異なる材料のフィルタを縦続接続するための装置及び方法
本発明の一部の実施例は、第１のフィルタがそれぞれ、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を第２のフィルタがそれぞれ有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタがそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である少なくとも１つの第２のフィルタとを有するフィルタが提供される。フィルタを形成するために、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの少なくとも１つは併せて縦続接続される。第１の材料及び第２の材料は異なる材料である。縦続接続フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である新たな第３のフィルタ・パラメータの組を有する。本発明の他の実施例は、フィルタを製造する方法、及び前述の縦続接続フィルタを使用したフィルタリングの方法を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフィルタの縦続接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の水準から性能を向上させたミニチュア型フィルタに対して、電気通信市場において、特に、４Ｇ無線通信システム、及び既存の無線システムにおいて強いニーズが存在している。４Ｇシステムは、非常に高い速度のデータ転送を目標としているので、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ及びＵＭＴＳなどの既存のシステムよりもずっと広い帯域幅を必要とする。一方、４Ｇシステムにおける周波数資源の制限により、最大のユーザ容量を可能にするために、できる限り狭いガードバンドを無線キャリア企業が設定することが必要である。前述の２つの課題の組合せは、広いパス・バンド又は阻止バンドを有するのみならず、急峻な遷移バンドも有する、無線端末装置用のミニチュアＲＦフィルタを４Ｇ無線通信システムが必要とするということを意味している。
【０００３】
表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ、及び／又はバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタは、そのミニチュア・サイズ及び低コストにより、種々の無線システムの小型ポータブル端末装置において広く使用されている。しかし、前述のフィルタのフィルタ性能の現在の水準は、４Ｇ無線システム・フィルタ要件とはなお、かけ離れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属型空洞フィルタ又は誘電体フィルタなどの一部の非音響マイクロ波技術型フィルタは、前述の適用例のフィルタ性能要件を満たすよう企図することが可能であるが、前述のタイプの設計は、非常に高いコストを有し、物理的な大きなフィルタをもたらす。その結果、サイズ及び重量がかなりの重要度を有する無線端末における適用例において、金属型空洞フィルタ及び誘電体フィルタは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の局面によれば、第１のフィルタがそれぞれ、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を第２のフィルタがそれぞれ有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタがそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である第２のフィルタとを備えるフィルタが提供され、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの少なくとも１つ、及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの少なくとも１つは併せて縦続接続され、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【０００６】
一部の実施例では、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは、第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する。
【０００７】
一部の実施例では、第１の材料は、第１のフィルタそれぞれが、第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する。
【０００８】
一部の実施例では、第２のフィルタはそれぞれ、広帯域バンド・パス型フィルタ、及び広帯域バンド阻止型フィルタの一方である。
【０００９】
一部の実施例では、第２の材料は、第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する。
【００１０】
一部の実施例では、第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンド、及び２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの１つを有する。
【００１１】
一部の実施例では、第１のフィルタはそれぞれ、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造され、第２のフィルタは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術の何れか１つを使用して製造される。
【００１２】
一部の実施例では、第１の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを備える。
【００１３】
一部の実施例では、第２の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組合せの少なくとも１つを備える。
【００１４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ、及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタは、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び第１のフィルタ及び第２のフィルタが電気接続されるパッケージ内の接続の共有点の少なくとも一方を使用してパッケージ内で互いに縦続接続される。
【００１５】
一部の実施例では、フィルタは、フィルタへの入力及びフィルタからの出力の少なくとも一方をマッチングさせる回路マッチング素子、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタをマッチングさせる回路マッチング素子、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタをマッチングさせる回路マッチング素子、並びに、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続されるフィルタ内の点をマッチングさせる回路マッチング素子のうちの少なくとも１つを更に備える。
【００１６】
本発明の第２の局面によれば、フィルタを製造する方法を提供し、上記方法は、第１のフィルタそれぞれが、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、第２のフィルタがそれぞれ、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である少なくとも１つの第２のフィルタとを縦続する工程を含み、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００１７】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタであって、第１のフィルタが、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、阻止バンドはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する第１のフィルタと、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタとを縦続接続する工程を含む。
【００１８】
一部の実施例では、第１の材料は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する。
【００１９】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第２のフィルタは、広帯域バンド・パス型フィルタ及び広帯域バンド阻止型フィルタの一方である。
【００２０】
一部の実施例では、第２の材料は、第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する。
【００２１】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタであって、第１のフィルタが、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造される少なくとも１つの第１のフィルタを、少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタであって、第２のフィルタが、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術のうちの何れか一つを使用して製造される第２のフィルタと縦続接続する工程を含む。
【００２２】
一部の実施例では、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンド、及び２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタの阻止バンドの１つの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの１つを有する。
【００２３】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第１のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡＩＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びこれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第１の材料を使用して製造される。
【００２４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第２のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡＩＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂ０３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びこれらの組合せの少なくとも１つを備える第２の材料を使用して製造される。
【００２５】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び第１のフィルタ及び第２のフィルタが電気接続される接続の共有点の少なくとも一方を使用してパッケージ内で、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと、パッケージ内で互いに縦続接続する工程を含む。
【００２６】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、素子への入力及びフィルタからの出力の少なくとも一方を回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタを回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続されるフィルタ内の点をマッチングさせる工程とを含む。
【００２７】
本発明の第３の局面によれば、信号をフィルタリングする方法を提供し、上記方法は、第１のフィルタの入力に信号を供給する工程であって、第１のフィルタは、第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである工程と、第１のフィルタを使用して信号をフィルタリングし、それにより、第１のフィルタの出力が生成される工程と、第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、第２のフィルタは、第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタは、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程と、第２のフィルタを使用して第１のフィルタの出力をフィルタリングし、それにより、第２のフィルタの出力が生成される工程とを含み、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、第１のフィルタ及び第２のフィルタの組合せは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】高温での一応答及び低温での一応答である、広帯域パスバンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図１Ｂ】高温での一応答及び低温での一応答である、広帯域阻止バンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図２Ａ】高温での一応答及び低温での一応答である、狭帯域パスバンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図２Ｂ】高温での一応答及び低温での一応答である、狭帯域バンド阻止フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図３】本発明の一部の実施例による、直列に縦続接続された２つのフィルタを示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｅ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図８】本発明の一部の実施例による、縦続接続されたフィルタ、及びマッチング・ネットワークを示すブロック図である。
【図９Ａ】本発明の実施例による、パッケージにおける縦続接続された２つのフィルタ間の直接ワイヤ・ボンド接続を示す概略図である。
【図９Ｂ】本発明の実施例による、パッケージにおける縦続接続された２つのフィルタ間の共有回路パッド電気接続を示す概略図である。
【図９Ｃ】本発明の実施例による、縦続接続された２つのフィルタのフリップチップ実現形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の一部の実施例を実現する方法を示すフロ―図である。
【図１１】本発明の一部の実施例を実現する別の方法を示すフロ―図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の他の局面及び特徴は、添付図面とともに、本発明の特定の実施例に以下の説明を読むと、当該技術分野における当業者に明らかになるであろう。
【００３０】
本発明の実施例は次に、添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００３１】
小型化及び低コスト化に対する要望により、表面弾性波（ＳＡＷ）、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）、及び／又はバルク弾性波（ＢＡＷ）の技術のフィルタは、現代の種々の無線通信システム用の小型ポータブル端末装置において多く利用される構成部分になっている。バンド・パス型及びバンド阻止型のフィルタは、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの技術を使用して設計することが可能である。しかし、現在のＳＡＷ、ＢＡＷ、及びＦＢＡＲフィルタ設計手法は、より急峻な遷移バンド及びより高い電力処理機能などの更に向上させたフィルタ特性を有するフィルタ・ソリューションを提供することは可能でない。３０年を超えるＳＡＷフィルタ技術開発、１５年を超えるＦＢＡＲフィルタ技術開発、１０年を超えるＢＡＷフィルタ技術開発の後、前述のタイプの装置の最大フィルタ性能にほぼ近いフィルタ性能に達したといえる。したがって、新材料が実現されない限り、既存のＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷのフィルタ設計技術に基づいて単一サブストレート・フィルタについて、大規模の性能向上が生じる可能性は低い。
【００３２】
高い電気機械結合係数を備えたフィルタを製造するための材料は、それぞれの広い遷移バンド、及び広い阻止バンド又は広いパス・バンドを備えたバンド阻止フィルタ又はバンド・パス・フィルタの実現に適している。しかし、通常、大きな振幅の温度係数が理由で、材料は、劣悪な温度安定度を有し、これにより、大きな温度依存周波数応答ドリフトを有する材料でできた装置における周波数応答がもたらされる。ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの技術を使用して設計された現在の広帯域フィルタは、十分急峻でない遷移バンドの帯域幅、及び大きな周波数依存周波数応答ドリフトという、特に厄介な２つの欠点を有している。図１Ａは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷ技術の何れか１つによって製造することが可能な単一サブストレート材料フィルタのバンド・パス・フィルタ応答のコンピュータ・シミュレーションの例を示す。ｘ軸に沿って示す周波数範囲は、１．３０ＧＨｚ乃至１．５５ＧＨｚである。ｙ軸上の減衰範囲は、１０ｄＢ乃至−１００ｄＢに及ぶ。図１Ａの第１のフィルタ応答１０は、約８５°Ｃの温度で動作しているフィルタの周波数応答である。第１のフィルタ応答１０の３ｄＢ帯域幅は、１．３７０ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚの範囲内にある。図１Ａの第２のフィルタ応答１２は、約−４０°Ｃの温度で動作している同じフィルタの周波数応答である。第２のフィルタ応答１２の３ｄＢ帯域幅は、１．３８０ＧＨｚ乃至１．４６０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚという同じ範囲内にある。周波数応答１０、１２それぞれについて、パス・バンドの両側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、図１Ａのフィルタ応答１０の場合、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、パス・バンドの低い側では１．３６０ＧＨｚ乃至１．３７０ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚであり、パス・バンドの高い側では１．４６０ＧＨｚ乃至１．４７０ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚである。高温度フィルタ応答１０と低温度フィルタ応答１２との間の同様な減衰値での周波数の変動である温度依存周波数応答ドリフトは、０．０１０ＧＨｚにほぼ等しい。
