KR100434412B1 - 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 압전 기판; 및 압전 기판상에 탄성표면파의 전파방향을 따라서 배치되며, 각각 복수개의 전극지를 갖는 적어도 3개의 IDT(13∼15);를 포함한다. 적어도 1개의 IDT에 있어서, 탄성표면파의 전파방향으로 다른 IDT의 측단부에 인접한 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 IDT의 나머지 부분인 제 2 부분의 전극지 주기와 다르다.

Description

종결합 공진자형 탄성표면파 필터{Longitudinally coupled resonator-type surface acoustic wave filter}
본 발명은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 관한 것으로, 특히 3개 이상의 인터디지탈 트랜스듀서(IDT)를 갖는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 관한 것이다.
종래에는 휴대 전화기의 RF단 대역통과 필터로서 탄성표면파 필터가 널리 이용되고 있다. 대역통과 필터에서는, 낮은 삽입손실, 큰 감쇠량 및 광대역이 요구되고 있다. 탄성표면파 필터에 있어서도, 이들 요구를 만족하기 위하여 여러가지 제안이 이루어지고 있다.
일본국 특허공개 평5-267990호 공보에는, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 있어서 광대역화를 달성하기 위한 방법의 한 예가 개시되어 있다. 이 공보에서는, 서로 인접하는 IDT 사이에 있어서의 전극지가 주기적으로 정렬되도록 배치하고, 더욱 구체적으로는 탄성표면파의 전파방향으로 인접하는 2개의 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리를, 전극지의 주기로 정하는 파장의 약 0.5배만큼 변위시킴으로써, 공진 모드를 최적으로 배치하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같이, 서로 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리를, 전극지의 주기로 정하는 파장의 0.5배만큼 변위하면, 해당 부분에 있어서 탄성표면파 전파로의 주기적인 연속성이 악화된다. 특히, 누설 탄성표면파(리키파)를 이용하는 36도 Y컷 X전파 LiTaO3또는 64도 Y컷 X전파 LiNbO3등의 압전 기판을 사용한 경우에는, 벌크파의 방사에 의한 손실이 증가하게 된다. 그 결과, 광대역화를 실현하는 것은 가능하더라도, 삽입 손실이 커진다고 하는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광대역화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실을 현저히 작게 할 수 있는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 개략 평면도이다.
도 2는 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 3은 제 1 바람직한 실시형태 및 종래예에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 도이다.
도 4는 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 도이다.
도 5는 종래의 3 IDT 타입의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조와 공진 모드간의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 제 2 부분의 전극지 피치에 대한 제 1 부분의 전극지 피치의 비와, 전파 손실간의 관계를 나타낸 도이다.
도 7a 및 도 7b는 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 협피치 전극지의 갯수가 8개인 경우 및 12개인 경우의 각 반사 특성을나타낸 도이다.
도 8은 제 1 바람직한 실시형태에 있어서 협피치 전극지의 갯수를 변화시킨 경우의 VSWR의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 제 1 바람직한 실시형태의 변형예에 따른 1단 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 10은 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 다른 변형예의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 12는 제 2 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 공진 모드와, 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 공진 모드의 차이를 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 제 2 바람직한 실시형태 및 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 15a∼도 15c는 각각 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 반사 특성, 제 3 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 및 제 3 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 있어서의 협피치 전극지의 갯수의 밸런스를 변화시켜서 얻어진 구조의 반사 특성을 나타낸 도이다.
도 16a 및 도 16b는 제 3 바람직한 실시형태 및 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 17a 및 도 17b는 도 15c에 나타낸 변형예에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 나타낸 그래프이다.
도 18a 및 도 18b는 제 4 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도 및 전극지와 교차하는 방향을 따른 요부 단면도이다.
도 19는 제 4 바람직한 실시형태와 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 그래프이다.
도 20은 본 발명의 제 5 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 21은 제 5 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 및 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 그래프이다.
도 22는 제 6 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 및 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 제 7 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 24는 본 발명의 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 25는 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 변형예를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 26은 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 27은 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 또 다른 변형예를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 28은 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 또 다른 변형예를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 29는 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 또 다른 변형예를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 30은 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 또 다른 변형예를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 31은 본 발명의 제 9 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 모식적 평면도이다.
도 32는 협피치 전극지의 갯수와 통과대역 폭간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 33은 IDT의 중심간 거리 변화량과 전파 손실간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 34는 피치를 작게 하고 있지 않은 전극지간 거리의 바람직한 범위를 설명하기 위한 그래프로, 피치를 작게 하고 있지 않은 전극지간 거리와, 양호한 필터링 특성이 얻어지는 협피치 전극지 갯수간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 35는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 대역 필터로서 구비하는 통신 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)
1: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
2: 압전 기판
11, 12, 11A, 11B, 12A, 12B: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
13∼15: IDT
13a∼13h: 전극지
13f1∼13f2: 분할 전극지
14a∼14i: 전극지
15a: 전극지
16, 17: 반사기
18∼20: IDT
19f, 19g: 전극지
20a∼20h: 전극지
21, 22: 반사기
31: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
32: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
33∼37: IDT
41: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
51: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
61: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
62: 탄성표면파 공진자
71: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
72∼74: 단자
81, 85, 86, 91: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
87, 88: 단자
92, 93, 96, 97: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
101: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
111: 종결합 공진자형 탄성표면파 필터
112∼115: 단자
160: 통신 장치
161: 안테나
162: 듀플렉서
163, 166: 믹서
164: 탄성표면파 필터
165: 증폭기
167: 증폭기
168: 탄성표면파 필터
169: 탄성표면파 필터
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에서는, 적어도 3개의 IDT 중에서 적어도 1개의 IDT는 탄성표면파의 전파방향으로 다른 IDT의 측단부에 인접한 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 IDT의 나머지 부분인 제 2 부분의 전극지 주기와 다르게 구성되어 있으므로, 통과대역 폭의 확대를 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 통과 대역내에서의 삽입 손실을 크게 저감하는 것이 가능하다.
따라서, 광대역을 가지며 통과대역내에서의 손실이 작은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터가 달성된다.
제 1 부분의 전극지 주기가 제 2 부분의 전극지 주기보다 짧은 경우, 표면파의 전파 손실이 크게 감소한다. 이에 따라서, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실을 더욱 작게 할 수 있다.
특히, 제 1 부분의 전극지 주기가 제 2 부분의 전극지 주기의 약 0.82∼약 0.99배인 경우에는, 표면파의 전파 손실을 한층 더 작게 할 수 있다.
한쌍의 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리가 0.5λⅠ1로 실질적으로 동등한 경우에는, 벌크파로서 방사되는 손실이 크게 감소하여, 삽입 손실이 더욱 감소한다.
서로 인접하는 한쌍의 IDT의 한쪽만이, 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하도록 구성되어 있는 경우, 한쌍의 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리가 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2로 실질적으로 동등하게 되어 있는 경우에는, 마찬가지로 벌크파로서 방사되는 손실이 크게 감소하여, 통과대역내에서 삽입 손실이 한층 더 감소한다.
제 1 부분의 전극지와 제 2 부분의 전극지가 서로 인접하는 부위에 있어서 전극지 중심간 거리가 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2로 실질적으로 동등한 경우에는, 마찬가지로 벌크파로서 방사되는 손실을 저감할 수 있으며, 통과대역내에서의 삽입 손실을 한층 더 저감할 수 있다.
제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하는 IDT의 서로 인접하는 전극지의 극성과, 상기 IDT에 인접하는 IDT의 전극지의 극성이 다른 경우에는, 인접하는 IDT간의 간격부에서도 탄성표면파가 전기 신호로 변환된다. 이에 따라서 전기 신호로의 변환 효율이 높아지며, 통과대역내에서의 삽입 손실이 한층 더 개선되며, 통과대역 폭도확대된다.
서로 인접하는 한쌍의 IDT의 인접하는 부분의 양측에 있어서, 제 1 부분의 전극지의 총 갯수가 18개 이하인 경우에는, 임피던스 집중도가 높아지며, 이에 따라서 VSWR이 작은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다.
