KR100693988B1 - 압전체를 이용한 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필터의 통과 대역 외의 주파수 성분을 충분히 감쇠시키는 것을 과제로 하는 것이다.
압전 기판(50)과, 이 위에 설치된 복수의 잉크 디지털 트랜스듀서(IDT)(100, 130)를 갖는 필터이며, 적어도 1개의 IDT(110)는 중점 부여된 메인 전극지 패턴(110)을 갖고, 상기 적어도 1개의 IDT는 또한, 상기 메인 전극지 패턴에 병렬로 접속되고, 메인 전극지 패턴(110)에서 발생하는 누설 전계에 의해 생기는 탄성 표면파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생시키는 보조 전극지 패턴(120)을 갖는다.
압전 기판, 메인 전극지 패턴, IDT, 보조 전극지 패턴, 단자, 버스 바아

Description

압전체를 이용한 필터 {FILTER USING PIEZOELECTRIC MATERIAL}
도1은 종래의 필터를 도시하는 도면.
도2는 전극지 교차 폭과 여진 강도와의 관계를 나타내는 그래프.
도3은 IDT에서 발생하는 누설 전계를 설명하기 위한 도면.
도4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면.
도5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도6은 보조 전극지 패턴의 일예를 나타내는 도면.
도7은 도5에 도시한 필터의 변형예를 나타내는 도면.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도10은 본 발명의 제4 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도11은 본 발명의 제5 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도12는 보조 전극지 패턴의 다른 예를 나타내는 도면.
도13은 본 발명의 제6 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도14는 본 발명의 제7 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도15는 본 발명의 제8 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도16은 본 발명의 제9 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도17은 본 발명의 제10 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면.
도18은 도1에 도시한 필터 및 도5에 도시한 필터의 주파수 특성을 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 100I : IDT
20 : 접지 전극
30, 130, 130A, 130B : IDT
110, 110A, 110B : 메인 전극지 패턴
120, 120A, 120B, 120C, 120D, 120E, 120F1, 120F2, 120G1, 120G2, 120H, 120I : 보조 전극지 패턴
112a, 112b, 112c, 112d : 버스 바아
T1, T2, T3, T4 : 단자
본 발명은 압전체를 이용한 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전 기판 상에 복수의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 갖는 필터에 관한 것이다.
최근, 압전 기판 상에 복수의 인터디지털 트랜스듀서를 갖는 탄성 표면파 디바이스로 구성되는 필터는, 30 ㎒ 내지 400 ㎒ 정도의 주파수 대역을 갖는 텔레비전의 대역 통과 필터나, 800 ㎒나 수 ㎓의 주파수 대역을 갖는 휴대 전화의 RF 필 터 등에 이용되고 있다. IDT는 한 쌍의 빗형 전극(인터디지털형 전극이라 함)을 갖는다. 각 빗형 전극은 버스 바아와, 일단부가 버스 바아에 접속되어 타단부가 개방된 복수의 전극지를 갖는다. 한 쌍의 빗형 전극은 각각의 전극지가 소정의 간격으로 교대로 인접하도록, 바꿔 말하면 교차하도록 배치된다. 한 쌍의 빗형 전극에 교류 전압을 인가하면, 탄성 표면파가 발생된다. 탄성 표면파는 주파수 특성을 갖는다. 이 주파수 특성을 이용함으로써, 원하는 주파수 특성을 갖는 필터를 실현할 수 있다.
도1은, 탄성 표면파를 이용한 필터의 일예를 나타내는 도면이다. 동일한 필터가 특허 문헌 1에 기재되어 있다. 도1의 지면은 압전 기판에 상당한다. 이 압전 기판 상에, 제1 IDT(10), 접지 전극(20) 및 제2 IDT(30)가 형성되고, 탄성 표면파의 전파 방향으로 인접하도록 배치되어 있다. 접지 전극(20)은 제1 IDT(10)와 제2 IDT(30) 사이에 개재되어 있어 실드 전극으로서 기능한다. 제1 IDT(10)는 입력 전극(또는 출력 전극)으로서 기능하고, 제2 IDT(30)는 출력 전극(또는 입력 전극)으로서 기능한다. 접지 전극(20)은 IDT(10)와 IDT(30)가 전자적으로 결합하는 것을 방지한다. 또한, 접지 전극(20)을 비스듬하게 배치시키고 있는 것은, IDT(10)[또는 IDT(30)]로부터의 탄성 표면파가 반사되어 IDT(10)[또는 IDT(30)]로 되돌아가는 것을 방지하기 때문이다.
