KR100612056B1 - 탄성 표면파 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄성 표면파 필터에 관한 것으로, 압전 기판과, 그 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수개의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시키는 결합기로 이루어져, 적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(변환기)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치된 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로부터, 탄성 표면파 필터의 탄성 표면파의 전파 방향의 길이의 소형화와, 주파수 특성의 각형성(角形性)을 개선할 수 있다.

Description

탄성 표면파 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}
본 발명은 탄성 표면파 필터에 관한 것으로, 특히, 평행하게 형성된 복수의 탄성 표면파 전파로를 갖는 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화 등의 이동 통신 시스템에 있어서, TDMA(Time Division Multiple Access) 방식에 더하여, CDMA(Code Division Multiple Access)라고 하는 새로운 디지털 시스템이 채용되고 있다.
이 CDMA 방식에 이용되는 IF(Intermediate Frequency; 중간 주파수) 필터는 종래의 휴대 전화 시스템과 비교하여 매우 각형성(角形性)이 우수한 주파수 특성이 요구되고 있다. 여기서 각형성(角形性)이란, 도 32에 나타낸 바와 같이, 어떤 2개의 감쇠량에서의 대역폭(제1 대역폭과 제2 대역폭)의 비(제2 대역폭/제1 대역폭)이다. 어떤 2개의 감쇠량에서의 대역폭이란, 예컨대 3 dB 대역폭과 10 dB 대역폭이다. 그리고, 이 2개의 감쇠량에서의 대역폭의 비가 1에 가까울수록, 각형성이 우수하다고 말하며, 따라서, 각형성이 우수하다고 하는 것은 필터 특성이 급격한 변화를 하고 있음을 나타낸다.
종래부터 이용되고 있는 탄성 표면파 필터의 하나인 횡단형 필터(transversal filter)를 도 31에 나타낸다. 이 필터는 한쪽이 신호 입력용의 IDT(interdigital transducer)이며, 다른 쪽이 신호 출력용의 IDT이다.
도 31의 우측의 IDT는 상하 방향으로 연장되어 있는 전극지(electrode finger)의 길이가 일정한 정규 전극이지만, 좌측의 IDT는 각 전극지의 길이가 일정한 규칙으로 달리하는 무족화 가중(apodization weighted) 전극이다.
종래에는 이러한 무족화 가중 전극과 같이, IDT를 가중함으로써, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 각형성을 향상시키고 있었다.
그러나, 무족화 가중 전극과 같이 IDT를 가중함으로써, 충분히 우수한 각형성을 갖는 탄성 표면파 필터를 실현하기 위해서는, 매우 많은 전극쌍수가 필요하게 되어, 탄성 표면파의 전파 방향(도 31에서는 지면의 좌우 방향)의 길이가 길어진다고 하는 문제점이 있다. 따라서, 휴대 전화 등에서는 그 휴대성 및 소형화를 만족시키기 위해서 탄성 표면파 필터도 작게 할 필요가 있는데, 각형성을 좋게 하기 위해서 탄성 표면파 필터의 사이즈가 커졌다면, 소형화의 요구에 반하게 된다.
그러므로, 도 31에 나타낸 바와 같은 종래의 IDT를 가중하여 각형성을 향상시키는 것에서는 소형이고 또한 각형성이 우수한 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 실현하는 것은 곤란하다.
본 발명은 적은 전극쌍수의 IDT를 이용하며, 탄성 표면파의 전파 방향의 길이가 소형이고, 또한 각형성이 우수한 주파수 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시켜, 복수의 탄성 표면파 전파로를 횡단하도록 배치한 하나의 도파로 방향성 결합기를 포함하고, 적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고, 상기 제1 및 제2 반사기는 각각 입력 IDT와 출력 IDT의 한쪽에만 배치되며, 상기 입력 IDT와 출력 IDT는 상기 도파로 방향성 결합기를 기준으로 같은 쪽에 배치되는 것인 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다.
이러한 구성을 구비함으로써, 종래의 탄성 표면파 필터보다도 탄성 표면파의 전파 방향의 길이를 작게 할 수 있어, 각형성이 우수한 주파수 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT가 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 병행되도록 배치되고, 입력 IDT와 출력 IDT를 상기 수직인 방향으로 겹쳐 있게한 부분의 탄성 표면파 전파 방향의 길이는 입력 IDT와 출력 IDT 중 탄성 표면파 전파 방향의 길이가 짧은 쪽의 IDT의 길이보다도 짧은 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다.
이러한 구성에 의해, 탄성 표면파 필터의 입출력 IDT 사이의 격리를 개선할 수 있고, 통과 대역외 억압도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT간의 압전 기판 상에 어스 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다.
이와 같이, 어스 전극을 형성함으로써, 입출력 사이의 격리를 더욱 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 구성 블럭도.
도 2는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 동작 원리의 설명도.
도 3은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도.
도 4는 본 발명의 탄성 표면파 필터에 이용하는 도파로 방향성 결합기의 동작 설명도.
도 5는 도파로 방향성 결합기를 본 발명의 탄성 표면파 필터에 적용한 경우의 동작 설명도.
도 6은 본 발명의 반사기의 전극지의 갯수에 대한 중심 주파수에서의 반사율 변화 그래프.
도 7은 본 발명의 도파로 방향성 결합기의 결합 길이에 대한 삽입 손실의 변화 그래프.
도 8은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도.
도 9는 탄성 표면파 필터의 탄성 표면파 전파 방향의 길이의 비교도.
도 10은 본 발명의 한 실시예의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프.
도 11은 종래의 트랜스버설형 필터의 주파수 특성의 그래프.
도 12는 본 발명의 일방향성 IDT와 양방향성 IDT의 비교 설명도.
도 13은 본 발명의 플로팅 전극형 일방향성 IDT를 이용한 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도.
도 14는 본 발명의 결합기의 도파로부의 구조도.
도 15는 본 발명의 도파로 방향성 결합기의 한 실시예의 구성도.
도 16은 본 발명의 도파로 방향성 결합기의 한 실시예의 구성도.
도 17은 본 발명의 도파로 방향성 결합기의 한 실시예의 구성도.
도 18은 본 발명의 도파로 방향성 결합기의 한 실시예의 구성도.
도 19는 본 발명의 일실시예에서 추출한 반사기의 구성도.
도 20은 본 발명에서 추출해서 가중시킨 반사기의 반사 특성의 그래프.
도 21은 본 발명의 일실시예의 탄성 표면파 필터의 구성도(하나의 전파로에 복수의 반사기를 갖는 경우).
도 22는 본 발명 반사기의 반사 특성의 비교도.
도 23은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 비교도(반사기를 복수 배치한 경우와 하나인 경우의 비교).
도 24는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도.
도 25는 본 발명의 일실시예의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프(반사기의 전극 주기의 2배와 IDT의 전극 주기를 일치시켰을 때).
도 26은 본 발명의 일실시예의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프(반사기의 전극 주기의 2배와 IDT의 전극 주기를 다르게 했을 때).
도 27은 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 비교도.
도 28은 본 발명의 일실시예의 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도.
도 29는 본 발명의 일실시예의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프.
도 30은 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프.
도 31은 종래의 트랜스버설형 필터의 구성도.
도 32는 각형성의 설명도.
도 33은 본 발명의 입력 IDT와 출력 IDT의 위치를 빗나게한 일실시예의 구성도.
도 34는 본 발명의 입력 IDT와 반사기의 구조 중심의 위치를 빗나게한 일실시예의 구성도.
도 35는 본 발명의 입력 IDT와 출력 IDT의 위치 관계의 설명도.
도 36은 본 발명에서 입출력 IDT 사이의 거리와 직달파(direct feed-through wave) 레벨의 관계 그래프.
도 37은 본 발명의 입력 IDT와 결합기간에 SAW 도파로를 설치한 일실시예의 구성도.
도 38은 본 발명의 SAW 도파로를 금속막 또는 절연막으로 형성한 일실시예의 구성도.
도 39는 본 발명의 SAW 도파로를 금속막 또는 절연막의 격자로 형성한 일실시예의 구성도.
도 40은 본 발명의 입력 IDT와 결합기간에 굴접점(屈接点)을 갖는 SAW 도파로를 설치한 일실시예의 구성도.
도 41은 본 발명의 입출력 IDT와 결합기간에 굴접점을 갖는 SAW 도파로를 설치한 일실시예의 구성도.
도 42는 본 발명의 입력 IDT와 결합기간에 SAW 도파로를 설치한 일실시예의 구성도.
도 43은 본 발명의 도 41의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 44는 SAW 도파로를 설치하지 않는 탄성 표면파 필터의 구조도.
도 45는 도 44에 나타낸 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 46은 본 발명의 도 43에서 직달파 성분을 제거한 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 47은 본 발명의 도 45에서 직달파 성분을 제거한 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 48은 본 발명의 입출력 IDT와 결합기간에 굴접점을 갖는 SAW 도파로를 설치하여, 입력 IDT와 출력 IDT의 위치를 비키어 놓은 한 실시예의 구성도.
도 49는 본 발명의 도 48의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 50은 본 발명의 입출력 IDT와 결합기간에 굴접점을 갖는 SAW 도파로를 설치하여 입력 IDT와 출력 IDT의 위치를 빗나가게하지 않은 강성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 51은 본 발명의 도 48에서 결합기를 멀티-스트립 결합기로 되게한 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도.
도 52는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 1의 개략 구성의 설명도.
도 53은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 1의 개략 구성의 설명도.
도 54는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 1의 개략 구성의 설명도.
도 55는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 2의 개략 구성의 설명도.
도 56은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 3의 개략 구성의 설명도.
도 57은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 4의 개략 구성의 설명도.
도 58은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 5의 개략 구성의 설명도.
도 59는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 6의 개략 구성의 설명도.
도 60은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 6의 개략 구성의 설명도.
도 61은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 7의 개략 구성의 설명도.
도 62는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예 8의 개략 구성의 설명도.
도 63은 본 발명의 실시예 1의 구성도.
도 64는 본 발명의 실시예 1의 시간 응답 특성도.
도 65는 본 발명의 실시예 2의 시간 응답 특성도.
도 66은 본 발명의 실시예 3의 구성도.
도 67은 본 발명의 실시예 3의 시간 응답 특성도.
도 68은 본 발명의 실시예 3에 대한 비교예의 구성도.
도 69는 본 발명의 실시예 4의 구성도.
도 70은 본 발명의 실시예 5의 구성도.
도 71은 본 발명의 실시예 5의 시간 응답 특성도.
도 72는 본 발명의 실시예 6의 구성도.
도 73은 본 발명의 실시예 6의 시간 응답 특성도.
도 74는 본 발명의 실시예 7의 구성도.
도 75는 본 발명의 실시예 7의 시간 응답 특성도.
도 76은 본 발명의 실시예 8의 구성도.
도 77은 본 발명의 실시예 8의 시간 응답 특성도.
도 78은 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예를 합한 경우의 구성도.
본 발명은 압전 기판과, 그 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시키는 결합기로 이루어져, 적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되도록 구성함으로써, 탄성 표면파 필터에서 탄성 표면파의 전파 방향의 길이를 작게 하여 주파수 특성을 개선하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 결합기는 도파로 방향성 결합기 혹은 멀티-스트립 결합기를 이용할 수 있다.
또한, 입력 IDT와 출력 IDT에 관해서, 적어도 어느 한쪽에 가중을 하여도 좋다.
가중의 실시예로서는 '무족화 가중' 혹은 '추출 가중' 등이 있다. 이러한 가중을 하면, 이하에 나타낸 바와 같이 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 각형성을 개선할 수 있다.
