電気ドメインにおける音響共振器の温度補償
【課題】補償をしない場合は音響共振器の有効性を阻害する、音響共振器を特徴づける温度ドリフトを補償する音響共振器回路及びフィルタの提供。
【解決手段】音響共振器回路１００は、補償キャパシタ１０８と並列に接続された音響共振器１０４を含む構成で、補償キャパシタ１０８は、少なくとも部分的に音響共振器１０４の共鳴の温度ドリフトを補償する。又、音響共振器回路１００は、帯域内では低い挿入損失で帯域外では高い挿入損失を示す伝達関数を提供するように構成された高周波フィルタに組み込まれてもよい。
【解決手段】音響共振器回路１００は、補償キャパシタ１０８と並列に接続された音響共振器１０４を含む構成で、補償キャパシタ１０８は、少なくとも部分的に音響共振器１０４の共鳴の温度ドリフトを補償する。又、音響共振器回路１００は、帯域内では低い挿入損失で帯域外では高い挿入損失を示す伝達関数を提供するように構成された高周波フィルタに組み込まれてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は概して音響共振器の分野に関し、より具体的には電気ドメインにおける音響共振器の温度補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面弾性波（surface acoustic wave；ＳＡＷ）フィルタやバルク超音波（bulk acoustic wave；ＢＡＷ）フィルタのような高周波（radio frequency；ＲＦ）フィルタに用いられる音響共振器は、典型的には、温度が上がったときに物質の剛性が減少することに起因する負の周波数の温度係数（temperature coefficient of frequency；ＴＣＦ）を持っている。温度とともに音速が減少し、それゆえフィルタの伝達関数は低い周波数にシフトする。これにしたがわない振る舞いを示す物質は非常に少ない。ひとつの例としては、非晶質二酸化ケイ素（amorphous silicon oxide）である。ＳＡＷやＢＡＷフィルタ内の音波の伝搬経路に非晶質二酸化ケイ素を導入すると、温度補償効果を持ち、これらの装置の全体としての温度ドリフトを減少させるであろう。しかしながら、非晶質二酸化ケイ素は、様々な課題も導入する。
【発明の概要】
【０００３】
非晶質二酸化ケイ素は付加的な伝搬損失をもたらし、フィルタ中の低挿入損失を達成する目的を邪魔する。さらに、音波の伝搬経路内になんらかの追加的な物質を導入することは、共振器回路の結合係数を減少する。ここで共振器回路の結合係数は、共振器回路が音波の形態から電気的な形態にエネルギーを変換するときの効率に関連する。結果として、ある圧電物質が提供可能な最大のフィルタの相対帯域幅が急激に減少する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
実施の形態は、添付の図面の図において、本願発明を限定するためではなく、一例として説明される。添付の図面の図において、同様の構成要素には同様の参照番号を付す。
【０００５】
【図１】図１（ａ）−図１（ｄ）は、いくつかの実施の形態に係る温度補償された共振器回路を示す図である。
【０００６】
【図２】いくつかの実施の形態に係るはしご形フィルタを示す図である。
【０００７】
【図３】いくつかの実施の形態に係るはしご形フィルタを示す図である。
【０００８】
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、いくつかの実施の形態に係る補償キャパシタのペアを示す図である。
【０００９】
【図５】いくつかの実施の形態に係る無線通信装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例示的な実施の形態の種々の態様が当業者が他の当業者に対して仕事の内容を伝えるために共通に使用する用語を用いて説明される。しかし、代替となる実施の形態が説明された態様のいくつかのみで実施されうることが当業者にとって明らかである。説明の目的のため、特定の装置および構成が例示的な実施の形態を十分に理解するために説明される。しかし、代替の実施の形態が特定の細部なしで実施されうることが当業者に理解される。他の例では、例示的な実施の形態を不明瞭にしないために、周知の特徴が省略または簡略化される。
【００１１】
さらに、本発明の理解に最も役立つように、種々の実施例が複数の個別の実施例として順に説明される。しかし、説明の順番は、これらの実施例が必ずしも順序に依存しないことを意図していると解されるべきである。特に、これらの実施例は、説明の順番にしたがって実施される必要はない。
【００１２】
「ある実施の形態」という用語は、繰り返し用いられる。この用語は、一般に、同じ実施の形態を意味しないが、同じ実施の形態を意味しうる。「含む」、「持つ」、「有する」という用語は、文脈が特に指示しない限り、同義である。
【００１３】
種々の実施の形態に関連して用いられる用語の趣旨を明確にするため、「Ａ／Ｂ」および「Ａおよび／またはＢ」という用語は「Ａ」、「Ｂ」または「ＡおよびＢ」を意味し、「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」という用語は、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「ＡおよびＢ」、「ＡおよびＣ」、「ＢおよびＣ」、または「Ａ、ＢおよびＣ」を意味する。
【００１４】
「と接続した（coupled with）」という用語および派生する用語が使用される。「接続した（coupled）」は、以下の１以上を意味する。「接続した（coupled）」は、２以上の要素が直接的に物理的または電気的に接触していることを意味する。しかし、「接続した（coupled）」は、互いに協力または相互作用した状態で、２以上の要素が互いに間接的に接触すること、ならびに、互いに接続したというべき要素の間で１以上の他の要素が接続または接触していることを意味する。
【００１５】
本発明の実施の形態は、補償をしない場合は音響共振器の有効性を阻害する、音響共振器を特徴づける温度ドリフトを補償する音響共振器回路を提供する。特に、温度補償された音響共振器回路はフィルタに組み込まれ、フィルタ性能が温度ドリフトの悪影響を受けることを防ぐ。
【００１６】
多くの無線アプリケーションの中には、フィルタの伝達関数の低域または高域側のいずれか一方において重要な意味を持つフィルタの減衰特性（critical filter skirt）が存在する。ここで「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」とは、温度ドリフトの存在によって最も邪魔されうる運用仕様（operational specification）として用いる。
【００１７】
本明細書におけるいくつかの実施の形態は、「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」に近接するフィルタの伝達関数の一部に影響を及ぼす要素のために的を絞った温度補償を提供する。フィルタ中のサブセットにのみ温度補償を制限することにより、温度補償による悪い影響は、フィルタ特性全体としての影響では少なくなる。
【００１８】
図１（ａ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された音響共振器回路１００を示す図である。音響共振器回路１００は、補償キャパシタ１０８と並列に接続された音響共振器１０４を含む。音響共振器回路１００は、帯域内では低い挿入損失で帯域外では高い挿入損失を示す伝達関数を提供するように構成された高周波フィルタに組み込まれてもよい。
【００１９】
音響共振器１０４は、音波の形態から電気的な形態にエネルギーを変換するように構成された電気機械変換器である。音響共振器１０４は、共振周波数と呼ばれる特定の周波数において他の周波数よりも大きな振幅で振動する。音響共振器１０４は、振動に応じて電気信号を生成し、また逆に電子信号に応じて振動を生成する。
【００２０】
音響共振器１０４は、温度によって音響共振器１０４に関連する共振特性を変化させる負の周波数の温度係数が関連する。具体的には、負のＴＣＦは温度が下がると音波の速度が減少すること、および音響共振器１０４がＲＦフィルタに組み込まれたとき、伝達関数を低い周波数側にシフトさせる結果となることを意味する。ｄ
