KR100371857B1 - 탄성 표면파 필터, 듀플렉서 및 통신기 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 탄성 표면파 필터는 대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판, 직렬 암(arm)을 형성하도록 직렬로 접속된 적어도 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자, 및 직렬 암에 접속된 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함한다. 각각의 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하고, 제 1 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N(N은 자연수)으로 표시되고, 이에 대응하는 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 n × N(n은 자연수)과 다르다.
Description
본 발명은 고주파 대역에 사용되는 통신기 장치에 사용하기 위한 탄성 표면파 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 래더형 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 저손실과 광대역 특성이라는 우수한 특성을 얻기 위하여 설계된 탄성 표면파 필터로서, 하나의 포트를 갖는 공진자를 직렬 암과 병렬 암에 번갈아 배열한 래더형 탄성 표면파 필터가 알려져 있다. 도 1은 상술한 래더형 탄성 표면파 필터의 개략도이다. 도 1에 도시된 탄성 표면파 필터 110에 있어서, 2개의 탄성 표면파 공진자 111a, 111b를 연결하여 직렬 암을 구성하고, 3개의 탄성 표면파 공진자 112a, 112b 및 112c를 직렬 암에 연결하여 병렬 암을 구성한다. 이들 각각의 탄성 표면파 공진자 111a, 111b, 112a, 112b 및 112c는 복수의 전극지 125를 갖는 인터디지털 트랜스듀서 124, 및 인터디지털 트랜스듀서 124의 양측에 형성된 복수의 전극지 123을 갖는 한 쌍의 반사기 122를 포함한다.
상기 탄성 표면파 필터를 사용하는 통신기 장치의 영역에 있어서, 고주파화에 대한 요구가 증가하고 있고, 이러한 요구에 대응하는 새로운 탄성 표면파 필터의 개발이 진행되고 있다. 예를 들면 일본국 특허 공개 공보 9-167936에는 고주파 요구에 대응하기 위해 38°∼46°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판이 개시되어 있다. 종래에는 탄성 표면파 필터의 기판으로서, 전파 손실이 작고 전기기계 결합 계수가 크다는 이유로, 일반적으로 36°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판이 사용되었다.
36°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판은, 탄성 표면파의 파장에 대해 인터디지털 트랜스듀서를 구성하는 전극막의 두께가 무시할 수 있을 정도로 얇으면 전파 손실이 감소하지만, 전극막의 두께가 두꺼우면 전파 손실이 증가한다는 문제점이 있다. 특히 고주파 대역에 있어서, 탄성 표면파의 파장은 작아지므로, 파장에 대한 전극막 두께는 두꺼워지고, 이에 따라서 전파 손실은 증가한다. 한편, 벌크파의 영향과 전극 저항의 증대를 고려하면, 전극막의 두께를 얇게 하는 것은 특성 열화를 초래하기 때문에 바람직하지 못하다.
상술한 문제점의 관점에서 일본국 특허 공개 공보 9-167936 에서는 벌크파의 영향과 전극 저항의 증대를 고려하여 전극막의 두께를 두껍게 한 경우라도, 탄성 표면파 필터의 기판으로 38°∼46°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판을 사용함으로써 전파 손실을 줄일 수 있다.
종래에는 휴대 전화의 변조 방식으로써, TDMA(time division multiple access)방식이 사용되었다. 그러나 최근에는 증가하는 많은 양의 정보를 효율적으로 전달하기 위해 CDMA(code division multiple access)방식이 사용되고 있다. 일반적으로 휴대 전화 시스템에 있어서, 시스템 전체의 주파수 대역은 보다 작게 채널에 의해 구분된다. 이 경우에 TDMA 방식에 따르면 1채널당 주파수 폭은 수십 ㎑ 정도로 작다. 그러나 CDMA 방식에 따르면 주파수 폭은 1 ㎒ 이상으로 크다.
