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Patent Searching and Data


Title:
SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/071610
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a surface acoustic wave filter (or SAW filter) comprising a symmetrical grating with differential inputs/outputs, in particular for mobile telecommunications systems. The invention is characterised in that the grating, for example a ladder-type or lattice-type grating, comprises at least a surface acoustic wave resonator structure, including, in the same acoustic channel, at least two transducers, two of said transducers (IDT¿1?, IDT¿2?) being substantially identical, connected on two symmetrical arms of the grating, and designed so that the acoustic waves generated by said two transducers are in-phase. Advantageously, reflector gratings (REF) are placed on either side of the structure. Besides being compact, said structure enables in particular to simplify the production of the filter, and to better control the balancing of the arms. FIG. 3A: IE IMPEDANCE ELEMENTS IDT TRANSDUCERS REF REFLECTOR GRATINGS

Inventors:
PLESSKY VICTOR (FR)
KOPP LAURENT (FR)
Application Number:
PCT/FR2002/000760
Publication Date:
September 12, 2002
Filing Date:
March 01, 2002
Export Citation:
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Assignee:
THALES SA (FR)
PLESSKY VICTOR (FR)
KOPP LAURENT (FR)
International Classes:
H03H9/00; H03H9/145; H03H9/64; H03H9/02; (IPC1-7): H03H9/64
Foreign References:
EP0772293A11997-05-07
US5892418A1999-04-06
EP0718970A11996-06-26
EP0642220A21995-03-08
Other References:
See also references of EP 1368895A1
Attorney, Agent or Firm:
Brochard, Pascale (13 avenue du Prés. Salvador Allende, Arcueil Cedex, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Filtre à ondes acoustiques de surface comprenant un réseau d'éléments d'impédance à entrées/sorties différentielles composé de branches symétriques, caractérisé en que ledit réseau comprend au moins une structure de type résonateur à ondes acoustiques de surface, comprenant, dans le mme canal acoustique, au moins deux transducteurs, deux desdits transducteurs (IDT,, IDT2) étant sensiblement identiques, connectés sur deux branches symétriques du réseau dans des positions équivalentes du point de vue électrique, et agencés de telle sorte que les ondes acoustiques générées par les deux dits transducteurs soient en phase.
2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau étant de type échelle, composé de branches série et parallèle, les deux dits transducteurs d'au moins une desdites structures sont connectés sur deux branches série du réseau.
3. Filtre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le réseau étant de type échelle, composé de branches série et parallèle, les branches parallèle du réseau étant composées de deux tronçons de branche parallèle symétriques par rapport à un point de connexion électrique à potentiel nul, les deux dits transducteurs d'au moins une desdites structures sont connectés sur deux tronçons de branche parallèle, avec un point de connexion commun formé dudit point de connexion à potentiel nul.
4. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit point de connexion est connecté à la masse.
5. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réseau est de type échelle, constitué d'une ou plusieurs sections symétrique (s) en série, formée (s) chacune de deux branches série et deux branches parallèles, et en ce que chaque section est formée de trois structures (RES,, RES2, RES3) de type résonateur, une première structure (RES,) comprenant deux transducteurs (IDTs,, IDTs1) sensiblement identiques, connectés sur deux branches série de la structure, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase, une seconde structure (RES2) comprenant deux transducteurs (IDTp1, IDTp. 1) sensiblement identiques, connectés chacun d'une part à un point de connexion électrique (A, B) de chaque transducteur de la première structure, d'autre part à un point de connexion électrique commun (PC,) à potentiel nul, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase, et une troisième structure (RES3) comprenant deux transducteurs (IDTp2, IDTp2) sensiblement identiques, connectés chacun d'une part au second point de connexion électrique (C, D) de chaque transducteur de la première structure, d'autre part à un point de connexion électrique commun (PC2) à potentiel nul.
6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dits points de connexion à potentiel nul sont connectés à la masse.
7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau étant de type échelle, composé de branches série et parallèle, au moins une desdites structures comprend deux paires de transducteurs, dans le mme canal acoustique, les transducteurs (IDTSi, IDTS,,) de la première paire étant sensiblement identiques, connectés sur deux branches série du réseau, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase, les transducteurs (IDTp,, IDTp,,) de la seconde paire étant sensiblement identiques, connectés chacun d'une part à un point de connexion électrique (A, B) d'un transducteur de la première paire, d'autre part à un point de connexion électrique commun (PC,) à potentiel nul, et agencés de telle sorte que les ondes acoustiques générées par les deux dits transducteurs soient en phase.
8. Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dit point de connexion à potentiel nul est connecté à la masse.
9. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau étant de type treillis, composé de quatre branches symétriques deux à deux, le réseau comprend deux structures (RES,, RES2) de type résonateur, une première structure (RES,) comprenant deux transducteurs (IDTT1, IDTT,) sensiblement identiques, connectés sur deux branches symétriques ( [AC], [BD]) de la structure, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase, une seconde structure (RES2) comprenant deux transducteurs (IDTT2, IDTT2) sensiblement identiques, connectés chacun d'une part respectivement au premier et second points de connexion électrique (A, C) du premier transducteur (IDTT,) de la première structure, d'autre part respectivement au second et premier points de connexion électrique (D, B) du second transducteur (IDTT1) de la première structure, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase.
10. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau étant de type treillis, composé de quatre branches symétriques deux à deux, le réseau comprend une structure de type résonateur avec deux paires de transducteurs, dans le mme canal acoustique, les transducteurs (IDTT,, IDTT1) de la première paire étant sensiblement identiques, connectés sur deux branches symétriques du réseau, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase, les transducteurs (IDTT2, IDTT2) de la seconde paire étant sensiblement identiques, connectés chacun d'une part respectivement au premier et second points de connexion électrique (A, C) du premier transducteur (IDTT1) de la première structure, d'autre part respectivement au second et premier points de connexion électrique (D, B) du second transducteur (IDTT,,) de la première structure, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase.
11. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dits transducteurs de la structure sont agencés de manière périodique, synchrone, tels que les électrodes adjacentes des deux transducteurs sont connectées à des points de connexion électriques situés du mme côté du canal acoustique.
12. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dits transducteurs de la structure sont agencés de manière périodique, synchrone, tels que les électrodes adjacentes des deux transducteurs sont connectées à des points de connexion situés de part et d'autre du canal acoustique.
13. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que des réseaux de réflecteurs (REF) sont placés de part et d'autre de chaque structure de type résonateur.
14. Filtre selon la revendication 13, caractérisé en ce que les réseaux de réflecteurs sont agencés de manière synchrone avec les transducteurs de la structure.
15. Filtre selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que les réflecteurs et les transducteurs d'une structure ont des ouvertures égales.
16. Filtre selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les réflecteurs et les transducteurs d'une structure présentent la mme période.
17. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un étage transformateur réalisé en filtre SAW qui transforme une entrée non différentielle en une entrée différentielle, elle. mme appliquée audit réseau à entrées/sorties différentielles.
18. Filtre selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau étant de type échelle composé de branches série et parallèle, l'étage transformateur est connecté acoustiquement aux transducteurs connectés sur les branches série du réseau ou aux transducteurs connectés sur les branches parallèle du réseau.
19. Système de communication mobile ou fixe, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre de fréquence RF ou FI selon l'une des revendications précédentes.
Description:
FILTRE À ONDES ACOUSTIQUES DE SURFACE L'invention concerne un filtre à ondes acoustiques de surface (ou filtre SAW selon l'abréviation de l'expression anglo-saxonne"surface acoustic wave") comprenant un réseau symétrique à entrées/sorties différentielles, en particulier pour les systèmes de télécommunications mobiles. Par ondes de surface, on entend ici non seulement des ondes de Rayleigh mais également tout type d'onde pouvant interagir avec des peignes d'électrodes à la surface d'un cristal ou à l'interface entre un cristal et une ou plusieurs couches d'un matériau quelconque. Les ondes dites pseudo acoustiques de surface, les ondes de surface transverses, ou les ondes de surface de type SSBW peuvent ainsi tre considérées comme des ondes de surface et l'invention s'applique à ce type d'onde ainsi qu'à tout autre type d'onde vérifiant les conditions précédentes.