【００２１】
補償キャパシタ（compensating capacitor；ＣＣ）１０８は、少なくとも部分的に音響共振器１０４の共鳴の温度ドリフトを補償する。以下本明細書において、「ＣＣ」は補償キャパシタ１０８自身または補償キャパシタ１０８と関連するキャパシタを意味し、用いられる文脈に依存する。温度補償は電気ドメインで実行され、音響共振器１０４において音波の伝搬を変更することはない。
【００２２】
補償キャパシタ１０８は、負の電気容量の温度係数（temperature coefficient of capacitance；ＴＣＣ）を示すように構成されている。例えば、温度が上がることに応じてキャパシタの電気容量が下がる。いくつかの実施の形態では、負のＴＣＣは、大きな負の誘電率の温度係数（temperature coefficient of the dielectric constant；ＴＣＫ）を持つ誘電体を持つキャパシタを用いることで実現できる。本明細書において、「大きな負のＴＣＫ」は、−１，０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな（すなわち、絶対値の大きな）ＴＣＫを意味する。いくつかの実施の形態では、補償キャパシタ１０８は、−４，０００［ｐｐｍ／Ｃ］のＴＣＫを持つチタン酸カルシウム（CaTiO3）を含むセラミックから成る誘電材料を含む。チタン酸カルシウムの誘電率は１６０前後であり、誘電正接（tan-delta；タンデルタ）は０．０００３である。
【００２３】
音響共振器は、バターワース−バン−ダイク（Butterworth-van-Dyke；BVD）等価回路を用いて具現化される。ＢＶＤ等価回路において、互いに直列に接続された抵抗Ｒａ、キャパシタＣａ、およびインダクタＬａを含む直列セグメントと並列に接続されたキャパシタＣ０で、共振器回路は表現される。ＢＶＤ等価回路においては、直列（series）の共振器回路の温度ドリフトは共振周波数ｆｓで参照され、ＣａおよびＬａの影響を受ける。一方、並列（parallel）の共振器回路の温度ドリフトは反共振周波数（anti-resonance frequency）ｆｐで参照され、Ｃａ、Ｃ０、およびＬａの影響を受ける。Ｒａは共振器回路の損失をモデル化する。
【００２４】
ＣＣを追加しても音響共振器回路１００の共振周波数は変化しないが、音響共振器回路１００の反共振周波数を低くする。反共振周波数においてインピーダンスが極大となり、共振周波数においてインピーダンスが極小となる。反共振周波数は以下の式（１）で与えられる。
【数１】
【００２５】
ｆｐのＣＣに関する微分係数は、以下の式（２）で与えられる。
【数２】
【００２６】
式（２）はさらに、次式（３）で近似される相対変動を表現している。
【数３】
【００２７】
実効的な結合係数がＫ２ｅｆｆである音響共振器は、周波数比は以下の式（４）と等しい。
【数４】
【００２８】
補償キャパシタ自身の温度依存性は、以下の式（５）で与えられる。
【数５】
【００２９】
ここで、ＣＣ０は、補償キャパシタ１０８の室温における初期の電気容量である。
【００３０】
温度補償の効果を説明するために、音響共振器１０４が、初期の結合係数が６．５％であるＢＡＷ共振器の例を考える。最初、音響共振器１０４は温度ドリフトを持っていないと仮定する。この例ではＣＣはＣ０の１／４である。ｆｐのシフトは以下の式で表される。
【数６】
【数７】
【数８】
【００３１】
式（８）は、ｆｐはこの場合およそ＋１６［ｐｐｍ／Ｃ］シフトすることを示している。典型的なＢＡＷフィルタは、ＴＣＦのおよそ−１５〜−１７［ｐｐｍ／Ｃ］を示す。したがって、本実施の形態において音響共振器回路１００の反共振周波数は温度安定（temperature stable）である。
【００３２】
本実施の形態に係る補償キャパシタ１０８の挿入は、結合係数を、初期の結合係数である６．５％からおよそ５．３％まで減少させる。このような結像係数の損失は、他の温度補償を達成しようとする方法と比較して小さく、また許容できる損失の範囲内である。
【００３３】
音響共振器１０４における直列の共振の温度ドリフトはＣａおよびＣＬに支配される。したがって、上述の計算中のＣ０の温度依存性は無視できる。
【００３４】
図１（ｂ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１１２を示す図である。共振器回路１１２は、温度補償キャパシタ１２０と直列に接続された音響共振器１１６を含む。
【００３５】
共振器回路１１２の温度補償は、反共振周波数の温度ドリフトではなく共振周波数の温度補償に作用することを除いて、音響共振器回路１００の温度補償と同様である。
【００３６】
音響共振器１１６が上述したＢＡＷ共振器と同様の性質を持つＢＡＷ共振器であると仮定すると、この実施の形態の補償キャパシタは、音響共振器１１６の静電容量Ｃ０のおよそ４倍の値を持つ。この実施の形態では、音響共振器１１６と直列に補償キャパシタを置くことによって、共振器回路１１２の共振周波数は温度安定となる。結合係数の低下は上述したものと同様である。
【００３７】
図１（ｃ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１２４を示す図である。共振器回路１２４は、温度補償キャパシタ１３２と直列に接続された音響共振器１２８と、さらに温度補償キャパシタ１３２と並列に接続された音響共振器１３６とを含む。
【００３８】
共振器回路１２４の温度補償は、共振周波数と反共振周波数との両方を補償する。しかしながら、共振器回路１２４は音響共振器回路１００および／または共振器回路１１２の結合係数よりもさらに低下する。
【００３９】
図１（ｄ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１３８を示す図である。共振器回路１３８は、可変キャパシタ１４２と直列に接続され、および／または可変キャパシタ１４４と並列に接続された音響共振器１４０を含む。可変キャパシタ１４２および／または１４４は、可変キャパシタ１４２および／または１４４のひとつまたは両方を、上述したＴＣＣと同様に振る舞うように制御するアクティブ制御回路１４６と接続されている。アクティブ制御回路１４６によって提供されるアクティブ制御は、大きな負のＴＣＫの誘電体を持つキャパシタに関して上述した温度補償と同様となるようにエミュレート（emulate；模倣する）。アクティブ制御回路１４６は、制御論理回路１４８と検出装置１５０とを含む。検出装置１５０は音響共振器１４０の温度を検出し、制御論理回路１４８は、可変キャパシタ１４２および／または１４４が上述した負のＴＣＣのように振る舞うようにする制御の基礎となるように、検出した温度を用いる。
【００４０】
音響共振器回路１００、１１２、１２４、および１３８はそれぞれ、特定の利用分野に特に適するようにしてもよい。図２および図３は、いくつかのこれらの特定の分野の例を示す図である。
【００４１】
図２は、いくつかの実施の形態に係るはしご型フィルタ２００を示す図である。はしご型フィルタ２００は、低い方のフィルタの減衰特性が「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」である実施の形態で用いられる。これは例えば、はしご型フィルタ２００がＷＣＤＭＡ（wireless code division multiple access）のバンド２または２５のための受信フィルタで用いられる。上述したように、はしご型フィルタ２００は、伝達関数の低い側の一部に関連する要素のための温度補償を考慮して設計されている。
【００４２】
はしご型フィルタ２００は、直列セグメント２０４＿１−５等の多くの直列セグメントを含む。直列セグメント２０４＿２−５はそれぞれ、はしご型フィルタ２００の５つの直列共振器２０８＿１−５のうちの少なくとも１つを持つ。直列共振器２０８＿１および２０８＿２は互いに接続して直列の組（cascaded pair）を構成する。直列共振器２０８はそれぞれ、共通の共振周波数を持つ。
【００４３】
