KR100210333B1 - 탄성 표면파 장치 - Google Patents

Abstract

통과 대역 내에서 저손실이며 감쇠 영역에서 감쇠량이 클 뿐만 아니라 내전력성이 우수하며 저지 영역 내에서 큰 반사 계수를 갖는 본 발명의 탄성 표면파 장치는 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 탄성 표면파(surface acoustic wave: SAW) 공진자 필터와 병렬로 접속되는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 포함한다. 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 제 1의 1-포트(port)형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수가 저주파측에서 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역의 외부에 있고, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터 사이의 접속점이 입력 단자에 제공되도록 구성된다.

Description

탄성 표면파 장치{Surface acoustic wave device}

본 발명은 탄성 표면파 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히하면 사다리형으로 접속되는 다수의 탄성 표면파(SAW) 공진자 필터를 포함하는 회로 구성을 갖으며, 대역 필터로서 사용되는 탄성 표면파 장치에 관한 것이다.

휴대용 전화처럼 이동 통신기의 고주파 필터에 SAW 공진자 필터가 사용되는 것이 제안되었다. 이러한 종류의 용도로 사용되는 탄성 표면파 장치로서, 제 1도에 도시된 접속 구조를 갖은 탄성 표면파 장치가 제안되었다.

이 탄성 표면파 장치에서, 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)은 입력 단자(IN) 및 출력 단자(OUT) 사이에 위치된다. 이러한 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)은 SAW 전파 방향을 따라 배열된 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서(이하에서는 IDT로 명명한다) (2)∼(4)를 갖는다. 반사기(5) 및 (6)은 IDT(2)∼(4)의 표면파 전파 방향의 단측에 위치된다.

IDT(2)∼(4) 중에서 IDT(2) 및 (4) 각각의 하나의 빗 형상의 전극(2a) 및 (4a)는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(7)을 통해서 입력 단자(IN)에 접속된다. IDT(3)의 하나의 빗 형상의 전극(3a)는 출력 단자(OUT)에 접속된다. IDT(2)∼(4)의 또 다른 빗 형상의 전극(2b), (3b) 및 (4b)는 접지 전위에 접속된다.

또한, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(9)는 빗 형상의 전극(3b) 및 출력 단자(OUT) 사이의 접속점(8)과 접지 전위 사이에서 접속된다.

따라서, 도 1에 도시된 탄성 표면파 장치에서, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)은 입출력 단자 사이에서 접속되고, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(7)은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 입력측과 직렬로 접속된다. 또한, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(9)는 입출력 단자 사이의 점과 기준 전위 사이에 접속된다. 따라서, 도 1에 도시된 탄성 표면파 장치는 두 개의 직렬 공진자 및 하나의 병렬 공진자를 갖는 필터 회로를 포함한다.

여기에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(7)의 공진 주파수는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 통과 대역 내에 있고, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(9)의 반공진 주파수도 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 통과 대역 내에 있다.

상술한 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(7)이 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 외측의 IDT(2) 및 (4)에 접속되고, 또한 상술한 공진 특성을 가지므로, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 외측의 IDT(2) 및 (4)에서의 VSWR이 감소되고, 또한 통과 대역의 외부, 특히 고주파측의 저지 영역에서의 감쇠량이 증가된다.

또한, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(9)가 상술한 공진 특성을 가지므로, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(1)의 중앙의 IDT(3)에서의 VSWR이 감소되고, 또한 통과 대역의 외부, 특히 저주파측의 저지 영역에서의 감쇠량이 증가된다.

그러므로, 통과 대역 내에서의 저손실화, 통과 대역에서의 VSWR의 감소 및 저지 영역에서의 감쇠량을 증가시키는 것이 가능하다.

그러나, 도 1에 도시된 탄성 표면파 장치를 예를 들어 휴대용 전화 등의 안테나에 사용하면, 수신측 필터의 저지 영역에 송신측으로부터의 대전력의 신호가 가해진다. 그 결과, 상술한 구성을 갖은 탄성 표면파 장치는 예를 들면 2W 정도의 대전력이 장치에 가해지면, 장치가 순간적으로 파괴되는 문제점이 있다.

또한, 상술한 탄성 표면파 장치가 휴대용 전화 등의 안테나의 수신측 필터로서 사용되는 경우, 정상적으로는 탄성 표면파 장치는 예를 들면 유전체 공진기 또는 탄성 표면파 장치를 사용하여 구성된 송신측 필터에 스트립(strip) 선로 등으로 접속된다. 즉, 상술한 탄성 표면파 장치 및 송신측 필터는 스트립 선로 등으로 접속되어, 저지 영역에서의 임피던스가 개방된다.

그러나, 이 경우에 송신측 손실을 막기 위해서, 송신측 통과 대역에서 수신측 필터의 반사 계수를 크게 하는 것이 매우 바람직하다. 그러나, 상술한 탄성 표면파 장치가 수신측 필터로서 사용될 때, 송신측 통과 대역에서의 탄성 표면파 장치의 반사 계수가 항상 충분히 큰 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 목적은 통과 대역 내에서 저손실이며, 감쇠 영역에서 대감쇠량을 가질뿐만 아니라 내전력성이 우수하며, 저지 영역에서 반사 계수가 큰 탄성 표면파 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 탄성 표면파 장치의 전극 구조를 설명하는 도식적인 평면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제 1양태에 따른 탄성 표면파 장치의 도식적인 평면도이다.

도 3(a)∼3(c)는 종(vertically) 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 특성을 도시하는 챠트로서, 도 3(a)는 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하며, 도 3(b)는 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서(inter digital transducer: IDT)측 단자의 스미스 임피던스 선도(Smith impedance chart)를 도시하고, 도 3(c)는 외측의 IDT측 단자의 스미스 임피던스 선도를 도시한다.

도 4(a)∼4(c)는 본 발명의 바람직한 제 1양태의 탄성 표면파의 전체적인 특성을 도시하는 챠트로서, 도 4(a)는 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하며, 도 4(b)는 중앙의 IDT측 단자의 스미스 임피던스 선도를 도시하고, 도 4(c)는 외측 IDT측 단자의 스미스 임피던스 선도를 도시한다.

