共振周波数をチューニングする装置及び方法

 

共振周波数をチューニングする種々の装置及び方法が開示される。ある幾つかの実施形態では、無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極と;前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔と;前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子と;を備える装置が提供される。前記グラフェン箔は圧電特性を有する。またある幾つかの実施形態では、装置の少なくとも1つの入力電極によって無線信号を受信することと;前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を前記装置に提供することと;圧電特性を有するグラフェン箔によって、前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換することとを含む、方法。
【選択図】図5b

 

 

本発明は、共振器の共振周波数をチューニングする装置に関する。本発明はまた、共振器の共振周波数をチューニングする方法に関する。
背景
本節では、特許請求の範囲で記載される本発明の背景や関連について説明する。本願での説明は追求されうる概念を含むこともあるが、必ずしも既に着想または追求されてきたものだけを含むわけではない。したがって、本願中で特段の指示がない限り、本節で記述される内容は、本願の明細書および特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本節で記述されていることのみをもって先行技術と認定してはならない。
現在の無線通信環境は、標準・非標準の両方を含む多数の無線通信方式の使用で多様化している。ユーザデバイスは、複数の異なる無線通信方式で通信できる機能を有することもできる。こうした無線通信方式には、例えばGSM(登録商標)やGPRS/EDGE、ブルートゥース、無線LAN、UMTS及びその進化版であるHSDPA、LTE及びLTE−A等がある。加えて、今後のユーザデバイスには、コグニティブ無線(cognitive radio)やソフトウェア無線(software-defined radio,SDR)等の概念が実装され得る。コグニティブ無線とは、特定の無線環境を感知できる無線デバイスを示し、感知した無線環境に最適となり得る無線通信方式及び無線通信パラメータを選択するという一般概念である。
携帯送受信機では、フロントエンドモジュール(FEM)が、1つ又は複数のアンテナを1つ又は複数のマルチシステム送受信機エンジンに接続する手段を提供する。スイッチ及びフィルタによって、接続される広帯域/マルチバンドアンテナの周波数選択が行われることもある。
さらに多くのシステムが携帯デバイスに追加されることになると、現在のソリューションでは適用不可能になったとき、それによる損失、サイズ及び/又はコストの代償は飛躍的に増える可能性がある。
摘要
幾つかの実施形態は、圧電特性を有するグラフェンを用いるフィルタを利用する。実施形態によっては、この着想とは、グラフェンから電子機械的素子を形成し、それが圧電特性を提供するようにグラフェン材料を変更することである。したがって、こうしたフィルタが、例えば無線周波数信号用フィルタや発振器用共振器等として使用されてもよい。
本発明の種々の態様は、詳細な説明に提示されている。
第1の態様によれば、次の装置、即ち、
無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極及び第2の入力電極と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔と;
前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子と;
を備え、
前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
装置が提供される。
第2の実施例によれば、次の方法、即ち、
無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極を提供することと;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔を提供することと;
前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子を提供することと;
を含み、
前記グラフェン箔は圧電特性を有する、方法が提供される。
第3の態様によれば、次の装置、即ち、
無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極を提供する手段と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔を提供する手段と;
前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子を提供する手段と;
を備え、
前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
装置が提供される。
第4の態様によれば、次の装置、即ち、
受信する周波数帯域を選択する制御要素と;
無線信号を受信するアンテナと;
後段の処理で前記選択された周波数帯域の範囲内の無線信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと
を備える装置であって、前記バンドパスフィルタはマイクロメカニカル共振器を備え、前記マイクロメカニカル共振器は:
前記アンテナから前記無線信号を受け取る少なくとも1つの入力電極と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換する、圧電特性を有するグラフェン箔と;
前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子と;
を備え、
さらに前記装置は、前記マイクロメカニカル共振器の共振周波数を前記選択された周波数帯域に合わせるようにチューニングするバイアス電圧を、前記マイクロメカニカル共振器に提供するように構成される、
装置が提供される。
グラフェンベースの圧電フィルタを利用することによって、1つ又は少数のフィルタのみで多数の携帯通信システム(帯域)に対応することができる。その上、こうした1つ又は複数のフィルタは極めて容易に組み込むことができる。
本発明の例示的実施形態をより詳細に理解するために、次の添付図面と合わせて以下の説明を参照されたい。
例示的実施形態に従う装置のブロック図を示す。
例示的実施形態に従う装置を示す。
複数の装置、ネットワーク及びネットワーク要素を含む無線通信の構成例を示す。
例示的実施形態に従う送受信機の無線周波数(RF)要素及び中間周波数(IF)要素のブロック図を示す。
例示的実施形態に従う第1及び第2のバンドパスフィルタの簡易ブロック図を示す。
別の例示的実施形態に従う第1及び第2のバンドパスフィルタの簡易ブロック図を示す。
例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いている。
図5aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。
別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いている。
図6aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。
また別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いている。
図7aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。
さらに別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いている。
図8aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。
図8a及び8bのマイクロメカニカル共振器から変更されたマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いている。
図8cのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。
例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の等価電気回路を示す。
例示的実施形態に従う容量圧電共振器の等価電気回路を示す。
例示的実施形態のマイクロメカニカル共振器におけるバイアス電圧とバンドパス周波数との間の依存関係の例を示す。
実施形態の詳細な説明
以下の実施形態は例として提示されている。本明細書では複数の箇所で「ある」、「特定の」、又は「幾つかの」実施形態(複数の場合もある)について言及されているが、こうした言及の各々が同一の(1つ又は複数の)実施形態を言及していることを必ずしも意味するものではない。また、そこでの特徴がある単一の実施形態にのみ適用することを必ずしも意味するものではない。別々の実施形態におけるそれぞれの特徴は、他の実施形態を提供するために組み合わせられてもよい。
現在、1本のアンテナによる帯域選択がデジタル制御スイッチで行われており、このスイッチが使用されるべきフィルタと「パイプ」を規定している。これは固定化されたアプローチであって、微調整や成分変動補償を有していない。このアプローチは一部の周波数及びシステム帯域では問題にはならないかもしれないが、帯域/システムの数が増加すると破綻する恐れがある。一方、微調整及び成分変動補償を適合させるアンテナは、別個の回路及びロジックで取り扱われてもよい。こうしたフロントエンドチューナは複雑化する(コスト及びサイズの問題)のみならず、性能も相当緩やかなものに陥る可能性もある。