IDT(10)는 한 쌍의 빗형 전극(10a, 10b)을 갖는다. 빗형 전극(10a)은 버스 바아(12a)와 전극지(14a)를 갖는다. 마찬가지로, 빗형 전극(10b)은 버스 바아(12b)와 전극지(14b)를 갖는다. 전극지(14a, 14b)의 개방 단부는 서로 마주 보고 있다. 인접하는 전극지(14a, 14b)가 교차되는 부분, 바꿔 말하면 마주 보고 있는 전극지 부분(이를 전극지 교차부라 함)이 탄성 표면파의 여기에 관여한다. 도1의 구성은 전극지 패턴에 중점 부여가 되어 있다. 전극지 패턴이라 함은, 전극지(14a, 14b)가 형성되는 패턴이다. 도1에 도시한 전극지 패턴의 중점 부여를, 특히 아포다이즈에 의한 중점 부여라 한다. 아포다이즈에 의한 중점 부여에 의해, 전극지 교차부의 폭(이하, 전극지 교차 폭 또는 어퍼쳐라 함)이 탄성 표면파의 전파 방향으로 변화하고 있다. IDT(10)의 양단부 부근은 전극지 교차 폭이 짧다. 이 부분을 일반적으로, 미소 교차부라 한다. IDT(10)의 중앙 부근은 비교적 전극지 교차 폭이 길다. 전극지 교차 폭과 여진 강도는 비례한다. 따라서, IDT(10)의 중앙부에서 탄성 표면파가 강하게 발생되어 단부 근방에서 발생되는 탄성 표면파는 약하다. 아포다이즈에 의한 중점 부여를 바꿈으로써 주파수 특성을 변화시킬 수 있다.
IDT(30)도 한 쌍의 빗형 전극으로 구성되어 있지만, IDT(10)와 같은 중점 부여는 되어 있지 않다. 즉, 전극지 교차 폭은 전부 동일하다. 이러한 IDT를 정규형 IDT라 한다.
이상과 같이 구성된 필터는, 대역 통과 필터로서 기능한다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평10-41778호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 도1에 도시한 필터는 통과 대역 외의 주파수 성분을 충분히 감쇠시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
그래서 본 발명은, 상기한 바와 같은 문제를 비추어 통과 대역 외 특성을 개선한 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 청구항 1에 기재된 바와 같이 압전 기판과, 이 위에 설치된 복수의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 갖는 필터이며, 적어도 1개의 IDT는 중점 부여된 메인 전극지 패턴을 갖고, 상기 적어도 1개의 IDT는 또한, 상기 메인 전극지 패턴에 병렬로 접속되고, 상기 메인 전극지 패턴에서 발생하는 누설 전계에 의한 탄성 표면파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생시키는 보조 전극지 패턴을 갖는 필터이다. 보조 전극지 패턴이 메인 전극지 패턴에서 발생하는 누설 전계에 의한 탄성 표면파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생하기 때문에, 필터의 대역 외 억압도를 개선할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴이 생성되는 상기 누설 전계에 의한 탄성 표면파와 역상의 탄성 표면파를 생성하는 구조를 갖는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전체에 대응하도록 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴 중의 누설 전계에 의한 탄성 표면파를 발생시키는 전극지 갭부의 적어도 1개에 대응하여 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 필터의 통과 대역에 있어서의 탄성 표면파의 파장) 이하 의 영역에 대응하여 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 필터의 통과 대역에 있어서의 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여 설치된 여진점과, 그 이외의 영역에 대응하여 배치된 글랜드 전위의 전극지를 갖는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 축소 상사 패턴을 포함하는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 필터의 통과 대역에 있어서의 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여 설치된 여진점과, 그 이외의 영역에 대응하여 배치된 글랜드 전위의 전극지를 갖고, 상기 여진점은 상기 λ/4 이하의 영역의 축소 상사 패턴으로 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 모든 전극지 교차 폭이 0인 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 전극지가 교차되는 구성을 갖고, 그 최대 전극지 교차 폭은 메인 전극지 패턴의 최소 전극지 교차 폭, 최소 전극지 간격 및 최소 갭 중의 가장 작은 값 이하인 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 필터의 통과 대역에 있어서의 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여, 상기 영역의 전극지 교차부의 전극지 교차 폭과 동일한 전극 지 교차 폭을 갖는 전극지 교차부를 포함하는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 여진점에 대해, 탄성 표면파 전파 방향에 수직인 방향으로 상기 여진점을 평행 이동한 위치에 여진점을 포함하는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 복수의 IDT는 중점 부여가 되어 있지 않은 전극지 패턴을 갖는 IDT를 포함하고, 상기 IDT의 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴에 대해 공용된 구성이며, 그 개구 길이는 상기 메인 패턴의 개구 길이 이상인 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 복수의 IDT는 중점 부여가 되어 있지 않은 전극지 패턴을 갖는 IDT를 포함하고, 상기 IDT는 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴에 각각 대응한 제1 및 제2 전극지 패턴을 갖고, 상기 제1 및 제2 전극지 패턴은 각각 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴의 개구 길이 이상의 개구 길이를 갖고 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 보조 전극지는 한 쌍의 버스 바아를 갖고, 상기 버스 바아 사이의 거리는 상기 메인 전극지의 한 쌍의 버스 바아 사이의 거리보다도 짧은 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 중점 부여는 아포다이즈 중점 부여인 구성으로 할 수 있다.
상기 필터에 있어서, 상기 중점 부여는 전극지를 선별한 구성으로 할 수 있다.
본 발명자는, 도1에 도시한 필터에서는 대역 외주파수 성분을 충분히 감쇠시킬 수 없는 이유를 이하와 같이 생각하였다.
