KR19990024026A - 탄성 표면파 필터 - Google Patents

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KR19990024026A
KR19990024026A KR1019980035330A KR19980035330A KR19990024026A KR 19990024026 A KR19990024026 A KR 19990024026A KR 1019980035330 A KR1019980035330 A KR 1019980035330A KR 19980035330 A KR19980035330 A KR 19980035330A KR 19990024026 A KR19990024026 A KR 19990024026A
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무라따 미치히로
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Abstract

SH 타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 종결합형 탄성 표면파 필터는, 2개의 대향하는 단면을 갖는 압전 기판과, 각각 복수의 전극지를 가지며 압전 기판상에 배치되는 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서를 포함하며, 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한쪽 인터디지탈 트랜스듀서에 의해 여기된 SH타입의 표면파가 2개의 대향하는 단면사이에서 반사되어 정재파를 형성한다. 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답의 주파수 위치와 근접한다.

Description

탄성 표면파 필터
본 발명은 전단 수평(shear horizontal; 이하, SH이라 함)타입 표면파를 이용한 탄성 표면파 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종결합형의 탄성 표면파(이하, SAW라 한다) 필터에 관한 것이다.
표면파를 이용한 종결합형의 이중 모드 SAW 필터는, 다양한 SAW 소자의 한 예로서 알려져 있다. 이러한 종류의 종결합형의 SAW 필터의 예를 도 1에 나타낸다.
SAW 필터(51)는 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서(이하, IDT라 함) (53, 54)가 직사각형의 압전 기판(52)상에 배치된 구조를 갖는다. 반사기(55, 56)는 IDT(53, 54)에 의해 여기되는 표면파의 전파 방향을 따라서 IDT(53, 54)의 양측에 배치된다.
SAW 필터(51)에 있어서, IDT(53)의 한 쪽의 빗형상 전극(53a)은 입력단이며, 다른 IDT(54)의 한 쪽의 빗형상 전극(54a)은 출력단이다. IDT(53, 54)의 다른 쪽의 빗형상 전극(53b, 54b)은 접지 전위에 접속된다.
IDT(53)에 입력 전압이 인가된 경우, 표면파가 여기되고 여기된 표면파는 IDT(53)의 전극지가 연장되는 방향에 수직인 방향으로 전파된다. 그 후, 탄성 표면파가 반사기(55, 56)사이에서 반사되어 정재파(定在波; standing wave)가 된다. 이러한 정재파에 의거하는 출력이 IDT(54)에 의해 끌어내어진다. 이 경우, 표면파로서 기본 모드와 고차 모드(반대칭 모드)가 여기된다. 따라서, SAW 필터(51)는 종결합형의 이중 모드 SAW 필터로서 동작한다.
종래의 종결합형의 SAW 필터(51)는, 반사기(55, 56)를 갖기 때문에, 필터의 전체 칫수가 매우 크다는 문제가 있다. 또한, SAW 필터(51)에 있어서, 압전 기판(2)의 전기 기계 결합 계수가 그다지 크지 않기 때문에, 협대역의 필터만을 달성할 수 있었다.
일본국 특허공개 평9-69751호 공보에는, 도 2에 도시된 SH타입 표면파를 이용한 단면 반사형의 종결합형의 탄성 표면파 필터가 개시되어 있다. 이 필터는 도 1에 나타낸 필터의 문제점을 해결할 수 있다고 되어 있다.
도 2에 나타낸 SAW 필터(61)는 직사각형의 압전 기판(62)을 포함한다. 압전 기판(62)은 2개의 대향하는 단면(62a, 62b)을 갖는다. 제 1 및 제 2 IDT(63, 64)는 압전 기판(62)상에 배치된다. IDT(63, 64)는 각각 한 쌍의 빗형상 전극(63a, 63b) 및 (64a, 64b)를 가지며, 전극지의 쌍수는 거의 동일하다.