はしご型フィルタ２００は、４つのシャントセグメント（shunt segment）２１２＿１−４を含む。シャントセグメント２１２＿１−４はそれぞれ、はしご型フィルタ２００の４つのシャント共振器２１６＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。シャント共振器２１６＿１と２１６＿４は共通の共振周波数ｆ＿ｓ１を持ち、一方シャント共振器２１６＿２および２１６＿３は、共通の共振周波数ｆ＿ｓ２を持つ。ここで、種々の実施の形態では、ｆ＿ｓ２−ｆ＿ｓ１＝１４［ＭＨｚ］である。
【００４４】
はしご型フィルタ２００は、多数のインダクタ２１８を含む。インダクタ２１８は小さな値を持ち、積層モジュール上のボンドワイヤまはたプリント配線である。
【００４５】
はしご型フィルタ２００は、負のＴＣＣを持つふたつの補償キャパシタＣ＿ｃ１（符号２２０−２）およびＣ＿ｃ２（符号２２０−２）を含む。補償キャパシタ２２０は例えばチタン酸カルシウムを含み、強い負のＴＣＫを提供する。補償キャパシタ２２０の値は、対応するシャントセグメント中の共振器の静電容量に応じて固定の係数が設定される。例えば、Ｃ＿ｃ１はシャント共振器２１６＿２の４倍の静電容量であり、Ｃ＿ｃ２はシャント共振器２１６＿３の４倍の静電容量である。
【００４６】
はしご型フィルタ２００の適用が伝達関数の低い方の部分の温度ドリフトにのみ（または、少なくとも主に）関与しているため、いずれの直列共振器２０８に対する温度補償を提供する必要はない。さらに、伝達関数における低い、重要な意味を持つフィルタの減衰特性の付近部分に最も影響を与えるシャントセグメントのサブセットにのみ、温度補償は望ましい。本実施の形態では、シャントセグメント２１２＿２−３が、伝達関数の関心部分に最大の影響を持つ。したがって、シャントセグメント２１２＿２−３のみが温度補償共振器回路を持つ。これにより、温度補償に関連する接続係数の損失をさらに減少させる。
【００４７】
図３は、種々の実施の形態に係るはしご型フィルタ３００を示す図である。はしご型フィルタ３００は、高い方のフィルタの減衰特性が「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」である実施の形態で用いられる。これは例えば、はしご型フィルタ２００がＷＣＤＭＡのバンド２または２５のための送信フィルタで用いられる。したがって、はしご型フィルタ３００は、伝達関数の高い側の一部に関連する要素のための温度補償を考慮して設計されている。
【００４８】
はしご型フィルタ３００は、直列セグメント３０４＿１−５等の多くの直列セグメントを含む。直列セグメント３０４＿２−５はそれぞれ、はしご型フィルタ３００の４つの直列共振器３０８＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。
【００４９】
はしご型フィルタ３００は４つのシャントセグメント３１２＿１−４を含み、それらははしご型フィルタ３００の４つのシャント共振器３１６＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。
【００５０】
はしご型フィルタ３００は多数のインダクタ３１８も含む。これらのインダクタ３１８は小さな値を持ち、積層モジュール上のボンドワイヤまはたプリント配線である。
【００５１】
はしご型フィルタ３００は、強い負のＴＣＫを持つふたつの補償キャパシタＣ＿ｃ１（符号３２０＿１）およびＣ＿ｃ２（符号）３２０＿２）を含む。補償キャパシタ３２０は、例えばチタン酸カルシウムを含み、強い負のＴＣＫを提供する。補償キャパシタ３２０の値は、対応する直列セグメント中の共振器の補償静電容量（compensation capacitance）に応じて固定の係数が設定される。例えば、Ｃ＿ｃ１は直列共振器３０８＿３の補償静電容量の１／４倍であり、Ｃ＿ｃ２は直列共振器３０８＿４の補償静電容量の１／４倍である。
【００５２】
はしご型フィルタ３００の適用が伝達関数の高い方の部分の温度ドリフトにのみ（または、少なくとも主に）関与しているため、いずれのシャント共振器３１６に対する温度補償を提供する必要はない。さらに、伝達関数における高い、重要な意味を持つフィルタの減衰特性の付近部分に最も影響を与える直列セグメントのサブセットにのみ、温度補償は望ましい。本実施の形態では、直列セグメント３０４＿３−４が、伝達関数の関心部分に最大の影響を持つ。したがって、直列セグメント３０４＿３−４のみが温度補償共振器回路を持つ。これにより、温度補償に関連する接続係数の損失をさらに減少させる。
【００５３】
本明細書における実施の形態で用いられる補償キャパシタは、フィルタ処理したチップ上の薄膜キャパシタ、回路基板またはパッケージ上に実装された圧膜キャパシタ、または個別部品である。補償キャパシタをフィルタに接続するためにはふたつの配線のみが必要なので、いろいろな実装のバリエーションがある。さらに、上述したようにおよそ１６０というチタン酸カルシウムの高い相対誘電率のおかげで、補償キャパシタは比較的小型である。これにより、これらが様々なフィルタ設計に容易に組み込むことが促進される。
【００５４】
強い負のＴＣＫを持つ物質は、通常は本来的に強誘電体であり、誘電率は小さな電場依存性を持つ傾向がある。このため、電圧の変化が起こる結果として、静電容量の変化をもたらす。このような振る舞いの結果もたらされる非線形な歪みを避けるために、補償キャパシタはペアで用いられ、ふたつの静電容量の電場が逆となるようにする。例えば、図４（ａ）は、実施の形態に係るカスケード構成に配置された補償キャパシタのペア４０４＿１−２を示す図である。ふたつの補償キャパシタ４０４は、互いに極性が逆向きとなるように直列に接続される。具体的には、補償キャパシタ４０４＿１の底面端子４０８＿１と補償キャパシタ４０４＿２の底面端子４０８＿２とが接続される。
【００５５】
他の例として、図４（ｂ）は、実施の形態に係る逆並列（anti-parallel）構成に配置された補償キャパシタのペア４１２＿１−２を示す図である。具体的には、補償キャパシタ４１２＿１の上面端子４１６＿１と補償キャパシタ４１２＿２の底面端子４２０＿２とが同じノード４２４に接続される。
【００５６】
温度補償された共振器を持つフィルタは、例えば図５に示す本発明の種々の実施の形態に係る無線通信装置５００を含む多数の実施の形態で用いられる。種々の実施の形態では、限定はしないが、無線通信装置５００は携帯電話、ページング装置（paging device）、ＰＤＡ（personal digital assistant）、テキストメッセージ装置、ポータブルコンピュータ、基地局、レーダー、衛星通信装置、またはＲＦ信号を無線送信および／または無線受信可能な任意の他の装置である。
【００５７】
無線通信装置５００は、アンテナ構造５０４、デュプレクサ５０８、送受信機５１２、メインプロセッサ５１６、およびメモリ５２０を含み、これらは少なくとも図に示すもの同士接続されている。
【００５８】
メインプロセッサ５１６は、メモリ５２０に格納されている基本オペレーティングシステムプログラムを実行し、無線通信装置５００を統括的に制御する。例えば、メインプロセッサ５１６は、送受信機５１２による信号の受信および信号の送信を制御する。メインプロセッサ５１６は、メモリ５２０に常駐する他の処理およびプログラムを実行可能であり、実行中の処理の要求によってメモリ５２０内にデータを移動したり、メモリ５２０の外にデータを移動したりすることができる。
【００５９】
送受信機５１２は、デュプレクサ５０３とアンテナ構造５０４とを介してＲＦ信号を送信して発信データを通信するための送信機５２４を含む。送受信機５１２は、加えて／代えて、デュプレクサ５０３とアンテナ構造５０４とを介してＲＦ信号を受信して受信データを通信するための受信機５２８を含む。送信機５２４と受信機５２８とは、それぞれフィルタ５３２と５３６とを含む。フィルタ５３２と５３６とは、それぞれのフィルタが採用された効用を享受するための温度補償された共振器回路を選択している。例えば、種々の実施の形態では、フィルタ５３２ははしご型フィルタ２００と同様であり、フィルタ５３６ははしご型フィルタ３００と同様である。
【００６０】
種々の実施の形態において、アンテナ構造５０４は、例えばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、およびＲＦ信号のＯＴＡ送信／受信に適した他の任意のアンテナを含む、１以上の指向性および／または無指向性のアンテナである。
【００６１】