본 발명자는, 전극지 교차 폭과 여진 강도와의 관계를 조사하였다. 도2는 조사 결과를 나타낸 그래프이다. 횡축은 전극지 교차 폭(λ : λ는 필터의 통과 대역에 있어서의 탄성 표면파의 파장을 나타냄), 종축은 정규화한 여진 강도를 나타낸다. 종래, 탄성 표면파의 여진은 전극지 교차부에서 행해지므로, 전극지 교차 폭과 여진 강도는 점선으로 나타낸 바와 같이 비례하고, 전극지 교차 폭이 0이 되었을 때에 여진은 발생하지 않는다고 생각되고 있었다. 그러나, 도2에 나타낸 바와 같이 실제로는, 전극지 교차 폭이 0.25 λ 부근까지는 비례 관계를 만족하지만, 전극지 교차 폭이 0.25 λ 이하가 미소하게 됨에 따라서 실선과 같은 여진 강도를 나타내고, 전극지 교차 폭이 0일지라도 여진이 발생되고 있는 것이 판명되었다. 본 발명자는, 이 사실을 전극지 교차부 이외로도 탄성 표면파의 여진원이 존재한다고 생각하였다. 보다 상세하게는, 전극지의 선단부 부분에 발생하는 누설 전계에 의한 탄성 표면파의 여진이라 생각하였다.
도3에, 전극지의 선단부 부분에서 발생하고 있는 전계를 도시한다. 실선은, 전극지 교차부에서 생성되는 전계 성분으로, 설계시에 고려되어 있는 전계 성분이다. 파선은, 누설 전계 성분이다. 누설 전계 성분은 전극지 교차부를 실질적으로 형성하지 않는 전극지 사이의 갭부에서 발생하는 것으로, 플러스 전위의 전극지로부터 마주 보는 마이너스 전위의 전극지를 향하는 전계 성분이나, 인접한 마이너스 전위의 전극지를 향하는 전계 성분을 포함한다. 특히, 도1에 도시한 바와 같이 전극지 패턴에 중점 부여가 실시되어 있는 경우에는, 누설 전계에 의한 여진을 무시할 수 없게 되어 대역 외 특성이 열화된다고 생각된다.
그래서, 본 발명자는 도1에 도시한 IDT(10)에서의 누설 전계에 의해 여진된 탄성 표면파(이후, 누설 전계파라 기술함)를 상쇄하는 또는 부정하는 탄성 표면파를 발생시키는 것을 생각하였다. 도4는, 이 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도시한 필터는, 압전 기판 상으로 형성된 IDT(100)와 IDT(130)를 갖는다. 이러한 사이에는, 도1에 도시한 접지 전극(20)이 형성되어 있지만, 도면을 간단히 하기 위해서 생략되어 있다. IDT(100)는 도1에 도시한 IDT(10)에 상당하는 메인 전극지 패턴(110)과, 본 발명에 의해 새롭게 설치된 보조 전극지 패턴(120)을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120)은 메인 전극지 패턴(110)에 전기적으로 병렬로 접속되고, 이 메인 전극지 패턴(110)에서 발생하는 누설 전계파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생한다. IDT(100)는 3개의 버스 바아(112a, 112b, 112c)를 갖고, 이 중 버스 바아(112b)가 메인 전극지 패턴(110)과 보조 전극지 패턴(120)으로 공통으로 이용되어 있다. 도4에 도시한 구성은, 메인 전극지 패턴(110)과 버스 바아(112a, 112b)를 갖는 IDT와, 보조 전극지 패턴(120)과 버스 바아(112b, 112c)를 갖는 IDT를 병렬로 접속한 구성이라고 해도 좋다. 버스 바아(112b)는 기준 전위인 글랜드 전위로 설정되고, 버스 바아(112a, 112b)에는 동일한 플러스(또는 마이너스)의 교류 전압이 부여된다.
보조 전극지 패턴(120)은, 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치에 있어서, 메인 전극지 패턴(110)에서 발생하는 누설 전계 여진(A)과 역상의 누설 전계 여진(A`)을 발생한다. 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치라 함은, 메인 전극지 패턴(110)의 여진점을 탄성 표면파의 전파 방향에 대해 수직 방향으로 병행 이동한 위치이다. 또한, 누설 전계에 의한 여진(A)과, 역상의 누설 전계의 여진(A')이라 함은 동일한 강도인 것이 바람직하다. 보다 상세하게 설명하면, 메인 전극지 패턴(110)에 있어서는, 원하는 특성을 얻기 위한 전극지 교차부가 형성되어 있고, 전극지 교차부에서의 전위차에 의한 전계(실선 화살표)가 발생되는 동시에, 갭부에 있어서의 누설 전계(점선 화살표)가 발생된다. 한편, 보조 전극지 패턴(120)에 있어서는, 도4에 도시한 바와 같이 미소한 전극지 교차부를 갖기 때문에, 이 미소 전극지 교차부에 의한 전계는 대부분 발생하지 않지만, 누설 전계는 메인 전극지 패턴(110)에서 발생하는 누설 전계와 동일한 강도만큼 발생한다. 보조 전극지 패턴(120)의 전극지 교차부는 미소하기 때문에, 그 전극지의 길이는 메인 전극지 패턴(110)의 전극지의 길이보다도 짧아서 좋다. 바꿔 말하면, 버스 바아(112b, 112c) 사이의 거리는 버스 바아(112a, 112b) 사이의 거리보다도 짧다. 또, 도6을 참조하고 후술하는 바와 같이, 보조 전극지 패턴(120)의 전극지는 교차하지 않아도 좋다.