無線回路では、所望する送受信周波数帯域を選択するために周波数フィルタが使用されてもよい。多くの実施形態では、可変基本周波数を有する圧電フィルタを使用することができる。携帯デバイスや他の無線通信デバイスのような家電用の無線周波数(RF)フィルタ及び周波数基準素子では、できるだけ少ないフィルタで多様な通信システムの異なる周波数帯域に対応できるように、単一チップに実装される無線周波数ソリューションが検討される。このソリューションを可能にするために、サイズや消費電力、価格も検討される必要がある。
圧電共振器は静電変換されるマイクロメカニカル共振器の一種である。圧電共振器では、小型の板状の素子が変動する電気信号を機械振動に変換し、板状素子が振動することになる。マイクロメカニカル共振器は、電気信号に対して、その周波数がマイクロメカニカル共振器の共振周波数に近い場合、周波数が共振周波数から外れている場合と比べて非常に小さいインピーダンスを持つ。したがって、このメカニカル共振器は、例えばバンドパスフィルタとして使用することができる。
マイクロメカニカル共振器はMEMS(micro-electromechanical system)やNEMS(nano-electromechanical system)の一例であり、例えば共振器の大きさに応じて区別される。
多くの静電変換マイクロメカニカル共振器に対する実装上の制約は、こうした共振器が数百kΩもの大きな運動抵抗値を持つことである。これにより、これら静電デバイスと、例えばインピーダンスが約50Ωの無線周波数システムや、約10Ωのインピーダンスレベルしかないアンテナとのインタフェースが複雑になる可能性がある。
実施形態によっては、共振器にグラフェンを利用することによって、前述の実装上の制約が削減されたり取り除かれたりすることもある。実施形態によっては、グラフェンが圧電に使われ、圧電グラフェンベースの共振器が無線通信の周波数フィルタとして使用されてもよい。限定するものではないが、これは特に、パワーアンプ(PA)又は送信機とアンテナとの間、及び/又は受信機の低ノイズアンプとアンテナとの間のフロントエンドに使用されてもよい。
以下では、グラフェンを備えるマイクロメカニカル共振器に関する幾つかの例示的実施形態を、図5aから図8bまでを参照しながらより詳しく説明する。図5aは、マイクロメカニカル共振器200のある例示的実施形態を上面図として描いている。図5bには、図5aのマイクロメカニカル共振器200の断面A−Aが描かれている。マイクロメカニカル共振器200は、電気信号を受け取る入力電極202・204と、電気信号を出力する出力電極206・208を備える。電気信号はマイクロメカニカル共振器200を通過し、及び/又はマイクロメカニカル共振器200によって生じる。マイクロメカニカル共振器200は更に、入力電極202・204の間、及び出力電極206・208の間に配置されたグラフェン箔210を備える。この実施形態では、グラフェン箔210は電極202−208と電気接続しておらず、電極から離隔されている。こうした離隔は、例えば図5bから分かるように、電極202−208の各々とグラフェン箔210との間に配置された誘電体サポート212によって成されてもよい。こうして、誘電体サポート212が入力電極とグラフェン箔を離隔し、電極202−208とグラフェン箔210との間に間隙が形成される。ここで、第1の入力電極202とグラフェン箔210との間の間隙と、第2の入力電極204とグラフェン箔210との間の間隙が等しくある必要はなく、互いに異なっていてもよいことに留意しなくてはならない。これに対応して、第1の出力電極206とグラフェン箔210との間の間隙と、第2の出力電極208とグラフェン箔210との間の間隙が等しくある必要はなく、互いに異なっていてもよいことにも留意しなくてはならない。実施形態によっては、グラフェン箔210が曲げられないようにするために、第1の入力電極202とグラフェン箔210との間の間隙と、第1の出力電極206とグラフェン箔210との間の間隙が実質的に等しく、及び/又は、第2の入力電極204とグラフェン箔210との間の間隙と、第2の出力電極208とグラフェン箔210との間の間隙が実質的に等しい。
電極202−208は、グラフェンや金属、又はグラフェンと金属の両方で作られていてもよい。
マイクロメカニカル共振器200は、グラフェン箔210と電極202−208との間に追加の誘電体シールド214を備えていてもよい。グラフェン箔210が動かないとき、即ち振動しないとき、誘電体シールド214がグラフェン箔210に接触しないように、誘電体シールド214は誘電体サポート212と電極202−208との間に配置されてもよい。誘電体シールド214の目的の一つは、グラフェン箔210が振動するときのグラフェン箔と電極202−208の短絡を防止することである。すなわち、電極202−208は完全に平坦な(滑らかな)面を持たなくてもよい。しかも電極には凹凸があって、グラフェン箔210と電極202−208間の距離(間隙)が位置により異なっていてもよい。誘電体シールド214の別の目的は、グラフェン箔210と誘電体サポート212によって定められる空間を気密にすることである。その空間を真空にすることもできる。こうした真空状態は、マイクロメカニカル共振器200の電気機械的特性を改善することができる。
誘電体サポート212間へのグラフェン箔210の配置は、誘電体サポート212間の圧力下にグラフェン箔210が残留するような方法で実装されてもよい。この圧力は、第1の入力電極202と第2の入力電極204間の距離も、第1の出力電極206と第2の出力電極208間の距離も縮めることができる。この圧力はまた、マイクロメカニカル共振器200の機械変換効率を高め、グラフェン箔210を圧電物質に変えることができる。
グラフェン箔210を圧電物質にするための別種の方法も存在する。例えば、グラフェン箔210の所定の位置を貫通する穴が形成されるように、グラフェン箔210が機械加工されてもよい。実施形態によっては、こうした穴は三角形でもよく、他の形状が用いられてもよい。また、加工は必ずしも機械的なものでなくてもよく、エッチングのような他の適切な方法によって穴が設けられてもよい。
機械加工に加えて、又は代替として、グラフェン箔210が化学的に処理されてもよい。例えば、グラフェン箔210の圧電性を引き出すために、グラフェン箔210に特定種の原子がドープされてもよい。例えば、グラフェン箔210の片側又は両側にリチウムや水素、カリウム、及び/又はフッ素がドープされてもよい。グラフェン箔210の圧電特性は、原子がグラフェン箔210の特定位置に選択的に配置され、他の位置にはドープされないようにするパターンドーピングによっても影響を受ける。
グラフェン箔210を前述のように処理すると、高められた電気機械結合により、50Ω回路等に対するマイクロメカニカル共振器200のインピーダンス整合を改善することができる。したがって、こうしたマイクロメカニカル共振器200は、送信機及び/又は受信機のフロントエンドで、例えばアンテナとアンプ間のフィルタとして使用することができる。
図5a及び5bの例示的マイクロメカニカル共振器200の動作は次の通りでもよい。電気信号は入力電極202・204に入力されると、この電気信号が入力電極202・204間に電界を誘起する。この電界によって、グラフェン箔210の形状が変形されたり曲げられたりする。グラフェン箔210は、とりわけグラフェン箔210の大きさと圧電特性に依存する所定のばね定数を持つ。そしてグラフェン箔210は、振動するようになる共振周波数を持つ。入力信号の周波数がグラフェン箔210の共振周波数に近い場合、その周波数でグラフェン箔210が振動し始める。換言すれば、その電気信号が機械的運動に変換されたことになる。グラフェン箔210の振動によって、出力電極206・208間にグラフェン箔210の振動周波数の交流電界が誘起される。出力電極206・208に発生した電気信号は、デバイスのさらなるステージに供給されてもよい。
ここで、実施形態によっては、こうした電気信号が両方の入力電極202・204に入力される必要はなく、それらの一方にのみ入力されるのでもよいことを記述しておく。一方の電極のみ入力される場合、もう一方の入力電極は、例えばコモングランドや0ボルト、又は他の電圧に接続されてもよい。これに対応して、発生した電気信号は出力電極206・208の一方から出力されてもよく、もう一方の出力電極は、例えばコモングランドや0ボルト、又は他の電圧に接続されてもよい。
入力信号の周波数が共振周波数から外れている場合、グラフェン箔210は振動を始めない。あるいは、周波数が共振周波数近傍にある状況と比べて小さい振動をする。この場合、出力電極206・208間には電気信号は全く生じないか微弱信号が生じる。こうして、メカニカル共振器200は共振周波数近傍の電気信号を通過させ、それ以外の信号は遮断又は減衰させる。この種の動作はバンドパスフィルタリングと呼ばれる。この帯域通過の急峻性は、とりわけマイクロメカニカル共振器のQ値に依存し、Q値が大きいほど帯域通過のエッジがより急峻になる。
マイクロメカニカル共振器200の共振周波数は、グラフェン箔210に実質的に一定の電界をかけることによって影響を受けてもよい。これは、例えば入力電極202・204に入力信号に加えてバイアス電圧を印加することによって行われてもよい。次いで、バイアス電圧のレベルが、共振周波数を適正値に合わせるために使用されてもよい。バイアス電圧によって、マイクロメカニカル共振器における金属−絶縁体−グラフェン構造の静電容量は、その構造での量子静電容量効果を通じて、電荷密度と共に変化する。
基本(共振)周波数は電界(t)によって変化させることができるため、複数の無線通信帯域で動作可能な携帯通信デバイスのフロントエンドを実装するためには、単一のフィルタ又は少数のフィルタで十分となり得る。また、インピーダンスを50Ω回路に整合させることも可能であり、別個のインピーダンス整合回路も不要である。さらに、マイクロメカニカル共振器200は、効率よくフィルタを利用できるように、即ちフィルタの幅広い選択が可能であるように、十分に大きいQ値を持つ。
マイクロメカニカル共振器の等価回路は図9に示されている。図9において、抵抗Rm、静電容量Cm、インダクタンスLmはそれぞれ次式で表わすことができる:
[式1]