도 5는 4단 구성의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 6은 3단 구성의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 7은 2단 구성의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 감쇠량 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 8은 공진 주파수 및 스퓨리어스 응답(spurious response)이 발생되는 주파수 사이의 주파수 차이와 w/λ1 사이의 관계를 도시하는 챠트이다.

도 9는 h/λ1이 약 6.5％ 이고 w/λ1이 1.5인 4단 구성의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 10은 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 IDT 및 반사기 사이의 간격(I)와 저지 영역에서의 반사 계수의 최소값 사이의 관계를 도시하는 챠트이다.

도 11은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 IDT 및 반사기 사이의 간격(I)와 통과 대역에서의 VSWR의 최소값 사이의 관계를 도시하는 챠트이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 제 2양태에 따른 탄성 표면파 장치의 전극 구조를 도시하는 도식적인 평면도이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 제 2양태에 따른 탄성 표면파 장치의 감쇠량 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 14는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 접속되기 전에 바람직한 제 2양태의 탄성 표면파 장치의 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 제 3양태에 따른 탄성 표면파 장치의 전극 구조를 설명하는 도식적인 평면도이다.

도 16은 본 발명의 바람직한 제 3양태에 따른 탄성 표면파 장치의 삽입 손실 대 주파수 특성을 도시하는 챠트이다.

도 17은 t/λ1이 3.2일 때, 바람직한 제 1양태의 변형예의 삽입 손실 대 주파수 특성을 보여주는 챠트이다.

도 18은 본 발명의 바람직한 제 1양태의 탄성 표면파 장치에서의 IDT를 확대하여 도시한 평면도이다.

도 19는 본 발명의 바람직한 제 1양태의 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 ---------- 탄성 표면파 장치 22 ----------------- 압전체 기판

23, 41, 61 ------------------ 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터

24, 42, 62 ------------------ 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터

43, 63 ---------------------- 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터

64 -------------------------- 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터

25∼27, 44∼46, 65∼67 -------------- IDT

28, 29, 47, 48, 68a, 68b ------------ 반사기

30, 49, 69 --------- 입력 단자 31, 50, 70 ------------- 출력 단자

32, 71 ------------- 접속점

본 발명의 탄성 표면파 장치는 반사기를 갖은 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 전기적으로 병렬 접속되며 후술할 구성상의 특징을 갖는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 포함한다: 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 상호간에 그물 형상처럼 형상된 다수의 전극지(electrode finger)쌍을 갖는 IDT를 지니지만, 반사기는 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되지 않았지만, 반사기가 본 발명에 사용될 수 있다. 또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수는 저주파측 상에서 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역의 외부에 있고, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터 및 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 접속시키는 접속점은 입력 단자가 된다.

본 발명에서, 상술한 바와같이 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수가 통과 대역의 저주파측, 즉 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 저주파측 저지 영역에 위치하며, 상술한 것처럼 접속되므로, 통과 대역의 외부에서, 즉 저주파측 저지 영역에서 감쇠량이 증가될 수 있다. 또한, 본 발명이 예를 들면 휴대용 전화 등의 안테나의 필터에 사용되면, 저지 영역에서의 반사 계수도 증가될 수 있다. 또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 입력측에 접속되므로, 가해진 전력은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터 및 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터 사이에서 분산된다. 그 결과, 내전력성이 향상될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 탄성 표면파 장치에서 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터는 표면파 전파 방향을 따라서 배열된 세 개의 IDT를 갖은 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터이고, 외측 IDT들의 전극지의 합계가 중앙의 IDT의 전극지의 수보다 많으며, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 한 쌍의 외측 IDT에 접속된다.

상기 구성에서, 입력측의 저지 영역에서 내전력성을 보다 향상시키는 것이 가능하다. 즉, 대량의 전력을 가할 때, SAW 필터에서 탄성 표면파 장치가 파괴되는 이유는 표면파가 여진될 때, 기계적 스트레스로 인해서 IDT를 구성하는 전극 사이에서 마이그레이션(migration)이 발생되기 때문이다. 상술한 본 발명의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 바람직한 구성에서, (1) 전력을 한 쌍의 외측 IDT에 가하며, 외측 IDT들의 전극지의 합계가 중앙의 IDT의 전극지의 수보다 많고, (2) 다수의 IDT쌍을 갖는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 입력측의 병렬 암(arm)으로서 배치되기 때문에, 전력이 가해진 전극의 총 면적이 커지고, 입력측의 내전력성은 더욱 더 향상된다.

또한, 본 발명의 또 다른 바람직한 관점에 따르면, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 36°Y-컷(cut), X-전파 압전체 기판을 사용하여 구성되며, 네 개 또는 두 개의 SAW 공진자가 직렬로 접속되도록 구성되고, SAW 공진자를 구성하는 IDT의 전극지의 폭(w) 대 SAW 공진자의 파장(λ1)의 비는 하기 식을 만족한다:

w/λ1 1/4 ---------- 식 (1)

상기 구성에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 2단 또는 4단 구성을 가지므로, 전극 면적이 커지고, 그것에 의해 내전력성이 향상되는 것이 가능하다. 또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 다단 구성으로 구성되면, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수 및 반공진 주파수 사이에 존재하는 스퓨리어스 응답이 커지더라도, 후술할 본 발명이 실시하는 바람직한 양태로부터 명확해지겠지만, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 구성하는 SAW 공진자가 상기 식(1)을 만족하도록 구성되므로, 상술한 스퓨리어스 응답이 억제될 수 있다. 또한, 상기 식(1)을 만족하도록 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진자를 구성함으로써, 전력이 가해질 때 IDT의 전극지 사이에서 마이그레이션에 의해 발생된 IDT의 단락이 발생되기 어렵게 된다. 또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 병렬로 접속되므로, 전극지의 폭(w)가 작더라도, 통과 대역에서 받는 영향은 적게 된다. 그러므로, 통과 대역의 공진 특성에서 손실을 저하시키지 않고도 내전력성이 향상될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특정한 관점에 따르면, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 36°Y-컷, X-전파 압전체 기판을 사용하여 구성되며 네 개 또는 두 개의 공진자를 직렬로 접속시킴으로써 구성되고, 공진자의 IDT의 전극지 사이의 간격(t) 대 공진자의 파장(λ1)의 비는 t/λ1 3으로 구성된다.