또한, 입력 IDT 및 출력 IDT 중 적어도 어느 한쪽에 일방향성 IDT를 이용하더라도 좋다. 일방향성 IDT를 이용하면, 탄성 표면파 필터의 손실을 저감할 수 있다.
도파로 방향성 결합기는 여진된(excited) 탄성 표면파를 전파하는 복수의 도파로부와, 도파로부간에 배치되는 간격부로 구성된다.
도파로 방향성 결합기를 결합기로 이용하는 경우, 그 도파로부를 균일한 표면 구조의 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성하면 좋다.
또한, 간격부에 대해서도 균일한 표면 구조의 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성할 수 있다.
또, 상기 간격부를 전파하는 탄성 표면파 속도가 상기 도파로부를 전파하는 탄성 표면파 속도보다도 빠르게 되도록, 도파로부의 격자 표면 구조의 격자와 간격부의 격자 표면 구조의 격자를 조정하더라도 좋다. 이와 같이 탄성 표면파의 속도를 조정하면, 결합기의 탄성 표면파 전파 방향의 길이를 짧게 할 수 있다.
또한, 도파로 방향성 결합기의 외측으로서 도파로부의 간격부와 접하고 있지 않는 부분에, 균일한 표면 구조의 금속막 혹은 격자 표면 구조의 금속막을 형성하더라도 좋다. 이로써 결합기 내의 손실을 보다 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 반사기에 대해서, 추출 가중과 같은 가중을 하더라도 좋다.
또한, 하나의 탄성 표면파 전파로를 구성하는 반사기를 복수개로 분할된 반사기로 구성하더라도 좋다. 이 가중이나 분할에 의해, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 각형성을 향상시킬 수 있다. 또, 반사기의 전극 주기의 2배와, 입력 IDT 및 출력 IDT의 전극지의 주기를 약간 다르게 하더라도 좋다. 이와 같이 하면, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성을 개선할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT가 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 병행되도록 배치되고, 입력 IDT와 출력 IDT를 상기 수직인 방향으로 겹쳐 있게한 부분의 탄성 표면파 전파 방향의 길이는 입력 IDT와 출력 IDT 중 탄성 표면파 전파 방향의 길이가 짧은 쪽의 IDT의 길이보다도 짧은 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다. 이와 같이 하면, 입출력 IDT간의 격리를 개선할 수 있고, 통과 대역외 억압도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 입력 IDT와 출력 IDT간의 압전 기판 상에 어스 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다. 이에 따르면, 입출력간의 격리를 보다 개선할 수 있다.
이하, 도면에 나타내는 실시 형태에 기초하여 본 발명을 상술한다. 한편, 이에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 구성 블럭도를 나타낸다.
도 1에서는 설명을 용이하게 하기 위해, 2개의 탄성 표면파 전파로(제1 전파로(7), 제2 전파로(8))로 이루어지는 탄성 표면파 필터의 구성을 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 탄성 표면파 전파로를 구비하여도 좋다.
제1 전파로(7)는 입력 IDT(1), 결합기(3), 반사기(4)로 구성되고, 제2 전파 로(8)는 출력 IDT(2), 결합기(3), 반사기(5)로 구성된다.
또한, 입력 IDT(1), 출력 IDT(2), 결합기(3), 반사기(4, 5)는 모든 금속막 (Cu, Al 등)을 수정 등의 압전 기판(6) 상에 형성함으로써 구성된다.
여기서, 결합기(3)는 입력 IDT(1)에서 여진된 탄성 표면파를 출력 IDT(2)가 있는 제2 전파로(8)로 이행시키기 위한 것이다. 반사기(4, 5)는 탄성 표면파의 전파 방향을 반전시켜, 탄성 표면파를 출력 IDT(2) 쪽으로 전파시키기 위한 것이다. 도 1에서, 입력 IDT(1)에 의해서 여진된 탄성 표면파 중, 제1 전파로(7) 위를 우측 방향으로 전파하는 것이 탄성 표면파 필터에 의해 가능하다.
도 2에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 동작 원리도를 나타낸다. 이하, 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave)를 SAW라 부른다.
우선, 입력 IDT(1)에서 여진된 SAW가 출력 IDT(2)에 도달하기까지의 전파 경로에 관해서 설명한다.
도 2(a)와 같이, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW는 결합기(3)의 좌단으로부터 입사하여, 결합기(3)의 우단으로부터 제1 전파로(7)와 제2 전파로(8)의 양방으로 출사된다.
이어서, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 각 전파로의 SAW는 반사기(4, 5)에 도달하여 반사되어, 다시 결합기(3)의 우단으로 입사한다. 그리고, 결합기(3)의 좌단으로부터 제1 전파로(7) 및 제2 전파로(8)의 양방으로 출사되어, 제2 전파로(8)로 출사된 SAW가 출력 IDT(2)에 검출된다. 이것이 입력 IDT(1)에서 여진된 SAW가 출력 IDT(2)에 도달하기까지의 전파 경로이다.
여기서, 결합기(3)를 최적화하면, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW를 완전히 출력 IDT(2)에 도달시킬 수 있어, 입력 IDT(1)로 되돌아가는 SAW를 없앨 수 있다.
전파 경로가 2개인 경우만 설명했지만, 3개 이상의 전파로가 있는 경우라도 같은 식으로 생각할 수 있어, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW가 결합기를 지나서, 출력 IDT가 있는 전파로로 이행하여, 출력 IDT(2)에서 검출된다.
입력 IDT(1) 및 출력 IDT(2)는 복수의 전극지에 의해서 구성되어, 탄성 표면파의 전파 방향에 대하여 수직인 방향으로 연장된 전극지가 교대로 빗 형상으로 배치된 것이다. 반사기(4, 5)는 격자 구조를 갖는 복수의 전극지로 구성된다.
도 3에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예의 구성도를 나타낸다.
여기서는 결합기(3)로서 도파로 방향성 결합기를 이용한다.
도파로 방향성 결합기(3)는 각 전파로 내에 격자 구조의 복수의 전극지를 구비하며, 제1 전파로(7)와 제2 전파로(8) 사이는 균일한 표면 구조의 금속막, 즉 전체가 금속으로 된 막으로 접속되어 있다.
또한, 도 3에서, 제1 전파로(7)의 격자 구조의 전극지의 상부와, 제2 전파로(8)의 격자 구조의 전극지의 하부도 전체가 금속으로 된 막이 형성되어 있다.
이러한 도파로 방향성 결합기(3)를 이용하고, 또한 전파로 방향성 결합기의 결합 길이(10)를 최적화하면, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW를 출력 IDT(2)에 완전히 도달시킬 수 있다.
도 3에서, 도파로 방향성 결합기(3)의 격자 구조의 부분은 탄성 표면파를 전 파하는 부분이며, 도파로부(11)라 부른다. 또한, 제1 전파로(7)와 제2 전파로(8)간에 있는 부분을 간격부(12)라 부른다.
이하, 도 4를 이용하여, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 필터링 원리를 설명한다.
도 4는 본 발명의 탄성 표면파 필터에 이용하는 도파로 방향성 결합기(3)의 동작 설명도이다. 도 4에서는 설명을 위해, 결합기(3)의 각 도파로부 내의 격자 구조 부분만을 나타내고 있다.
도파로 방향성 결합기(3)에서는 2개의 전파로를 근접하여 배치시킴으로써, 2개의 전파로가 결합된다. 즉, 입력 IDT(1)로부터의 SAW는 제1 전파로(7)뿐만 아니라, 제2 전파로(8)에도 전파된다. 이 결과, 도파로 방향성 결합기(3)의 좌단으로부터 제1 전파로(7)에만 탄성 표면파를 입력하더라도, 도파 모드는 제1 전파로(7)에만 봉쇄되지 않고, 제1 전파로(7) 및 제2 전파로(8)를 하나의 시스템으로한 짝수 모드와 홀수 모드의 SAW가 나타난다.
따라서, 도파로 방향성 결합기(3)의 우단의 제1 전파로(7)와 제2 전파로(8)로부터는 각각 짝수 모드와 홀수 모드의 합성파가 출력된다.
여기서, 짝수 모드와 홀수 모드의 SAW의 전파 속도는 약간 다르기 때문에, 제1 전파로(7) 및 제2 전파로(8) 속을 전파하고 있는 SAW의 강도는 전파 거리 즉 결합 길이(10)에 따라 변화되어, 어떤 특정한 결합 길이를 전파했을 때에는 제2 전파로(8)만으로부터 출력을 얻을 수 있게 된다. 이 때의 결합 길이(10)를 완전 결합 길이라고 하며, 완전 결합 길이의 상태에서는 제1 전파로(7)에 입력한 SAW가 완전 히 제2 전파로(8)로 이행하게 된다. 이상이 도파로 방향성 결합기의 동작 원리이다.
다음에, 이 도파로 방향성 결합기를 본 발명의 탄성 표면파 필터에 적용했을 때의 동작 원리에 관해서 설명한다.
도 5는 도파로 방향성 결합기를 본 발명의 탄성 표면파 필터에 적용한 경우의 동작 설명도이다.
도 5에서, 도파로 방향성 결합기의 결합 길이(10)는 도 4에서 나타낸 완전 결합 길이의 1/2로 설정되어 있는 것으로 한다. 이 경우, 제1 전파로(7)의 좌단으로부터 입력된 SAW는 완전 결합 길이의 1/2의 거리만큼 도파로 방향성 결합기(3) 속을 전파하기 때문에, 도파로 방향성 결합기(3)의 우단에서는 완전히 제2 전파로(8)로는 이행하지 않는다.
그러나, 도파로 방향성 결합기(3)의 제1 전파로(7) 및 제2 전파로(8)의 우단으로부터 출사된 SAW는 반사기(4, 5)에서 반사되어 다시 도파로 방향성 결합기(3)에 우단으로부터 입사하여, 완전 결합 길이의 1/2의 거리만큼 전파하여 좌단에 도달한다.
이 결과, 맨처음에 도파로 방향성 결합기의 좌단의 제1 전파로(7)에 입사된 SAW는 도파로 방향성 결합기(3)를 왕복하게 된다. 즉 완전 결합 길이에 상당하는 길이를 전파한 것이 되어, 도파로 방향성 결합기(3)의 좌단으로부터는 제2 전파로(8)만으로부터 출력을 얻을 수 있게 된다.
이어서, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성에 관해서 설명한다.
도 3이나 도 4에 나타낸 결합기의 주파수 특성은 IDT나 반사기에 비하면 매우 완만하기 때문에, 탄성 표면파 필터 자체의 주파수 특성에는 거의 영향을 주지 않는다. 따라서, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성은 IDT와 반사기의 특성으로 대략 결정되어, IDT의 주파수 특성과 반사기의 반사 특성이 합성된 것으로 된다.
일반적으로, IDT의 주파수 특성에 비하여 반사기의 반사 특성은 각형성이 우수한 특성을 얻을 수 있음이 알려져 있다.
즉, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성은 IDT만의 주파수 특성을 이용하고 있던 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터보다도 각형성이 우수한 주파수 특성을 얻기 쉽다.
이어서, 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터와 본 발명의 탄성 표면파 필터에서, 동일한 각형성을 갖는 필터를 실현한 경우, 본 발명의 탄성 표면파 필터 쪽이 SAW 전파 방향의 길이를 작게 할 수 있음을 나타낸다.
우선, 반사기의 SAW 전파 방향의 길이에 관해서 설명한다.
반사기는 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 전극지로 구성되는데, 이 전극지의 갯수에 따라서 탄성 표면파의 반사율이 변화된다.