La technologie des ondes acoustiques de surface a trouvé de nombreuses applications dans le domaine de l'électronique et des fréquences radio. Du fait que les longueurs d'onde des ondes acoustiques sont typiquement 105 fois plus courtes que celles des ondes électromagnétiques de mme fréquence, cette technologie est particulièrement intéressante dans les applications pour lesquelles la miniaturisation est nécessaire ou recherchée. C'est le cas par exemple en téléphonie, où les petites dimensions aussi bien que le poids des filtres SAW en font des composants très avantageux par rapport aux autres technologies.

En général, les caractéristiques recherchées des filtres SAW sont de faibles pertes d'insertion, un bon facteur de forme, et une très bonne réjection autour de la bande passante. Parmi les filtres SAW réputés pour présenter de telles caractéristiques, on peut citer notamment les filtres SAW dits « en échelle », dont deux exemples sont représentés sur les figures 1A et 1B. Ces filtres comprennent des éléments SAW (référencés IE sur les figures), par exemple des résonateurs SAW de type connu, connectés électriquement en cascade. Le fonctionnement de ces filtres est décrit par exemple dans"Advances in surface acoustic wave technology, systems and applications", Vol. 2, pp. 67-72 (C. W. Ruppel et A. Fjedly editors). Ces éléments sont indépendants acoustiquement et sont classiquement modélisés comme des éléments d'impédance électrique, dont l'admittance

présente, autour d'une fréquence centrale, un maximum et un minimum respectivement à des fréquences appelées fréquences de résonance et fréquence d'antirésonance. Dans la suite, on nommera simplement ces éléments « éléments d'impédance », ce terme pouvant se référer à tout type d'élément SAW (transducteur à électrodes inter digitées « IDT », résonateur SAW, ou autre) utilisé au moins en partie pour ses propriétés d'impédance électrique. En pratique, ces filtres sont réalisés classiquement par dépôt sur un mme substrat des différents éléments d'impédance, réalisés sous forme de résonateurs SAW indépendants électriquement et acoustiquement. Pour ce faire, en général, chaque résonateur présente un canal acoustique propre.

Certains ont décrit la possibilité de regrouper des éléments d'impédance dans un mme canal acoustique (voir US 5,682,126) afin de réduire l'encombrement sur le substrat tout en préservant leur indépendance acoustique. Les éléments ainsi regroupés doivent tre suffisamment séparés du point de vue acoustique pour ne pas interférer entre eux.

Les filtres SAW représentés sur les figures 1A et 1B représentent respectivement un montage de type « non différentiel » (avec une connexion à la masse) et un montage symétrique de type « différentiel », dans lequel le signal utile est véhiculé dans la différence existant entre les deux composantes électriques (notées + et-) qui constituent l'entrée (IN) ou la sortie (OUT) du filtre. Ce montage comprend un réseau avec des branches symétriques, la symétrie étant définie par rapport à un axe noté (A) sur la figure 1 B, situé parallèlement aux deux branches notées [AC] et [BD] et entre celles-ci, la branche [AC] reliant la composante + de l'entrée à la composant + de la sortie, et la branche [BD] reliant la composante-de l'entrée à la composante-de la sortie. De plus en plus, on a tendance à privilégier en électronique ce type de montage à entrées/sorties différentielles qui offrent de nombreux avantages dans la technologie des circuits intégrés, notamment une plus grande efficacité du point de vue de l'amplification et une immunité au bruit bien plus grande que celle des montages non différentiels.

Bien entendu, dans un système de type radio fréquence par exemple, le point d'entrée est une antenne dont le signal est traditionnellement référencé par rapport à la masse. Un filtre conçu pour ce type d'application peut alors comprendre un étage de type transformateur en

filtre SAW du type CRF/DMS (abréviation de l'expression anglo-saxonne « Coupled Resonator Filter/Double Mode Structure ») qui, en plus d'un filtrage, transforme une entrée non différentielle en une entrée différentielle elle-mme appliquée à l'entrée d'un réseau d'éléments d'impédance symétrique, à entrées/sorties différentielles, tel qu'il est représenté par exemple sur la figure 1 B. Un étage de type CRF/DMS est par exemple décrit dans la demande de brevet EP 0 810 727 an nom de FUJITSU.

L'invention s'applique notamment à ce type de réseau et concerne une méthode de regroupement d'éléments d'impédance à ondes acoustiques de surface positionnés sur les branches symétriques d'un réseau à entrées/sorties différentielles, tel qu'il est représenté par exemple sur la figure 1B, et qui sont situés dans des positions équivalentes du point de vue électrique, de manière à réaliser une structure unique avec deux transducteurs interagissant du point de vue acoustique, permettant de simplifier la réalisation du filtre, d'en augmenter l'efficacité, de mieux contrôler l'équilibrage des branches et de gagner de la place.

Plus précisément, l'invention propose un filtre à ondes acoustiques de surface, comprenant un réseau d'éléments d'impédance à entrées/sorties différentielles composé de branches symétriques, caractérisé en que ledit réseau comprend au moins une structure de type résonateur à ondes acoustiques de surface, comprenant, dans le mme canal acoustique, au moins deux transducteurs, deux desdits transducteurs étant sensiblement identiques, connectés sur deux branches symétriques du réseau dans des positions équivalentes du point de vue électrique, et agencés de telle sorte que les ondes acoustiques générées par les deux dits transducteurs soient en phase.