【００３３】
図１Ｂは、図１Ａのフィルタ応答について示される同様に広い遷移バンド、及び温度にわたる同様な周波数応答ドリフトを示す高温１４及び低温１６の場合のバンド阻止フィルタ応答を示す。
【００３４】
遷移バンドの帯域幅を狭くすることに対する更なる改良に対する余地は、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの設計技術においてほとんど存在しない。現在、前述のフィルタにおいて実現可能な遷移バンド最大急峻度は、フィルタに使用される材料に固有のＱ係数によって制限される。高いＱ係数は、急峻な遷移バンド・フィルタ特性を可能にする。しかし、一般に、広帯域フィルタ特性を可能にする材料特性である、高い電気機械結合係数を備えた材料は、低い電気機械結合係数を備えた材料と比較して、低いＱ係数を有する。高い電気機械結合係数材料は更に、通常、より劣悪な温度安定度を有する。したがって、図１Ａ及び図１Ｂに示すものなどの、広帯域型フィルタの遷移バンドの帯域幅は比較的広く、フィルタ応答は、動作温度範囲にわたって、より大きく変動する。
【００３５】
低い温度係数を備えたフィルタを製造するための材料は、非常に低い温度依存周波数ドリフトを有するバンド阻止フィルタ又はバンド・パス・フィルタの実現に適している。更に、低い温度係数を備えた材料は通常、低い結合係数を有する。低い結合係数は、狭いバンド・フィルタをもたらす。
【００３６】
石英は、水晶デバイス技術における最大温度安定度のサブストレートの１つであり、非常に高いＱを有しているが、その結合係数は極めて小さく、例えば、一部のＳＡＷ実現形態では、０．１１％である。そういうものとして、石英は、非常に急な遷移バンドを有する狭帯域型フィルタの設計に非常に好適である。
【００３７】
図２Ａは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷ技術のうちの何れか１つによって製造されたことがあり得る単一サブストレート材料フィルタのバンド・パス・フィルタ応答のコンピュータ・シミュレーションの例を示す。周波数及び減衰範囲は、上述の図１Ａと同様である。図２Ａのフィルタの第１のフィルタ応答２０は、約８５°Ｃの温度で動作している周波数応答である。第１のフィルタ応答２０の３ｄＢ帯域幅は、１．４４２ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．００８ＧＨｚの範囲内にある。図２Ａの第２のフィルタ応答２２は、約−４０°Ｃの温度で動作している同じフィルタの周波数応答である。第２のフィルタ応答２２の３ｄＢ帯域幅は、１．４４３ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚの約０．００８ＧＨｚの範囲内にある。３ｄＢ帯域幅は、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す３ｄＢ帯域幅の約１／１０である。周波数応答２０、２２それぞれの場合、パス・バンドの両側の遷移バンドは、図１Ａの広帯域フィルタ応答の遷移バンドに対して幾分小さいことが分かる。例えば、図２Ａのフィルタ応答の−２０ｄＢ遷移帯域幅は、約０．００１ＧＨｚであり、パス・バンドの低い側で１．４４２ＧＨｚ乃至１．４４３ＧＨｚであり、パス・バンドの高い側で１．４５０ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚである。遷移バンド帯域幅は、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す遷移バンド帯域幅の約１／１０である。フィルタ応答２０とフィルタ応答２２との間の同様な減衰値における周波数の変動である温度依存周波数応答ドリフトは、０．００２ＧＨｚにほぼ等しい。これは、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す温度依存周波数応答ドリフトの約１／５である。図２Ｂは、同様に狭い遷移バンド、及び温度にわたって同様な周波数応答ドリフトを示すバンド阻止フィルタ応答を示す。
【００３８】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂの例に関連付けられたフィルタ応答パラメータは、性質上例示的なものに過ぎない。何れかの特定の適用例のためのフィルタの設計に関係するパラメータは、実現形態特有である。
【００３９】
高い結合係数材料で製造されたＳＡＷフィルタにおける大きな温度依存周波数ドリフトの欠点を改良する１つのやり方は高結合係数材料の上にＳｉＯ２の薄膜を堆積させることである。ＳｉＯ２は、ＳＡＷ設計に使用される高結合係数材料のものと逆の温度係数を有する。したがって、ＳｉＯ２の薄膜は、高結合係数材料の高い温度係数を補償する。しかし、このプロセスは、実現可能なフィルタ性能に悪影響を及ぼす。ＳｉＯ２膜が、合成されたＳｉＯ２被覆された高結合係数材料の実効結合係数を削減するからである。その結果、ＳＡＷフィルタの実現可能な帯域幅は削減される。更に、ＳｉＯ２膜によってもたらされる質量負荷効果により、合成されたサブストレート上のＳＡＷの位相速度が低減し、これは、ＳＡＷデバイスの物理的な実現形態における電極指の幅における低減に対応する。これは、高周波（＞２ＧＨｚ）ＳＡＷフィルタ設計の場合、好ましくない。
【００４０】
本発明の一部の実施例では、ガードバンド低減特殊タイプの１９００ＭＨｚ ＣＤＭＡ及び／又は１．５ＧＨｚ乃至２．５ＧＨｚのワイマックス無線システムに適したフィルタ・ソリューションが提供される。前述の無線システムは、低い挿入損失、高い電力処理能力、及び非常に狭い遷移バンドを有する高性能フィルタの恩恵を受ける。
【００４１】
更に、前述の適用例用のフィルタは、携帯電話機、無線対応ＰＤＡ、コンピュータ等などの無線端末において使用することが可能であるように低コストでありかつ非常にコンパクトであることが望ましい。一部のガードバンド低減の特殊タイプの１９００ＭＨｚＣＤＭＡ及び／又は１．５ＧＨｚ乃至２．５ＧＨｚのワイマックス無線システムは、本明細書及び特許請求の範囲記載のフィルタ・ソリューションの実施例の恩恵を受け得るが、本発明の実施例は、他の周波数帯で動作している他の通信標準にも適用可能であり得る。
【００４２】
一般に、ＳＡＷで製造されたフィルタ、ＦＢＡＲで製造されたフィルタ、及びＢＡＷで製造されたフィルタの場合、低い挿入損失要件（＜３ｄＢ）を備えた広帯域バンド・パス型フィルタ又は広帯域バンド阻止型フィルタ（３％以上）は、高結合係数材料（Ｋ２＞２％）を使用して設計される。使用される材料の結合係数が高いほど、フィルタの最大帯域幅は広くなる。しかし、高結合係数を備えた材料は、非常に一般的には、低結合係数材料と比較して、より大きな振幅の温度係数を有する。例えば、高結合係数材料とみなされる４２Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ３は、結合係数Ｋ２＝４．７％及び温度係数−４５ｐｐｍ／°Ｃを有する。一方、低結合係数材料とみなされるＳＴ−石英は、室温で、温度係数０ｐｐｍ／°Ｃ及び結合係数Ｋ２＝０．１２％を有する。一般には、高結合係数材料でできたフィルタにおける温度変動による周波数ドリフトは、低結合係数材料でできたフィルタよりも大きい。更に、通常、高結合係数材料は、低結合係数材料よりも劣悪なＱ係数を有する。４２Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ３でできたＳＡＷ共振器は、１０００乃至２０００に及ぶＱを有する一方、ＳＴ−石英でできたＳＡＷ共振器は、１０，０００超のＱを有し得る。異なる材料でできた共振器のＱ係数の差は、フィルタ遷移バンドの急峻度の差としてあらわれる。
【００４３】
高結合係数材料と対照的に、低結合係数材料（Ｋ２＜２％）は、狭帯域型バンド・パス・フィルタ又はバンド阻止フィルタの設計に使用される。上述の高いＱ及び小さい温度係数の特性が理由で、前述の低結合係数材料タイプの狭帯域バンド・パス又はバンド阻止フィルタは常に、高結合係数材料タイプの広帯域バンド・パス又はバンド阻止フィルタよりも急峻な遷移バンド及び小さな温度依存周波数ドリフトを有する。したがって、低結合係数材料は多くの場合、より狭いバンド・タイプのフィルタ設計に使用される。
【００４４】
以下の表１は、ＳＡＷデバイス、ＢＡＷデバイス、及びＦＢＡＲデバイスを製造するために使用することが可能な異なる材料（材料名）のリストを含み、更に、製造するために当該材料を使用することができるデバイスのタイプ（フィルタ・タイプ）を具体的に規定する。表１は、材料毎の音波速度（速度）、電気機械結合係数（結合係数（Ｋ２））、及び室温での温度係数（室温での温度係数）を表中に含む。
【００４５】
【表１】
一部の実施例では、より低い結合係数及びより低い温度係数を備えた第１のタイプのフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第１の材料で製造される。
【００４６】
一部の実施例では、より高い結合係数を備えた第２のタイプのフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第２の材料で製造される。
【００４７】
異なる材料特性（すなわち、高／低結合係数及び高／低温度係数）を有するフィルタを製造するために使用することが可能な材料のタイプに重なりが存在している。しかし、使用される材料が、互いにそれぞれの高い特性及び低い特性を有している限り、所望の特性を備えた縦続接続フィルタを設計し、製造することが可能である。材料の選択によって影響を受け得る縦続接続フィルタ・パラメータは、限定列挙でないが、遷移バンドの急峻度、応答の温度依存周波数ドリフトの量、バンド・パス又はバンド阻止の場合のフィルタ応答の広帯域部分の幅を含み得る。
【００４８】
ＳＡＷ設計技術、ＦＢＡＲ設計技術、及び／又はＢＡＷ設計技術を使用することにより、本発明の一部の実施例は、物理的にコンパクトなサイズを有する経済的に低コストのデバイスをもたらす。本発明の一局面は、低い温度依存周波数ドリフトを可能にする低い温度係数を有する材料で製造された少なくとも１つのフィルタ、及び広帯域（＞３％）のパス・バンド又は広帯域の阻止バンドを可能にする大きな電気機械結合係数を有する材料で製造された少なくとも１つのフィルタという少なくとも２つのＳＡＷ設計型フィルタ、ＦＢＡＲ設計型フィルタ、又はＢＡＷ設計型フィルタを縦続接続することである。前述の異なる特性を材料が有する少なくとも２つのフィルタの組合せは、縦続接続された周波数フィルタ応答全体の低い温度依存周波数ドリフト及び急峻な遷移バンド、広帯域のパス・バンド又は広帯域の阻止バンドを含むフィルタ・パラメータによる全体的なフィルタ性能を実現する。
【００４９】
本発明の一部の実施例では、低い温度係数を有する材料で製造されたバンド阻止型フィルタは、縦続接続されたフィルタ応答の非常に安定した温度依存周波数ドリフト及び超狭遷移バンドを備えた広帯域フィルタを実現するために高い結合係数を有する材料で製造されたバンド阻止型フィルタ又はバンド・パス型フィルタの一方と縦続接続される。
【００５０】
本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によって実現された縦続接続フィルタの具体例においては、縦続接続フィルタは、非常に広いパス・バンド／阻止バンド（＞３％ 又は＞ｌ．９３ＧＨｚにおける６０ＭＨｚ）、非常に急峻な遷移バンド（＜０．５％ 又は ＜ｌ．９３ＧＨｚにおける１０ＭＨｚ）、及び非常に安定した温度依存周波数ドリフト（−４０°Ｃ乃至８０°Ｃにわたり、＜３６０ｐｐｍ）を有する。
【００５１】
図３は、互いに縦続接続されたフィルタＡ及びフィルタＢという２つのフィルタのブロック図を示す。一部の実施例では、フィルタＡは、フィルタＢを製造するために使用される材料の結合係数と比較して、低い結合係数を有するサブストレート材料を使用して製造された狭帯域フィルタである。フィルタＡを製造するために使用される材料は、フィルタＢを製造するために使用される材料の温度係数と比較して、より小さな振幅の温度係数を有しており、そういうものとして、フィルタＡは、フィルタＢの温度依存周波数ドリフトと比較して、低い温度依存周波数ドリフトを有する。フィルタＡを製造するために使用される材料の材料特性に基づいて、フィルタＡは、フィルタＢの遷移バンドと比較して狭い遷移バンドを提供する。
【００５２】
フィルタＢは、フィルタＡを製造するために使用される材料の結合係数と比較して、より高い結合係数を有するサブストレート材料を使用して製造された広帯域フィルタである。フィルタＢの材料特性に基づいて、フィルタＢは、広いパス・バンド又は阻止バンドを提供する。
【００５３】
フィルタＡ及びフィルタＢという縦続接続された２つのフィルタの周波数応答は、広いパス・バンド又は広い阻止バンドの少なくとも一方端上に狭い遷移バンドを備えた広いパス・バンド又は広い阻止バンドをもたらす。一部の実施例では、フィルタＡが、単一の狭帯域阻止バンドのみを備えたフィルタ応答を有する場合、縦続接続されたフィルタＡ及びＢのフィルタ応答は、フィルタＡの設計パラメータに応じて、広帯域のパス・バンド又は阻止バンドの一方端上（高周波端上又は低周波端上）にのみ、狭い遷移バンドを有する。一部の実施例では、フィルタＡが、少なくとも２つの狭帯域阻止バンドを備えたフィルタ応答を有する場合、縦続接続されたフィルタＡ及びＢのフィルタ応答は、場合によっては、広帯域のパス・バンド又は阻止バンドの両端上に、狭い遷移バンドを有する。
【００５４】
本発明の一部の実施例は、単一ダイのＦＢＡＲ型バンド阻止フィルタ又は単一ダイのＦＢＡＲ型バンド・パス・フィルタと比較して、ずっと狭い遷移バンド、より改良された温度安定度、及び広いパス・バンド又は阻止バンドを備えた新たなタイプの縦続接続ＦＢＡＲ型バンド・パス又はバンド阻止フィルタを提供する。
【００５５】
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜は、ＦＢＡＲ型デバイスに広く使用されており、普及している圧電材料である。ＡｌＮは、約−２５ｐｐｍ／°Ｃの温度係数、及び約６．５％の結合係数を有する。ＺｎＯは、約６０ｐｐｍ／°Ｃの温度係数、及び約８．５％の結合係数を有する。ＡｌＮは、ＺｎＯと比較して、より好適なＱ係数を有している。ＺｎＯよりも大きなＱ係数及びＺｎＯよりも好適な温度安定度を有するＡｌＮを、フィルタを製造するための材料として使用することにより、急峻な遷移バンド及び低い温度依存周波数ドリフトを備えたフィルタが提供される。ＡｌＮよりも高い結合係数を有するＺｎＯを、フィルタを製造するための材料として使用することにより、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドを備えたフィルタが提供される。一方が、ＡｌＮを使用して製造されたバンド阻止型フィルタであり、他方が、ＺｎＯを使用して製造されたバンド・パス型フィルタ又はバンド阻止型フィルタである２つのＦＢＡＲ型フィルタを縦続接続することにより、単一ダイ型のＡｌＮのＦＢＡＲフィルタ及び単一ダイ型のＺｎＯのＦＢＡＲフィルタの何れかが個々にもたらし得るよりも、狭い遷移バンド、広い帯域のパス・バンド又は広い帯域の阻止バンド、及び低い温度依存周波数ドリフトを含むフィルタ・パラメータを有する新たなＦＢＡＲフィルタが得られる。別の実現形態では、上記ＡｌＮでできたバンド阻止型ＦＢＡＲフィルタは、新たな性能のバンド・パス型フィルタ又はバンド阻止型フィルタを得るために、一定の温度範囲にわたり、急峻な遷移バンド及び小さな周波数ドリフトなどのフィルタ特性を有するＳＡＷバンド阻止フィルタ又はＢＡＷバンド阻止フィルタによって置き換えることが可能である。
【００５６】
特定のフィルタ設計では、フィルタ遷移バンドの急峻度、動作温度範囲にわたる最大周波数ドリフト、及び特定の材料の製造公差全てを、ガードバンド仕様を満たすために考慮に入れなければならない。一般に、より広い帯域のタイプの応答、及びより大きな量の温度依存周波数ドリフトを有する高結合係数材料で製造された単一材料サブストレート・フィルタは、低結合係数材料の狭帯域型フィルタよりもずっと広いガードバンド仕様を必要とする。
【００５７】
一部の実施例では、縦続接続されたフィルタは、第１のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタを含む。縦続接続されたフィルタは更に、第２のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタを含む。第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である。少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタは、縦続接続されたフィルタを形成するよう互いに縦続接続される。一部の実施例では、第１の材料及び第２の材料は異なる材料である。縦続接続されたフィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００５８】
一部の実施例では、縦続接続フィルタは、異なる材料でできた別個の２つのダイを含む。一部の実施例では、同じフィルタ設計技術は両方のフィルタに使用されるが、異なる材料がそれぞれのフィルタに使用される。例えば、両方のフィルタを、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、又はＢＡＷを使用して設計し、製造することができる。一部の実施例では、異なるフィルタ設計及び製造技術を使用して異なるフィルタを製造することができ、異なる材料がそれぞれのフィルタに使用される。第１の例では、第１のフィルタはＳＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造される。第２の例では、第１のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造され、第２のフィルタはＢＡＷを使用して製造される。第３の例では、第１のフィルタはＳＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＢＡＷを使用して製造される。第４の例では、第１のフィルタはＢＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造される。フィルタの他の組合せが、異なるフィルタ設計及び製造技術の置換に基づいて考えられる。縦続接続された２つのフィルタは、ＳＡＷフィルタ、ＦＢＡＲフィルタ、及びＢＡＷフィルタの混合の組合せであり得るので、この縦続接続フィルタ設計は広い範囲の設計の柔軟性を有する。