상기 구성에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 4단 또는 2단 구성으로 구성되므로, 전극 면적이 커짐으로써 내전력성이 향상될 수 있다. 상술된 바와같이, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 다단 구성으로 구성되면, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수 및 반공진 주파수 사이에 존재하는 스퓨리어스 응답이 커지게 되어 위험하다. 그러나, 상기 구성에서 t/λ1 3이므로, 후술할 본 발명이 실시하는 바람직한 양태로부터 명확해지겠지만, 통과 대역에서 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제시킬 수 있다. 그러므로, 통과 대역에서 특성상의 어떠한 영향도 받지 않고도 내전력성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터는 36°Y-컷, X-전파 압전체 기판을 사용하여 구성되고, 외측 IDT의 외측단 전극지의 중앙 과 반사기의 내측단 전극의 중앙 사이의 간격을 I로 표기하면, I 대 반사기의 파장(λ2)의 비는 하기 식을 만족한다:

0.53 ≤ I/λ2 ≤ 0.59

상기 구성에서, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 외측 IDT 및 반사기 사이의 간격(I)가 0.53λ2 보다 크므로, 후술할 본 발명이 실시하는 바람직한 양태로부터 명확해지겠지만, 저지 영역에서의 반사 계수가 커지는 것이 가능하다. 또한, 상술한 간격(I)가 0.59λ2 보다 작으므로, 통과 대역에서의 VSWR이 커질 수 있다. 그러므로, 통과 대역에서의 특성이 저하되지 않고도 저지 영역에서의 반사 계수를 보다 크게할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 상술한 세전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 중앙의 IDT와 직렬로 접속된다. 이 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역의 외부에서 SAW 공진자의 저주파측에서 반공진 주파수를 지니며, 반사기는 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되지 않았지만 반사기가 본 발명에 사용될 수 있다. 상기 구성에서, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 중앙의 IDT, 즉 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 출력측과 직렬로 접속되므로, 저지 영역에서의 입력측 단자의 내전력성 및 반사 계수의 손실 없이도 감쇠량을 보다 증가시킬 수 있다.

본 발명의 보다 특정한 관점에 따르면, 상술한 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터뿐만 아니라, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터도 또한 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터에 접속된다. 그러나, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 병렬로 접속된다. 특정한 예에서는, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 통하여 이중 모드 SAW 공진자 필터에 접속된다. 이 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역의 저주파측에서 공진 주파수를 지니며, 반사기는 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되지 않았지만, 반사기가 본 발명에 사용될 수 있다.

상기 구성에서, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 출력측과 직렬로 접속되는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터에 부가하여, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 이중 모드 SAW 공진자 필터와 병렬로 접속되므로, 저지 영역에서의 입력측 단자의 내전력성 및 반사 계수의 손실 없이도 감쇠량을 보다 증가시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징 및 잇점은 첨가된 도면을 참조하여 본 발명의 명세서에서 명확히 후술할 것이다.

본 발명의 바람직한 양태는 첨가된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제 1양태에 따른 탄성 표면파 장치를 도시하는 도식적인 평면도이다.

이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치(21)은 36°Y-컷, X-전파 LiTaO3로 제조된 압전체 기판(22)를 사용하여 구성된다. 압전체 기판(22)는 상술한 재료로만 한정되지 않고, 예를 들면 64°Y-컷, X-전파 LiNbO3 또는 41°Y-컷, X-전파 LiNbO3로 대체하여 사용될 수 있다.

도 2는 압전체 기판(22) 상에 형성된 전극을 개략적으로 도시한다. 압전체 기판(22) 상에는 세-전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23) 및 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 형성된다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23) 및 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 분리 압전체 기판 상에 형성되거나 또는 도 2에 도시된 것처럼 단일 압전체 기판(22) 상에 형성될 수 있다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)은 표면파 전파 방향을 따라 배열된 세 개의 IDT(25), (26) 및 (27)을 갖는다. 이 IDT(25)∼(27)은 각각 다수의 전극지를 갖은 빗 형상의 전극(25a), (25b), (26a), (26b), (27a) 및 (27b)를 갖는다. 즉, IDT(25)∼(27) 각각은 상호간에 그물 형상으로 형상된 다수의 전극지쌍을 갖는다.

그레이팅(grating) 반사기(28) 및 (29)는 IDT(25)∼(27)이 형성되는 영역의 표면파 전파의 방향단측에 형성된다.

IDT(25) 및 (27) 각각의 하나의 빗 형상의 전극(25a) 및 (27a)는 입력 단자(30)에 전기적으로 접속된다. 중앙에 위치한 IDT(26)의 하나의 빗 형상의 전극(26a)는 출력 단자(31)에 전기적으로 접속된다. IDT(25)∼(27)의 또 다른 빗 형상의 전극(25b), (26b) 및 (27b)은 접지 전위에 접속된다.

또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 입력 단자(30)과 IDT(25) 및 (27) 사이의 접속점(32)와 접지 전위 사이에 접속된다. 다시 말해, 입력 단자(30)은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)과 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24) 사이의 접속점(32)로부터 인출된다.

제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 서로 직렬로 접속된 4단의 IDT(24a)∼(24d)를 갖는다. 따라서, IDT(24a)∼(24d)중의 연합하는 IDT는 공통 버스 바(bus bar)를 갖는다. 즉, 버스 바(33a)∼( 33c)는 공통 버스 바로서, 예를 들면 버스 바(33a)는 IDT(24a)의 하나의 빗 형상 전극의 다수의 전극지를 동시에 접속시키는 버스 바로서 작동되며, 또 IDT(24b)의 하나의 빗 형상 전극의 다수의 전극지를 동시에 접속시키는 버스 바로서 작동된다.

또한, 도 2에 도시된 것처럼, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 반사기를 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되지 않았지만, 반사기가 본 발명에 사용될 수 있다.

IDT(24a)∼(24d) 및 (25)∼(27)과 반사기(28) 및 (29)는 어떤 적당한 전극 재료를사용하여도 형성될 수 있고, 이 바람직한 양태에서는 알루미늄을 사용한다. 이 IDT(24a)∼(24d) 및 (25)∼(27)과 반사기(28) 및 (29)는 몇 중량％ 이하의 Cu를 첨가한 알루미늄 합금으로 대체하여 형성될 수 있다.