Elle s'applique notamment à un système de communication mobile ou fixe.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures qui représentent : - Les figures 1A et 1B, les schémas électriques de réseaux d'éléments d'impédance, respectivement de type non différentiel et différentiel (déjà décrites) ;

-la figure 2, le schéma électrique d'un exemple de réseau à entrées/sorties différentielles auquel s'applique l'invention ; -les figures 3A et 3B, respectivement un schéma illustrant un exemple de réalisation d'une structure de type résonateur dans un filtre selon l'invention et un détail agrandi de cette structure ; -la figure 4, le schéma électrique d'un réseau de type échelle auquel s'applique l'invention ; -la figure 5, un exemple de courbe représentant l'admittance d'un élément d'impédance en fonction de la fréquence dans un réseau du type de celui de la figure 4 ; -les figures 6A et 6B, respectivement le schéma électrique d'une section d'un réseau d'éléments d'impédance de type échelle et un schéma illustrant selon un exemple, la réalisation de ladite section selon l'invention ; -les figures 7A et 7B, respectivement le schéma électrique et le schéma d'implantation d'éléments d'impédance dans un réseau de type échelle selon une variante de réalisation ; -les figures 8A, 8B et 8C, respectivement le schéma électrique et le schéma d'implantation selon deux exemples de réalisation d'éléments d'impédance dans un réseau de type treillis ; -les figures 9A et 9B deux autres exemples de filtres selon l'invention intégrant un étage DMS/CRF.

De façon générale, l'invention s'applique à tout filtre à ondes acoustiques de surface comprenant un réseau symétrique d'éléments d'impédance, dans lequel on peut trouver sur deux branches symétriques du réseau, au moins deux éléments de mme impédance, et situés dans des positions équivalentes du point de vue électrique, c'est à dire que lorsque le filtre est en fonctionnement, ces éléments présentent entre leurs bornes + et - une mme différence de potentiel et ils sont traversés par un mme courant. II peut s'agir par exemple de réseaux de type"échelle" ("ladder filter" selon l'expression anglo-saxonne) ou"treillis" ("balanced bridge filter"selon l'expression anglo-saxonne).

La figure 2 illustre ainsi le schéma électrique d'un exemple de réseau à entrées/sorties différentielles, notées respectivement IN et OUT, dans lequel on trouve, dans une structure électrique plus ou moins complexe

schématisée par un premier sous-réseau symétrique NET1 et par un second sous-réseau symétrique NET2, deux éléments d'impédance IE, et IE2, sensiblement de mme impédance, positionnés sur des branches symétriques B, et B2 du réseau et dans des positions équivalentes du point de vue électrique. Dans toutes les figures, on note (A) l'axe de symétrie du réseau, tel qu'il a été défini précédemment. Les éléments IE, et lE2 ne sont pas nécessairement connectés entre eux mais, lorsque le filtre est en fonctionnement, ils sont alimentés par une tension égale et traversés par un mme courant I.

Traditionnellement, et de façon naturelle, la réalisation physique de ce type de filtre est faite en déposant sur un mme substrat, à des emplacements distincts, les différents éléments d'impédance, réalisés par exemple par des résonateurs SAW présentant des canaux acoustiques distincts, les résonateurs n'étant ainsi connectés ni électriquement, ni acoustiquement, afin de se comporter de façon indépendante. L'invention propose une réalisation alternative à celle de l'art antérieur, dans laquelle deux éléments d'impédance, situés dans le réseau sur des branches symétriques et dans des positions équivalentes (tels que IE, et IE2 dans l'exemple de la figure 2) sont regroupés pour former une unique structure de type résonateur avec au moins deux transducteurs qui « travaillent » ensemble. Selon l'invention, cette structure comprend plus précisément au moins deux transducteurs, sensiblement identiques, dans un mme canal acoustique, connectés sur des branches symétriques, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux transducteurs soient en phase à une fréquence proche de la fréquence centrale du filtre. En particulier, les transducteurs doivent tre agencés de telle sorte que la phase de la tension qui leur est appliquée leur permette de travailler de façon synchrone, assurant une interférence constructive entre les ondes acoustiques générées par les transducteurs.