서로 인접하는 한쌍의 IDT의, 주기가 다르지 않은 전극의 중심간 거리가, (0.08+0.5n)λⅠ2∼(0.24+0.5n)λⅠ2인 경우에는, 더욱 바람직하게는 (0.13+0.5n)λⅠ2∼(0.23+0.5n)λⅠ2인 경우에는, EGSM 방식, DCS 방식, PCS 방식 등의 여러가지 용도에 따라서 필요한 대역폭을 확보할 수 있으며, 또한 VSWR을 확실하게 작게 할 수 있다.
탄성표면파 필터의 전파방향으로 서로 인접하는 한쌍의 IDT의 양자가 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하며, 양 IDT의 제 1 부분의 전극지의 갯수가 다른 경우에는, 임피던스 집중도가 악화되고, VSWR이 악화되지만, 통과대역 폭을 더 한층 확대할 수 있다.
압전 기판으로서, LiTaO3단결정을 X축에 대하여 Y축 방향으로 대략 36∼44도의 범위로 회전시킨 것을 사용한 경우에는, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 통과대역 폭이 넓고 또한 통과대역내에서의 삽입 손실이 작은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 용이하게 얻을 수 있다.
제 1 부분의 전극지의 막두께가 제 2 부분의 전극지의 막두께와 다른 경우에는, 전극 막두께를 조정함으로써, 벌크파의 방사에 의한 손실이 크게 감소한다. 특히, 제 1 부분의 전극지의 막두께가 제 2 부분의 전극지의 막두께보다도 얇게 되어 있는 경우, 벌크파의 방사가 가장 발생하기 쉬운 IDT간의 간격부에 있어서, 벌크파의 방사에 의한 손실을 저감할 수 있으므로, 광대역폭을 유지하면서, 삽입 손실을 한층 더 저감할 수 있다.
복수단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터가 종속 접속되어 있는 구성에 있어서, 적어도 1단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 제 1 부분의 전극지 주기가, 다른 단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 제 1 부분의 전극지 주기와 다른 경우에는, VSWR의 악화를 초래하지 않고, 통과대역 폭을 한층 더 넓힐 수 있다.
복수단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 각 단에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 다르게 되어 있는 경우, 효과적으로 통과대역 폭을 넓힐 수 있다.
적어도 1개의 직렬 공진자 및/또는 병렬 공진자가 입력측 및/또는 출력측에 접속되어 있는 경우에는, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 통과대역내에서의 삽입 손실을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 통과대역외 감쇠량의 확대를 달성할 수 있다.
본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 평형-불평형 입출력을 갖도록 구성되어도 되고, 평형-평형 입출력을 갖도록 구성되어도 된다.
즉, 여러가지 용도에 따라서 여러가지 입출력 형식의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 용이하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 통신 장치는 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 구성된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 대역 필터로서 구비하기 때문에, 넓은 대역폭을 가지며 또한 저손실의 통신 장치를 구성할 수 있다.
본 발명을 도시할 목적으로, 바람직한 몇가지 형태를 도면에 나타내었으나, 본 발명은 여기에 개시된 배치 및 수단에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다.
본 발명의 다른 구성요소, 특징, 특성 및 이점은 첨부된 도면을 참조로 하는 본 발명의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 자명할 것이다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명하겠다.
본 발명에 따른 실제의 바람직한 실시형태를 설명함으로써, 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 설명하기 위한 개략 평면도이다. 본 바람직한 실시형태 및 이하의 바람직한 실시형태는 EGSM 방식의 휴대 전화기의 수신용 대역통과 필터에 적용되는 것이다. 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 다른 방식의 휴대 전화기 또는 휴대 전화기 이외의 다른 통신 장치에 있어서의 대역통과 필터로서도 사용할 수 있다.
본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(1)는 압전 기판(2)상에 도 1에 개략 평면도로 나타낸 전극 구조를 형성함으로써 구성되어 있는 것이 바람직하다. 압전 기판(2)은 36도 Y컷 X전파 LiTaO3기판을 사용하여 구성되어 있다. 압전 기판(2)은 다른 결정 방위(crystal orientation)를 갖는 LiTaO3기판을 사용하여 구성해도 되고, 또는 LiTaO3기판 이외의 다른 압전 재료, 예를 들면 LiNbO3기판 또는 수정 등의 압전 단결정, 또는 압전 세라믹 또는 다른 적절한 재료를 사용하여 구성해도 된다. 게다가, 압전 기판(2)은 절연 기판상에 ZnO 박막 등의 압전 박막을 형성함으로써 구성해도 된다.
본 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 표면파 필터(1)에서는, 압전 기판(2)상에 Al을 사용하여 이하에 상세히 설명하는 전극 구조가 형성되어 있다. 전극 재료로서는, Al 이외의 금속 또는 합금을 사용해도 된다.
본 바람직한 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)가 수직적으로 접속되어 있다. 즉 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)가 2단 수직 접속되어 있다.
탄성표면파 필터(11, 12)는 각각 탄성표면파의 전파방향을 따라서 배치된 3개의 IDT를 갖는다. 즉 이들 탄성표면파 필터(11, 12)는 3 IDT타입의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터이다. 탄성표면파 필터(11, 12)의 전극 설계는 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
탄성표면파 필터(11)는 IDT(13∼15)를 갖는다. 그리고, IDT(13∼15)가 형성되어 있는 부분의 표면파 전파방향 양단에 격자형의(Grating-type) 반사기(16, 17)가 배치되어 있다. 마찬가지로, 탄성표면파 필터(12)도 3개의 IDT(18∼20) 및IDT(18∼20)이 형성되어 있는 영역의 표면파 전파방향 양단에 배치된 격자형의 반사기(21, 22)를 갖는다.
본 바람직한 실시형태에서는, 탄성표면파 필터(11)의 중앙에 배치된 IDT(14)의 한 단부가 입력 단자이고, 탄성표면파 필터(12)의 중앙에 배치되어 있는 IDT(19)가 출력 단자이다. 또한, IDT(13, 15)의 한 단부가 IDT(18, 20)의 대응하는 단부에 접속되어 있다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 입출력 단자가 접속된 단부 또는 다른 IDT와 상호 접속되어 있는 단부와는 반대측의 IDT(13∼15, 18∼20)의 다른 단부는 각각 접지 전위에 접속되어 있다.
본 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(1)는 탄성표면파 필터(11, 12)에 있어서, 서로 인접하는 IDT의 양측에서 IDT의 일부의 전극지 피치가 상기 IDT의 나머지 부분의 전극지 피치보다도 좁게 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이것을, IDT(13, 14)간의 간격부를 예로 들어, 더욱 구체적으로 설명하겠다.
IDT(13)와 IDT(14)는 표면파 전파방향으로 서로 인접해 있다. IDT(13)의 IDT(14)측의 단부로부터 수개의 전극지인 전극지(13a, 13b)간의 전극지 피치가, 나머지 전극지(13c, 13d, 13e, 13f, 13g)간의 전극지 피치보다도 좁다. 마찬가지로, IDT(14)에 있어서도, IDT(14)의 IDT(13)측의 단부로부터 수개의 전극지인 전극지(14a, 14b)간의 전극지 피치가, 전극지(14c, 14d, 14e, 14f, 14g)간의 전극지 피치보다도 좁다. IDT(13)에 있어서, 상기와 같이 IDT(14)측의 단부로부터 복수개의 전극지인 전극지(13a, 13b)간의 전극지 피치가 좁게 되어 있는 부분을 제 1부분으로 하고, 전극지(13c∼13g)가 배치되어 있는 나머지 부분을 제 2 부분이라 한다. 이와 같이, 본 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터(1)에서는, 각 IDT가 인접하는 IDT측 단부로부터 복수개의 전극지의 전극지 피치가, 나머지 전극지의 전극지 피치보다도 좁게 되어 있다.
중앙에 배치되어 있는 IDT(14)에 있어서는, 제 1 부분은 표면파 전파방향 양단에 배치되어 있다. 즉 상술한 전극지(14a, 14b)가 형성되어 있는 부분뿐만 아니라, IDT(14)의 IDT(15)측의 단부에 복수개의 전극지(14h, 14i)가 배치되어 있는 부분에 있어서도 전극지 피치가 좁게 되어 있다. 따라서 전극지(14h, 14i)가 형성되어 있는 부분도 제 1 부분이 된다.