ここで、k及びmはそれぞれ実効ばね定数及び質量であり、共振器の構造に依存する。ηは電気機械変換係数である。変換係数ηは次のように定義される:
[式2]
ここで、udcはバイアス電圧、Aelは電極面積(平面構造と仮定する)、εは誘電率、dは電極202−208の機械的圧力によって最小化された初期電極ギャップである。 実施形態によっては、2つ以上のマイクロメカニカル共振器が、例えば直列又は並列に接続して組み合わせられてもよい。さらに実施形態によっては、直列接続と並列接続の両方が使用されてもよい。ある実施例として、帯域通過周波数が僅かに異なる2つのマイクロメカニカル共振器が直列接続したものを検討する。この種の接続では、このマイクロメカニカル共振器の組合せの通過帯域は個々の共振器の通過帯域よりも広く、実施形態によっては有利となり得る。
以下では、マイクロメカニカル共振器に関するその他の例示的実施形態をより詳しく説明する。図6aは別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いており、図6bは図6aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。この実施形態では、マイクロメカニカル共振器200はリング形状を有し、このリングの第1のハーフリングはマイクロメカニカル共振器200の入力部220を備え、第2のハーフリングはマイクロメカニカル共振器200の出力部222を備える。入力部220及び出力部222は、図5a及び5bの例示的実施形態の場合と同様に間隙224で離隔されている。
図7aは、また別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いており、図7bは図7aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。この実施形態では、マイクロメカニカル共振器200は、図5a及び5bのマイクロメカニカル共振器200の構造に類似しているが、このマイクロメカニカル共振器200では入力電極202・204と出力電極206・208との間にバイアス電極230・232も備える点が異なる。バイアス電極230・232の目的は、マイクロメカニカル共振器200にバイアス電圧をかけることである。これにより、入力信号とバイアス電圧を互いに分けておくことが可能となり、バイアス電圧の制御を容易にすることができる。さらに、別個のバイアス電極230・232を使用しない場合と比べて高いバイアス電圧を使うこともできる。この実施形態では、周波数チューニング範囲もまた、バイアス電圧が入力電極202・204又は出力電極206・208を介してかけられる実施形態と比べて広くなる。
ここで、実施形態によっては、こうしたバイアス電圧が両方のバイアス電極230・232にかけられる必要はなく、それらの一方にのみかけられるのでもよいことを記述しておく。一方の電極のみにかけられる場合、もう一方のバイアス電極は、例えばコモングランドや0ボルト、又は他の電圧に接続されてもよい。
図8aは、さらに別の例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器の実施例を上面図として描いており、図8bは図8aのマイクロメカニカル共振器の断面を描いている。この実施形態では、バイアス電極230・232が信号電極として使用されてもよい。この実施形態のマイクロメカニカル共振器200は出力電極を持たず、例えば発振器の(水晶)振動素子やノッチフィルタ等としてマイクロメカニカル共振器200が使用されてもよい。
図8c及び8dは、図8a及び8bの実施例の変形を、それぞれ上面図及び断面図として描いている。この変形例では、グラフェン箔210は片端でしか支えられておらず、もう片端には支えが無い。これは、グラフェン箔210が向かい合う両端で支えられる実施形態と比べて、グラフェン箔210の振動の制約を小さくすることができる。
図8aから8dの実施形態では、グラフェン箔210上方の誘電体サポート212及び誘電体シールド214と、それぞれに対応するグラフェン箔210下方の誘電体サポート212及び誘電体シールド214は、同一の材料で形成されてもよく、一体にすることもできる(一体にするとは即ち、グラフェン箔210上方の素子を一体にし、グラフェン箔210下方の素子を別に一体で形成することである)。あるいは、これらが別々の素子として形成され、その後組み合わせられて、図8b及び8dに示すような構造となるように誘電絶縁体と誘電体サポートを形成してもよい。
前述の例示的実施形態は、グラフェン箔210を備えるマイクロメカニカル共振器を実装するときに使用され得る構造及び形状についての単なる例示であって、非限定的な実施例を示している。形状は方形やリング形状と異なるものでもよい。例えば、形状が閉じた円形(即ち、円の中心に穴がないもの)や楕円形、三角形等に類似していてもよい。
グラフェン箔210は1層のグラフェン(単層グラフェン)を含むものでもよく、2、3、4又はそれ以上の層といった複数層のグラフェン(多層グラフェン)を含んでもよい。
マイクロメカニカル共振器200の大きさも、実装毎に異なっていてもよい。実施形態によっては、マイクロメカニカル共振器200の長さ及び幅が数マイクロメートルや数十マイクロメートル、数百ナノメートル等でもよい。グラフェン箔210と誘電体シールド214との間の間隙は数ナノメートルでもよく、例えば50nm未満、40から50nmの間、40nm未満でもよく、あるいは10nm未満で例えば5nmでもよい。こうした狭い間隙は、マイクロメカニカル共振器に使用される圧電材料と比べてグラフェン箔210の表面が非常に滑らかであるために可能になる。
図9aは例示的実施形態に従うマイクロメカニカル共振器200の等価電気回路を示し、図9bは容量圧電共振器の等価電気回路を示している。図9a及び9bでは、静電容量Cg1、Cp1、及びCg2は、それぞれ入力部における第1の入力電極202とグラフェン箔210間の容量、グラフェン箔210の容量、及びグラフェン箔210と第2の入力電極204間の容量を表わす。静電容量Cg3、Cp2、及びCg4は、それぞれ出力部における第1の出力電極206とグラフェン箔210間の容量、グラフェン箔210の容量、及びグラフェン箔210と第2の出力電極208間の容量を表わす。係数ηdriveは、電圧入力である電気的領域のエネルギーが、共振器を振動させる力である力学的領域のエネルギーにどれだけ変換されるかという効率をモデル化している。係数ηsenseは、変位である力学的領域のエネルギーが、電流出力である電気的領域のエネルギーにどれだけ変換されるかという効率をモデル化している。
以下では、マイクロメカニカル共振器を利用する装置に関するいくつかの実装例をより詳しく説明する。
図4aは、例示的実施形態に従う装置100の無線周波数(RF)要素及び中間周波数(IF)要素のブロック図を示している。この非限定的な例示的実施形態では、装置100は送信機と受信機を備える。この種の装置は送受信機と呼ばれる。しかし、マイクロメカニカル共振器は、受信機のみ又は送信機のみを備える装置に具現化されてもよい。
受信機は最初に受信した無線信号を中間周波数に変換し、次いでベースバンドに変換する。他の実施形態では、この中間周波数部分が不要でもよい。そのような受信機は直接変換受信機とも呼ばれ、受信した無線信号を直接ベースバンドに変換する。
