KR100763763B1 - 탄성파 필터 및 그것을 사용한 통신기 - Google Patents

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Abstract

압전기판상에 복수의 종결합 공진자형(longitudinally-coupled-resonator-type) 탄성파 필터 소자를 형성하고, 이들을 캐스케이드(cascade) 접속해서 구성한 탄성파 필터에 있어서, 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속선에 들어가는 기생용량의 약영향을 경감함으로써, 캐스케이드 접속점의 임피던스 정합을 개선하고, 탄성파 필터 입출력단의 VSWR을 개선한다.
압전기판(300)상에 탄성파의 전파방향을 따라 형성된 3개의 IDT(302, 303, 304;308, 309, 310)를 각각 포함하는 2개의 종결합 공진자형 탄성파 필터(306, 312)를 캐스케이드 접속한 탄성파 필터(350)에 있어서, 종결합 공진자형 탄성파 필터(306, 312)의 적어도 한쪽에 대하여, 캐스케이드 접속된 IDT(302, 304;308, 310)의 전극지(電極指;electrode finger) 피치를, 다른 상기 IDT(303;309) 전극지 피치보다도 작게 한다.
탄성표면파 필터, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자, IDT

Description

탄성파 필터 및 그것을 사용한 통신기{Elastic-wave filter and communication device equipped with the elastic-wave filter}
본 발명은 탄성파 필터 및 그것을 사용한 통신기에 관한 것으로, 상세하게는, 탄성파를 이용한 탄성 표면파 필터나 탄성경계파 필터 등의 탄성파 필터 및 그것을 사용한 통신기에 관한 것이다.
수십 MHz∼수GHz를 통과대역 주파수로 하는 밴드패스 필터의 일례로서, 탄성표면파 필터를 들 수 있다. 탄성표면파 필터는 소형, 경량이라고 하는 특징에서, 최근, 휴대형 통신기에 사용되고 있다.
탄성표면파 필터 중에도 몇 가지의 종류가 존재하지만, 압전기판상의 표면파 전파방향을 따라 2개의 반사기를 설치하고, 그 2개의 반사기 사이에 끼워진 구간 안에 입력용의 IDT와 출력용의 IDT를 번갈아 배치하는 종결합 공진자형(longitudinally-coupled-resonator-type) 탄성표면파 필터는, 대역내 주파수에 있어서의 삽입손실이 작고, 또한, 평형 신호－불평형 신호 변환을 용이하게 할 수 있다고 하는 특징에서, 휴대형 통신기의 프론트 엔드(front end)에 다용되고 있다.
종결합 공진자형 탄성표면파 필터의 동작 원리는 이하와 같다.
입력된 전기신호를 입력용 IDT가 표면파로 변환함으로써, 2개의 반사기 사이에 표면파의 정재파(定在波)를 발생시킨다. 그리고 발생한 정재파의 에너지를 출력용의 IDT가 전기신호로 변환함으로써, 출력신호가 발생한다. 이때, 입력용 IDT 및 출력용 IDT의 전기신호－표면파 변환효율이 주파수 특성을 가지며, 또한, 반사기의 표면파 반사효율이 주파수 특성을 갖기 때문에, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터는 특정의 주파수 대역 내의 신호만을 전송하는 밴드패스 특성을 갖는다.
통과대역 외의 신호 감쇠량을 크게 하고자 하는 경우에는, 1개의 압전기판 위에, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자를 2개 이상 형성하고, 그들을 캐스케이드(cascade) 접속한 구성의 탄성표면파 필터를 사용한다. 복수의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자를 캐스케이드 접속함으로써, 통과대역 외의 신호는 각각의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자에 의해 순차 감쇠를 받으므로, 대역 외 감쇠량이 커진다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
도 1에, 압전기판(100) 위에, 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(106, 112)를 형성하고, 그들을 캐스케이드 접속해서 형성한 탄성표면파 필터(150)를 나타낸다.
종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(106)는, 반사기(101, 105) 사이에 3개의 IDT(102, 103, 104)가 탄성표면파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치되어 있다. 마찬가지로, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(112)는 반사기(107, 111) 사이에 3개의 IDT(108, 109, 110)가 탄성표면파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치되어 있다. 반사기(101, 105, 107, 111)는 주기적인 글레이팅(grating)이다. IDT(102∼104, 108∼110)는 상호 맞물리는 빗형 전극이다.