메인 전극지 패턴(110)과 보조 전극지 패턴(120)은, 동일한 시간 응답을 나타내는 위치의 전극지에 있어서 여진 전압에 의한 전계 부호가 정부 반전되어 있고, 메인 전극지 패턴(110)의 여진을 부정하는 방향에서 보조 전극지 패턴(120)이 여진된다. 즉, 메인 전극지 패턴(110)에 대해 보조 전극지 패턴은 역상의 관계로 되어있다. 이에 의해, 메인 전극지 패턴(110)의 누설 전계(A)에서 여진된 파는 시 간 TA 후에 출력되지만, 보조 전극지 패턴(120)의 역상의 누설 전계(A')로 여진된 파도 시간 TA와 동시 사이 TA'로 출력에 도달하기 때문에, 상기 시각에 있어서 서로 부정되게 된다. 한편, 전극지 교차부에 의한 여진은 메인 전극지 패턴(110)뿐이기 때문에, 즉 보조 전극지 패턴(120)은 전극지 교차부를 실질적으로 구비하고 있지 않기 때문에, 부정되는 일 없이 원하는 특성이 유지된다.
다음에, 본 발명의 실시예를 설명한다.
<제1 실시예>
도5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 필터의 구성을 나타내는 도면이다. 도시한 필터는 압전 기판(50)과, 이 위에 형성된 IDT(100A), 접지 전극(20) 및 IDT(300)를 갖는다. IDT(100A)는 예를 들어 입력 IDT로서 기능하고, IDT(300)는 출력 IDT로서 기능한다. 반대로, IDT(300)를 입력 IDT, IDT(100A)를 출력 IDT로서 이용할 수 있다. 접지 전극(20)은 도1의 접지 전극(20)과 동일 구성이다. 또한, IDT(130)는 도1의 IDT(30)와 동일 구성이다.
IDT(100A)는, 전기적으로 병렬로 접속된 메인 전극지 패턴(110A)과 보조 전극지 패턴(120A)을 갖는다. 메인 전극지 패턴(110A)은 아포다이즈 중점 부여된 전극지 패턴을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120A)은 메인 전극지 패턴(110A)의 편측에 위치하여 메인 전극지 패턴(110A)의 전체에 대응하도록 설치되어 있다. 즉, 탄성 표면파 전파 방향에 있어서의 메인 전극지 패턴(110A)의 길이와, 보조 전극지 패턴(120A)의 길이는 거의 동일하다. 보조 전극지 패턴(120A)의 모든 전극지 교차 폭은 0이다. 도6에, 보조 전극 패턴(120A)의 부분 확대도를 도시한다. 버스 바아(112b)로부터 연장되는 전극지와, 버스 바아(112c)로부터 연장되는 전극지는 교차하지 않고, 일정한 갭을 통해 대향하고 있다. 전극지 교차부가 없기 때문에, 메인 전극지 패턴(110A)과 같이 전극지 교차부가 생성되는 전계는 발생하지 않는다. 도5에 도시한 단자(T1, T2)에는 동일한 교류 전압이 인가되기 때문에, 메인 전극지 패턴(110A)에서 발생하는 누설 전계와 보조 전극지 패턴(120A)에서 발생하는 전계는 역상이다. 따라서, 메인 전극지 패턴(110A)에서 발생하는 누설 전계파는 보조 전극지 패턴(120A)에서 발생하는 전계파로 상쇄된다. 이 결과, 메인 전극지 패턴(110A)의 전극지 교차부에서 생성되는 전계에 의해 발생한 탄성 표면파는 보조 전극지 패턴(120A)에 영향받는 일 없이, 접지 전극(20)을 통해 IDT(130)에 전파한다. 이 결과, 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.
또, 도5의 구성에서는 아포다이즈 중점 부여가 되어 있지 않은 IDT(130)는 그 개구 길이가 메인 전극지 패턴(110A) 및 보조 전극지 패턴(120A)의 폭(탄성 표면파 전파 방향에 수직인 방향의 길이)의 합계에 거의 동일하도록 형성되어 있다.
압전 기판(50)은 예를 들어, 128 LiNbO3, 112 LiTaO3, Li2B4O7, 수정 등의 레일레이파를 이용한 필터나, 36 LiTaO3, 42 LiTaO3, 64 LiNbO3 등의 SH(Horizontal Shear Wave)파를 이용한 탄성 표면파 필터를 포함하는 것이다.