통과 대역내에 미소한 리플(ripple)이 존재하는 경우에, 상술한 변조 방식에 따른 1채널당 주파수 폭의 차이는 리플의 영향의 차이를 명백하게 한다. 즉 통과 대역내에 미소한 리플이 존재하는 경우에, TDMA 방식에 따르면 1채널당 주파수 폭이 비교적 작기 때문에 손실의 편차가 증가하지 않는다. 그러나 CDMA 방식에 따르면 1채널당 주파수 폭이 비교적 크기 때문에 손실의 편차는 증가한다. 휴대 전화 시스템에 있어서, 많은 양의 손실은 변조를 어렵게 만든다. 정보를 주파수 확산시키기 위해 손실의 편차가 크면 CDMA 방식 자체가 변조를 어렵게 만든다는 문제가 발생한다. 따라서, 통과 대역내에 발생하는 미소한 리플이 TDMA방식에서는 문제가 되지 않은데 반하여, CDMA방식을 채용하면 확실히 문제가 된다. 구체적으로 미소한 리플은 0.7㏈ 이하로 줄일 것이 요구된다.
그럼에도 불구하고, 종래의 래더형 탄성 표면파 필터에서는, 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서 인터디지털 트랜스듀서 내부에서 발생하는 반사의 간섭과 반사기에서 발생하는 반사의 간섭 때문에, 통과 대역내에 0.7㏈ 이상의 리플이 발생하였다.
이하에, 통과 대역내에 리플이 발생하는 이유에 관하여 설명한다. 반사기를 예로 들어 설명하고 있지만, 상기 설명은 인터디지털 트랜스듀서에도 적용할 수도 있다.
도 2, 도 3은 각각 반사기의 주파수 특성을 도시한다. 도 2는 전극지의 수가 50인 경우의 특성, 도 3은 전극지의 수가 100인 경우의 특성을 도시한다. 도 2 및 도 3에 있어서, 중심 주파수는 800㎒이다.
도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 스톱밴드(stopband)의 외측에서는, 반사 계수가 작아지는 최소값이 반복되고 있다. 이들 최소값에서는 여진 효율이 떨어지기 때문에, 탄성 표면파 공진자의 임피던스 특성을 살펴보면 도 4에 도시된 바와 같이 국부적으로 임피던스가 높은 부위가 발생한다. 상술한 국부적으로 임피던스가 높은 부위가 발생한다는 특성을 갖는 탄성 표면파 공진자는 도 5에 도시된 바와 같이 직렬 접속되고, 주파수에 대한 송신 특성이 측정된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이 미소한 리플이 발생한다는 것을 알 수 있다. 도 6에 있어서, B로 표시되는 그래프는 A로 표시되는 그래프의 확대도이고, 눈금은 횡축의 오른쪽에 표시된다(본 명세서 내의 다른 특성도에서도 마찬가지로 나타낸다). 도 6에 도시된 바와 같이, 직렬 접속 구성의 송신 특성 내에 리플이 발생하면, 리플은 상술한 탄성 표면파 공진자를 사용하여 구성된 탄성 표면파 필터의 필터 특성 내에도 발생한다. 즉 최소값의 영향에 의해 리플은 탄성 표면파 필터의 필터 특성 내에 발생한다.
이하에, 상술한 반사 계수의 최소값을 갖는 주파수에 관하여 설명한다.
하기에 나타낸 수학식 1은 중심 주파수 f0에 의해 반사 계수의 최소값을 갖는 주파수 f를 규격화하는데 사용할 수 있다.
f/f0= (1 - K11/k0) ± {(K12/k0)2+ (n0/N)2}1/2
상기 식에 있어서, K11,K12는 각각 기판 재료와 전극막 두께 등의 요소에 따라 일의적으로 결정되는 자기 결합 계수(동일한 방향으로 진행하는 탄성 표면파 사이의 결합 강도를 나타내는 계수), 및 상호 결합 계수(서로 반대 방향으로 진행하는 탄성표면파 사이의 결합 강도를 나타내는 계수)를 나타내며, k0는 중심 주파수에서의 파수를 나타내고, n0는 0이상의 정수를 나타내며, N은 전극지의 수를 나타낸다.
반사 계수의 최소값을 갖는 주파수를 나타내는 상기 수학식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극지의 수 N이 무한하다면 (n0/N)2= 0 이 되지만, 전극지의 수가 유한하다면 (n0/N)2는 무시할 수 없고, 최소값은 n0(0 이상의 정수) 값마다 존재한다. 즉 반사 계수의 무수한 최소값이 스톱밴드의 외측에 존재한다. 게다가 K11,K12및 k0는 설계에 의해 정수로 결정되기 때문에, 반사 계수의 최소값의 주파수 차이는 전극지의 수에 따라 결정된다. 이 경우에 전극지의 수 N이 작아질수록 주파수 차이는 커진다. 확실히 도 2와 도 3를 비교하면, 전극지의 수가 비교적 적은 경우를 도시하는 도 2의 주파수의 차이는 증가한다. 또한, 도 2와 도 3을 비교하면, 전극지의 수가 비교적 적은 경우를 도시하는 도 2의 반사 계수의 최소값은 전극지의 수가 비교적 많은 경우를 도시하는 도 3의 반사 계수의 최소값보다 더 작다.