図4aの例示的実施形態では、装置は無線周波数信号を受信するアンテナ102を備える。アンテナ102は無線周波数スイッチ(RFスイッチ)105に接続される。無線周波数スイッチ105は、無線周波数信号を受信するときはアンテナ102を受信機部に、無線周波数信号を送信するときは送信機部に、それぞれ切り替えるために使用することができる。実施形態によっては、受信機と送信機にそれぞれ別個のアンテナがあり、無線周波数スイッチ105が不要であってもよい。あるいは、送信周波数と受信周波数をFDD(周波数分割複信)方式で二重化するコンポーネント105があってもよい。
無線周波数スイッチ105は第1のバンドパスフィルタ106の入力125に接続される。第1のバンドパスフィルタ106は、所望する帯域の外の周波数を持つ無線信号を除去又は減衰するために、受信無線信号のフィルタリングを行う。フィルタリングされた信号は、信号を増幅する第1のアンプ108への出力126になってもよい。第1のアンプ108は低ノイズアンプ(LNA)でもよく、無線信号の増幅に適切な別の種類のアンプでもよい。増幅された無線信号は、この無線信号を1つ又は複数のローカル発振器信号LO_0、LO_90、LO_180、LO_270でミキシングすることによって、中間周波数(IF)信号又は直接バンドパス信号に変換されてもよい。これらローカル発振器信号は同一のローカル発振器122又は別のローカル発振器から与えられる。バンドパス信号は第2のアンプ112で増幅され、ローパスフィルタ114でフィルタリングされ、第3のアンプ116で再度増幅されてもよい。バンドパス信号は第3のアンプ116の出力ではアナログ信号であると見做され、更なる処理ステップではデジタル的に処理されるように、アナログ−デジタル変換器118によってデジタル表現(例えば、サンプリング)に変換されてもよい。ここで、更なる処理ステップについては詳述されていないが、通話制御処理やオーディオ信号処理、ビデオ信号処理等のような制御信号処理を含んでもよい。
第1のバンドパスフィルタ106の通過帯域は、第1のバンドパスフィルタ106の入力127でバイアス電圧をかけることによってチューニングされてもよい。バイアス電圧は例えばDC電圧(直流電圧)であり、そのレベルは第1のバンドパスフィルタ106の通過帯域を少なくとも部分的に規定してもよい。制御ロジック120は、バイアス電圧と通過帯域の関係に対するパラメータを有していてもよい。これらのパラメータは、例えば測定によって、又は他の適切な方法によって予め規定されていてもよい。制御ロジック120は、第1のバンドパスフィルタ106の通過帯域が所望の受信帯域にチューニングされるように、受信機でチューニングされるべき帯域に関する情報も有する。
実施形態によっては、装置100は複数の通信システムで動作するように設計されてもよく、通信システムによって使用される周波数帯域が可変であってもよい。例えば、装置100が利用可能にすべき周波数帯域は、900MHz付近や1800MHz付近、2500MHz付近であってもよく、あるいはより高い周波数で例えば5GHz程度までであってもよい。こうして、制御ロジック120は各周波数帯域に対して正しいバイアス電圧を決定することができる。
実施形態によっては、アナログ−デジタル変換が受信機の前段で行われてもよい。例えば、フロントエンドでフィルタリングされたアナログ無線周波数信号がデジタル表現(例えば、サンプリング)に変換され、受信機の他の段階では受信信号のデジタル表現を用いて動作してもよい。
ここで、実施形態によってはベースバンド信号が2つの直交位相信号I(同相)及びQ(直交位相)を含み得ることに留意しなくてはならない。ベースバンド部112−118には、これら2信号に対して別個の信号処理経路が含まれていてもよい。この場合、ローカル発振器122は、それぞれ位相シフトの異なる(即ち、0度、90度、180度及び270度の)4つのローカル発振器信号LO_0、LO_90、LO_180、LO_270を提供する。
図4aは装置の送信機の一部も描いている。送信される信号は送信機の入力130に入れられ、ローカル発振器122からのローカル発振器信号とミキシングされる。ミキシングされた信号はアンプ132で増幅され、第2のバンドパスフィルタ133で通過帯域にフィルタリングされる。こうして、正しい送信周波数の信号が無線周波数スイッチ105を通ってアンテナ102に接続されてもよい。実施形態によっては、別個の送信アンテナ(図示せず)に接続されてもよい。
図4bは、マイクロメカニカル共振器200を備える第1のバンドパスフィルタ106の簡易ブロック図を描いている。この実施形態では、第1のバンドパスフィルタ106は無線信号を受信する入力125やバイアス電圧を受け取るバイアス入力127、無線信号とバイアス電圧を合成する合成器124、フィルタリングされた無線信号を出力する出力126も備える。合成器124はあらゆる適切な電気コンポーネント又は回路でもよく、これによってマイクロメカニカル共振器の入力電極202・204に無線信号だけでなくバイアス電圧も提供されるように、無線信号とバイアス電圧が合成される。ここで、合成器124の出力は入力電極202・204の一方に接続され、入力電極202・204のもう一方は接地されている、即ち0Vに接続されていてもよいという点を記述しておく。図4cは、マイクロメカニカル共振器200を備える第2のバンドパスフィルタ133の簡易ブロック図を描いている。この実施形態では、第2のバンドパスフィルタ133は第1のバンドパスフィルタ106と類似しているが、第1のバンドパスフィルタとは異なるものでもよい。そしてこのバンドパスフィルタにも、無線信号を受信する入力135やバイアス電圧を受け取るバイアス入力137、無線信号とバイアス電圧を合成する合成器134、フィルタリングされた無線信号を出力する出力136が備わっている。
図4d及び4eは、それぞれ第1のバンドパスフィルタ106及び第2のバンドパスフィルタ133の別の実施形態を示している。この実施形態では、マイクロメカニカル共振器200はバイアス電圧を受け取るバイアス電極を備える。ここで、無線信号とバイアス電圧は互いに別々にされており、バンドパスフィルタ106・133に合成器124・134は不要である。
図10は、マイクロメカニカル共振器におけるバイアス電圧とバンドパス周波数との間の関係の例を示す。
結果として、圧電グラフェンを備えるマイクロメカニカル共振器が組み込まれたバンドパスチューニング回路が提供される。この回路は、非常に高いチューニング比を持つ集積回路(IC)等に実装されてもよい。
本発明の多くの実施形態は、フロントエンドのチューニングがソフトウェアによって少なくとも部分的に行われるソフトウェア無線で実装されてもよい。
以下では、本発明の実施形態を実装するための好適な装置及び想定される機構について、さらに詳しく説明する。この観点から、まず、本発明の実施形態に係る受信機フロントエンドを組み込むことができる例示的装置又は電子デバイス50の概略ブロック図である、図1を参照する。
電子デバイス50は例えば、移動端末や無線通信システムにおけるユーザ機器であってもよい。ただし、本発明の実施形態が無線周波数信号の受信を必要とする任意の電子デバイス又は装置に実装できることも理解されよう。