IDT(102)와 IDT(108)가 배선(113)으로 접속됨과 아울러, IDT(104)와 IDT(110)가 배선(114)으로 접속됨으로써, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(106, 112)가 캐스케이드 접속되어 있다.
배선(115∼122)은 패드(123∼130)(128은 없음)와 IDT(102∼104, 108∼110) 사이에서 도통(導通)을 취하기 위한 배선이다. 패드(123∼127)는 접지용의 패드로서, 접지해서 사용한다. 한편, 패드(129)는 입력용의 패드로서, 이 패드에 입력전압을 인가한다. 패드(130)는 출력용의 패드로서, 이 패드에 출력전압이 발생한다.
반사기(101, 105, 107, 111), 및 IDT(102∼104, 108∼110), 및 배선(113∼122), 및 패드(123∼130)(128은 없음)는 모두 압전기판(100) 위에 형성된 금속 박막의 패턴으로서, 박막 미세가공 프로세스, 예를 들면, 진공성막(眞空成膜), 포토리소그래피, 에칭, 리프트 오프 등에 의해 형성된다.
도 2에, 압전기판(200)상에, 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(206, 212)를 형성하고, 그들을 캐스케이드 접속해서 형성한 불평형 신호－평형 신호 변환기능을 갖는 탄성표면파 필터(250)를 나타낸다. 탄성표면파 필터(150)와 공통되는 부분이 많기 때문에, 탄성표면파 필터(150)와 다른 점을 중심으로, 이하에 설명한다.
IDT(209)가 2개로 분할된 IDT로 되어 있으며, 이 IDT(209)가 평형 신호를 발생하도록 되어 있다. 패드(223∼227)를 접지하고, 패드(229)에 입력 불평형 신호를 입력하면, 패드(230)와 패드(231)에 출력 평형 신호가 발생한다.
탄성표면파 필터(250)에서는, IDT(202)와 IDT(204)의 극성이 반전되어 있으 며, 또한, IDT(208)와 IDT(210)의 극성도 반전되어 있다. 따라서, 접속 배선(213)과 접속 배선(214)은 역상(逆相) 신호를 전송하게 된다. 이 방법은 탄성표면파 필터(250)의 출력 평형 신호의 평형도를 향상시키는 기능이 있다. 이 방법을 사용하지않고, IDT(202)와 IDT(204)의 극성을 동일하게 하고, IDT(208)와 IDT(210)의 극성을 동일하게 함으로써, 접속 배선(213)과 접속 배선(214)이 동상(同相) 신호를 전송하도록 해도, 탄성표면파 필터(250)는 불평형 신호－평형 신호 변환기능을 갖는 탄성표면파 필터로서 충분하게 기능하지만, 이 방법을 사용하는 편이 출력 평형 신호의 평형도가 좋아진다.
여기까지 탄성표면파 필터에 대하여 서술해 왔으나, 이것과 유사한 필터로서, 탄성경계파 필터가 있다. 탄성경계파 필터는 탄성표면파 필터와 마찬가지로, 압전기판상에 금속 박막으로 이루어지는 IDT 및 반사기를 형성해서 구성하는 필터이다. 예를 들면, 압전 단결정 기판의 표면에 Al 등으로 이루어지는 IDT, 반사기로 구성되는 필터 전극을 형성하고, 그 위에 압전 단결정과는 탄성정수(彈性定數) 혹은 밀도가 다른 SiO2 등의 충분히 두꺼운 박막을 형성한 것이다. 작용 원리나 구성은 탄성표면파 필터와 거의 동일하지만, 탄성경계파 필터는 소자 형성된 압전기판면 위에 고체층이 형성되어 있으며, 압전기판과 고체층의 경계를 전파하는 탄성파(탄성경계파)와 IDT를 상호 작용시켜서 동작한다. 탄성표면파 필터에서는, 기판 표면을 구속하지 않도록, 공동(空洞)을 갖는 패키지를 사용할 필요가 있으나, 탄성경계파 필터에서는, 파(波)가 압전 단결정 기판과 박막과의 경계면을 전파하기 때문 에, 공동을 갖는 패키지를 필요로 하지 않는다고 하는 장점이 있다.