Les figures 3A et 3B illustrent un exemple de réalisation d'une telle structure. La figure 3B représente un détail agrandi de la zone centrale de la structure représentée sur la figure 3A. Dans cet exemple sont regroupés deux éléments d'impédance du type de ceux représentés sur la figure 2 (IE, et IE2). Selon l'invention, les résonateurs formant les éléments d'impédance lEi et IE2 sont regroupés selon une structure unique de telle sorte à partager

le mme canal acoustique tout en restant électriquement séparés. Un trait pointillé sur les figures sépare les deux zones de connexion de la structure correspondant respectivement aux deux éléments IE, et Irez. Dans l'exemple de la figure 3A, la structure unique selon l'invention comprend deux transducteurs à électrodes inter digitées IDT, et IDT2, sensiblement identiques, séparés, et connectés sur deux branches symétriques du réseau (points de connexion électriques notés + et-). Dans cet exemple, les transducteurs sont agencés de manière périodique, synchrone (sans rupture de pas entre les électrodes), c'est à dire que la distance entre les centres des deux électrodes adjacentes des deux transducteurs IDT, et IDT2, notées respectivement 31 et 32 sur la figure 3B, est égale à la période p de chacun des transducteurs (la période étant définie par la distance entre les centres de deux électrodes consécutives). Dans le cas où la largeur de métallisation est égale à la moitié de la période p, soit à environ H4, la distance de séparation (ou"gap") entre les transducteurs, notée d sur la figure 3B est sensiblement égale à l'écart entre deux électrodes (typiquement A/4, où X est la longueur d'onde acoustique). Ils sont connectés, comme cela apparaît sur la figure 3B, de manière à assurer la synchronisation acoustique des deux transducteurs. Ainsi, les ondes générées par les deux transducteurs sont en phase (pour une fréquence proche de la fréquence centrale du filtre). Dans cet exemple (voir figure 3B), les électrodes adjacentes des deux transducteurs sont connectés à des points de connexion électriques situés du mme côté du canal acoustique. Bien sûr, les points de connexion des électrodes adjacentes peuvent tre situés de part et d'autre du canal acoustique, à condition de retourner l'un des transducteurs pour assurer la synchronisation acoustique. D'autres agencements sont possibles (par exemple le choix du gap d entre les transducteurs) à condition que les ondes générées par les deux transducteurs soient toujours en phase.

Dans l'exemple de la figure 3A, des réseaux de réflecteurs (REF) sont placés en plus de part et d'autre de la structure. Ils sont dans cet exemple agencés de manière synchrone avec les transducteurs IDT, et IDT2 et présentent des ouvertures égales.

La déposante a montré qu'avec une telle structure, contrairement à ce que l'on aurait pu craindre en regroupant les deux transducteurs dans le mme canal acoustique, la réponse d'un transducteur n'est pas affectée par

la présence de l'autre. Cette innocuité d'un transducteur par rapport à l'autre est obtenue grâce à leur agencement qui assure la continuité de la phase acoustique. Alimentés par des signaux électriques indépendants, mais symétriques, les transducteurs travaillent en phase et se comportent du point de vue acoustique comme un seul transducteur, plus long. La déposante a montré ainsi que cette interaction, non seulement ne dégrade pas la réponse de chaque transducteur, mais permet de confiner chaque transducteur dans une cavité plus efficace, car la longueur équivalente de la cavité pour chaque transducteur est plus grande. Cela permet notamment de diminuer les effets d'ondulations (ou « ripple » selon l'expression anglo-saxonne) de la réponse du filtre (définie par son admittance). Par rapport à deux résonateurs physiquement séparés, il est mme possible de tirer avantage de cet effet pour diminuer la longueur de chaque transducteur par rapport à la configuration de l'art antérieur dans laquelle les transducteurs sont physiquement séparés, permettant ainsi d'augmenter la bande passante. Les expériences réalisées avec la structure selon l'invention montrent par ailleurs que les pertes de transfert sont plus faibles que dans une configuration où les deux transducteurs sont séparés.

L'invention permet en outre de réduire la dimension transverse du filtre de manière appréciable puisque les deux transducteurs se trouvent dans le mme canal acoustique, et de simplifier la topologie de l'implantation des différents éléments. D'autre part, la surface occupée par la structure unique du filtre selon l'invention est réduite du fait de la disparition de deux réseaux réflecteurs (parmi les quatre d'un filtre de l'art antérieur).

Nous décrivons maintenant l'application de l'invention à un réseau à entrées/sorties différentielles de type échelle, tel qu'il est représenté sur la figure 4. Il s'agit d'un réseau symétrique formé de branches série et parallèle.

Les éléments d'impédance des branches série sont notés S (respectivement S"S'1, S2, S'2 dans l'exemple de la figure 4), les indices identiques concernant les éléments placés dans le réseau dans des positions équivalentes du point de vue électrique. Les éléments d'impédance des branches parallèle sont notés P (respectivement P"P2, P3 dans l'exemple de la figure 4).