装置50は、デバイスを組込んで保護するハウジング30を備えてもよい。装置50はまた、液晶表示の形態でディスプレイ32を備えてもよい。本発明の他の実施形態では、ディスプレイは画像やビデオを表示するのに適した任意適当なディスプレイ技術によるものでもよい。装置50はまた、キーパッド34を備えてもよい。本発明の他の実施形態では、任意適当なデータインタフェースやユーザインタフェースの機構が用いられてもよい。例えば、ユーザインタフェースはタッチセンサ式ディスプレイに属する仮想キーボードやデータ入力システムとして実装されてもよい。装置はマイクロフォン36や、デジタルまたはアナログ信号の任意適当な音声入力を備えてもよい。装置50はまた、音声出力デバイスを備えてもよく、本発明の実施形態では次の何れか1つでもよい:イヤホン38,スピーカ,アナログ音声またはデジタル音声出力接続。装置50はまた、バッテリ40を備えてもよい(または、本発明の他の実施形態では、太陽電池や燃料電池,時計仕掛けの発電機などの任意適当な携帯エネルギー装置によって電源供給されてもよい)。装置はまた、他のデバイスと短可視距離通信するための赤外線ポート42を備えてもよい。他の実施形態では、装置50はさらに、ブルートゥース無線通信やUSB/FireWire有線接続などの任意適当な短距離通信ソリューションを備えてもよい。
装置50は、装置50を制御するコントローラ56またはプロセッサを備えてもよい。コントローラ56は、本発明の実施形態においてコントローラ56に実装するデータ及び/又は命令を記憶し得るメモリ58に接続されていてもよい。また、コントローラ56はコーデック回路54に接続されてもよい。コーデック回路は、音声および/またはビデオデータの符号化・復号の遂行や、コントローラ56が遂行する符号化・復号を補助するのに適している。
装置50はまた、カードリーダー48とスマートカード46を備えてもよい。例えば、ユーザ情報を提供し、ネットワークでユーザ認証および認可のための認証情報を提供するのに適したUICCおよびUICCリーダーを備えてもよい。
装置50は、コントローラに接続され、無線通信信号を生成するのに適した無線インタフェース回路52を備えてもよい。無線通信は例えば、携帯通信ネットワークや無線通信システム,無線ローカルエリアネットワークでの通信である。また、装置50は無線インタフェース回路52に接続されたアンテナ102を備えてもよい。アンテナは、無線インタフェース回路52で生成された無線信号を他の(1または複数の)装置へ送信し、無線信号を他の(1または複数の)装置から受信する。
本発明の実施形態によっては、装置50は画像を記録又は検出できるカメラを備えてもよい。
図3では、本発明の実施形態において利用可能なシステムの実施例が示されている。システム10は、1つ以上のネットワークを通じて通信できる複数の通信デバイスを含む。システム10は任意の無線及び/又は有線ネットワークの組合せを備えてもよく、無線携帯電話ネットワーク(GSM(登録商標)やUMTS,CDMAネットワーク等)やIEEE 802.xの何れかの規格で規定される無線ローカルエリアネットワーク(WLAN),ブルートゥース・パーソナルエリアネットワーク,イーサネット(登録商標)・ローカルエリアネットワーク,トークンリング・ローカルエリアネットワーク,広域ネットワーク,インターネットを含んでもよい。ただし、これらに限定されない。
システム10は無線・有線両方の通信デバイスを含んでもよく、本発明の実施形態を実装するのに適した装置50を含んでもよい。
例えば、図3に示すシステムは、携帯電話ネットワーク11とインターネット28を表わす表現を示している。インターネット28への接続は長距離無線接続や短距離無線接続,様々な有線接続を含んでもよいが、これらに限定されない。有線接続には電話回線やケーブル線,電力線,その他同様の通信線が含まれるが、これらに限定されない。
システム10に示される例示的通信デバイスは電子デバイスや装置50,携帯情報端末(PDA)16,PDAと携帯電話14の組合せ,統合通信デバイス(integrated messaging device; IMD)18,デスクトップコンピュータ20,ノート型コンピュータ22を含んでもよい。ただし、これらに限定されない。装置50は固定型でもよく、移動する人が持ち運べる携帯型でもよい。また、装置50は移動手段に配置されてもよい。こうした移動手段には自動車やトラック,タクシー,バス,列車,船/ボート,飛行機,自転車,バイク,その他同様の適切な移動手段が含まれるが、これらに限定されない。
一部の又はさらなる装置は、呼び出し及びメッセージを送受信してもよく、基地局24への無線接続25を介してサービスプロバイダと通信してもよい。基地局24は、携帯電話ネットワーク11とインターネット28間の通信を可能にするネットワークサーバ26に接続されてもよい。システムは、付加的な通信デバイスと様々な種類の通信デバイスを含んでもよい。
通信デバイスは様々な伝送技術を用いて通信してもよく、こうした技術には符号分割多元接続(CDMA)やGSM(登録商標),ユニバーサル携帯電話システム(UMTS),時分割多元接続(TDMA),周波数分割多元接続(FDMA),TCP−IP(transmission control protocol-internet protocol),ショートメッセージサービス(SMS),マルチメディアメッセージサービス(MMS),電子メール,IMS(instant messaging service),ブルートゥース(登録商標), IEEE 802.11,その他類似の無線通信技術を含む。ただし、これらに限定されない。本発明の様々な実施形態への実装に含まれる通信デバイスは、様々な媒体を介して通信できる。こうした媒体として、無線,赤外線,レーザー,ケーブル接続,その他適切な接続が含まれるが、これらに限定されない。
前述の実施例は電子デバイスの送受信機において動作する本発明の実施形態を記述しているが、以下で記述されるように本発明が受信機及び/又は送信機を備える任意の装置の一部として実装され得ることが理解されよう。したがって例えば、本発明の実施形態は無線通信デバイスに実装されてもよい。
また、ユーザ装置は、前述の本発明の実施形態で記述されたような送受信機を備えてもよい。ユーザ機器という用語が携帯電話やポータブルデータ処理装置、ポータブルWebブラウザ等、あらゆる好適な種類の無線通信デバイスを網羅する目的で用いられていることも理解されるべきである。
さらに、地上波公共移動通信ネットワーク.(PLMN)の要素もまた、前述の送受信機を含んでもよい。
一般に、様々な実施形態が、ハードウェアまたは特定用途向け回路、ソフトウェア、ロジック、またはそれらの組み合わせで実装されてもよい。例えば、ある場合ではハードウェアで実装されてもよく、一方別の場合では、コントローラやマイクロプロセッサ等のコンピュータデバイスによって実行されるファームウェアやソフトウェアで実装されてもよい。本発明の種々の形態はブロック図,フローチャート,または他の図的記述を使用して記述ないし図示される。これらのブロック,装置,システム,技術,またはここで記述される方法は、非限定的な例として、ハードウェア,ソフトウェア,ファームウェア,特定用途向け回路やロジック,汎用ハードウェア,コントローラや他のコンピュータデバイス,またはそれらの組み合わせで実装されてもよいと理解されるべきである。
そして本発明の実施形態は、移動デバイスのデータプロセッサによって実行可能なコンピュータソフトウェア、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組合せによって実装されてもよい。またこの点に関して、添付する図面に示される論理フローの任意のブロックが、プログラムのステップや相互接続された論理回路・ブロック・機能、またはプログラムのステップ、論理回路・ブロック・機能の組合せを表現してもよいことに留意されたい。ソフトウェアは、メモリチップ等の物理メディアやプロセッサ内に実装されるメモリブロック,ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気メディア,DVDやそのデータ異形態であるCD等の光学式メディアに格納されてもよい。
