KR100898480B1

KR100898480B1 - 필터

Info

Publication number: KR100898480B1
Application number: KR1020070073784A
Authority: KR
Inventors: 야스후미 카네다; 오사무 카와치; 세이이치 미토베; 코우타 오오쿠보
Original assignee: 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-05-19
Also published as: US7795999B2; US20080024246A1; KR20080011064A; EP1885064A2; CN101114823A; EP1885064A3; CN101114823B; JP2008035007A; EP1885064B1

Abstract

표면 탄성파 필터가 병렬 접속된 필터에 있어서 저손실이며 한편 고감쇠인 필터를 제공하는 것이다. 본 발명은 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout의 사이에 접속된 탄성 표면파 필터인 제1 필터(10)와, 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout의 사이에 제1 필터(10)와 병렬로 접속된 탄성 표면파 필터인 제2 필터(20)를 구비하고, 제1 필터(10)의 총 페어 수를 N1, 제2 필터(20)의 총 페어 수를 N2로 하였을 때, N2 ＜ N1인 것을 특징으로 하는 필터이다.

표면 탄성파, 저손실, 고감쇠, 필터, 입력 노드, 출력 노드, 병렬, 제1 필터, 제2 필터

Description

필터{FILTER}

본 발명은 필터에 관한 것으로 특히 병렬 접속된 탄성 표면파 필터를 가지는 필터에 관한 것이다.

최근, 이동통신 시스템의 발전에 수반하여 휴대 전화, 휴대 정보 단말 등이 급속히 보급되고 있다. 예를 들면, 휴대 전화 단말에 있어서는, 800MHz∼1.0GHz 대역 및 1.5GHz∼2.0GHz 대역이라고 하는 고주파 대역이 사용되고 있다. 이들 이동통신 시스템용의 기기에 이용되는 필터는, 통과 대역에 있어서의 삽입 손실은 낮고(저손실), 비통과 대역에 있어서의 감쇠량은 큰(고감쇠) 것이 요구되고 있다. 비통과 대역으로서 예를 들면 휴대 전화 단말의 송신용 필터에 있어서는 수신 대역에서의 고감쇠, 수신용 필터에 있어서는 송신 대역에서의 고감쇠가 요구되고 있다. 이러한 분야에 있어서는 탄성 표면파 소자를 이용한 탄성 표면파 필터가 이용되고 있다. 특허 문헌 1에는 통과 대역에 있어서의 삽입 손실의 향상을 위해서 이중 모드 필터를 병렬로 접속한 탄성 표면파 필터가 개시되어 있다.

<특허 문헌 1> 일본국 특허공개 2003-249842호 공보

탄성 표면파 필터를 병렬 접속함으로써 통과 대역의 삽입 손실은 저감할 수 있지만 비통과 대역의 감쇠량을 크게 하는 것은 어렵다. 그래서, 예를 들면 탄성 표면파 필터를 병렬 접속한 필터에 있어서 고감쇠화 하기 위해서 탄성 표면파 소자의 전극의 막 두께를 최적화하는 것도 생각될 수 있다. 그러나, 이 경우 필터의 임피던스(impedance)가 어긋나 통과 대역의 손실이 열화한다. 이와 같이 저손실이며 한편 고감쇠의 필터를 실현하는 것은 곤란하였다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 표면 탄성파 필터가 병렬 접속된 필터에 있어서, 저손실이며 한편 고감쇠가 가능한 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 하나의 입력 노드와 하나의 출력 노드의 사이에 접속된 탄성 표면파 필터인 제1 필터와, 상기 하나의 입력 노드와 상기 하나의 출력 노드의 사이에 상기 제1 필터와 병렬로 접속된 탄성 표면파 필터인 제2 필터를 구비하고, 상기 제1 필터의 총 페어(pair) 수를 N1, 상기 제2 필터의 총 페어(pair) 수를 N2로 하였을 때, N2/N1 ≤ 0.5인 것을 특징으로 하는 필터이다. 본 발명에 의하면 저손실이며 한편 고감쇠가 가능한 필터를 제공할 수가 있다.

