′，Ｚ２′，Ｚ１″に分割されている音響トラックを備えた変換器のそれぞれ概略的な部分図が示されている。これらの図面に示されている音響トラックの説明はそれぞれＦＡＮ変換器の部分トラックに当てはまる。
【００５６】
セルＺ１及びセルＺ２は異なって構成されているが、しかしながら同じ周波数（音響トラックの中心周波数）に適合化されている。セルＺ１′，Ｚ２′，Ｚ３′，は、位相重み付けされたセルである。
【００５７】
この場合図５による実施例においては幾何学的な趣旨において第１のセルタイプのセルＺ１及びＺ１′が類似しており、互いに相応のスケーリングによって縦方向に移行され得る。セルＺ１の絶対長さＬ１は、（ここでは当該セルの第１のフィンガー１０２の左方のエッジからそれに続くセルＺ２の第１フィンガー１０２の左方エッジまで測定されている）この場合スケーリングされているセルＺ１′の長さＬ１′とは異なっている。これにより音響波はこれらの２つのセルの通過の際に異なる伝播区間を進行し、そのため異なる位相回転も受ける。このようにして音響波には次のセル（Ｚ２ないしＺ３）の開始の際の初期フェーズを有利に設定できる。
【００５８】
第１のセルタイプに属するＺ１″もセルＺ１に対してはスケーリングされない。
【００５９】
セルＺ２及びＺ２″は第２のセルタイプのセルであり、第１のセルタイプのセルのように相互に対抗的にスケーリングされ、その際には異なるセルタイプ毎にスケーリングレベルが同じように若しくは異なるように選択可能である。
【００６０】
セルＺ１及びＺ１′は、反射的にも励起的にも作用する。セルＺ２及びＺ２′は励起的にも反射的にも作用しない。
【００６１】
図６による変化実施例においては、音響トラックの中心周波数に適合化されたセルＺ１，Ｚ１″，Ｚ２，及び位相重み付けされたセルＺ１′，Ｚ２′，Ｚ３′がそれぞれ唯一の電極フィンガーグループＦＧ１，ＦＧ２ないしＦＧ３を有している。これらのグループはそれぞれのセルの全ての電極フィンガーを含む。
【００６２】
第１のセルタイプのセルＺ１及びＺ１′は、当該変化実施例においてはそれぞれ同じように構成された電極フィンガーグループＦＧ１を有している。
【００６３】
但しセルＺ１とＺ１′は異なる長さである。同じセルタイプの機能セルにおける異なるセル長さは次のことによって達成される。すなわち、相応する機能セルＺ１のフィンガーグループＦＧ１の最後のフィンガー１１０と次のセルＺ２の第１のフィンガー１１１との間の間隔Ｌが、変調される機能セルＺ１′のフィンガーグループＦＧ１の最後のフィンガー１１０′とセルＺ３の最初のフィンガー１１１′との間の間隔Ｌ′とは異なることによって達成される。
【００６４】
それと同じように、第２のセルタイプのセルＺ２とＺ２′もそれぞれ同じように構成された電極フィンガーグループＦＧ２を有している。セルＺ２′はセルＺ２に対して前述したように変調される。
【００６５】
図７には、入出力変換器Ｗ１，Ｗ２を備えたフィルタが概略的に平面図で示されており、これらの変換器は例えば図１による変換器のようにＦＡＮ変換器として構成されている。入力変換器Ｗ１において生成された音響波は、当該変換器の相応に選択されたＳＰＵＤＴセル配置構成によって有利には出力変換器Ｗ２の方向に放射される。
【００６６】
これまでの公知のＦＡＮ変換器においては、（中心周波数と各部分トラックの波長に関連する）励起中心と反射中心の分散が部分トラック毎に同じであった。部分トラックのフィンガーシーケンスは、縦方向における圧縮若しくは伸張のような類似性の変換によって同じＦＡＮ変換器の別の部分トラックのフィンガーシーケンスへ移行されてもよい。部分トラック内で順次連続する複数のセルは、公知のＦＡＮ変換器において各セルの通過の際の音響波の同じ位相回転に結びつく長さを有している。
【００６７】
前述してきた部分トラックの位相重み付けによってＦＡＮ変換器においては励起中心と反射中心の分散が部分トラック毎に異なって設定される。セルシーケンスは部分トラック毎に相互に同じではあるが、しかしながら１つの部分トラック内で順次連続するセルは相互に異なる長さを有する。その上さらにこれらの部分トラックは有利には相互に異なる位相重み付けを有しており、この場合は特に最も低い中心周波数を有する部分トラックと最も高い中心周波数を有する部分トラックがその他の部分トラックとは異なって重み付けされている。
【００６８】
変換器Ｗ１とＷ２は、相互に異なる長さないしは相互に異なる数のセルを音響トラック内で有する。相応する部分トラックの位相重み付けは、有利には２つの変換器において異なっている。変換器幾何学構成の最適化の際には各部分トラックにおける各セルの長さは同じ部分トラック内の別のセルに依存することなく最適化される。
【００６９】
ここで説明しているフィルタは帯域幅やエッジの急峻性並びに選択において高い要求を満足するものである。
【００７０】
このフィルタは図に示されている実施例に限定されるものではない。図１に示されているセルタイプの他にもさらなるセルタイプが考察可能である。有利にはこれらはＳＰＵＤＴセルとして分類されるセルタイプである。
【００７１】
ＦＡＮ変換器のフィンガーエッジは通常は横方向からずれて延在する。つまり波長の伝播方向に垂直な方向には延在しない。
【００７２】
音響トラックは基本的には任意の数の部分トラックに分割されていてもよい。有利には１つの部分トラック内においてフィンガーエッジが実質的に横方向に延在することが受け入れられるように分割される。
【００７３】
部分トラックのフィンガーエッジは、有利な変化実施例においては波長の伝播方向に対して垂直方向に延在し得る。その場合には電極フィンガーが部分トラック間で移行しているところに段部を有している。
【００７４】
また別の変化実施例においては、最も低い中心周波数と最も高い中心周波数を有する部分トラックが変換器において終端に配置される。しかしながらこの変換器は別の変化実施例においては次のように湾曲した電極フィンガーを有する。すなわち最も高い中心周波数を有する部分トラックが変換器において中心に配置されるように湾曲した電極フィンガーを有する。
【００７５】
またＦＡＮ変換器において前述してきた位相重み付けの他に、部分トラック毎に狭幅なフィンガーと広幅なフィンガーの連続が変更されてもよい。
【００７６】
図８には位相重み付けの説明のために、任意に選択された２つの部分トラックＴｉ及びＴ（ｉ＋ｘ）を有する変換器が部分的に概略的に示されている。この場合Ｔｉは第１の部分トラックでＴ（ｉ＋ｘ）は第２の部分トラックである。インデックスｉ及び（ｉ＋ｘ）は部分トラックのオーダー数に関連する。
【００７７】
ｃｊ及びｃ（ｊ＋１）は、オーダー数ｊと（ｊ＋１）を有するセルである。部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルＣｊとそれに対応する部分コイルＴｉ内に配置されるセルｃｊが同じオーダー数に属する有利には同じセルタイプに属する。このことはオーダー数（ｊ＋１）を有する相互に対応するセルＣ（ｊ＋１）に対しても当てはまる。この場合セルｃｊ及びｃ（ｊ＋１）は別の有利な変化実施例においては様々なセルタイプに属し、さらに別の変化実施例においては同じセルタイプに属するものであってもよい。
