KR100883247B1 - 탄성 표면파 필터 - Google Patents

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후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
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Abstract

저손실로, 광대역의 감쇠 특성이 얻어지는 탄성 표면파 필터를 제공한다. 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치가, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있다.
Figure R1020047008860
압전 기판, 필터, 공진자, 캐스케이드

Description

탄성 표면파 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}
본 발명은, 저손실로, 광대역의 감쇠 특성을 갖는 탄성 표면파(SAW) 필터에 관한 것이다.
최근, 탄성 표면파 필터는 송수신 시의 불필요한 신호를 억제할 목적으로 휴대 전화기 등으로 그 용도가 넓어지고, 또한 수요가 증가하고 있다. 일례로서, 탄성 표면파 필터는 휴대 전화기의 고주파(RF) 회로부에 사용된다. 그리고, 탄성 표면파 필터는 그 특성으로서 삽입 손실이 적고, 또한 광대역인 감쇠 특성이 얻어지는 것이 기대되고 있다.
도 1은 종래의 탄성 표면파 필터의 일 구조예의 평면도이다. 도 1에서, 탄성 표면파 필터는 LiTaO3 혹은 LiNbO3 등의 압전 기판(1) 상에 1조의 반사 전극(2-1, 2-2)이 형성되어 있다.
또한, 1조의 반사 전극(2-1, 2-2) 간에, 상기 압전 기판(1) 상에 복수개(도 1의 예에서는 3개)의 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3)이 형성되어 있다. 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3)은 각각 복수의 핑거 전극을 갖고 구성되어 있다.
빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3)을 구성하는 복수의 핑거 전극은, 한개걸러 교대로 공통으로 접지되고, 또한 공통으로 접지된 핑거 전극 간에 삽입되는 핑거 전극이 한개걸러 공통으로 입력단 또는 출력단에 접속되어 있다.
도 1의 예에서는, 중앙의 빗형 전극(3-2)의 핑거 전극이 한개걸러 공통으로 입력단 IN에 접속되고, 빗형 전극(3-1, 3-3)의 핑거 전극이 한개걸러 공통으로 출력단에 접속되어 있다. 또한, 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3)의 핑거 전극 간의 간격(이하 전극 피치라고 함)은 동일한 크기로 설정되어 있다.
입력단 IN에 입력되는 신호는 필터의 통과 대역 특성에 의해 특성지어져 출력단 OUT에 출력된다. 이 때, 탄성 표면파에 의해 필터 전체에서 공진 파장을 갖는 제1 정재파, A와 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3)마다 공진 파장을 갖고, 빗형 전극(3-2)에서 극성이 반전하는 제2 정재파 B를 갖는다. 따라서, 도 1의 예에서는 2개의 공진 모드를 갖는 다중 모드 필터를 구성하고 있다.
이들 제1 정재파 A에 의한 공진 특성과 제2 정재파 B에 의한 공진 특성에 의해, 통과 대역 특성이 결정된다.
도 2는 도 1의 구성의 필터를 단위로 하여 캐스케이드로 복수조 접속하여 구성되는 탄성 표면파 필터이다. 도 2와 같이 필터를 캐스케이드로 접속함으로써, 주파수 대역 단부에서의 감쇠 특성을 보다 급격하게 하는 것이 가능하다.
또한, 도 2에서는 압전 기판(1)을 생략하여 도시하고 있지만, 하나의 압전 기판(1)에 2조의 반사 전극(2-1, 2-2), (2-3, 2-4)이 형성되고, 각각의 조의 반사 전극 간에 3개의 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3), (3-4, 3-5, 3-6)이 형성되어 있다.
이 도 2의 형태도 정재파에 의한 복수의 공진 모드를 갖는 다중 모드 필터이 다.
이와 같은, 다중 모드 필터에 의한 통과 대역 특성의 일례를 도 3에 도시한다. 종축에 감쇠량, 횡축에 주파수를 나타내고 있다. 최소 감쇠값으로부터 3㏈ 더 감쇠하는 저역측 주파수와, 고역측 주파수의 범위를 통과 대역폭이라고 한다.