BGS(Bleustein-Gulyaev-Shimizu)파 등의 SH 타입의 표면파를 여기하여, 2개의 대향하는 단면(62a, 62b)사이에서 반사시키기 위하여, 빗형상 전극(63a)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽이, 압전 기판(62)의 단면(62a)과 동일 평면이 되도록 배치된다. 마찬가지로, 빗형상 전극(64b)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽이 압전 기판(62)의 단면(62b)와 동일 평면이 되도록 배치된다. 제 1 IDT(63)의 한 쪽의 빗형상 전극(63a)이 입력단이고, IDT(64)의 한 쪽의 빗형상 전극(64a)이 출력단이며, 또한 빗형상 전극(63b, 64b)이 접지 전위에 접속된다.
IDT(63)에 입력 전압이 인가된 경우, 표면파가 여기되고 여기된 표면파는 IDT(63)의 전극지가 연장되는 방향에 수직인 방향으로 전파된다. 즉, 표면파가 2개의 대향하는 단면(62a, 62b)을 연결하는 방향으로 전파된다. 이 표면파가 단면(62a, 62b)에 의해 반사되어 정재파가 된다. 이러한 정재파에 의거하는 출력이 IDT(64)로부터끌어내어진다.
따라서, SH 타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 SAW 필터(61)에 있어서는, 반사기가 필요하지 않기 때문에, 종결합형 이중 모드 SAW 필터의 소형화를 도모할 수 있으며, 또한 반사기에 의한 손실이 생기지 않는다. 따라서, 광대역 특성을 갖는 탄성 표면파 필터를 달성할 수 있다.
그러나, SAW 필터(61)에서는, 2개의 대향하는 단면(62a, 62b)간의 거리에 의존하는 스퓨리어스 응답이, 필터 특성에 있어서 통과 대역의 외측에 나타나며, 특히 비교적 큰 스퓨리어스 응답이, 통과 대역외의 통과 대역 근방의 주파수 영역에서 나타난다고 하는 문제가 있었다. 이러한 문제는, 단면 반사형의 SAW 필터에서 뚜렷이 나타나고 있다. 반사기(55, 56)를 갖는 도 1의 SAW 필터(51)는, ITD 및 반사기에 있어서의 재료, 두께, 전극지의 폭 및 전극지의 수를 조정하거나 또는 적당한 기판을 선택함으로써 스퓨리어스 응답이 억제될 수 있으므로, 항상 상기한 바와 같은 문제를 갖는 것은 아니다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의존하는 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수 있으며, 소형이면서도 우수한 필터 특성을 얻을 수 있는 SH 타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 SAW 필터를 제공한다.
도 1은 종래의 종결합형 SAW 필터의 한 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 단면 반사형의 종결합형 SAW 필터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 SAW 필터를 나타낸 평면도이다.
도 4는 제 1 바람직한 실시예에 따른 SAW 필터의 필터 특성을 나타낸 도이다.
도 5는 도 2에 도시된 종결합형 SAW 필터의 필터 특성을 나타낸 도이다.
도 6은 종래의 단면 반사형의 종결합형 SAW 필터에 있어서의 IDT의 주파수 특성과, 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 위치와의 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 제 1 바람직한 실시예의 SAW 필터에 있어서의 제 1 및 제 2 IDT의 주파수 특성과, 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 위치와의 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 제 1 바람직한 실시예의 SAW 필터에 있어서의 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수의 비와, 스퓨리어스 피크 레벨의 관계를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 SAW 필터를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 SAW 필터의 필터 특성을 나타낸 도이다.
도면의 주요 부호에 대한 설명
1 : SAW 필터 2 : 압전 기판
2a, 2b : 단면 2c : 상면
3 : 제 1 인터디지탈 트랜스듀서 4 : 제 2 인터디지탈 트랜스듀서
11 : SAW 필터 12 : 압전 기판
12a, 12b : 단면 13 : 제 1 인터디지탈 트랜스듀서
14, 15 : 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 12c : 상면
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탄성 표면파 필터는 2개의 대향하는 단면을 갖는 압전 기판과, 각각 복수의 전극지를 가지며 또한 압전 기판상에 배치되는 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서를 포함하며, 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한쪽 인터디지탈 트랜스듀서에 의해 여기된 SH타입의 표면파가 2개의 대향하는 단면사이에서 반사되어 정재파를 형성한다.제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답의 주파수 위치와 근접한다.