삽입 손실 - 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서 SAW 공진자 필터(23)의 주파수 특성은 도 3(a)에 도시된다. 도 3(a)에서 실선의 형상인 (B)는 실선의 형상인 (A)로 도시된 특성 곡선의 주요 부분을 종축으로 10배로 확대하여 도시한 특성 곡선이다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 스미스 임피던스 선도는 도 3(b) 및 도 3(c)에 도시된다. 도 3(b)는 중앙 IDT(26)에서의 특성을 도시하며, 도 3(c)는 외측 IDT(25) 및 (27)에서의 특성을 도시한다.

제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 SAW 공진자 필터(23)의 외측 IDT(25) 및 (27)에 접속되어, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 공진 주파수는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 통과 대역의 저주파측에, 즉 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 저주파측 저지 영역에 위치하고, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 반공진 주파수는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 통과 대역의 내측에 위치된다.

삽입 손실 - 상술한 바와같이 구성된 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치의 입출력 단자(30) 및 (31)의 주파수 특성은 도 4(a)도에 도시된다. 또한, 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치의 스미스 임피던스 선도는 도 4(b) 및 도 4(c)에 도시된다. 도 4(b)는 중앙 IDT측에서의 특성을 도시하며, 도 4(c)는 외측 IDT(25) 및 (27)에서의 특성을 도시한다.

도 3(a)에서처럼, 도 4(a)에서 실선의 형상인 (B)로 도시된 특성은 실선의 형상인 (A)로 도시된 특성의 주요 부분을 10배로 확대한 크기의 삽입 손실이다.

삽입 손실 - 도 3(a)에 도시된 SAW 공진자 필터의 주파수 특성, 및 삽입 손실 - 도 4(a)에 도시된 이 바람직한 양태의 주파수 특성을 비교할 때, 통과 대역의 저주파측 저지 영역에서 통과 대역의 근방에서의 감쇠량은 도 4(a)에 도시된 바람직한 양태의 경우, 보다 증가된다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 3(c) 및 도 4(c)에 도시된 특성을 비교하면, 본 발명의 바람직한 양태에서는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)를 병렬로 접속시킨 결과, 저지 영역에서의 반사 계수가 증가된다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 예를 들면 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치가 휴대용 전화 등의 수신측의 안테나에 사용되면, 또 다른 호출자측, 즉 송신측의 통과 대역에서의 반사 계수를 효과적으로 높일 수 있다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 통과 대역은 935∼960㎒ 이고, 저주파측의 저지 영역은 890∼915㎒ 이다.

따라서, 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서, 통과 대역의 저주파측에 위치한 공진 주파수를 갖은 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)과 병렬로 접속되므로, 통과 대역의 저주파측의 저지 영역에서의 감쇠량을 증가시킬 수 있다. 또한, 이 저지 영역에서의 반사 계수를 크게할 수 있으므로, 예를 들면 탄성 표면파 장치가 휴대용 전화 등의 안테나에 사용되면, 또 다른 호출자측, 즉 송신측의 필터의 통과 대역에서의 손실을 억제시킬 수 있다.

또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 병렬로 접속되므로, 가해진 전력은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23) 및 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24) 사이에 분배된다.

대전력의 신호를 탄성 표면파 장치에 가할 때, 저지의 파괴가 일어나는 이유는 표면파가 여진할 때, 기계적 스트레스로 인해서 IDT의 전극지 사이에서 마이그레이션이 발생되기 때문이다. 그러므로, 도 2에 도시된 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 IDT(25) 및 (27)의 전극지의 합계가 중앙 IDT(26)의 전극지의 수보다 많은 것이 바람직하다. 상기 구성이 적용되면, 보다 많은 전극지를 갖은 외측 IDT(25) 및 (27)에 전력이 가해지고, 각각 다수의 한 쌍의 전극지를 갖은 다수의 IDT를 갖으며 상술한 것처럼 다단이 서로 직렬로 접속된 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 IDT(25) 및 (27)에 접속되므로, 전력이 가해진 IDT의 전극지의 총 면적이 증가될 수 있고, 그것에 의해 저지 영역에서의 입력측 단자의 내전력성이 보다 개선될 수 있다.

이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치를 IDT 전극의 첨가물로서 1.5중량％의 Cu를 함유한 알루미늄을 사용하여 제조했을 때, 도 1에 도시된 종래의 탄성 표면파 장치에서는 2W의 전력을 저지 영역에 가했을 때 탄성 표면파 장치의 파괴가 즉시 일어났지만, 이 바람직한 양태에서의 탄성 표면파 장치에서는 주위 온도 85℃에서 2W의 전력을 저지 영역에 가했을 때 내전력성이 최하인 저지 영역에 위치한 주파수에서조차도 장치의 수명이 70시간을 넘는다는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서는 통과 대역에서 저손실이며, 대감쇠량을 갖을 뿐만 아니라 내전력성도 우수한 탄성 표면파 장치를 제공할 수 있다.

도 2에 도시된 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 각각 다수의 전극지쌍을 지니는 네 개의 IDT가 동시에 직렬로 접속되도록 구성되었다. 이 경우에, 모든 IDT(24a)∼(24d)의 한 쌍의 전극지의 개구 길이 및 개수는 동일하게 구성되었다.

제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)는 상술한 것처럼 네 개의 IDT가 직렬로 접속되는 4단으로 구성될 필요는 없고, 3단 또는 2단 구성으로 대치될 수 있다. 그러나, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 다단으로 구성됨에 의해, 전극 면적이 커질 수 있으므로, 장치의 내전력성이 향상될 수 있다.

삽입 손실 - 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 4단, 3단 및 2단으로 구성될 때의 주파수 특성이 도 5∼7에 각각 도시된다. 도 5∼7에서의 곡선(D)는 곡선(E)로 도시된 특성에 대해 종축의 삽입 손실의 크기를 10배로 확대하여 도시한 특성 곡선이다.