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본 발명은, 하나의 입력 노드와 하나의 출력 노드의 사이에 접속된 탄성 표면파 필터인 제1 필터와, 상기 하나의 입력 노드와 상기 하나의 출력 노드의 사이에 상기 제1 필터와 병렬로 접속된 탄성 표면파 필터인 제2 필터를 구비하고, 상기 제1 필터의 총 페어 수와 즐형(櫛型) 전극의 교차폭의 곱(product)을 NAp1, 상기 제2 필터의 총 페어 수와 즐형 전극의 교차폭의 곱(product)을 NAp2로 하였을 때, NAp2/NAp1 ≤ 0.5인 것을 특징으로 하는 필터이다. 본 발명에 의하면 저손실이며 한편 고감쇠가 가능한 필터를 제공할 수가 있다.

삭제

상기 구성에 있어서, 상기 하나의 입력 노드와 상기 하나의 출력 노드의 적어도 한쪽에, 직렬 또는 병렬로 공진기를 구비하는 구성으로 할 수가 있다. 이 구성에 의하면, 한층 고감쇠화가 가능하게 된다.

상기 구성에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 이중 모드 필터인 구성으로 할 수가 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 입력 IDT 및 출력 IDT의 한쪽의 2개의 IDT의 사이에 상기 입력 IDT 및 상기 출력 IDT의 다른 한쪽의 하나의 IDT가 설치된 이중 모드 필터인 구성으로 할 수가 있다.

본 발명에 의하면 표면 탄성파 필터가 병렬 접속된 필터에 있어서, 저손실이며 한편 고감쇠가 가능한 필터를 제공할 수가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 실시예 1의 모식도를 나타내고, 도 2는 비교예의 모식도를 나타낸다. 도 1을 참조하면 실시예 1과 관련되는 필터(100)는 예를 들면 LiNbO₃ 또는 LiTaO₃ 등의 압전 기판(50) 상에 예를 들면 Al 등의 금속막으로 이루어지는 전극인 즐형 전극 IDT(Interdigital　Transducer) 및 반사기가 형성되어 있다. 필터(100)는 탄성 표면파 필터인 제1 필터(10) 및 제2 필터(20)와 공진기(30, 40)를 가지고 있다. 제1 필터(10)는 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout의 사이에 접속되어 있다. 제2 필터(20)는 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout의 사이에 제1 필터(10)와 병렬로 접속되어 있다. 이와 같이, 제1 필터(10)와 제2 필터(20)는 병렬 접속되어 있다. 공진기(30)는 노드 Nin과 입력 단자 Tin과의 사이에 직렬로 접속되고, 공진기(40)는 노드 Nout와 출력 단자 Tout의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 입력 단자 Tin 및 출력 단자 Tout는 각각 불평형 형태의 입력 단자 및 출력 단자로 되어 있다. 실시예 1의 후술하는 비교예와의 차이는 제1 필터(10)와 제2 필터(20)가 다른 구성인 것이다. 이의 자세한 것은 후술한다.

제1 필터(10)는 이중 모드 필터이고, 2개의 반사기 R1의 사이에 3개의 IDT11, IDT12, 및 IDT13이 설치되어 있다. IDT11과 IDT13은 출력 노드 Nout에 접속된 출력 IDT이고, IDT12는 입력 노드 Nin에 접속된 입력 IDT이다. 마찬가지로 제2 필터(20)는 2개의 반사기 R2의 사이에 IDT21, IDT22, 및 IDT23이 설치되어 있고, IDT21 및 IDT23은 출력 노드 Nout에 접속되고, IDT22는 입력 노드 Nin에 접속되어 있다. 이와 같이 제1 필터(10) 및 제2 필터(20)는 입력 IDT 및 출력 IDT의 한쪽의 2개의 IDT의 사이에 입력 IDT 및 출력 IDT의 다른 한쪽의 하나의 IDT가 설치된 필터이다. 공진기(30)는 2개의 반사기 R3의 사이에 IDT30이 설치되고, 공진기(40)는 2개의 반사기 R4의 사이에 IDT40이 설치되어 있다.