Le fonctionnement d'un filtre SAW de type échelle est classique et nous en décrivons rapidement le principe. La figure 5 illustre selon un

exemple la réponse d'un élément d'impédance élémentaire, par exemple un résonateur SAW. La courbe donne le logarithme du module de l'admittance Y (f) en fonction de la fréquence (en MHz). Idéalement, un résonateur se comporte comme un court-circuit dans une bande de fréquence étroite autour d'une fréquence de résonance (f,) et comme un circuit ouvert autour de sa fréquence d'antirésonance On peut alors donner une description très simplifiée du fonctionnement d'un filtre en échelle du type de celui de la figure 4. Dans la bande passante des résonateurs série (S), les branches série se comportent comme des court-circuits et le signal passe donc directement de l'entrée (IN) vers la sortie (OUT), avec une perte d'insertion très faible. On peut ajuster la fréquence d'antirésonance des résonateurs parallèle (P) sensiblement sur la fréquence de résonance des résonateurs série pour qu'ils se comportent comme des circuits ouverts. Dans la bande passante des résonateurs parallèle (P), le signal est mis en court-circuit et la réjection est excellente du côté basse fréquence, permettant d'obtenir une très bonne réjection à l'entrée de la bande passante. L'antirésonance des résonateurs série permet d'obtenir une bonne réjection à la sortie de la bande passante, du côté des hautes fréquences. En général, la fréquence de résonance des résonateurs parallèle est ajustée pour obtenir une forte réjection à l'entrée de la bande (côté basse fréquence), tandis que la fréquence de résonance des résonateurs série est ajustée pour tre en milieu de bande passante. Les diverses fréquences de résonance sont généralement différentes pour permettre un contrôle fin des formes de bande et de position de réjection. Dans les réseaux à entrées/sorties différentielles de type échelle, les éléments des branches série placés dans des positions équivalentes du point de vue électrique sont identiques, de façon à respecter la condition d'équilibrage. Ainsi, dans l'exemple de la figure 4, les éléments si et S'1 sont identiques, ainsi que les éléments S2 et S'2. Par contre, il n'est pas nécessaire que les éléments d'une mme branche soient symétriques.

Ainsi, les éléments P,, P2, P3, d'une part, les éléments S, et S2, ou les éléments S't et S'2 d'autre part, ne sont pas nécessairement identiques.

L'invention permet par exemple de regrouper dans un réseau de type de celui de la figure 4 les éléments d'impédance des branches série placés dans des positions équivalentes du réseau (dans cet exemple, les éléments série S,, S'1 d'une part, S2, S'2 d'autre part), comme cela a été décrit

précédemment. Elle permet également lorsque les branches parallèle du réseau peuvent tre considérées chacune comme deux tronçons de branche parallèle symétriques par rapport à un point de connexion électrique à potentiel nul, de regrouper les deux éléments d'impédance placés sur les deux tronçons de branche symétriques.

Les figures 6A et 6B illustrent un exemple de réalisation selon l'invention d'un réseau du type de celui de la figure 4. Le réseau est constitué dans cet exemple de deux sections symétriques à entrées/sorties différentielles en série, dont le schéma électrique de l'une d'entre elles est représentée sur la figure 6A (entrées A, B, et sorties C, D). Chaque section est formée de deux branches série, notées [AC] et [BD], entre les points de connexion électrique A et C d'une part, B et D d'autre part, et de deux branches parallèle, notées [AB] et [CD], entre les points de connexion A et B d'une part, C et D d'autre part. S, et S', sont les éléments d'impédance des branches série. P, et P'1 sont les éléments d'impédance des deux tronçons de branche symétriques par rapport au point de connexion PC, à potentiel nul de la première branche parallèle [AB], P2 et P'2 sont les éléments d'impédance des deux tronçons de branche symétriques par rapport au point de connexion PC2 à potentiel nul de la seconde branche parallèle [CD]. Les points de connexion PC1 et PC2 peuvent tre flottants ou reliés à la masse.