【００５９】
各フィルタを製造するために使用されるフィルタ設計及び製造技術にかかわらず、第１のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタは、急峻な遷移バンド及び低い温度依存周波数ドリフトを備える狭帯域フィルタを生成するために、第２のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタを製造するために使用される材料に対して低い温度係数を備えた低結合係数材料を使用して製造される。第２のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタは、広帯域型フィルタを生成するために、第１のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタを製造するために使用される材料に対して、高結合係数材料を使用して製造される。
【００６０】
２つのフィルタの材料の異なる特性が理由で、広帯域型フィルタが有する２つの欠点（すなわち、非急峻性遷移バンド、及び動作温度範囲にわたる大きな温度依存周波数ドリフト）を改良するために利用することが可能である。狭帯域バンド阻止型フィルタが、温度変動にわたる広帯域フィルタの周波数応答のドリフトを補償するために十分広い阻止バンド及び十分深い阻止レベルを有している限り、互いに縦続接続された２つのフィルタの周波数応答は、２つのタイプのフィルタそれぞれの有利な構成（すなわち、１）広いパス・バンド又は阻止バンド、２）広いパス・バンド又は阻止バンドの少なくとも一方端上の急峻な遷移バンド、及び３）フィルタ応答の低い温度依存周波数ドリフト）全てを有する性能をもたらす。
【００６１】
一部の実施例では、２つのフィルタは１つのパッケージを共有する。一部の実施例では、縦続接続されたフィルタ・パッケージは、２つのフィルタが別個にパッケージングされた場合よりも小さい。
【００６２】
２つの別個のダイは、パッケージ内の配線及びパッドを介して電気的に縦続接続される。一部の実現形態では、縦続接続された２つのフィルタは、パッケージ内の回路パッド及び／又は短ワイヤを介して互いに電気結合される。前述の実現形態では、更なる損失はほとんど存在せず、それにより、所望の低い挿入損失を実現するための縦続接続フィルタ設計全体が可能になる。
【００６３】
一部の実施例では、リンクは、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続する。例えば、短ワイヤ・ボンドを、一方のフィルタを他方のフィルタと直結させるために使用し得る。パッケージ９００内のフィルタＡ及びフィルタＢを直接接続する短ワイヤ・ボンド９１０の例は図９Ａに示す。
【００６４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタはそれぞれ、パッケージ内の共有接続点に電気接続される。一部の実施例では、短ワイヤ・ボンドはパッケージ内に配置された回路パッドに各フィルタを接続し得、フィルタ間の電気接続は、共有回路パッドを介して行われる。パッケージ９２０においてパッド９３０にフィルタＡを接続する第１の短ワイヤ・ボンド９１５及びパッド９３０にフィルタＢを接続する第２の短ワイヤ・ボンド９２５を図９Ｂに示す。
【００６５】
一部の実施例では、フリップチップ・ボンディング技術を使用して、フィルタそれぞれをパッケージに金属バンプを使用して接合することが可能である。金属バンプ９５０を介してパッケージ９４０に接続されたフィルタＢのダイ及びフィルタＡのダイの例を図９Ｃに示す。金属バンプ接続の接点間のパッケージ内の回路パスは、フィルタ間の電気接続をもたらすことが可能である。
【００６６】
上記例は、複数ダイのフィルタを縦続接続し、パッケージングするための考えられる実現形態の一部に過ぎない。パッケージングの他のやり方も考えられる。更に、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃの例では、２つのフィルタのみを示すが、前述の図に示す原理は、マルチフィルタの実現形態にもあてはまり得る。
【００６７】
一部の実施例では、マルチフィルタ縦続接続手法は、ガードバンドにおいて異なる幅を有する不規則なフィルタの仕様のフィルタ設計を実現するために使用される。
【００６８】
一部の実施例では、２つのフィルタのみが互いに縦続接続される一方、２つのフィルタはそれぞれ、複数のパス・バンド又は阻止バンドを備え得る。例えば、第１の材料を使用して製造された第１のフィルタは、第２の材料を使用して製造された第２のフィルタの単一の広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの実質的に同等の距離だけ離間した狭い遷移バンドを備えた２つの狭帯域阻止バンドを備え得る。
【００６９】
一部の実施例では、特定のフィルタ応答をそれぞれが有する複数のフィルタを互いに縦続接続することが可能であり、それにより、併せて、所望の全体的なフィルタ応答がもたらされる。例えば、第１の材料を使用して製造した第１のフィルタ・タイプの第１のフィルタは、第２の材料を使用して製造された第２のフィルタ・タイプの第２のフィルタの広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの低周波端において急峻な遷移バンドを備えた１つの狭帯域阻止バンドを備え得る。第１の材料を使用して製造された第１のフィルタ・タイプの第３のフィルタは、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドのより高い周波端において急峻な遷移バンドを備えた１つの狭帯域阻止バンドを備え得る。一部の実施例では、第３のフィルタは、第２の材料よりも第１の材料と、より類似した特性を有する第３の材料を使用して製造し得る。前述のやり方では、フィルタの広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの高周波端及び低周波端において異なる急峻度を備えた遷移バンドを有することが考えられる場合がある。
【００７０】
次に、縦続接続されたフィルタの別々の４つの実施例を各種フィルタ応答特性について説明する。
【００７１】
第１の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの高周波側において阻止バンドを有する狭帯域バンド阻止フィルタと広帯域パスバンド・フィルタが縦続接続される第１の例示的な実施例を図４Ａ乃至図４Ｅに関して説明する。
【００７２】
図４Ａは、高温（約８５°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答４０、及び低温（約−４０°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答４１を示す、広帯域パスバンド・フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。広帯域フィルタは、狭帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも高い結合係数を有する材料で製造される。図４Ａは図１Ａと実質的に同じである。
【００７３】
図４Ｂは、低温での応答を示す１つのフィルタ応答４３及び高温での応答を示す１つのフィルタ応答４２という、狭帯域阻止バンド・フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、広帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも低い温度係数、及び広帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも低い結合係数を有する材料で製造される。図４Ｂのバンド阻止フィルタ応答が１．４５０ＧＨｚ乃至１．４８０ＧＨｚの周波数範囲内に位置する以外は、図４Ｂは図２Ｂと同様である。
【００７４】
図４Ｃは、より高い温度における、結果として生じる縦続接続されたフィルタのフィルタ応答４４のグラフィカル・プロットを示す。プロットの周波数範囲及び減衰範囲は、図４Ａ及び図４Ｂと同じである。フィルタ応答の３ｄＢ帯域幅は、１．３７０ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚの範囲内にある。フィルタ応答の低周波側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．３６ＧＨｚ乃至１．３７ＧＨｚの約０．０１ＧＨｚである。フィルタ応答の高周波側の遷移バンドは、低周波側と比較して小さく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．４５０ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚの約０．０１ＧＨｚである。
【００７５】
図４Ｄは、より低い温度における、結果として生じる縦続接続されたフィルタのフィルタ応答４５のグラフィカル・プロットを示す。プロットの周波数範囲及び減衰範囲は、図４Ｃと同じである。フィルタ応答の３ｄＢ帯域幅は、１．３７８ＧＨｚ乃至１．４５３ＧＨｚの約０．０７５ＧＨｚの範囲内にある。フィルタ応答の低周波側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．３６８ＧＨｚ乃至１．３７８ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚである。フィルタ応答の高周波側の遷移バンドは、低周波側と比較して小さく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．４５３ＧＨｚ乃至１．４５４ＧＨｚの約０．００１ＧＨｚである。
【００７６】
図４Ｅは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答４６及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答４７という、結果として生じる縦続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。これは、基本的に、図４Ｃ及び図４Ｄを互いに重ねたものである。パスバンド・フィルタ応答４６、４７の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．０１０ＧＨｚの周波数間隔を有する。パスバンド・フィルタ応答４６、４７の高周波側では、遷移バンドは低周波端と比較して狭く、実質的に並列である。高温応答４６及び低温応答４７は、特定の減衰に対して、約０．００３ＧＨｚの周波数間隔を有する。したがって、パス・バンドの高周波側遷移バンドは、パス・バンドの低周波側遷移バンドよりも約２／３少ない温度依存周波数ドリフトを有する。
【００７７】
一部の実施例では、上記やり方で、２つのフィルタの縦続接続に基づいてフィルタの適切な遷移バンドを設計する場合、設計プロセスの一部としての特定の考慮点には、狭帯域フィルタの阻止バンドの帯域幅がある。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、狭帯域フィルタの阻止バンドの帯域幅は、動作温度範囲にわたり、広帯域フィルタの周波数応答ドリフトによってもたらされる阻止の欠如を補償するために十分広くなければならない。
【００７８】
狭帯域バンド阻止フィルタの阻止バンドの帯域幅を適切に設計することにより、所望の動作温度範囲内の何れかの温度における要件を、縦続接続フィルタ性能全体が満たすということを確実にするためにフィルタを設計する場合に留意しなければならない。
【００７９】
第２の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの低周波側における１つの阻止バンド、及び広帯域フィルタの高周波側における１つの阻止バンドという２つの狭帯域阻止バンドを有するフィルタと、広帯域パスバンド・フィルタが縦続接続される第２の例示的な実施例を図５Ａ乃至図５Ｃに関して説明する。
【００８０】
図５Ａは、図４Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じ高温（約８５°Ｃ）フィルタ応答５０及び低温（約−４０°Ｃ）フィルタ応答５１を含む。
【００８１】
図５Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答５２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答５３という、狭帯域阻止バンドの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定した低い結合係数材料で製造される。図５Ｂは、１．３５ＧＨｚ乃至１．３８ＧＨｚの約０．０３０ＧＨｚである第１の阻止バンド、及び１．４５ＧＨｚ乃至１．４８ＧＨｚの約０．０３０ＧＨｚである第２の阻止バンドを有する。
【００８２】
図５Ｃは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答５４及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答５５という、結果として生じた縦続接続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答５４、５５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答５４、５５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。２つのフィルタの縦続接続の結果、フィルタ応答全体は、温度変動にわたる非常に低い周波数ドリフト、及びパス・バンドの両側に急峻な遷移バンドを備えた広帯域パス・バンドを有する。
【００８３】
第３の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの低周波側において阻止バンドを有する狭帯域バンド阻止フィルタと広帯域パス阻止フィルタが縦続接続される第３の例示的な実施例を図６Ａ乃至図６Ｃに関して説明する。
【００８４】
図６Ａは、低温（約−４０°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答６１及び高温（約８５°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答６０という、広帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。広帯域フィルタは、高結合係数材料で製造される。図６Ａは、図１Ｂと実質的に同じである。
【００８５】
図６Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答６２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答６３という、狭帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定した低結合係数材料で製造される。図６Ｂのバンド阻止フィルタ応答が、１．３７ＧＨｚ乃至１．４０ＧＨｚの周波数範囲に位置する以外は、図６Ｂは図２Ｂと同様である。
【００８６】
図６Ｃは、低温での応答を示す１つのフィルタ応答６５及び高温での応答を示す１つのフィルタ応答６４という、縦続接続された２つのフィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答６４，６５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答６４，６５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．０１０ＧＨｚの周波数間隔を有する。したがって、阻止バンドの低周波側遷移バンドは、阻止バンドの高周波側遷移バンドよりも約４／５少ない温度依存周波数ドリフトを有する。
【００８７】
第４の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの高周波側における１つの阻止バンド、及び広帯域フィルタの低周波側における１つの阻止バンドという２つの狭帯域阻止バンドを有するフィルタと、広帯域バンド阻止フィルタが縦続接続される第４の例示的な実施例を図７Ａ乃至図７Ｃに関して説明する。
【００８８】
図７Ａは、図６Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じ低温（約−４０°Ｃ）フィルタ応答７１及び高温（約８５°Ｃ）フィルタ応答７０を含み、これらは、図６Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じである。
【００８９】
図７Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答７２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答７３という、狭帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定したより低い結合係数材料で製造される。図７Ｂは、図６Ｂに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じである。
【００９０】
図７Ｃは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答７４及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答７５という、結果として生じた縦続接続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答７４，７５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答７４、７５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。縦続接続された２つのフィルタの結果、全体的なフィルタ応答は、温度変動にわたる非常に低い周波数ドリフト、及び阻止バンドの両側の急峻な遷移バンドを備えた広帯域阻止バンドを有する。