【００７８】
部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルｃｊは長さＬ１を有し、それに対応する部分トラックＴｉ内に配置された同じオーダー数のセルＣｊは長さＬ１′を有する。部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルｃ（ｊ＋１）は長さＬ２を有しており、部分トラックＴｉ内に配置された同じオーダー数の相応するセルｃ（ｊ＋１）は長さＬ２′を有している。セル長さの比ａ１＝Ｌ１／Ｌ１′は、セル長さの比ａ２＝Ｌ２／Ｌ２′とは異なっている。この例ではａ１＞１とａ２＜１が当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】種々異なる位相重み付けのなされた部分トラックを有するＦＡＮ変換器の概略的な平面図
【図２】公知フィルタの伝達機能（関数）と対比させた図１によるＦＡＮ変換器を有するフィルタの伝達機能（関数）を表した図であり
【図３】従来形変換器を備えたフィルタの伝達機能と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図
【図４】図１による変換器を備えたフィルタの伝達関数と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図
【図５】１つの変換器における複数のセルのスケーリングを表した図
【図６】同一のフィンガーグループを備えた異なる長さを有するセルのシーケンス
【図７】ＦＡＮ変換器として構成されている、各々１つの入力変換器と出力変換器を備えたフィルタを表した図
【図８】１つの変換器における任意に選択された２つの部分トラックにおける複数のセルのスケーリングを表した図
【符号の説明】
【００８０】
１ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｓ２１｜
１０ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｙ２１｜
２ 従来の変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｓ２１｜
２０ 従来の変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｙ２１｜
３１， ３２， ３３， ３１０ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの部分トラックの伝達誘導値｜Ｙ２１｜
４１， ４２， ４３ 従来の変換器を備えたフィルタの部分トラックの伝達誘導値｜Ｙ２１｜
１０１ セルＺ１の第１のフィンガー
１０２ セルＺ２の第１のフィンガー
１０２′ セルＺ３′の第１のフィンガー
１１０ セルＺ１終端のフィンガー
１１０′ セルＺ１′終端のフィンガー
Ｃｌ〜Ｃ５ セル
ＦＧ１ 第１のセルタイプＺ１，Ｚ１′のセルのフィンガーグループ
ＦＧ２ 第２のセルタイプＺ２，Ｚ２′のセルのフィンガーグループ
ＦＧ３ セルＺ３′のフィンガーグループ
Ｌ セルＺ１終端のフィンガーとそれに続くセルＺ２の第１のフィンガーとの間の伝播区間
Ｌ′ セルＺ１′終端のフィンガーとそれに続くセルＺ３′の第１のフィンガーとの間の伝播区間
Ｌ１， Ｌ１′ セル長さ
Ｔ１〜Ｔ１０ 部分トラック
Ｗ１ 入力変換器
Ｗ２ 出力変換器
Ｚ１， Ｚ１″ 第１のセルタイプのセル
Ｚ１′ 位相重み付けされた第１のセルタイプのセル
Ｚ２ 第２のセルタイプのセル
Ｚ２′ 位相重み付けされた第２のセルタイプのセル
Ｚ３′ 位相重み付けされたセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に音響表面波により動作するバンドパスフィルタに関する。
【０００２】
背景技術
独国特許出願公開第３８３８９２３号明細書からはＦＡＮ変換器として構成された入出力変換器を備えた広帯域フィルタが公知である。このＦＡＮ変換器を備えた別のフィルタは欧州特許第０８５０５１０号明細書並びに米国特許第５２８９０７３号明細書から公知である。
【０００３】
ここで解決すべき課題は、信号エッジの急峻特性が高い広帯域フィルタを提供することである。
【０００４】
変換器の音響特性は、（局所的縦方向において）重み付け関数（励起関数ないし反射関数）によって特徴付けることが可能である。重み付け関数は縦方向のコーディネート特性に依存し、変換器における励起強度ないし反射強度の分散を表す。変換器の重み付け関数は予め定められた電気的フィルタ特性に基づいて定められ得る。算出された重み付け関数からは電極フィンガーの所要の接続シーケンスと構成が推論できる。
【０００５】
フィルタの電気的な特性は通常は伝達関数（伝達される信号の位相と絶対値の振幅特性）によって定められる。伝達関数の重要な特徴は、通過領域縁部におけるエッジの急峻性である。
【０００６】
ここではその部分フィルタがそれぞれ１つの通過領域を有しているバンドパスフィルタが取り上げられている。異なる部分フィルタの通過領域は相互に異なる中心周波数を有している。最も低い中心周波数を有する部分フィルタの通過領域は低周波な（左方の）信号エッジを有しており、これはその高周波な（右方の）信号エッジよりも急峻である。最も高い中心周波数を有する部分フィルタは、その高周波な信号エッジがその低周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有する。
【０００７】
これらの部分フィルタは電気的に相互に接続されている。
【０００８】
発明を実施するための最良の形態
このフィルタは有利には音響表面波で動作するフィルタであり、それは少なくとも１つの音響トラックを有している。有利な変化実施例によれば、１つの音響トラック内で１つの入力変換器と１つの出力変換器が配設される。これらの変換器はそれぞれ櫛形のインターデジタル電極を含んでいる。これらの変換器は有利には電極フィンガーが接続されているそれぞれ２つの電流配電線を有している。異なる電位に接続された電極フィンガーはインターデジタルに配置されている。これらの構造部は１つの圧電基板上に配設され、（高周波な）電気信号から音響波への電気音響的な変換と音響波から延期信号への変換に用いられている。入力変換器内では電気的な入力信号によって表面波が励起される。この表面波は出力変換器においては電気的な出力信号に変換される。
【０００９】
変換器の音響トラックは縦方向に配向されている。有利な実施形態においてはこの縦方向が表面波の伝播方向に一致している。
【００１０】
これらの音響トラックは横方向において部分トラックに分割されていてもよい。各部分トラックはそれらの順序に応じて考察されたオーダー数 １≦ｉ≦Ｎを得る。これらの部分トラックのうちの少なくとも２つは、相互に異なる位相重みを有している。この２つの部分トラックはここでは第１及び第２の部分トラックと称する。