La figure 6B illustre un exemple de réalisation selon l'invention de la section dont le montage électrique est donnée par la figure 6A. Elle est formée de trois structures de type résonateur, respectivement RES,, RES2, RES3. La première structure RES, comprend deux transducteurs IDT,, et IDTS. 1 sensiblement identiques, dans le mme canal acoustique, connectés sur deux branches série de la structure (IDTS, est connecté aux points de connexion A, C de la première branche et IDTS., est connecté aux deux points de connexion B, D de la seconde branche), et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase. La seconde structure RES2 comprend deux transducteurs IDTp, et IDTp., sensiblement identiques, dans le mme canal acoustique, connectés chacun d'une part à un premier point de connexion électrique de chaque transducteur de la première structure (respectivement A et B), d'autre part à un point de connexion électrique commun PC, à potentiel nul (par exemple relié à la masse) et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits

transducteurs soient en phase. Enfin la troisième structure RES3 comprend deux transducteurs IDTP2 et IDTp, 2 sensiblement identiques, dans le mme canal acoustique, connectés chacun d'une part au second point de connexion électrique de chaque transducteur de la première structure (respectivement C et D), d'autre part à un point de connexion électrique commun PC2 à potentiel nul (par exemple relié à la masse) et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase. Dans cet exemple, des réseaux de réflecteurs sont placés de chaque côté des structures (respectivement REF1, REF REF3).

L'invention permet ainsi de simplifier la réalisation du filtre, de gagner de la place et de mieux contrôler l'équilibrage des branches symétriques.

Les figures 7A et 7B présentent une variante de réalisation selon l'invention d'un réseau du type de celui de la figure 4. Dans cet exemple, on cherche à regrouper dans une mme structure de type résonateur les éléments (S,, S',) de deux branches série et les éléments (P,, P',) de deux tronçons de branche parallèle, symétriques par rapport à un point de connexion électrique commun à potentiel nul PC,. La figure 7A illustre le schéma électrique des différents éléments concernés. La figue 7B donne le schéma d'implantation de ces éléments. Selon cette variante, la structure comprend deux paires de transducteurs, dans le mme canal acoustique.

Les transducteurs IDTS1 et IDTs1 (transducteurs"S") formant la première paire sont sensiblement identiques, connectés chacun sur deux branches série [AC] et [BD] du réseau, (points de connexion respectivement A, C et B, D). Ils sont agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux transducteurs soient en phase. Les transducteurs IDTp1 et IDTP, L (transducteurs"P") formant la seconde paire sont sensiblement identiques, connectés chacun d'une part à un point de connexion d'un transducteur de la première paire (respectivement A et B dans l'exemple des figures 7A et 7B), d'autre part à un point de connexion électrique commun à potentiel nul PC, (par exemple relié à la masse), et agencés de telle sorte que les ondes générées soient en phase. Selon cet exemple, des réseaux de réflecteurs REF sont placés de part et d'autre de la structure. Dans cette structure, la période des transducteurs P est a priori différente de celle des transducteurs S. Les transducteurs IDTp1 et IDTS, d'une part, IDTS,, et IDTP,, d'autre part ne

sont pas nécessairement synchrones mais la structure doit tre symétrique (le gap entre IDTp, et IDTS, est le mme que celui entre IDTS, 1 et IDTP,,).

L'invention n'est pas limitée à un filtre SAW en échelle. Elle s'applique à tout type de réseau symétrique à entrées/sorties différentielles dans lequel on peut trouver des éléments d'impédance situés sur des branches symétriques et dans des positions électriquement équivalentes.

Par exemple, l'invention peut s'appliquer à des réseaux symétriques de type treillis dont un exemple est décrit ci-après. La figure 8A représente le schéma électrique d'un réseau symétrique en treillis à entrées/sorties différentielles (entrées A, B, sorties C, D) comprenant quatre branches symétriques deux à deux, respectivement [AC] et [BD] d'une part, [AD] et [BC] d'autre part. Les éléments d'impédance SAW sont notés T,, T',, T2, T'2, les éléments de mme indice correspondant à des éléments placés sur des branches symétriques dans des positions équivalentes du point de vue électrique.

Les figures 8B et 8C représentent des schémas d'implantation d'éléments d'impédance dans un réseau de type de celui de la figure 8A selon deux exemples de réalisation. Dans l'exemple de la figure 8B, le réseau selon l'invention comprend deux structures RES, et RES2 de type résonateur. La première structure RES, comprend deux transducteurs IDTT, et IDTr sensiblement identiques, connectés sur deux branches symétriques ( [AC], [BD]) de la structure, et agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux dits transducteurs soient en phase. La seconde structure RES2 comprend deux transducteurs IDTT2, IDTT2 sensiblement identiques, connectés chacun d'une part respectivement au premier et second points de connexion électrique (A, C) du premier transducteur IDTT, de la première structure, d'autre part respectivement au second et premier points de connexion électrique (D, B) du second transducteur (IDTT,,) de la première structure Ils sont agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux transducteurs soient en phase. Selon cet exemple, des réseaux de réflecteurs REF, et REF2 sont également placés de part et d'autre des structure RES1 et RES2. En pratique, dans l'exemple de la figure 8B, les structures RES1 et RES2 sont placées l'une en dessous de l'autre, facilitant la connexion des électrodes des transducteurs IDTT1 et IDTr2. à leur point de connexion commun C et celle des électrodes des transducteurs IDTr, l et

IDTT2 à leur point de connexion commun D. Dans cet exemple, trois doigts morts dans chaque structure, placés de manière synchrone entre les transducteurs, permettent la connexion commune au point de connexion A des électrodes respectivement des transducteurs IDTT1 de la première structure et IDTT2 de la seconde structure.