ここでは特定の実施の形態を示して説明してきた。当業者であれば、本願発明の範囲を逸脱しない範囲で、同じ目的を達成すると予想された様々な代替的および／または同等な実施の形態または実装が、ここに示されて説明された実施の形態に置き換えられてもよいことを理解するであろう。当業者であれば、実施の形態が様々方法によって実装されてもよいことを容易に理解するであろう。本出願では、本明細書中で説明した実施の形態のあらゆる改変または変形をカバーすることが意図されている。したがって、実施の形態は特許請求の範囲およびこれと同等なものによってのみ限定されることがはっきりと意図されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は概して音響共振器の分野に関し、より具体的には電気ドメインにおける音響共振器の温度補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面弾性波（surface acoustic wave；ＳＡＷ）フィルタやバルク超音波（bulk acoustic wave；ＢＡＷ）フィルタのような高周波（radio frequency；ＲＦ）フィルタに用いられる音響共振器は、典型的には、温度が上がったときに物質の剛性が減少することに起因する負の周波数の温度係数（temperature coefficient of frequency；ＴＣＦ）を持っている。温度とともに音速が減少し、それゆえフィルタの伝達関数は低い周波数にシフトする。これにしたがわない振る舞いを示す物質は非常に少ない。ひとつの例としては、非晶質二酸化ケイ素（amorphous silicon oxide）である。ＳＡＷやＢＡＷフィルタ内の音波の伝搬経路に非晶質二酸化ケイ素を導入すると、温度補償効果を持ち、これらの装置の全体としての温度ドリフトを減少させるであろう。しかしながら、非晶質二酸化ケイ素は、様々な課題も導入する。
【発明の概要】
【０００３】
非晶質二酸化ケイ素は付加的な伝搬損失をもたらし、フィルタ中の低挿入損失を達成する目的を邪魔する。さらに、音波の伝搬経路内になんらかの追加的な物質を導入することは、共振器回路の結合係数を減少する。ここで共振器回路の結合係数は、共振器回路が音波の形態から電気的な形態にエネルギーを変換するときの効率に関連する。結果として、ある圧電物質が提供可能な最大のフィルタの相対帯域幅が急激に減少する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
実施の形態は、添付の図面の図において、本願発明を限定するためではなく、一例として説明される。添付の図面の図において、同様の構成要素には同様の参照番号を付す。
【０００５】
【図１】図１（ａ）−図１（ｄ）は、いくつかの実施の形態に係る温度補償された共振器回路を示す図である。
【０００６】
【図２】いくつかの実施の形態に係るはしご形フィルタを示す図である。
【０００７】
【図３】いくつかの実施の形態に係るはしご形フィルタを示す図である。
【０００８】
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、いくつかの実施の形態に係る補償キャパシタのペアを示す図である。
【０００９】
【図５】いくつかの実施の形態に係る無線通信装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例示的な実施の形態の種々の態様が当業者が他の当業者に対して仕事の内容を伝えるために共通に使用する用語を用いて説明される。しかし、代替となる実施の形態が説明された態様のいくつかのみで実施されうることが当業者にとって明らかである。説明の目的のため、特定の装置および構成が例示的な実施の形態を十分に理解するために説明される。しかし、代替の実施の形態が特定の細部なしで実施されうることが当業者に理解される。他の例では、例示的な実施の形態を不明瞭にしないために、周知の特徴が省略または簡略化される。
【００１１】
さらに、本発明の理解に最も役立つように、種々の実施例が複数の個別の実施例として順に説明される。しかし、説明の順番は、これらの実施例が必ずしも順序に依存しないことを意図していると解されるべきである。特に、これらの実施例は、説明の順番にしたがって実施される必要はない。
【００１２】
「ある実施の形態」という用語は、繰り返し用いられる。この用語は、一般に、同じ実施の形態を意味しないが、同じ実施の形態を意味しうる。「含む」、「持つ」、「有する」という用語は、文脈が特に指示しない限り、同義である。
【００１３】
種々の実施の形態に関連して用いられる用語の趣旨を明確にするため、「Ａ／Ｂ」および「Ａおよび／またはＢ」という用語は「Ａ」、「Ｂ」または「ＡおよびＢ」を意味し、「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」という用語は、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「ＡおよびＢ」、「ＡおよびＣ」、「ＢおよびＣ」、または「Ａ、ＢおよびＣ」を意味する。
【００１４】
「と接続した（coupled with）」という用語および派生する用語が使用される。「接続した（coupled）」は、以下の１以上を意味する。「接続した（coupled）」は、２以上の要素が直接的に物理的または電気的に接触していることを意味する。しかし、「接続した（coupled）」は、互いに協力または相互作用した状態で、２以上の要素が互いに間接的に接触すること、ならびに、互いに接続したというべき要素の間で１以上の他の要素が接続または接触していることを意味する。
【００１５】
本発明の実施の形態は、補償をしない場合は音響共振器の有効性を阻害する、音響共振器を特徴づける温度ドリフトを補償する音響共振器回路を提供する。特に、温度補償された音響共振器回路はフィルタに組み込まれ、フィルタ性能が温度ドリフトの悪影響を受けることを防ぐ。
【００１６】
多くの無線アプリケーションの中には、フィルタの伝達関数の低域または高域側のいずれか一方において重要な意味を持つフィルタの減衰特性（critical filter skirt）が存在する。ここで「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」とは、温度ドリフトの存在によって最も邪魔されうる運用仕様（operational specification）として用いる。
【００１７】
本明細書におけるいくつかの実施の形態は、「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」に近接するフィルタの伝達関数の一部に影響を及ぼす要素のために的を絞った温度補償を提供する。フィルタ中のサブセットにのみ温度補償を制限することにより、温度補償による悪い影響は、フィルタ特性全体としての影響では少なくなる。
【００１８】
図１（ａ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された音響共振器回路１００を示す図である。音響共振器回路１００は、補償キャパシタ１０８と並列に接続された音響共振器１０４を含む。音響共振器回路１００は、帯域内では低い挿入損失で帯域外では高い挿入損失を示す伝達関数を提供するように構成された高周波フィルタに組み込まれてもよい。
【００１９】
音響共振器１０４は、音波の形態から電気的な形態にエネルギーを変換するように構成された電気機械変換器である。音響共振器１０４は、共振周波数と呼ばれる特定の周波数において他の周波数よりも大きな振幅で振動する。音響共振器１０４は、振動に応じて電気信号を生成し、また逆に電子信号に応じて振動を生成する。
【００２０】
音響共振器１０４は、温度によって音響共振器１０４に関連する共振特性を変化させる負の周波数の温度係数が関連する。具体的には、負のＴＣＦは温度が下がると音波の速度が減少すること、および音響共振器１０４がＲＦフィルタに組み込まれたとき、伝達関数を低い周波数側にシフトさせる結果となることを意味する。ｄ
【００２１】
補償キャパシタ（compensating capacitor；ＣＣ）１０８は、少なくとも部分的に音響共振器１０４の共鳴の温度ドリフトを補償する。以下本明細書において、「ＣＣ」は補償キャパシタ１０８自身または補償キャパシタ１０８と関連するキャパシタを意味し、用いられる文脈に依存する。温度補償は電気ドメインで実行され、音響共振器１０４において音波の伝搬を変更することはない。