제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수의 비는 약 1.2:1.0 내지 약 1.7:1.0의 범위로 되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터에 있어서는, 제 1 및 제 2 IDT의 적어도 한 쪽이 복수개 형성되어도 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 관한 탄성 표면파 필터에 있어서는, IDT는 복수단 접속되는 것이어도 되며, 이 경우, 제 1 및 제 2 IDT 중에서 전극지의 쌍수가 큰 쪽의 IDT가 입력측 혹은 출력측이 되며, 상대적으로 전극지의 쌍수가 적은 쪽의 IDT가 단간(段間; interstage) 접속에 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 제 1 또는 제 2 IDT의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 위치와 근접하므로, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 레벨을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이에 따라서, 우수한 필터 특성이 얻어진다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SAW 필터는, SH 타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 SAW 필터이므로, 반사기가 필요하지 않다. 따라서, 소형이며 또한 우수한 필터 특성을 갖는 대역 필터를 제공할 수가 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의하면, 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수의 비가 약 1.2:1.0 내지 약 1.7:1.0의 범위로 되어 있으므로, 제 1 및 제 2 IDT의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답의 위치에 근접한다. 그 결과, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수가 있다.
본 발명을 예시하기 위하여, 바람직한 몇가지 형태의 도면을 나타내었으나, 본 발명은 도시된 배치 및 수단에 의하여 한정되는 것은 아니라는 것을 알 것이다.
(실시예)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명하겠다.
도 3은, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 BGS파를 이용한 종결합형 의 이중 모드 SAW 필터를 나타낸 평면도이다. SAW 필터(1)는 압전 기판(2)을 포함한다. 압전 기판(2)은 LiNbO3, LiTaO3, 수정 등의 압전 단결정, 또는 티탄산 지르콘산 납 등과 같은 압전 세라믹에 의하여 구성할 수가 있다. 본 바람직한 실시예에서는, 압전 기판(2)은 티탄산 지르콘산 납(PZT)으로 구성되는 것이 바람직하다.
압전 기판(2)은 2개의 대향하는 단면(2a, 2b)을 갖는다. 단면(2a, 2b)은 실질적으로 서로 평행이 되도록 형성된다.
제 1 IDT(3) 및 제 2 IDT(4)는 압전 기판(2)의 상면(2c)상에 배치된다. IDT(3)는 빗형상 전극(3a, 3b)을 그들의 전극지가 서로 깍지끼도록 배치된 구조를 갖는다. 마찬가지로, IDT(4)는 빗형상 전극(4a, 4b)을 그들의 전극지가 서로 깍지끼도록 배치된 구조를 갖는다. IDT(3, 4)의 전극지는 단면(2a, 2b)와 실질적으로 평행하여 연장되도록 배치되는 것이 바람직하다.
IDT(3)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽은 단면(2a)와 동일 평면이 되도록 형성된다. 마찬가지로, IDT(4)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽은 단면(2b)와 동일 평면이 되도록 형성된다.
입력 전극(5a)은 접속 전극(3a)에 접속되도록 접속 전극(3a)에 형성되어 있으며, 또한 접지 전극(5b)은 빗형상 전극(3b)에 접속되록 빗형상 전극(3b)에 형성된다. 마찬가지로, IDT(4)측에 있어서는, 입력 전극(6a)은 빗형상 전극(4a)에 접속되도록 빗형상 전극(4a)에 형성되어 있으며, 또한 접지 전극(6b)은 빗형상 전극(4b)에 접속되록 빗형상 전극(4b)에 형성된다.
IDT(3, 4) 및 전극(5a, 5b, 6a, 6b)는 바람직하게는 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 이러한 전극의 형성은, 포토리소그래피 기술, 박막 증착 기술 등과 같은 공지의 방법에 의하여 행할 수가 있다.