도 5∼7로 명확해진 것처럼, 4단 구성 및 2단 구성과 3단 구성을 비교하면, 통과 대역의 내부의 저주파측의 영역에서 손실이 저하될 수 있다. 그러므로, 상기 장치는 송신 주파수와 수신 주파수 사이의 차이가 작은 휴대용 전화 등에 효과적으로 사용될 수 있다.

삽입 손실 - 도 5∼7에 도시된 주파수 특성은 통과 대역이 869∼894㎒인 경우의 특성이다.

상술한 것처럼, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 다단으로 구성됨으로써, 장치의 내전력성이 향상될 수 있지만, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수 와 반공진 주파수 사이에서 발생되는 스퓨리어스 응답이 커지는 문제점이 있다. 즉, 도 5에서 화살표(C)로 도시된 스퓨리어스 응답이 커지는 문제점이 발생된다.

바람직한 제 1 양태의 바람직한 관점에서, 상술한 스퓨리어스 응답을 저하시키기 위해, 도 2 및 도 18에 도시된 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 전극지의 선폭 (w) 및 여진하는 표면파의 파장(λ1)의 비를 1/4 미만으로 구성한다. 상술한 스퓨리어스 응답을 저하시키기 위해 w/λ1을 1/4 미만으로 구성하는 이유를 설명한다.

도 8은 공진 주파수가 850㎒, 즉 IDT의 전극 두께가 파장(λ1)의 6.5％ 정도가 되도록 구성되는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 IDT(24a)∼(24d)의 전극지의 선폭(w)의 파장(λ1)에 대한 비와, 공진 주파수 및 스퓨리어스 응답이 발생되는 주파수 사이의 주파수 차이와의 관계를 도시하는 챠트이다. 도 8로부터 명확해진 것처럼, w/λ1이 0.25(1/4)인 경우, 상술한 주파수 차이는 12.5㎒ 이다. 그러므로, 제조시의 주파수에서의 분산 및 작동 온도에서의 변동분을 고려하면, 스퓨리어스 응답이 통과 대역의 내부에서 발생되고, 통과 대역의 내부에서 손실이 커지게 된다.

한편, 도 9는 삽입 손실 - w/λ1이 1/5이며, 전극 두께(h)는 h/λ1이 약 6.5％ 가 되도록 설정되는 4단의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 주파수 특성을 도시한다.

곡선(F)는 곡선(G)로 도시된 특성에 대해 종축의 삽입 손실 크기를 10배로 확대하여 도시한 특성이다.

도 9로 명확해진 것처럼, 여기에서 공진 주파수 및 스퓨리어스 응답이 발생되는 위치에서의 주파수 사이의 차이는 8.5㎒ 미만이다. 그러므로, 스퓨리어스 응답이 통과 대역의 내부에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있다.

또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 IDT(24a)∼(24d)의 전극지의 선폭(w)가 w/λ1 1/4이 되도록 설정되므로, 전력을 IDT에 가할 때 전극지 사이에서 발생되는 마이그레이션으로 인해 IDT(24a)∼(24d)의 핫(hot)측과 접지측 사이의 단락으로 인해 파괴를 억제시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 이러한 파괴가 일어나는 종류의 장치의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 상술한 종류의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)과 병렬로 접속되면, 선폭(w)을 소형이 되게 만드는 통과 대역의 영향이 작게 되므로, 탄성 표면파 장치의 통과 대역에서의 삽입 손실의 저하없이 내전력성이 향상될 수 있다.

바람직한 제 1양태의 탄성 표면파 장치에서 바람직하게는, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 외측 IDT(25)∼(27)의 외측단 전극지의 중앙과 반사기의 내측단 전극지의 중앙 사이의 간격을 I로 표기하고, 반사기의 전극의 반복 파장을 λ2로 표기하면(도 2참조), 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)은 하기 관계식:

0.53 ≤ I/λ2 ≤0.59

을 만족하도록 구성된다. 상술한 'I'를 보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 것처럼, 예를 들면 외측 IDT(27)의 가장 외측의 전극지의 중앙 및 IDT(27)의 외측 상에 위치한 반사기(29)의 가장 내측의 전극지의 중앙 사이의 거리이다.

도 10은 상술한 I/λ2 및 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)에서 저지 영역에서의 반사 계수의 최소값 사이의 관계를 도시하는 챠트이고, 도 11은 I/λ2 및 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 통과 대역에서의 VSWR의 최소값 사이의 관계를 도시한다.

상술한 특성은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 통과 대역이 849∼869㎒ 이고, 저지 영역이 824∼849㎒ 이며, 주파수 분산까지 고려하면 통과 대역이 29㎒에서 ±2㎒인 경우의 필터의 특성이다.

도 10 및 도 11로부터 명확해진 것처럼, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)의 외측 IDT와 반사기 사이의 간격(I)가 0.53λ2 이하이면, 저지 영역에서의 반사 계수가 0.7 미만이 되어 실용상의 문제가 발생된다. 다시 말해, 도 11로부터 명확해진 것처럼, 간격(I)가 0.59λ2 보다 크면, VSWR이 2.5 보다 커지게 된다. 그러므로, 도 10 및 11의 결과로부터 명확해진 것처럼, 간격(I)가 0.53λ2 보다 크고 0.59λ2 미만인 것이 바람직하다.

따라서, 이 변형예에 따른 탄성 표면파 장치가 예를 들면 휴대용 전화의 안테나의 수신측 필터로서 사용되고 송신측 필터에 접속되면, 송신측 통과 대역에서의 수신측 필터의 반사 계수가 커질 수 있고 임피던스가 개방에 가까워지며, 그 결과 송신측 필터의 특성의 저하를 억제시킬 수 있다.

도 2에 도시된 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 IDT(24a)∼(24d)의 간격(t) 대 IDT로 구성된 공진자의 파장(λ1)의 비는 t/λ1 3을 만족하는 것이 바람직하다. t/λ1 3으로 구성됨으로써, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에서 존재되는 스퓨리어스 응답에 의해 발생되는 통과 대역에서의 리플(ripple)을 저하시킬 수 있다. 이것은 도 9 및 도 17을 참조하여 설명한다.