メモリは、ローカルな技術環境に適したあらゆる種類のものであってよい。例えば、半導体ベースのメモリデバイス,磁気メモリデバイス・システム,光学式メモリデバイス・システム,固定式・移動式メモリ等の様々な適合するデータ格納技術を用いて実装されてもよい。データプロセッサは、ローカルな技術環境に適したあらゆる種類のものであってよく、非限定的な例として、一つ以上の汎用コンピュータ,特定用途向けコンピュータ,マイクロプロセッサ,デジタル信号プロセッサ(DSP),マルチコアプロセッサ・アーキテクチャに基づくプロセッサを含んでもよい。
本発明の実施形態は、集積回路モジュールのような、様々な要素で実施されることもできる集積回路の設計は多くは自動化されたプロセスである。論理レベルの設計を、半導体基板上にエッチング・形成するための半導体回路設計に変換する複雑で強力なソフトウェアツールが利用可能である。
カリフォルニア州マウンテンビューのSynopsys, Incや、カリフォルニア州サンノゼのCadence Designのような業者が提供するプログラムは、定評のある設計ルールと実績のある設計モジュールのライブラリに基づいて、半導体チップ上に導電経路やコンポーネントを配する。半導体回路の設計が完了すると、それは、OpusやGDSII等の標準的な電子フォーマットの形で半導体製造設備または、いわゆるfabに送られる。
前述の説明は、本発明の非限定的な実施例を十分かつ詳細に記述している。しかし、こうした前述の説明を、添付する図面および特許請求の範囲と併せて考慮すれば、種々の変更および適応が可能であることは、本願に関連する技術分野の当業者には明らかであろう。さらに、本発明が教示するこうした事項の全ておよび同様の変形は、その全てが本発明の範囲内にある。
さらに、幾つかの実施例を以下に示す。
第1の実施例によれば、次の装置、即ち、
無線信号を受信する第1の入力電極及び第2の入力電極と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔と;
前記グラフェン箔を支え、前記入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための誘電体サポート素子と;
を備え、
前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
装置が提供される。
前記装置の実施形態によっては、前記誘電体サポート素子は、前記入力電極と前記グラフェン箔との間に配置される。
前記装置の実施形態によっては、前記誘電体サポート素子は前記グラフェン箔に圧力をかける。
前記装置の実施形態によっては、前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極は、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取るように構成される。
実施形態によっては、前記装置は、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取るバイアス電極を更に備える。
前記装置の実施形態によっては、前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極は、前記誘電体サポート素子から離隔している。
前記装置の実施形態によっては、前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極は、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取るように構成される。
実施形態によっては、前記装置は、前記装置の共振周波数に近い周波数を持つ無線信号のみを力学的エネルギーに変換するように構成される。
実施形態によっては、前記装置は、前記力学的エネルギーの少なくとも一部を電気信号に変換し、前記電気信号を出力する、第1の出力電極及び第2の出力電極を更に備える。
実施形態によっては、前記装置は、無線信号を力学的エネルギーに変換するときに前記グラフェン箔が前記電極に触れないようにするために、前記グラフェン箔と前記電極との間に誘電体シールドを更に備える。
実施形態によっては、前記装置は、前記グラフェン箔の2つの相対する端に誘電体サポート素子の組を更に備え、前記グラフェン箔は、前記誘電体サポート素子の組の間の領域では支えられていない。
実施形態によっては、前記装置は、前記グラフェン箔の一方の端にのみ前記誘電体サポート素子を更に備え、前記グラフェン箔のもう一方の端は支えられていない。
前記装置の実施形態によっては、特定の次元における前記グラフェン箔の形状は、次の形状:
四角形;
円形;
リング形、
の1つである。
第2の実施例によれば、次の方法、即ち、
装置の少なくとも1つの入力電極によって無線信号を受信することと;
前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を前記装置に提供することと;
圧電特性を有するグラフェン箔によって、前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換することとを含む方法が提供される。
実施形態によっては、前記方法は、
周波数帯域を選択することと;
前記装置の帯域通過を前記選択された周波数帯域に合わせるようにチューニングするバイアス電圧の値を、前記選択された周波数帯域に基づいて決定することと、を更に含む。
実施形態によっては、前記方法は、前記入力電極とは別のバイアス電極を使用することによって、前記バイアス電圧を受け取ること、を更に含む。
実施形態によっては、前記方法は、前記力学的エネルギーの少なくとも一部を電気信号に変換し、前記電気信号を出力すること、を更に含む。
第3の実施例によれば、次の装置、即ち、
無線信号を受信する手段と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔を使用する手段と;
前記グラフェン箔を支え、前記入力電極と前記グラフェン箔とを離隔する手段と;
前記グラフェン箔に圧電特性を提供する手段と
を備える装置が提供される。
実施形態によっては、前記装置は、前記グラフェン箔に圧力をかける手段を更に備える。
実施形態によっては、前記装置は、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取る手段を更に備える。
第4の実施例によれば、次の装置、即ち、
受信する周波数帯域を選択する制御要素と;
無線信号を受信するアンテナと;
後段の処理で前記選択された周波数帯域の範囲内の無線信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと
を備える装置であって、前記バンドパスフィルタはマイクロメカニカル共振器を備え、前記マイクロメカニカル共振器は:
前記アンテナから無線信号を受け取る第1の入力電極及び第2の入力電極と;
前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換する、圧電特性を有するグラフェン箔と;
前記グラフェン箔を支え、前記入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための誘電体サポート素子と;
を備え、
さらに前記装置は、前記マイクロメカニカル共振器の共振周波数を前記選択された周波数帯域に合わせるようにチューニングするバイアス電圧を、前記マイクロメカニカル共振器に提供するように構成される、
装置が提供される。