상기한 최소 감쇠값이 작고, 통과 대역폭이 광대역인 것이 이상적인 필터로서 요구된다.
여기서, 먼저 도 1에서 설명한 바와 같이, 빗형 전극(3-1, 3-2, 3-3), 도 2의 예에 있어서는 또한 빗형 전극(3-4, 3-5, 3-6) 모두에 있어서, 핑거 전극 간의 전극 피치는 동일한 크기이다.
또한, 빗형 전극(3-1∼3-6) 각각의 최외측의 핑거 전극의 간격, 즉 인접하는 빗형 전극과의 간격, 예를 들면 빗형 전극(3-1)과 빗형 전극(3-2)의 간격을, 필터 특성의 통과 대역폭을 광대역화하기 위해서는, 핑거 전극 피치와는 다른 길이로 설정할 필요가 있었다. 그러나, 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극의 간격을 핑거 전극 피치와는 다른 길이로 설정하는 경우, 인접하는 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극의 간격 GAP에 있어서, 공진 파장의 위상에 불연속이 발생한다.
도 4는 도 1의 구성에서 중앙의 빗형 전극(3-2)을 중심에서 절반으로 나눈 좌측 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 우측 부분은, 도 4에 대칭되는 구성이기 때문에, 도시를 생략한다.
빗형 전극(3-1)과 빗형 전극(3-2)에서의 핑거 전극 간의 전극 피치의 크기는 균일하다. 또한, 도 4에서, 빗형 전극(3-1)의 최외측 핑거 전극과 빗형 전극(3-2) 의 최외측 핑거 전극 사이에 간극 GAP가 발생하고 있다. 이 간극 GAP의 크기가 빗형 전극(3-1)과 빗형 전극(3-2)에서의 전극 피치의 크기와 같지 않은 경우에는, 빗형 전극(3-1)에 발생하는 탄성 표면파 SAW1과 빗형 전극(3-2)에 발생하는 탄성 표면파 SAW2에 위상의 불연속이 발생한다.
이 탄성 표면파의 위상의 불연속성을 압전 기판(1)의 단면 방향으로부터 관찰한 도 5에 의해 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 간극 GAP에서, 탄성 표면파 SAW1과 SAW2의 불연속이 발생하고, 이에 의해 압전 기판(1)에 침투하는 벌크파 방사(4)가 발생한다.
이 벌크파 방사(4)가 탄성 표면파 필터의 전파 손실의 큰 원인이 된다. 이 때문에, 탄성 표면파의 위상의 연속성을 유지하는 것이 필요하다.
탄성 표면파의 연속성을 유지하기 위한 방법으로서, 독일 특허 공보 DE4212517호에 기재된 기술이 있다. 이 기술은 인접하는 빗형 전극 간에 처프 함수 혹은 정현파에 따라서 전극을 배치하여 의사적인 반복 구조를 삽입하는 것이다.
그러나, 일반적으로 인접하는 빗형 전극 간의 간격 GAP가 커지면 전파 손실이 커지는 경향이 있고, 따라서 상기 독일 특허 공보에 개시된 바와 같은 의사적인 반복 구조를 삽입할 수 있을 정도로 인접한 빗형 전극 간의 간격 GAP가 큰 것은 바람직한 것은 아니다.