【００９１】
図４Ａ乃至図４Ｅ、図５Ａ乃至図５Ｃ、図６Ａ乃至図６Ｃ、及び図７Ａ乃至図７Ｃの例に関連付けられたフィルタ応答パラメータは、性質上例示的なものに過ぎない。限定列挙でないが、温度依存周波数ドリフト、パス・バンド帯域幅又はバンド阻止帯域幅、遷移バンドの急峻度などの、何れかの特定の適用例用のフィルタの設計に関係するパラメータは、実現形態特有である。
【００９２】
一部の実施例では、マッチング・ネットワークを、縦続接続フィルタ設計に関して使用し得る。一部の実施例では、マッチング・ネットワークの使用は、フィルタ全体の性能を向上させ得る。図８は、マッチング回路を、縦続接続フィルタ設計に関して使用し得るやり方を示すブロック図である。図８では、フィルタＡ及びフィルタＢはパッケージ８６０内で互いに縦続接続され、全体的なフィルタ応答をもたらす。第１のマッチング回路８１０はフィルタＡの入力に結合される。第１のマッチング回路８１０は、入力対８１２、８１４を有する。縦続接続されたフィルタへの入力は、入力８１２、８１４において印加され得る。第２のマッチング回路８２０は、フィルタＢの出力に結合される。第２のマッチング回路８２０は出力対８２２、８２４を有する。縦続接続されたフィルタの出力は、出力８２２、８２４で供給される。第３のマッチング回路８３０は、フィルタＡ自体をマッチングするためにフィルタＡに結合される。第３のマッチング回路８３０は接地される。第４のマッチング回路８４０は、フィルタＢ自体をマッチングするためにフィルタＢに結合される。第４のマッチング回路８４０は接地される。第５のマッチング回路８５０は、フィルタＡとフィルタＢとの間の接続をマッチングするためにフィルタＡとフィルタＢとの間の接続に結合される。第５のマッチング回路８５０は接地される。
【００９３】
図８は、上記で概説したタイプの縦続接続された２つのフィルタを備える、フィルタのマッチング・ネットワークの組を示す。一部の実施例では、図８に表すマッチング・ネットワーク全てが、縦続接続されたフィルタとともに使用される訳でない。マッチング・ネットワークの数、及び縦続接続されたフィルタに対してマッチング・ネットワークがどこに位置しているかは、実現形態特有である。
【００９４】
マッチング・ネットワークは、個別構成部分若しくは伝送線路、又はその特定の組合せを使用することによって実現することが可能である。特定の実現形態では、マッチング・ネットワークは個別インダクタを含み得る。
【００９５】
次に、フィルタを製造する方法を図１０に関して説明する。
【００９６】
方法の第１の工程１０−１には、少なくとも１つの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタと縦続接続することが関係する。第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである。第２のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する。更に、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である。第１の材料及び第２の材料は、異なる材料である。フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００９７】
上記方法は、２つのフィルタを有するフィルタを製造する工程を表しているが、上述の本発明の実施例により、第１のフィルタ及び第２のフィルタそれぞれの２つ以上のフィルタは、２つ以上の第１のフィルタ及び２つ以上の第２のフィルタが存在し得るようなフィルタの縦続接続において使用し得る。更に、２つ以上の第１のフィルタが使用された場合、２つ以上の第１のフィルタに使用される材料は、必ずしも、厳密に同じでなくてもよいことがあり得るが、２つ以上の第２のフィルタについて使用される材料よりも、互いに、より類似している。同じことは、２つ以上の第２のフィルタにあてはまる。
【００９８】
次に、フィルタをフィルタリングする方法を図１１に関して説明する。
【００９９】
方法の第１の工程１１−１には、信号を第１のフィルタの入力に供給する工程が関係する。第１のフィルタは、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである。
【０１００】
方法の第２の工程１１−２には、第１のフィルタを使用して信号をフィルタリングし、それにより、第１のフィルタの出力を生成する工程が関係する。
【０１０１】
方法の第３の工程１１−３には、第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、第２のフィルタは、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程が関係する。
【０１０２】
方法の第４の工程１１−４には、第２のフィルタを使用して第１のフィルタの出力をフィルタリングし、それにより、第２のフィルタの出力が生成される工程が関係する。
【０１０３】
第１の材料及び第２の材料は異なる材料である。信号をフィルタリングするために使用される少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタの組合せは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【０１０４】
上記方法は２つのフィルタを使用して信号をフィルタリングする工程を表しているが、上述の本発明の実施例により、２つ以上の第１のフィルタ及び２つ以上の第２のフィルタが存在し得るように、第１のフィルタ及び第２のフィルタそれぞれのうちの２つ以上のフィルタを用いて信号をフィルタリングし得る。更に、２つ以上の第１のフィルタが使用された場合、２つ以上の第１のフィルタに使用される材料は、必ずしも、厳密に同じでなくてもよいことがあり得るが、２つ以上の第２のフィルタに使用される材料よりも、互いに、より類似している。同じことは、２つ以上の第２のフィルタにあてはまる。
【０１０５】
更に、本発明の一部の実施例は、本発明の縦続接続フィルタの発明の局面を適用することにより、低い挿入損失、高い電力処理能力、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンド、狭い遷移バンド、及び低い温度依存周波数ドリフトという性能を備えた低いコスト及びコンパクトなサイズのタイプのデュプレクサ又はマルチプレクサを提供し得る。
【０１０６】
本発明の数多くの修正及び変形が上記教示に照らして考えられる。したがって、特許請求の範囲記載の範囲内で、本発明は、本明細書及び特許請求の範囲記載のものとは別のやり方で実施することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフィルタの縦続接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の水準から性能を向上させたミニチュア型フィルタに対して、電気通信市場において、特に、４Ｇ無線通信システム、及び既存の無線システムにおいて強いニーズが存在している。４Ｇシステムは、非常に高い速度のデータ転送を目標としているので、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ及びＵＭＴＳなどの既存のシステムよりもずっと広い帯域幅を必要とする。一方、４Ｇシステムにおける周波数資源の制限により、最大のユーザ容量を可能にするために、できる限り狭いガードバンドを無線キャリア企業が設定することが必要である。前述の２つの課題の組合せは、広いパス・バンド又は阻止バンドを有するのみならず、急峻な遷移バンドも有する、無線端末装置用のミニチュアＲＦフィルタを４Ｇ無線通信システムが必要とするということを意味している。
【０００３】
表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）フィルタ、及び／又はバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタは、そのミニチュア・サイズ及び低コストにより、種々の無線システムの小型ポータブル端末装置において広く使用されている。しかし、前述のフィルタのフィルタ性能の現在の水準は、４Ｇ無線システム・フィルタ要件とはなお、かけ離れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属型空洞フィルタ又は誘電体フィルタなどの一部の非音響マイクロ波技術型フィルタは、前述の適用例のフィルタ性能要件を満たすよう企図することが可能であるが、前述のタイプの設計は、非常に高いコストを有し、物理的な大きなフィルタをもたらす。その結果、サイズ及び重量がかなりの重要度を有する無線端末における適用例において、金属型空洞フィルタ及び誘電体フィルタは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の局面によれば、第１のフィルタがそれぞれ、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を第２のフィルタがそれぞれ有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタがそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である第２のフィルタとを備えるフィルタが提供され、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの少なくとも１つ、及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの少なくとも１つは併せて縦続接続され、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【０００６】
一部の実施例では、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは、第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する。
【０００７】
一部の実施例では、第１の材料は、第１のフィルタそれぞれが、第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する。
【０００８】
一部の実施例では、第２のフィルタはそれぞれ、広帯域バンド・パス型フィルタ、及び広帯域バンド阻止型フィルタの一方である。
【０００９】
一部の実施例では、第２の材料は、第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する。
【００１０】
一部の実施例では、第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンド、及び２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの１つを有する。
【００１１】
一部の実施例では、第１のフィルタはそれぞれ、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造され、第２のフィルタは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術の何れか１つを使用して製造される。
【００１２】
一部の実施例では、第１の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを備える。
【００１３】
一部の実施例では、第２の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組合せの少なくとも１つを備える。
【００１４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ、及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタは、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び第１のフィルタ及び第２のフィルタが電気接続されるパッケージ内の接続の共有点の少なくとも一方を使用してパッケージ内で互いに縦続接続される。
【００１５】
一部の実施例では、フィルタは、フィルタへの入力及びフィルタからの出力の少なくとも一方をマッチングさせる回路マッチング素子、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタをマッチングさせる回路マッチング素子、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタをマッチングさせる回路マッチング素子、並びに、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続されるフィルタ内の点をマッチングさせる回路マッチング素子のうちの少なくとも１つを更に備える。
【００１６】
本発明の第２の局面によれば、フィルタを製造する方法を提供し、上記方法は、第１のフィルタそれぞれが、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、第２のフィルタがそれぞれ、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である少なくとも１つの第２のフィルタとを縦続する工程を含み、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００１７】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタであって、第１のフィルタが、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、阻止バンドはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する第１のフィルタと、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタとを縦続接続する工程を含む。
【００１８】
一部の実施例では、第１の材料は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する。
【００１９】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第２のフィルタは、広帯域バンド・パス型フィルタ及び広帯域バンド阻止型フィルタの一方である。
【００２０】
一部の実施例では、第２の材料は、第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する。
【００２１】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタであって、第１のフィルタが、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造される少なくとも１つの第１のフィルタを、少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタであって、第２のフィルタが、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術のうちの何れか一つを使用して製造される第２のフィルタと縦続接続する工程を含む。
【００２２】
一部の実施例では、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンド、及び２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置され、２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドが少なくとも１つの第２のフィルタの阻止バンドの１つの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの１つを有する。
【００２３】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第１のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡＩＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びこれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第１の材料を使用して製造される。
【００２４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、第２のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡＩＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂ０３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びこれらの組合せの少なくとも１つを備える第２の材料を使用して製造される。
【００２５】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び第１のフィルタ及び第２のフィルタが電気接続される接続の共有点の少なくとも一方を使用してパッケージ内で、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと、パッケージ内で互いに縦続接続する工程を含む。
【００２６】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、素子への入力及びフィルタからの出力の少なくとも一方を回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタを回路マッチングさせる工程と、少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続されるフィルタ内の点をマッチングさせる工程とを含む。
【００２７】