【００１１】
有利には各部分フィルタには１つの固有の音響的部分トラックが割当てられる。２つの変換器はこの変化実施例においてはそれぞれ部分トラックの一方に配設されている部分変換器に分割されている。それにより１つの部分トラック内では入力変換器の部分変換器とこれに対応する出力変換器の部分変換器が設けられている。
【００１２】
これらの音響トラックないしそのつどの変換器は縦方向において総数Ｎの順次連続したセルに分割されていてもよい。各セルはそれらの順序に応じて考察されたオーダー数 １≦ｊ≦Ｎを得る。これらのセルは通常は、フィルタないし部分トラックの中心周波数における波長に等しいか若しくはこの波長の整数倍の波長に等しい長さを有している。これらのセル長さは表面波伝播の説明においては表面あによって伝播される伝播区間とも称する。
【００１３】
これらのセルは特にＳＰＵＤＴ（単相単方向トランスデューサ；Single Phase Unidirectional Transducer）セルのクラスから選択されてもよい。ＳＰＵＤＴセルは、１つの優先方向へ配向された音響波の放射毎に用いられる。この配向された放射は励起された反射された音響波の１つの方向への構造的な重畳によってないしは励起され反射された音響波の反対方向への非構造的重畳によって実現される。
【００１４】
１つのセルタイプはセルの電極フィンガーの接続シーケンスによって定められる。さらに１つのセルタイプは狭幅な電極フィンガーと広幅な電極フィンガーの順序によって定められる。有利には１つの変換器において複数のセルタイプが設けられている。
【００１５】
１つの部分トラックは１つのセルタイプの複数のセルを含み得る。それらは相互に並列的に若しくはそれぞれ少なくとも１つのさらなるセルタイプのセル間に配設可能である。
【００１６】
１つのセルの通過の際に音響波は波長に基づいて規格化されたセル長さに比例する位相回転をうける。有利な変化実施例によれば、複数の部分トラックがそれぞれ位相による重み付け、すなわちそれぞれ異なる長さのセルを有している。部分トラックにおける位相重みとはここでは中心周波数に相応する波長を有する音響波が、部分トラックの様々なセルの通過の際に相互に異なった位相回転を受ける場合であることを理解されたい。
【００１７】
この位相重みによれば、励起や反射の重み付けも行われる。なぜなら励起や反射の中心の位置が異なる長さのセルのもとで強い周期のパターンからずれているからである。
【００１８】
従来の変換器の電極フィンガーは周期的なパターンに配設されている。有利な変化十しれによれば、変換器はＦＡＮ変換器として構成されている。ＦＡＮ変換器は大抵は扇形に広がる電極フィンガーを有している。ＦＡＮ変換器では横方向において部分トラック毎に電極フィンガーの周期性が変わり、それに伴って部分トラックの中心周波数も変化する。それ故に固有の波長／中心周波数が各部分コイルに相応する。横方向においては電極フィンガーは先細（テーパー状）となり、フィンガー周期とそれに結び付く波長は低減する。
【００１９】
個々の部分トラックの伝達関数の重畳は、広帯域なフィルタ特性につながる。フィルタの広帯域特性は部分トラックの中心周波数の最大差分に依存している。フィルタ特徴のエッジ急峻性は特に最低中心周波数と最高中心周波数を有する部分トラックの伝達関数のエッジ急峻性によって定まる。ＦＡＮ変換器における部分トラックの選択及び／又はエッジ急峻性は、音響的部分トラック内部の個々のセルの適切な位相重み付けと、音響トラックの様々な部分トラックの異なる重み付け関数によって高めることが可能である。
【００２０】
ＦＡＮ変換器を備えた公知のフィルタでは通常は通過領域の比較的高いエッジ急峻度がＦＡＮ変換器の延在によって得られている。ここで表されている位相重み付けによって、高いエッジ急峻度のバンドパスフィルタが既に比較的僅かな変換器長さによって得られている。
【００２１】
位相重み付けによれば、所定の周波数のもとで相互に重畳する部分信号が異なる部分トラックによってトリガされ得る。それによりフィルタの選択も特に不所望な極大値の臨界的領域において所期のように改善され得る。このことは特に近接する遮断領域に該当する。
【００２２】
位相重み付けは、比較的少ない挿入損でＦＡＮフィルタを実現したいときにも用いることができる。少ない挿入損は基板材料に高い結合係数を求める。しかしながらそのような材料は大抵は高い温度係数を有している。位相重み付けは、温度ドリフトの高まりにもかかわらずこの点における特異性が維持されかつ結合係数の拡大によって挿入損が低減できる限りは、構造部の長さを不変のままでエッジ急峻度を高めることを可能にする。
【００２３】
有利な変化実施例によれば、２つの同種のセルが相互に対向的に縦方向においてスケーリングされ得る。その場合は一方のセルの幾何学構成が他方の構成へ圧縮ないしは伸張によって移行し得る。さらなる変化実施例によれば、２つの同種のセルが実質的に同等に構造化されたフィンガーグループを有する（但しこれらはグループの最後のフィンガーとこれに対向する次のセルのフィンガーとの間の間隔が相互に異なる）。
【００２４】
"通常"のセルはある長さを有している。そのため部分トラックの中心周波数に相応する波長を有する音響波がこのセルを通過する際にはφ＝２πｎの位相回転を受ける。この音響波がセルの通過の際に比較的僅かな位相回転φ′＝２πｎ−Δφ＞φを受けた場合（０＜Δφ＜π／２）、このセルは圧縮されたセルとして表される。この音響波がセルの通過の際に比較的大きな位相回転φ′＝２πｎ＋Δφ＞φを受けた場合（０＜Δφ＜π／２）、このセルは伸張したセルとして表される。
【００２５】
部分トラックにおいて縦方向ｘに沿ってセル毎に達成される位相回転φの分布φ（ｘ）は有利には、２つの異なる部分トラックの場合には相違する。部分トラックの分布φ（ｘ）は有利には非対称である。
【００２６】
入出力変換器を備えたフィルタにおいては有利には２つの変換器が前記したように位相重み付けを施される。
【００２７】
この変換器は矩形状の輪郭を有するＦＡＮ変換器として構成されてもよい。その場合には全ての部分トラックの縦方向の絶対長さが実質的に一定であるが、比較的高い中心周波数を有する部分トラックの波長内で測定される長さは、比較的低い中心周波数を有する部分トラックの波長内で測定される長さよりも大である。
【００２８】
この変換器は縦方向において部分変換器に分割されてもよい。１つの変換器における縦方向において隣接する、すなわち１つの同じ音響トラック内に配置される複数の部分変換器は互いに直列に接続されてもよい。そのような接続構成は業界用語ではＶ形スプリットとして公知である。この場合はＷＯ ９７／１０６４６号パンフレットの全容が参照される。
【００２９】
ある変換器は音響トラック内部において複数の相互に直列に接続された部分変換器を含み得る。
【００３０】