<발명의 개시>
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안하여, 저손실로, 광대역의 감쇠 특성이 얻어지는 탄성 표면파 필터를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 보다 구체적으로는 압전 기판 상에 적어도 1조의 반사 전극을 설치하고, 그 반사 전극 간에 입출력 빗형 전극을 설치하고, 반사 전극 간 내에서 탄성 표면파를 여진하는 탄성 표면파 필터를 전제로 하고, 상기 빗형 전극 간의 탄성 표면파의 위상의 불연속성에 의한 전파 손실을 저감한 탄성 표면파 필터를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제1 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 한쪽 빗형 전극의 전극 피치가 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제2 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 갖고, 상기 복수조의 필터 각각은, 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치가, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제3 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 각각의 빗형 전극의 전극 피치가, 인접하는 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에 의해 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제4 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 갖고, 상기 복수조의 필터 각각은, 상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 각각의 빗형 전극의 전극 피치가, 인접하는 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제5 양태로서, 상기 제1 또는 제2 양태에 있어서, 상기 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽이, 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제6 양태로서 상기 제3 또는 제4 양태에 있어서, 상기 인접하는 2개의 빗형 전극 각각이 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제7 양태로서 상기 제1 또는 제2 양태에 있어서, 상기 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽의 전극 피치가, 순차 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제8 양태로서, 상기 제3 또는 제4 양태에 있어서, 상기 인접하는 2개의 빗형 전극 각각의 전극 피치가 순차 다르게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제9 양태로서, 상기 제1 또는 제3 양태에 있어서, 상기 인접하는 2개의 빗형 전극은, 입력용 빗형 전극과 출력용 빗형 전극인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제10 양태로서, 상기 제2 또는 제4 양태에 있어서, 상기 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 중, 제1단째의 조의 상기 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽이 입력용 빗형 전극으로, 최종단의 조의 상기 인접하는 2개의 빗형 전극의 다른 쪽이 출력용 빗형 전극인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제11 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 탄성 표면파 공진자와, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 상기 탄성 표면파 공진자와 직렬로 접속된 다중 모드 필터를 갖고, 상기 다중 모드 필터는 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치가, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제12 양태로서, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 탄성 표면파 공진자와, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 상기 탄성 표면파 공진자와 직렬로 각각 접속된 제1 및 제2 다중 모드 필터를 갖고, 상기 제1 및 제2 다중 모드 필터 각각은, 1조의 반사 전극과, 상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 갖고, 상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극에 관하여, 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치가 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에 있어서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제13 양태로서, 제11 또는 제12 양태에 있어서, 상기 탄성 표면파 공진자에 제2 탄성 표면파 공진자가 병렬로 더 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 달성하는 본 발명의 탄성 표면파 필터는, 제14 양태로서, 제12 양태에 있어서, 상기 탄성 표면파 공진자는, 불평형의 입력단 또는 불평형의 출력단에 접속되고, 상기 제1 및 제2 다중 모드 필터의 단자 사이가 대응하는 평형의 출력단 또는 평형의 입력단에 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징은 도면에 따라 이하에 설명되는 발명의 실시 형태로부터 더 분명해진다.
도 1은 종래의 탄성 표면파 필터의 일 구조예의 평면도.
도 2는 도 1의 구성의 필터를 캐스케이드로 접속하여 구성되는 탄성 표면파 필터.
도 3은 다중 모드 필터에 의한 통과 대역 특성의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 도 1의 구성에서 중앙의 빗형 전극(3-2)을 중심으로부터 절반으로 나눈 좌측 부분을 확대하여 도시하는 도면.
도 5는 탄성 표면파의 위상의 불연속성을 압전 기판(1)의 단면 방향으로부터 관찰한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태예로, 도 4와 마찬가지로 압전 기판(1)을 생략하여 전극 구조만을 도시한 평면도.
도 7은 도 6의 실시 형태예로, 빗형 전극(3-1)의 최외측의 핑거 전극(322)과의 간격에 있어서, 탄성 표면파의 위상을 연속시키는 것을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태예.
도 9는 또 다른 실시 형태예.
도 10은 도 9의 실시 형태예에서, 2단으로 캐스케이드 접속한 실시예에 대하 여 측정한 통과 대역 특성을 도시하는 도면.
도 11은 탄성 표면파(SAW) 공진자를 다중 모드 필터에 직렬로 접속한 탄성 표면파 필터의 일 구성예.
도 12는 도 11의 필터 구성에 대하여, 또 별개의 다중 모드 필터(21)를 다중 모드 필터(20)에 병렬로 접속한 구성예.
도 13은 도 12A의 구성에서, 다중 모드 필터(20, 21) 각각의 빗형 전극에 본 발명을 적용한 탄성 표면파 필터의 특성도.