本発明の第３の局面によれば、信号をフィルタリングする方法を提供し、上記方法は、第１のフィルタの入力に信号を供給する工程であって、第１のフィルタは、第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである工程と、第１のフィルタを使用して信号をフィルタリングし、それにより、第１のフィルタの出力が生成される工程と、第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、第２のフィルタは、第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタは、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程と、第２のフィルタを使用して第１のフィルタの出力をフィルタリングし、それにより、第２のフィルタの出力が生成される工程とを含み、第１の材料及び第２の材料は異なる材料であり、第１のフィルタ及び第２のフィルタの組合せは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】高温での一応答及び低温での一応答である、広帯域パスバンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図１Ｂ】高温での一応答及び低温での一応答である、広帯域阻止バンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図２Ａ】高温での一応答及び低温での一応答である、狭帯域パスバンド・フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図２Ｂ】高温での一応答及び低温での一応答である、狭帯域バンド阻止フィルタ応答の対のグラフィカルなプロットを示す図である。
【図３】本発明の一部の実施例による、直列に縦続接続された２つのフィルタを示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図４Ｅ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのパスバンド・フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ａ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一部の実施例による、個々のフィルタのフィルタ応答、及び、個々のフィルタを縦続接続するフィルタのバンド阻止フィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す図である。
【図８】本発明の一部の実施例による、縦続接続されたフィルタ、及びマッチング・ネットワークを示すブロック図である。
【図９Ａ】本発明の実施例による、パッケージにおける縦続接続された２つのフィルタ間の直接ワイヤ・ボンド接続を示す概略図である。
【図９Ｂ】本発明の実施例による、パッケージにおける縦続接続された２つのフィルタ間の共有回路パッド電気接続を示す概略図である。
【図９Ｃ】本発明の実施例による、縦続接続された２つのフィルタのフリップチップ実現形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の一部の実施例を実現する方法を示すフロ―図である。
【図１１】本発明の一部の実施例を実現する別の方法を示すフロ―図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の他の局面及び特徴は、添付図面とともに、本発明の特定の実施例に以下の説明を読むと、当該技術分野における当業者に明らかになるであろう。
【００３０】
本発明の実施例は次に、添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００３１】
小型化及び低コスト化に対する要望により、表面弾性波（ＳＡＷ）、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）、及び／又はバルク弾性波（ＢＡＷ）の技術のフィルタは、現代の種々の無線通信システム用の小型ポータブル端末装置において多く利用される構成部分になっている。バンド・パス型及びバンド阻止型のフィルタは、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの技術を使用して設計することが可能である。しかし、現在のＳＡＷ、ＢＡＷ、及びＦＢＡＲフィルタ設計手法は、より急峻な遷移バンド及びより高い電力処理機能などの更に向上させたフィルタ特性を有するフィルタ・ソリューションを提供することは可能でない。３０年を超えるＳＡＷフィルタ技術開発、１５年を超えるＦＢＡＲフィルタ技術開発、１０年を超えるＢＡＷフィルタ技術開発の後、前述のタイプの装置の最大フィルタ性能にほぼ近いフィルタ性能に達したといえる。したがって、新材料が実現されない限り、既存のＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷのフィルタ設計技術に基づいて単一サブストレート・フィルタについて、大規模の性能向上が生じる可能性は低い。
【００３２】
高い電気機械結合係数を備えたフィルタを製造するための材料は、それぞれの広い遷移バンド、及び広い阻止バンド又は広いパス・バンドを備えたバンド阻止フィルタ又はバンド・パス・フィルタの実現に適している。しかし、通常、大きな振幅の温度係数が理由で、材料は、劣悪な温度安定度を有し、これにより、大きな温度依存周波数応答ドリフトを有する材料でできた装置における周波数応答がもたらされる。ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの技術を使用して設計された現在の広帯域フィルタは、十分急峻でない遷移バンドの帯域幅、及び大きな周波数依存周波数応答ドリフトという、特に厄介な２つの欠点を有している。図１Ａは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷ技術の何れか１つによって製造することが可能な単一サブストレート材料フィルタのバンド・パス・フィルタ応答のコンピュータ・シミュレーションの例を示す。ｘ軸に沿って示す周波数範囲は、１．３０ＧＨｚ乃至１．５５ＧＨｚである。ｙ軸上の減衰範囲は、１０ｄＢ乃至−１００ｄＢに及ぶ。図１Ａの第１のフィルタ応答１０は、約８５°Ｃの温度で動作しているフィルタの周波数応答である。第１のフィルタ応答１０の３ｄＢ帯域幅は、１．３７０ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚの範囲内にある。図１Ａの第２のフィルタ応答１２は、約−４０°Ｃの温度で動作している同じフィルタの周波数応答である。第２のフィルタ応答１２の３ｄＢ帯域幅は、１．３８０ＧＨｚ乃至１．４６０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚという同じ範囲内にある。周波数応答１０、１２それぞれについて、パス・バンドの両側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、図１Ａのフィルタ応答１０の場合、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、パス・バンドの低い側では１．３６０ＧＨｚ乃至１．３７０ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚであり、パス・バンドの高い側では１．４６０ＧＨｚ乃至１．４７０ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚである。高温度フィルタ応答１０と低温度フィルタ応答１２との間の同様な減衰値での周波数の変動である温度依存周波数応答ドリフトは、０．０１０ＧＨｚにほぼ等しい。
【００３３】
図１Ｂは、図１Ａのフィルタ応答について示される同様に広い遷移バンド、及び温度にわたる同様な周波数応答ドリフトを示す高温１４及び低温１６の場合のバンド阻止フィルタ応答を示す。
【００３４】
遷移バンドの帯域幅を狭くすることに対する更なる改良に対する余地は、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、及びＢＡＷの設計技術においてほとんど存在しない。現在、前述のフィルタにおいて実現可能な遷移バンド最大急峻度は、フィルタに使用される材料に固有のＱ係数によって制限される。高いＱ係数は、急峻な遷移バンド・フィルタ特性を可能にする。しかし、一般に、広帯域フィルタ特性を可能にする材料特性である、高い電気機械結合係数を備えた材料は、低い電気機械結合係数を備えた材料と比較して、低いＱ係数を有する。高い電気機械結合係数材料は更に、通常、より劣悪な温度安定度を有する。したがって、図１Ａ及び図１Ｂに示すものなどの、広帯域型フィルタの遷移バンドの帯域幅は比較的広く、フィルタ応答は、動作温度範囲にわたって、より大きく変動する。
【００３５】
低い温度係数を備えたフィルタを製造するための材料は、非常に低い温度依存周波数ドリフトを有するバンド阻止フィルタ又はバンド・パス・フィルタの実現に適している。更に、低い温度係数を備えた材料は通常、低い結合係数を有する。低い結合係数は、狭いバンド・フィルタをもたらす。
【００３６】
石英は、水晶デバイス技術における最大温度安定度のサブストレートの１つであり、非常に高いＱを有しているが、その結合係数は極めて小さく、例えば、一部のＳＡＷ実現形態では、０．１１％である。そういうものとして、石英は、非常に急な遷移バンドを有する狭帯域型フィルタの設計に非常に好適である。
【００３７】
図２Ａは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷ技術のうちの何れか１つによって製造されたことがあり得る単一サブストレート材料フィルタのバンド・パス・フィルタ応答のコンピュータ・シミュレーションの例を示す。周波数及び減衰範囲は、上述の図１Ａと同様である。図２Ａのフィルタの第１のフィルタ応答２０は、約８５°Ｃの温度で動作している周波数応答である。第１のフィルタ応答２０の３ｄＢ帯域幅は、１．４４２ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．００８ＧＨｚの範囲内にある。図２Ａの第２のフィルタ応答２２は、約−４０°Ｃの温度で動作している同じフィルタの周波数応答である。第２のフィルタ応答２２の３ｄＢ帯域幅は、１．４４３ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚの約０．００８ＧＨｚの範囲内にある。３ｄＢ帯域幅は、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す３ｄＢ帯域幅の約１／１０である。周波数応答２０、２２それぞれの場合、パス・バンドの両側の遷移バンドは、図１Ａの広帯域フィルタ応答の遷移バンドに対して幾分小さいことが分かる。例えば、図２Ａのフィルタ応答の−２０ｄＢ遷移帯域幅は、約０．００１ＧＨｚであり、パス・バンドの低い側で１．４４２ＧＨｚ乃至１．４４３ＧＨｚであり、パス・バンドの高い側で１．４５０ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚである。遷移バンド帯域幅は、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す遷移バンド帯域幅の約１／１０である。フィルタ応答２０とフィルタ応答２２との間の同様な減衰値における周波数の変動である温度依存周波数応答ドリフトは、０．００２ＧＨｚにほぼ等しい。これは、より高い結合係数材料で製造されたデバイスの場合の図１Ａに示す温度依存周波数応答ドリフトの約１／５である。図２Ｂは、同様に狭い遷移バンド、及び温度にわたって同様な周波数応答ドリフトを示すバンド阻止フィルタ応答を示す。
【００３８】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂの例に関連付けられたフィルタ応答パラメータは、性質上例示的なものに過ぎない。何れかの特定の適用例のためのフィルタの設計に関係するパラメータは、実現形態特有である。
【００３９】
高い結合係数材料で製造されたＳＡＷフィルタにおける大きな温度依存周波数ドリフトの欠点を改良する１つのやり方は高結合係数材料の上にＳｉＯ２の薄膜を堆積させることである。ＳｉＯ２は、ＳＡＷ設計に使用される高結合係数材料のものと逆の温度係数を有する。したがって、ＳｉＯ２の薄膜は、高結合係数材料の高い温度係数を補償する。しかし、このプロセスは、実現可能なフィルタ性能に悪影響を及ぼす。ＳｉＯ２膜が、合成されたＳｉＯ２被覆された高結合係数材料の実効結合係数を削減するからである。その結果、ＳＡＷフィルタの実現可能な帯域幅は削減される。更に、ＳｉＯ２膜によってもたらされる質量負荷効果により、合成されたサブストレート上のＳＡＷの位相速度が低減し、これは、ＳＡＷデバイスの物理的な実現形態における電極指の幅における低減に対応する。これは、高周波（＞２ＧＨｚ）ＳＡＷフィルタ設計の場合、好ましくない。
【００４０】
本発明の一部の実施例では、ガードバンド低減特殊タイプの１９００ＭＨｚ ＣＤＭＡ及び／又は１．５ＧＨｚ乃至２．５ＧＨｚのワイマックス無線システムに適したフィルタ・ソリューションが提供される。前述の無線システムは、低い挿入損失、高い電力処理能力、及び非常に狭い遷移バンドを有する高性能フィルタの恩恵を受ける。
【００４１】
更に、前述の適用例用のフィルタは、携帯電話機、無線対応ＰＤＡ、コンピュータ等などの無線端末において使用することが可能であるように低コストでありかつ非常にコンパクトであることが望ましい。一部のガードバンド低減の特殊タイプの１９００ＭＨｚＣＤＭＡ及び／又は１．５ＧＨｚ乃至２．５ＧＨｚのワイマックス無線システムは、本明細書及び特許請求の範囲記載のフィルタ・ソリューションの実施例の恩恵を受け得るが、本発明の実施例は、他の周波数帯で動作している他の通信標準にも適用可能であり得る。
【００４２】
一般に、ＳＡＷで製造されたフィルタ、ＦＢＡＲで製造されたフィルタ、及びＢＡＷで製造されたフィルタの場合、低い挿入損失要件（＜３ｄＢ）を備えた広帯域バンド・パス型フィルタ又は広帯域バンド阻止型フィルタ（３％以上）は、高結合係数材料（Ｋ２＞２％）を使用して設計される。使用される材料の結合係数が高いほど、フィルタの最大帯域幅は広くなる。しかし、高結合係数を備えた材料は、非常に一般的には、低結合係数材料と比較して、より大きな振幅の温度係数を有する。例えば、高結合係数材料とみなされる４２Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ３は、結合係数Ｋ２＝４．７％及び温度係数−４５ｐｐｍ／°Ｃを有する。一方、低結合係数材料とみなされるＳＴ−石英は、室温で、温度係数０ｐｐｍ／°Ｃ及び結合係数Ｋ２＝０．１２％を有する。一般には、高結合係数材料でできたフィルタにおける温度変動による周波数ドリフトは、低結合係数材料でできたフィルタよりも大きい。更に、通常、高結合係数材料は、低結合係数材料よりも劣悪なＱ係数を有する。４２Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ３でできたＳＡＷ共振器は、１０００乃至２０００に及ぶＱを有する一方、ＳＴ−石英でできたＳＡＷ共振器は、１０，０００超のＱを有し得る。異なる材料でできた共振器のＱ係数の差は、フィルタ遷移バンドの急峻度の差としてあらわれる。
【００４３】
高結合係数材料と対照的に、低結合係数材料（Ｋ２＜２％）は、狭帯域型バンド・パス・フィルタ又はバンド阻止フィルタの設計に使用される。上述の高いＱ及び小さい温度係数の特性が理由で、前述の低結合係数材料タイプの狭帯域バンド・パス又はバンド阻止フィルタは常に、高結合係数材料タイプの広帯域バンド・パス又はバンド阻止フィルタよりも急峻な遷移バンド及び小さな温度依存周波数ドリフトを有する。したがって、低結合係数材料は多くの場合、より狭いバンド・タイプのフィルタ設計に使用される。
【００４４】
以下の表１は、ＳＡＷデバイス、ＢＡＷデバイス、及びＦＢＡＲデバイスを製造するために使用することが可能な異なる材料（材料名）のリストを含み、更に、製造するために当該材料を使用することができるデバイスのタイプ（フィルタ・タイプ）を具体的に規定する。表１は、材料毎の音波速度（速度）、電気機械結合係数（結合係数（Ｋ２））、及び室温での温度係数（室温での温度係数）を表中に含む。
【００４５】
【表１】
一部の実施例では、より低い結合係数及びより低い温度係数を備えた第１のタイプのフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第１の材料で製造される。
【００４６】
一部の実施例では、より高い結合係数を備えた第２のタイプのフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／ＡｌＮ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む第２の材料で製造される。
【００４７】
異なる材料特性（すなわち、高／低結合係数及び高／低温度係数）を有するフィルタを製造するために使用することが可能な材料のタイプに重なりが存在している。しかし、使用される材料が、互いにそれぞれの高い特性及び低い特性を有している限り、所望の特性を備えた縦続接続フィルタを設計し、製造することが可能である。材料の選択によって影響を受け得る縦続接続フィルタ・パラメータは、限定列挙でないが、遷移バンドの急峻度、応答の温度依存周波数ドリフトの量、バンド・パス又はバンド阻止の場合のフィルタ応答の広帯域部分の幅を含み得る。
【００４８】
ＳＡＷ設計技術、ＦＢＡＲ設計技術、及び／又はＢＡＷ設計技術を使用することにより、本発明の一部の実施例は、物理的にコンパクトなサイズを有する経済的に低コストのデバイスをもたらす。本発明の一局面は、低い温度依存周波数ドリフトを可能にする低い温度係数を有する材料で製造された少なくとも１つのフィルタ、及び広帯域（＞３％）のパス・バンド又は広帯域の阻止バンドを可能にする大きな電気機械結合係数を有する材料で製造された少なくとも１つのフィルタという少なくとも２つのＳＡＷ設計型フィルタ、ＦＢＡＲ設計型フィルタ、又はＢＡＷ設計型フィルタを縦続接続することである。前述の異なる特性を材料が有する少なくとも２つのフィルタの組合せは、縦続接続された周波数フィルタ応答全体の低い温度依存周波数ドリフト及び急峻な遷移バンド、広帯域のパス・バンド又は広帯域の阻止バンドを含むフィルタ・パラメータによる全体的なフィルタ性能を実現する。
【００４９】
本発明の一部の実施例では、低い温度係数を有する材料で製造されたバンド阻止型フィルタは、縦続接続されたフィルタ応答の非常に安定した温度依存周波数ドリフト及び超狭遷移バンドを備えた広帯域フィルタを実現するために高い結合係数を有する材料で製造されたバンド阻止型フィルタ又はバンド・パス型フィルタの一方と縦続接続される。
【００５０】
本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例によって実現された縦続接続フィルタの具体例においては、縦続接続フィルタは、非常に広いパス・バンド／阻止バンド（＞３％ 又は＞ｌ．９３ＧＨｚにおける６０ＭＨｚ）、非常に急峻な遷移バンド（＜０．５％ 又は ＜ｌ．９３ＧＨｚにおける１０ＭＨｚ）、及び非常に安定した温度依存周波数ドリフト（−４０°Ｃ乃至８０°Ｃにわたり、＜３６０ｐｐｍ）を有する。