この変換器は相互に直列に接続された異なる長さの部分変換器に分割されていてもよい。変換器における励起はそのような変換器の位相重み付けによって設定が可能である。
さらにバンドパスフィルタは２トラック形の反射器フィルタに接続されたＦＡＮ変換器を含み得る。ＦＡＮ変換器は特にＺパス形フィルタに接続させてもよい。
【００３１】
別の変化実施例によれば、ＦＡＮ変換器は、ｎ個（ｎ≧３）の変換器を備えたマルチ変換器フィルタに接続される。この場合入出力変換器は交互に配置される。その場合入力変換器は相互に並列に接続されて入力ポートに接続される。出力変換器も相互に並列に接続されて出力ポートに接続される。
【００３２】
ＦＡＮ変換器のフィンガーエッジは通常は互いに並置されない。ＦＡＮ変換器の焦点は変換器の延在を表すと考察される線の交点で表される。
【００３３】
バンドパスフィルタは１つのトラック内に配置される複数のＦＡＮ変換器も含み得る。これらの変換器は１つの同じ焦点を有する。バンドパスフィルタは代替的に１つのトラック内に配置される複数のＦＡＮ変換器からなる変換器装置を含み得る。その場合各変換器はその唯一の焦点を有し、他の変換器の焦点とは異なっている。
【００３４】
バンドパスフィルタは、前述してきたような複数の変換器とさらに少なくとも１つのさらなる変換器を含み得る。
【００３５】
このバンドパスフィルタは、前述してきたＦＡＮ変換器の他に少なくとも１つのさらなる変換器を含み得るが、それは並列なフィンガーエッジを有しているＦＡＮ変換器ではない。
【００３６】
バンドパスフィルタは、前述してきた少なくとも１つの第１の変換器の他に第２の変換器を含み得る。この場合第１及び第２の変換器は音響トラック内に配置されており、さらにこの音響トラック内で第１の変換器と第２の変換器の間には金属化構造部（シールドバー）が設けられている。そのような金属化構造部は例えば電磁的なクロストークの遮蔽や音響トラックが分割されている個々の部分トラック内の種々異なる信号伝播の適合化のために用いられる。
【００３７】
以下の明細書では当該フィルタを実施例と所属の図面に基づいて詳細に説明する。これらの図面は概略的に示されているだけで必ずしも縮尺通りではなく、様々な実施例を表している。また同じ構成要素若しくは同じ機能の構成要素には同じ符号が付されている。具体的には、
図１は、種々異なる位相重み付けのなされた部分トラックを有するＦＡＮ変換器の概略的な平面図であり、
図２は、公知フィルタの伝達機能（関数）と対比させた図１によるＦＡＮ変換器を有するフィルタの伝達機能（関数）を表した図であり、
図３は、従来形変換器を備えたフィルタの伝達機能と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図、
図４は、図１による変換器を備えたフィルタの伝達関数と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図、
図５は、１つの変換器における複数のセルのスケーリングを表した図、
図６は、同一のフィンガーグループを備えた異なる長さを有するセルのシーケンス、
図７は、ＦＡＮ変換器として構成されている、各々１つの入力変換器と出力変換器を備えたフィルタを表した図、
図８は、１つの変換器における任意に選択された２つの部分トラックにおける複数のセルのスケーリングを表した図である。
【００３８】
実施例
図１には広帯域フィルタに使用される変換器Ｗ１が部分的に概略的に示されており、この変換器は横方向に１０個の部分トラックＴ１〜Ｔ１０に分割された音響トラックを有している。この音響トラック内では音響表面波が励起される。
【００３９】
セルの励起は、−１〜１の規格化された値Ｅをとる。セルの反射は、−１〜１の規格化された値Ｒをとる。変換器は励起関数Ｅ（ｘ）と反射関数Ｒ（ｘ）によって特徴付けられる。この場合の符号ｘは有利には波長伝播方向に一致する縦方向である。
【００４０】
変換器Ｗ１は縦方向においてＮ個のセルに分割されており、そのうちの５つのセルＣ１〜Ｃ５が示されている。セルＣ１、Ｃ２，及びＣ４は、Ｅ＝１，Ｒ＝１の第１のセルタイプに属し、セルＣ３及びＣ５はＥ＝１，Ｒ＝０の第２のセルタイプに属する。
【００４１】
部分トラックＴ１〜Ｔ１０は、複数のセルからなる同じシーケンスを有している。これらの部分トラックＴ１〜Ｔ１０は種々異なる中心周波数を有し、この場合部分トラックＴ１が最も高い中心周波数を有し、部分トラックＴ１０は最も低い中心周波数を有している。中心周波数は、部分トラックのオーダー数の高まりと共に低減する。
【００４２】
各部分トラックは位相重み付けされており、すなわち順次連続する複数のセルが当該部分トラックの領域において異なるスケーリング係数を有するフィルの中心周波数に対向的にスケーリングされる。ｊ＝１〜Ｎの部分トラックの重み付け関数Ｆ（Ｃｊ）は、セルＣ１〜ＣＮに依存したスケーリング計数Ｆの１つの関数を表している。
【００４３】
変換器Ｗ１の部分トラックＴ１〜Ｔ１０は、様々な重み付け関数Ｆ（Ｔｉ、Ｃｊ）で重み付けされており、この場合はｉ＝１〜Ｍは、Ｍ個の部分トラックを有する部分トラックのオーダー数である。図１ではＭ＝１０である。
【００４４】
以下に記載するテーブルでは、１０個の部分トラックに分割された図１による変換器の５つのセルに対する重み付け関数Ｆ（Ｔｉ、Ｃｊ）が示されている。
【００４５】
テーブル：部分トラックＴ１〜Ｔ１０におけるセルＣ１〜Ｃ５の長さに対するスケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）、これらの値はフィルタの中心周波数Ｆ０＝５９４ＭＨｚに相応する基準セルの長さに関連する
【表１】
【００４６】
スケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）＞１は、その中心周波数がフィルタの中心周波数に一致する基準セルに対するオーダー数ｉの部分トラックの領域において、オーダー数ｊのそのつどのセルの伸張に相応している。スケーリング係数Ｆ（Ｔｉ，Ｃｊ）＜１は基準セルに比べて圧縮されたセルに相応する。
【００４７】
部分トラック内のセルは、異なるスケーリング係数でスケーリングされる。すなわちこれらのセルは相互に異なるセル長さを有している。例えば第１の部分トラックＴ１においては第１のセルＣ１が最も強く伸張し、第２のセルＣ２では最も強く圧縮されている。第６の部分トラックＴ６内では、第１のセルＣ１が最も強く伸張し、第３のセルＣ３は最も強く圧縮された。第１０の部分トラックＴ１０内では、第４ののセルＣ４が最も強く伸張され、第５のセルＣ５は最も強く圧縮された。
【００４８】
図２には図１による位相重み付けされた変換器を有するフィルタの伝達関数１（散乱パラメータ｜Ｓ２１｜）が同じ中心周波数を有するフィルタ（この変換器はいずれにせよ位相重み付けされていない）の伝達関数２（散乱パラメータ｜Ｓ２１｜）と比較されて示されている。第１のフィルタの通過領域は、同じ帯域幅のもとではより高いエッジ急峻度を有している。位相重み付けによって新たに可能となった自由度は選択の改善のためにも利用できる。