도 6에, 본 발명의 반사기의 전극지의 갯수에 대한 중심 주파수에서의 반사율 변화 그래프를 나타낸다. 여기서 압전 기판은 ST-컷 수정(quartz)을 이용하는 것으로 한다.
이 그래프로부터, 전극지 1개당 반사율을 0.01로 했을 때, 반사기의 전극지의 갯수가 300개 있으면, 반사율이 1이 되어, 탄성 표면파는 반사기에서 전반사하 게 된다.
입력 IDT 및 출력 IDT의 전극지의 주기를 λ라고 하면, 반사기의 전극지의 주기는 일반적으로 λ/2로 주어진다. 따라서, 반사기의 전극지가 300개인 경우, 반사기의 SAW 전파 방향의 길이는 약 150λ에 상당한다.
또한, 도 6으로부터, 전극지 1개당 반사율이 더욱 큰 기판을 이용하면, 전극지가 적은 갯수라도 반사율을 1에 가깝게 할 수 있다. 예컨대, 전극지 1개당 반사율이 0.03인 경우는 갯수가 약 100개로 반사율이 1이 된다.
이상에 의해, 반사기의 SAW 전파 방향의 사이즈는 크더라도 150λ 정도로 대략 계산할 수 있다.
이어서, 결합기의 SAW 전파 방향의 길이에 관해서 설명한다.
도 3에 나타낸 것과 같은 격자 도파로를 갖는 도파로 방향성 결합기를 이용한 경우에, 이 결합기의 SAW 전파 방향의 디바이스 길이(결합 길이(10))와 탄성 표면파 필터의 삽입 손실과의 관계의 그래프를 도 7에 나타낸다.
도 3에서, 입력 IDT 및 출력 IDT의 전극지의 전극 주기(λ)=15 ㎛, 전극쌍수=95쌍, 전극 막 두께=0.32 ㎛, 결합기의 격자 도파로의 전극 주기=5.7 ㎛, 반사기의 전극지의 갯수=180개, 압전 기판의 재료를 ST-컷 수정으로 한다.
또한, 도파로 방향성 결합기의 도파로부의 폭(11)을 9.5λ, 도파로 사이의 간격부의 폭(12)을 0.2λ로 한다.
도 7에서, 디바이스 길이(결합 길이(10))가 약 3.2 mm(=약 220λ)일 때, 삽입 손실은 최소가 되어, 결합기로서 탄성 표면파를 통과시키는 데 최적 조건에 있 음을 알 수 있다. 따라서, 도파로 방향성 결합기의 결합 길이(10)는 220λ 정도로 하는 것이 바람직하다. 단, 이 결합 길이(10)가 220λ 이하인 경우라도, 도 7과 같이 삽입 손실은 늘어나지만, 탄성 표면파 필터의 각형성은 거의 변하지 않고 양호한 각형성을 얻을 수 있다.
이상으로부터, 도 3에서, 반사기의 SAW 전파 방향의 길이를 150λ 정도, 도파로 방향성 결합기의 결합 길이를 220λ정도로 할 수 있어, 결합기와 반사기의 SAW 전파 방향의 길이를 합계한 길이는 최대라도 370λ이면 충분하다.
또한, 결합기로서 멀티-스트립 결합기를 이용하더라도, 도 3의 도파로 방향성 결합기를 이용한 경우와 같은 각형성을 갖는 탄성 표면파 필터를 얻을 수 있다.
도 8의 본 발명에서, 결합기로서 멀티-스트립 결합기(3)를 이용한 탄성 표면파 필터의 실시예의 구성도를 나타낸다.
멀티-스트립 결합기(3)는 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 일정 간격의 복수의 전극지를 배치한 것이다.
이러한 멀티-스트립 결합기를 이용한 탄성 표면파 필터에서, 입력 IDT(1)에서 여진된 SAW를 완전히 출력 IDT(2)에 도달시키기 위한 멀티-스트립 결합기(3)의 SAW 전파 방향의 길이(디바이스 길이)(L)는 다음의 식으로 주어진다.
L=λ/RK2
여기서, λ:IDT의 전극 주기, R : Filing Factor, K2 : 전기 기계 결합 계수이다.
R=0.6으로 하면, 디바이스 길이(L)는 압전 기판이 ST-컷 수정(K2=0.17%)일 때 490λ, X-112Y : LiTaO3(K2=0.7%)일 때 119λ, Y-Z : LiNbO3(K2 =4.5%)일 때 37λ로 된다. 따라서, 멀티-스트립 결합기를 이용했을 때, ST-컷 수정에서는 소형화의 효과는 작지만, X-112Y : LiTaO3이나 Y-Z : LiNbO3에서는 매우 소형의 결합기를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 8에서, 반사기(4, 5)의 SAW 전파 방향의 길이를 최대 150λ으로 하면, 멀티-스트립 결합기(3)의 디바이스 길이와 반사기의 SAW 전파 방향의 길이를 합계한 길이는 X-112Y : LiTaO3 기판의 경우는 269λ, Y-Z : LiNbO 기판의 경우는 187λ이 되어, 도파로 방향성 결합기를 이용한 경우의 길이(370λ)보다도 짧게 할 수 있다.
그런데, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이는 IDT 1개분의 길이와, 상기 설명한 결합기(3)와 반사기(4, 5)의 SAW 전파 방향의 길이를 합계한 것과 거의 같다.
도 9에, 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이의 비교도를 나타낸다.
도 9(a)는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 구성도이며, 도 9(b)는 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터의 구성도이다.
도 9(a)에서, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이(16)는 IDT의 길이(14), 결합기(3)의 길이(10) 및 반사기(4, 5)의 길이(13)의 합계로 나타내어진다.
여기서는, 각 길이의 간격은 매우 작기 때문에 무시하기로 하고, 결합기(3)의 길이(10)와 반사기의 길이(13)의 합계는 도 9(a) 중의 번호 15와 거의 같다. 상기 도 3의 실시예에서는 ST-컷 수정 기판의 경우, 길이 15는 370λ 이하로 할 수 있음을 나타냈다.
도 9(b)에서, 종래의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이(18)는 거의 입력 IDT(1)의 길이(14)와 출력 IDT(2)의 길이(17)의 합계로 나타내어진다.
도 9(a)와 도 9(b)를 비교하면, 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)의 SAW 전파 방향의 길이(14, 17)를 모두 370λ 이상으로 하는 경우, 본 발명의 필터의 SAW 전파 방향의 길이(16)(=14+15)는 종래 필터의 SAW 전파 방향의 길이(18)(=14+17)보다도 짧게 할 수 있다. 도 9(a), 도 9(b)에서, 본 발명의 길이(15)(≤370λ)는 종래의 길이(17)(≥370λ)보다도 짧기 때문이다.
즉, 본 발명의 탄성 표면파 필터는 종래의 탄성 표면파 필터에 비해서, SAW 전파 방향의 길이를 작게 할 수 있다.
한편, 필터의 주파수 특성에 관해서는, 각 IDT의 길이가 동일한 경우에는, 상기와 같이, 반사기의 반사 특성이 가해지는 만큼, 본 발명의 탄성 표면파 필터 쪽이 확실하게 각형성이 좋아진다.
이상으로부터, ST-컷 수정 기판을 이용하고, 또한 입력 IDT의 길이(14) 및 출력 IDT의 길이(17)를 370λ 이상으로 하는 경우에는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 구성(도 9(a)) 쪽이 종래의 것(도 9(b))보다도 소형이고 또한 각형성이 우수한 것으로 할 수 있다.
또한, 종래의 탄성 표면파 필터에서, 입력 IDT와 출력 IDT의 어느 한쪽의 길이가 370λ보다도 짧은 경우에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이를 종래의 것보다도 짧게 하기 위해서는 본 발명의 입력 IDT 및 출력 IDT의 길이(14)를 370λ보다도 짧게 할 필요가 있다.
본 발명의 IDT의 길이(14)를 짧게 하면, IDT로서의 주파수 특성은 완만하게 되지만, 반사기의 반사 특성이 유효하게 기능하기 때문에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성으로서는 우수한 각형성을 갖는 것을 얻을 수 있다.
또한, X-112Y : LiTaO3 기판이나 Y-Z : LiNbO3 기판의 경우도 마찬가지로, 종래의 필터보다도 소형이고 또한 각형성이 우수한 탄성 표면파 필터를 실현할 수 있다.
특히, X-112Y : LiTaO3 기판에서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)의 길이(14, 17)를 269λ 이상으로 하는 경우, Y-Z : LiNbO3 기판에서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)의 길이(14, 17)를 187λ 이상으로 하는 경우에는 IDT의 길이가 같은 종래의 필터에 비해서 확실하게 소형이고 또한 각형성이 우수한 탄성 표면파 필터가 실현된다.
구체예로서, 본 발명의 탄성 표면파 필터를 N-CDMA 기지국용 IF 필터에 적용한 경우의 필터 사이즈에 관해서 이하에 설명한다.
N-CDMA 기지국용 IF 필터에서 통과 대역의 중심 주파수는 70 MHz이기 때문에 IDT의 전극지의 주기(λ)는 45 ㎛이다.
여기서, 비교를 위해 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터로서는 도 31에 나타낸 바와 같이 입력 IDT로서 무족화 가중 전극을 이용하고, 출력 IDT로서 정규 전극으로부터 일부의 전극지를 제거한 제외시킨 가중 전극을 이용하는 것으로 한다.
입력 IDT의 전극쌍수를 1000쌍, 출력 IDT의 전극쌍수를 355쌍이라고 하면, 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이는 60.975 mm(=1355쌍×45 ㎛)로 된다.
한편, 본 발명의 탄성 표면파 필터에서 상기 종래의 탄성 표면파 필터와 같은 각형성을 실현하기 위해서는 다음과 같은 구성으로 하면 좋다.
입력 IDT를 무족화 가중 전극으로 하고, 출력 IDT를 추출 가중 전극으로 하는 경우, 입력 IDT 및 출력 IDT 모두는 전극쌍수 400쌍으로 한다. 즉, IDT의 길이(14)를 400λ로 한다.
또한, ST-컷 수정 기판을 이용하는 경우, 결합기와 반사기의 SAW 전파 방향의 길이의 합계(15)는 370λ 이하로 하면, 같은 식의 각형성이 실현된다.
따라서, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이(16)는 최대라도 34.65 mm(=770λ=770×45)로 할 수 있다.
이상으로부터, 종래의 트랜스버설형 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이가 60.975 mm인 데에 대해, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 SAW 전파 방향의 길이를 34.65 mm로 할 수 있다. 이 경우, 약 56.8%의 길이로 소형화가 가능해진다.
도 10에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프를 나타낸다. 또한, 도 11에, 상기 구성을 갖는 종래의 탄성 표면파 필터의 주 파수 특성의 그래프를 나타낸다.
이들 그래프로부터, 어느 쪽의 필터도, 감쇠량 1.5 dB에서의 대역폭은 1.26 MHz, 감쇠량 35 dB에서의 대역폭은 1.5 MHz임을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 구성에 따르면, 필터의 SAW 전파 방향의 사이즈를 작게 하더라도 같은 각형성을 실현할 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는 각형성을 개선하기 위해서 무족화나 추출 가중 IDT를 이용했지만, 이것에 특별히 한정되는 것은 아니며, 각형성을 개선할 수 있는 가중이라면 된다.
예컨대, 적어도 하나 혹은 모든 IDT에 가중을 하더라도 좋고, 복수의 IDT 중에는 가중하지 않는 IDT가 포함되어 있더라도 좋다.
또한, 복수의 IDT 중, 적어도 하나를 일방향성 IDT로 하여도 좋다. 이 경우에는 탄성 표면파 필터의 삽입 손실을 저감할 수 있다.