【００５１】
図３は、互いに縦続接続されたフィルタＡ及びフィルタＢという２つのフィルタのブロック図を示す。一部の実施例では、フィルタＡは、フィルタＢを製造するために使用される材料の結合係数と比較して、低い結合係数を有するサブストレート材料を使用して製造された狭帯域フィルタである。フィルタＡを製造するために使用される材料は、フィルタＢを製造するために使用される材料の温度係数と比較して、より小さな振幅の温度係数を有しており、そういうものとして、フィルタＡは、フィルタＢの温度依存周波数ドリフトと比較して、低い温度依存周波数ドリフトを有する。フィルタＡを製造するために使用される材料の材料特性に基づいて、フィルタＡは、フィルタＢの遷移バンドと比較して狭い遷移バンドを提供する。
【００５２】
フィルタＢは、フィルタＡを製造するために使用される材料の結合係数と比較して、より高い結合係数を有するサブストレート材料を使用して製造された広帯域フィルタである。フィルタＢの材料特性に基づいて、フィルタＢは、広いパス・バンド又は阻止バンドを提供する。
【００５３】
フィルタＡ及びフィルタＢという縦続接続された２つのフィルタの周波数応答は、広いパス・バンド又は広い阻止バンドの少なくとも一方端上に狭い遷移バンドを備えた広いパス・バンド又は広い阻止バンドをもたらす。一部の実施例では、フィルタＡが、単一の狭帯域阻止バンドのみを備えたフィルタ応答を有する場合、縦続接続されたフィルタＡ及びＢのフィルタ応答は、フィルタＡの設計パラメータに応じて、広帯域のパス・バンド又は阻止バンドの一方端上（高周波端上又は低周波端上）にのみ、狭い遷移バンドを有する。一部の実施例では、フィルタＡが、少なくとも２つの狭帯域阻止バンドを備えたフィルタ応答を有する場合、縦続接続されたフィルタＡ及びＢのフィルタ応答は、場合によっては、広帯域のパス・バンド又は阻止バンドの両端上に、狭い遷移バンドを有する。
【００５４】
本発明の一部の実施例は、単一ダイのＦＢＡＲ型バンド阻止フィルタ又は単一ダイのＦＢＡＲ型バンド・パス・フィルタと比較して、ずっと狭い遷移バンド、より改良された温度安定度、及び広いパス・バンド又は阻止バンドを備えた新たなタイプの縦続接続ＦＢＡＲ型バンド・パス又はバンド阻止フィルタを提供する。
【００５５】
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜は、ＦＢＡＲ型デバイスに広く使用されており、普及している圧電材料である。ＡｌＮは、約−２５ｐｐｍ／°Ｃの温度係数、及び約６．５％の結合係数を有する。ＺｎＯは、約６０ｐｐｍ／°Ｃの温度係数、及び約８．５％の結合係数を有する。ＡｌＮは、ＺｎＯと比較して、より好適なＱ係数を有している。ＺｎＯよりも大きなＱ係数及びＺｎＯよりも好適な温度安定度を有するＡｌＮを、フィルタを製造するための材料として使用することにより、急峻な遷移バンド及び低い温度依存周波数ドリフトを備えたフィルタが提供される。ＡｌＮよりも高い結合係数を有するＺｎＯを、フィルタを製造するための材料として使用することにより、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドを備えたフィルタが提供される。一方が、ＡｌＮを使用して製造されたバンド阻止型フィルタであり、他方が、ＺｎＯを使用して製造されたバンド・パス型フィルタ又はバンド阻止型フィルタである２つのＦＢＡＲ型フィルタを縦続接続することにより、単一ダイ型のＡｌＮのＦＢＡＲフィルタ及び単一ダイ型のＺｎＯのＦＢＡＲフィルタの何れかが個々にもたらし得るよりも、狭い遷移バンド、広い帯域のパス・バンド又は広い帯域の阻止バンド、及び低い温度依存周波数ドリフトを含むフィルタ・パラメータを有する新たなＦＢＡＲフィルタが得られる。別の実現形態では、上記ＡｌＮでできたバンド阻止型ＦＢＡＲフィルタは、新たな性能のバンド・パス型フィルタ又はバンド阻止型フィルタを得るために、一定の温度範囲にわたり、急峻な遷移バンド及び小さな周波数ドリフトなどのフィルタ特性を有するＳＡＷバンド阻止フィルタ又はＢＡＷバンド阻止フィルタによって置き換えることが可能である。
【００５６】
特定のフィルタ設計では、フィルタ遷移バンドの急峻度、動作温度範囲にわたる最大周波数ドリフト、及び特定の材料の製造公差全てを、ガードバンド仕様を満たすために考慮に入れなければならない。一般に、より広い帯域のタイプの応答、及びより大きな量の温度依存周波数ドリフトを有する高結合係数材料で製造された単一材料サブストレート・フィルタは、低結合係数材料の狭帯域型フィルタよりもずっと広いガードバンド仕様を必要とする。
【００５７】
一部の実施例では、縦続接続されたフィルタは、第１のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタを含む。縦続接続されたフィルタは更に、第２のフィルタそれぞれが、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタを含む。第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である。少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタは、縦続接続されたフィルタを形成するよう互いに縦続接続される。一部の実施例では、第１の材料及び第２の材料は異なる材料である。縦続接続されたフィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００５８】
一部の実施例では、縦続接続フィルタは、異なる材料でできた別個の２つのダイを含む。一部の実施例では、同じフィルタ設計技術は両方のフィルタに使用されるが、異なる材料がそれぞれのフィルタに使用される。例えば、両方のフィルタを、ＳＡＷ、ＦＢＡＲ、又はＢＡＷを使用して設計し、製造することができる。一部の実施例では、異なるフィルタ設計及び製造技術を使用して異なるフィルタを製造することができ、異なる材料がそれぞれのフィルタに使用される。第１の例では、第１のフィルタはＳＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造される。第２の例では、第１のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造され、第２のフィルタはＢＡＷを使用して製造される。第３の例では、第１のフィルタはＳＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＢＡＷを使用して製造される。第４の例では、第１のフィルタはＢＡＷを使用して製造され、第２のフィルタはＦＢＡＲを使用して製造される。フィルタの他の組合せが、異なるフィルタ設計及び製造技術の置換に基づいて考えられる。縦続接続された２つのフィルタは、ＳＡＷフィルタ、ＦＢＡＲフィルタ、及びＢＡＷフィルタの混合の組合せであり得るので、この縦続接続フィルタ設計は広い範囲の設計の柔軟性を有する。
【００５９】
各フィルタを製造するために使用されるフィルタ設計及び製造技術にかかわらず、第１のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタは、急峻な遷移バンド及び低い温度依存周波数ドリフトを備える狭帯域フィルタを生成するために、第２のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタを製造するために使用される材料に対して低い温度係数を備えた低結合係数材料を使用して製造される。第２のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタは、広帯域型フィルタを生成するために、第１のフィルタ・タイプの少なくとも１つのフィルタを製造するために使用される材料に対して、高結合係数材料を使用して製造される。
【００６０】
２つのフィルタの材料の異なる特性が理由で、広帯域型フィルタが有する２つの欠点（すなわち、非急峻性遷移バンド、及び動作温度範囲にわたる大きな温度依存周波数ドリフト）を改良するために利用することが可能である。狭帯域バンド阻止型フィルタが、温度変動にわたる広帯域フィルタの周波数応答のドリフトを補償するために十分広い阻止バンド及び十分深い阻止レベルを有している限り、互いに縦続接続された２つのフィルタの周波数応答は、２つのタイプのフィルタそれぞれの有利な構成（すなわち、１）広いパス・バンド又は阻止バンド、２）広いパス・バンド又は阻止バンドの少なくとも一方端上の急峻な遷移バンド、及び３）フィルタ応答の低い温度依存周波数ドリフト）全てを有する性能をもたらす。
【００６１】
一部の実施例では、２つのフィルタは１つのパッケージを共有する。一部の実施例では、縦続接続されたフィルタ・パッケージは、２つのフィルタが別個にパッケージングされた場合よりも小さい。
【００６２】
２つの別個のダイは、パッケージ内の配線及びパッドを介して電気的に縦続接続される。一部の実現形態では、縦続接続された２つのフィルタは、パッケージ内の回路パッド及び／又は短ワイヤを介して互いに電気結合される。前述の実現形態では、更なる損失はほとんど存在せず、それにより、所望の低い挿入損失を実現するための縦続接続フィルタ設計全体が可能になる。
【００６３】
一部の実施例では、リンクは、第１のフィルタ及び第２のフィルタを直接、電気接続する。例えば、短ワイヤ・ボンドを、一方のフィルタを他方のフィルタと直結させるために使用し得る。パッケージ９００内のフィルタＡ及びフィルタＢを直接接続する短ワイヤ・ボンド９１０の例は図９Ａに示す。
【００６４】
一部の実施例では、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタはそれぞれ、パッケージ内の共有接続点に電気接続される。一部の実施例では、短ワイヤ・ボンドはパッケージ内に配置された回路パッドに各フィルタを接続し得、フィルタ間の電気接続は、共有回路パッドを介して行われる。パッケージ９２０においてパッド９３０にフィルタＡを接続する第１の短ワイヤ・ボンド９１５及びパッド９３０にフィルタＢを接続する第２の短ワイヤ・ボンド９２５を図９Ｂに示す。
【００６５】
一部の実施例では、フリップチップ・ボンディング技術を使用して、フィルタそれぞれをパッケージに金属バンプを使用して接合することが可能である。金属バンプ９５０を介してパッケージ９４０に接続されたフィルタＢのダイ及びフィルタＡのダイの例を図９Ｃに示す。金属バンプ接続の接点間のパッケージ内の回路パスは、フィルタ間の電気接続をもたらすことが可能である。
【００６６】
上記例は、複数ダイのフィルタを縦続接続し、パッケージングするための考えられる実現形態の一部に過ぎない。パッケージングの他のやり方も考えられる。更に、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃの例では、２つのフィルタのみを示すが、前述の図に示す原理は、マルチフィルタの実現形態にもあてはまり得る。
【００６７】
一部の実施例では、マルチフィルタ縦続接続手法は、ガードバンドにおいて異なる幅を有する不規則なフィルタの仕様のフィルタ設計を実現するために使用される。
【００６８】
一部の実施例では、２つのフィルタのみが互いに縦続接続される一方、２つのフィルタはそれぞれ、複数のパス・バンド又は阻止バンドを備え得る。例えば、第１の材料を使用して製造された第１のフィルタは、第２の材料を使用して製造された第２のフィルタの単一の広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの実質的に同等の距離だけ離間した狭い遷移バンドを備えた２つの狭帯域阻止バンドを備え得る。
【００６９】
一部の実施例では、特定のフィルタ応答をそれぞれが有する複数のフィルタを互いに縦続接続することが可能であり、それにより、併せて、所望の全体的なフィルタ応答がもたらされる。例えば、第１の材料を使用して製造した第１のフィルタ・タイプの第１のフィルタは、第２の材料を使用して製造された第２のフィルタ・タイプの第２のフィルタの広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの低周波端において急峻な遷移バンドを備えた１つの狭帯域阻止バンドを備え得る。第１の材料を使用して製造された第１のフィルタ・タイプの第３のフィルタは、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドのより高い周波端において急峻な遷移バンドを備えた１つの狭帯域阻止バンドを備え得る。一部の実施例では、第３のフィルタは、第２の材料よりも第１の材料と、より類似した特性を有する第３の材料を使用して製造し得る。前述のやり方では、フィルタの広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンドの高周波端及び低周波端において異なる急峻度を備えた遷移バンドを有することが考えられる場合がある。
【００７０】
次に、縦続接続されたフィルタの別々の４つの実施例を各種フィルタ応答特性について説明する。
【００７１】
第１の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの高周波側において阻止バンドを有する狭帯域バンド阻止フィルタと広帯域パスバンド・フィルタが縦続接続される第１の例示的な実施例を図４Ａ乃至図４Ｅに関して説明する。
【００７２】
図４Ａは、高温（約８５°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答４０、及び低温（約−４０°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答４１を示す、広帯域パスバンド・フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。広帯域フィルタは、狭帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも高い結合係数を有する材料で製造される。図４Ａは図１Ａと実質的に同じである。
【００７３】
図４Ｂは、低温での応答を示す１つのフィルタ応答４３及び高温での応答を示す１つのフィルタ応答４２という、狭帯域阻止バンド・フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、広帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも低い温度係数、及び広帯域フィルタを製造するために使用される材料よりも低い結合係数を有する材料で製造される。図４Ｂのバンド阻止フィルタ応答が１．４５０ＧＨｚ乃至１．４８０ＧＨｚの周波数範囲内に位置する以外は、図４Ｂは図２Ｂと同様である。
【００７４】
図４Ｃは、より高い温度における、結果として生じる縦続接続されたフィルタのフィルタ応答４４のグラフィカル・プロットを示す。プロットの周波数範囲及び減衰範囲は、図４Ａ及び図４Ｂと同じである。フィルタ応答の３ｄＢ帯域幅は、１．３７０ＧＨｚ乃至１．４５０ＧＨｚの約０．０８０ＧＨｚの範囲内にある。フィルタ応答の低周波側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．３６ＧＨｚ乃至１．３７ＧＨｚの約０．０１ＧＨｚである。フィルタ応答の高周波側の遷移バンドは、低周波側と比較して小さく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．４５０ＧＨｚ乃至１．４５１ＧＨｚの約０．０１ＧＨｚである。
【００７５】
図４Ｄは、より低い温度における、結果として生じる縦続接続されたフィルタのフィルタ応答４５のグラフィカル・プロットを示す。プロットの周波数範囲及び減衰範囲は、図４Ｃと同じである。フィルタ応答の３ｄＢ帯域幅は、１．３７８ＧＨｚ乃至１．４５３ＧＨｚの約０．０７５ＧＨｚの範囲内にある。フィルタ応答の低周波側の遷移バンドは幾分大きく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．３６８ＧＨｚ乃至１．３７８ＧＨｚの約０．０１０ＧＨｚである。フィルタ応答の高周波側の遷移バンドは、低周波側と比較して小さく、例えば、−２０ｄＢ遷移帯域幅は、１．４５３ＧＨｚ乃至１．４５４ＧＨｚの約０．００１ＧＨｚである。
【００７６】
図４Ｅは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答４６及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答４７という、結果として生じる縦続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。これは、基本的に、図４Ｃ及び図４Ｄを互いに重ねたものである。パスバンド・フィルタ応答４６、４７の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．０１０ＧＨｚの周波数間隔を有する。パスバンド・フィルタ応答４６、４７の高周波側では、遷移バンドは低周波端と比較して狭く、実質的に並列である。高温応答４６及び低温応答４７は、特定の減衰に対して、約０．００３ＧＨｚの周波数間隔を有する。したがって、パス・バンドの高周波側遷移バンドは、パス・バンドの低周波側遷移バンドよりも約２／３少ない温度依存周波数ドリフトを有する。
【００７７】
一部の実施例では、上記やり方で、２つのフィルタの縦続接続に基づいてフィルタの適切な遷移バンドを設計する場合、設計プロセスの一部としての特定の考慮点には、狭帯域フィルタの阻止バンドの帯域幅がある。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、狭帯域フィルタの阻止バンドの帯域幅は、動作温度範囲にわたり、広帯域フィルタの周波数応答ドリフトによってもたらされる阻止の欠如を補償するために十分広くなければならない。
【００７８】
狭帯域バンド阻止フィルタの阻止バンドの帯域幅を適切に設計することにより、所望の動作温度範囲内の何れかの温度における要件を、縦続接続フィルタ性能全体が満たすということを確実にするためにフィルタを設計する場合に留意しなければならない。
【００７９】
第２の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの低周波側における１つの阻止バンド、及び広帯域フィルタの高周波側における１つの阻止バンドという２つの狭帯域阻止バンドを有するフィルタと、広帯域パスバンド・フィルタが縦続接続される第２の例示的な実施例を図５Ａ乃至図５Ｃに関して説明する。
【００８０】
図５Ａは、図４Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じ高温（約８５°Ｃ）フィルタ応答５０及び低温（約−４０°Ｃ）フィルタ応答５１を含む。
【００８１】