본 바람직한 실시예의 SAW 필터(1)는 제 1 IDT(3)의 전극지의 쌍수와 제 2 IDT(4)의 전극지의 쌍수의 비가, 약 1.2:1 내지 약 1.7:1의 범위내로 설정되도록 구성되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서는, IDT의 전극지의 쌍수는, 2개의 인접하는 전극지간의 한 공간이 반(0.5)쌍인 전극지에 의거하여 계산된다. 따라서, 한 쌍의 빗형상 전극의 한 쪽에 속하는 2개의 전극지와, 한 쌍의 빗형상 전극의 다른 쪽에 속하며, 또한 상기 2개의 전극지 사이에 배치되는 1개의 전극지를 한 쌍이라고 간주한다. 도 3에 나타낸 바람직한 실시예에서는, IDT(3)의 전극지의 쌍수는 30이고, IDT(4)의 전극지의 쌍수는 23이다. 따라서, 제 1 IDT(3)의 전극지의 쌍수와 제 2 IDT(4)의 전극지의 쌍수의 비는 약 1.3:1로 설정된다. 그 결과, 2개의 대향하는 단면(2a, 2b)간의 거리에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답이 억제될 수 있으며, 만족할 만한 필터 특성이 얻어질 수 있다. 이것을 본 발명의 바람직한 실시예의 구체적인 실험예와 관련하여 설명하겠다.
SAW 필터(1)로서는, 바람직하게는 PZT로 이루어지며 2개의 대향하는 단면(2a, 2b)간의 거리가 약 2.75mm인 압전 기판(2)상에, 전극지의 폭이 약 12.94μm이며 전극지의 피치가 25.88μm이고 각각 30쌍의 전극지를 갖는 IDT(3) 및 23쌍의 전극지를 갖는 IDT(4)를 배치한 것을 준비하였다. SAW 필터(1)의 필터 특성을 도 4에 실선으로 나타낸다. 도 4에 나타낸 파선은, 실선의 특성의 종축의 스케일을 10배로 확대하고, 횡축의 스케일을 5배로 확대한 것이다.
비교를 위하여, 도 2에 나타낸 SAW 필터(61)는 IDT의 쌍수를 제외하고는, 본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 상술한 것과 동일한 사양으로 제작된다. SAW 필터(61)에 있어서는, IDT(63)의 전극지의 쌍수는 26.5이고, IDT(64)의 전극지의 쌍수도 26.5이므로, 전극지(63, 64)의 쌍수의 비는 1:1이다. 이 SAW 필터(61)의 필터 특성을 도 5에 실선으로 나타낸다. 도 5의 파선은, 실선의 특성의 종축 스케일을 10배로 확대하고, 횡축 스케일을 5배로 확대한 것이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 특성을 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 도 5에 나타낸 필터 특성에서는, 통과 대역 외에, 특히 통과 대역보다 저주파수측에 있어서 화살표 A1 내지 A5로 나타낸 비교적 큰 스퓨리어스 응답이 나타나고 있다. 이에 비하여, 도 4에 나타낸 필터 특성에서는, 상기한 스퓨리어스 응답에 대응하는 위치에 있어서의 스퓨리어스 레벨이 상당히 적다는 것을 알 수 있다. 즉, 상기한 스퓨리어스 응답 중에서, 도 5에 있어서의 가장 큰 스퓨리어스 응답 A1의 레벨(이하, 스퓨리어스 피크 레벨이라고 한다)은, 약 12.1dB인데 반하여, 도 4에 나타낸 본 바람직한 실시예의 SAW 필터(1)의 특성에서는, 스퓨리어스 피크 레벨은 약 24.6dB이다. 이것은, SAW 필터(61)에 비하여 스퓨리어스 피크 레벨을 약 14.5dB 억압할 수 있음을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 바람직한 실시예의 SAW 필터(1)에 있어서 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수 있는 것은, 다음와 같은 이유에 따른 것이라고 생각한다.