【００２２】
補償キャパシタ１０８は、負の電気容量の温度係数（temperature coefficient of capacitance；ＴＣＣ）を示すように構成されている。例えば、温度が上がることに応じてキャパシタの電気容量が下がる。いくつかの実施の形態では、負のＴＣＣは、大きな負の誘電率の温度係数（temperature coefficient of the dielectric constant；ＴＣＫ）を持つ誘電体を持つキャパシタを用いることで実現できる。本明細書において、「大きな負のＴＣＫ」は、−１，０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな（すなわち、絶対値の大きな）ＴＣＫを意味する。いくつかの実施の形態では、補償キャパシタ１０８は、−４，０００［ｐｐｍ／Ｃ］のＴＣＫを持つチタン酸カルシウム（CaTiO3）を含むセラミックから成る誘電材料を含む。チタン酸カルシウムの誘電率は１６０前後であり、誘電正接（tan-delta；タンデルタ）は０．０００３である。
【００２３】
音響共振器は、バターワース−バン−ダイク（Butterworth-van-Dyke；BVD）等価回路を用いて具現化される。ＢＶＤ等価回路において、互いに直列に接続された抵抗Ｒａ、キャパシタＣａ、およびインダクタＬａを含む直列セグメントと並列に接続されたキャパシタＣ０で、共振器回路は表現される。ＢＶＤ等価回路においては、直列（series）の共振器回路の温度ドリフトは共振周波数ｆｓで参照され、ＣａおよびＬａの影響を受ける。一方、並列（parallel）の共振器回路の温度ドリフトは反共振周波数（anti-resonance frequency）ｆｐで参照され、Ｃａ、Ｃ０、およびＬａの影響を受ける。Ｒａは共振器回路の損失をモデル化する。
【００２４】
ＣＣを追加しても音響共振器回路１００の共振周波数は変化しないが、音響共振器回路１００の反共振周波数を低くする。反共振周波数においてインピーダンスが極大となり、共振周波数においてインピーダンスが極小となる。反共振周波数は以下の式（１）で与えられる。
【数１】
【００２５】
ｆｐのＣＣに関する微分係数は、以下の式（２）で与えられる。
【数２】
【００２６】
式（２）はさらに、次式（３）で近似される相対変動を表現している。
【数３】
【００２７】
実効的な結合係数がＫ２ｅｆｆである音響共振器は、周波数比は以下の式（４）と等しい。
【数４】
【００２８】
補償キャパシタ自身の温度依存性は、以下の式（５）で与えられる。
【数５】
【００２９】
ここで、ＣＣ０は、補償キャパシタ１０８の室温における初期の電気容量である。
【００３０】
温度補償の効果を説明するために、音響共振器１０４が、初期の結合係数が６．５％であるＢＡＷ共振器の例を考える。最初、音響共振器１０４は温度ドリフトを持っていないと仮定する。この例ではＣＣはＣ０の１／４である。ｆｐのシフトは以下の式で表される。
【数６】
【数７】
【数８】
【００３１】
式（８）は、ｆｐはこの場合およそ＋１６［ｐｐｍ／Ｃ］シフトすることを示している。典型的なＢＡＷフィルタは、ＴＣＦのおよそ−１５〜−１７［ｐｐｍ／Ｃ］を示す。したがって、本実施の形態において音響共振器回路１００の反共振周波数は温度安定（temperature stable）である。
【００３２】
本実施の形態に係る補償キャパシタ１０８の挿入は、結合係数を、初期の結合係数である６．５％からおよそ５．３％まで減少させる。このような結像係数の損失は、他の温度補償を達成しようとする方法と比較して小さく、また許容できる損失の範囲内である。
【００３３】
音響共振器１０４における直列の共振の温度ドリフトはＣａおよびＣＬに支配される。したがって、上述の計算中のＣ０の温度依存性は無視できる。
【００３４】
図１（ｂ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１１２を示す図である。共振器回路１１２は、温度補償キャパシタ１２０と直列に接続された音響共振器１１６を含む。
【００３５】
共振器回路１１２の温度補償は、反共振周波数の温度ドリフトではなく共振周波数の温度補償に作用することを除いて、音響共振器回路１００の温度補償と同様である。
【００３６】
音響共振器１１６が上述したＢＡＷ共振器と同様の性質を持つＢＡＷ共振器であると仮定すると、この実施の形態の補償キャパシタは、音響共振器１１６の静電容量Ｃ０のおよそ４倍の値を持つ。この実施の形態では、音響共振器１１６と直列に補償キャパシタを置くことによって、共振器回路１１２の共振周波数は温度安定となる。結合係数の低下は上述したものと同様である。
【００３７】
図１（ｃ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１２４を示す図である。共振器回路１２４は、温度補償キャパシタ１３２と直列に接続された音響共振器１２８と、さらに温度補償キャパシタ１３２と並列に接続された音響共振器１３６とを含む。
【００３８】
共振器回路１２４の温度補償は、共振周波数と反共振周波数との両方を補償する。しかしながら、共振器回路１２４は音響共振器回路１００および／または共振器回路１１２の結合係数よりもさらに低下する。
【００３９】
図１（ｄ）は、種々の実施の形態に係る温度補償された共振器回路１３８を示す図である。共振器回路１３８は、可変キャパシタ１４２と直列に接続され、および／または可変キャパシタ１４４と並列に接続された音響共振器１４０を含む。可変キャパシタ１４２および／または１４４は、可変キャパシタ１４２および／または１４４のひとつまたは両方を、上述したＴＣＣと同様に振る舞うように制御するアクティブ制御回路１４６と接続されている。アクティブ制御回路１４６によって提供されるアクティブ制御は、大きな負のＴＣＫの誘電体を持つキャパシタに関して上述した温度補償と同様となるようにエミュレート（emulate；模倣する）。アクティブ制御回路１４６は、制御論理回路１４８と検出装置１５０とを含む。検出装置１５０は音響共振器１４０の温度を検出し、制御論理回路１４８は、可変キャパシタ１４２および／または１４４が上述した負のＴＣＣのように振る舞うようにする制御の基礎となるように、検出した温度を用いる。
【００４０】
音響共振器回路１００、１１２、１２４、および１３８はそれぞれ、特定の利用分野に特に適するようにしてもよい。図２および図３は、いくつかのこれらの特定の分野の例を示す図である。
【００４１】
図２は、いくつかの実施の形態に係るはしご型フィルタ２００を示す図である。はしご型フィルタ２００は、低い方のフィルタの減衰特性が「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」である実施の形態で用いられる。これは例えば、はしご型フィルタ２００がＷＣＤＭＡ（wireless code division multiple access）のバンド２または２５のための受信フィルタで用いられる。上述したように、はしご型フィルタ２００は、伝達関数の低い側の一部に関連する要素のための温度補償を考慮して設計されている。
【００４２】
はしご型フィルタ２００は、直列セグメント２０４＿１−５等の多くの直列セグメントを含む。直列セグメント２０４＿２−５はそれぞれ、はしご型フィルタ２００の５つの直列共振器２０８＿１−５のうちの少なくとも１つを持つ。直列共振器２０８＿１および２０８＿２は互いに接続して直列の組（cascaded pair）を構成する。直列共振器２０８はそれぞれ、共通の共振周波数を持つ。
【００４３】
はしご型フィルタ２００は、４つのシャントセグメント（shunt segment）２１２＿１−４を含む。シャントセグメント２１２＿１−４はそれぞれ、はしご型フィルタ２００の４つのシャント共振器２１６＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。シャント共振器２１６＿１と２１６＿４は共通の共振周波数ｆ＿ｓ１を持ち、一方シャント共振器２１６＿２および２１６＿３は、共通の共振周波数ｆ＿ｓ２を持つ。ここで、種々の実施の形態では、ｆ＿ｓ２−ｆ＿ｓ１＝１４［ＭＨｚ］である。
【００４４】
はしご型フィルタ２００は、多数のインダクタ２１８を含む。インダクタ２１８は小さな値を持ち、積層モジュール上のボンドワイヤまはたプリント配線である。
【００４５】