도 12에 일방향성 IDT를 이용한 경우의 효과에 관한 설명도를 나타낸다.
도 12(a)는 양방향성 IDT의 SAW의 출사 방향을 나타내고 있다.
양방향성 IDT(1)에서 여진된 SAW는 도면과 같이 좌우 양방향으로 진행한다. 우측 방향으로 진행하는 SAW는 결합기(3)에 입사되어, 필터로써 기능하는 것이지만, 좌측 방향으로 진행하는 SAW는 압전 기판 밖으로 전파하여, 손실로 된다. 즉, 양방향성 IDT(1)에 의해 여진된 SAW의 에너지 중 반만이 필터로써 기능하지 않고, 삽입 손실이 크다.
도 12(b)는 일방향성 IDT(1)의 SAW의 출사 방향을 나타내고 있다.
일방향성 IDT(1)에서는, 여진된 SAW는 대부분 한방향, 도 12(b)에서는 우측 방향으로 진행한다. 따라서 여진된 SAW의 에너지의 대부분이 결합기로 입사되기 때문에, 삽입 손실을 저감시킬 수 있다.
도 13에 일방향성 IDT(1, 2)를 이용한 탄성 표면파 필터의 한 실시예를 나타낸다.
여기서는 일방향성 IDT(1, 2)로서 부유 전극을 갖는 것을 나타낸다.
다만, 일방향성 IDT(1, 2) 자체는 이 구성에 한정되는 것은 아니며, 이 밖에에 여러 가지의 것이 제안되어 있기 때문에, 그들을 이용하더라도 좋다.
도 13에 나타낸 도파로 방향성 결합기(3)의 도파로부(11)는 금속막의 격자 표면 구조의 것을 나타냈지만, 이 밖에, 균일한 표면 구조의 금속막을 이용하더라도 좋다.
도 14에 본 발명의 결합기(3)의 도파로부(11)의 구조도를 나타낸다.
결합기(3)로서 SAW를 전파하는 도파로를 형성하기 위해서는 도파로부(11)를 전파하는 SAW의 전파 속도를 압전 기판 상의 금속막이 없는 자유 표면 상의 전파 속도보다도 느리게 할 필요가 있다.
도파로부(11)의 구조를 금속막의 격자 표면 구조(3b)(도 14(b))로 하는 것 외에, 균일한 표면 구조의 금속막(3a)(도 14(a))으로 하더라도, 도파로부를 전파하는 SAW의 전파 속도를 자유 표면 상의 전파 속도보다도 느리게 할 수 있다.
이와 같이 결합기(3)를 금속막을 이용하여 형성하는 경우에는 IDT의 부분의 금속막과 동일 재료로 동시에 성막할 수 있기 때문에, 결합기용의 독자의 제조 공 정을 설치할 필요는 없다.
또, 금속막으로서는, Al, Al-Au 합금, Au, Ag 등을 이용할 수 있다. 또한, 도파로부(11)는 이러한 금속막을 이용하여 형성하는 것 외에, 절연막을 성막하여 형성하더라도 좋다. 절연막으로서는 예컨대 SiO2를 이용할 수 있다.
또한, 도 3과 같이, 결합기의 도파로부(11)를 금속막의 격자 표면 구조로 형성한 경우에는, 간격부(12)는 도 3에 도시한 것과 같은 균일한 표면 구조의 금속막으로 형성하는 것 외에, 격자 표면 구조의 금속막에 의해서 형성하더라도 좋다.
도 15, 도 16에 본 발명의 도파로 방향성 결합기(3)의 간격부(12)의 구조의 실시예를 나타낸다.
도 15(a)는 간격부(12)를 균일한 표면 구조의 금속막으로 한 것, 도 15(b)는 간격부(12)의 일부를 격자 표면 구조의 금속막으로 하고 그 이외를 균일한 표면 구조의 금속막으로 한 것, 도 15(c)는 간격부(12)의 일부를 격자 표면 구조의 금속막으로 하고, 그 밖을 자유 표면으로 한 것을 나타내고 있다.
도 16은 간격부(12) 전체가 격자 표면 구조로 되어 있음을 나타내고 있다.
여기서, 간격부(12)는 2개의 도파로부(11)를 결합하는 부분이기 때문에, 간격부(12)를 전파하는 SAW 전파 속도는 도파로부(11)보다도 빠르지 않으면 안된다.
따라서, 간격부(12)를 전파하는 SAW 전파 속도가 도파로부(11)를 전파하는 SAW 전파 속도보다도 빠르게 되도록, 간격부(12)의 격자 표면 구조의 격자와 도파로부(11)의 격자 표면 구조의 격자를 조정할 필요가 있다.
이 조정 방법의 일례로서는 도 16에 나타낸 바와 같이, 간격부(12)의 격자의 메탈라이제이션 레시오(metallization ratio)를 도파로부(11)의 격자의 메탈라이제이션 레시오보다도 작게 하면 좋다.
이와 같이, 간격부(12)에 균일한 표면 구조의 금속막 혹은 격자 표면 구조를 도입함으로써, 간격부(12)의 SAW 전파 속도를 자유 표면의 경우보다도 느리게 할 수 있다. 이 때문에, 간격부(12)에 의해서, 상하 2개의 도파로부의 결합이 강해져, 결합기의 SAW 전파 방향의 길이를 짧게 하더라도, 탄성 표면파가 진행하는 전파 경로를 이행시킬 수 있다.
따라서, 도 15, 도 16에 나타낸 간격부의 구조는 탄성 표면파 필터 전체의 SAW 전파 방향의 길이의 소형화에 기여할 수 있다.
도 17, 도 18에, 본 발명의 도파로 방향성 결합기(3)의 외측으로서 간격부와 접하지 않는 외측 부분(13)에 균일한 표면 구조의 금속막 혹은 격자 표면 구조의 금속막을 형성한 구성을 나타낸다.
이러한 구성을 채용하면, 도파로부의 외측 부분의 SAW 전파 속도가 자유 표면을 전파하는 속도보다도 늦어져, 도파로부의 에너지 봉쇄가 약해진다. 이 결과, 고차의 도파 모드가 전파되기 어려워, 기본 모드에 SAW 에너지가 집중되어 도파로 방향성 결합기 내의 손실을 보다 억제할 수 있다.
또한, 반사기의 전극지를 가중하면, 반사기의 반사 특성 중 사이드 로브를 억압할 수 있기 때문에, 탄성 표면파 필터의 각형성의 향상에 기여할 수 있다.
도 19에 본 발명의 탄성 표면파 필터에 이용하는 추출 가중한 반사기의 일실시예의 구성도를 나타낸다.
도 20에, 도 19에 나타낸 추출 가중한 반사기의 반사 특성을 나타낸다.
도 20의 실선이 추출 가중한 반사기의 그래프이며, 도 20의 파선이 추출되지 않은 반사기의 그래프이다.
도 19에서 추출되지 않는 경우의 반사기의 전극지의 수는 114개이지만, 도 19의 추출 가중한 반사기는 114개의 전극지 중에서 22개의 전극지를 추출한 것이다. 추출한 전극지의 위치는 반사기 좌측의 전극지로부터 세어, 1, 8에서 14, 18에서 20, 95에서 97, 101에서 107번째이다.
도 20에서, 양 그래프를 비교하면, 추출 가중한 반사기 쪽이 특히 제1 사이드 로브 근방에서 주파수 특성이 억압되고 있음을 알 수 있다.
도 21에, 본 발명에서, 하나의 전파로에 복수의 반사기(4, 5)를 구비한 탄성 표면파 필터의 구성도를 나타낸다.
이러한 구성이라도 도 20과 같이, 사이드 로브의 반사 특성을 억압할 수 있고, 탄성 표면파 필터 특성의 각형성을 개선할 수 있다.
도 22에, 반사기의 반사 특성의 비교도를 나타낸다.
도 22의 실선은 도 21에 나타낸 것과 같은 3개의 반사기로 나눠 구성했을 때의 반사 특성이며, 각각 전극지는 11개, 149개, 11개이다. 도 22의 파선은 171개의 전극지를 갖는 하나의 반사기의 반사 특성이다.
도 22에서, 반사기를 복수로 나누어 구성한 쪽이 제1 사이드 로브의 반사율을 억압하고 있음을 알 수 있다.
도 23에, 도 21에 나타낸 복수 구성의 반사기(4, 5)를 이용하여 탄성 표면파 필터를 구성한 경우(실선)와, 반사기 하나로 구성한 경우(파선)의 주파수 특성의 그래프를 나타낸다.
도 22와 같이 반사기의 제1 사이드 로브가 억압되고 있기 때문에, 도 23에 있어서도 탄성 표면파 필터의 통과 대역의 근방이 급격하게 변화되어, 각형성이 개선되고 있음을 알 수 있다.
이어서, 반사기 전극 주기의 2배와, IDT의 전극 주기를 일치시킨 경우와, 다르게 한 경우의 실시예를 설명한다.
도 24에, 본 발명의 한 실시예의 탄성 표면파 필터의 구성도를 나타낸다.
여기서는 결합기(3)에 도파로 방향성 결합기를 이용하여, 하나의 전파로 중의 반사기가 3개의 반사기(4, 5)로 구성되는 탄성 표면파 필터를 나타내고 있다.
SAW의 전파로는 도 1과 같이 2개로 하고, 입력 IDT(1) 및 출력 IDT(2)는 각각 하나이며, 모두 정규 전극으로 하여, 전극쌍수를 95쌍, 전극 주기(λ)를 15 ㎛, 전극 막 두께를 0.32 ㎛으로 한다.
도파로 방향성 결합기(3)의 도파로부(11)는 금속막(알루미늄)의 격자 표면 구조로 하고, 격자의 주기를 11.4 ㎛, 격자의 메탈라이제이션 레시오를 50%, 도파로 길이를 3.1 mm으로 한다.
도파로 사이의 간격부(12)도 금속막(알루미늄)의 격자 표면 구조로 하고, 격자의 주기를 11.4 ㎛, 격자의 메탈라이제이션 레시오를 30%, 간격의 폭(간격부의 지면의 상하 방향의 길이)을 0.3λ로 한다. 3개의 반사기의 전극지의 수는 각각 17개, 151개, 17개로 하고, 각 반사기끼리의 간격을 7λ, 각 반사기의 전극 주기를 7.5 ㎛로 한다.
여기서는 반사기의 전극 주기의 2배를 IDT의 전극 주기(λ)와 일치시키고 있다. 이 실시예의 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프를 도 25에 나타낸다. 일반적으로, 반사기의 전극 주기의 2배와, IDT의 전극 주기를 일치시킨 경우는 IDT의 아래를 전파하는 SAW의 속도와 반사기의 아래를 전파하는 SAW의 속도가 약간 다르다. 따라서, IDT의 주파수 특성의 중심 주파수와 반사기의 주파수 특성의 중심 주파수가 틀어져, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성은 좌우 대칭이 아닌 특성으로 된다(도 25 참조).
도 26에, 본 발명에서, 반사기의 전극 주기의 2배와, IDT의 전극 주기를 다르게 한 탄성 표면파 필터의 주파수 특성을 나타낸다.
여기서, IDT의 전극 주기를 15 ㎛, 반사기의 전극 주기를 7.45 ㎛로 한다. 다른 구성은 도 24에 나타낸 것과 같은 식으로 한다.