La figure 8C donne un schéma d'un autre exemple de réalisation selon l'invention d'un réseau du type de celui décrit sur la figure 8A. comme dans l'exemple de la figure 7B, la structure comprend deux paires de transducteurs, dans le mme canal acoustique. Les transducteurs IDTT, et IDTT. formant la première paire sont sensiblement identiques, connectés chacun sur deux branches symétriques du réseau, (points de connexion électriques respectivement A, C et B, D). Ils sont agencés de telle sorte que les ondes générées par les deux transducteurs soient en phase. Les transducteurs IDTT2 et IDTT, 2 formant la seconde paire sont sensiblement identiques, connectés chacun d'une part respectivement au premier et second points de connexion électrique (A, C) du premier transducteur IDTT, de la première structure, d'autre part respectivement au second et premier points de connexion électrique (D, B) du second transducteur (IDTr1) de la première structure et agencés de telle sorte que les ondes générées soient en phase. Selon cet exemple, des réseaux de réflecteurs REF sont également placés de part et d'autre de la structure.

Avantageusement, les filtres SAW selon l'invention tels que décrits précédemment, s'appliquent aux systèmes de communication mobile ou fixe.

Ils fonctionnent par exemple en fréquence radio (RF) ou fréquence intermédiaire (FI). Pour ce type d'application, le point d'entrée est une antenne dont le signal est généralement référencé par rapport à la masse ; elle est donc différentielle par nature. Le filtre peut comprendre alors un composant de type transformateur qui transforme une entrée non différentielle en une entrée différentielle, elle-mme appliquée audit réseau à entrées/sorties différentielles selon l'invention. Réciproquement, le réseau peut également tre relié en sortie à un composant qui transforme la sortie différentielle à une sortie non différentielle.

Ce transformateur est par exemple un transformateur de type BALUN (pour BALanced input UNbalanced output). Ce type de composant peut présenter l'inconvénient d'introduire des pertes ohmiques qui réduisent

les performances du système. On peut alors insérer dans le filtre selon l'invention une structure acoustique connue, de type DMS/CRF qui présente une fonction de transformateur, et qui est connecté au réseau à entrées/sorties différentielles présentant les caractéristiques de l'invention.

Selon une variante de l'invention, le filtre à ondes acoustiques de surface comprend une structure de type DMS/CRF connectée acoustiquement à deux éléments d'impédance d'un réseau de type échelle.

Les figures 9A et 9B illustrent par des schémas deux exemples de connexion acoustique de la structure DMS/CRF à deux éléments d'impédance connectés sur des branches symétriques du réseau, soit série (figure 9A), soit parallèle (figure 9B).

Ainsi, au centre se trouve un étage de type DMS/CRF (noté 90) composé d'un transducteur central 91, de deux transducteurs latéraux 92 et 93 et de deux réseaux de réflecteurs 94 et 95. Le transducteur central est attaqué en non différentiel, les deux transducteurs latéraux sont de polarités inversées ; ils ont donc des signaux opposés sur leurs bus de connexions.

Selon la variante décrite ici, les transducteurs latéraux sont connectés à des transducteurs « série » (IDTs1, IDTS,,), dans le cas de la figure 9A, ou à des transducteurs parallèle (IDTP,, IDTp, ), dans le cas de la figure 9B. Les transducteurs « série » sont des transducteurs connectés à deux branches symétriques série du réseau en échelle, les deux transducteurs « parallèle » sont deux transducteurs connectés à des branches parallèle du réseau en échelle, tel que cela a été décrit dans les exemples de réalisation précédents. Des réseaux de réflecteurs notés REF sur les figures 9A et 9B complètent la structure pour former respectivement les réseaux série RESS, et REST.., sur la figure 9A et les réseaux parallèle RESP, et RESp,, sur la figure 9B.

Il peut tre intéressant d'intercaler des réseaux réflecteurs entre les étages. On obtient ainsi une implantation plus symétrique. Ce type d'étage composé peut mme tre cascadé électriquement avec un autre réseau d'éléments d'impédance ou éventuellement un autre type d'étage de filtrage SAW.