상술한 것처럼, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 다단으로 구성됨에 의해, 전극 면적이 증가되므로, 내전력성도 향상된다. 그러나, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 다단으로 구성되면, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에서 발생되는 스퓨리어스 응답이 커지게 된다. 즉, 도 5에서 화살표(C)로 도시된 스퓨리어스 응답이 커지게 된다.

한편, 도 9에 도시된 특성은 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 4단 구성이고, 또한 IDT(24a)∼(24d) 사이의 간격(t) 대 파장(λ1)의 비인 t/λ1이 2.1인 경우의 특성이다. 여기에서, 통과 대역에서의 리플은 2㏈ 정도일 수 있다.

이에 반해, 도 17은 삽입 손실 - 상술한 t/λ1이 3.2인 경우의 주파수 특성을 도시한다. 구성의 남은 부분은 도 9에 도시된 경우와 동일하다.

도 9 및 17에 도시된 특성을 비교하면, 도 17에 도시된 특성에서 통과 대역에서의 리플이 도 9에 도시된 특성에서의 리플 크기의 1/4 정도로 줄어든다는 것을 확실히 알 수 있다. 즉, t/λ1이 3.2가 되도록 간격(t)를 구성함으로써 상술한 것처럼 통과 대역에서 리플을 줄일 수 있다. 상술한 t/λ1이 3보다 크면, 통과 대역의 내부에서의 리플을 도 17에 도시된 특성의 경우처럼 줄일 수 있다는 것이 본 발명의 발명자에 의해 실시된 실시예로서 확인될 수 있다.

그러므로, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)가 다단으로 구성될 때, t/λ1이 3보다 크게 구성됨으로써, 통과 대역의 내부에서 특성의 손실 없이 내전력성을 향상시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 바람직한 제 2양태에 따른 탄성 표면파 장치의 전극 구조를 설명하는 도식적인 평면도이다.

도 12에서, 압전체 기판이 도시되진 않았지만, 압전체 기판은 36°Y-컷, X-전파 LiTaO3로 이루어지며, 도 12에 도시된 전극 구조는 이 압전체 기판 상에 형성된다. 압전체 기판으로서, 64°Y-컷, X-전파 LiNbO3 또는 41°Y-컷, X-전파 LiNbO3 등으로 대체하여 사용할 수 있다.

세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41), 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42) 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)은 이 압전체 기판 상에 형성된다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)은 바람직한 제 1양태에서 기술된 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(23)과 동일한 방법으로 구성된다. 즉, 세 개의 IDT(44)∼(46)을 갖는다. 반사기(47) 및 (48)은 IDT(44)∼(46)이 형성되는 영역의 단측에 형성된다.

IDT(44) 및 (46) 각각의 하나의 빗 형상의 전극(44a) 및 (46a)는 입력 단자(49)에 접속된다. 또 다른 빗 형상의 전극(44b) 및 (46b)는 접지 전위에 접속된다. IDT(45)의 하나의 빗 형상의 전극(45a)는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)을 통해서 출력 단자(50)에 접속된다. 또 다른 빗 형상의 전극(45b)는 접지 전위에 접속된다.

제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 입력 단자(49) 및 접지 전위 사이에서 접속된다. 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 바람직한 제 1양태에서 기술된 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(24)와 동일한 방법으로 구성된다. 따라서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 서로 직렬로 접속된 IDT(42a)∼(42d)를 갖는다. 즉, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 직렬로 접속된 4단의 IDT로 이루어진다.

상술된 것처럼, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 입출력 사이의 점 및 접지 전위 사이에서 접속된다.

이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)의 입력측의 구성은 바람직한 제 1양태에서의 구성과 동일하다. 차이점은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 출력측인데, 즉 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)이 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 출력측에 접속된다는 것이다. 다시 말해, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)이 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)과 직렬로 접속된다.

이 바람직한 양태에서, 또한 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)는 4단 구성의 공진자이고, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)의 공진 주파수가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 통과 대역의 저주파측, 즉 저지 영역의 저주파측의 고주파측에 위치하며, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)의 반공진 주파수는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 통과 대역 내에 위치되도록 구성된다.

그러므로, 바람직한 제 1양태의 경우처럼, 입력측의 저지 영역의 고주파측에서의 감쇠량을 증가시킬 수 있고, 전극 면적이 증가됨에 의해 내전력성도 향상될 수 있다. 더군다나, 이 바람직한 양태에서 또한, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)에서 외측 IDT들의 전극지의 합계는 중앙 IDT의 전극지의 수보다 크므로, 다단 공진자로서 상술한 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42)의 접속이 동시에 되어, 전력이 가해진 IDT 전극의 총 면적이 증가되며, 장치의 내전력성이 향상된다.

또한, 이 바람직한 양태에서는 바람직한 제 1양태와는 다르게 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)이 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 중앙 IDT(45)와 직렬로 접속된다. 이 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)은 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)의 반공진 주파수가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 저지 영역의 저주파측에 있도록 구성되며, 반사기는 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되진 않았지만, 반사기가 본 발명에서 사용될 수 있다. 그러므로, 후술할 것이지만 실험예로서 확실해진 것처럼, 저지 영역의 저주파측에서 감쇠량이 증가될 수 있다. 이것은 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다. 도 13 및 14에서의 특성(J)는 종축으로 특성(K)를 10배로 확대한 특성을 도시한다.

도 13은 삽입 손실 - 이 바람직한 양태의 통과 대역의 내부에서의 주파수 특성을 도시한다. 도 14는 삽입 손실 - 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)이 접속되기 전의 바람직한 제 2양태에서의 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 도시한다. 도 13 및 14를 비교하면, 저지 영역의 고주파측에서 감쇠량이 증가될 뿐만 아니라 저지 영역의 저주파측에서도 또한 감쇠량이 증가한다는 것을 이 바람직한 양태에서 확인할 수 있다.

도 13 및 14에 도시된 탄성 표면파 장치의 특성은 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41)의 통과 대역이 869∼894㎒ 이고, 저지 영역이 824∼849㎒인 경우의 특성이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 제 3양태에 따른 탄성 표면파 장치의 전극 구조를 도시하는 도식적인 평면도이다. 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서 36°Y-컷, X-전파 압전체 기판을 사용한다. 즉, 도 15에 도시된 전극 구조는 이 압전체 기판 상에 형성된다. 그러나, 압전체 기판으로서, 36°Y-컷, X-전파 LiTaO3 또는 64°Y-컷, X-전파 LiNbO3 또는 41°Y-컷, X-전파 LiNbO3 등을 대체하여 사용할 수 있다.