이와 같이 하면, IDT의 주파수 특성의 중심 주파수와 반사기의 주파수 특성의 중심 주파수를 거의 일치(208.23 MHz)시킬 수 있어, 좌우 대칭에 가까운 주파수 특성을 얻을 수 있다. 좌우 대칭에 가까운 주파수 특성을 얻을 수 있다는 것은 각형성이 우수한 주파수 특성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
도 26에 나타낸 탄성 표면파 필터에서는 필터 전체의 SAW 전파 방향의 길이는 6 mm 정도가 되어, 종래의 트랜스버설형 필터에 비해서 꽤 작게 할 수 있다.
도 27에, 본 발명에서 반사기의 전극 주기의 2배와 IDT의 전극 주기를 다르게 한 탄성 표면파 필터의 주파수 특성과, 종래의 트랜스버설형 필터에서 IDT 쌍수 를 똑같이 95쌍으로 했을 때의 주파수 특성과의 비교도를 나타낸다.
이 비교도에 의하면, 종래의 트랜스버설형 필터의 특성은 매우 완만한 것으로 각형성은 약하다. 즉, 본 발명의 필터로서 반사기의 전극 주기의 2배와 IDT의 전극 주기를 다르게 한 구성을 채용함으로써, 각형성이 우수한 탄성 표면파 필터를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이어서, 도 28에, 입력 IDT(1) 및 출력 IDT(2)에 가중을 한 경우의 본 발명의 탄성 표면파 필터의 실시예를 나타낸다.
도 28에서, 입력 IDT(1)는 무족화 가중을 하고, 출력 IDT(2)는 추출 가중을 한 것이다.
여기서, ST-컷 수정 기판(6)을 이용하고, 양 IDT의 전극 주기(λ)를 45 ㎛, 전극 막 두께를 2.2 ㎛로 하고, 입력 IDT(1)의 전극쌍수를 400쌍, 출력 IDT(2)의 전극쌍수를 399쌍으로 한다.
결합기(3)는 금속막의 격자 표면 구조의 도파로를 갖는 도파로 방향성 결합기를 이용하고, 격자의 주기를 34.6 ㎛, 결합 길이(10)를 약 7 mm로 한다.
반사기(4, 5)는 전극지를 추출한 추출 반사기로 하여, 상하 방향으로 나란히 늘어놓은 2개의 반사기(4, 5)의 각각의 전극지의 수를 171개, 전극지의 주기를 22.5 ㎛로 한다.
이와 같이 구성한 탄성 표면파 필터 전체의 SAW 전파 방향의 길이는 약 30 mm가 된다.
도 29에, 본 발명의 도 28에 나타낸 가중한 IDT(1, 2)를 갖는 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 그래프를 나타낸다.
이 그래프로부터, 도 28과 같이 IDT를 가중하면, 각형성이 우수한 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
또한 비교를 위해, 도 28과 같은 무족화 가중 입력 IDT(1)와, 추출 가중 출력 IDT(2)를 이용하여, 단순한 트랜스버설형 탄성 표면파 필터를 구성한 경우의 주파수 특성을 도 30에 나타낸다.
이 트랜스버설형 탄성 표면파 필터에서는 SAW 전파 방향의 길이는 36 mm(=45 ㎛×799쌍)으로 되어, 도 28에 나타낸 본 발명의 탄성 표면파 필터(약 30 mm)보다도 크다.
또한 도 29와 도 30을 비교하면, 도 29에 나타내는 본 발명의 필터 특성 쪽이 각형성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
즉, 입력 IDT 및 출력 IDT에 대해서 같은 가중을 한 IDT를 이용한 경우에, 본 발명에 따르면, 종래의 것에 비해서 소형이고 또한 각형성이 우수한 주파수 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명에서, 입력 IDT와 출력 IDT와의 사이의 격리를 개선하여, 통과 대역외 억압도를 높게 할 수 있는 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다.
도 3 등에 나타낸 탄성 표면파 필터에서는 입출력 IDT끼리 비교적 접근하고 있기 때문에, 압전 기판을 통한 입출력 IDT 사이의 정전 결합이 크다.
입출력 IDT 사이의 격리를 개선하기 위해서는 이 정전 결합을 억제할 필요가 있다.
입출력 IDT 사이의 정전 결합을 억제하기 위해서는 예컨대, 입력 IDT와 출력 IDT를 가능한 한 물리적으로 떨어진 위치에 배치하거나, 입력 IDT와 출력 IDT를 SAW 전파 방향으로 평행한 방향으로 비키어 놓는 것을 생각할 수 있다.
도 33의 본 발명에서, 입력 IDT와 출력 IDT의 위치 관계를 SAW 전파 방향으로 비키어 놓은 일실시예의 탄성 표면파 필터의 구성도를 나타낸다.
도 33에서, 입력 IDT(1) 쪽이 출력 IDT(2)보다도 전극지 씽수가 많고, 입력 IDT와 결합기 사이의 거리는 출력 IDT와 결합기 사이의 거리보다도 길다.
도 3에 나타낸 구성에서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)는 SAW 전파 방향에 수직인 방향으로 폭이 거의 맞추어지도록 배치되어 있지만, 도 33에 나타낸 구성에서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)가 SAW 전파 방향으로 틀어져 있고, 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)를 SAW 전파 방향에 수직인 방향으로 겹쳐 있게한 부분의 SAW 전파 방향의 길이(도 33의 부호 100)는 SAW 전파 방향의 길이가 상대적으로 짧은 출력 IDT(2)의 길이(도 33의 부호 101)보다도 짧다.
이와 같이, 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)의 겹침 부분(도 33의 부호 100)을 적게 하면, 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2) 사이의 정전 결합을 약하게 할 수 있다.
즉, 정전 결합을 약하게 할 수 있으면, 입출력 IDT 사이의 전기적인 직달파(Direct Feed-through)를 감소할 수 있고, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
예컨대, 도 33에서, 부호 100의 길이=633 ㎛, 부호 101의 길이=800 ㎛, 부호 102의 길이=1431 ㎛, 부호 103의 길이=267 ㎛, 부호 104의 길이=100 ㎛로 하면 된다.
또한, 입출력 IDT 사이의 정전 결합을 억제하기 위해서, 도 34에 나타낸 바와 같이, 입력 IDT 또는 출력 IDT 중 적어도 한쪽을 SAW 전파 방향에 대하여 수직인 방향으로 이동하여, 입출력 IDT의 SAW 전파 방향에 수직인 방향의 물리적인 거리(부호 105)를 반사기 사이의 거리(부호 106)보다도 길게 하더라도 좋다.
이 경우에도, 입출력 IDT 사이의 직달파를 감소할 수 있기 때문에, 입출력 간의 격리를 개선할 수 있다.
도 34에서는 출력 IDT(2)와 반사기(5)는 하나의 탄성 표면파 전파로(8) 상에 실려 있지만, 입력 IDT(1)가 반사기(4)와 결합기(3)의 사이에서 형성되는 탄성 표면파 전파로(7) 상에서 상방향으로 틀어진 구성을 나타내고 있다.
즉, 입력 IDT(1)의 전극지 교차부의 구조 중심(P)이 반사기(4)의 구조 중심(Q)보다도 SAW 전파 방향에 수직인 방향에서 입력 IDT와 출력 IDT 사이의 거리(부호 105)가 길게 되는 방향으로 틀어져 있다.
여기서 구조 중심이란, IDT를 구성하는 전극지가 SAW 전파 방향에서 보아 서로 중합되는 전극지 교차부의 무게 중심을 말하는 것으로 한다. 전극지 교차부는 일반적으로는 직사각형이지만, 이 경우는 이 직사각형의 대각선의 교점이 구조 중심이 된다. 반사기의 구조 중심도 마찬가지로, 전극지 교차부의 무게 중심이다.
이하, 도 34에 나타낸 입력 IDT(1)와 같이, 구조 중심(P)이 반사기의 구조 중심(Q)과 틀어져 있는 IDT의 것을 오프셋 IDT(오프셋 IDT)라 부른다.
여기서, 입출력 IDT의 거리를 길게 함으로써, 입출력간의 격리가 개선되는 것을 나타내는 실험 결과에 관해서 설명한다.
도 35와 같이 입력 IDT(1) 및 출력 IDT(2)을 배치하여, 입출력 IDT 사이의 거리를 바꾸어 입출력 사이의 직달파 레벨을 측정한 결과를 도 36에 나타낸다. 압전 기판에는 360°Y-X : 수정을 이용하여, 양 IDT의 전극 주기 15 ㎛, 전극막은 막 두께 0.21 ㎛의 알루미늄 Al, IDT의 전극지의 쌍수는 각각 95쌍으로 했다. 도 36에 따르면, 입출력 IDT 사이의 거리(도 35의 부호 107)를 길게 한 경우 쪽이 직달파 레벨은 작아지고 있다. 즉, 입출력 IDT 사이의 거리(107)를 길게 할수록 직달파 레벨은 작아져, 입출력간의 격리가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
예컨대, 도 3에서는 입출력 IDT 사이의 거리(도 35의 부호 107)는 10.5 ㎛ 정도였지만, 이 거리(부호 107)를 길게 해 나가, 300 ㎛까지는 입출력 사이의 직달파가 감소하여, 입출력간의 격리를 개선하는 것을 알 수 있다.
그런데, 도 34에 나타낸 구성을 생각하면, 입력 IDT(1)를 도면과 같이 비키어 놓았기 때문에, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW의 일부가 결합기(3)에 입사하지않기 때문에, 삽입 손실이 커질 가능성이 있다.
그래서, 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW를 모두 결합부(3)로 유도하여, 손실 증가를 방지하기 위해서, 도 37에 나타낸 바와 같이 탄성 표면파 도파로(SAW 도파로(110))를 형성하는 것이 바람직하다.
도 37에 나타낸 바와 같이, SAW 도파로(110)는 입력 IDT(1)와 결합기(3)의 사이로서 입력 IDT(1)의 우단 근방과 결합기(3)의 좌단 근방까지의 압전 기판 상의 공간내에 형성하면 된다.
SAW 도파로(110)의 형상은 입력 IDT(1)로부터 출사된 SAW가 모두 결합기로 가능한 한 입사하는 형상이 바람직한데, 예컨대 도 37에 나타낸 바와 같이, 평행 사변형 형상으로 할 수 있다. 이 평행사변형 형상의 한변의 길이(110')는 예컨대 입력 IDT(1)의 세로 방향의 길이와 동등하게 한다.
또한, SAW 도파로(110)는 이 평행사변형 형상에 한정할 필요는 없고 임의의 형상이라도 좋고, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 그 형상의 일부에 굴절점을 갖는 형상이라도 좋다. 또한, 도파로를 형성하는 상하 외주의 변은 반드시 직선이 아니더라도 좋으며, 곡선적이라도 좋다.
SAW 도파로(110)는 입력 IDT 등과 마찬가지로, 압전 기판 상에 금속막이나 절연막을 소정의 형상으로 형성함으로써 작성할 수 있다.
단, SAW 도파로(110)로서는 SAW의 속도를 주변 부분보다도 느리게 하면 되기 때문에, 균일한 표면 구조를 갖는 금속막 외에 균일한 표면 구조를 갖는 절연막, 격자 표면 구조의 금속막, 혹은 격자 표면 구조의 절연막을 이용하더라도 좋다(도 38, 도 39 참조).
금속막은 Al, Au, Ag, Al-Au 합금 등을 이용할 수 있다.
절연막은 SiO2을 이용할 수 있다. 물론, 금속막, 절연막의 종류는 이것에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 37 등에서 입력 IDT에 관해서 위치를 비키어 놓고 입력 IDT와 결합 기의 사이에 SAW 도파로를 형성하는 실시예를 도시했지만, 출력 IDT의 위치를 비키어 놓고, 출력 IDT와 결합기의 사이에 SAW 도파로를 형성하더라도 좋다. 즉, 상기오프셋 IDT와 결합기의 사이에 SAW 도파로를 형성하면 된다.
