用于调谐谐振频率的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:12617951 阅读:117 留言:0更新日期:2015-12-30 15:04
公开了用于调谐谐振频率的各种装置和方法。在一些实施例中,提供了一种装置(200),该装置包括用于接收射频信号的至少一个输入电极(202、204);石墨烯箔(210),其用于将所述射频信号的至少一部分转变成机械能;至少一个介电支撑单元(212),其支撑所述石墨烯箔(210)以及间隔开所述至少一个输入电极(202、204)和所述石墨烯箔(210)。所述石墨烯箔(210)具有压电性能。在一些实施例中,提供了一种方法,所述方法包括:由装置(200)的至少一个输入电极(202、204)接收射频信号;向装置(200)提供用于对装置(200)的谐振频率进行调谐的偏置电压;以及由具有压电性能的石墨烯箔(210)将射频信号的至少一部分转变成机械能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调谐谐振器的谐振频率的装置。本专利技术还涉及用于调谐谐振器的 谐振频率的方法。
技术介绍
这部分旨在提供在权利要求书中陈述的针对本专利技术的背景和上下文。此处的描述 可以包含可以被追寻的构思,但是未必是先前已经被设想或追寻的构思。因此,除非在此以 其它方式指出,否则在这个部分中描述的内容不是针对本申请中的说明书和权利要求书的 现有技术,并且不承认通过包含在这个部分中而为现有技术。 随着许多无线电通信方案(标准的和非标准的)的使用,现代无线电通信环境 是非常多样化的。用户设备可以装备有通过多种不同的无线电通信方案,例如GSM、GPRS/ EDGE、蓝牙、WLAN、UMTS和它的演进版本HSDPA、LTE和LTE-A,进行通信的能力。另外,将来 可以在用户设备中实现如认知无线电或软件定义无线电(SDR)的构思。认知无线电是表示 能够感测无线电环境和选择最适合于所感测的无线电环境的无线电通信方案和无线电通 信参数的无线电设备的一般构思。 在移动收发器中,前端模块(FEM)提供构件以将一个或多个天线连接到一个或多 个多系统收发器引擎。开关和滤波器可以使用连接的宽/多频带天线来提供某一频率选择 性。 当越来越多的系统被添加到移动设备时,当前解决方案的损耗、大小和/或成本 惩罚可能快速地增加到当前方法可能不能接受的点。
技术实现思路
-些实施例利用具有压电性能的基于石墨烯的滤波器的使用。在一些实施例中, 思想是从石墨稀形成机电单元以及以使得石墨稀材料提供压电性能的方式来修改石墨稀 材料。因此,此类滤波器可以用作例如针对射频信号的滤波器,用作针对振荡器的谐振器 等。 在详细描述中提供了本专利技术的示例的各种方面。 根据第一方面,提供了一种装置,该装置包括: 用于接收射频信号的至少一个输入电极和第二输入电极; 石墨烯箱(foil),其用于将所述射频信号的至少一部分转变成机械能; 至少一个介电支撑单元,其支撑所述石墨烯箱以及间隔开所述至少一个输入电极和所 述石墨稀箱; 其中所述石墨烯箱具有压电性能。 根据第二方面,提供了一种方法,所述方法包括: 提供用于接收射频信号的至少一个输入电极; 提供石墨烯箱,所述石墨烯箱用于将所述射频信号的至少一部分转变成机械能; 提供至少一个介电支撑单元,所述至少一个介电支撑单元支撑所述石墨烯箱以及间隔 开所述至少一个输入电极和所述石墨烯箱; 其中所述石墨烯箱具有压电性能。 根据第三方面,提供了一种装置,所述装置包括: 用于提供用于接收射频信号的至少一个输入电极的构件; 用于提供石墨烯箱的构件,所述石墨烯箱用于将所述射频信号的至少一部分转变成机 械能; 用于提供至少一个介电支撑单元的构件,所述至少一个介电支撑单元支撑所述石墨烯 箱以及间隔开所述至少一个输入电极和所述石墨烯箱; 其中所述石墨烯箱具有压电性能。 根据第四方面,提供了一种装置,所述装置包括: 用于选择用于接收的频带的控制单元; 用于接收射频信号的天线; 带通滤波器,其用于对在所选择的频带内的射频信号进行滤波以用于进一步处理,所 述带通滤波器包括微机械谐振器,所述微机械谐振器具有: 用于从所述天线接收所述射频信号的至少一个输入电极; 具有压电性能的石墨烯箱,所述石墨烯箱用于将所述射频信号的至少一部分转变成机 械能; 至少一个介电支撑单元,其支撑所述石墨烯箱以及间隔开所述至少一个输入电极和所 述石墨稀箱; 其中所述装置适应于向所述微机械谐振器提供偏置电压以用于对所述微机械谐振器 的谐振频率进行调谐以与所选择的频带对应。 