IDT(15)에 있어서도, IDT(14)측에 IDT(13)와 동일하게 제 1 부분이 구성되어 있으며, 제 1 부분 이외의 나머지 부분이 제 2 부분을 구성하고 있다. 또한, 탄성표면파 필터(12)의 IDT(18∼20)도, IDT(13∼15)와 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
도 1 및 후술하는 변형예와 다른 바람직한 실시형태의 전극 구조를 나타내는 각 도에 있어서는, 도시를 간략하게 하기 위하여, 실제의 전극지의 수보다 전극지의 수는 적게 도시되어 있다.
다음으로, 본 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터(1)의 전극 구조의 상세를 더욱 구체적으로 설명하겠다.
상기 제 1 부분의 전극지 피치로 정해진 표면파의 파장은 λⅠ1이고, 제 2 부분의 전극지 피치로 정해지는 표면파의 파장은 λⅠ2이다.
IDT(13∼18)의 전극지 교차폭은 각각 대략 35.8λⅠ2인 것이 바람직하며, 전극 막두께는 대략 0.08λⅠ2인 것이 바람직하다.
IDT(13∼15)의 전극지의 갯수는 이하와 같다.
IDT(13): 전극지의 갯수는 29개이고, 제 1 부분의 전극지의 갯수가 4개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개.
IDT(14): 전극지의 갯수는 33개이고, 양측의 제 1 부분의 전극지의 갯수가 각각 4개이고, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 33-8=25개이다.
IDT(15): 전극지의 갯수는 29개이고, 제 1 부분의 전극지의 갯수가 4개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개이다.
IDT의 파장을 나타내는 상기 λⅠ1은 대략 3.90㎛인 것이 바람직하며, λⅠ2는 대략 4.19㎛인 것이 바람직하다.
반사기(16, 17)의 전극지의 갯수는 100개이고, 파장 λR은 대략 4.29㎛이다.
또한, 제 1 부분과 제 2 부분간의 거리는 도 1의 IDT(13)를 예로 들면, 전극지(13c)의 중심과 전극지(13b)의 중심간 거리가 되며, 이 거리가 대략 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2이다. 다른 IDT에 있어서의 제 1 부분과 제 2 부분간의 거리도 상기와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 게다가, 서로 인접하는 IDT간의 거리, 예를 들면 IDT(14)와 IDT(15)의 서로 인접하는 전극지(14i, 15a)의 중심간 거리는 약 0.50λⅠ1인 것이 바람직하다.
게다가, IDT(13, 15)와, 대응하는 반사기(16, 17)간의 거리, 즉 IDT의 외측 단부와 반사기의 내측 단부간의 상호 전극지 중심간 거리는 약 0.50λR인 것이 바람직하다.
또한, 각 IDT(13∼15)의 듀티(duty)는 약 0.73인 것이 바람직하며, 반사기의 듀티는 약 0.55인 것이 바람직하다. 여기서 듀티는 (전극지 폭+전극지 간격부의 거리)에 대한 전극지 폭의 비율이다.
표면파 필터(12)의 IDT(18∼20) 및 반사기(21, 22)도 각각 IDT(13∼15) 및 반사기(16, 17)와 실질적으로 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
본 바람직한 실시형태는 제 1 부분 및 제 2 부분간의 거리 및 서로 인접하는 IDT간의 거리가 상기와 같이 설계되어 있는 것을 특징으로 한다. 나중에 상세히 설명하겠지만, 이들 거리는 인접하는 IDT의 파장의 약 0.50배인 것이 바람직하다. 간격부의 양측의 파장이 다른 경우에는, 상기 거리는 이들 파장의 약 0.25배를 가하여 얻어지는 것이, IDT의 연속성을 유지하는데 바람직하다.
비교를 위하여, 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 준비하였다. 이 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 도 2에 나타낸다. 도 2에서 알 수 있듯이, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(201)는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(1)에서 형성된 것과 같은 2종류의 간격부가 형성되어 있지 않다. 각 전극지 간격부의 거리가 동등하다는 것을 제외하고는, 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 동일한 부분에 대해서는, 상기 바람직한 실시형태의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 각 부분을 나타내는 참조 번호에 200을 부가한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 이 비교를 위하여 준비한 탄성표면파 필터(201)의 전극 구조의 상세는 이하와 같이 하였다.
즉 IDT(213∼215) 및 (218∼220)의 교차폭 W은 대략 43.2λI이다. IDT의 전극지의 갯수는 다음과 같다.
IDT(213, 215, 218, 220): 25개
IDT(214, 219): 31개
IDT의 파장 λⅠ는 약 4.17㎛인 것이 바람직하며, 반사기의 파장 λR은 약 4.29㎛인 것이 바람직하다. 반사기의 전극지의 갯수는 각각 100개이다.
인접하는 IDT-IDT간의 전극지 중심간 거리는 0.32λⅠ이고, 반사기와 반사기에 인접하는 IDT간의 전극지 중심간 거리는 0.50λR이다. 게다가, IDT의 듀티 및 반사기의 듀티는 상기의 바람직한 실시형태와 동일하고, 전극 막두께는 0.08λⅠ이다.
상기와 같이 하여 준비된 본 바람직한 실시형태 및 종래예의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 측정하였다. 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3의 실선이 본 바람직한 실시형태의 결과를 나타내고, 파선이 종래예의 결과를 나타낸다. 또한 실선 및 파선으로 나타낸 각 진폭 특성의 주요부를, 종축의 우측의 스케일로 확대한 특성을 아울러 나타낸다.
도 3으로부터 확실한 바와 같이, 본 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(1)에서는, 종래예에 비하여, 통과대역내의 삽입 손실을 대폭으로 개선할 수 있다. 예를 들면, 통과대역내의 최소 삽입손실은 종래예에서는 약 2.3dB인데 비하여, 본 바람직한 실시형태에서는 약 1.7dB으로, 약 0.6dB 개선되어 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 종래예에서는 스루 레벨(through level)로부터 4.5dB의 감쇠량을 갖는 대역폭은 약 44㎒인데 비하여, 본 바람직한 실시형태에서는 스루 레벨로부터 3.9dB의 감쇠량을 갖는 동일한 대역폭을 얻을 수 있다. 즉 통과대역 전체와 비교한 경우, 본 바람직한 실시형태에 따르면, 종래예에 비하여 0.6dB정도 삽입 손실이 개선된다.
본 바람직한 실시형태에 있어서, 상기와 같이 삽입 손실을 개선할 수 있는 이유는 이하와 같다.
종래의 3 IDT타입의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 설계에서는, 서로 인접하는 IDT의 전극지 중심간 거리는 0.25λⅠ전후이다. 이것은 임피던스를 50Ω에서 500Ω으로 변경함으로써 분명하게 되어 있는 도 4의 종래예의 탄성표면파 필터의 주파수 특성에 있어서 3개의 화살표 A∼C로 나타낸 피크를 갖는 3개의 공진 모드를 이용하여 통과대역을 형성하기 때문이다. 즉, 도 5에 나타낸 전극 구조에 있어서, 하측에 개략적으로 도시되어 있는 0차 모드(도 4의 화살표 B) 및 2차 모드(도 4의 화살표 A) 이외에 IDT-IDT 간격 부분에 탄성표면파의 강도 분포의 피크를 갖는 공진 모드(도 4의 화살표 C)도 이용함으로써, 통과대역이 형성되어 있다.
그러나, IDT-IDT 간격부의 거리가 대략 0.25λⅠ로 되어 있으므로, 탄성표면파 전파로 중에 불연속 부분이 발생하게 된다. 불연속 부분에서는 벌크파로서 방사되는 성분의 양이 많아지기 때문에, 전파 손실이 커진다는 문제가 생긴다.
따라서, 상기 전파 손실의 양을 줄이기 위해서는, IDT-IDT 간격부의 거리를약 0.50λⅠ으로 설정함으로써, 불연속 부분을 없애야 한다고 생각된다. 그러나, IDT-IDT 간격부의 거리가 약 0.50λⅠ인 경우에는, 상기 3개의 모드를 이용할 수 없으므로, 광대역화를 실현할 수는 없다는 문제가 생긴다.