도 14는 도 13의 특성도의 통과 대역 영역을 확대하여 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태예로, 도 4와 마찬가지로 압전 기판(1)을 생략하여 전극 구조만을 도시한 평면도이다. 이하의 실시 형태예에서도 마찬가지이다. 또한, 도 6은 도 4에 도시한 바와 마찬가지로, 도 1의 구성에서 중앙의 빗형 전극(3-2)을 중심으로부터 절반으로 나눈 좌측 부분을 확대하여 도시하는 도면이다.
또한, 도 6의 탄성 표면파 필터는 실시예로서 리키(Leaky) 탄성 표면파를 사용하고 있다.
도 6에 도시하는 실시 형태예의 특징은, 중앙의 빗형 전극(3-2)의 전극 피치 P4는 그대로 유지하고, 빗형 전극(3-2)에 인접하는 빗형 전극(3-1)(우측 절반의 구성에서는 빗형 전극(3-3))을 복수의 블록으로 구분한 점에 있다. 도 6에 도시하는 예에서는 빗형 전극(3-1)은 3개의 블록(31, 32, 33)으로 구분되어 있다.
또한, 3개의 블록(31, 32, 33) 각각에는 각각 단계적으로 전극 피치 P1, P2, P3으로 다르게 하고 있다. 이에 따라 빗형 전극(3-2)의 최외측의 핑거 전극(321)과, 빗형 전극(3-1)의 최외측의 핑거 전극(322)의 간격에 있어서, 탄성 표면파의 위상을 연속시킬 수 있다.
이 형태가 도 7에 도시된다. 도 7A는 도 5를 도시한 도면으로, 빗형 전극(3-1, 3-2) 사이에 탄성 표면파 SAW1과 SAW2 사이에 위상의 불연속이 발생하였다. 도 7B는 도 6의 실시 형태예에 따른 도면으로, 빗형 전극(3-1)을 복수로 구분한 블록(33)의 전극 피치에 따라 빗형 전극(3-2)의 최외측의 핑거 전극과의 간격이 조정되어 있다.
이에 의해, 빗형 전극(3-1)의 블록(33)의 탄성 표면파 SAW1과 빗형 전극(3-2)의 탄성 표면파 SAW2 사이의 탄성 표면파의 위상이 연속하여, 압전 기판에 침투하는 벌크파 방사를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태예이다. 이 실시 형태예에서는 빗형 전극(3-1)의 피치를 순차 다르게 하여, 빗형 전극(3-2) 끝의 핑거 전극 사이의 파장 위상을 연속하도록 구성하고 있다.
특히, 도 8에서는 빗형 전극(3-1)의 중심으로부터 양 방향으로 예를 들면, P4<P3<P2<P1=P1'>P2'>P3'>P4'의 관계를 갖도록 전극 피치의 크기를 조정하여 빗형 전극(3-2) 및 반사 전극(2-1) 사이에서도 탄성 표면파의 위상이 연속하도록 하고 있다.
도 9는 또 다른 실시 형태예이다. 앞의 실시 형태예에서는, 빗형 전극(3-1) 및 도시 생략된 우측 부분의 빗형 전극(3-3)만의 전극 피치를 조정하여 인접하는 중앙의 빗형 전극(3-2) 사이에서 탄성 표면파의 위상의 연속성을 실현하였다.
이에 대하여, 도 9에 도시하는 실시 형태예에서는 빗형 전극(3-2)에도 전극 피치를 조정하도록 하고 있다. 이에 따라 빗형 전극(3-1, 3-3)만에 의한 경우에 비하여, 전극 피치의 조정이 용이하다.
이 실시 형태예에서는 빗형 전극(3-1)을 3개의 블록(31, 32, 33)으로 구분하고, 각각의 전극 피치는 P1, P2, P3이다. 한편, 빗형 전극(3-2)도 3개의 블록(21, 22, 23)(도시 생략된 빗형 전극(3-2)의 우측 부분의 블록(21)에 대응하는 블록)으로 구분되어 있다. 빗형 전극(3-2)의 3개의 블록(21, 22, 23)의 전극 피치는 P4, P5, P4이다. 또, 도 9에서 빗형 전극(3-2)의 블록(23) 및 블록(22)의 우측 절반은 도면에는 도시하지 않는다.