  1. 無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極と;
    前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔と;
    前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子と;
    を備え、
    前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
    装置。

  2. 第1の入力電極及び第2の入力電極を備え、前記グラフェン箔は、前記第1の入力電極と前記第2の入力電極との間の無線信号によって生じる電界を力学的エネルギーに変換するように構成される、請求項1に記載の装置。

  3. 前記少なくとも1つの誘電体サポート素子は、前記第1の入力電極と前記グラフェン箔との間に配置され、別の誘電体サポート素子が、前記第2の入力電極と前記グラフェン箔との間に配置される、請求項2に記載の装置。

  4. 前記誘電体サポート素子は、前記グラフェン箔に圧力をかけるように構成される、請求項3に記載の装置。

  5. 前記少なくとも1つの入力電極は更に、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取るように構成される、請求項1から4の何れかに記載の装置。

  6. 前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取る少なくとも1つのバイアス電極を更に備える、請求項1から4の何れかに記載の装置。

  7. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極は、前記誘電体サポート素子から離隔している、請求項2に記載の装置。

  8. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極は、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取るように構成される、請求項7に記載の装置。

  9. 前記装置の共振周波数に近い周波数を持つ無線信号のみを力学的エネルギーに変換するように構成される、請求項1から8の何れかに記載の装置。

  10. 前記力学的エネルギーの少なくとも一部を電気信号に変換し、前記電気信号を出力する、少なくとも1つの出力電極を更に備える、請求項1から9の何れかに記載の装置。

  11. 第1の出力電極及び第2の出力電極を備え、前記グラフェン箔は、前記力学的エネルギーを、前記第1の出力電極と前記第2の出力電極との間の電界に変換するように構成される、請求項10に記載の装置。

  12. 無線信号を力学的エネルギーに変換するときに前記グラフェン箔が前記電極に触れないようにするために、前記グラフェン箔と前記電極との間に誘電体シールドを更に備える、請求項1から10の何れかに記載の装置。

  13. 前記グラフェン箔の2つの相対する端に誘電体サポート素子の組を備え、前記グラフェン箔は、前記誘電体サポート素子の組の間の領域では支えられていない、請求項1から12の何れかに記載の装置。

  14. 前記グラフェン箔の一方の端にのみ前記誘電体サポート素子を備え、前記グラフェン箔のもう一方の端は支えられていない、請求項1から12の何れかに記載の装置。

  15. 特定の次元における前記グラフェン箔の形状は、次の形状:
    四角形;
    円形;
    リング形、
    の1つである、請求項1から14の何れかに記載の装置。

  16. 無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極を提供することと;
    前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔を提供することと;
    前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子を提供することと;
    を含み、
    前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
    方法。

  17. 前記少なくとも1つの入力電極を提供することは、第1の入力電極及び第2の入力電極を提供することを含み、前記グラフェン箔は、前記第1の入力電極と前記第2の入力電極との間の無線信号によって生じる電界を力学的エネルギーに変換する、請求項16に記載の方法。

  18. 前記第1の入力電極と前記グラフェン箔との間に前記少なくとも1つの誘電体サポート素子を配置することと;
    前記第2の入力電極と前記グラフェン箔との間に別の誘電体サポート素子を配置することと;
    を更に含む、請求項17に記載の方法。

  19. 前記誘電体サポート素子によって前記グラフェン箔に圧力をかけることを更に含む、請求項18に記載の方法。

  20. 前記少なくとも1つの入力電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取ることを更に含む、請求項16から19の何れかに記載の方法。

  21. 少なくとも1つのバイアス電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取ることを更に含む、請求項16から19の何れかに記載の方法。

  22. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極を、前記誘電体サポート素子から離隔することを更に含む、請求項17に記載の方法。

  23. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取ることを更に含む、請求項22に記載の方法。

  24. 前記装置の共振周波数に近い周波数を持つ無線信号のみを力学的エネルギーに変換することを更に含む、請求項16から23の何れかに記載の方法。

  25. 前記力学的エネルギーの少なくとも一部を電気信号に変換し、前記電気信号を出力する、少なくとも1つの出力電極を提供すること、を更に備える、請求項16から24の何れかに記載の方法。

  26. 前記少なくとも1つの出力電極を提供することは、第1の出力電極及び第2の出力電極を提供することを含み、前記グラフェン箔は、前記力学的エネルギーを、前記第1の出力電極と前記第2の出力電極との間の電界に変換する、請求項25に記載の方法。

  27. 無線信号を力学的エネルギーに変換するときに前記グラフェン箔が前記電極に触れないようにするために、前記グラフェン箔と前記電極との間に誘電体シールドを提供すること、を更に備える、請求項16から25の何れかに記載の方法。

  28. 前記グラフェン箔の2つの相対する端に誘電体サポート素子の組を提供し、前記グラフェン箔を前記誘電体サポート素子の組の間の領域では支えられていない状態にすることを更に含む、請求項16から27の何れかに記載の方法。

  29. 前記グラフェン箔の一方の端にのみ前記誘電体サポート素子を提供し、前記グラフェン箔のもう一方の端を支えられていない状態にすることを更に含む、請求項16から27の何れかに記載の方法。

  30. 特定の次元における前記グラフェン箔の形状を、次の形状:
    四角形;
    円形;
    リング形、
    の1つにすることを更に含む、請求項16から29の何れかに記載の方法。

  31. 無線信号を受信する少なくとも1つの入力電極を提供する手段と;
    前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換するグラフェン箔を提供する手段と;
    前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子を提供する手段と;
    を備え、
    前記グラフェン箔は圧電特性を有する、
    装置。

  32. 前記少なくとも1つの入力電極を提供する手段は、第1の入力電極及び第2の入力電極を提供する手段を含み、前記グラフェン箔は、前記第1の入力電極と前記第2の入力電極との間の無線信号によって生じる電界を力学的エネルギーに変換する、請求項31に記載の装置。

  33. 前記第1の入力電極と前記グラフェン箔との間に前記少なくとも1つの誘電体サポート素子を配置する手段と;
    前記第2の入力電極と前記グラフェン箔との間に別の誘電体サポート素子を配置する手段と;
    を更に備える、請求項31に記載の装置。

  34. 前記誘電体サポート素子によって前記グラフェン箔に圧力をかける手段を更に備える、請求項33に記載の装置。

  35. 前記少なくとも1つの入力電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取る手段を更に備える、請求項31から34の何れかに記載の装置。

  36. 少なくとも1つのバイアス電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取る手段を更に備える、請求項31から34の何れかに記載の装置。

  37. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極を、前記誘電体サポート素子から離隔する手段を更に備える、請求項31に記載の装置。

  38. 前記第1の入力電極及び前記第2の入力電極において、前記装置の共振周波数をチューニングするバイアス電圧を受け取る手段を更に備える、請求項37に記載の装置。

  39. 前記装置の共振周波数に近い周波数を持つ無線信号のみを力学的エネルギーに変換する手段を更に備える、請求項31から38の何れかに記載の装置。

  40. 前記力学的エネルギーの少なくとも一部を電気信号に変換し、前記電気信号を出力する、少なくとも1つの出力電極を提供する手段、を更に備える、請求項31から39の何れかに記載の装置。

  41. 前記少なくとも1つの出力電極を提供する手段は、第1の出力電極及び第2の出力電極を提供する手段を含み、前記グラフェン箔は、前記力学的エネルギーを、前記第1の出力電極と前記第2の出力電極との間の電界に変換するように構成される、請求項40に記載の装置。

  42. 無線信号を力学的エネルギーに変換するときに前記グラフェン箔が前記電極に触れないようにするために、前記グラフェン箔と前記電極との間に誘電体シールドを提供する手段、を更に備える、請求項31から40の何れかに記載の装置。

  43. 前記グラフェン箔の2つの相対する端に誘電体サポート素子の組を提供し、前記グラフェン箔を前記誘電体サポート素子の組の間の領域では支えられていない状態にする手段を更に備える、請求項31から42の何れかに記載の装置。

  44. 前記グラフェン箔の一方の端にのみ前記誘電体サポート素子を提供し、前記グラフェン箔のもう一方の端を支えられていない状態にする手段を更に備える、請求項31から42の何れかに記載の装置。

  45. 特定の次元における前記グラフェン箔の形状は、次の形状:
    四角形;
    円形;
    リング形、
    の1つである、請求項31から44の何れかに記載の装置。