도7은, 도5에 도시한 필터의 변형예이다. 이 변형예에 관한 필터의 IDT(100B)는 단자(T4)를 통해 버스 바아(112b)에 교류 전압을 부여하고, 버스 바아(112a, 112c)를 글랜드 전위로 설정하는 구성을 갖는다. 이 접속이라도, 도4에 도 시한 작용 및 효과와 같은 작용 및 효과를 얻을 수 있다. 또, 보조 전극지 패턴(120A)과 메인 전극지 패턴(110A)의 배치는, 도6에 도시한 배치와 다르지만(상하가 반대임), 작용 및 효과에 있어서 실질적인 차이는 없다. 도5에 도시한 전극 배치에 있어서, 도7에 도시한 바와 같이 버스 바아(112b)에 교류 전압을 인가하고, 버스 바아(112a, 112c)를 글랜드 전위로 설정해도 된다. 상기 이외의 필터의 구성은, 도5의 필터의 구성과 동일하다. 도7에 도시한 구성이라도, 도5의 필터와 같이 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.
<제2 실시예>
도8은, 본 발명의 제2 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터의 아포다이즈 중점 부여된 IDT(100C)는 2개의 보조 전극지 패턴(120A, 120B)을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120A, 120B)은 메인 전극지 패턴(110A)의 양측에 설치되어 있다. 보조 전극지 패턴(120A, 120B)은 메인 전극지 패턴(110A)의 전체에 대응하도록 설치되어 있다. 보조 전극지 패턴(120A, 120B)은, 도6에 도시한 전극지 패턴을 갖는다. 메인 전극지 패턴(110A)과 보조 전극지 패턴(120B)은, 버스 바아(112b)를 통해 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 마찬가지로, 메인 전극지 패턴(110A)과 보조 전극지 패턴(120A)은, 버스 바아(112a)를 통해 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 버스 바아(112a)는 단자(T4)에 접속되고, 보조 전극지 패턴(120B)의 버스 바아(112c)는 단자(T2)에 접속되어 있다. 보조 전극지 패턴(120A)의 버스 바아(112d)는 접지되어 버스 바아(112b)도 접지된다. 단자(T2, T4)에 동일한 교류 전압을 인가함으로써, 보조 전극지 패턴(120A, 120B)은 메인 전극지 패턴(110A)에서 발생하는 누설 전계파를 상쇄하는 방향의 탄성 표면파를 발생한다. 보조 전극지 패턴을 2개 설치하고 있기 때문에, 각 보조 전극지 패턴(120A, 120B)은 발생하는 전계 여진은 메인 전극지 패턴(110A)이 발생하는 누설 전계에 의한 여진보다도 작아 좋다.
이상의 구성에 의해, 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.
<제3 실시예>
도9는, 본 발명의 제3 실시예에 관한 필터를 도시한 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 도시한 구성은, 도8에 도시한 구성의 변형예에 상당한다. 이 필터가 구비하는 아포다이즈 중점 부여된 IDT(100D)는 메인 전극지 패턴(110A)의 양측에 보조 전극지 패턴(120C 및 120D)을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120C, 120D)은 메인 전극지 패턴(110A)의 일부에 설치되어 있다. 그리고, 보조 전극지 패턴(120C, 120D)의 양방으로, 메인 전극지 패턴(110A)의 전체를 커버하고 있다. 환언하면, 탄성 표면파 전파 방향에 있어서의 보조 전극지 패턴(120C, 120D)의 길이의 합계는, 메인 전극지 패턴(110A)의 같은 방향에 있어서의 길이와 같다. 보조 전극지 패턴(120C)은 메인 전극지 패턴(110A)의 우측에서 발생하는 누설 전계파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생한다. 마찬가지로, 보조 전극지 패턴(120D)은 메인 전극지 패턴(110A)의 좌측에서 발생하는 누설 전계파를 상쇄한다.
이상의 구성에 의해, 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.
<제4 실시예>
도10은, 본 발명의 제4 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터가 구비하는 아포다이즈 중점 부여된 IDT(100E)는 메인 전극지 패턴(110A)의 편측의 전체에 걸쳐 설치된 보조 전극지 패턴(120E)을 갖는다. 보조 패턴(120E)은, 도6에 도시한 전극지 패턴을 갖는 부분(120a)과, 더미 전극지를 갖는 부분(120b)을 갖는다. 이하, 부분(120a)을 누설 전계파 상쇄부라 하고, 부분(120b)을 더미 패턴부라 한다. 누설 전계 상쇄부(120a)는, 메인 전극지 패턴(110A)에 포함되는 미소 전극지 교차부에 대응하여 설치되어 있다. 미소 전극지 교차부라 함은, 예를 들어 전극지 교차 폭이 λ/4 이하의 부분을 말한다. 도2를 참조하여 설명한 바와 같이, 전극지 교차 폭이 λ/4 이하가 되면 누설 전계의 영향을 무시할 수 없으므로, 이 부분에 대응시켜(즉, 미소 전극지 교차부와 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치에) 누설 전계파 상쇄부(120a)가 형성되어 있다. 메인 전극지 패턴(110A)에 포함되는 미소 전극지 교차부는 그 양단부뿐만 아니라, 내부에도 형성되는 경우가 있기 때문에, 이들에 대응하여 누설 전계파 상쇄부(120a)가 설치된다. 누설 전계파 상쇄부(120a)는 여진점을 포함하는 전극지 패턴이다. 더미 패턴부(120b)는 메인 전극지 패턴(110A)에 포함되는 미소 전극지 교차부 이외의 부분에 대응하여 설치되어 있다. 미소 전극지 교차부 이외의 부분과는, 전극지 교차 폭이 λ/4를 넘는 부분이다. 더미 패턴부(120b)는, 메인 전극지 패턴(110A)과 마찬가지의 탄성 표면파 전파 상태를 형성하기 위해 설치되어 있다. 더미 패턴부(120b)의 각 전극지는, 글 랜드 전위의 버스 바아(112b)로부터 버스 바아(112c) 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 더미 패턴부(120b)는 여진점을 갖지 않는다.