본 바람직한 실시형태는 상기 2개의 문제를 해결하기 위하여, 서로 인접하는 IDT 사이에 상기 제 1 부분 및 제 2 부분을 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉 전극지 피치를 IDT내에서 부분적으로 변경함으로써, 3개의 공진 모드를 이용하여 통과대역을 형성함과 아울러, IDT-IDT 간격부의 거리를 상기 간격부의 양측의 IDT의 파장의 약 0.50배로 설정함으로써, 벌크파로서 방사되는 손실의 양을 저감한다.
일반적으로, 탄성표면파 전파 경로를 따라 전파하는 표면파의 파장보다, 전극지의 주기가 작은 경우에는, 탄성표면파 그 자체의 전파 손실이 작아진다. 따라서, 상기와 같이, 제 1 부분의 전극지 피치가 제 2 부분의 전극지 피치보다 작기 때문에, 탄성표면파의 전파 손실도 감소한다.
따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 바람직한 실시형태에서는 광대역화가 실현된 종래예와 동일한 통과대역 폭을 가짐에도 불구하고, 통과대역내에서의 삽입 손실을 종래예에 비하여 현저히 작게 할 수 있다.
본원 발명자는 상기 제 1 부분의 전극지 피치를 제 2 부분의 전극지 피치에 비하여 어느 정도 작게 구성하면, 바람직한 결과를 얻을 수 있는가를 조사하였다.
즉, 도 1에 나타낸 바람직한 실시형태에서는, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 제 1 부분의 전극지 피치를 여러가지로 달리하고, 그로 인하여 전파 손실이 어떻게 변화하는가를 조사하였다. 도 6에 결과를 나타낸다.
도 6의 횡축은 제 1 부분의 전극지 피치의 제 2 부분의 전극지 피치에 대한 비(이것을 협피치 전극지의 피치비라 함)를 나타내고, 종축은 전파 손실을 나타낸다. 도 6에 있어서의 전파 손실은 통과대역내에서의 삽입 손실로부터 임피던스 부정합에 의한 손실 및 전극지의 저항 성분에 의한 옴 손실을 뺀 값이다.
도 6의 결과를 얻을 때, 전극지 피치가 좁은 전극지의 갯수가 8개, 12개, 및 18개인 경우의 결과를 나타낸다. 여기서, 전극지 피치가 좁은 전극지의 갯수는 IDT(13∼15)를 예로 들면, IDT(13)의 제 1 부분의 전극지의 갯수(도 1에서는 2개의 전극지가 도시되어 있음)와, IDT(14)의 IDT(13)측의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수(도 1에서는 2개의 전극지가 도시되어 있음)의 합계를 의미한다. 이 경우, 도 1에서는 4개의 전극지가 도시되어 있다. 그러나, 상기와 같이 8개, 12개, 또는 18개의 전극지가 제공된다.
마찬가지로, IDT(15)와 IDT(14) 사이의 인접하는 부분에서는, 전극지 피치가 좁은 전극지의 총 갯수는 도 1에서는 4개의 전극지가 도시되어 있으나, 8개, 12개 및 18개이다. 즉 도 1은 상기 전극지 피치가 좁은 전극지의 갯수가 4개인 설계를 도시하고 있다. 이하의 설명에서, "협피치 전극지의 갯수"는 상기와 같이 하여 정의된 값이다.
도 6으로부터 확실한 바와 같이, 협피치 전극지의 피치비가 대략 0.95부근에 있는 경우, 협피치 전극지의 갯수에 관계없이, 전파 손실이 가장 작아짐을 알 수 있다. 이 전파 손실의 개선에 해당하는 양은 벌크파로서 방사되는 손실이 저감된 분량과, 전극지 피치를 작게 함에 따른 탄성표면파의 전파 손실이 저감된 분량의합계라고 생각된다.
즉 대역내에서의 삽입 손실을 작게 하기 위해서는, 상기 협피치 전극지의 피치비를 이러한 값으로 설정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 종래예에 비하여 전파 손실이 작아지는 범위를 구하였다. 종래의 방법을 사용한 설계에서는, 전파 손실이 약 1.9dB이다. 후술하겠지만, 본 바람직한 실시형태에서는 협피치 전극지의 갯수가 18개 이하인 것이 바람직하다.
도 6으로부터 확실한 바와 같이, 전파 손실의 저감 효과를 볼 수 있는 범위는 협피치 전극지의 피치비의 범위가 약 0.83∼약 0.99에 있는 경우라는 것을 알 수 있다. 협피치 전극지의 피치비가 대략 0.83미만에서도, 적절한 조건하에서는 전파 손실이 작아진다. 그러나, 전극의 가공 정밀도에 제약이 있다는 것을 고려하면, 상기 피치비가 약 0.83∼약 0.99부근에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 협피치 전극지의 갯수의 바람직한 범위를 확인하였다. 도 7은 협피치 전극지의 갯수를 8개 및 12개로 설정하였을 때, 통과대역내에서 임피던스 정합을 달성하도록, 각 설계 파라미터를 조정한 경우의 반사 특성을 나타낸다. 도 7a는 협피치 전극지의 갯수가 8개인 경우를 나타내며, 도 7b는 협피치 전극지의 갯수가 12개인 경우를 나타낸다.
협피치 전극지의 갯수를 많게 하면, 임피던스의 집중도가 나빠지는 경향이 있으며, 즉 VSWR 또는 대역내 편차가 악화되는 경향이 있다. 또한, 대역내 편차가 악화되므로, 통과대역 폭이 좁아지는 경향이 있다. 따라서, 상기 바람직한 실시형태의 설계를 기본으로 하고, 협피치 전극지의 갯수를 변화시킨 경우의 VSWR 및 통과대역 폭의 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 8 및 도 32에 나타낸다.
도 8에 있어서의 VSWR의 값, 및 도 32에 있어서의 통과대역 폭의 값은 협피치 전극지의 갯수에 따라서 통과대역내에서의 임피던스 정합을 달성하도록, 교차폭, 협피치 전극지의 피치 등을 변화시킨 경우의 값이다. 일반적으로, VSWR의 값은 약 2.5이하인 것이 바람직하며, 또한 통과대역 폭은 온도에 따른 특성의 변화, 특성 편차 또는 다른 특성을 고려하면, EGSM 방식에서는 약 42㎒이상인 것이 바람직하다.
도 8에 있어서, VSWR이 약 2.5이하인 범위에서는 협피치 전극지의 갯수가 18개 이하이다. 또한, 도 32로부터 확실한 바와 같이, 통과대역 폭이 대략 42㎒이상인 협피치 전극지의 갯수도 18개 이하이다. 즉 협피치 전극지의 갯수를 18개 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 임피던스의 집중도가 높아지며, VSWR 및 대역내 편차가 감소한다. 또한 충분한 통과대역 폭을 갖는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 인접하는 IDT간의 거리를, 본 바람직한 실시형태로부터 변경한 경우의 전파 손실의 변화를 조사하였다. 그 결과를 도 33에 나타낸다. 인접하는 IDT간의 거리, 예를 들면 도 1에 있어서의 IDT(14)와 IDT(15)의 인접하는 전극지(14i, 15a)의 중심간 거리는 각각 약 0.50λⅠ1인 것이 바람직하다. 도 33에 있어서, 이 값 0.50λⅠ1을 0으로 하여, 그곳으로부터의 중심간 거리의 변화에 대하여 전파 손실의 변화를 플롯(plot)하였다. 도 33에 있어서, 인접하는 IDT의 중심간 거리를 변화시키면, 전파 손실이 악화된다. 즉, 저손실의 필터를 얻기 위해서는, 인접하는IDT의 중심간 거리를 약 0.50λⅠ1로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 피치가 다른 제 1 부분과 제 2 부분간의 거리는 본 바람직한 실시형태에 나타낸 바와 같이, 대략 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2인 것이, 저손실의 필터를 얻기 위하여 바람직하다.