도 2를 참조하면 비교예와 관련되는 필터(102)는 도 1의 실시예 1과 마찬가지로 제1 필터(12), 제2 필터(22), 공진기(30) 및 공진기(40)가 접속되어 있다. 실시예 1과 달리 제1 필터(12)와 제2 필터(22)는 동일한 구성의 필터이다. 즉, 2개의 반사기 R10의 사이에 IDT1, IDT2, 및 IDT3이 설치되어 있다. IDT1 및 IDT3은 출력 노드 Nout에 접속되고, IDT2는 입력 노드 Nin에 접속되어 있다.

다음에, 실시예 1의 제1 필터(10) 및 제2 필터(20)의 구성에 대해서 설명한다. 여기서, 도 2의 제2 필터(22)를 참조하면 페어 수라는 것은 IDT의 입출력 전극(입력 또는 출력 노드에 접속된 전극)의 입출력 전극지(electrode finger)와 그라운드 전극(그라운드(ground)에 접속된 전극)의 그라운드 전극지의 페어를 하나의 페어(pair)로 하는 전극지의 수이다. 전극 파장 λ라는 것은 전극 피치(pitch)×2의 길이이다. 즐형 전극의 교차폭인 전극 교차폭 Ap라는 것은 IDT의 입출력 전극지와 그라운드(ground) 전극지가 겹치는 폭이다.

도 1을 참조하면 실시예 1의 제1 필터(10)의 전극 교차폭 Ap1은 93㎛이다. 또 IDT11, IDT12, 및 IDT13의 페어 수는 각각 11.5페어, 35.5페어, 및 32.5페어이고, 전극 파장은 각각 약 2.3㎛, 약 2.33㎛, 및 약 2.33㎛이다. 제2 필터(20)의 전극 교차폭 Ap2는 71㎛이다. 또 IDT21, IDT22, 및 IDT23의 페어 수는 각각 6.5페어, 11.5페어, 및 5.5페어이고, 전극 파장은 각각 약 2.32㎛, 약 2.3㎛, 및 2.34㎛이다. 공진기(30)의 전극 교차폭, 페어 수, 및 전극 파장은 각각 67㎛, 83페어, 및 약 2.28㎛이고, 공진기(40)의 전극 교차폭, 페어 수, 및 전극 파장은 각각 59㎛, 118페어, 및 약 2.28㎛이다.

도 2를 참조하면 비교예 2의 제1 필터(12) 및 제2 필터(22)의 전극 교차폭 Ap는 80㎛이다. 또 IDT1, IDT2, 및 IDT3의 페어 수는 각각 14페어, 44페어 및 14페어이고, 전극 파장은 각각 약 2.3㎛, 약 2.33㎛, 및 2.3㎛이다. 공진기(30) 및 공진기(40)의 전극 교차폭, 페어 수, 및 전극 파장은 각각 80㎛, 200페어, 및 약 2.29㎛이다.

실시예 1에 있어서의 제1 필터(10)의 IDT11, IDT12, 및 IDT13의 페어 수의 합인 총 페어(pair) 수 N1은 79.5페어, 전극 교차폭 Ap1은 93㎛, 제2 필터(20)의 총 페어(pair) 수 N2는 23.5페어, 전극 교차폭 Ap2는 71㎛이다. 따라서,

N2/N1 = 0.3,

Ap2/Ap1 = 0.76

이다.

또, 제1 필터(10)의 총 페어(pair) 수 N1과 전극 교차폭 Ap1의 곱을 NAp1, 제2 필터(20)의 총 페어(pair) 수 N2와 전극 교차폭 Ap2의 곱을 NAp2라고 하면,

NAp2/NAp1 = 0.26

이다.