도 15를 참조하면, 바람직한 제 3양태의 탄성 표면파 장치는 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61), 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62), 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63) 및 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)로 구성된다. 물론, 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61), 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62) 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)은 도 12에 도시된 바람직한 제 2양태의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(41), 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(42) 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(43)과 동일한 방법으로 구성된다. 따라서, 동일한 부분에는 상응하는 참조 번호가 부여되고, 바람직한 제 2양태에서 구성된 기술이 적용되므로, 여기에서 이 부분에 대한 보다 상세한 기술은 생략된다.

종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61) 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)은 입력 단자(69) 및 출력 단자(70) 사이에서 직렬로 접속된다. 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)은 중앙에 세 개의 IDT(65)∼(67)을 갖는다. 반사기(68a) 및 (68b)는 IDT(65) 및 (67)의 선의 단측에 형성된다. 외측의 IDT(65) 및 (67) 각각의 하나의 빗 형상의 전극(65a) 및 (67a)는 입력 단자(69)에 접속된다. 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62)도 또한 IDT(65) 및 (67)의 빗 형상 전극(65a) 및 (67a)에 접속된다.

IDT(65) 및 (67)의 또 다른 빗 형상의 전극(65b) 및 (67b)는 접지 전위에 접속되고, 중앙의 IDT(66)의 하나의 빗 형상의 전극(66)은 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)을 통해서 출력 단자(70)에 접속된다. 또한, 빗 형상의 전극(66b)도 접지 전위에 접속된다.

제 1 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62) 및 (63)의 공진 주파수 및 반공진 주파수는 바람직한 제 2양태에서의 주파수와 동일한 방법으로 설정된다. 그러므로, 이 바람직한 양태에서도 또한, 바람직한 제 2양태의 탄성 표면파 장치에서 얻어진 효과를 동일하게 얻을 수 있다. 즉, 입력측에서 4단 구성의 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62)가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)과 병렬로 접속되고, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(62)에서 외측의 IDT(65) 및 (67)의 전극지의 합계가 중앙의 IDT(66)의 전극지의 수보다 크므로, 전극 면적이 커짐으로써 장치의 내전력성도 향상될 수 있다. 부가하여, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)이 직렬 공진자로서 출력측에 접속되므로, 저지 영역의 고주파측에서의 감쇠량도 또한 증가될 수 있다.

또한, 이 바람직한 양태에서 상술한 출력측에, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)가 출력 단자(70) 및 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63) 사이의 접속점(71), 및 접지 전위 사이에 접속된다. 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)는 다수의 전극지를 갖은 두 개의 IDT(64a) 및 (64b)가 직렬로 접속되며, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)의 반공진 주파수가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)의 저지 영역의 저주파측 내에 있도록 구성되는 구조를 갖고, 반사기는 지니지 않는다. 본 발명의 양태에서는 반사기가 도시되지 않았지만, 반사기가 본 발명에서 사용될 수 있다. 이 바람직한 양태에서 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)가 2단의 IDT(64a) 및 (64b)가 직렬로 접속되도록 구성되어도, 단수는 특별히 제한되지 않는다.

이 바람직한 양태에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62)는 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)의 외측 IDT(65) 및 (67)에 접속되고, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)은 중앙의 IDT(66)과 직렬로 접속되며, 그리고 나서 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)는 병렬 진동자로서 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)과 병렬로 접속된다. 이 탄성 표면파 장치의 삽입 손실 - 전체 주파수 특성을 도 16에 도시한다.

도 16에 도시된 특성을 도 14에 도시된 특성과 비교하면, 이 바람직한 양태에서는 저지 영역의 저주파측에서의 감쇠량 뿐만 아니라 저지 영역의 중앙 근방에서의 감쇠량도 또한 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

즉, 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터(62)가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터(61)과 병렬로 접속되므로, 저주파측의 통과 대역의 외부에서 감쇠량이 증가될 수 있다. 또한, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터(63)이 직렬로 접속되고, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)는 출력측에 병렬로 접속되므로, 저지 영역에서 출력측 단자의 내전력성 손실 또는 반사 계수의 손실 없이 저지 영역에서의 감쇠량이 보다 증가될 수 있다.

임피던스 - 출력 단자(70)에 접속된 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터(64)의 주파수 특성에 의하면, 이 바람직한 양태의 탄성 표면파 장치의 출력측 단자에서 VSWR이 감소될 수 있다.

바람직한 제 2 및 제 3양태의 탄성 표면파 장치에서, 또한 바람직한 제 1양태의 탄성 표면파 장치의 바람직한 변형예가 적용될 수 있으므로, 상술한 바람직한 변형에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 원리에 따른 탄성 표면파 장치에서, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 병렬로 접속되고, 상기 둘 사이의 접속점이 출력 단자가 되므로, 입력측에서 전극 면적이 증가됨에 의해 장치의 내전력성이 증가될 수 있다. 부가하여, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수가 상술한 대로 설정되므로, 저주파측의 통과 대역의 외부, 즉 저지 영역의 고주파측에서의 감쇠량이 증가될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 탄성 표면파 장치가 예를 들면 휴대용 전화 등의 안테나의 수신 필터로서 사용되면, 저지 영역에서의 반사 계수가 증가될 수 있으므로, 들어오는측, 즉 송신측 필터의 통과 대역에서의 손실을 억제시킬 수 있다.

또한, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 외측 IDT들의 전극지의 합계가 중앙의 IDT의 전극지의 수보다 많게 구성되며, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 한 쌍의 외측 IDT에 접속됨에 의해, 입력측의 전극 면적이 보다 증가되므로, 장치의 내전력성이 보다 더 향상될 수 있다.

또한, 네 개 또는 두 개의 SAW 공진자가 직렬로 접속되며, 전극지의 폭(w) 대 SAW 공진자의 파장(λ1)의 비, w/λ1 1/4이 되도록 구성되는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 구성됨으로써, 통과 대역의 내부에서 스퓨리어스 응답을 억제시킬 수 있고, 통과 대역에서의 특성의 영향을 받지 않고도 내전력성이 보다 더 향상될 수 있다.