단면 반사형의 종결합형 SAW 필터에서는, 2개의 대향하는 단면간의 거리 R은, SH 타입 표면파의 파장을 λ, 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수를 N1, N2, IDT간의 거리를 γ라 할 때에, R = λ×(N1+ N2)+γ로 표현할 수가 있다.
따라서, 2개의 대향하는 단면간의 거리 R에 의존하는 스퓨리어스 응답은 (N1+ N2)에 의존하는 것을 알 수 있다. 그 결과, 종래의 SAW 필터(61)에서는, 필터 특성에서 사용되는 메인 응답을 2N차로 한 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 파선 A로 나타낸 2N±(4n-2)차(n=1,2,···)의 응답은 전극의 극성의 대칭성에 기인하여 발생하지 않으며, 그 이외의 차수에서는 스퓨리어스 응답이 발생한다. 스퓨리어스 응답 중에서, 실선 B로 나타낸 주파수 스펙트럼의 감쇠극에 대응하는 스퓨리어스 응답 혹은 스펙트럼의 감쇠극이 큰 점에 대응하는 스퓨리어스 응답은 억제된다. 그러나, 실선 C로 나타낸 2개의 대향하는 단면간의 거리 R에 의하여 정해지는 2N±(2n+1)차(n=1, 2, ···)의 응답은, IDT 스펙트럼의 감쇠가 적은 곳에 생긴다. 그 결과, 이 응답이 필터 특성의 스퓨리어스 응답으로서 나타나게 된다.
반대로, 본 바람직한 실시예의 SAW 필터(1)에 있어서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 단면간의 거리에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답은, 실선 B로 나타낸 바와 같이 감쇠극에 일치하거나, 실선 B'로 나타낸 바와 같이 감쇠가 큰 점에 상당한다. 따라서, 아주 약간의 스퓨리어스 응답만이 필터 특성에 나타난다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 바람직한 실시예에서는, IDT(3) 또는 IDT(4)의 주파수 특성의 감쇠극이, 단면간의 거리 R에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 곳의 근방에 위치한다. 따라서, 단면간의 거리 R에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답의 레벨을 억제하는 것이 가능하다.
이와 같이, IDT(3) 또는 IDT(4)의 감쇠극을, 단면간의 거리 R에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 곳에 근접하여 배치하기 위하여, 도 7에 나타낸 바와 같이, 입력측의 IDT(3)의 주파수 특성을, 출력측 IDT(4)의 주파수 특성으로부터 빗나가게 한다. 본 바람직한 실시예에서는, IDT(3)와 IDT(4)의 전극지의 쌍수의 비를 1.3:1로 설정함으로써 달성된다.
환언하면, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)를 갖는 구성에 있어서, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수를 다르게 하고, 각각의 주파수 특성을 다르게 한다면, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 주파수 특성에 나타나는 감쇠극을 빗나가게 할 수가 있다. 따라서, 이들 감쇠극을, 단면간의 거리 R로 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 위치에 근접시키도록, 바람직하게는 일치시키도록, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수를 설정함으로써, 단면간의 거리 R로 정해지는 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수가 있다.
상기한 결과에 의거하여, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수의 비 N1/N2를, 여러 가지 방법으로 다양하게 하고, 통과 대역 외의 스퓨리어스 레벨이 어느 정도 억제되는가를 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 횡축은 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수의 비 N1/N2를 나타내며, 종축은 통과 대역 외의 스퓨리어스 레벨의 스퓨리어스 피크 레벨을 나타낸다.
도 8로부터 확실한 바와 같이, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수의 비를 약 1.2:1 내지 약 1.7:1로 설정하면, 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수가 동등한 경우에 비하여, 스퓨리어스 피크 레벨을 10dB이상 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, SAW 필터(1)에 있어서는, 상기한 바와 같이 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 전극지의 쌍수의 비를 약 1.2:1 내지 약 1.7:1로 설정함으로써, 통과 대역 외의 스퓨리어스 응답, 특히 통과 대역보다 저주파수역측에 나타나는 단면간의 거리 R에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.