【００４９】
従来の変換器を備えたフィルタと位相重み付けされた変換器を備えたフィルタは部分トラックの位相重み付けまでは、変換器長さ、アパーチャ、電極フィンガーの層厚さ、ＳＰＵＤＴセルのシーケンス、中心周波数などと同じパラメータを有する。
【００５０】
図３には、従来の変換器を備えたフィルタの個々の部分トラックのアドミタンス特性曲線４１，４２，４３（伝達導電値"Ｕｅｂｅｒｔｒａｇｕｎｇｓｌｅｉｔｗｅｒｔ"｜Ｙ２１｜）、並びに伝達関数２（｜Ｓ２１｜）及び当該フィルタのアドミタンス特性曲線２０（｜Ｙ２１｜）が示されている。図３及び図４における左方のスケールはアドミタンス特性曲線（｜Ｙ２１｜）の振幅の値を表し、右方のスケールは電気的な適応化の際の｜Ｓ２１｜の振幅の値を表している。
【００５１】
アドミタンス特性曲線４１，４２，４３は、それぞれ実質的に同じ急峻度の左方エッジと右方エッジを有し、そのつどの通過領域の中心周波数に関してはほぼ対称である。
【００５２】
図４には、図１に部分的に概略的に示されている実施形態による変換器を備えたフィルタの個々の部分トラックＴ１〜Ｔ１０のアドミタンス特性曲線３１，３２，３３，３１０（伝達導電値Ｙ２１）並びにその伝達関数１（｜Ｓ２１｜）及びアドミタンス特性曲線１０（｜Ｙ２１｜）が示されている。特性曲線３１は、部分トラックＴ１０に相応し、特性曲線３２と３３は、部分トラックＴ９ないしＴ８に相応している。特性曲線３１０は、部分トラックＴ１に相応する。
【００５３】
最も低い中心周波数ないしは最も高い中心周波数を有する部分トラックのアドミタンス特性曲線３１，３１０は、そのつどの部分トラックの中心周波数に比べて非対称である。最も低い中心周波数を備えた部分トラックのアドミタンス特性曲線３１は特に急峻な左方エッジを有し、これはフィルタの左方エッジの急峻度を定めている。最も高い中心周波数を有する部分トラックのアドミタンス特性曲線３１０は、特に急峻な右方エッジを有する。これはフィルタの右方エッジの急峻度を定めている。それぞれ急峻なエッジの急峻度は、部分トラックの相応の位相重み付けによってそれぞれ別のエッジのコストまで達成される。
【００５４】
それに対してそれらの中心周波数がフィルタの中心周波数から離れていない部分コイルは、その伝達関数（アドミタンス特性曲線）が実質的に対称となるように構成されている。
【００５５】
図５及び図６には、長手方向でセルＺ１，Ｚ２，Ｚ１′、Ｚ３′，Ｚ２′，Ｚ１″に分割されている音響トラックを備えた変換器のそれぞれ概略的な部分図が示されている。これらの図面に示されている音響トラックの説明はそれぞれＦＡＮ変換器の部分トラックに当てはまる。
【００５６】
セルＺ１及びセルＺ２は異なって構成されているが、しかしながら同じ周波数（音響トラックの中心周波数）に適合化されている。セルＺ１′，Ｚ２′，Ｚ３′，は、位相重み付けされたセルである。
【００５７】
この場合図５による実施例においては幾何学的な趣旨において第１のセルタイプのセルＺ１及びＺ１′が類似しており、互いに相応のスケーリングによって縦方向に移行され得る。セルＺ１の絶対長さＬ１は、（ここでは当該セルの第１のフィンガー１０２の左方のエッジからそれに続くセルＺ２の第１フィンガー１０２の左方エッジまで測定されている）この場合スケーリングされているセルＺ１′の長さＬ１′とは異なっている。これにより音響波はこれらの２つのセルの通過の際に異なる伝播区間を進行し、そのため異なる位相回転も受ける。このようにして音響波には次のセル（Ｚ２ないしＺ３）の開始の際の初期フェーズを有利に設定できる。
【００５８】
第１のセルタイプに属するＺ１″もセルＺ１に対してはスケーリングされない。
【００５９】
セルＺ２及びＺ２″は第２のセルタイプのセルであり、第１のセルタイプのセルのように相互に対抗的にスケーリングされ、その際には異なるセルタイプ毎にスケーリングレベルが同じように若しくは異なるように選択可能である。
【００６０】
セルＺ１及びＺ１′は、反射的にも励起的にも作用する。セルＺ２及びＺ２′は励起的にも反射的にも作用しない。
【００６１】
図６による変化実施例においては、音響トラックの中心周波数に適合化されたセルＺ１，Ｚ１″，Ｚ２，及び位相重み付けされたセルＺ１′，Ｚ２′，Ｚ３′がそれぞれ唯一の電極フィンガーグループＦＧ１，ＦＧ２ないしＦＧ３を有している。これらのグループはそれぞれのセルの全ての電極フィンガーを含む。
【００６２】
第１のセルタイプのセルＺ１及びＺ１′は、当該変化実施例においてはそれぞれ同じように構成された電極フィンガーグループＦＧ１を有している。
【００６３】
但しセルＺ１とＺ１′は異なる長さである。同じセルタイプの機能セルにおける異なるセル長さは次のことによって達成される。すなわち、相応する機能セルＺ１のフィンガーグループＦＧ１の最後のフィンガー１１０と次のセルＺ２の第１のフィンガー１１１との間の間隔Ｌが、変調される機能セルＺ１′のフィンガーグループＦＧ１の最後のフィンガー１１０′とセルＺ３の最初のフィンガー１１１′との間の間隔Ｌ′とは異なることによって達成される。
【００６４】
それと同じように、第２のセルタイプのセルＺ２とＺ２′もそれぞれ同じように構成された電極フィンガーグループＦＧ２を有している。セルＺ２′はセルＺ２に対して前述したように変調される。
【００６５】
図７には、入出力変換器Ｗ１，Ｗ２を備えたフィルタが概略的に平面図で示されており、これらの変換器は例えば図１による変換器のようにＦＡＮ変換器として構成されている。入力変換器Ｗ１において生成された音響波は、当該変換器の相応に選択されたＳＰＵＤＴセル配置構成によって有利には出力変換器Ｗ２の方向に放射される。
【００６６】
これまでの公知のＦＡＮ変換器においては、（中心周波数と各部分トラックの波長に関連する）励起中心と反射中心の分散が部分トラック毎に同じであった。部分トラックのフィンガーシーケンスは、縦方向における圧縮若しくは伸張のような類似性の変換によって同じＦＡＮ変換器の別の部分トラックのフィンガーシーケンスへ移行されてもよい。部分トラック内で順次連続する複数のセルは、公知のＦＡＮ変換器において各セルの通過の際の音響波の同じ位相回転に結びつく長さを有している。
【００６７】
前述してきた部分トラックの位相重み付けによってＦＡＮ変換器においては励起中心と反射中心の分散が部分トラック毎に異なって設定される。セルシーケンスは部分トラック毎に相互に同じではあるが、しかしながら１つの部分トラック内で順次連続するセルは相互に異なる長さを有する。その上さらにこれらの部分トラックは有利には相互に異なる位相重み付けを有しており、この場合は特に最も低い中心周波数を有する部分トラックと最も高い中心周波数を有する部分トラックがその他の部分トラックとは異なって重み付けされている。
【００６８】
変換器Ｗ１とＷ２は、相互に異なる長さないしは相互に異なる数のセルを音響トラック内で有する。相応する部分トラックの位相重み付けは、有利には２つの変換器において異なっている。変換器幾何学構成の最適化の際には各部分トラックにおける各セルの長さは同じ部分トラック内の別のセルに依存することなく最適化される。