다음으로, 피치를 작게 하고 있지 않는 전극지의 중심간 거리를, 예를 들면 도 1에 도시한 전극지(13c)와 (14c)의 중심간 거리는 어느 정도가 바람직한가를 조사하였다. 그 결과를 도 34에 나타낸다. 도 34는 본 발명의 바람직한 실시형태의 구성에 있어서, EGSM 방식뿐만 아니라, DCS 방식, PCS 방식등, 여러가지 용도에 대하여 필터가 최적의 특성을 갖도록 설계한 경우, 피치를 작게 하고 있지 않는 전극지의 중심간 거리를 조사하여 얻은 결과이다. 이들 설계는 모두 각각의 방식에 필요한 대역폭이 얻어지며, 또한 VSWR이 대략 2.5이하가 되도록 설계한 것이다. 횡축은 피치를 작게 하고 있지 않은 전극지의 중심간 거리를, 피치를 작게 하고 있지 않은 전극지의 파장비를 사용하여 나타낸 값이다. 이 값은 각각의 경우의 중심간 거리로부터, 0.5n(n=1,2,3…)의 값을 빼서, 모든 값이 약 0.0∼약 0.5의 범위가 되도록 한 값이다. 예를 들면, 파장비가 대략 4.73인 경우, 도 34에서는 대략 0.23으로 하여 플로팅하고 있다.
도 34에 있어서, 피치를 작게 하고 있지 않은 전극지의 중심간 거리는 약 0.13∼약 0.23의 범위에 집중되어 있다. 게다가 모든 경우에 있어서 약 0.08∼약 0.24의 범위에 있다. 도 2와 같은 종래 기술에 있어서는, 이들 중심간 거리는 약 0.25∼약 0.30의 범위인 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시형태의 경우에서는, 중심간 거리는 약 0.08∼약 0.24, 바람직하게는 약 0.13∼약 0.23의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다.
본 바람직한 실시형태에서는, 36도 Y컷 X전파 LiTaO3기판을 사용하였으나, 다른 결정 방위를 갖는 LiTaO3기판, LiNbO3기판 또는 다른 적절한 기판을 사용해도 된다. 예를 들면 36∼44도 Y컷 X전파 LiTaO3기판, 64∼72도 Y컷 X전파 LiNbO3기판, 또는 41도 Y컷 X전파 LiNbO3기판 등의 리키파를 사용하는 압전 기판에 있어서 특히 큰 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 바람직한 실시형태에서는, 3 IDT타입 종결합 공진자형 탄성표면파 필터가 2단 수직 접속되어 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 1단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(31)에 있어서도, 본 바람직한 실시형태와 동일하게 구성함으로써, 본 발명의 바람직한 실시형태에서 얻어진 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 본 발명은 3개의 IDT를 갖는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 10에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(32)와 같이, 5개의 IDT(33∼37)을 갖는 것에 본 발명을 적용함으로써, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 있어서는, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 있어서의 IDT의 갯수는 3개에 한정되지 않다. 또한, 5개 이상이어도 된다. 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 복수단 구성을 갖는 것에 한정되지 않는다.
(제 2 바람직한 실시형태)
도 11은 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다.
제 2 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(41)는 표면파 전파방향 중앙에 배치된 IDT(14, 19)가 반전되어 있는 것을 제외하고는, 제 1 바람직한 실시형태의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(1)와 아주 동일하게 구성되어 있다.
즉 제 1 바람직한 실시형태에서는, 인접하는 IDT의 인접하는 전극지는 접지 전위에 접속되어 있는데 비하여, 제 2 바람직한 실시형태에서는, IDT(14, 19)의 최외측 전극지가 접지 전위 대신에, 대응하는 입출력 단자에 접속되어 있다. 따라서, 인접하는 IDT 사이에 있어서, 시그널 전극인 전극지와 외측의 IDT의 접지 전위에 접속되는 전극지가 인접해 있다.
더욱 구체적으로는, 도 11에 있어서, IDT(13, 15)의 IDT(14)측의 대응하는 단부의 전극지(13a, 15a)가 접지 전위에 접속되어 있는데 비하여, 대응하는 전극지(13a, 15a)에 인접해 있는 IDT(14)의 전극지(14a, 14i)가 입력 단자에 접속되어 있다. 즉 서로 인접하는 IDT 사이에 있어서, 서로 인접하는 전극지의 극성이 반전되어 있다. 탄성표면파 필터(12)에 있어서도, 마찬가지로 구성되어 있다.
따라서, 제 2 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는, 인접하는 IDT 사이의 인접하는 전극지의 극성이 반전되어 있는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 2단 수직 접속한 구성을 갖는다.
도 12에, 제 2 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터(41)의 공진 모드와, 제 1 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터(1)의 공진 모드간의 차이를 나타낸다. 여기에서는, 입출력 임피던스를 50Ω에서 500Ω로 바꾸어 공진 모드를 확인한 결과가 나타나 있다.
도 12에 있어서, 실선은 제 2 바람직한 실시형태에 따른 결과를 나타내고, 파선은 제 1 바람직한 실시형태에 따른 결과를 나타낸다.
도 12의 참조 부호 D는 IDT-IDT 간격부에 탄성표면파의 강도 분포의 피크를 갖는 정재파의 공진 모드를 나타내며, E가 0차 모드를 나타내며, G가 2차 모드를 나타내며, F가 2단 수직 접속에 의하여 발생한 모드를 나타낸다.
제 1 바람직한 실시형태와 제 2 바람직한 실시형태의 큰 차이점은 제 2 바람직한 실시형태에 있어서는 화살표 D로 나타낸 공진 모드의 레벨이 더욱 크다는 것에 있다.
제 1 바람직한 실시형태에서는, 인접하는 IDT의 인접하는 전극지가 접지 전위에 접속되어 있으므로, IDT-IDT 간격부의 탄성표면파를 전기 신호로 변환할 수 없다. 그 결과, IDT-IDT 간격부에 강도의 피크를 갖는 공진 모드 D의 전기 신호로의 변환 효율이 저하된다.
한편, 제 2 바람직한 실시형태에서는, 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 극성이 반전되어 있으므로, IDT-IDT 간격부에서도 탄성표면파가 전기 신호로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 공진 모드 D를 갖는 전기 신호로의 변환 효율이 높아진다.
도 13은 제 2 바람직한 실시형태 및 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 종축의 삽입 손실을 축의 우측의 스케일로 확대하여 얻어진 각 진폭 특성을 나타낸다. 도 13의 제 2 바람직한 실시형태(실선)의 진폭 특성은 모드의 주파수 및 모드의 레벨이 변화하여 생기는 임피던스의 편차를 조정하기 위하여, 제 1 바람직한 실시형태에 있어서의 설계 조건으로부터, 교차폭을 대략 33.4λⅠ2, 협피치 전극지의 파장을 대략 3.88㎛로 변경함으로써 얻어진 것이다.
도 13에서 알 수 있듯이, 제 2 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 바람직한 실시형태(파선)에 비하여, 통과대역내의 삽입 손실을 더욱 개선할 수 있으며, 통과대역 폭도 더 넓어지고 있다. 따라서, 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 극성을 반전시키는 것이 바람직하다. 이에 따라서 더욱 한층 삽입 손실이 작고 또한 통과대역 폭이 넓은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다.
제 2 바람직한 실시형태의 효과는 2단 수직 접속된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)중의 한 필터에서만, 상기와 같이 IDT간의 인접하는 전극지의 극성을 반전시킨 경우에서도 얻을 수 있다.
(제 3 바람직한 실시형태)
도 14는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다.
제 3 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터(51)는 협피치 전극지의 갯수가 제 1 바람직한 실시형태와 동일하지만, IDT(13)의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수와, IDT(14)의 IDT(13)측의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수가 다르도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 IDT(15)의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수가 IDT(14)의 IDT(15)측의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수가 다르도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 그 외의 점에 대해서는, 제 1 바람직한 실시형태와 동일하게 구성되어 있으므로, 상응하는 구성요소에 대해서는, 제 1 바람직한 실시형태에서 사용된 것과 동일한 참조 번호를 붙임으로서, 제 1 바람직한 실시형태의 설명을 적용하기로 한다. 제 1 바람직한 실시형태와 다른 점을 더욱 구체적으로 설명하겠다. 본 바람직한 실시형태에서는, 탄성표면파 필터(12)의 IDT(13∼15)의 전극지의 갯수는 이하와 같다.