이와 같이, 누설 전계의 영향이 있는 영역에 대해서만, 이 누설 전계를 상쇄하도록 작용하는 역 위상의 전계를 발생하는 누설 전계파 상쇄부(즉 여진점)를 보조 전극지 패턴 중에 설치함으로써, 대역 외 억압도를 개선할 수 있다.
<제5 실시예>
도11은 본 발명의 제5 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 도11의 구성은, 도10에 도시한 구성의 변형예에 상당한다. 즉, 도11에 도시한 IDT(100F)의 보조 전극지 패턴은 도10에 도시한 보조 전극지 패턴(120E)으로부터, 중앙 부근에 있는 더미 패턴부(120b)를 제거한 구성을 갖는다. 이 결과, IDT(100F)는 메인 전극지 패턴(110A)의 편측이며, 그 양단부 부근에 설치된 보조 전극지 패턴(120F1, 120F2)을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120F1, 120F2)은 각각, 누설 전계파 상쇄부(120a)와 더미 패턴부(120b)를 갖는다. 메인 전극지 패턴(110A)의 패턴에 따라서는, 보조 전극지 패턴(120F1, 120F2)은 더미 패턴부를 포함하지 않는 경우도 있다.
이와 같이, 누설 전계의 영향이 있는 영역에 대해서만, 이 누설 전계를 상쇄하도록 작용하는 역 위상의 전계를 발생하는 누설 전계파 상쇄부(즉 여진점)를 보조 전극지 패턴 중에 설치함으로써, 대역 외 억압도를 개선할 수 있다.
<제6 실시예>
전술한 보조 전극지 패턴(120A 내지 120E, 120F1, 120F2)은 메인 전극지 패턴(110A)의 누설 전계파를 상쇄하기 위해, 도6에 도시한 전극지 교차 폭이 0의 전극지 패턴을 갖고 있다. 그러나, 보조 전극지 패턴(120A 내지 120E, 120F1, 120F2)은 도6에 도시한 전극지 패턴으로 한정되는 것이 아니라, 도4를 참조하여 설명한 바와 같이 미소 전극지 교차부를 포함하는 보조 전극지 패턴이라도 좋다. 이하, 미소 전극지 교차부를 포함하는 보조 전극지 패턴에 대해, 도12를 참조하여 설명한다.
도12는 미소 전극지 교차부를 포함하는 보조 전극지 패턴을 나타내는 도면이다. 미소 전극지 교차 폭은 모두 일정해도 좋고, 다른 복수의 전극지 교차 폭을 포함하는 보조 전극지 패턴일지라도 좋다. 어느 쪽의 경우라도, 보조 전극지 패턴의 최대 전극지 교차 폭을 메인 전극지 패턴의 최소 전극지 교차 폭, 최소 전극지 간격(인접하는 전극지 사이의 거리), 또는 최소 갭(인접하는 전극지 사이의 거리) 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 메인 전극지 패턴의 최소 전극지 교차 폭, 최소 전극지 간격 및 최소 갭 중 가장 작은 쪽의 값 이하에 보조 전극지 패턴의 최대 전극지 교차 폭으로 설정할 수 있다.
상기 구성 이외로도, 이하와 같은 미소 전극지 교차부를 갖는 보조 전극지 패턴을 이용할 수 있다. 예를 들어, 메인 전극지 패턴(110A) 중, λ/4 이하의 전극지 교차 폭을 갖는 미소 전극지 교차부와 동일한 교차 폭을 갖는 전극지 교차 폭을 보조 전극지 패턴(120A 내지 120E, 120F1, 120F2)에 설치할 수 있다. 이러한 보 조 전극지 패턴을 도11에 도시한 보조 전극지 패턴(120F1, 120F2)에 적용한 필터를 제6 실시예로서 도13에 도시한다.
도13에 도시한 필터가 구비하는 아포다이즈 중점 부여된 IDT(100G)는, 2개의 보조 전극지 패턴(120G1, 120G2)을 갖는다. 2개의 보조 전극지 패턴(120G1, 120G2)은, 메인 전극지 패턴(110A)의 편측에 설치되어 있다. 2개의 보조 전극지 패턴(120G1, 120G2)은 메인 전극지 패턴(110A)의 전극지 교차부 중, 전극지 교차 폭이 λ/4 이하의 전극지 교차부에 대응하도록 위치하는 전극지 교차부를 갖고, 그 전극지 교차 폭은 대응하는 메인 전극지 패턴(110)의 전극지 교차부의 전극지 교차 폭과 같다.