【００６９】
ここで説明しているフィルタは帯域幅やエッジの急峻性並びに選択において高い要求を満足するものである。
【００７０】
このフィルタは図に示されている実施例に限定されるものではない。図１に示されているセルタイプの他にもさらなるセルタイプが考察可能である。有利にはこれらはＳＰＵＤＴセルとして分類されるセルタイプである。
【００７１】
ＦＡＮ変換器のフィンガーエッジは通常は横方向からずれて延在する。つまり波長の伝播方向に垂直な方向には延在しない。
【００７２】
音響トラックは基本的には任意の数の部分トラックに分割されていてもよい。有利には１つの部分トラック内においてフィンガーエッジが実質的に横方向に延在することが受け入れられるように分割される。
【００７３】
部分トラックのフィンガーエッジは、有利な変化実施例においては波長の伝播方向に対して垂直方向に延在し得る。その場合には電極フィンガーが部分トラック間で移行しているところに段部を有している。
【００７４】
また別の変化実施例においては、最も低い中心周波数と最も高い中心周波数を有する部分トラックが変換器において終端に配置される。しかしながらこの変換器は別の変化実施例においては次のように湾曲した電極フィンガーを有する。すなわち最も高い中心周波数を有する部分トラックが変換器において中心に配置されるように湾曲した電極フィンガーを有する。
【００７５】
またＦＡＮ変換器において前述してきた位相重み付けの他に、部分トラック毎に狭幅なフィンガーと広幅なフィンガーの連続が変更されてもよい。
【００７６】
図８には位相重み付けの説明のために、任意に選択された２つの部分トラックＴｉ及びＴ（ｉ＋ｘ）を有する変換器が部分的に概略的に示されている。この場合Ｔｉは第１の部分トラックでＴ（ｉ＋ｘ）は第２の部分トラックである。インデックスｉ及び（ｉ＋ｘ）は部分トラックのオーダー数に関連する。
【００７７】
ｃｊ及びｃ（ｊ＋１）は、オーダー数ｊと（ｊ＋１）を有するセルである。部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルＣｊとそれに対応する部分コイルＴｉ内に配置されるセルｃｊが同じオーダー数に属する有利には同じセルタイプに属する。このことはオーダー数（ｊ＋１）を有する相互に対応するセルＣ（ｊ＋１）に対しても当てはまる。この場合セルｃｊ及びｃ（ｊ＋１）は別の有利な変化実施例においては様々なセルタイプに属し、さらに別の変化実施例においては同じセルタイプに属するものであってもよい。
【００７８】
部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルｃｊは長さＬ１を有し、それに対応する部分トラックＴｉ内に配置された同じオーダー数のセルＣｊは長さＬ１′を有する。部分トラックＴ（ｉ＋ｘ）内に配置されたセルｃ（ｊ＋１）は長さＬ２を有しており、部分トラックＴｉ内に配置された同じオーダー数の相応するセルｃ（ｊ＋１）は長さＬ２′を有している。セル長さの比ａ１＝Ｌ１／Ｌ１′は、セル長さの比ａ２＝Ｌ２／Ｌ２′とは異なっている。この例ではａ１＞１とａ２＜１が当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】種々異なる位相重み付けのなされた部分トラックを有するＦＡＮ変換器の概略的な平面図
【図２】公知フィルタの伝達機能（関数）と対比させた図１によるＦＡＮ変換器を有するフィルタの伝達機能（関数）を表した図であり
【図３】従来形変換器を備えたフィルタの伝達機能と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図
【図４】図１による変換器を備えたフィルタの伝達関数と振幅特性曲線並びに部分トラックの振幅特性曲線を表した図
【図５】１つの変換器における複数のセルのスケーリングを表した図
【図６】同一のフィンガーグループを備えた異なる長さを有するセルのシーケンス
【図７】ＦＡＮ変換器として構成されている、各々１つの入力変換器と出力変換器を備えたフィルタを表した図
【図８】１つの変換器における任意に選択された２つの部分トラックにおける複数のセルのスケーリングを表した図
【符号の説明】
【００８０】
１ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｓ２１｜
１０ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｙ２１｜
２ 従来の変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｓ２１｜
２０ 従来の変換器を備えたフィルタの伝達関数｜Ｙ２１｜
３１， ３２， ３３， ３１０ 位相重み付けされた変換器を備えたフィルタの部分トラックの伝達誘導値｜Ｙ２１｜
４１， ４２， ４３ 従来の変換器を備えたフィルタの部分トラックの伝達誘導値｜Ｙ２１｜
１０１ セルＺ１の第１のフィンガー
１０２ セルＺ２の第１のフィンガー
１０２′ セルＺ３′の第１のフィンガー
１１０ セルＺ１終端のフィンガー
１１０′ セルＺ１′終端のフィンガー
Ｃｌ〜Ｃ５ セル
ＦＧ１ 第１のセルタイプＺ１，Ｚ１′のセルのフィンガーグループ
ＦＧ２ 第２のセルタイプＺ２，Ｚ２′のセルのフィンガーグループ
ＦＧ３ セルＺ３′のフィンガーグループ
Ｌ セルＺ１終端のフィンガーとそれに続くセルＺ２の第１のフィンガーとの間の伝播区間
Ｌ′ セルＺ１′終端のフィンガーとそれに続くセルＺ３′の第１のフィンガーとの間の伝播区間
Ｌ１， Ｌ１′ セル長さ
Ｔ１〜Ｔ１０ 部分トラック
Ｗ１ 入力変換器
Ｗ２ 出力変換器
Ｚ１， Ｚ１″ 第１のセルタイプのセル
Ｚ１′ 位相重み付けされた第１のセルタイプのセル
Ｚ２ 第２のセルタイプのセル
Ｚ２′ 位相重み付けされた第２のセルタイプのセル
Ｚ３′ 位相重み付けされたセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ１つの通過領域を有する複数の部分フィルタを含み、異なる部分フィルタの通過領域が相互に異なった中心周波数を有しているバンドパスフィルタにおいて、
最も低い中心周波数を備えた部分フィルタは、その低周波な信号エッジがその高周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有しており、さらに、