압전기판의 표면을 전파하는 탄성표면파를 사용해서 동작하는 것이 탄성표면파 필터이고, 압전기판과 고체층의 경계를 전파하는 탄성경계파를 사용해서 동작하는 것이 탄성경계파 필터이지만, 양자의 동작 원리는 기본적으로 동일하며, 사용되는 설계방법도 유사하다.
본 명세서 및 특허청구범위에 있어서는, 탄성표면파 필터와 탄성경계파 필터와 같이, 탄성파(레일리파, SH파, 유사 탄성표면파, Love파, Sezawa파, Stonely파, 경계파 등)를 이용한 필터의 총칭으로서 "탄성파 필터"라고 하는 호칭을 사용한다. 또한, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터와 종결합 공진자형 탄성경계파 필터의 총칭으로서 "종결합 공진자형 탄성파 필터"라고 하는 호칭을 사용한다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2002-9587호 공보
탄성파 필터를 비롯한 고주파용 밴드패스 필터에는, 양호한 임피던스 정합이 요구된다. 입출력 단에 있어서 임피던스 정합이 나쁜 필터, 즉 입출력 단에 있어서의 신호 반사가 큰 필터는 반사에 의해 신호를 손실하는 만큼, 삽입 손실이 나빠지기(커지기) 때문이다. 또한, 필터의 입출력 단에서 반사한 신호가 필터에 접속하는 다른 전자부품에 재입력함으로써, 회로가 이상 발신 등의 문제를 발생할 위험성이 있기 때문이다.
덧붙여서 말하면, "양호한 임피던스 정합", "작은 신호 반사", "작은 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio; 정재파비)"은 모두 같은 뜻이다. 임피던스 정합이 양호하면, 신호 반사는 작아지고, VSWR은 작아진다. VSWR이 작은 것은 신호 반사가 작은 것을 의미하고, 이것은 즉 임피던스 정합이 양호하다는 것을 의미한다.
압전기판 위에 복수의 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자를 형성하고, 이들을 캐스케이드 접속해서 구성한 탄성파 필터에 있어서는, 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속점에 있어서의 임피던스 정합이 탄성파 필터 전체의 임피던스 정합에 영향을 미친다. 이것은 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속점의 임피던스 정합이 나쁘고, 여기에서 신호의 반사가 발생하면, 반사한 신호가 결국, 탄성파 필터의 반사파로서 필터 외부로 방사되어 버리기 때문이다.
종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속점에 있어서는, 캐스케이드 접속점에서 본 한쪽의 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자의 임피던스와, 캐스케이드 접속점에서 본 다른 한쪽의 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자의 임피던스가 복소공역(複素共役;complex conjugate)으로 되어 있는 것이 이상적이다. 양자가 복소공역의 관계에 있으면, 캐스케이드 접속점에서의 임피던스 정합은 완전하게 되어, 이 부분에서의 신호 반사는 전혀 발생하지 않는다.
그러나 현실적으로는, 캐스케이드 접속선과 어스 전위의 패턴 사이에 들어가는 기생용량으로 인해, 캐스케이드 접속점에서 본 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자의 임피던스는 어느 쪽도 용량성(임피던스 허수부가 음수)이 되기 쉬운 경향이 있어, 이상적인 복소공역의 상태(한쪽의 임피던스 허수부가 양수이고, 다른 한쪽의 임피던스 허수부가 음수)로는 되기 어렵다. 이것이 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속점에 있어서의 신호 반사를 증대시키는 원인이 되고 있다. 그리고 결과적으로, 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자를 캐스케이드 접속해서 구성하는 탄성파 필터의 VSWR을 악화시키고 있다. 이 문제는 사용하는 압전기판의 비유전율이 클수록, 캐스케이드 접속선과 어스 전위의 패턴 사이에 들어가는 기생용량이 커지기 때문에 현저해진다. 또한, 필터의 통과대역 주파수가 높아질수록, 기생용량으로 유입하는 전류가 증가하기 때문에, 이 문제는 현저해진다.