도 40에서, 그 형상의 일부에 굴절점을 갖는 SAW 도파로(110)를 구비한 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 구성도를 나타낸다.
도 40에서, 입력 IDT(1)의 우단에 가까운 SAW 도파로(110)의 부분은 SAW 전파 방향(지면의 좌우 방향)에 대하여 평행한 방향으로 형성된다. 그리고 SAW 도파기(110)의 굴절점에서부터 결합기(3)로 연장되는 부분은 결합기(3)를 향하여 평행 사변형의 도파로로서 형성된다.
SAW 도파로가 이와 같이 굴절점을 갖춰, 도 40의 한 실시예와 같은 소위 'へ자 형상'으로 한 경우에는 굴절점이 없는 경우와 비교하여 SAW 필터의 삽입 손실을 저감시킬 수 있다.
도 41에서, 굴절점을 갖는 SAW 도파로를 이용한 탄성 표면파 필터의 한 실시예의 상세 구성도를 나타낸다.
여기서, SAW 도파로(110)는 입력 IDT(1)와 결합기(111)와의 사이와 출력 IDT(2)와 결합기(111)의 사이에 형성하고 있다.
도 41에서는 결합기(111)와 SAW 도파로(110)는 접합하고 있지만, 양자간에 약간 간격을 설치하더라도 좋다. 도 41과 같이, 접합하고 있는 경우는 도 41의 부호 115로 나타내어지는 SAW 전파 방향과 평행한 부분을 결합기(111)라고 생각하고, 부호 113과 114 사이에 굴절점을 갖춰, 부호 113 및 114로 나타내어지는 부분이 SAW 도파로(110)라고 생각하면 된다.
도 41에서, 예컨대, 입출력 IDT 사이의 거리(부호 107)를 93 ㎛, 부호 113의 부분의 길이를 200 ㎛, 부호 114 부분의 길이를 500 ㎛, 부호 115의 부분의 길이를 3.1 mm, 반사기(112)의 결합 부분의 폭(부호 116)을 3 ㎛으로 한다.
압전 기판에는 36°Y-X : 수정을 이용하여, 입출력 IDT의 쌍수는 각각 100쌍, 전극 주기는 15 ㎛, Al 전극의 막 두께는 0.21 ㎛, IDT의 전극지 교차폭은 135 ㎛, SAW 도파로(110)는 Al막의 격자로 제작하고, 격자 주기는 11.4 ㎛, 도파로의 폭은 142.5 ㎛이다. 또, 결합기(111)에는 도파로 방향성 결합기를 이용하고 있다. 도파로 방향성 결합기(111)의 도파로도 Al막의 격자로 형성하고, 격자 주기 11.4 ㎛, 도파로의 폭 142.5 ㎛이며, 결합 길이는 3.1 mm로 했다.
도 41과 비교를 위해, 도 42에서 입출력 IDT(1, 2)와 결합기(111)와의 사이에 굴절점이 없는 SAW 도파로(110)를 형성한 탄성 표면파 필터를 나타낸다.
도 42에서, 전극 주기, 도파로의 폭 등의 설계 조건은 도 41과 완전히 같다. 이 때의 각 필터의 삽입 손실은 도 41의 굴절점을 갖는 탄성 표면파 필터에서는 39.51 dB, 도 42의 굴절점을 갖지 않는 탄성 표면파 필터에서는 39.78 dB로 된다. 따라서, SAW 도파로 중에 굴절점을 설치함으로써 삽입 손실을 저감시킬 수 있다.
도 41의 탄성 표면파 필터의 구성에 더하여, 도 33에서 나타낸 바와 같이, 입출력 IDT를 SAW 전파 방향에 수직인 방향의 겹치는 부분을 짧게 하도록 비키어 놓음으로써, 더욱 입출력 IDT 사이의 거리가 커지고, 정전 결합을 억제할 수 있어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
이어서, 입출력간의 격리의 개선, 손실의 저감을 목적으로 한 탄성 표면파 필터의 구체예를 나타낸다.
우선, 상기 도 41에 나타낸 본 발명의 탄성 표면파 필터의 특성에 관해서 설명한다. 도 43에서, 도 41의 탄성 표면파 필터의 삽입 손실-주파수 특성의 그래프를 나타낸다. 이 도면에서, 통과 대역외의 억압도 즉 삽입 손실은 70 dB 정도로 되고 있다.
이와 비교하기 위해서, 도 44에 나타낸 바와 같이 입출력 IDT의 구조 중심과 반사기의 구조 중심이 SAW 전파 방향에 수직인 방향으로 틀어져 있지 않은 탄성 표면파 필터를 만들었다. 여기서, 입출력 IDT 사이의 SAW 전파 방향에 대하여 수직인 방향의 거리(부호 123)는 10.5 ㎛로 한다.
도 45에서, 도 44의 탄성 표면파 필터의 삽입 손실-주파수 특성의 그래프를 나타낸다.
도 42와 도 44에 나타낸 탄성 표면파 필터는 SAW 도파로의 유무가 다를 뿐으로 IDT의 전극 주기 등의 설계 조건은 동일하게 했다.
도 43과 도 45를 비교하면, 도 43에 나타낸 SAW 도파로를 지니고 또한 입출력 IDT 사이의 거리를 넓힌 필터 쪽이 통과 대역외 억압도가 약 10 dB 향상하고 있음을 알 수 있다.
즉, 도 41의 탄성 표면파 필터와 같이, 입출력 IDT 사이의 SAW 전파 방향에 대하여 수직인 방향의 거리(107)를 길게 하면, 통과 대역외 억압도(삽입 손실)를 개선할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이어서, 입출력 IDT와 결합기간의 SAW 도파로를 형성함으로써, IDT 전극지 교차부의 구조 중심과 반사기의 전극지 부분의 구조 중심이 도 41과 같이 틀어졌을 때의 손실 증가를 억제할 수 있음을 나타낸다.
도 41의 탄성 표면파 필터와 도 44의 탄성 표면파 필터의 삽입 손실의 비교를 정확하게 하기 위해서는 입출력 IDT 사이의 직달파 성분을 게이팅 처리에 의해 제거한 주파수 특성을 구하여, 이것에 대해서 비교해야 한다.
도 46에, 도 43의 특성으로부터 직달파 성분을 게이팅에 의해 제거한 주파수 특성 그래프를 나타내고, 도 47에, 도 45의 특성으로부터 직달파 성분을 게이팅(gating)에 의해 제거한 주파수 특성 그래프를 나타낸다. 통과 대역 내에 있어서의 도 46의 삽입 손실은 -39.51 dB, 도 47의 삽입 손실은 -39.29 dB이며, 그 차는 근소하게 0.21 dB이다.
이것은 도 41과 같이, 입출력 IDT와 결합기와의 사이에 SAW 도파로를 설치함으로써, 도 44의 탄성 표면파 필터와 손실을 동등하게 할 수 있어, 손실 증가를 억제할 수 있음을 나타내고 있다.
도 48에, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 한 실시예로서, 입출력 IDT의 SAW 전파 방향의 위치 관계를 비키어 놓은 구성도를 나타낸다.
도 48에서, 입력 및 출력 IDT(1, 2)의 전극 주기는 15 ㎛, 쌍수는 입출력 IDT 모두 95쌍, Al 전극의 막 두께는 0.21 ㎛이다. 결합기에는 도파로 방향성 결합기(111)를 이용하고 있고, 그 도파로부는 Al막의 격자으로 형성되고, 격자 주기는 11.4 ㎛, 결합 길이(부호 122)는 3.1 mm로 한다.
또한, 입출력 IDT와 결합기의 사이의 SAW 도파로(110)에도 Al막의 격자를 이용하고 있고, 입력 IDT(1)와 결합기(111)와의 사이의 도파로 길이와 출력 IDT(2)와 결합기(111)와의 사이의 도파로 길이는 도면에 나타낸 바와 같이 다르게 한다. 입출력 IDT 사이의 SAW 전파 방향에 수직인 방향의 거리(부호 123)는 78 ㎛로 한다.
도 48에서, 입력 IDT의 길이(부호 120)는 1431 ㎛, 출력 IDT의 길이(부호 126)는 1431 ㎛, 입출력 IDT의 교차 부분의 길이(부호 127)는 633 ㎛, SAW 도파로의 부호 121의 부분의 길이는 200 ㎛, 부호 124의 부분의 길이는 998 ㎛, 부호 125의 부분의 길이는 200 ㎛로 한다. 즉, 입력 IDT와 출력 IDT의 겹침은 633 ㎛이 되고, IDT 길이 1431 ㎛보다도 짧다.
도 48의 탄성 표면파 필터의 필터 특성을 도 49에 나타낸다.
이 도 48의 필터와, 도 41에 나타낸 구성의 탄성 표면파 필터의 특성을 비교한다. 여기서, 도 41에서, 입출력 IDT 사이의 거리(부호 107)를 153 ㎛, 입출력 IDT와 결합기(115)와의 사이의 총 도파로 길이(부호 113과 부호 114의 합계)를 1.2 mm으로 한다.
도 41에서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)는 SAW 전파 방향으로 겹친 상태이다. 또한, IDT, 도파로 방향성 결합기(111) 및 반사기(112)의 설계 조건은 도 48에 나타낸 필터와 동일하다. 이 때의 도 41의 필터의 특성을 도 50에 나타낸다. 즉, 도 50은 본 발명에서 입출력 IDT와 결합기간에 굴절점을 갖는 SAW 도파로를 설치하여, 입력 IDT와 출력 IDT의 위치를 비키어 놓고 있지 않은 탄성 표면파 필터의 주파수 특성도이다.
도 49와 도 50의 특성을 비교하면, 도 49 쪽이 통과 대역외 억압도가 커지고 있다. 이 결과, 입출력 IDT를 SAW 전파 방향으로 비키어 놓음으로써 입출력간의 격리를 개선할 수 있음을 확인할 수 있었다.
또, 도 48에서는 결합기로서 도파로 방향성 결합기(111)를 이용한 경우를 나타냈지만, 도 51에 나타낸 바와 같이 멀티-스트립 결합기(128)를 이용하더라도 좋다. 또한, 도파로 방향성 결합기(111)에 관해서도, 도파로부를 금속막의 격자로 형성할 필요는 없고, 예컨대 균일한 금속막이나 절연막을 이용하더라도 좋다.
이어서, 본 발명에서, 입력 IDT와 출력 IDT간의 격리를 더욱 개선할 수 있는 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다.
여기서는 주로, 압전 기판 상의 소정의 위치에 어스 전극을 설치하는 것, 혹은 IDT의 전극의 접지 조건을 변경하는 것 등에 의해서 입출력간의 격리를 개선한다.
입출력간의 격리를 나쁘게 하는 것은 압전 기판을 통한 입출력 IDT간의 정전 결합이나 결합기를 통한 정전 결합이 주된 원인이다. 이것을 개선하기 위해서는 입출력 IDT간의 거리를 크게 하는 것, 입출력 IDT 사이에 실드용의 어스 전극을 배치하는 것, 혹은 입출력 IDT와 결합기 사이에 어스 전극을 배치하는 것 등이 효과적이다.
도 52의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서 어스 전극을 설치한 구성도를 나타낸다. 여기서는 입력 IDT(1)와 출력 IDT(2)간에 실드용 어스 전극(31)이 배치된 구성으로 되어 있다.