SAW 필터(1)에 있어서는, 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)의 한 쪽을 입력측 IDT, 다른 쪽을 출력측 IDT로 하였으나, IDT(3, 4)중의 어느 것을 입력측 및 출력측으로 해도 된다. 또한, 본원 발명자의 실험에 의하면, SAW 필터(1)를 다른 SAW 필터와 접속하여 복수단(複數段) 구성으로 한 경우, 전극지의 쌍수가 많은 IDT(3)측을 입력측 또는 출력측 IDT로 배치하고, 전극지의 쌍수가 적은 제 2 IDT(4)를 단간 접속용으로 사용함으로써, 양호한 필터특성이 얻어진다는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 임피던스 매칭이 양호하게 된다는 사실에 기인한 것이라고 생각된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 관한 SAW 필터는, SAW 필터(1)와 같이, 1개의 제 1 IDT(3) 및 1개의 제 2 IDT(4)를 갖는 필터에 한정되지 않으며, 적어도 한 쪽의 제 1 및 제 2 IDT(3, 4)를 복수개 배치하여도 된다. 도 9는 제 1 IDT가 한 개, 제 2 IDT가 두 개 형성되어 있는 바람직한 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 9에 나타낸 SAW 필터(11)에서는, 압전 기판(2)와 유사하게 구성된 압전 기판(12)의 상면(12c)상에, 제 1 IDT(13)를 배치한다. 제 2 IDT(14, 15)가 IDT(13)의 양측에 배치된다.
IDT(13)는 각각의 전극지가 서로 깍지끼도록 배치된 빗형상 전극(13a, 13b)를 갖는다. 입력 전극(16a)은 빗형상 전극(13a)에 연결되도록 형성되고, 접지 전극(16b)은 빗형상 전극(13b)에 연결되도록 형성된다. IDT(14, 15)는 각각 빗형상 전극(14a, 14b, 15a, 15b)를 갖는다. 출력 전극(17a, 18a)는 각각 빗형상 전극(14a, 15a)에 연결되도록 형성된다. 또한, 접지 전극(17b, 18b)은 각각 빗형상 전극(17b, 18b)에 연결되도록 형성된다.
IDT(14)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽을 단면(12a)과 동일 평면이 되도록 형성한다. 이와 마찬가지로, IDT(15)의 한 쌍의 최외측 전극지의 한 쪽을 단면(12b)과 동일 평면이 되도록 형성한다.
SAW 필터(11)는 BGS파를 이용한 단면 반사형의 종결합 이중 모드 SAW 필터로서 동작하도록 구성되어 있다.
본 바람직한 실시예의 SAW 필터(11)에 있어서는, 제 1 IDT(13)의 전극지의 쌍수 N1이 바람직하게는 7로 설정되고, 출력측 IDT인 제 2 IDT(14, 15)의 각 전극지의 쌍수 N2가 바람직하게는 5로 설정된다. 즉, 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수의 비를, 약 1.4:1과 동등한 약 7:5로 설정한다.
SAW 필터(11)의 필터 특성을 도 10에 실선으로 나타낸다. 도 10의 파선은, 실선의 특성의 종축 스케일을 10배 확대하고, 횡축 스케일을 5배 확대한 것이다.