  46. 受信する周波数帯域を選択する制御要素と;
    無線信号を受信するアンテナと;
    後段の処理で前記選択された周波数帯域の範囲内の無線信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと
    を備える装置であって、前記バンドパスフィルタはマイクロメカニカル共振器を備え、前記マイクロメカニカル共振器は:
    前記アンテナから前記無線信号を受け取る少なくとも1つの入力電極と;
    前記無線信号の少なくとも一部を力学的エネルギーに変換する、圧電特性を有するグラフェン箔と;
    前記グラフェン箔を支え、前記少なくとも1つの入力電極と前記グラフェン箔とを離隔するための、少なくとも1つの誘電体サポート素子と;
    を備え、
    さらに前記装置は、前記マイクロメカニカル共振器の共振周波数を前記選択された周波数帯域に合わせるようにチューニングするバイアス電圧を、前記マイクロメカニカル共振器に提供するように構成される、
    装置。

 

 

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類似の特許
本発明は、金属または金属合金層を無電解(自己触媒)めっきによって上に堆積するために銅または銅合金表面を活性化する方法であって、望ましくないボイドの形成が抑制される前記方法に関する。銅または銅合金表面を、パラジウムイオン、少なくとも1つのホスホネート化合物およびハロゲン化物イオンと接触させ、次いで金属、例えばパラジウムまたは金属合金、例えばNi−P合金を無電解(自己触媒)堆積する。
ラダー型構造に配設された第1および第2のインピーダンス素子を備えるリアクタンスフィルタが提案され、各々のインピーダンス素子は、1つの圧電材料をベースにした1つの共鳴器を備える。第1および第2のインピーダンス素子に異なる圧電材料を用いることは、大きな帯域幅と急峻なフィルタスロープとを有するリアクタンスフィルタをもたらす。
【選択図】 図1
金属基質上に3価クロム系コーティングを製造する方法において、金属基質上にニッケルリン合金の層が堆積され、Ni−Pの層上に3価クロム層が電解メッキされる。コーティングを硬化させるため、及び結晶性Ni及び結晶性NiPを含有する少なくとも1の層及び結晶性Cr及び結晶性CrNiを含有する少なくとも1の層を包含する多相層を生成するため、被覆金属基質に1以上の熱処理が施される。この方帆を使用することにより、2000HVより高いビッカースマイクロ硬さ値を有するコーティングを製造することが可能である。
本発明は、貴金属電極上でワイヤボンディング可能且つはんだ付け可能な表面の製造方法に関する。前記貴金属電極は、パラジウムまたはパラジウム合金層のシード層を、60〜90℃での無電解めっきによって堆積することによって活性化される。次に、前記シード層上に中間層が堆積され、次いでワイヤボンディング可能且つ/またははんだ付け可能な表面仕上げ層が前記中間層上に堆積される。この方法は、光電子素子、例えば発光ダイオード(LED)の製造において特に適している。
低挿入損失の圧電音響バンドパスフィルタ及び実現方法である。前記実現方法は、1つの第1種類の圧電音響共振器で1つの直列ブランチを構成するステップと、1つの第2種類の圧電音響共振器で接地端を有する1つの並列ブランチを構成するステップと、前記直列ブランチのいずれかの一端を前記並列ブランチの非接地端に接続して1つの音響バンドパスフィルタユニットを形成するステップと、複数の前記音響バンドパスフィルタユニットをカスケードするステップと、を含み、前記第1種類の圧電音響共振器の直列共振周波数でのインピーダンス値が前記第2種類の圧電音響共振器の直列共振周波数でのインピーダンス値よりも小さく、前記第1種類の圧電音響共振器の並列共振周波数でのインピーダンス値が前記第2種類の圧電音響共振器の並列共振周波数でのインピーダンス値よりも小さい。
【選択図】図6
本発明は、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板用リン酸塩溶液及びそれを用いた亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板に関する。本発明の一実施形態は、Moイオン、Caイオン及びリン酸イオンを含む亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板用リン酸塩溶液を提供する。本発明の他の実施形態は、素地鋼板と、上記素地鋼板上に形成された亜鉛系または亜鉛合金系めっき層と、上記めっき層上に形成されたリン酸塩皮膜と、を含み、上記リン酸塩皮膜はモリブデン化合物、Ca及びリン酸塩を含む亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板を提供する。
本発明によると、鋼板のリン酸塩処理時に発生するピット現象を防止することができ、且つリン酸塩皮膜に優れた耐食性を付与することができるリン酸塩溶液及びそれを用いた亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板を提供することができる。
【課題】接着耐久性が向上したゴム補強用スチールコードを提供すること。
【解決手段】本発明はスチールコード用メッキ鋼線の4nm以内の極表面にコバルトが0.001〜0.1ppm含まれたものであって、その製造方法は、黄銅メッキ鋼線を用意するステップ;一対の多段引出しコーンと、これら引出しコーンの間に多数個の伸線ダイスが備えられた湿式伸線槽に詰められた湿式潤滑剤の中にコバルト化合物の濃度が0.1〜100ppmになるようにコバルト化合物を混合するステップ;及び上記黄銅メッキ鋼線が上記湿式伸線槽内の引出しコーンと伸線ダイスを経ながら多段伸線される過程で鋼線の表面にコバルトの付着及び黄銅層との合金化がなされて最終ダイスを通過した鋼線の4nm以内の極表面にコバルトが0.001〜0.1ppm含まれるようにするステップからなる。
【選択図】図1
【課題】高阻止弾性表面波フィルタを提供する。
【解決手段】SAW共振器はデュプレクサ回路を形成するために、薄膜導体によって相互接続される。接地導体620、622、624、626、628の少なくともいくらかのエッジは、複数の歯又はセレーション630、632、634、636、638に形成される。複数のセレーションは、サイズ又は形状において必ずしも均一であるというわけではない。三角形のセレーションの場合、セレーションの幅w、深さd及び内角Θは、変化してもよい。セレーションの幅w及び深さdは、基板の表面上を広がっている音波の波長と比較して大きくてもよい。
【選択図】図6
【課題】弾性表面波素子を提供する。【解決手段】圧電基板30と、圧電基板30の主面に配置された弾性波共振子S1と、を備え、弾性波共振子S1は、第1IDT電極55と、第1IDT電極55に電気的に接続された第2IDT電極56とに分割して配置されたものであり、第1IDT電極55は、信号入力側の第1櫛歯状電極25と、信号出力側の第2櫛歯状電極26を含むとともに、第2IDT電極56は、信号入力側の第3櫛歯状電極27と、信号出力側の第4櫛歯状電極28とを含み、第3櫛歯状電極27および第4櫛歯状電極28は、第3櫛歯状電極27から第4櫛歯状電極28に向けて配置されている方向が、第1櫛歯状電極25から第2櫛歯状電極26に向けて配置されている方向と異なる。【選択図】図3
本発明は、相互変調積が低減されたマルチプレクサ(MUL)を提示する。このためこのマルチプレクサ(MUL)は、音響波で動作する送信フィルタ(Tx)および/または受信フィルタ(Rx)を備え、また望ましくない周波数成分をグラウンド(GND)に逃がすためのスプリアス電極(EL1,EL2)を備える。この際これらの妨害電極(EL1,EL2)は、上記の音響波で動作するフィルタと同じチップ(CH)上に配設されている。
【選択図】 図1B
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