図５Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答５２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答５３という、狭帯域阻止バンドの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定した低い結合係数材料で製造される。図５Ｂは、１．３５ＧＨｚ乃至１．３８ＧＨｚの約０．０３０ＧＨｚである第１の阻止バンド、及び１．４５ＧＨｚ乃至１．４８ＧＨｚの約０．０３０ＧＨｚである第２の阻止バンドを有する。
【００８２】
図５Ｃは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答５４及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答５５という、結果として生じた縦続接続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答５４、５５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答５４、５５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。２つのフィルタの縦続接続の結果、フィルタ応答全体は、温度変動にわたる非常に低い周波数ドリフト、及びパス・バンドの両側に急峻な遷移バンドを備えた広帯域パス・バンドを有する。
【００８３】
第３の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの低周波側において阻止バンドを有する狭帯域バンド阻止フィルタと広帯域パス阻止フィルタが縦続接続される第３の例示的な実施例を図６Ａ乃至図６Ｃに関して説明する。
【００８４】
図６Ａは、低温（約−４０°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答６１及び高温（約８５°Ｃ）での応答を示す１つのフィルタ応答６０という、広帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。広帯域フィルタは、高結合係数材料で製造される。図６Ａは、図１Ｂと実質的に同じである。
【００８５】
図６Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答６２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答６３という、狭帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定した低結合係数材料で製造される。図６Ｂのバンド阻止フィルタ応答が、１．３７ＧＨｚ乃至１．４０ＧＨｚの周波数範囲に位置する以外は、図６Ｂは図２Ｂと同様である。
【００８６】
図６Ｃは、低温での応答を示す１つのフィルタ応答６５及び高温での応答を示す１つのフィルタ応答６４という、縦続接続された２つのフィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答６４，６５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答６４，６５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．０１０ＧＨｚの周波数間隔を有する。したがって、阻止バンドの低周波側遷移バンドは、阻止バンドの高周波側遷移バンドよりも約４／５少ない温度依存周波数ドリフトを有する。
【００８７】
第４の例示的な実施例
次に、広帯域フィルタの高周波側における１つの阻止バンド、及び広帯域フィルタの低周波側における１つの阻止バンドという２つの狭帯域阻止バンドを有するフィルタと、広帯域バンド阻止フィルタが縦続接続される第４の例示的な実施例を図７Ａ乃至図７Ｃに関して説明する。
【００８８】
図７Ａは、図６Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じ低温（約−４０°Ｃ）フィルタ応答７１及び高温（約８５°Ｃ）フィルタ応答７０を含み、これらは、図６Ａに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じである。
【００８９】
図７Ｂは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答７２及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答７３という、狭帯域バンド阻止フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。狭帯域フィルタは、温度変動にわたって安定したより低い結合係数材料で製造される。図７Ｂは、図６Ｂに示す２つのフィルタ応答と実質的に同じである。
【００９０】
図７Ｃは、高温における応答を示す１つのフィルタ応答７４及び低温における応答を示す１つのフィルタ応答７５という、結果として生じた縦続接続フィルタの２つのフィルタ応答のグラフィカル・プロットを示す。フィルタ応答７４，７５の低周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。フィルタ応答７４、７５の高周波側では、遷移バンドは、実質的に並列であり、特定の減衰に対して、約０．００２ＧＨｚの周波数間隔を有する。縦続接続された２つのフィルタの結果、全体的なフィルタ応答は、温度変動にわたる非常に低い周波数ドリフト、及び阻止バンドの両側の急峻な遷移バンドを備えた広帯域阻止バンドを有する。
【００９１】
図４Ａ乃至図４Ｅ、図５Ａ乃至図５Ｃ、図６Ａ乃至図６Ｃ、及び図７Ａ乃至図７Ｃの例に関連付けられたフィルタ応答パラメータは、性質上例示的なものに過ぎない。限定列挙でないが、温度依存周波数ドリフト、パス・バンド帯域幅又はバンド阻止帯域幅、遷移バンドの急峻度などの、何れかの特定の適用例用のフィルタの設計に関係するパラメータは、実現形態特有である。
【００９２】
一部の実施例では、マッチング・ネットワークを、縦続接続フィルタ設計に関して使用し得る。一部の実施例では、マッチング・ネットワークの使用は、フィルタ全体の性能を向上させ得る。図８は、マッチング回路を、縦続接続フィルタ設計に関して使用し得るやり方を示すブロック図である。図８では、フィルタＡ及びフィルタＢはパッケージ８６０内で互いに縦続接続され、全体的なフィルタ応答をもたらす。第１のマッチング回路８１０はフィルタＡの入力に結合される。第１のマッチング回路８１０は、入力対８１２、８１４を有する。縦続接続されたフィルタへの入力は、入力８１２、８１４において印加され得る。第２のマッチング回路８２０は、フィルタＢの出力に結合される。第２のマッチング回路８２０は出力対８２２、８２４を有する。縦続接続されたフィルタの出力は、出力８２２、８２４で供給される。第３のマッチング回路８３０は、フィルタＡ自体をマッチングするためにフィルタＡに結合される。第３のマッチング回路８３０は接地される。第４のマッチング回路８４０は、フィルタＢ自体をマッチングするためにフィルタＢに結合される。第４のマッチング回路８４０は接地される。第５のマッチング回路８５０は、フィルタＡとフィルタＢとの間の接続をマッチングするためにフィルタＡとフィルタＢとの間の接続に結合される。第５のマッチング回路８５０は接地される。
【００９３】
図８は、上記で概説したタイプの縦続接続された２つのフィルタを備える、フィルタのマッチング・ネットワークの組を示す。一部の実施例では、図８に表すマッチング・ネットワーク全てが、縦続接続されたフィルタとともに使用される訳でない。マッチング・ネットワークの数、及び縦続接続されたフィルタに対してマッチング・ネットワークがどこに位置しているかは、実現形態特有である。
【００９４】
マッチング・ネットワークは、個別構成部分若しくは伝送線路、又はその特定の組合せを使用することによって実現することが可能である。特定の実現形態では、マッチング・ネットワークは個別インダクタを含み得る。
【００９５】
次に、フィルタを製造する方法を図１０に関して説明する。
【００９６】
方法の第１の工程１０−１には、少なくとも１つの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタと縦続接続することが関係する。第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである。第２のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する。更に、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である。第１の材料及び第２の材料は、異なる材料である。フィルタは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【００９７】
上記方法は、２つのフィルタを有するフィルタを製造する工程を表しているが、上述の本発明の実施例により、第１のフィルタ及び第２のフィルタそれぞれの２つ以上のフィルタは、２つ以上の第１のフィルタ及び２つ以上の第２のフィルタが存在し得るようなフィルタの縦続接続において使用し得る。更に、２つ以上の第１のフィルタが使用された場合、２つ以上の第１のフィルタに使用される材料は、必ずしも、厳密に同じでなくてもよいことがあり得るが、２つ以上の第２のフィルタについて使用される材料よりも、互いに、より類似している。同じことは、２つ以上の第２のフィルタにあてはまる。
【００９８】
次に、フィルタをフィルタリングする方法を図１１に関して説明する。
【００９９】
方法の第１の工程１１−１には、信号を第１のフィルタの入力に供給する工程が関係する。第１のフィルタは、少なくとも１つの第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである。
【０１００】
方法の第２の工程１１−２には、第１のフィルタを使用して信号をフィルタリングし、それにより、第１のフィルタの出力を生成する工程が関係する。
【０１０１】
方法の第３の工程１１−３には、第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、第２のフィルタは、少なくとも１つの第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程が関係する。
【０１０２】
方法の第４の工程１１−４には、第２のフィルタを使用して第１のフィルタの出力をフィルタリングし、それにより、第２のフィルタの出力が生成される工程が関係する。
【０１０３】
第１の材料及び第２の材料は異なる材料である。信号をフィルタリングするために使用される少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタの組合せは、第１の材料及び第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する。
【０１０４】
上記方法は２つのフィルタを使用して信号をフィルタリングする工程を表しているが、上述の本発明の実施例により、２つ以上の第１のフィルタ及び２つ以上の第２のフィルタが存在し得るように、第１のフィルタ及び第２のフィルタそれぞれのうちの２つ以上のフィルタを用いて信号をフィルタリングし得る。更に、２つ以上の第１のフィルタが使用された場合、２つ以上の第１のフィルタに使用される材料は、必ずしも、厳密に同じでなくてもよいことがあり得るが、２つ以上の第２のフィルタに使用される材料よりも、互いに、より類似している。同じことは、２つ以上の第２のフィルタにあてはまる。
【０１０５】
更に、本発明の一部の実施例は、本発明の縦続接続フィルタの発明の局面を適用することにより、低い挿入損失、高い電力処理能力、広帯域パス・バンド又は広帯域阻止バンド、狭い遷移バンド、及び低い温度依存周波数ドリフトという性能を備えた低いコスト及びコンパクトなサイズのタイプのデュプレクサ又はマルチプレクサを提供し得る。
【０１０６】
本発明の数多くの修正及び変形が上記教示に照らして考えられる。したがって、特許請求の範囲記載の範囲内で、本発明は、本明細書及び特許請求の範囲記載のものとは別のやり方で実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタであって、
少なくとも１つの第１のフィルタであって、第１のフィルタそれぞれが、前記第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、
少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタそれぞれが、前記第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、前記第２のフィルタそれぞれが
バンド阻止型フィルタ、及び
バンド・パス型フィルタ
の一方である少なくとも１つの第２のフィルタと
を備え、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの少なくとも１つ及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの少なくとも１つは互いに縦続接続され、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記フィルタは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有するフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載のフィルタであって、第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは、第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有するフィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルタであって、第１のフィルタそれぞれが、第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように、前記第１の材料が前記第２の材料よりも小さな振幅の温度係数を有するフィルタ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のフィルタであって、第２のフィルタはそれぞれ、
広帯域バンド・パス型フィルタ、及び
広帯域バンド阻止型フィルタ
の一方であるフィルタ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項のフィルタであって、前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有するフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフィルタであって、
第１のフィルタはそれぞれ、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記パス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド、及び
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド
のうちの１つを有するフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のフィルタであって、
第１のフィルタはそれぞれ、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造され、第２のフィルタは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術
の何れか１つを使用して製造され、
第２のフィルタはそれぞれ、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術
の何れか１つを使用して製造されるフィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のフィルタであって、前記第１の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むフィルタ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のフィルタであって、前記第２の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むフィルタ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のフィルタであって、前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタは、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタが電気接続される、パッケージ内の接続の共有点
の少なくとも一方を使用してパッケージ内で互いに縦続接続されるフィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のフィルタであって、
前記フィルタへの入力、及び前記フィルタからの出力の少なくとも一方をマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタをマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタをマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタと前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続される、前記フィルタ内の点をマッチングする回路マッチング素子とを含むフィルタ。
【請求項１２】
フィルタを製造する方法であって、
少なくとも１つの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタと併せて縦続接続する工程を備え、第１のフィルタはそれぞれ、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタであり、第２のフィルタはそれぞれ、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及び