종래부터 사용된 탄성 표면파 필터에 있어서, 전극지의 수가 고려되지 않았기 때문에, 하나의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 반사 계수의 최소값은 다른 하나의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 반사 계수의 최소값과 동일하다. 따라서, 2개의 공진자의 효과는 서로 증가하고, 탄성 표면파 필터에 있어서 큰 리플이 발생한다.
큰 리플이 발생하는 이유 중의 하나는, 38°∼46°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판을 사용함으로써 전파 손실이 감소된다는 것을 생각할 수 있다. 즉 무부하 Q값(공진의 샤프함 나타내는 파라미터)이 증가하고, 따라서 예를 들어 상술한 인터디지털 트랜스듀서 때문에 발생하는 리플의 샤프함이 증가한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 리플은 절삭 각도가 36°이상이면 증가한다.
상기 문제점들을 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예는 전파 손실의 감소를 위해 사용된 기판의 효과를 감소시키지 않고 리플의 사이즈를 감소시킴으로써, 통과 대역 내의 리플을 평탄하게 한 탄성 표면파 필터, 듀플렉서 및 통신기 장치를 제공한다.
도 1은 일반적인 래더형 탄성 표면파 필터의 구성을 도시한다.
도 2는 전극지의 수가 50인 경우의 반사 계수와 주파수의 관계를 도시한다.
도 3은 전극지의 수가 100인 경우의 반사 계수와 주파수의 관계를 도시한다.
도 4는 종래의 탄성 표면파 필터에 있어서의 임피던스와 주파수의 관계를 도시한다.
도 5는 탄성 표면파 공진자를 직렬 접속함으로써 송신 특성을 측정하는 경우의 접속도이다.
도 6은 도 5에 도시된 방법으로 접속된 탄성 표면파 공진자의 송신 특성도이다.
도 7은 절삭 각도과 리플(ripple)의 양의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8은 전극지의 쌍수가 60인 경우의 탄성 표면파 필터의 통과 특성도이다.
도 9은 전극지의 쌍수가 120인 경우의 탄성 표면파 필터의 통과 특성도이다.
도 10은 전극지의 쌍수에 대한 리플의 크기를 도시한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 탄성 표면파 필터의 구성을 도시한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에서 사용되는 탄성 표면파 공진자가 직렬 접속된 경우의 송신 특성도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 탄성 표면파 필터의 통과 특성도이다.
도 14는 탄성 표면파 필터의 비교예의 통과 특성도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 탄성 표면파 필터의 구성을 도시한다.
도 16은 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 탄성 표면파 필터의 통과 특성도이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서의 개략도이다.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예의 통신기 장치의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10,10a 탄성 표면파 필터
11a,11b,21a,21b,21c,21d 직렬 암 탄성 표면파 공진자
12a,12b,12c,22a,22b,22c 병렬 암 탄성 표면파 공진자
20 42°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판 22 반사기
23 반사 전극 24 인터디지털 트랜스듀서
25 전극지 30 듀플렉서
40 통신기 장치
본 발명의 다른 특징, 특성, 구성요소 및 이점은 첨부된 도면을 참고로 하여 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탄성 표면파 필터는 대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판, 적어도 2개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자와 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 구성하는 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수는 적당하게 설정된다. 즉 가장 적은 전극지의 쌍수 또는 가장 적은 전극지의 수를 갖는 하나의 직렬암 탄성 표면파 공진자에 관하여, 다른 직렬암 탄성 표면파 공진자 중 적어도 하나의 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수를 전자의 경우의 양의 정수배가 되지 않도록 설정한다. 그 결과, 가장 적은 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수를 갖는 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 생기는 리플(전극지의 쌍수 또는 전극지의 수가 가장 작으므로, 이에 의해 발생하는 리플의 크기는 가장 크다)은 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수가 정수배가 되지 않는 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 억제되어 최소화한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조로 설명된다.