본 발명의 목적은, 압전기판상에 복수의 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자를 형성하고, 이들을 캐스케이드 접속해서 구성한 탄성파 필터에 있어서, 종결합 공진자형 탄성파 필터 소자간의 캐스케이드 접속선에 들어가는 기생용량의 악영향을 경감함으로써, 캐스케이드 접속점의 임피던스 정합을 개선하고, 탄성파 필터 입출력단의 VSWR을 개선하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 이하와 같이 구성한 탄성파 필터를 제공한다.
탄성파 필터는 압전기판상에 탄성파의 전파방향을 따라 형성된 3개의 IDT를 각각 포함하는 2개의 종결합 공진자형 탄성파 필터가 캐스케이드 접속된 타입의 것이다. 상기 종결합 공진자형 탄성파 필터의 적어도 한쪽은 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 전극지(電極指;electrode finger)의 피치가 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 컨덕턴스(conductance) 피크의 주파수가 다른 상기 IDT의 컨덕턴스 피크의 주파수보다 높아지도록, 다른 상기 IDT의 전극지의 피치보다도 작다.
상기 구성에 있어서, 종결합 공진자형 탄성파 필터는, 일반적으로, 캐스케이드 접속된 IDT 사이에, 다른 IDT가 배치된다. 캐스케이드 접속되어 있지 않은 다른 IDT는 탄성파 필터의 입력단자 또는 출력단자가 된다. 종래는 어떠한 IDT도 전극지의 피치는 동일하였으나, 상기 구성과 같이 캐스케이드 접속된 IDT의 전극지의 피치가 다른 IDT의 전극지의 피치보다도 작아지면, 캐스케이드 접속된 IDT의 임피던스가 작아지므로(정확하게는, 임피던스의 실수부가 작아지므로), 캐스케이드 접속된 IDT의 임피던스의 실수부는 작아진다. 이것에 의해, 캐스케이드 접속부는 고전압 소전류 전송계에서 저전압 대전류 전송계로 변화한다.
임피던스 실수부가 큰 전송계, 즉 고전압 소전류 전송계와 비교해서, 임피던스 실수부가 작은 전송계, 즉 저전압 대전류 전송계는 기생용량의 영향을 받기 어렵다. 왜냐하면, 저전압 전송계가 됨으로써, 기생용량에 인가되는 전압이 작아지기 때문에, 기생용량으로 유출하는 전류가 작아진다. 덧붙여서, 대전류 전송계가 됨으로써, 동일한 양의 전류가 기생용량으로 유출하는 경우라도, 전송 전류 그 자체가 증가하고 있기 때문에, 그 영향이 작아지기 때문이다.
따라서, 상기 구성에 따르면, 캐스케이드 접속부에 있어서의 기생용량의 영향이 작아지고, 이것에 기인하는 임피던스의 부정합도 작아진다. 이 결과, 캐스케이드 접속부에서의 신호 반사가 작아지며, 탄성파 필터의 VSWR이 개선된다.
바람직하게는, 상기 종결합 공진자형 탄성파 필터는, 모두, 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 전극지의 피치가 다른 상기 IDT의 전극지의 피치보다도 작다.
캐스케이드 접속된 IDT의 임피던스를 모두 작게 함으로써, 탄성파 필터의 VSWR을 더욱 개선할 수 있다.
구체적으로는, 이하와 같이 구성한다.
바람직하게는, 상기 압전기판의 비유전율이 30이상이다.
비유전율이 30이상인 압전기판에서는, 기생용량이 커지기 때문에, VSWR의 개선 효과가 현저하다.
바람직하게는, 통과대역의 중심 주파수가 500MHz이상이다.
통과대역의 중심 주파수가 500MHz이상인 필터에 있어서, VSWR의 개선 효과가 현저하다.
바람직하게는, 상기 IDT는 탄성표면파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치된다.
이 경우, 탄성파 필터는 압전기판의 표면을 전파하는 탄성표면파를 이용하는 탄성표면파 필터이다.
바람직하게는, 상기 압전기판과는 탄성정수 또는 밀도가 다른 박막을 더 구비한다. 상기 IDT는 상기 압전기판과 상기 박막 사이에 탄성경계파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치된다.
이 경우, 탄성파 필터는 압전기판과 고체층인 박막의 경계를 전파하는 탄성경계파를 이용하는 탄성경계파 필터이다.
또한, 본 발명은 상기 각 구성의 탄성파 필터를 사용한 것을 특징으로 하는 통신기를 제공한다.