여기서, 실시예 1과 관련되는 필터(100)와 비교예와 관련되는 필터(102)에 있어서는, 삽입 손실을 동일한 정도로 하기 위해, 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout 사이의 임피던스가 거의 동등하게 되도록 페어 수 및 전극 교차폭을 설계하고 있다. 실시예 1의 제1 필터(10)의 임피던스는 약 60Ω이고, 제2 필터(20)의 임피던스는 약 300Ω이다. 한편, 비교예의 제1 필터(12) 및 제2 필터(22)의 임피던스는 모두 약 100Ω이다. 따라서, 실시예 1, 비교예도 입력 노드 Nin과 출력 노드 Nout의 사이의 임피던스는 약 50Ω이다.

도 3은 실시예 1 및 비교예와 관련되는 필터의 통과 특성을 나타내는 도이다. 또, 주파수는 필터의 통과 대역의 중심값으로 규격화 되어 있다. 실시예 1(실선)과 비교예(파선)는 통과 대역에 있어서의 삽입 손실은 동일한 정도로 되어 있다. 이는 실시예 1의 제1 필터(10)와 제2 필터(20)를 병렬 접속했을 때의 임피던스와 비교예의 제1 필터(12)와 제2 필터(22)를 병렬 접속했을 때의 임피던스를 거의 같게 하였기 때문이다. 한편, 통과 대역의 고주파측의 대역(실시예 1 및 비교예의 필터가 송신 대역으로 한 경우, 수신 대역에 상당하는 대역) 1.04에서 1.08에 있어서, 실시예 1은 비교예와 비교해 감쇠량은 커지고 있다. 이와 같이 실시예 1에 의하면 탄성 표면파 필터가 병렬로 접속되어 있기 때문에 저손실화 할 수 있고, 한편 비교예에 대해 비통과 대역의 감쇠량을 크게 할 수가 있다.

다음에, 제1 필터(10) 및 제2 필터(20)의 페어 수, 전극 교차폭을 변화시킬 경우의 통과 대역의 고주파측의 대역 1.04로부터 1.08의 감쇠량(이 대역에서 가장 나쁜 감쇠량)을 계산하였다. 도 4 및 도 5는 제1 필터(10)의 총 페어(pair) 수 N1을 48로부터 80, 제2 필터(20)의 총 페어(pair) 수 N2를 18로부터 73, 제1 필터(10)의 전극 교차폭 Ap1을 27λ로부터 52λ, 제2 필터(20)의 전극 교차폭 Ap2를 17λ로부터 36λ, 전극 파장λ을 2㎛로부터 2.5㎛범위로 변화시키고, N2/N1 및 NAp2/NAp1에 대한 감쇠량을 나타낸 도이다. 도 4 및 도 5에 있어서 점은 각 계산 결과를 나타내고 곡선은 근사선을 나타낸다. 또, N2/N1, NAp2/NAp1가 1.0의 흰 원으로 둘러싼 점은 비교예에 상당하는 점, N2/N1, NAp2/NAp1이 0.2로부터 0.3 부근의 흰 원으로서 둘러싼 점은 실시예 1에 상당하는 점이다. 도 4로부터, N2/N1 ＜ 1로 하면 감쇠량은 커지고, N2/N1 ≤ 0.8로 하면 감쇠량은 급격하게 커진다. 도 5로부터, NAp2/NAp1 ＜ 1로 하면 감쇠량은 커지고, NAp2/NAp1 ≤ 0.8로 하면 감쇠량은 급격하게 커진다.