탄성 표면파 필터의 통과 대역 내에 발생하는 리플은 인터디지털 트랜스듀서와 반사기의 반사 계수가 작아지기 때문에 발생한다. 반사 계수가 작아지는 최소값은 전극지의 쌍수 및 전극지의 수에 대응하여 주기적으로 발생한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 직렬 암의 전극지의 쌍수와 전극지의 수는 각자의 효과가 서로 결합되지 않는 바람직한 관계를 갖도록 설정된다. 즉, 가장 적은 전극지의 수를 갖는 하나의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 40으로 결정되면, 다른 탄성 표면파 공진자 중의 적어도 하나의 탄성 표면파 공진자에 있어서의 전극지의 수는 n×40(n = 자연수)이외의 값으로 결정된다. 왜냐하면 수학식 1에 따르면, N = 40, n0= 1 인 경우의 최소값에 대응하는 주파수와 N = 80, n0= 2 인 경우의 최소값에 대응하는 주파수가 일치하는 것과 마찬가지로, 일반적으로 N = 40, n0= 1 인 경우의 최소값에 대응하는 주파수가 N = n×40, n0= n 인 경우의 최소값에 대응하는 주파수와 일치하기 때문에, 양자의 영향이 서로 강화되어 큰 리플을 발생시킨다. 반대로, 다른 탄성 표면파 공진자 중 적어도 하나의 탄성 표면파공진자에 있어서의 전극지의 쌍수가 n×40 이외의 값으로 설정되면, 반사 계수의 최소값이 존재하는 주파수가 서로 어긋나기 때문에, 양자의 영향이 억제되어 발생하는 리플은 감소한다. 따라서, 탄성 표면파 필터의 통과 대역 내의 평탄도는 전파 손실을 감소시키지 않고 크게 증가한다.
3개 이상의 탄성 표면파 공진자가 직렬 암 탄성 표면파 필터에 접속되면, 각각의 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수와 전극지의 수는 다른 모든 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수와 전극지의 수의 양의 정수 배가 되지 않도록 설정된다. 따라서, 모든 직렬 암의 탄성 표면파 공진자에 있어서 반사 계수의 최소값은 서로 어긋나고, 각각의 영향이 억제되어 탄성 표면파 필터에 있어서 통과 대역 내의 평탄도를 더욱 증가시킬 수 있다.
게다가, 본 발명의 바람직한 실시예는 가장 적은 전극지의 쌍수를 갖는 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서의 전극지의 쌍수가 100이하인 경우에 효과적이다.
전극 용량은 래더형 탄성 표면파 필터의 통과 대역 외측의 감쇠량과 손실 등의 전기적 특성을 결정하는 파라미터 중의 하나이다. 상기 전극 용량은 전극지의 쌍수와 교차폭의 곱에 비례한다. 따라서, 원하는 전기적 특성을 얻기 위해 전극지의 쌍수 또는 교차폭 중 하나를 감소시켜, 전극 용량이 작은 탄성 표면파 필터를 얻는다. 그러나 예를 들어, 파장에 대하여 대략 5배 이하로 교차폭을 감소시키면, 회절 손실과 다른 요인에 의해 영향을 받기 때문에 우수한 효율의 여진을 얻을 수 없다. 따라서, 전극지의 쌍수를 감소시켜서, 원하는 전기적 특성을 얻는다. 그러나, 일반적으로 전극지의 쌍수를 감소하면 큰 리플이 발생한다.
도 8, 도 9는 전극지의 쌍수가 다른 탄성 표면파 필터의 통과 특성을 도시한다. 탄성 표면파 필터의 구성은 도 1에 도시된 것과 유사하다. 도 8은 탄성 표면파 공진자의 각 전극지의 쌍수가 60인 경우의 통과 특성을 도시한다. 도 9는 탄성 표면파 공진자의 각 전극지의 쌍수가 120인 경우의 통과 특성을 도시한다. 게다가, 도 10은 대략 38°의 절삭 각도에서 리플의 크기와 전극지의 쌍수간의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 8과 도 9의 비교로부터 명확한 바와 같이, 전극지의 쌍수가 작아질수록 통과 대역 내에 존재하는 리플의 크기는 커진다. 이것은 또한 도 10의 그래프로부터도 명확하다.