IDT(13): 30개, 여기서 제 1 부분의 전극지의 갯수가 5개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개이다.
IDT(14): 전극지의 갯수는 30개, 여기서 양측의 제 1 부분은 각각 3개의 협피치 전극지를 가지며, 중앙의 제 2 부분은 27개의 전극지를 갖는다.
IDT(15): 30개, 여기서 제 1 부분의 전극지의 갯수가 5개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개이다.
또한, 본 바람직한 실시형태에 있어서도, 탄성표면파 필터(11, 12)는 동일하게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 도 14에서는, 도시를 간략화하기 위하여, 전극지의 갯수를 감소하여 전극지를 도시하고 있다. 즉 도 14에서는 IDT(14)의 좌우에 각각 협피치 전극지가 형성되어 있으며, 또한 IDT(13, 15)의 제 1 부분에서의 협피치 전극지의 수는 3개인 것처럼 도시되어 있다.
본 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(51)의 반사 특성을 도 15b에 나타낸다. 또한, 비교를 위하여, 제 1 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 필터의 반사 특성을 도 15c에 나타낸다.
제 3 바람직한 실시형태에서는, 서로 인접하는 IDT의 양측의 제 1 부분의 협피치 전극지의 갯수가 다르게 구성되어 있다. 게다가 임피던스를 50Ω으로 정합하기 위하여, 전극지 교차폭은 대략 47.7λⅠ2로 되어 있다.
도 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 3 바람직한 실시형태에서는 제 1 바람직한 실시형태에서보다 임피던스 집중도가 악화되어 있다.
반대로, IDT(14)의 협피치 전극지의 갯수를 증가시킨 경우의 반사 특성을 도 15a에 나타낸다. 이 경우의 변경은 제 3 바람직한 실시형태에 있어서 IDT(13, 15, 18, 20)의 전극지의 총 갯수가 28개, 제 1 부분의 전극지의 갯수가 3개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개, 중앙에 배치되는 IDT(14, 19)의 전극지의 총 갯수가 37개이고, 양측의 제 1 부분의 전극지의 갯수가 각각 5개이고, 중앙의 제 2 부분의 전극지의 갯수가 27개이고, 교차폭이 대략 28.6λⅠ2인 것에 있다. 도 15a로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 경우에는 임피던스 집중도는 제 1 바람직한 실시형태에 비하여 높아지지만, 임피던스가 전체적으로 용량성이 된다.
제 3 바람직한 실시형태 및 도 15b에 나타낸 반사 특성을 갖는 변형예는, EGSM 방식의 수신단의 대역통과 필터에는 반드시 바람직한 실시형태는 아니지만, 다른 용도에서는 상기 제 3 바람직한 실시형태 및 변형예가 유효하다. 예를 들면, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 임피던스 집중도가 악화된 경우, VSWR이 악화되는 경향이 있지만, 통과대역 폭은 넓어지는 경향이 있다.
즉 도 16a 및 도 16b의 실선은 상기 제 3 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 나타낸 도이다. 비교를 위하여, 도 16a 및 도 16b에, 파선을 사용하여 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11)의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 나타낸다.
도 16으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 3 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 바람직한 실시형태의 경우에 비하여, VSWR은 약 0.2 악화되어 있지만, 스루 레벨로부터 4dB에 있어서의 통과대역 폭은 약 1.5㎒ 넓어지고 있다. 이 경우, 통과대역내의 삽입 손실 레벨은 거의 변화되어 있지 않으므로, 저손실을 유지하면서 광대역화를 실현할 수 있다.
즉, 제 3 바람직한 실시형태에 따르면, VSWR이 다소 악화되었더라도, 통과대역내에 있어서의 손실의 저감 및 통과대역 폭의 확대가 요구되는 용도에 바람직한 종결합 공진자형 탄성 표면파 필터를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 임피던스 집중도는 양호하지만, 임피던스가 용량성이 된 경우에 유효한 예를 설명하겠다.
도 17a 및 도 17b는 상기 변형예의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 실선으로 나타낸다. 비교를 위하여, 파선을 사용하여 제 1 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성 및 VSWR 특성을 나타낸다. 도 17에 나타낸 결과를 얻은 변형예에서는, 전극지 교차폭이 대략 31.0λⅠ2이고, IDT(13, 15, 18, 20)의 전극지의 총 갯수가 28개, 제 1 부분의 전극지의 갯수가 3개, 제 2 부분의 전극지의 갯수가 25개이다. 중앙의 IDT(14, 19)의 전극지의 총 갯수가 47개, 양측의 제 1 부분의 전극지의 갯수가 각각 5개, 중앙의 제 2 부분의 전극지의 갯수가 각각 37개이다. 또한, IDT의 파장 λⅠ1은 약 3.88㎛ 이다. 그 외의 점에 대해서는, 상기 변형예는 제 1 바람직한 실시형태와 거의 동일하다.
도 17로부터 확실한 바와 같이, 상기 변형예에서는, 제 1 바람직한 실시형태의 탄성표면파 필터(11)에 비하여, 스루 레벨로부터 4dB에 있어서의 통과대역 폭이 약 3.5㎒ 좁아져 있으나, VSWR은 약 0.7만큼 개선되어 있다. 이 경우, 통과대역내에서의 삽입 손실 레벨은 거의 변화되어 있지 않으므로, 저손실을 유지하면서 VSWR이 개선된다. 즉 통과대역 폭이 좁더라도, 통과대역내의 손실의 저감 및 VSWR의 저감이 요구되는 용도에 유효한 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 제 3 바람직한 실시형태와 같이, 제 1 부분의 전극지, 즉 협피치 전극지의 갯수의 밸런스를 변화시킴으로써, 통과대역내의 삽입 손실의 저감을 달성하면서, 여러가지 용도에 따른 대역통과 필터를 용이하게 제공할 수 있다.
(제 4 바람직한 실시형태)
도 18a 및 도 18b는 제 4 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 설명하기 위한 개략 평면도 및 전극지와 교차하는 방향을 따른 단면도이다. 도 18b는 도 18a의 일점 쇄선 X와 X 사이의 개략 단면도이다. 도 18a에 나타낸 전극 구조는 도 1에 나타낸 제 1 바람직한 실시형태의 것과 아주 동일하다.
따라서, 동일한 요소에 대해서는, 동일한 참조 번호를 붙인다. 본 바람직한 실시형태의 특징은 도 18b에 명료하게 도시되어 있다. 즉 IDT(19, 20) 및 반사기(22)가 형성되어 있는 부분을 대표적인 예로 나타낸 바와 같이, 협피치 전극지의 막두께가 다른 전극지의 막두께 또는 반사기의 전극의 막두께보다도 얇게 되어 있다. 즉 도 18b에 나타낸 바와 같이, IDT(19)의 IDT(20)측의 제 1 부분의 전극지(19f, 19g)의 막두께 및 IDT(20)의 IDT(19)측의 제 1 부분의 전극지(20a, 20b)의 막두께가 나머지 전극지의 막두께 또는 반사기(22)의 전극지의 막두께보다도 얇게 되어 있다. 마찬가지로, 도 18a에 나타낸 서로 인접하는 IDT 사이의 부분에 있어서도, 양측의 협피치 전극지의 막두께는 나머지 전극지의 막두께보다도 얇다. 더욱 구체적으로는, 본 바람직한 실시형태에서는 협피치 전극지의 막두께가 약 0.06λⅠ2인 것이 바람직하며, 나머지 전극지의 막두께가 약 0.08λⅠ2인 것이 바람직하다.
또한, 본 바람직한 실시형태에서는, 협피치 전극지의 막두께를 얇게 했기 때문에, 전극지 교차폭이 대략 38.2λⅠ2 및 λⅠ1=3.93㎛가 되도록, 상기 제 1 바람직한 실시형태의 설계로부터 변경되어 있다. 그 외의 점에 대해서는 본 바람직한 실시형태는 제 1 바람직한 실시형태와 동일하다.
제 4 바람직한 실시형태의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 도 19에 실선으로 나타낸다. 비교를 위하여, 제 1 바람직한 실시형태의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11)의 진폭 특성을 파선으로 나타낸다.
