KR19990045458A

KR19990045458A - 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서 및 이를 구비한 트랜스버셜형 saw 필터

Info

Publication number: KR19990045458A
Application number: KR1019980049918A
Authority: KR
Inventors: 히데오 기도흐
Original assignee: 무라따 미치히로; 가부시끼가이샤 무라따 세이사꾸쇼
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-06-25
Also published as: US6147574A; NO985386D0; EP0918394A2; KR100308867B1; EP0918394A3; NO985386L

Abstract

본 발명은 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서 및 이를 구비한 트랜스버셜형 SAW 필터에 관한 것으로, 본 발명의 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서는, 압전기판(piezoelectric substrate)상에 형성되어 있는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들(interdigital transducers) 및 복수개의 리플렉터들(reflectors)을 포함하며, 상기 복수개의 리플렉터들 중의 선택된 일부의 방향성(directivity)은, 나머지의 방향성에 상반된다.

Description

1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서 및 이를 구비한 트랜스버셜형 ＳＡＷ 필터

본 발명은 탄성 표면파 필터(surface acoustic wave filter) 등에 사용되는 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서(unidirectional surface acoustic wave transducer)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 리플렉터(reflcetor)들의 방향성 개량에 의해, 전송 특성이 개선될 수 있는 탄성 표면파 트랜스듀서에 관한 것이다. 본 발명은 또한 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서를 구비한 트랜스버셜 타입(transversal-type)의 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.

최근, 정보통신분야(telecommunication area)의 디지타이제이션(digitization)의 진행에 의해, 저손실(loss)과 위상 직선성(phase linearity)이 우수한 탄성 표면파 필터에 대한 요구가 있었다. 종래 유형의 탄성 표면파 필터들은, 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터와 공진기형 탄성 표면파 필터를 포함한다.

종래의 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터에서는, 위상 직선성은 만족스럽지만, 삽입손실이 크다는 문제점을 갖는다.

한편, 공진기형 탄성 표면파 필터는, 삽입손실은 작지만 위상 직선성은 불만족스럽다는 문제점을 갖는다.

따라서, 저손실과 양호한 위상 직선성을 모두 갖는 탄성 표면파 필터로서, 단상 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서(이하, "SPUDT"라 한다)를 사용한 탄성 표면파 필터가 제안되었다. 예를 들어, EWC형, 반사 뱅크 타입 및 FEUDT와 같은, 다양한 구조의 종래 유형의 SPUDT가 제안되어 있다. (예를 들어, C. S. Hartmann과 B.P. Abott: 국제전기전자학회(IEEE) 초음파 논문집 회보(1989) pp. 77-89, M.F. Lewis: 국제전기전자학회 초음파 논문집 회보(1983) pp. 104-108, K. Yamanouchi와 H. Furuyashiki: 국제전기전자학회 초음파 논문집 회보(1984) pp. 68-71, 심사된 일본 특허 공고번호 2-45364호 공보 등).

이런 SPUDT 유형에서, 리플렉터의 반사 중심을 표면파의 전파 방향으로 λ/8(λ는 중심 주파수에서 표면파의 파장을 나타낸다)만큼 이동시킴으로써, 방향성이 주어지며, 이에 의해 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터를 대표하는 양지향성 손실이 감소된다.

최근, 그러나, 통신기(telecommunication gears)용, 특히, CDMA(코드 분할 다중 접근)용의 IF 필터에서는, 보다 높은 선택도가 요구되며, 통과대역과 저지대역(block band)간의 영역에 있어서 감쇠량이 보다 신속하게 변화하는 것이 요구된다. 이 때문에, IDT에 있어서 전극지 쌍의 개수가 증가되는 것만이 필요하다. 한편, 전자기기(電子機器; electronic gears)가 소형화됨에 따라서, 거기에 실장될 탄성 표면파 필터들이 더 소형화되는 것이 강력하게 요구된다. 그 결과, IDT에서 전극지 쌍의 개수를 증가하는 것이 곤란하다.

IDT의 전극지 쌍의 개수가 크게 증가될 수가 없기 때문에, 종래 유형의 탄성 표면파 필터에서는, 통과대역과 저지영역과의 사이에 있어서 감쇠량의 변화가 단지 느려서, 특성에 있어서 요구를 만족하지 못한다. 또는 그렇지 않으며, 종래 유형의 필터는 여전히 제조공차가 바람직하지 않게 제한되어 제조수율을 악화시킨다는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은, 소형이면서, 또한 통과대역과 저지대역과의 사이의 감쇠량에 있어서 변화가 신속하여, 보다 높은 선택도를 실현할 수 있는 탄성 표면파 트랜스듀서를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한, 상기 트랜스듀서를 구비한 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 구현예에 따른 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터를 도시하는 개략 평면도이다.

도2는 도1에 나타낸 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터에 사용되는 SPUDT의 전극구조를 도시하는 개략적 평면도이다.

도3은 도2에서 영역 A로 표시한 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.

도4는 도2에서 영역 B로 표시한 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.

도5는 도2에 나타낸 SPUDT에서 순방향성을 갖는 리플렉터들과, 여기에 이웃하는 IDTs간의 위치관계를 도시하는 개략적 확대도이다.

도6은 도2에 나타낸 SPUDT에서 역방향성을 갖는 리플렉터들과, 여기에 이웃하는 IDTs간의 위치관계를 도시하는 개략적 확대도이다.