도 53 및 도 54는 결합기(3)를 도파로 방향성 결합기(32), 멀티-스트립 결합기(33)로 했을 때의 구체적인 구성도이다. 여기서, 도 52 등에서는 어스 전극(31)이 직사각형으로 그려져 있지만, 어스 전극(31)의 형상은 직사각형일 필요는 없고, 다른 형상이라도 좋다. 또한, 어스 전극(31)은 하나일 필요는 없고, 복수개의 어스 전극을 입출력 IDT 사이에 배치하더라도 좋다.
입출력 IDT 사이에 어스 전극을 배치함으로써 입출력 사이의 정전 결합이 억제되어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 55의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서 IDT(1, 2)의 버스 바를 접지한 구성도를 나타낸다. 입력 및 출력 IDT의 각각 접근하고 있는 버스 바(34, 35)를 어스에 접속한 구성이다.
여기서 버스 바란, IDT를 구성하는 전극 중, 전기 신호의 입력 단자 혹은 출력 단자가 되는 부분 또는 접지용 단자가 되는 부분이다. IDT의 중앙 부분의 빗 형상의 전극지 부분은 탄성 표면파를 여진하는 여진부라고 부른다.
도 55에서는 버스 바(36)가 입력 단자(IN), 버스바(37)가 출력 단자(OUT)로 한다.
서로 접근한 버스 바(34, 35)를 접지하고, 다른 쪽의 버스 바(36, 37)를 신호용 버스 바로 함으로써, IDT에 입출력되는 입출력 신호 사이의 거리가 커진다. 이 결과, 입출력 사이의 정전 결합이 억제되어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 56의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서, 버스 바를 연장한 구성도를 나타 낸다. 입력 혹은 출력 IDT의 적어도 한쪽의 접지된 버스 바가 IDT와 결합기(3) 사이를 통과하도록 연장된 구성이다. 도 56에서는 버스 바(34)가 연장되어 있다.
입력 IDT(1)의 접지된 버스 바(34)가 입력 IDT(1)와 결합기(3)의 사이를 통과함으로써 입력 IDT(1)와 결합기(3)와의 사이의 실드 전극의 역할을 다한다. 여기서 출력 IDT(2)와 결합기(3)간에 접지된 출력 IDT의 버스 바(35)를 연장하더라도 좋다. 이 결과, 결합기(3)를 통한 입출력 IDT 사이의 정전 결합이 억제되어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 57의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서, 어스 전극을 설치한 구성도를 나타낸다. 입출력 IDT(112)와 결합기(3)간에 실드용 어스 전극(38, 39)이 배치된 구성으로 되어 있다. 도 57에서, 입력 IDT(1) 및 출력 IDT(2)와 결합기(3)와의 사이에 각각 어스 전극(38, 39)을 분리된 형상으로 배치된 구성을 나타냈지만, 이들 어스 전극이 일체가 되도록 구성하더라도 좋다.
IDT(1, 2)와 결합기(3)간에 실드용 어스 전극(38, 39)을 배치함으로써, 결합기를 통한 입출력 IDT 사이의 정전 결합이 억제되어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 58의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서, 입출력 IDT의 전극지 중 가장 결합기에 가까운 전극지가 접지된 구성도를 나타낸다.
도 58에서, 입출력 IDT의 적어도 한쪽의 IDT의 가장 결합기에 가까운 전극지(40 혹은 41)를 접지함으로써, 그 전극지(40 혹은 41) 자체가 IDT와 결합기(3)간의 실드 전극의 역할을 다한다. 이 결과, 결합기를 통한 입출력 IDT 사 이의 정전 결합이 억제되어, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 59의 본 발명의 탄성 표면파 필터에서, 결합기를 접지한 구성도를 나타낸다. 도 59에서는 결합기가 금속 격자를 이용하여 형성된 도파로 방향성 결합기(42)이며, 그 도파로 방향성 결합기(42)가 접지된 구성으로 되어 있다. 도 60도에서 결합기를 접지한 구성도이지만, 도파로 방향성 결합기(43)가 균일한 금속막으로 형성되었을 때의 구성을 나타내고 있다.
도파로 방향성 결합기(43)를 접지함으로써 결합기를 통한 입출력 IDT간의 정전 결합이 억제된다. 이 결과, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
도 61에, 본 발명의 탄성 표면파 필터를 복수 개 구비한 구성도를 나타낸다. 하나의 압전 기판(6) 상에 복수의 탄성 표면파 필터(43, 44)가 배치되어 있고, 서로 인접하는 탄성 표면파 필터(43, 44)가 SAW의 전파 방향에 역방향으로 배치된 구성으로 되어 있다.
하나의 압전 기판 상에 복수의 탄성 표면파 필터가 구성된 경우, 인접하는 필터(43, 44)를 서로 SAW 전파 방향에 역방향으로 함으로써, 각 필터의 신호 사이의 거리를 크게 할 수 있어, 필터 사이의 정전 결합이 억제된다. 이 결과, 입출력 간의 격리를 개선할 수 있다.
도 62에서, 본 발명의 탄성 표면파 필터를 복수개 구비하고, 또한 어스 전극을 갖춘 구성도를 나타낸다. 도 62에서는 하나의 압전 기판(6) 상에 2개의 탄성 표면파 필터(45, 46)가 배치된 경우를 나타내고 있고, 그 필터 사이에 실드용 어스 전극(47)이 배치된 구성으로 되어 있다. 여기서, 어스 전극(47)은 직사각형으로 되 어 있지만, 형상은 직사각형으로 한정될 필요는 없다. 또한, 이 어스 전극(47)은 하나일 필요는 없고, 복수개의 어스 전극이 배치되더라도 좋다. 하나의 압전 기판 상에 복수의 탄성 표면파 필터가 구성된 경우, 인접하는 필터(45, 46) 사이에 실드용 어스 전극(47)을 배치함으로써, 필터 사이의 정전 결합이 억제된다. 이 결과, 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
이 입출력간의 격리를 개선할 수 있는 실시예에 관해서, 이하의 실시예 1에서 8에 나타낸다.
실시예 1
도 52에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 63에 나타낸다.
압전 기판(6)에 36°Y-X : 수정, 입력 및 출력 IDT(1, 2)에는 주기 36 ㎛, 65쌍의 더블 전극을 이용하고, 결합기(3)는 균일한 금속막을 이용한 도파로 방향성 결합기로 한다. 전극막 두께는 1.5 ㎛이며, 반사기(4)의 주기 18.01 ㎛, 전극 개수 155쌍이다.
이 탄성 표면파 필터의 입출력 IDT간에, 도 52에 나타낸 바와 같이, 폭 28 ㎛의 직사각형의 어스 전극(31)을 배치했다. 이 때의 필터의 시간 응답 특성을 도 64에 나타낸다. 또한, 비교를 위해, 어스 전극이 없을 때의 특성을 도 64에 점선으로 나타낸다. 어스 전극(31)을 배치함으로써, 입출력간의 격리도를 나타내는 시간 0에서의 신호, 즉 직달파의 레벨이 -72.6 dB에서 -73.6 dB로 1 dB 저감하고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 2
도 55에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서, 도 63에 나타낸 탄성 표면파 필터를 이용하여 설명한다. 도 63에서, 부호 52, 53의 서로 접근하여 배치된 버스 바를 접지했을 때의 시간 응답 특성을 도 65에 나타낸다. 또, 실드용 어스 전극은 배치하지 않는다.
이와 같이 버스 바를 접지하면, 시간 0에서의 직달파 레벨은 -72.6 dB가 되었다. 비교를 위해, 도 63에서, 부호 52, 54의 버스 바를 접지하여, 51, 53의 버스 바를 각각 입력, 출력에 접속했을 때의 특성을 도 65에 점선으로 나타낸다. 이 때의 직달파 레벨은 -62 dB이며, 서로 접근하여 배치된 버스 바(52, 53)를 접지한 쪽이 직달파 레벨이 9.4 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 3
도 56에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 66에 나타낸다. 도 66에서 부호 52, 53의 버스 바가 도면과 같이 결합기(3)와 IDT(1, 2)의 사이로 가로지르도록 연장되어 있다. IDT(1, 2), 결합기(3), 반사기(4)의 설계 조건은 도 63의 것과 동일하게 한다. 이 때의 필터의 시간 응답 특성을 도 67에 나타낸다. 비교를 위해, 도 68에 나타낸 바와 같이 접지되는 버스 바(52, 53)를 결합기(3)와는 반대측으로 연장했을 때의 특성을 도 67에 점선으로 나타내고 있다. 직달파 레벨이 0.8 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 4
도 57에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 69에 나타낸다. 압전 기판(6)에는 128°Y-X : LiNbO3을 이용하고, 결합기는 멀티-스트립 결합기(3)이다. IDT(1, 2)의 주기는 20 ㎛이며, 쌍수는 입출력 IDT 모두 10쌍이다. 또한, 입출력 IDT 사이의 거리(부호 123)는 70 ㎛이다. 이 필터 구성에서, 도면과 같이 IDT(1, 2)와 결합기(3)간에 실드용의 어스 전극(55)을 배치했다. 이 때의 직달파 레벨은 -49.5 dB이며, 어스 전극이 없는 경우의 직달파의 레벨 -40 dB와 비교하여, 9.5 dB만큼 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 5
도 58에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 70에 나타낸다. 결합기(3)에 가장 가까운 IDT(1, 2)의 전극지(56, 57)는 접지되어 있다. 이 때의 필터의 시간 응답 특성을 도 71에 나타낸다. 또한, 비교를 위해, 결합기에 가장 가까운 전극지(56, 57)를 신호측에 접속했을 때의 특성을 도 71에 점선으로 나타내고 있다. 결합기에 가장 가까운 전극지(56, 57)를 접지함으로써 직달파가 9 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 6
도 59에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 72에 나타낸다. 압전 기판(6)에 36°Y-X : 수정, 입력 및 출력 IDT(1, 2)에는 주기 15 ㎛, 95쌍의 더블 전극을 이용하고, 결합기는 금속 격자를 이용한 도파로 방향성 결합기(3)로 하고 있다. 전극 막 두께는 0.2 ㎛, 반사 기 갯수는 179개, 입출력 IDT 사이의 거리는 88.5 ㎛이다.
이 필터에서, 도파로 방향성 결합기(3)의 균일막 부분에 어스 와이어를 걸고, 도파로 방향성 결합기(3)를 접지했다. 이 때의 필터의 시간 응답 특성을 도 73에 나타낸다. 비교를 위해, 도파로 방향성 결합기(3)를 접지하지 않았을 때의 특성을 도 73에 점선으로 나타내고 있다. 도파로 방향성 결합기(3)를 접지함으로써, 직달파가 2 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 7
도 61에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 74에 나타낸다. 여기서, 36°Y-X : 수정 기판 상에 2개의 탄성 표면파 필터(58, 59)가 서로 SAW 전파 방향에 역방향이 되도록 배치되어 있다. 또한, 이들 탄성 표면파 필터(58, 59)는 병렬로 접속되어 있다. IDT(1, 2), 결합기(3) 반사기(4)의 구성은 실시예 6에 나타낸 것과 동일하게 한다. 이 때의 필터 시간 응답 특성을 도 75에 나타낸다. 또한, 비교를 위해, 2개의 탄성 표면파 필터를 동일한 방향으로 배치했을 때의 특성을 도 75에 점선으로 나타내고 있다. 역방향으로 배치함으로써 직달파가 7.9 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 8
도 62에 나타낸 탄성 표면파 필터의 실시예에 관해서 설명한다. 제작한 탄성 표면파 필터의 구성을 도 76에 나타낸다. 36°Y-X : 수정 기판 상에 2개의 탄성 표면파 필터(58, 59)를 배치하고 있다. 개개의 필터의 IDT(1, 2), 결합기(3), 반사기(4)의 구성은 실시예 6에 나타낸 것과 동일하게 한다. 이들 2개의 탄성 표면 파 필터(58, 59)는 병렬 접속되어 있고, 탄성 표면파 필터(58, 59) 사이에는 2개의 어스 전극(60)이 배치되어 있다. 이 때의 필터의 시간 응답 특성을 도 77에 나타낸다. 비교를 위해, 어스 전극이 없을 때의 특성을 도 77에 점선으로 나타내고 있다. 탄성 표면파 필터 사이에 어스 전극(60)을 배치함으로써, 직달파가 3.8 dB 저감되고 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실시예 1에서 8에 기재한 탄성 표면파 필터의 구성을 조합시키면, 보다 입출력간의 격리를 개선할 수 있다. 예컨대, 도 78에 실시예 1, 2, 3 및 4에 나타낸 구성을 조합한 탄성 표면파 필터의 구성도를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 압전 기판과, 그 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시키는 결합기로 이루어져, 적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT와 제1 반사기가 배치되며, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되도록 하고 있기 때문에, 종래에 비해서 탄성 표면파의 전파 방향의 길이를 작게 할 수 있고, 또한 각형성이 우수한 주파수 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 제공할 수 있다.