실시예로서 이들 전극 피치 P1, P2, P3, P4, P5의 비율은, 빗형 전극(3-2)의 중앙의 블록(22)의 전극 피치 P5를 기준치 "1"로 하면 , 다음과 같은 관계로 설정되어 있다.
P1=0.9976
P2=0.9669
P3=0.8986
P4=0.9375
P5=1
도 10은 도 9의 실시 형태예에서, 전극 피치 P5를 기준으로 하여 전극 피치 P1, P2, P3, P4, P5의 관계를 상기한 바와 같이 설정하고, 또한 도 2에 도시한 바와 같이 2단으로 캐스케이드 접속한 실시예에 대하여 측정한 통과 대역 특성을 도시하는 도면이다.
도 10에서, 특성 A는 본 발명의 탄성 표면파 필터의 통과 대역 특성이고, 특성 B는 전극 피치의 조정이 행해지지 않은 종래의 탄성 표면파 필터의 통과 대역 특성을 도시하고 있다.
도 10에서의 비교에 의해, 본 발명에 따른 탄성 표면파 필터에서는 전극 피치의 조정이 행해지지 않은 종래의 탄성 표면파 필터의 특성 B에 대하여, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 특성 A는, 삽입 손실로서 약 1㏈ 개선(ML)되어 있다. 또한, 본 발명의 탄성 표면파 필터의 통과 대역폭 I는, 종래의 탄성 표면파 필터의 통과 대역폭 II보다 크게 광대역화되어 있는 것을 알 수 있다.
여기서, 상기한 각 실시 형태에서는 복수의 빗형 전극에 관하여, 3개의 빗형 전극의 경우만을 나타내고 있지만, 본 발명의 적용은 이에 한정되지는 않는다. 입출력용 빗형 전극을 각각 1개씩 형성한 필터에도, 혹은 3개 이상의 빗형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태예에서는 도 1의 구성을 필터 단위로 하여 도시되어 있지만, 도 2에 도시한 바와 같이 2단으로, 혹은 그 이상의 다단으로 복수조의 필터 단위를 캐스케이드 접속한 탄성 표면파 필터에 있어서, 각각의 필터 단위로 본 발명에 따른 빗형 전극에서의 전극 피치를 조정하는 적용도 가능하다.
또한, 도 6과 도 8의 실시 형태예에서, 중앙의 빗형 전극(3-2)의 전극 피치 를 고정하고, 이것과 인접하는 빗형 전극(3-1(3-3))의 전극 피치를 조정하고 있지만, 반대로 빗형 전극(3-1(3-3))의 전극 피치를 고정하고, 중앙의 빗형 전극(3-2)의 전극 피치를 조정하도록 구성해도 된다.
여기서, 탄성 표면파 필터의 형태로서, 탄성 표면파(SAW) 공진자를 다중 모드 필터에 직렬로 접속함으로써, 감쇠 특성을 개선하는 방법이 알려져 있다.
도 11은 상기한 필터 전체의 삽입 손실의 저감 및 광대역 특성을 얻기 위한 구성으로서 SAW 공진자를 다중 모드 필터에 직렬로 접속한 탄성 표면파 필터의 일 구성예이다.
도 11A의 구성은, 압전 기판(1) 상에 SAW 공진자(10)와 다중 모드 필터(20)를 구성하는 전극이 형성되고, 이들을 직렬로 접속한 구성이다. 도 11A의 예에서는, 또한 SAW 공진자(10)측을 불평형 입력 IN으로 하고, 다중 모드 필터(20)로부터 불평형 출력을 얻는 구성이다. 이 입출력 관계는 반대로 하는 것도 가능하다.
도 11B는 도 11A의 구성에 대하여, SAW 공진자(10)에 병렬로 다른 SAW 공진자(11)를 더 접속한 구성이다. 이 구성에서는, 보다 바람직한 필터 특성이 얻어진다.
도 12는 압전 기판(1)을 생략하여 도시하고 있지만, 도 11A, 도 11B의 필터 구성에, 별개의 다중 모드 필터(21)를 다중 모드 필터(20)에 더 병렬로 접속한 구성예이다. 이 도 12의 구성에서는, 입력 또는 출력측을 평형으로 할 수 있어, 불평형-평형 변환이 필요한 회로에서 적용하는 것이 유리하다.