도 10에 실선으로 나타낸 바와 같이, SAW 필터(11)에 있어서도, 통과 대역보다 저주파수역측에서의 스퓨리어스 응답이 억제되며, 스퓨리어스 피크 레벨은 약 18dB로 되어 있음을 알 수 있다. 도 10에 특별히 도시는 하지 않았으나, SAW 필터(11)에 있어서, 중앙의 IDT(15, 16)의 전극지의 쌍수를 IDT(14)와 동일한 7로 설정한 경우, 스퓨리어스 피크 레벨은 10dB였다. 따라서, SAW 필터(11)에 있어서, 상기한 바와 같이 전극지의 쌍수의 비를 약 1.4:1로 설정함으로써, 3개의 IDT의 전극지의 쌍수가 모두 동등한 필터에 대응하는 SAW 필터에 비하여 스퓨리어스 피크 레벨을 8dB 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
상술한 바람직한 실시예의 SAW 필터(1, 11)에서는, SH타입의 표면파로서 BGS파를 이용한 필터를 설명하였으나, BGS파 이외에도 러브파, 누설 탄성 표면파 등의 다른 SH 타입의 표면파를 사용하여도 된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 개시하였으나, 여기에 개시된 원리를 실행하기 위하여 하기 청구범위내에서 여러 가지로 변형할 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 한정되는 것은 아니라는 것을 알 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 제 1 또는 제 2 IDT의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답이 나타나는 위치와 근접하므로, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 레벨을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이에 따라서, 우수한 필터 특성이 얻어진다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SAW 필터는, SH 타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 SAW 필터이므로, 반사기가 필요하지 않다. 따라서, 소형이며 또한 우수한 필터 특성을 갖는 대역 필터를 제공할 수가 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의하면, 제 1 및 제 2 IDT의 전극지의 쌍수의 비가 약 1.2:1.0 내지 약 1.7:1.0의 범위로 되어 있으므로, 제 1 및 제 2 IDT의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답의 위치에 근접한다. 그 결과, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답을 효과적으로 억제할 수가 있다.

Claims (18)

  1. SH타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 종결합형 탄성 표면파 필터는, 2개의 대향하는 단면을 갖는 압전 기판과, 각각 복수의 전극지를 가지며 상기 압전 기판상에 배치되는 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한 쪽의 인터디지탈 트랜스듀서에 의해 여기된 SH(shear horizontal) 타입의 표면파가 2개의 대향하는 단면사이에서 반사되어 정재파를 형성하며,
    상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의하여 정해지는 스퓨리어스 응답의 주파수 위치와 근접하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수의 비가 약 1.2:1.0 내지 약 1.7:1.0의 범위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 적어도 한 쪽이 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중에서 전극지의 쌍수가 큰 인터디지탈 트랜스듀서가 입력측 혹은 출력측이 되며, 비교적 전극지의 쌍수가 적은 인터디지탈 트랜스듀서가 단간(段間; interstage) 접속에 사용되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 LiNbO3, LiTaO3, 압전 단결정 및 압전 세라믹 중의 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 단면은 실질적으로 서로 평행한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지는 실질적으로 단면에 평행한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한 쪽의 인터디지탈 트랜스듀서에 있는 한 쪽의 최외측 전극지가 상기 기판의 한 쪽의 단면과 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  9. 제 1항에 있어서, 제 1 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수는 30이고, 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수는 23인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  10. SH타입의 표면파를 이용한 단면 반사형의 종결합형 탄성 표면파 필터는, 2개의 대향하는 단면을 갖는 압전 기판과, 각각 복수의 전극지를 가지며 상기 압전 기판상에 배치되는 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한쪽 인터디지탈 트랜스듀서에 의해 여기된 SH타입의 표면파가 2개의 대향하는 단면사이에서 반사되어 정재파를 형성하며,
    상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수의 비가 약 1.2:1.0 내지 약 1.7:1.0의 범위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 주파수 특성의 감쇠극이, 2개의 대향하는 단면간의 거리에 의해 정해지는 스퓨리어스 응답의 주파수 위치에 근접하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 적어도 한 쪽이 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중에서 전극지의 쌍수가 많은 인터디지탈 트랜스듀서가 입력측 혹은 출력측이 되며, 비교적 전극지의 쌍수가 적은 인터디지탈 트랜스듀서가 단간(段間; interstage) 접속에 사용되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 기판은 LiNbO3, LiTaO3, 압전 단결정 및 압전 세라믹 중의 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 단면은 실질적으로 서로 평행한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지가 실질적으로 단면에 평행한 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인터디지탈 트랜스듀서 중의 한 쪽의 인터디지탈 트랜스듀서에 있는 한 쪽의 최외측 전극지가 상기 기판의 한 쪽의 단면과 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
  18. 제 10항에 있어서, 제 1 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수는 30이고, 제 2 인터디지탈 트랜스듀서의 전극지의 쌍수는 23인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 필터.
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