이미 상술한 바와 같이, 통과 대역 내의 평탄도는 탄성 표면파 필터의 특성을 증가시키기 위해 요구된다. 즉 통과 대역 내의 평탄도는 대략 0.7㏈ 이하가 될 것이 요구된다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 구성을 갖는 탄성 표면파 필터에 따르면 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 100이하인 경우, 리플의 크기는 0.7㏈를 초과한다. 즉 종래의 구성으로 현 시장의 요구를 만족시키는 것은 매우 어렵다. 또한 상술한 바와 같이, 원하는 전기적 특성을 얻기 위해 전극지의 쌍수를 감소해야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 필터에 따르면, 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 반작용으로 인해 리플이 서로 억제된다. 따라서, 전극지의 쌍수가 100 이하인 경우라도, 원하는 전기적 특성과 원하는 통과 대역 내의 평탄도를 갖는 탄성 표면파 필터가 얻어진다. 이 특징은 특히 절삭 각도가 대략 30°이상인 경우에 유리하다. 전극지의 쌍수가 100 이하인 경우라도, 리플이 성공적으로 억제되어 이상적인 필터 특성을 갖는 필터가 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 필터는 듀플렉서에 적용할 수 있다. 전형적으로 그러한 듀플렉서는 상기 필터 중 적어도 2개, 상술한 필터에 각각 접속된 입출력 접속용 수단 및 상술한 필터에 공통적으로 접속된 안테나 접속용 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 필터는 상기 듀플렉서, 상기 듀플렉서의 적어도 하나의 입출력 접속용 수단에 접속된 송신용 회로, 상기 송신용 회로에 접속된 상기 입출력 접속용 수단과는 다른 적어도 하나의 입출력 접속용 수단에 접속된 수신용 회로, 및 상기 듀플렉서의 안테나 접속용 수단에 접속된 안테나를 포함하는 통신기 장치 내에 조립될 수 있다.
이에 따라, 요구 특성을 만족시키는 듀플렉서와 통신기 장치를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 필터의 구체적인 바람직한 실시예를 설명한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 탄성 표면파 필터 10의 구성을 도시한다. 바람직한 제 1실시예에 있어서, 2개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자 11a, 11b와, 반사기 22를 갖는 3개의 병렬 암 탄성 표면파 공진자 12a, 12b 및 12c는 42°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판 20 위에 알루미늄 전극으로 형성된다. 직렬 암 탄성 표면파 공진자 11a, 11b에 있어서, 전극지 간격에 의해 형성된 파장을 대략 4.66㎛, 교차폭을 대략 50㎛으로 하고, 반사기는 형성하지 않는다. 전극지의 쌍수를 직렬 암 탄성 표면파 공진자 11a에서는 68로 하고, 직렬 암 탄성 표면파 공진자 11b에서는 82로 한다. 병렬 암 탄성 표면파 공진자 12a, 12b 및 12c에 있어서는, 전극지 간격에 의해 형성된 파장을 대략 4.86㎛으로 하고, 교차폭을 병렬 암 탄성 표면파 공진자 12a, 12c에서 대략 120㎛, 병렬 암 탄성 표면파 공진자 12b에서 대략 240㎛으로 하고, 전극지의 수는 60으로 한다. 전극지의 쌍수는 각각 80으로 한다.
도 12는 도 11에 도시된 바와 같이, 직렬 암에 사용되는 탄성 표면파 공진자 11a, 11b를 직렬 접속한 구성의 송신 특성을 도시한다. 도 12의 특성도에 있어서, 탄성 표면파 공진자 11a가 직렬 접속된 경우의 그래프를 점선으로 표시하고, 탄성 표면파 공진자 11b가 직렬 접속된 경우의 그래프를 실선으로 나타낸다. 도 12로부터 탄성 표면파 공진자 11a에 의해 발생하는 리플의 주파수 위치와 탄성 표면파 공진자 11b에 의해 발생하는 리플의 주파수 위치가 어긋난 것을 알 수 있다.