이와 같이, 누설 전계의 영향이 있는 영역에 대해서만, 이 누설 전계를 상쇄하도록 작용하는 역 위상의 전계를 발생하는 여진점을 보조 전극지 패턴 중에 상기와 같이 설치함으로써, 대역 외 억압도를 개선할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에 있어서의 보조 전극지 패턴(120A 내지 120E, 120F1, 120F2, 120G1, 120G2)은 도6과 도12의 패턴이 혼재되는 구성이라도 좋다. 또, 제4 실시예와 같이 전극지 교차 폭이 λ/4를 넘는 부분에 대응하여 더미 패턴을 설치해도 좋다.
<제7 실시예>
도14는, 본 발명의 제7 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터가 구비하는 IDT(100H)는 메인 전극지 패턴(110A)의 편측 전체에 설치된 보조 전극지 패턴(120H)을 갖는다. 보조 전극지 패턴(120H)은 메인 전극지 패턴(110A)의 아포다이즈 중점 부여를 축소 상사시킨 구조를 갖는다. 즉, 보조 전극지 패턴(120H)도 아포다이즈 중점 부여가 실시되어 있다. 도14에서는, 탄성 표면파 전파 방향에 있어서의 보조 전극지 패턴(120H)의 양측의 패턴은 편의상 도6과 같이 도시하고 있지만, 대응하는 메인 전극지 패턴(110A)의 미소 전극지 교차부를 축소한 상사의 구성을 갖는다. 축소 상사에 의해, 보조 전극지 패턴(120H)의 개구 길이(개구)는 메인 전극지 패턴(110A)의 개구 길이보다도 좁다. 또, 보조 전극지 패턴(120)의 개구 길이를 메인 전극지 패턴의 개구 길이보다도 좁게 하는 구성은, 축소 상사 이외로도 실현 가능하다.
이와 같이, 메인 전극지 패턴(110A)의 축소 상사 구성의 보조 전극지 패턴(120H)을 이용함으로써, 메인 전극지 패턴(110A)에서 발생하는 누설 전계파를 상쇄할 수 있어 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.
<제8 실시예>
도15는, 본 발명의 제8 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터는, 도5에 도시한 필터의 변형예에 상당한다. 필터는, 전술한 IDT(130)와는 다른 구성의 IDT(130A)를 갖는다. 아포다이즈 중점 부여가 되어 있지 않은 전극지 패턴을 갖는 IDT(130A)의 개구 길이는, 메인 전극지 패턴(110A) 및 보조 전극지 패턴 (120A)의 폭(탄성 표면파 전파 방향에 수직인 방향의 길이)의 합계보다도 크다. 이 구성에 의해, 단자(T1, T2)에 교류 전압을 인가한 경우, 메인 전극지 패턴(110A) 및 보조 전극지 패턴(120A)으로부터의 탄성 표면파를 확실하게 수신할 수 있다.
IDT(130A)는 제1 실시예뿐만 아니라, 제2 내지 제7 실시예라도 적용할 수 있다.
<제9 실시예>
도16은, 본 발명의 제9 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터는, 전술한 IDT(130, 130A)와는 다른 구성의 IDT(130B)를 갖는다. IDT(130B)는, 2개의 전극지 패턴(140A, 140B)을 구비한다. 전극지 패턴(140A)은 IDT(100A)의 메인 전극지 패턴(110A)에 대응하고, 전극지 패턴(140B)은 보조 전극지 패턴(120A)에 대응한다. 전극지 패턴(140A)의 개구 길이는 메인 전극지 패턴(110A)의 개구 길이로 같거나 또는 그 이상이다. 마찬가지로, 전극지 패턴(140B)의 개구 길이는 보조 전극지 패턴(110B)의 개구 길이와 같거나 또는 그 이상이다. 이 구성에 의해, 전극(T1, T2)에 교류 전압을 인가한 경우에 IDT(100A)가 발생되는 탄성 표면파를 IDT(130B)에서 확실하게 수신할 수 있다.
상기 IDT(130B)는 제1 실시예뿐만 아니라, 제2 내지 제7 실시예라도 적용할 수 있다.
또, 상술한 IDT(130, 130A)는 IDT(100A)의 메인 전극지 패턴(110A) 및 보조 전극지 패턴(120A)에 대해 공용된 구성이라 말할 수 있다.
<제10 실시예>
도17은, 본 발명의 제10 실시예에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 도면 중, 전술한 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 번호를 부여하고 있다. 이 필터가 구비하는 IDT(100I)의 메인 전극지 패턴(110B)은 아포다이즈 중점 부여가 아니라, 전극지를 선별함으로써 중점 부여가 실시된 구성(제외 전극 구성)을 갖는다. IDT(100I)의 보조 전극지 패턴(120I)은, 메인 전극지 패턴(110B)의 중점 부여에 따른 전극지 패턴을 갖는다. 즉, 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치에 있어서, 보조 전극지 패턴(120I)은 메인 전극지 패턴(110B)이 생성되는 누설 전계파와 역상의 전계파를 생성하는 구조를 갖는다. 도시한 보조 전극지 패턴(120I)은 도6에 도시한 구성이지만, 도12에 도시한 미소 전극지 교차부를 갖는 구성을 이용해도 좋다.