본 발명은 이러한 도 11, 도 12에 도시하는 SAW 공진자(10)와 다중 모드 필 터(20, 21)를 직렬로 접속한 구성의 탄성 표면파 필터에 있어서, 복수(도 11, 도 12에서는 3개)의 빗형 전극을 갖는 상기한 다중 모드 필터(20, 21)에 본 발명을 적용할 수 있다.
도 13, 도 14는 도 12B의 구성에 있어서, 다중 모드 필터(20, 21) 각각의 빗형 전극에 본 발명을 적용하여, 빗형 전극과 반사 전극 사이에서 탄성 표면파의 위상을 연속으로 한 탄성 표면파 필터의 특성(실선 A)과, 도 12B의 구성에 있어서 본 발명을 적용하지 않고, 따라서 빗형 전극과 반사 전극 간에서 탄성 표면파의 위상에 불연속을 발생하고 있는 종래의 탄성 표면파 필터의 특성(파선 B)을 비교하는 도면이다.
도 13, 도 14에서, 횡축은 정규화된 주파수로, 종축에 통과 손실을 도시하고 있다. 또한, 도 14는 도 13의 특성도에서의 통과 대역 영역 부분을 확대하여 도시하는 도면이다.
또한, 실선 A의 특성을 갖는 본원 발명의 탄성 표면파 필터는 이하의 사양을 갖고 있다.
도 12B의 구성에 있어서, 다중 모드 필터(20, 21)는,
좌측 반사 전극-3개의 빗형 전극(IDT1-IDT2-IDT1)-우측 반사 전극을 나열하여 구성되어 있다.
또한, 이들 빗살 무늬 전극 쌍수는, 좌측 및 우측 반사 전극에서 각각 (52), 3개의 빗형 전극의 전극 쌍수는 [(13-2-1.5)-(2-13.5-2)-(1.5-2-13)]이다.
전극 피치는 좌측 반사 전극이 2.07㎛, 우측 반사 전극이 2.06㎛,
3개의 빗형 전극의 전극 피치는,
(2.065-1.995-1.855)-(1.920-2.040-1.92)-(1.855-1.995-2.065)㎛이다.
또한, 전극 교차폭은 61㎛이다.
또한 직렬의 SAW 공진자(10)의 구성은, (반사 전극-IDT-반사 전극)이고, 전극 쌍수는 50-105-50이다.
전극 피치는 2.007-2.007-2.007㎛, 교차폭은 43㎛이다.
병렬의 SAW 공진자(11)의 구성은 (반사 전극-IDT-반사 전극)이고, 전극 쌍수는 50-67-50이다.
전극 피치는 2.067-2.087-2.067㎛, 교차폭은 55㎛이다.
한편, 파선 B의 특성을 갖는 종래 구성의 탄성 표면파 필터는 이하의 사양을 갖고 있다.
도 12B의 구성에서, 다중 모드 필터(20, 21)의 전극 쌍수 및 전극 피치가 실선 A의 본 발명을 적용한 탄성 표면파 필터와 서로 다르다.
다중 모드 필터(20, 21)에서, 전극 쌍수는, 좌측 및 우측 반사 전극에서 (60), (40)이고, 3개의 빗형 전극의 전극 쌍수는 [(10.5)-(14.5)-(10.5)]이다.
전극 피치는 좌측 반사 전극이 2.05㎛, 우측 반사 전극이 2.05㎛,
3개의 빗형 전극의 전극 피치는 2.05-2.01-2.05㎛이고, 교차폭은 60㎛이다.
여기서, 도 13, 도 14에서의 실선 A와 파선 B의 특성의 비교에 있어서, 파선 B의 특성을 갖는 종래의 탄성 표면파 필터는 소정의 대역폭을 갖는 것을 전제로 하여 설계값을 정하고 있다. 또한, 실선 A의 특성을 갖는 본 발명을 적용한 탄성 표 면파 필터는 마찬가지로 상기한 소정의 대역폭을 갖는 것을 전제로 하여 설계값을 정하고 있다.