はしご型フィルタ２００は、負のＴＣＣを持つふたつの補償キャパシタＣ＿ｃ１（符号２２０−２）およびＣ＿ｃ２（符号２２０−２）を含む。補償キャパシタ２２０は例えばチタン酸カルシウムを含み、強い負のＴＣＫを提供する。補償キャパシタ２２０の値は、対応するシャントセグメント中の共振器の静電容量に応じて固定の係数が設定される。例えば、Ｃ＿ｃ１はシャント共振器２１６＿２の４倍の静電容量であり、Ｃ＿ｃ２はシャント共振器２１６＿３の４倍の静電容量である。
【００４６】
はしご型フィルタ２００の適用が伝達関数の低い方の部分の温度ドリフトにのみ（または、少なくとも主に）関与しているため、いずれの直列共振器２０８に対する温度補償を提供する必要はない。さらに、伝達関数における低い、重要な意味を持つフィルタの減衰特性の付近部分に最も影響を与えるシャントセグメントのサブセットにのみ、温度補償は望ましい。本実施の形態では、シャントセグメント２１２＿２−３が、伝達関数の関心部分に最大の影響を持つ。したがって、シャントセグメント２１２＿２−３のみが温度補償共振器回路を持つ。これにより、温度補償に関連する接続係数の損失をさらに減少させる。
【００４７】
図３は、種々の実施の形態に係るはしご型フィルタ３００を示す図である。はしご型フィルタ３００は、高い方のフィルタの減衰特性が「重要な意味を持つフィルタの減衰特性」である実施の形態で用いられる。これは例えば、はしご型フィルタ２００がＷＣＤＭＡのバンド２または２５のための送信フィルタで用いられる。したがって、はしご型フィルタ３００は、伝達関数の高い側の一部に関連する要素のための温度補償を考慮して設計されている。
【００４８】
はしご型フィルタ３００は、直列セグメント３０４＿１−５等の多くの直列セグメントを含む。直列セグメント３０４＿２−５はそれぞれ、はしご型フィルタ３００の４つの直列共振器３０８＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。
【００４９】
はしご型フィルタ３００は４つのシャントセグメント３１２＿１−４を含み、それらははしご型フィルタ３００の４つのシャント共振器３１６＿１−４のうちの少なくとも１つを持つ。
【００５０】
はしご型フィルタ３００は多数のインダクタ３１８も含む。これらのインダクタ３１８は小さな値を持ち、積層モジュール上のボンドワイヤまはたプリント配線である。
【００５１】
はしご型フィルタ３００は、強い負のＴＣＫを持つふたつの補償キャパシタＣ＿ｃ１（符号３２０＿１）およびＣ＿ｃ２（符号）３２０＿２）を含む。補償キャパシタ３２０は、例えばチタン酸カルシウムを含み、強い負のＴＣＫを提供する。補償キャパシタ３２０の値は、対応する直列セグメント中の共振器の補償静電容量（compensation capacitance）に応じて固定の係数が設定される。例えば、Ｃ＿ｃ１は直列共振器３０８＿３の補償静電容量の１／４倍であり、Ｃ＿ｃ２は直列共振器３０８＿４の補償静電容量の１／４倍である。
【００５２】
はしご型フィルタ３００の適用が伝達関数の高い方の部分の温度ドリフトにのみ（または、少なくとも主に）関与しているため、いずれのシャント共振器３１６に対する温度補償を提供する必要はない。さらに、伝達関数における高い、重要な意味を持つフィルタの減衰特性の付近部分に最も影響を与える直列セグメントのサブセットにのみ、温度補償は望ましい。本実施の形態では、直列セグメント３０４＿３−４が、伝達関数の関心部分に最大の影響を持つ。したがって、直列セグメント３０４＿３−４のみが温度補償共振器回路を持つ。これにより、温度補償に関連する接続係数の損失をさらに減少させる。
【００５３】
本明細書における実施の形態で用いられる補償キャパシタは、フィルタ処理したチップ上の薄膜キャパシタ、回路基板またはパッケージ上に実装された圧膜キャパシタ、または個別部品である。補償キャパシタをフィルタに接続するためにはふたつの配線のみが必要なので、いろいろな実装のバリエーションがある。さらに、上述したようにおよそ１６０というチタン酸カルシウムの高い相対誘電率のおかげで、補償キャパシタは比較的小型である。これにより、これらが様々なフィルタ設計に容易に組み込むことが促進される。
【００５４】
強い負のＴＣＫを持つ物質は、通常は本来的に強誘電体であり、誘電率は小さな電場依存性を持つ傾向がある。このため、電圧の変化が起こる結果として、静電容量の変化をもたらす。このような振る舞いの結果もたらされる非線形な歪みを避けるために、補償キャパシタはペアで用いられ、ふたつの静電容量の電場が逆となるようにする。例えば、図４（ａ）は、実施の形態に係るカスケード構成に配置された補償キャパシタのペア４０４＿１−２を示す図である。ふたつの補償キャパシタ４０４は、互いに極性が逆向きとなるように直列に接続される。具体的には、補償キャパシタ４０４＿１の底面端子４０８＿１と補償キャパシタ４０４＿２の底面端子４０８＿２とが接続される。
【００５５】
他の例として、図４（ｂ）は、実施の形態に係る逆並列（anti-parallel）構成に配置された補償キャパシタのペア４１２＿１−２を示す図である。具体的には、補償キャパシタ４１２＿１の上面端子４１６＿１と補償キャパシタ４１２＿２の底面端子４２０＿２とが同じノード４２４に接続される。
【００５６】
温度補償された共振器を持つフィルタは、例えば図５に示す本発明の種々の実施の形態に係る無線通信装置５００を含む多数の実施の形態で用いられる。種々の実施の形態では、限定はしないが、無線通信装置５００は携帯電話、ページング装置（paging device）、ＰＤＡ（personal digital assistant）、テキストメッセージ装置、ポータブルコンピュータ、基地局、レーダー、衛星通信装置、またはＲＦ信号を無線送信および／または無線受信可能な任意の他の装置である。
【００５７】
無線通信装置５００は、アンテナ構造５０４、デュプレクサ５０８、送受信機５１２、メインプロセッサ５１６、およびメモリ５２０を含み、これらは少なくとも図に示すもの同士接続されている。
【００５８】
メインプロセッサ５１６は、メモリ５２０に格納されている基本オペレーティングシステムプログラムを実行し、無線通信装置５００を統括的に制御する。例えば、メインプロセッサ５１６は、送受信機５１２による信号の受信および信号の送信を制御する。メインプロセッサ５１６は、メモリ５２０に常駐する他の処理およびプログラムを実行可能であり、実行中の処理の要求によってメモリ５２０内にデータを移動したり、メモリ５２０の外にデータを移動したりすることができる。
【００５９】
送受信機５１２は、デュプレクサ５０３とアンテナ構造５０４とを介してＲＦ信号を送信して発信データを通信するための送信機５２４を含む。送受信機５１２は、加えて／代えて、デュプレクサ５０３とアンテナ構造５０４とを介してＲＦ信号を受信して受信データを通信するための受信機５２８を含む。送信機５２４と受信機５２８とは、それぞれフィルタ５３２と５３６とを含む。フィルタ５３２と５３６とは、それぞれのフィルタが採用された効用を享受するための温度補償された共振器回路を選択している。例えば、種々の実施の形態では、フィルタ５３２ははしご型フィルタ２００と同様であり、フィルタ５３６ははしご型フィルタ３００と同様である。
【００６０】
種々の実施の形態において、アンテナ構造５０４は、例えばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、およびＲＦ信号のＯＴＡ送信／受信に適した他の任意のアンテナを含む、１以上の指向性および／または無指向性のアンテナである。
【００６１】
ここでは特定の実施の形態を示して説明してきた。当業者であれば、本願発明の範囲を逸脱しない範囲で、同じ目的を達成すると予想された様々な代替的および／または同等な実施の形態または実装が、ここに示されて説明された実施の形態に置き換えられてもよいことを理解するであろう。当業者であれば、実施の形態が様々方法によって実装されてもよいことを容易に理解するであろう。本出願では、本明細書中で説明した実施の形態のあらゆる改変または変形をカバーすることが意図されている。したがって、実施の形態は特許請求の範囲およびこれと同等なものによってのみ限定されることがはっきりと意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波の形態と電気的な形態との間のエネルギーを変換する音響共振器と、