最も高い中心周波数を備えた部分フィルタは、その高周波な信号エッジがその低周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有していることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記フィルタは音響表面波によって動作している、請求項１記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記フィルタは、横方向で複数の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）に分割されている音響トラックを備えた変換器を有しており、この場合各部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）が１つの部分フィルタを形成している、請求項２記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記変換器は電極フィンガーを有し、該電極フィンガーの長手方向エッジは少なくとも部分的に当該変換器の長手方向に対して傾斜した方向に延在している、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項５】
前記変換器は電極フィンガーを有し、該電極フィンガーの長手方向エッジは段部を有し、さらに前記電極フィンガーの長手方向エッジの区分がそれぞれ音響波伝播方向に対して垂直に配置されている、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項６】
前記変換器は次のように湾曲した電極フィンガーを有している、すなわち最も高い中心周波数を備えた部分トラックが変換器の中で中心に配置されるように湾曲した電極フィンガーを有している、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項７】
各部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）は縦方向において順次連続したＮ個の音響的セルに分割されている、請求項３から６いずれか１項記載のバンドパスフィルタ。
【請求項８】
前記部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）は異なるセルタイプのセルを有しており、該セルタイプは隠せるの電極フィンガーの接続シーケンスによって定められている、請求項７記載のバンドパスフィルタ。
【請求項９】
前記各セルが、当該セルの始端から次に続くセルの始端まで測定される伝播区間を有しており、この場合各セルはその順序に応じて、オーダー数１≦ｊ≦Ｎが割当てられ、少なくとも１つのオーダー数毎１≦ｊ≦Ｎ−１に対しては以下の関係がなりたっている、すなわち、
第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に設けられたオーダー数ｊのセル（１１２，１２２）の伝播区間の割合はａ１であり、第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に設けられたオーダー数ｊ＋１のセル（１１２，１２２）の伝播区間の割合はａ２であり、さらにａ２≠ａ１の関係がなりたっている、請求項７または８記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１０】
ａ１＞１及びａ２＜１の関係、若しくはａ１＜１及びａ２＞１の関係がなりたつ、請求項９記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１１】
第２の部分トラックの第１のセルが縦方向において第１の部分トラックの第１のセルに対し計数Ｆ１でスケーリングされており、この場合第２の部分トラックの第２のセルは、縦方向において第１の部分トラックの第２のセルに対して計数Ｆ２≠Ｆ１でスケーリングされている、請求項９記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１２】
Ｆ１＞１及びＦ２＜１の関係、若しくはＦ１＜１及びＦ２＞１の関係がなりたつ、請求項１１記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１３】
異なる部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に配置された同じオーダー数 １≦ｊ≦Ｎを有するセルは同じセルタイプに属している、請求項９から１２いずれか１項記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１４】
１つのセル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｚ２，Ｚ２′，Ｃ１〜Ｃ５）の全ての電極フィンガーが共に１つの電極フィンガーグループ（ＦＧ１，ＦＧ２）を形成しており、この場合第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に配置されたオーダー数ｊのセル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｃ１〜Ｃ５）は、各部分トラックの中心周波数のもとでの波長に合わせて規格化され実質的に同じように構成された電極フィンガーグループ（ＦＧ１）を有しており、前記セル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｃ１〜Ｃ５）に対しては以下の関係が成り立っている、すなわち、
各部分トラックの中心周波数のもとでの波長に合わせて規格化されている、セル（Ｚ１）終端の電極フィンガー（１１０）とそれに続くセルの前記電極フィンガーに対向した電極フィンガー（１０２）との間の間隔（Ｌ）と、第２の部分トラック内における対応する間隔（Ｌ′）が異なるように選択されている、請求項９または１０記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１】
それぞれ１つの通過領域を有する複数の部分フィルタを含み、異なる部分フィルタの通過領域が相互に異なった中心周波数を有しているバンドパスフィルタにおいて、
最も低い中心周波数を備えた部分フィルタは、その低周波な信号エッジがその高周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有しており、さらに、
最も高い中心周波数を備えた部分フィルタは、その高周波な信号エッジがその低周波な信号エッジよりも急峻である通過領域を有していることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記フィルタは音響表面波によって動作している、請求項１記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記フィルタは、横方向で複数の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）に分割されている音響トラックを備えた変換器を有しており、この場合各部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）が１つの部分フィルタを形成している、請求項２記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記変換器は電極フィンガーを有し、該電極フィンガーの長手方向エッジは少なくとも部分的に当該変換器の長手方向に対して傾斜した方向に延在している、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項５】