따라서, 상기한 바와 같이, 실선 A의 특성을 갖는 본 발명을 적용한 탄성 표면파 필터와 파선 B의 특성을 갖는 종래의 탄성 표면파 필터 각각의 다중 모드 필터(20, 21)에서의 빗형 전극 쌍수는 다르지만, SAW 공진자와 다중 모드 필터의 직렬 접속으로 이루어지는 탄성 표면파 필터에도 본 발명의 적용이 가능하여, 급격한 통과 대역이 손상되지 않으며, 더 나아가 본 발명에 의해 삽입 손실을 작게 할 수 있는 것을 이해할 수 있다.
이상 도면에 따라 실시 형태예를 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의해, 전송 손실 및 통과 대역폭을 종래예에 비하여 개선할 수 있는 탄성 표면파 필터를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극
    을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되고,
    다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 전극 피치는, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 빗형 전극과 다른 쪽의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  2. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 구비하고,
    상기 복수조의 필터 각각은,
    1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되고,
    다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 전극 피치는, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 빗형 전극과 다른 쪽의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  3. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극 각각은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되고,
    상기 2개의 빗형 전극의 인접하는 각각의 블록의 전극 피치는, 각각의 블록의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  4. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 구비하고,
    상기 복수조의 필터 각각은,
    상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극 각각은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치는 다르게 설정되고, 상기 2개의 빗형 전극의 인접하는 각각의 블록의 전극 피치는, 각각의 블록의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  5. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치는, 순차 다르게 설정되고, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  6. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성된 1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 간에 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극 각각의 전극 피치는, 순차 다르게 설정되고, 인접하는 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 인접하는 2개의 빗형 전극은, 입력용 빗형 전극과 출력용 빗형 전극인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  8. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 중, 제1단째의 조의 상기 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽이 입력용 빗형 전극이고, 최종단의 조의 상기 인접하는 2개 의 빗형 전극의 다른 쪽이 출력용 빗형 전극인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  9. 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 탄성 표면파 공진자와, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 상기 탄성 표면파 공진자와 직렬로 접속된 다중 모드 필터를 구비하고, 상기 다중 모드 필터는,
    1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되고,
    다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 전극 피치는, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 빗형 전극과 다른 쪽의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  10. 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성된 탄성 표면파 공진자와, 상기 압전 기판 상에 형성되고, 상기 탄성 표면파 공진자와 직렬로 각각 접속된 제1 및 제2 다중 모드 필터를 구비하고, 상기 제1 및 제2 다중 모드 필터의 각각은,
    1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽은, 3개 이상의 복수의 블록으로 구분되고, 상기 구분된 3개 이상의 복수의 블록마다 전극 피치가 다르게 설정되고,
    다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 전극 피치는, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 다른 쪽의 빗형 전극에 인접하는 하나의 블록의 빗형 전극과 다른 쪽의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 탄성 표면파 공진자에 제2 탄성 표면파 공진자가 병렬로 더 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 표면파 공진자는, 불평형의 입력단 또는 불평형의 출력단에 접속되고,
    상기 제1 및 제2 다중 모드 필터의 단자 간이 대응하는 평형의 출력단 또는 평형의 입력단에 접속되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  13. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 구비하고,
    상기 복수조의 필터 각각은,
    1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 한쪽의 빗형 전극의 전극 피치는, 순차 다르게 설정되고, 인접하는 다른 쪽의 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  14. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성되고, 캐스케이드 접속된 복수조의 필터 단위를 구비하고,
    상기 복수조의 필터 각각은,
    1조의 반사 전극과,
    상기 1조의 반사 전극 사이에서 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 빗형 전극을 구비하고,
    상기 복수의 빗형 전극의 인접하는 2개의 빗형 전극의 각각의 전극 피치는, 순차 다르게 설정되고, 인접하는 빗형 전극의 최외측의 핑거 전극과의 간격에서, 상기 2개의 빗형 전극에서 생성되는 탄성 표면파의 위상이 연속적으로 변화하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
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