도 19로부터 확실한 바와 같이, 제 1 바람직한 실시형태에 비하여, 제 4 바람직한 실시형태에서는, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실이 더욱 개선된다. 일반적으로, 리키파를 이용하는 탄성표면파 필터에서는, Al을 포함하는 전극의 막두께를 얇게 함으로써, 벌크파의 방사에 의한 손실이 작아지는 경향이 있다. 그러나, 전극의 막두께를 얇게 하면, 전기기계 결합 계수가 작아지게 되고, 반사기의 스톱밴드 폭이 좁아지게 된다. 이에 따라서, 광대역화를 실현할 수 없다는 문제가 있었다.
제 4 바람직한 실시형태에서는, 이 문제를 해결하기 위하여, 벌크파의 방사가 가장 생기기 쉬운 IDT-IDT 간격부, 즉 협피치 전극지가 형성되어 있는 부분에 있어서 전극지의 막두께를 얇게 하고 있다. 이에 따라서, 벌크파의 방사에 의한 손실을 저감할 수 있으며, 양호한 특성을 얻을 수 있다.
(제 5 바람직한 실시형태)
도 20은 제 5 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다.
본 바람직한 실시형태의 특징은 협피치 전극지가 분할 전극지(13f1, 13f2)에 대표되는 분할 전극에 의하여 구성되어 있다는 것이다. 그 외의 점에 대해서는, 본 바람직한 실시형태는 제 1 바람직한 실시형태와 아주 동일하다. 변경된 점만을 이하에 기재한다.
즉 제 5 바람직한 실시형태에서는, 전극지 교차폭이 대략 35.7λⅠ2이고, IDT의 파장 λⅠ2가 약 4.20㎛, λⅠ1이 약 4.04㎛이다.
도 21에는, 제 5 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성이 실선으로 도시되어 있다. 파선은 제 1 바람직한 실시형태에서 나타낸 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸다.
도 21로부터 확실한 바와 같이, 제 5 바람직한 실시형태에 있어서는, 종래의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 비하여, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실이 크게 개선된다.
따라서, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 있어서는, 협피치 전극지는 복수개, 통상은 2개의 분할 전극지를 사용하여 구성해도 된다는 것을 알 수 있다.
(제 6 바람직한 실시형태)
제 6 바람직한 실시형태는 제 1 바람직한 실시형태와 아주 동일한 회로 구성을 갖는다. 따라서, 제 1 바람직한 실시형태의 설명을 적용함으로써, 그 상세한 설명은 생략한다.
제 6 바람직한 실시형태가 제 1 바람직한 실시형태와 다른 점은, 탄성표면파 필터(12)의 IDT(18∼20)에 있어서의 제 1 부분의 전극지, 즉 협피치 전극지의 파장이 약 3.88㎛이라는 것이다. 그 외의 점에 대해서는 제 6 바람직한 실시형태는 제 1 바람직한 실시형태와 동일하다.
즉 제 6 바람직한 실시형태에서는, 도 1에 도시한 2단 수직 접속되어 있는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)의 협피치 전극지의 파장이 다르게 되어 있다.
도 22에, 실선으로 제 6 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타내고, 파선으로 제 1 바람직한 실시형태의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 진폭 특성을 나타낸다.
도 22로부터 확실한 바와 같이, 제 6 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 바람직한 실시형태에 비하여 통과대역 폭이 확대된다. 이 경우, VSWR의 값은 제 1 및 제 6 바람직한 실시형태 모두에서 약 2.0이었다. 따라서, 제 6 바람직한 실시형태에 따르면, VSWR을 악화시키지 않고, 통과대역 폭을 확대할 수 있다.
따라서, 복수의 탄성표면파 필터를 종속 접속하는 경우, 각 단의 탄성표면파 필터의 협피치 전극지의 구성을 다르게 함으로써, 즉 적어도 1단의 탄성표면파 필터의 협피치 전극지의 구성을 나머지 단의 탄성표면파 필터의 협피치 전극지의 구성과 다르게 함으로써, 통과대역 폭을 넓힐 수 있음을 알 수 있다.
(제 7 바람직한 실시형태)
도 23은 본 발명의 제 7 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(61)의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다. 본 바람직한 실시형태에서는, 도 9에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(31)의 변형예에 상응한다. 즉, 1단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(31)의 중앙의 IDT(14)와 입력 단자 사이에 직렬 공진자로서의 탄성표면파 공진자(62)가 직렬로 접속되어 있다.
본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에서는, 본 바람직한 실시형태에 나타낸 바와 같이, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 직렬로 탄성표면파 공진자가 접속되어도 된다.
종래부터, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 직렬로 탄성표면파 공진자를 접속함으로써, 통과대역외 감쇠량의 확대를 달성할 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, 통과대역외 감쇠량은 증대하지만, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실이 커진다는 문제가 있었다.
한편, 본 바람직한 실시형태에서는, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 구성된 상기 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 사용하고 있기 때문에, 삽입 손실의 악화는 적어진다. 즉 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(31)에 탄성표면파 공진자(62)를 직렬로 접속함으로써, 통과대역내의 삽입 손실의 저감을 달성하면서, 통과대역외의 감쇠량을 확대할 수 있으며, 이에 따라서 양호한 필터링 특성을 얻을 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에서는, 통과대역내에서의 삽입 손실이 크게 감소하므로, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 구성된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 병렬로 탄성표면파 공진자를 접속해도 된다. 이 경우, 통과대역내에 있어서의 삽입 손실의 저감을 달성하면서, 통과대역외 감쇠량의 확대를 달성할 수 있다.
또한, 상기 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 직렬로 접속된 탄성표면파공진자와 병렬로 접속된 탄성표면파 공진자의 양자를 포함하고 있어도 된다.
(제 8 바람직한 실시형태)
도 24는 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다. 제 8 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(71)는 도 9에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터와 동일한 전극 구조를 갖는다. 다른 것은 도 9에 나타낸 탄성표면파 필터에서는, 불평형 입력-불평형 출력되어 있는데 비하여, 본 바람직한 실시형태에서는 중앙의 IDT의 한 단자가 입력 단자에 접속되어 있을 뿐만 아니라, 중앙의 IDT의 다른 단부로부터도 신호를 얻을 수 있도록 단자(72)가 형성되어 있다.
최근 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에서는, 평형-불평형 변환 기능을 갖는 것이 요구되고 있다. 도 24에 나타낸 제 8 바람직한 실시형태에서는, 단자(74)를 입력 단자, 단자(72, 73)를 출력 단자로 함으로써, 불평형 입력-평형 출력 타입의 필터를 구성할 수 있다. 반대로, 단자(72, 73)를 입력 단자, 단자(74)를 출력 단자로 함으로써, 평형 입력-불평형 출력 타입의 필터를 구성할 수 있다. 따라서, 통과대역내에서의 삽입 손실이 작고 평형-불평형 변환 기능을 갖는 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다. 이와 같은 평형-불평형 변환 기능을 갖는 탄성표면파 필터의 변형예를, 도 25∼도 30에 나타낸다.
도 25에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(81)는 외측의 IDT(13, 15)로부터 평형 입출력을 얻을 수 있도록 구성되어 있으며, 중앙의 IDT(14)가 불평형입출력 단자(82)에 접속되어 있다.
도 26에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(85)에서는, IDT(14)에 대한 IDT(13, 15)의 위상이 역전되어, 평형-불평형 변환 기능이 실현된다.
게다가, 도 27에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(86)에서는, 2단 수직 접속되어 있는 탄성표면파 필터(11, 12)의 IDT(18, 20)의 위상이 반전되어 있다. IDT(19)로부터 평형 신호를 얻을 수 있도록 IDT(19)에 단자(87, 88)가 접속되어 있다.
도 28에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(91)의 2단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)에서는, 평형 단자를 얻는 측의 탄성표면파 필터(12)가, 교차폭이 탄성표면파 필터(11)의 약 절반인 2개의 탄성표면파 필터(92, 93)로 분할되어 있으며, 또한 탄성표면파 필터(92, 93)의 위상이 반전되어 있다.