도 4 및 도 5와 같이 N2 ＜ N1 또는 NAp2 ＜ NAp1로 함으로써, 통과 대역의 고주파측의 감쇠량을 크게 할 수가 있다. 또한, N2/N1 ≤ 0.8 또는 NAp2/NAp1 ≤ 0.8로 하는 것이 바람직하다. N2/N1 ≤ 0.5 또는 NAp2/NAp1 ≤ 0.5로 하는 것이 한층 바람직하다. 또한, 입력 노드 Nin 및 출력 노드 Nout의 적어도 한편에 직렬 또는 병렬로 공진기를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의해 통과 대역의 고주파측에 감쇠극(attenuation pole)을 형성할 수가 있다. 따라서, 한층 더 통과 대역의 고주파측의 감쇠를 크게 할 수가 있다. 또, 입력 노드 Nin에 직렬의 공진기를 가진다는 것은 입력 노드 Nin과 입력 단자 Tin과의 사이에 공진기를 가지는 것이다. 한편, 입력 노드 Nin에 병렬의 공진기를 가진다는 것은 입력 노드 Nin과 그라운드의 사이에 공진기를 가지는 것이다. 출력 노드에 대해서도 마찬가지이다. 실시예 1은 이중 모드 필터의 예를 나타냈지만 다른 탄성 표면파 필터에 적용할 수도 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 상술하였지만, 본 발명은 관계되는 특정의 실시예에 한정되는 것은 아니고 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.

도 1은 실시예 1과 관련되는 필터의 모식도이다.

도 2는 비교예와 관련되는 필터의 모식도이다.

도 3은 실시예 1 및 비교예와 관련되는 필터의 통과 특성을 나타내는 도이다.

도 4는 N2/N1에 대한 통과 대역의 고주파측의 감쇠량의 계산 결과이다.

도 5는 NAp2/NAp1에 대한 통과 대역의 고주파측의 감쇠량의 계산 결과이다.

<부호의 설명>

10, 12　　　제1 필터

20, 22　　　제2 필터

30, 40　　　공진기

50　　　　　압전 기판

100, 102　 필터

Nin　　　　 입력 노드

Nout　　　 출력 노드

Tin　　　　 입력 단자

Tout　　　 출력 단자

Claims

하나의 입력 노드와 하나의 출력 노드의 사이에 접속된 탄성 표면파 필터인 제1 필터와,

상기 하나의 입력 노드와 상기 하나의 출력 노드의 사이에 상기 제1 필터와 병렬로 접속된 탄성 표면파 필터인 제2 필터를 구비하고,

상기 제1 필터의 총 페어 수를 N1, 상기 제2 필터의 총 페어 수를 N2로 하였을 때,

N2/N1 ≤ 0.5

이고,

상기 하나의 입력 노드 및 상기 하나의 출력 노드의 적어도 한쪽에, 직렬 또는 병렬로 공진기를 가지고,

상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 입력 IDT 및 출력 IDT의 한쪽의 2개의 IDT의 사이에 상기 입력 IDT 및 상기 출력 IDT의 다른 한쪽의 하나의 IDT가 설치된 이중 모드 필터인 것을 특징으로 하는 필터.
삭제
하나의 입력 노드와 하나의 출력 노드의 사이에 접속된 탄성 표면파 필터인 제1 필터와,

상기 하나의 입력 노드와 상기 하나의 출력 노드의 사이에 상기 제1 필터와 병렬로 접속된 탄성 표면파 필터인 제2 필터를 구비하고,

상기 제1 필터의 총 페어 수와 즐형 전극의 교차폭의 곱을 NAp1, 상기 제2 필터의 총 페어 수와 즐형 전극의 교차폭의 곱을 NAp2로 하였을 때,

NAp2/NAp1 ≤ 0.5

이고,

상기 하나의 입력 노드 및 상기 하나의 출력 노드의 적어도 한쪽에, 직렬 또는 병렬로 공진기를 가지고,

상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 입력 IDT 및 출력 IDT의 한쪽의 2개의 IDT의 사이에 상기 입력 IDT 및 상기 출력 IDT의 다른 한쪽의 하나의 IDT가 설치된 이중 모드 필터인 것을 특징으로 하는 필터.
삭제
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제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 이중 모드 필터인 것을 특징으로 하는 필터.
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