負の電気容量の温度係数（negative temperature coefficient of capacitance）を示すキャパシタとを備え、
前記キャパシタは、前記音響共振器と接続されており、前記音響共振器の共振周波数または反共振周波数（anti-resonance frequency）の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャパシタは前記音響共振器と並列に接続され、前記音響共振器の反共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
他のキャパシタが前記音響共振器と直列に接続され、前記音響共振器の共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記キャパシタは前記音響共振器と直列に接続され、前記音響共振器の共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記キャパシタは、高い負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記誘電体はチタン酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記高い負の誘電率の温度係数は、−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さいことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記高い負の誘電率の温度係数は、およそ−４０００［ｐｐｍ／Ｃ］であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記キャパシタは可変キャパシタであり、本装置はさらに、
前記音響共振器の温度を検出する検出装置と、
検出した温度に基づいて、前記可変キャパシタが前記負の電気容量の温度係数を示すように制御する制御回路とを持つアクティブ制御回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
カスケード構成で前記キャパシタと直列に接続し、前記共振周波数または前記反共振周波数の温度ドリフトをさらに補償する他のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
逆並列構成で前記キャパシタと接続し、前記共振周波数または前記反共振周波数の温度ドリフトをさらに補償する他のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
複数の直列セグメントと、
複数のシャントセグメントとを含み、
前記複数の直列セグメントの個々の直列セグメントは温度補償されていない直列共振器を持っており、
前記複数のシャントセグメントの個々のシャントセグメントはシャント共振器を持っており、
前記複数のシャントセグメントは、温度補償されている１以上のシャント共振器を含むことを特徴とするフィルタ。
【請求項１３】
前記複数のシャントセグメントは、
温度補償されていない第１のシャント共振器のサブセットと、
温度補償されている１以上のシャント共振器を含む第２のシャント共振器のサブセットとを含むことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１４】
前記温度補償されているシャント共振器は、前記フィルタの伝達関数のフィルタの減衰特性のうち低い方のフィルタの減衰特性と近接する部分の温度ドリフトを補償することを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１５】
前記複数のシャントセグメントのうちの第１のシャントセグメントは共振器回路を含み、当該共振器回路は、前記１以上のシャント共振器のうちのひとつのシャント共振器と、当該シャント共振器と直列に接続するキャパシタとを含むことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１６】
前記キャパシタは、およそ−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項１５に記載のフィルタ。
【請求項１７】
複数のシャントセグメントと、
複数の直列セグメントとを含み、
前記複数のシャントセグメントの個々のシャントセグメントは温度補償されていないシャント共振器を持っており、
前記複数の直列セグメントの個々の直列セグメントは直列共振器を持っており、
前記複数の直列セグメントは、温度補償されている１以上の直列共振器を含むことを特徴とするフィルタ。
【請求項１８】
前記複数の直列セグメントはさらに、
温度補償されていない第１の直列共振器のサブセットと、温度補償されている１以上の直列共振器を含む第２の直列共振器のサブセットとを含むことを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項１９】
前記温度補償されている１以上の直列共振器は、前記フィルタの伝達関数のフィルタの減衰特性のうち高い方のフィルタの減衰特性と近接する部分の温度ドリフトを補償することを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項２０】
前記複数の直列セグメントのうちの第１の直列セグメントは共振器回路を含み、当該共振器回路は、
前記１以上の直列共振器のうちのひとつの直列共振器と、
前記直列共振器と並列に接続するキャパシタとを含むことを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項２１】
前記キャパシタは、およそ−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２２】
アンテナ構造と、
前記アンテナ構造と接続し、高周波信号（radio frequency signal）を受信または送信する送受信機とを備え、
前記送受信機は、音波の形態と電気的な形態との間のエネルギーを変換する音響共振器を持つ温度補償されている共振器回路を持つフィルタを含み、
負の電気容量の温度係数を示すキャパシタをさらに備え、
前記キャパシタは、前記音響共振器と接続されており、前記音響共振器の共振周波数または反共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償し、
前記送受信機と接続し、前記送受信機によって送信または受信される高周波信号を通してデータを送信または受信するプロセッサをさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記送受信機は前記フィルタを持つ送信機を含み、前記温度補償されている共振器回路は前記音響共振器を持つシャントセグメントと前記キャパシタとをさらに備え、
前記音響共振器は前記キャパシタと直列に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記送受信機は前記フィルタを持つ受信機を含み、前記温度補償された共振器回路は前記音響共振器を持つ直列セグメントと前記キャパシタとをさらに備え、
前記音響共振器は前記キャパシタと並列に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項１】
音波の形態と電気的な形態との間のエネルギーを変換する音響共振器と、
負の電気容量の温度係数（negative temperature coefficient of capacitance）を示すキャパシタとを備え、
前記キャパシタは、前記音響共振器と接続されており、前記音響共振器の共振周波数または反共振周波数（anti-resonance frequency）の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記キャパシタは前記音響共振器と並列に接続され、前記音響共振器の反共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