게다가, 도 29에 나타낸 바와 같이, 2단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11, 12)를 갖는 구성에 있어서, 제 2 탄성표면파 필터(12)를 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(96, 97)로 분할하고, 또한 제 1 탄성표면파 필터(11)의 IDT(14)에 대한 IDT(13, 15)의 위상을 반전시킴으로써, 평형-불평형 변환 기능을 갖는다.
도 30에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(101)에서는, 2단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 2단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 각각의 교차폭을 절반으로 감소하도록 병렬로 접속되어 있다. 즉 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11)가, 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(11A, 11B)로 분할되어 있으며, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(12)가 종결합 공진자형 탄성표면파필터(12A, 12B)로 분할되어 있다.
이 중에서, 1쌍의 탄성표면파 필터의 위상을 반전시킴으로써, 평형-불평형 변환 기능을 제공할 수 있다.
즉 도 25∼도 30에 나타낸 바와 같이, 여러가지 구조에 의하여, 제 8 바람직한 실시형태와 마찬가지로, 삽입 손실을 저감하면서, 평형-불평형 변환 기능을 갖는 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다.
(제 9 바람직한 실시형태)
도 31은 본 발명의 제 9 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 전극 구조를 나타낸 개략 평면도이다. 본 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(111)는 도 8에 나타낸 종결합 공진자형 탄성표면파 필터와 동일한 전극 구조를 갖는다. 다른 점은, 모든 IDT(13∼15)로부터 신호를 얻을 수 있도록, 단자(112∼115)가 형성되어 있는데 있다.
여기에서는, 단자(112, 115)와 단자(113, 114)의 각각으로부터 평형 신호를 얻을 수 있으므로, 평형 입력-평형 출력의 탄성표면파 필터를 얻을 수 있다. 본 바람직한 실시형태에 있어서도, 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 따라서 종결합 공진자형 탄성표면파 필터가 구성되어 있으므로, 통과대역내에서의 삽입 손실지 적은, 평형 입출력타입의 탄성표면파 필터를 제공할 수 있다.
도 35는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따른 탄성표면파 장치를 이용한 통신 장치(160)를 설명하기 위한 개략 블럭도이다.
도 35에 있어서, 안테나(161)에 듀플렉서(162)가 접속되어 있다. 듀플렉서(162)와 수신측 믹서(163)의 사이에, RF단을 구성하는 탄성표면파 필터(164) 및 증폭기(165)가 접속되어 있다. 게다가 믹서(163)에 IF단의 탄성표면파 필터(169)가 접속되어 있다. 또한, 듀플렉서(162)와 송신측의 믹서(166) 사이에는 RF단을 구성하는 증폭기(167) 및 탄성표면파 필터(168)가 접속되어 있다.
상기 통신 장치(160)에 있어서의 RF단의 표면파 필터(164, 168, 169)로서 본 발명에 따라서 구성된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 바람직하게 사용할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시형태를 개시하였으나, 여기에 개시된 원리를 행하기 위한 여러가지 모드가 본 발명의 특허청구범위내에서 가능하다. 따라서, 특허청구범위내에서, 상기 형태와는 다른 형태도 본 발명에 의하여 보호받는다고 해석해야 할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에서는, 적어도 3개의 IDT 중에서 적어도 1개의 IDT는 탄성표면파의 전파방향으로 다른 IDT의 측단부에 인접한 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 IDT의 나머지 부분인 제 2 부분의 전극지 주기와 다르게 구성되어 있으므로, 통과대역 폭의 확대를 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 통과 대역내에서의 삽입 손실을 크게 저감하는 것이 가능하다.
따라서, 광대역을 가지며 통과대역내에서의 손실이 작은 종결합 공진자형 탄성표면파 필터가 달성된다.

Claims (22)

  1. 압전 기판; 및
    상기 압전 기판상에 탄성표면파의 전파방향을 따라서 배치되어 있으며, 각각 복수개의 전극지를 가지는 적어도 3개의 인터디지탈 트랜스듀서(IDT);를 포함하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터로서,
    상기 적어도 3개의 IDT 중 적어도 하나의 IDT는 제1 전극지부 및 제2 전극지 부를 포함하고 있으며,
    상기 제1 전극지부는 탄성표면파의 진행방향으로 인접해 있는 다른 IDT의 측단부에 인접한 전극지부로서, λⅠ1은 상기 제1 전극지부의 주기에 의해 결정되는 탄성표면파 파장이고,
    상기 제2 전극지부는 상기 제1 전극지부 이외의 나머지 전극지로 이루어진 전극지부로서, λⅠ2는 상기 제2 전극지부의 주기에 의해 결정되는 탄성 표면파 파장이며,
    상기 제1 전극지부의 주기는 상기 제2 전극지부의 주기와 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성 표면파 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 제 2 부분의 전극지 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가, 상기 제 2 부분의 전극지 주기의 약 0.82∼약 0.99배인 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 서로 인접하는 한쌍의 IDT 모두가, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 제 2 부분의 전극지 주기와 다르게 배치되어 있으며, 상기 한쌍의 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리가 0.5λⅠ1로 실질적으로 동등한 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 서로 인접하는 한쌍의 IDT의 한쪽만이, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 제 2 부분의 전극지 주기와 다르게 배치되어 있으며, 상기 한쌍의 인접하는 IDT의 인접하는 전극지의 중심간 거리가 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2로 실질적으로 동등한 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 상기 제 2 부분의 전극지 주기와 다르게 되어 있는 IDT에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지와 상기 제 2 부분의 전극지의 중심간 거리가 상기 제 1 부분의 전극지와 상기 제 2 부분의 전극지가 서로 인접하는 부위에서 0.25λⅠ1+0.25λⅠ2로 실질적으로 동등한 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하는 IDT의 서로 인접하는 전극지의 극성과 상기 IDT에 인접하는 IDT의 전극지의 극성이 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지의 총 갯수가 서로 인접하는 한쌍의 IDT의 인접하는 부분의 양측에 있어서 18개 이하인 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  9. 제 1 항에 있어서, 서로 인접하는 한쌍의 IDT의, 주기가 다르지 않은 전극지의 중심간 거리가 (0.08+0.5n)λⅠ2∼(0.24+0.5n)λⅠ2(n=1,2,3,…)인 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  10. 제 1 항에 있어서, 서로 인접하는 한쌍의 IDT의, 주기가 다르지 않은 전극지의 중심간 거리가 (0.13+0.5n)λⅠ2∼(0.23+0.5n)λⅠ2(n=1,2,3,…)인 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  11. 제 1 항에 있어서, 탄성표면파의 전파방향으로 서로 인접하는 한쌍의 IDT 모두가, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하며, 양 IDT의 제 1 부분의 전극지의 갯수가 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 압전 기판이 LiTaO3단결정을 X축에 대하여 Y축 방향으로 약 36∼약 44도의 범위로 회전시켜서 얻어진 것임을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지의 막두께가 상기 제 2 부분의 전극지의 막두께와 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지의 막두께가 상기 제 2 부분의 전극지의 막두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지가 분할 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  16. 제 1 항에 기재된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 적어도 2단 수직 접속을 구성하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 복수단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 적어도 한 단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 있어서의 상기 제 1 부분의 전극지 주기가, 다른 단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터에 있어서의 상기 제 1 부분의 전극지 주기와 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 복수단의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 각 단에 있어서, 상기 제 1 부분의 전극지 주기가 다른 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  19. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 직렬 공진자 및/또는 병렬 공진자가 입력측 및/또는 출력측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 필터가 평형-불평형 입출력을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 필터가 평형-평형 입출력을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 종결합 공진자형 탄성표면파 필터.
  22. 안테나;
    상기 안테나에 접속된 듀플렉서;
    상기 듀플렉서의 양단에 접속되는 수신측 믹서 및 송신측 믹서;
    상기 듀플렉서의 일단과 상기 수신측 믹서 사이에 접속되어 수신측 RF단을 구성하는 탄성표면파 필터 및 증폭기;
    상기 듀플렉서의 타단과 상기 송신측 믹서 사이에 접속되어 송신측 RF단을 구성하는 증폭기 및 탄성표면파 필터; 및
    상기 수신측 믹서에 접속되는 탄성표면파 필터를 포함하는 통신 장치에 있어서,
    상기 탄성표면파 필터로서 제 1 항에 기재된 종결합 공진자형 탄성표면파 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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