또, 적어도 하나의 IDT로 일방향성 IDT를 이용하면, 입력 IDT로부터 출사된 SAW 에너지가 효율적으로 결합기에 입사되기 때문에, 탄성 표면파 필터의 손실을 저감할 수 있다.
또한, 결합기의 간격부를 전파하는 탄성 표면파 전파 속도를 자유 표면보다도 느리게 함으로써, 2개의 도파로부의 결합을 강하게 할 수 있어, 탄성 표면파 전파 방향의 도파로 길이가 짧은 결합기를 형성하여, 탄성 표면파 필터를 소형화할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면, 결합기의 외측에 균일한 표면 구조의 금속막 또는 격자 표면 구조의 금속막을 설치함으로써, 도파로부의 외측 부분의 탄성 표면파의 전파 속도를 자유 표면의 전파 속도보다도 느리게 할 수 있기 때문에, 도파로의 봉쇄가 약해져, 고차의 도파 모드가 전파되기 어렵게 되고, 따라서 기본 모드에 SAW 에너지가 집중하여, 탄성 표면파 필터의 손실을 저감하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 반사기를 가중함으로써, 반사기의 주파수 특성의 사이드 로브를 억압할 수 있기 때문에, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성의 사이드 로브를 억압할 수 있다.
반사기의 전극지의 주기의 2배와, IDT의 전극지의 주기를 약간 다르게 하고 있기 때문에, 반사기의 주파수 특성의 중심 주파수와 IDT의 주파수 특성의 중심 주파수를 거의 일치시킬 수 있어, 탄성 표면파 필터의 주파수 특성을 좌우 대칭으로 하여, 우수한 각형성을 갖는 탄성 표면파 필터를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 입출력 IDT의 위치 관계를 빗나가게 하거나, 입출력 IDT 사이의 거리를 길게 하고 있기 때문에, 탄성 표면파 필터의 입출력 IDT간의 격리를 개선할 수 있고, 통과 대역외 억압도를 개선할 수 있다.
즉, 입력 IDT와 출력 IDT와의 물리적인 거리를 길게 한 경우에는 입출력간의 격리를 개선할 수 있다.
입출력 IDT와 결합기 사이에 SAW 도파로를 형성함으로써 IDT로부터 출사된 SAW를 결합기로 유도할 수 있기 때문에, 손실 증가를 억제할 수 있다.
또한, SAW 도파로의 구조의 일부에 굴절점을 설치한 경우에는 입력 IDT로부터 출사된 SAW가 효율적으로 도파로에 입사되기 때문에, 손실을 저감할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 입출력 IDT간에 어스 전극을 형성함으로써, 입출력간의 격리를 더욱 개선할 수 있다.

Claims (31)

  1. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시켜, 복수의 탄성 표면파 전파로를 횡단하도록 배치한 하나의 도파로 방향성 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고,
    다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 제1 및 제2 반사기는 각각 입력 IDT와 출력 IDT의 한쪽에만 배치되며,
    상기 입력 IDT와 출력 IDT는 상기 도파로 방향성 결합기를 기준으로 같은 쪽에 배치되는 것인 탄성 표면파 필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 출력 IDT 중 적어도 하나에 가중치(weight)를 준 것인 탄성 표면파 필터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 입력 또는 출력 IDT의 가중치는 무족화(apodization)에 의한 가중치 또는 추출(withdrawal)에 의한 가중치인 것인 탄성 표면파 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 출력 IDT 중 적어도 하나가 일방향성(unidirectional) IDT인 것인 탄성 표면파 필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도파로 방향성 결합기는 상기 탄성 표면파 전파로 중 하나에서 여진(勵振)된 탄성 표면파를 전파하는 복수의 도파로부와, 이들 도파로부간에 배치되어 두 개의 도파로부를 결합하는 간격부를 포함하고, 상기 도파로부는 균일한 표면 구조를 갖는 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 간격부는 균일한 표면 구조를 갖는 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  9. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고, 상기 결합기는 도파로 방향성 결합기이며,
    상기 도파로 방향성 결합기는 상기 탄성 표면파 전파로 중 하나에서 여진(勵振)된 탄성 표면파를 전파하는 복수의 도파로부와, 이들 도파로부간에 배치된 간격부를 포함하고, 상기 도파로부는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성되고, 상기 간격부는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성되며, 상기 간격부에서 전파되는 탄성 표면파의 속도가 상기 도파로부에서 전파되는 탄성 표면파의 속도보다도 빠르게 되도록 도파로부의 격자 표면 구조의 격자와 간격부의 격자 표면 구조의 격자를 조정한 것인 탄성 표면파 필터.
  10. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고, 상기 결합기는 도파로 방향성 결합기이며,
    상기 도파로 방향성 결합기는 상기 탄성 표면파 전파로 중 하나에서 여진(勵振)된 탄성 표면파를 전파하는 복수의 도파로부와, 이들 도파로부간에 배치된 간격부를 포함하고, 상기 도파로부는 균일한 표면 구조를 갖는 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막으로 형성되고, 상기 도파로 방향성 결합기의 외측으로서 상기 도파로부의 간격부와 접하지 않는 부분에, 균일한 표면 구조를 갖는 금속막 또는 격자 표면 구조를 갖는 금속막이 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 반사기 중 적어도 하나에 가중치를 준 것인 탄성 표면파 필터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 반사기 중 적어도 하나에 추출에 의한 가중치를 준 것인 탄성 표면파 필터.
  13. 제1항에 있어서, 상기 각 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 반사기 중 적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 반사기는 복수개의 반사기로 형성되는 것인 탄성 표면파 필터.
  14. 제1항에 있어서, 상기 입력 및 출력 IDT는 복수의 전극지(electrode finger)를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 반사기는 일정 주기를 갖는 격자 구조의 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 반사기의 전극지의 주기는 상기 IDT의 전극지의 주기의 2배와 약간 다른 것인 탄성 표면파 필터.
  15. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT는 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 입력 IDT와 출력 IDT가 상기 수직 방향으로 서로 겹쳐 있는 부분의 탄성 표면파 전파 방향쪽의 길이는, 상기 입력 IDT와 출력 IDT 중 탄성 표면파 전파 방향쪽의 길이가 짧은 쪽의 IDT의 길이보다 짧은 것인 탄성 표면파 필터.
  16. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT는 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 입력 IDT와 출력 IDT 중 적어도 하나의 구조 중심의 위치와, 상기 적어도 하나의 IDT와 동일한 탄성 표면파 전파로 상에 배치된 반사기의 구조 중심의 위치가 상기 탄성 표면파의 전파 방향에 대하여 수직인 방향으로 틀어져 있는 것인 탄성 표면파 필터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 틀어진 IDT와 상기 결합기 사이의 압전 기판 상에 탄성 표면파 도파로가 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 탄성 표면파 도파로는 균일한 표면 구조를 갖는 금속막, 균일한 표면 구조를 갖는 절연막, 격자 구조를 갖는 금속막 또는 격자 구조를 갖는 절연막 중 어느 하나로 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 탄성 표면파 도파로는 한 평면 상에서 그 도중에 굴절점을 갖는 형상인 것인 탄성 표면파 필터.
  20. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와,
    이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기
    를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT는 탄성 표면파의 전파 방향에 수직인 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT간의 거리는 상기 제1 반사기와 제2 반사기 사이의 거리보다 긴 것인 탄성 표면파 필터.
  21. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT 사이의 압전 기판 상에 접지 전극이 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  22. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT는 각각 탄성 표면파를 여진하는 여진부와, 상기 여진부의 양단에 배치된 2개의 버스(bus) 막대부를 포함하고, 서로 접근하여 배치된 상기 입력 IDT의 버스 막대부와 상기 출력 IDT의 버스 막대부는 각각 접지된 것인 탄성 표면파 필터.
  23. 제22항에 있어서, 상기 접지된 버스 막대부 중 적어도 하나는 상기 입력 IDT 또는 상기 출력 IDT와 상기 결합기의 사이를 통과하도록 연장된 것인 탄성 표면파 필터.
  24. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 상기 결합기의 사이, 또는 상기 출력 IDT와 상기 결합기의 사이 중 적어도 한쪽의 압전 기판 상에 접지 전극이 형성된 것인 탄성 표면파 필터.
  25. 제1항에 있어서, 상기 입력 IDT와 상기 출력 IDT는 복수의 빗 형상의 전극지를 포함하고, 상기 입력 IDT 또는 상기 출력 IDT 중 적어도 한쪽의 전극지로서 상기 결합기에 가장 가까운 전극지는 접지된 것인 탄성 표면파 필터.
  26. 제1항에 있어서, 상기 결합기는 금속 재료를 이용하여 형성된 도파로 방향성 결합기이고, 또한 접지된 것인 탄성 표면파 필터.
  27. 하나의 탄성 표면파 필터가 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 탄성 표면파 필터가 하나의 압전 기판 상에 복수개 형성되고, 인접한 2개의 탄성 표면파 필터는 여진된 탄성 표면파의 전파 방향에 대하여 역방향이 되도록 병렬로 배치된 것인 다단형 탄성 표면파 필터.
  28. 제27항에 있어서, 상기 인접한 2개의 탄성 표면파 필터 사이의 압전 기판 상에 접지 전극이 형성된 것인 다단형 탄성 표면파 필터.
  29. 하나의 탄성 표면파 필터가 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 서로 평행하게 존재하는 복수의 탄성 표면파 전파로와, 이들 탄성 표면파 전파로를 결합시킨 결합기를 포함하고,
    적어도 하나의 탄성 표면파 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 입력 IDT(interdigital transducer)와 제1 반사기가 배치되고, 다른 탄성 표면파 전파로 중 적어도 하나의 전파로 상에는 상기 결합기를 사이에 두고서 출력 IDT와 제2 반사기가 배치되고,
    상기 탄성 표면파 필터가 하나의 압전 기판 상에 복수개 형성되고, 인접한 2개의 탄성 표면파 필터 사이의 압전 기판 상에 접지 전극이 형성된 것인 다단형 탄성 표면파 필터.
  30. 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제20항, 제27항 또는 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합기는 도파로 방향성 결합기인 것인 탄성 표면파 필터.
  31. 제15항, 제16항, 제17항, 제18항, 제20항, 제27항 또는 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합기는 멀티스트립(multi-strip) 결합기인 것인 탄성 표면파 필터.
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