<발명의 효과>
본 발명의 탄성파 필터는 입출력단의 VSWR을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 통신기는, VSWR이 개선된 탄성파 필터를 구비하므로, 특성이 향상한다.
도 1은 탄성표면파 필터의 구성도(종래예)이다.
도 2는 탄성표면파 필터의 구성도(종래예)이다.
도 3은 탄성표면파 필터의 구성도(실시예)이다.
도 4는 탄성표면파 필터의 특성을 나타내는 그래프(실시예, 종래예)이다.
<부호의 설명>
350 : 탄성표면파 필터(탄성파 필터)
302, 303, 304 : IDT
306 : 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(종결합 공진자형 탄성파 필터)
308, 309, 310 : IDT
312 : 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(종결합 공진자형 탄성파 필터)
이하, 본 발명의 실시형태로서 실시예를, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 3에, 본 발명의 실시예인 불평형 신호－평형 신호 변환기능을 갖는 탄성표면파 필터(350)의 구성을 나타낸다. 한편, 도 3은 모식도이며, 반사전극이나 전극지의 개수는 실제보다도 적게 도시하고 있으나, 인접하는 반사기나 IDT 사이의 극성관계는 정확하게 도시하고 있다.
탄성표면파 필터(350)는 종래예로서 도 2에 나타낸 탄성표면파 필터(250)와 거의 동일하게 구성되어 있으며, 기본적인 동작 원리는 동일하다.
즉, 탄성표면파 필터(350)는, 압전기판(300)상에, 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306, 312), 배선(313∼321), 패드(323∼331)(328은 없음)가 형성되어 있다.
종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306, 312)는, 각각, 2개의 반사기(301, 305;307, 311) 사이에, 3개의 IDT(302, 303, 304;308, 309, 310)가 탄성표면파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치되어 있다.
한쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306)의 중앙의 IDT(303)의 양단은, 각각, 배선(316, 322)에 의해 패드(329, 325)에 접속되어 있다. 다른 쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(312)의 중앙의 IDT(309)는 대향 하는 빗형 전극의 한쪽이 2개로 분할되고, 각각, 배선(319, 320)에 의해 패드(330, 331)에 접속되어 있다.
한쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306)의 양측의 IDT(302, 304)의 일단(一端)과, 다른 쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(312)의 양측의 IDT(308, 310)의 일단은 배선(313, 314)에 의해 접속되어 있다. 이것에 의해, 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306, 312)는 캐스케이드 접속되어 있다. 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306, 312)의 양측의 IDT(302, 304;308, 310)의 타단(他端)은, 각각, 배선(315, 317;318, 321)에 의해, 패드(323, 324;326, 327)에 접속되어 있다. IDT(302)와 IDT(304)의 극성이 반전되어 있다. 또한, IDT(308)와 IDT(310)의 극성도 반전되어 있다.
패드(323∼327)를 접지하고, 패드(329)에 입력 불평형 신호를 입력하면, 패드(330, 331)에 출력 평형 신호가 발생한다.
다음으로, 도 2의 탄성표면파 필터(250)와 다른 점에 대해서 설명한다.
탄성표면파 필터(350)는, 한쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(306)에 있어서, 캐스케이드 접속된 IDT(302, 304)의 전극지의 피치가, 다른 IDT(303)의 전극지의 피치보다도 좁게 되어 있다. 마찬가지로, 다른쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터(312)에 있어서, 캐스케이드 접속된 IDT(308, 310)의 전극지의 피치가, 다른 IDT(309)의 전극지의 피치보다도 좁게 되어 있다.
이와 같이 전극지 피치를 좁게 해서, 캐스케이드 접속부의 임피던스를 낮춤으로써, 캐스케이드 접속 배선을 흐르는 전류가 커지고, 또한, 캐스케이드 접속 배선의 전압이 작아지며, 캐스케이드 접속 배선에 들어가 있는 기생용량의 영향이 작아진다. 이 결과, 캐스케이드 접속부에 있어서의 임피던스 부정합이 작아지며, 탄성파 필터(350)의 VSWR특성을 개선할 수 있다.
탄성표면파 필터(350)는, 예를 들면, 통과대역의 중심 주파수가 500MHz이상인 밴드패스 필터로서, 휴대형 통신기에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
이하에, 탄성표면파 필터(350)의 구체적인 설계 파라미터를 예시한다.