他のキャパシタが前記音響共振器と直列に接続され、前記音響共振器の共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記キャパシタは前記音響共振器と直列に接続され、前記音響共振器の共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記キャパシタは、高い負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記誘電体はチタン酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記高い負の誘電率の温度係数は、−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さいことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記高い負の誘電率の温度係数は、およそ−４０００［ｐｐｍ／Ｃ］であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記キャパシタは可変キャパシタであり、本装置はさらに、
前記音響共振器の温度を検出する検出装置と、
検出した温度に基づいて、前記可変キャパシタが前記負の電気容量の温度係数を示すように制御する制御回路とを持つアクティブ制御回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
カスケード構成で前記キャパシタと直列に接続し、前記共振周波数または前記反共振周波数の温度ドリフトをさらに補償する他のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
逆並列構成で前記キャパシタと接続し、前記共振周波数または前記反共振周波数の温度ドリフトをさらに補償する他のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
複数の直列セグメントと、
複数のシャントセグメントとを含み、
前記複数の直列セグメントの個々の直列セグメントは温度補償されていない直列共振器を持っており、
前記複数のシャントセグメントの個々のシャントセグメントはシャント共振器を持っており、
前記複数のシャントセグメントは、温度補償されている１以上のシャント共振器を含むことを特徴とするフィルタ。
【請求項１３】
前記複数のシャントセグメントは、
温度補償されていない第１のシャント共振器のサブセットと、
温度補償されている１以上のシャント共振器を含む第２のシャント共振器のサブセットとを含むことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１４】
前記温度補償されているシャント共振器は、前記フィルタの伝達関数のフィルタの減衰特性のうち低い方のフィルタの減衰特性と近接する部分の温度ドリフトを補償することを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１５】
前記複数のシャントセグメントのうちの第１のシャントセグメントは共振器回路を含み、当該共振器回路は、前記１以上のシャント共振器のうちのひとつのシャント共振器と、当該シャント共振器と直列に接続するキャパシタとを含むことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１６】
前記キャパシタは、およそ−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項１５に記載のフィルタ。
【請求項１７】
複数のシャントセグメントと、
複数の直列セグメントとを含み、
前記複数のシャントセグメントの個々のシャントセグメントは温度補償されていないシャント共振器を持っており、
前記複数の直列セグメントの個々の直列セグメントは直列共振器を持っており、
前記複数の直列セグメントは、温度補償されている１以上の直列共振器を含むことを特徴とするフィルタ。
【請求項１８】
前記複数の直列セグメントはさらに、
温度補償されていない第１の直列共振器のサブセットと、温度補償されている１以上の直列共振器を含む第２の直列共振器のサブセットとを含むことを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項１９】
前記温度補償されている１以上の直列共振器は、前記フィルタの伝達関数のフィルタの減衰特性のうち高い方のフィルタの減衰特性と近接する部分の温度ドリフトを補償することを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項２０】
前記複数の直列セグメントのうちの第１の直列セグメントは共振器回路を含み、当該共振器回路は、
前記１以上の直列共振器のうちのひとつの直列共振器と、
前記直列共振器と並列に接続するキャパシタとを含むことを特徴とする請求項１７に記載のフィルタ。
【請求項２１】
前記キャパシタは、およそ−１０００［ｐｐｍ／Ｃ］よりもさらに小さな負の誘電率の温度係数を持つ誘電体を含むことを特徴とする請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２２】
アンテナ構造と、
前記アンテナ構造と接続し、高周波信号（radio frequency signal）を受信または送信する送受信機とを備え、
前記送受信機は、音波の形態と電気的な形態との間のエネルギーを変換する音響共振器を持つ温度補償されている共振器回路を持つフィルタを含み、
負の電気容量の温度係数を示すキャパシタをさらに備え、
前記キャパシタは、前記音響共振器と接続されており、前記音響共振器の共振周波数または反共振周波数の温度ドリフトを少なくとも部分的に補償し、
前記送受信機と接続し、前記送受信機によって送信または受信される高周波信号を通してデータを送信または受信するプロセッサをさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記送受信機は前記フィルタを持つ送信機を含み、前記温度補償されている共振器回路は前記音響共振器を持つシャントセグメントと前記キャパシタとをさらに備え、
前記音響共振器は前記キャパシタと直列に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記送受信機は前記フィルタを持つ受信機を含み、前記温度補償された共振器回路は前記音響共振器を持つ直列セグメントと前記キャパシタとをさらに備え、
前記音響共振器は前記キャパシタと並列に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９８９９１（Ｐ２０１３−９８９９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２４０５８８（Ｐ２０１２−２４０５８８）
【出願日】平成２４年１０月３１日（２０１２．１０．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９９０３４５９４）トライクイント・セミコンダクター・インコーポレイテッド (17)
【氏名又は名称原語表記】ＴｒｉＱｕｉｎｔ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２３００ ＮＥ Ｂｒｏｏｋｗｏｏｄ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，Ｏｒｅｇｏｎ ９４１２４，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４０５８８（Ｐ２０１２−２４０５８８）
【出願日】平成２４年１０月３１日（２０１２．１０．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
【出願人】（５９９０３４５９４）トライクイント・セミコンダクター・インコーポレイテッド (17)
【氏名又は名称原語表記】ＴｒｉＱｕｉｎｔ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２３００ ＮＥ Ｂｒｏｏｋｗｏｏｄ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，Ｏｒｅｇｏｎ ９４１２４，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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