도 13은 탄성 표면파 필터의 통과 특성을 도시하고, 비교예로써 도 14는 직렬 암 탄성 표면파 공진자 11a, 11b의 각각에 있어서, 전극지의 쌍수가 75로 바뀐 것을 제외하고 조건이 동일한 구성의 통과 특성을 도시한다. 도 13, 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수를 동일하게 한 비교예의 경우에는, 1㏈ 이상의 리플이 발생한다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 갖는 탄성 표면파 필터에서는 통과 대역 내의 리플이 대략 0.05로 감소된다. 즉 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 갖는 탄성 표면파 필터에 있어서, 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 발생된 리플이 서로 억제된다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 탄성 표면파 필터 10a의 구성을 도시한다. 제 2실시예에 있어서, 4개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21a, 21b, 21c 및 21d와 반사기 22를 갖는 3개의 병렬 암 탄성 표면파 공진자 22a, 22b 및 22c가 42°Y-컷 X-전파 LiTaO3기판 20 위에 알루미늄 전극으로 형성된다. 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21a, 21b, 21c 및 21d에 있어서, 전극지 간격에 의해 형성된 파장을 대략 4.66㎛, 교차폭을 대략 95㎛으로 하고, 반사기는 형성하지 않는다. 전극지의 쌍수를 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21a에서는 55, 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21b에서는 95, 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21c에서는 80, 직렬 암 탄성 표면파 공진자 21d에서는 70으로 한다. 병렬 암 탄성 표면파 공진자 22a, 22b 및 22c에 있어서, 전극지 간격에 의해 형성된 파장은 대략 4.86㎛으로 하고, 전극지 간격에 의해 형성된 교차폭은 병렬 암 탄성 표면파 공진자 22a, 22c에서 대략 120㎛, 병렬 암 탄성 표면파 공진자 22b에서 대략 240㎛으로 하고, 전극지의 수는 60으로 한다. 전극지의 쌍수는 80으로 한다.
도 16은 상술한 구성을 갖는 탄성 표면파 필터의 통과 특성을 도시한다. 본 실시예에 있어서, 4개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자 각각에 있는 전극지의 수는 각각의 다른 탄성 표면파 공진자에 있는 것의 정수배가 되지 않도록 배치된다. 각 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 발생한 리플이 서로에 의해 억제되는 관계를 형성한다. 따라서, 제 1실시예의 통과 특성을 도시하는 도 13과 제 2실시예의 통과 특성을 도시하는 도 16을 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 특성에 있어서 평탄도가 더욱 증가된다.
이하에, 도 17을 참조하여 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서를 설명한다. 도 17은 본 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서의 개략도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서 30은 송신용 필터 31, 수신용 필터 32를 포함하고, 입출력 접속용 단자 33a, 33b가 각각 송신용 필터 31의 입력측과 수신용 필터 32의 출력측에 배치된다. 송신용 필터 31의 출력측과 수신용 필터 32의 입력측은 안테나 접속용 단자 34에 일체적으로 접속된다. 듀플렉서 30에 있어서의, 송신용 필터 31과 수신용 필터 32는 상술한 바람직한 실시예에 따라 구성되고 배치된다. 소정의 주파수 대역 내의 신호만이 송신용 필터 31내를 통과할 수 있고, 송신용 필터 31의 소정의 주파수와 다른 주파수 대역 내의 신호가 수신용 필터 32내를 통과할 수 있다.
게다가 도 18을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신기 장치를 설명한다. 도 18은 본 실시예의 통신기 장치의 개략도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 통신기 장치 40은 듀플렉서 30, 송신용 필터 41, 수신용 필터 42 및 안테나 43을 포함한다. 상기 듀플렉서 30은 상술한 바람직한 실시예에서 설명된 것으로, 도 17의 송신용 필터 31에 접속된 입출력 접속용 단자 32a가 송신용 필터 41에 접속되고, 도 17의 수신용 필터 32에 접속된 입출력 접속용 단자 33b가 수신용 필터 42에 접속된다. 또한, 안테나 접속용 단자 34는 안테나 43에 접속된다.
상기 설명은 본 발명을 설명하는 것으로만 이해되어야 한다. 여러 대안과 수정은 본 발명으로부터 벗어나지 않는 종래 기술내의 상기 기술들에 의해 연구될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 주어진 모든 대안, 수정, 변화를 포함하고자 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탄성 표면파 필터는 대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판, 적어도 2개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자와 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 구성하는 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수는 적당하게 설정된다. 즉 가장 적은 전극지의 쌍수 또는 가장 적은 전극지의 수를 갖는 하나의 직렬암 탄성 표면파 공진자에 관하여, 다른 직렬암 탄성 표면파 공진자 중 적어도 하나의 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수를 전자의 경우의 양의 정수배가 되지 않도록 설정한다. 그 결과, 가장 적은 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수를 갖는 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 생기는 리플(전극지의 쌍수 또는 전극지의 수가 가장 작으므로, 이에 의해 발생하는 리플의 크기는 가장 크다)은 전극지의 쌍수 또는 전극지의 수가 정수배가 되지 않는 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 의해 억제하여 최소화한다.