前記変換器は電極フィンガーを有し、該電極フィンガーの長手方向エッジは段部を有し、さらに前記電極フィンガーの長手方向エッジの区分がそれぞれ音響波伝播方向に対して垂直に配置されている、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項６】
前記変換器は次のように湾曲した電極フィンガーを有している、すなわち最も高い中心周波数を備えた部分トラックが変換器の中で中心に配置されるように湾曲した電極フィンガーを有している、請求項２または３記載のバンドパスフィルタ。
【請求項７】
各部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）は縦方向において順次連続したＮ個の音響的セルに分割されている、請求項３から６いずれか１項記載のバンドパスフィルタ。
【請求項８】
前記部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）は異なるセルタイプのセルを有しており、該セルタイプは隠せるの電極フィンガーの接続シーケンスによって定められている、請求項７記載のバンドパスフィルタ。
【請求項９】
前記各セルが、当該セルの始端から次に続くセルの始端まで測定される伝播区間を有しており、この場合各セルはその順序に応じて、オーダー数１≦ｊ≦Ｎが割当てられ、少なくとも１つのオーダー数毎１≦ｊ≦Ｎ−１に対しては以下の関係がなりたっている、すなわち、
第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に設けられたオーダー数ｊのセル（１１２，１２２）の伝播区間の割合はａ１であり、第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に設けられたオーダー数ｊ＋１のセル（１１２，１２２）の伝播区間の割合はａ２であり、さらにａ２≠ａ１の関係がなりたっている、請求項７または８記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１０】
ａ１＞１及びａ２＜１の関係、若しくはａ１＜１及びａ２＞１の関係がなりたつ、請求項９記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１１】
第２の部分トラックの第１のセルが縦方向において第１の部分トラックの第１のセルに対し計数Ｆ１でスケーリングされており、この場合第２の部分トラックの第２のセルは、縦方向において第１の部分トラックの第２のセルに対して計数Ｆ２≠Ｆ１でスケーリングされている、請求項９記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１２】
Ｆ１＞１及びＦ２＜１の関係、若しくはＦ１＜１及びＦ２＞１の関係がなりたつ、請求項１１記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１３】
異なる部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に配置された同じオーダー数 １≦ｊ≦Ｎを有するセルは同じセルタイプに属している、請求項９から１２いずれか１項記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１４】
１つのセル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｚ２，Ｚ２′，Ｃ１〜Ｃ５）の全ての電極フィンガーが共に１つの電極フィンガーグループ（ＦＧ１，ＦＧ２）を形成しており、この場合第１及び第２の部分トラック（Ｔ１〜Ｔ１０）内に配置されたオーダー数ｊのセル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｃ１〜Ｃ５）は、各部分トラックの中心周波数のもとでの波長に合わせて規格化され実質的に同じように構成された電極フィンガーグループ（ＦＧ１）を有しており、前記セル（Ｚ１，Ｚ１′，Ｃ１〜Ｃ５）に対しては以下の関係が成り立っている、すなわち、
各部分トラックの中心周波数のもとでの波長に合わせて規格化されている、セル（Ｚ１）終端の電極フィンガー（１１０）とそれに続くセルの前記電極フィンガーに対向した電極フィンガー（１０２）との間の間隔（Ｌ）と、第２の部分トラック内における対応する間隔（Ｌ′）が異なるように選択されている、請求項９または１０記載のバンドパスフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５３２３９２（Ｐ２００８−５３２３９２Ａ）
【公表日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５７３４３（Ｐ２００７−５５７３４３）
【出願日】平成１８年１月４日（２００６．１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００００３７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９２１８４
【国際公開日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（３００００２１６０）エプコス アクチエンゲゼルシャフト (318)
【氏名又は名称原語表記】ＥＰＣＯＳ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔ．−Ｍａｒｔｉｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ５３， Ｄ−８１６６９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月４日（２００６．１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００００３７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９２１８４
【国際公開日】平成１８年９月８日（２００６．９．８）
【出願人】（３００００２１６０）エプコス アクチエンゲゼルシャフト (318)
【氏名又は名称原語表記】ＥＰＣＯＳ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔ．−Ｍａｒｔｉｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ５３， Ｄ−８１６６９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]