또한, 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는 네 개 또는 두 개의 공진자가 직렬로 접속되고, 공진자의 전극지 사이의 간격(t) 대 공진자의 파장(λ1)의 비 t/λ1 3 이 되도록 구성되면, 다단이 직렬로 접속되는 IDT를 포함하는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에서 존재하는 스퓨리어스 응답이 발생하더라도, 이 경우에는 t/λ1이 3보다 크게 구성되므로, 통과 대역에서의 내부 대역의 리플이 감소될 수 있다.

또한, 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 외측 IDT의 외측단 전극지의 중앙 과 반사기의 내부단 전극 사이의 간격을 I로 표기하면, I 대 반사기의 파장(λ2) 사이의 비가 0.53 보다 크고, 0.59 미만으로 설정될 때, 저지 영역에서의 반사 계수가 커질 수 있다. 그러므로, 예를 들면 본 발명의 탄성 표면파 장치가 휴대용 전화를 위한 안테나의 수신측 필터로서 사용될 때, 들어오는 측, 즉 송신측의 필터의 통과 대역의 내부에서 손실의 저하를 막을 수 있다.

또한, 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터와 직렬로 접속되는 구성이므로, 저지 영역에서의 입력측 단자의 내전력성 및 반사 계수의 손실 없이 저지 영역에서의 감쇠량을 보다 더 증가시킬 수 있다.

또한, 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터가 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 중앙의 IDT와 병렬로 접속되면, 저지 영역에서의 입력측 단자의 내전력성 및 반사 계수의 손실 없이 저지 영역에서의 감쇠량을 증가시킬 수 있고, 또한 출력측 단자에서 통과 대역의 내부에서 VSWR을 감소시킬 수 있다.

본 발명이 본 발명의 특정한 양태에 관계된 것만 기술했지만, 또 다른 많은 변형 및 사용 용도가 본 발명의 기슐 내에서 사용될 수 있다는 것이 확실히 인지될 것이다. 그러므로, 본 발명은 여기에 첨부된 특정한 양태에만 제한되는 것이 아니라 첨가된 특허 청구 범위 내에 포함된다는 것을 알 수 있다.

Claims (9)

1. 표면파 기판;

   통과대역을 갖는 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터로서, 상기 이중 모드 SAW 공진자 필터는, 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 상기 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들이 그 사이에 배치되도록 표면파 전파 방향을 따라 상기 표면파 기판 상에 배치된 한 쌍의 반사기를 구비하며, 한쌍의 외측의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합이 중앙의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합 보다 큰 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터;

   상기 표면파 기판 상에 배치되며, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터에 전기적으로 병렬로 접속되며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과대역 외측의 공진 주파수를 갖는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터;

   상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 한쌍의 외측의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터 사이에 접속되는 입력 단자; 및

   상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서에 접속되는 출력단자를 포함하며,

   상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는, 직렬로 접속된 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자를 포함하며, 상기 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 폭(w)과 상기 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자에 의해 여진된 상기 탄성 표면파의 파장(λ1)의 비는 w/λ1 1/4 로 설정되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 출력단자 사이에 접속되는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 통과 대역 외부에 반공진 주파수를 갖는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 출력 단자와 접지 전위 사이에 접속되는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과 대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역 외부의 공진 주파수를 갖는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
4. 표면파 기판;

   통과대역을 갖는 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터로서, 상기 이중 모드 SAW 공진자 필터는, 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 상기 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들이 그 사이에 배치되도록 표면파 전파 방향을 따라 상기 표면파 기판 상에 배치된 한 쌍의 반사기를 구비하며, 한쌍의 외측의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합이 중앙의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합 보다 큰 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터;

   상기 표면파 기판 상에 배치되며, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터에 전기적으로 병렬로 접속되며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과대역 외측의 공진 주파수를 갖는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터; 및

   상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 한쌍의 외측의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터 사이에 접속되는 입력 단자를 포함하며,

   상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는, 직렬로 접속된 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자를 포함하며, 상기 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 사이의 간격(t)과 상기 두 개 또는 네 개의 SAW 공진자에 의해 여진된 상기 탄성 표면파의 파장(λ1)의 비는 t/λ1 3 으로 설정됨을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 출력단자 사이에 접속되는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 통과 대역 외부에 반공진 주파수를 갖는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 출력 단자와 접지 전위 사이에 접속되는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과 대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역 외부의 공진 주파수를 갖는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
7. 표면파 기판;

   통과대역을 갖는 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터로서, 상기 이중 모드 SAW 공진자 필터는, 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 상기 세 개의 인터디지탈 트랜스듀서들이 그 사이에 배치되도록 표면파 전파 방향을 따라 상기 표면파 기판 상에 배치된 한 쌍의 반사기를 구비하며, 한쌍의 외측의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합이 중앙의 상기 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지 수의 합 보다 큰 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터;

   상기 표면파 기판 상에 배치되며, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터에 전기적으로 병렬로 접속되며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과대역 외측의 공진 주파수를 갖는 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터; 및

   상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 한쌍의 외측의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터 사이에 접속되는 입력 단자를 포함하며,

   상기 제 1의 1-포트형 SAW 공진자 필터는, 상기 외측의 인터디지탈 트랜스듀서의 최외곽 전극지의 중앙과, 상기 종 결합 이중 모드 SAW 필터의 상기 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서의 서로 가장 근접한 최외곽 전극지 사이의 간격(I)과, 상기 종 결합 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 반사기의 파장(λ2)이, 0.53 ≤ I/λ2 ≤ 0.59 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 중앙의 인터디지탈 트랜스듀서와 상기 출력단자 사이에 접속되는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과대역의 저주파측에서 상기 종 결합 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 통과 대역 외부에 반공진 주파수를 갖는 제 2의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 세 전극형의 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 상기 출력 단자와 접지 전위 사이에 접속되는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터로서,

   반사기를 갖지 않으며, 상기 통과 대역의 저주파측에서 상기 종 결합형 이중 모드 SAW 공진자 필터의 통과 대역 외부의 공진 주파수를 갖는 제 3의 1-포트형 SAW 공진자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.