압전기판(300)으로서, LiTaO3의 36°Y축 회전 X방향 표면파 전파의 단결정판을 사용한다. 압전기판(300)은 36°에 한하지 않으며, 33∼44°정도의 커트각의 LiTaO3를 사용해도 좋다. 두께 349㎚의 알루미늄 박막 패턴에 의해, 2개의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306, 312) 등을 형성한다.
한쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(306)의 설계 파라미터는 이하와 같다.
교차폭은 135㎛이다. 반사기(301, 305)는 피치 2.128㎛, 금속화 비율(metallization ratio) 0.687의 글레이팅(grating)이며, 그 개수는 반사기(301, 305) 모두 60개이다. IDT(302, 304)는 피치 2.108㎛, 금속화 비율 0.687이며, 그 전극지 개수는 IDT(302, 304) 모두 27개이다. 단 IDT(302), IDT(304) 모두, IDT(303)에 인접하는 전극지 4개는 피치 1.941㎛, 금속화 비율 0.687로 되어 있다. IDT(303)는 피치 2.117㎛, 금속화 비율 0.684이며, 그 전극지 개수는 36개이다. 단, IDT(303)의 양단 각 4개의 전극지는 피치 1.941㎛, 금속화 비율 0.687로 되어 있다. 반사기(301)와 IDT(302)의 간격(전극지 중심 간격)은 2.085㎛이며, 반사기(305)와 IDT(304)의 간격(전극지 중심 간격)도 마찬가지로 2.085㎛이다. IDT(302)와 IDT(303)의 간격(전극지 중심 간격)은 1.940㎛이며, IDT(304)와 IDT(303)의 간격(전극지 중심 간격)도 마찬가지로 1.940㎛이다. IDT(302, 304)의 컨덕턴스 피크의 주파수는 IDT(303)의 컨덕턴스 피크의 주파수보다 높다.
다른쪽의 종결합 공진자형 탄성표면파 필터 소자(312)의 설계 파라미터는 이하와 같다.
교차폭은 135㎛이다. 반사기(307, 311)는 피치 2.128㎛, 금속화 비율 0.687의 글레이팅이며, 그 개수는 반사기(307, 311) 모두 60개이다. IDT(308, 310)는 피치 2.108㎛, 금속화 비율 0.687이며, 그 전극지 개수는 IDT(308, 310) 모두 27개이 다. 단, IDT(308, 310) 모두, IDT(309)에 인접하는 전극지 4개는 피치 1.957㎛, 금속화 비율 0.682로 되어 있다. IDT(309)는 피치 2.117㎛, 금속화 비율 0.684이며, 그 전극지 개수는 40개이다. 단, IDT(309)의 양단 각 5개의 전극지는 피치 1.941㎛, 금속화 비율 0.687로 되어 있다. 반사기(307)와 IDT(308)의 간격(전극지 중심 간격)은 2.085㎛이며, 반사기(311)와 IDT(310)의 간격(전극지 중심 간격)도 마찬가지로 2.085㎛이다. IDT(308)와 IDT(309)의 간격(전극지 중심 간격)은 1.940㎛이며, IDT(310)와 IDT(309)의 간격(전극지 중심 간격)도 마찬가지로 1.940㎛이다. IDT(308, 310)의 컨덕턴스 피크의 주파수는 IDT(309)의 컨덕턴스 피크의 주파수보다 높다.
한편, 캐스케이드 접속된 IDT(302, 304;308, 310)의 전극지 피치는 입출력 단자에 접속된 다른 IDT(303;309)의 전극지 피치에 대하여, 적절한 비율로 작게 하면 되지만, 특히, 0.995∼0.850의 비율로 작게 하는 것이 바람직하다. VSWR의 개선을 위해서는 0.995이하의 비율로 하면 되고, 탄성표면파 필터의 특성 등에 악영향이 나오지 않도록 하기 위해서는 0.850이상의 비율로 하면 된다.