Claims (14)
- 대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판 ;상기 기판 위에 형성되고, 직렬로 접속되어 직렬 암을 구성하는 적어도 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자 ; 및상기 기판 위에 형성되고, 상기 직렬 암에 접속되는 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하는 탄성 표면파 필터로서,상기 각각의 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하고, 상기 제 1 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N(N는 자연수)으로 표시되고, 상기 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 n × N(n 는 자연수)과 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬 암 탄성 표면파 공진자가 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하며, 상기 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서 가장 적은 전극지의 쌍수가 100 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서 가장 적은 전극지의 쌍수가 100 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판;상기 기판 위에 형성되며, 직렬로 접속되어 직렬 암을 구성하는 적어도 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자; 및상기 기판 위에 형성되며, 상기 직렬 암에 접속되는 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하는 탄성 표면파 필터로서,상기 각각의 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서 및 한 쌍의 반사기를 포함하고, 상기 제 1 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수는 N(N은 자연수)으로 표시되며, 상기 제 2 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 n × N(N은 자연수)과 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 제 5 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서 및 한 쌍의 반사기를 포함하며, 복수개의 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
- 적어도 2개의 필터와 ;상기 적어도 2개의 필터에 각각 접속되는 입출력 접속용 단자 ; 및상기 적어도 2개의 필터에 공통으로 접속되는 안테나 접속용 단자를 포함하는 듀플렉서로서,상기 적어도 2개의 필터 중의 적어도 하나의 필터는,대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판,상기 기판 위에 형성되고, 직렬로 접속되어 직렬 암을 구성하는 적어도 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자, 및상기 기판 위에 형성되며, 상기 직렬 암에 접속되는 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하는 필터로서,상기 각각의 제 1 및 제 2 직렬암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하며, 상기 제 1 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N(N는 자연수)으로 표시되고, 상기 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 n×N(n 는 자연수)과 다른 것을 특징으로 듀플렉서.
- 제 7 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬 암 탄성 표면파 공진자가 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하며, 상기 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서 가장 적은 전극지의 쌍수가 100 이하인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
- 제 8 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬 암 탄성 표면파 공진자가 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서 및 한 쌍의 반사기를 포함하며, 상기 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
- 적어도 2개의 필터와 ;상기 적어도 2개의 필터에 각각 접속되는 입출력 접속용 단자 ;상기 적어도 2개의 필터에 공통으로 접속되는 안테나 접속용 단자 ;상기 듀플렉서의 입출력 접속용 단자의 적어도 하나에 접속된 송신 회로 ;상기 송신 회로에 접속된 입출력 접속용 단자와는 다른 입출력 접속용 단자의 적어도 하나에 접속된 수신 회로 ; 및상기 듀플렉서의 안테나 접속용 단자에 접속된 안테나를 포함하는 통신기 장치로서,상기 적어도 2개의 필터 중의 적어도 하나의 필터는,대략 38°∼46°의 절삭 각도를 갖는 Y-컷 X-전파 LiTaO3기판,상기 기판 위에 형성되고, 직렬로 접속되어 직렬 암을 구성하는 적어도 제 1 및 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자, 및상기 기판 위에 형성되며, 상기 직렬 암에 접속되는 적어도 하나의 병렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하는 필터로서,상기 각각의 제 1 및 제 2 직렬암 탄성 표면파 공진자는 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하며, 상기 제 1 직렬암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N(N는 자연수)으로 표시되고, 상기 제 2 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 n×N(n 는 자연수)과 다른 것을 특징으로 통신기 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬 암 탄성 표면파 공진자가 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서를 포함하며, 상기 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 직렬 암 탄성 표면파 공진자에 있어서 가장 적은 전극지의 쌍수가 100 이하인 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터가 직렬로 접속된 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자를 포함하고, 상기 각각의 직렬 암 탄성 표면파 공진자가 복수개의 전극지 쌍을 갖는 인터디지털 트랜스듀서 및 한 쌍의 반사기를 포함하며, 상기 복수개의 직렬 암 탄성 표면파 공진자의 전극지의 쌍수가 N1, N2,... Nm( N1, N2,... Nm은 자연수)으로 각각 표시되고, 그 쌍수 Nk(k = 1∼m)는 모든 k와 h에 대해 n×Nh(n은 자연수 ; h = 1∼m ; 그러나 k와 h는 서로 다르다)와 다른 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
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