バンド・パス型フィルタの一方であり、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記フィルタは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であり、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタと縦続接続する工程を備え、前記第１のフィルタは、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは前記少なくとも１つの第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の方法であって、前記少なくとも１つの第１のフィルタの第１のフィルタそれぞれが、前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように前記第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを、前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、前記第２のフィルタは、
広帯域バンド・パス型フィルタ、及び
広帯域バンド阻止型フィルタ
の一方である方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の方法であって、前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６の何れか一項に記載の方法であって、前記少なくとも１つの第１のフィルタ及び前記少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、前記第１のフィルタは、
表面弾性波（ＳＡＷ）技術、
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及び
バルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術
の何れか１つを使用して製造され、前記第２のフィルタは、
ＳＡＷ技術、
ＦＢＡＲ技術、及び
ＢＡＷフィルタ技術
の何れか一つを使用して製造される方法。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７の何れか一項に記載の方法であって、
第１のフィルタはそれぞれ、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記パス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンドのうちの１つを有する方法。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程とを含み、前記第１のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組み合わせ
のうちの少なくとも１つを含む前記第１の材料を使用して製造される方法。
【請求項２０】
請求項１２乃至１９の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程とを含み、前記第２のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組み合わせ
のうちの少なくとも１つを含む前記第２の材料を使用して製造される方法。
【請求項２１】
信号をフィルタリングする方法であって、
第１のフィルタの入力に信号を供給する工程であって、前記第１のフィルタは、前記第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである工程と、
前記第１のフィルタを使用して前記信号をフィルタリングし、それにより、前記第１のフィルタの出力を生成する工程と、
前記第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、前記第２のフィルタは、前記第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、前記第２のフィルタは、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程と、
前記第２のフィルタを使用して前記第１のフィルタの出力をフィルタし、それにより、前記第２のフィルタの出力を生成する工程と
を含み、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタの組み合わせは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する方法。
【請求項１】
フィルタであって、
少なくとも１つの第１のフィルタであって、第１のフィルタそれぞれが、前記第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである少なくとも１つの第１のフィルタと、
少なくとも１つの第２のフィルタであって、第２のフィルタそれぞれが、前記第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有する少なくとも１つの第２のフィルタであって、前記第２のフィルタそれぞれが
バンド阻止型フィルタ、及び
バンド・パス型フィルタ
の一方である少なくとも１つの第２のフィルタと
を備え、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの少なくとも１つ及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの少なくとも１つは互いに縦続接続され、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記フィルタは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有するフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載のフィルタであって、第１のフィルタはそれぞれ、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは、第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有するフィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルタであって、第１のフィルタそれぞれが、第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように、前記第１の材料が前記第２の材料よりも小さな振幅の温度係数を有するフィルタ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のフィルタであって、第２のフィルタはそれぞれ、
広帯域バンド・パス型フィルタ、及び
広帯域バンド阻止型フィルタ
の一方であるフィルタ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項のフィルタであって、前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有するフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のフィルタであって、
第１のフィルタはそれぞれ、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記パス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド、及び
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド
のうちの１つを有するフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のフィルタであって、
第１のフィルタはそれぞれ、表面弾性波（ＳＡＷ）技術、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術の何れか１つを使用して製造され、第２のフィルタは、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術
の何れか１つを使用して製造され、
第２のフィルタはそれぞれ、ＳＡＷ技術、ＦＢＡＲ技術、及びＢＡＷフィルタ技術
の何れか１つを使用して製造されるフィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のフィルタであって、前記第１の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むフィルタ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のフィルタであって、前記第２の材料は、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むフィルタ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のフィルタであって、前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタ、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタは、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを直接、電気接続するリンク、及び
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタが電気接続される、パッケージ内の接続の共有点
の少なくとも一方を使用してパッケージ内で互いに縦続接続されるフィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のフィルタであって、
前記フィルタへの入力、及び前記フィルタからの出力の少なくとも一方をマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタをマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタをマッチングする回路マッチング素子と、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタと前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタが互いに縦続接続される、前記フィルタ内の点をマッチングする回路マッチング素子とを含むフィルタ。
【請求項１２】
フィルタを製造する方法であって、
少なくとも１つの第１のフィルタを少なくとも１つの第２のフィルタと併せて縦続接続する工程を備え、第１のフィルタはそれぞれ、個別の第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタであり、第２のフィルタはそれぞれ、個別の第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、第２のフィルタはそれぞれ、バンド阻止型フィルタ及び
バンド・パス型フィルタの一方であり、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記フィルタは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であり、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタと縦続接続する工程を備え、前記第１のフィルタは、少なくとも１つの阻止バンドを有するフィルタ応答を備えた狭帯域バンド阻止型フィルタであり、各阻止バンドは前記少なくとも１つの第２のフィルタそれぞれの遷移バンドに対して急峻な遷移バンドを有する方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の方法であって、前記少なくとも１つの第１のフィルタの第１のフィルタそれぞれが、前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタそれぞれよりも少ない温度依存周波数ドリフトを有するように前記第２の材料よりも小さい振幅の温度係数を有する方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを、前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、前記第２のフィルタは、
広帯域バンド・パス型フィルタ、及び
広帯域バンド阻止型フィルタ
の一方である方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５の何れか一項に記載の方法であって、前記第２の材料は、前記第１の材料よりも高い電気機械結合係数を有する方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６の何れか一項に記載の方法であって、前記少なくとも１つの第１のフィルタ及び前記少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタの第２のフィルタと縦続接続する工程を含み、前記第１のフィルタは、
表面弾性波（ＳＡＷ）技術、
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）技術、及び
バルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ技術
の何れか１つを使用して製造され、前記第２のフィルタは、
ＳＡＷ技術、
ＦＢＡＲ技術、及び
ＢＡＷフィルタ技術
の何れか一つを使用して製造される方法。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７の何れか一項に記載の方法であって、
第１のフィルタはそれぞれ、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの高い側の端に配置された第１の阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つのパス・バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記パス・バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンド、
前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの阻止バンドの低い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第１の阻止バンド、及び前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの１つの前記阻止バンドの高い側の端に配置された２つの阻止バンドのうちの第２の阻止バンドという２つの阻止バンドのうちの１つを有する方法。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程とを含み、前記第１のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＡｌＮ、及びそれらの組み合わせ
のうちの少なくとも１つを含む前記第１の材料を使用して製造される方法。
【請求項２０】
請求項１２乃至１９の何れか一項に記載の方法であって、少なくとも１つの第１のフィルタ及び少なくとも１つの第２のフィルタを縦続接続する工程は、
前記少なくとも１つの第１のフィルタのうちの第１のフィルタを前記少なくとも１つの第２のフィルタのうちの第２のフィルタと縦続接続する工程とを含み、前記第２のフィルタは、石英、ランガサイト、ＳｉＯ２／ＺｎＯ／ダイアモンド、ＳｉＯ２／Ａ１Ｎ／ダイアモンド、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＡｌＮ／Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＴａＯ３、ＳｉＯ２／ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、ＡｌＮ、及びそれらの組み合わせ
のうちの少なくとも１つを含む前記第２の材料を使用して製造される方法。
【請求項２１】
信号をフィルタリングする方法であって、
第１のフィルタの入力に信号を供給する工程であって、前記第１のフィルタは、前記第１のフィルタを製造するために使用される第１の材料の関数である第１のフィルタ・パラメータの組を有するバンド阻止型フィルタである工程と、
前記第１のフィルタを使用して前記信号をフィルタリングし、それにより、前記第１のフィルタの出力を生成する工程と、
前記第１のフィルタの出力を第２のフィルタに供給する工程であって、前記第２のフィルタは、前記第２のフィルタを製造するために使用される第２の材料の関数である第２のフィルタ・パラメータの組を有し、前記第２のフィルタは、バンド阻止型フィルタ及びバンド・パス型フィルタの一方である工程と、
前記第２のフィルタを使用して前記第１のフィルタの出力をフィルタし、それにより、前記第２のフィルタの出力を生成する工程と
を含み、
前記第１の材料及び前記第２の材料は異なる材料であり、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタの組み合わせは、前記第１の材料及び前記第２の材料の関数である第３のフィルタ・パラメータの組を有する方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１２−５２４４２７（Ｐ２０１２−５２４４２７Ａ）
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０５００３（Ｐ２０１２−５０５００３）
【出願日】平成２２年４月１３日（２０１０．４．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／０００５４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１８５１２
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５１１２２５３１０）ロックスター ビーアイディーシーオー，エルピー (26)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１３日（２０１０．４．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／０００５４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１８５１２
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５１１２２５３１０）ロックスター ビーアイディーシーオー，エルピー (26)
【Ｆターム（参考）】
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