通过利用基于石墨烯的压电滤波器,可以需要仅一个或少数滤波器来支持许多移 动通信系统(频带)。此外,可以非常容易地集成此类滤波器或多个滤波器。【附图说明】 为了更全面地理解本专利技术的示例实施例,现在参照结合附图的以下描述,在附图 中: 图1示出了根据示例实施例的装置的框图; 图2示出了根据示例实施例的装置; 图3示出了针对包括多个装置、网络和网络单元的无线通信的布置的示例; 图4a示出了根据示例实施例的收发器的RF和IF单元的框图; 图4b和图4c示出了根据示例实施例的第一带通滤波器和第二带通滤波器的简化 框图; 图4d和图4e示出了根据另一个示例实施例的第一带通滤波器和第二带通滤波器 的简化框图; 图5a说明了根据示例实施例的微机械谐振器的示例的顶视图; 图5b说明了图5a的微机械谐振器的截面图; 图6a说明了根据另一个示例实施例的微机械谐振器的示例的顶视图; 图6b说明了图6a的微机械谐振器的截面图; 图7a说明了根据又一个示例实施例的微机械谐振器的示例的顶视图; 图7b说明了图7a的微机械谐振器的截面图; 图8a说明了根据又一个示例实施例的微机械谐振器的示例的顶视图; 图8b说明了图8a的微机械谐振器的截面图; 图8c说明了从图8a和图8b的微机械谐振器所修改的微机械谐振器的示例的顶 视图; 图8d说明了图8c的微机械谐振器的截面图; 图9a示出了根据示例实施例的微机械谐振器的等效电路; 图9b示出了根据示例实施例的电容式压电谐振器的等效电路;以及 图10示出了示例实施例的微机械谐振器的偏压-带通频率依赖性的示例。【具体实施方式】 以下实施例是示例性的。尽管本说明书在若干位置可以提及"一个""一种"或"一 些"实施例(多个),但是这未必意味的是,每个此类提及是针对相同的实施例(多个),或 特征仅应用于单个实施例。不同的实施例的单个特征也可以被组合以提供其它实施例。 当前,可以使用设定将使用的滤波器和"管道"的数控开关来进行使用一个天线的 频带选择。那是固定的方法并且没有微调或组件变化补偿。在较少频率和系统频带的情况 下,这可能是没有问题的,但是越来越多数量的频带/系统可以导致这个方法失败。在另一 方面,可以使用分离的电路和逻辑来处置天线匹配微调和组件变化补偿。这些前端调谐器 可能导致复杂性(成本和大小问题)以及导致相当中等的性能。 频率滤波器可以在无线电电路中使用以选择用于传输和/或接收的期望的频带。 在许多实施例中,可以使用具有能够改变的基本频率的压电滤波器。在针对例如消费电子 产品(如移动设备和其它无线通信设备)的射频(RF)滤波器和频率参考单元中,大小、功 率消耗、和价格可能需要考虑以使得单芯片集成RF解决方案成为可能,以便通信设备可以 使用尽可能少的滤波器来支持不同通信系统的不同频带。 压电谐振器是一种类型的静电转换的微机械谐振器,其中小板状的单元将变化的 电信号转换成机械振动,即该板状单元开始振动。当电信号的频率接近微机械谐振器的谐 振频率时,与具有更远离于该谐振频率的频率的信号相比,该微机械谐振器对该电信号表 现出非常小的阻抗。因此,例如,机械谐振器可以用作带通滤波器。 取决于例如谐振器的尺寸,微机械谐振器是微机电系统(MEMS)或纳米机电系统 (NEMS)的示例。 针对许多静电转换的微机械谐振器的一种实现限制可能是它们展现出大的运动 阻抗值,甚至数百kQ,这可能使得这些静电设备至具有例如大约50 Ω阻抗的RF系统以及 至可以表现出仅大约10 Ω阻抗水平的天线的接口连接复杂化。 在一些实施例中,可以通过在谐振器中使用石墨烯,来减少或消除以上提及的实 现方式限制。在一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置包括:用于接收射频信号的至少一个输入电极;石墨烯箔,其用于将所述射频信号的至少一部分转变成机械能;至少一个介电支撑单元,其支撑所述石墨烯箔以及间隔开所述至少一个输入电极和所述石墨烯箔;其中所述石墨烯箔具有压电性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:M·沃蒂莱宁
申请(专利权)人:诺基亚技术有限公司
类型:发明
国别省市:芬兰;FI

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