전술한 제1 내지 제9 실시예에 있어서, 도17에 도시한 중점 부여를 적용할 수도 있다. 또한, 상기 각 실시예에 있어서, 다른 중점 부여를 적용할 수도 있다.
도18은, 도1에 도시한 종래 필터 및 도5에 도시한 본 발명의 필터의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 주파수(㎒), 종축은 감쇠량(㏈)을 나타낸다. 그래프의 실선은 종래의 필터의 특성을 나타내고, 파선은 본 발명의 필터의 특성을 나타낸다. 필터는 112 LiTaO3을 이용하여 제작하였다. 본 발명의 필터의 보조 전극지 패턴(120A)의 전극지 교차 폭은 0으로 하였다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 보조 전극지 패턴을 부가함으로써, 메인 전극지 패턴에서 발생하는 누설 전계가 캔슬되어 대역 외 억압도 대역 외 감쇠가 개선되어 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였다. 본 발명은 이러한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 다른 실시예나 변형예 등을 포함하는 것이다.
예를 들어, 본 실시예에서는 솔리드 전극으로 설명을 행하고 있지만, 스플릿 전극이나 DART형 전극(λ/8 -3λ/8 전극)에 대표되는 일방향성 전극(SPUDT)에 있어서도, 원리적으로 발명의 효과가 있는 것은 명확하다. 또한, 압전 기판도 특정되는 일 없이, 모든 기판에 대해 유효한 것은 분명하다.
본 발명의 필터는 대역 외 억압도가 개선된 특성을 갖기 때문에, TV 튜너 휴대 전화용의 RF 필터나 TV 튜너의 중간 주파수 필터에 적용하면, 이러한 주파수 특성을 개선할 수 있다. 특히, 디지털 지상파 방송에서 기대되고 있는 통과 대역 외의 고감쇠화를 실현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 누설 전계파는 부정되기 때문에 필터의 통과 대역 외 억압도를 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 압전 기판과, 이 위에 설치된 복수의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 갖는 필터이며,
    적어도 1개의 IDT는 중점 부여된 메인 전극지 패턴을 갖고,
    상기 적어도 1개의 IDT는 또한, 상기 메인 전극지 패턴에 병렬로 접속되고, 상기 메인 전극지 패턴에서 발생하는 누설 전계에 의해 생기는 탄성 표면파를 상쇄하는 탄성 표면파를 발생시키는 보조 전극지 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 필터.
  2. 제1항에 있어서, 동일한 시간축 응답을 나타내는 위치에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴이 생성되는 상기 누설 전계에 의해 생기는 탄성 표면파와 역상의 탄성 표면파를 생성하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전체에 대응하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴 중의 누설 전계에 의해 생기는 탄성 표면파를 발생시키는 전극지 갭부의 적어도 1개에 대응하 여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 압전 기판을 전파하는 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 압전 기판을 전파하는 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여 설치된 여진점과, 그 이외의 영역에 대응하여 배치된 글랜드 전위의 전극지를 갖는 것을 특징으로 하는 필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 축소 상사 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 압전 기판을 전파하는 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여 설치된 여진점과, 그 이외의 영역에 대응하여 배치된 글랜드 전위의 전극지를 갖고, 상기 여진점은 상기 λ/4 이하의 영역의 축소 상사 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 모든 전극지 교차 폭이 0인 것을 특징으로 하는 필터.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 전극지가 교차되는 구성을 갖고, 그 최대 전극지 교차 폭은 메인 전극지 패턴의 최소 전극지 교차 폭, 최소 전극지 간격 및 최소 갭 중 가장 작은 값 이하인 것을 특징으로 하는 필터.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 전극지 교차 폭이 λ/4(λ는 압전 기판을 전파하는 탄성 표면파의 파장) 이하의 영역에 대응하여, 상기 영역의 전극지 교차부의 전극지 교차 폭과 동일한 전극지 교차 폭을 갖는 전극지 교차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴의 여진점에 대해, 탄성 표면파 전파 방향에 수직인 방향으로 상기 여진점을 평행 이동한 위치에 여진점을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 IDT는 중점 부여가 되어 있지 않은 전극지 패턴을 갖는 IDT를 포함하고, 상기 IDT의 전극지 패턴은 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴에 대해 공용된 구성이며, 그 개구 길이는 상기 메인 패턴의 개구 길이 이상인 것을 특징으로 하는 필터.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 IDT는 중점 부여가 되어 있지 않은 전극지 패턴을 갖는 IDT를 포함하고, 상기 IDT는 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴에 각각 대응한 제1 및 제2 전극지 패턴을 갖고, 상기 제1 및 제2 전극지 패턴은 각각 상기 메인 전극지 패턴 및 보조 전극지 패턴의 개구 길이 이상의 개구 길이를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전극지는 한 쌍의 버스 바아를 갖고, 상기 버스 바아 사이의 거리는 상기 메인 전극지의 한 쌍의 버스 바아 사이의 거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는 필터.
  16. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중점 부여는 아포다이즈 중점 부여인 것을 특징으로 하는 필터.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중점 부여는 전극지를 선별한 구성인 것을 특징으로 하는 필터.
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