도 4에, 실시예와 종래예의 탄성표면파 필터의 특성을 나타낸다. 도 4a는 삽입손실, 도 4b는 입력측의 VSWR, 도 4c는 출력측의 VSWR이다. 여기에서, 실시예는 상기의 구체적인 설계 파라미터의 탄성표면파 필터(350)이며, 도 4에 있어서, 그 특성을 가는 선으로 나타내고 있다. 종래예는, 실시예의 탄성표면파 필터(350)의 IDT(303)의 전극지 피치와 IDT(302, 304)의 전극지 피치를 동일하게 2.108㎛로 하고, IDT(309)의 전극지 피치와 IDT(308, 310)의 전극지 피치를 동일하게 2.108㎛로 한 것 이외는 실시예와 동일하며, 도 4에 있어서, 그 특성을 굵은 선으로 나타내고 있다.
양자의 VSWR을 비교하면, 실시예의 탄성표면파 필터 쪽이, 종래예의 탄성표면파 필터보다도, 통과대역 내의 대부분의 주파수에 있어서, VSWR이 작아지고 있음(개선되어 있음)을 알 수 있다. 특히, 종래예의 탄성표면파 필터에 있어서 가장 컸던 통과대역 저주파 단에서의 입력 측 VSWR은, 실시예의 탄성표면파 필터에 있어서는 대폭으로 작아지고 있다.
한편, 주파수 935MHz 부근에 있어서는, 종래예의 탄성표면파 필터의 VSWR 쪽이, 실시예의 탄성표면파 필터의 VSWR보다도 작아지고 있다. 이것은, 주파수 935MHz 부근에 있어서는, 캐스케이드 접속 배선과 어스 패턴 사이의 기생용량이, 캐스케이드 접속점에 있어서의 임피던스 정합을 돕는 방향으로 작용하고 있었기 때문에, 실시예에서는, 그 기생용량의 작용을 저해한 결과, 반대로 캐스케이드 접속점에 있어서의 임피던스 정합이 악화해 버렸기 때문이다. 대역 내의 어느 주파수 영역에 있어서는, 캐스케이드 접속 배선과 어스 패턴 사이의 기생용량이, 캐스케이드 접속점에 있어서의 임피던스 정합을 돕고 있는 경우도 있기 때문에, 전극지 피치를 작게 하더라도, 반드시, 대역 내의 전 주파수에 있어서 VSWR이 개선한다고는 할 수 없다. 그러나 캐스케이드 접속선과 어스 패턴 사이의 기생용량은 일반적으로 과잉이며, 대역 내의 대부분의 주파수 영역에 있어서는, 캐스케이드 접속점에 있어서의 임피던스 정합을 악화시키는 요인이 되고 있다.
따라서, 실시예와 같이 전극지 피치를 좁게 하면, 대역 내의 많은 부분에 있 어서, VSWR을 작게 하는 효과가 있으며, 전체로서 보면, VSWR은 개선된다.
사용하는 압전기판의 비유전율이 크면 클수록, 또한, 통과대역의 주파수가 높으면 높을수록, 캐스케이드 접속선과 어스 패턴 사이의 기생용량의 영향이 너무 강해지는 경향이 있으므로, 실시예와 같이 전극지 피치를 좁게 하는 것이 VSWR의 개선에 유효하다.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 형태로 실시 가능하다.

Claims (7)

  1. 압전기판상에 탄성파의 전파방향을 따라 형성된 3개의 IDT를 각각 포함하는 2개의 종결합 공진자형(longitudinally-coupled-resonator-type) 탄성파 필터가 캐스케이드(cascade) 접속된 탄성파 필터로서,
    상기 종결합 공진자형 탄성파 필터의 적어도 한쪽은, 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 전극지(電極指;electrode finger)의 피치가 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 컨덕턴스(conductance) 피크의 주파수가 다른 상기 IDT의 컨덕턴스 피크의 주파수보다 높아지도록, 다른 상기 IDT의 전극지의 피치보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 종결합 공진자형 탄성파 필터는, 모두, 캐스케이드 접속된 상기 IDT의 전극지의 피치가 다른 상기 IDT의 전극지의 피치보다도 작은 것을 특징으로 하는 탄성파 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압전기판의 비유전율이 30이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 필터.
  4. 제1항에 있어서, 통과대역의 중심 주파수가 500MHz이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 IDT는, 각각, 탄성표면파의 전파방향을 맞추어 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 탄성파 필터.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제5항에 기재된 탄성파 필터를 사용한 것을 특징으로 하는 통신기.
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