도7은 본 발명의 구현예의 SPUDT를 구비한 탄성 표면파 필터와, 비교용으로 준비된 SPUDT를 구비한 탄성 표면파 필터의 감쇠 주파수 특성들을 보여주는 도면이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1: IDTs

2a, 2b: 리플렉터

3: 더미전극

4a와 4b: 버스바

10: 탄성 표면파 필터 10

11: 탄성 표면파 기판 11

12: 입력측 단상(single-phase) 1방향성(unidirectional) 트랜스듀서(SPUDT)

13: 출력측 SPUDT 13

14: 차폐전극(shield electrode)

1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서는, 압전기판상에 형성되어 있는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들 및 복수개의 리플렉터들을 포함하며, 상기 복수개의 리플렉터들 중의 선택된 일부의 방향성은, 나머지의 방향성에 상반된다.

바람직하게는, 상기 선택된 일부의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, λ가 상기 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파의 중심 주파수에 대응하는 파장을 나타내는 경우, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 전극지들에 직교하는 하나의 방향으로 약 λ/8만큼 이동되는 것이 좋으며, 한편 바람직하게는, 상기 나머지 리플렉터의 전극지들의 중심위치들은, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 상기 하나의 방향에 대향하는 또 하나의 방향으로 약 λ/8만큼 이동되는 것이 좋다.

상기 탄성 표면파 트랜스듀서가, 상기 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들 사이에 더미전극(dummy electrode)을 더 포함할 수 있다.

상기 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터는,

탄성 표면파 기판;

상기 탄성 표면파 기판에 설치되어 있는 입력측 1방향성 트랜스듀서; 및

상기 탄성 표면파 기판 위에, 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파가 전파하는 방향으로 설치되어 있는 출력측 1방향성 트랜스듀서

를 포함한다. 상기 출력측 1방향성 트랜스듀서는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 순방향성을 갖는 하나의 리플렉터, 및 역방향성을 갖는 또 하나의 리플렉터를 포함한다.

바람직하게는, 상기 하나의 리플렉터가, 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서와 상기 또 하나의 리플렉터와의 사이에 배치되는 것이 좋다. 게다가, 바람직하게는, 각각의 상기 하나의 리플렉터와 또 하나의 리플렉터 및 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들이 복수개의 전극지들을 포함하는 것이 좋다. 바람직하게는, 상기 하나의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, λ가 상기 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파의 중심 주파수에 대응하는 파장을 나타내는 경우, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 입력측 1방향성 트랜스듀서가 설치된 측을 향하여 약 λ/8만큼 이동되는 것이 좋으며, 한편, 바람직하게는, 상기 또 하나의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서가 설치되어 있지 않은 측을 향하여 약 λ/8만큼 이동되는 것이 좋다.

상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 각각의 전극지는, 한 쌍의 스플리트 전극지들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치는, 상기 한 쌍의 스플리트 전극지들의 중심이다.

상기 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터는, 복수개의 전극지들을 포함하는 더미전극을 더 포함할 수 있다. 게다가, 상기 하나의 리플렉터와 상기 또 하나의 리플렉터 및 상기 더미전극 각각 이내에서, 상기 하나의 리플렉터와 상기 또 하나의 리플렉터 및 상기 더미전극의 각각의 전극지들이, 이것의 양단부들에서 전기적으로 접속될 수 있다.

또한, 입력측 1방향성 트랜스듀서는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 순방향성을 갖는 하나의 리플렉터, 및 역방향성을 갖는 또 하나의 리플렉터를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 압전기판상에 복수개의 IDTs와 복수개의 리플렉터들을 갖는 상기 SPUDT에 있어서, 상기 복수개의 리플렉터들 중의 선택된 일부의 방향성이, 나머지의 방향성에 상반되기 때문에, 각각의 순방향성 리플렉터들에 의한 반사파는, IDT에 의해 여기됨과 함께 또 하나의 IDT를 향하여 진행하는 표면파와 위상에 있어서 중복하며, 한편, 남은 각각의 리플렉터들에 의한 반사파는, IDT에 의해 여기됨과 함께 또 하나의 IDT를 향하여 진행하는 상기 표면파와 반대 위상에 있어서 중복한다. 따라서, 이에 의해, 통과대역과 저지대역과의 사이의 감쇠에 있어서 변화가 신속하고, 선택도가 개선되며, 제조공차가 충분히 증가되며, 수율이 증가될 수 있다.

그러므로, 소형이면서 저손실 SPUDT는, 제조에 있어서 보다 높은 선택도와 안정성을 제공할 수 있다.

본 발명을 설명하기 위해, 현재 선호되는 여러 가지 유형들이 도면에 도시되어 있으며, 그러나 본 발명이, 도시한 정교한 배열들과 수단들에만 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 구현예들을 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구현예에 따른 트랜스버셜형 (transversal-type) 탄성 표면파 필터 10은, 탄성 표면파 기판 11과, 입력측 단상(single-phase) 1방향성(unidirectional) 트랜스듀서(SPUDT) 12, 및 출력측 SPUDT 13을 포함한다. 입력측 SPUDT 12 및 출력측 SPUDT 13은, 입력측 SPUDT 12에 의해 여기된 탄성 표면파가 전파하는 방향을 따라서 소정의 간격을 두고 탄성 표면 기판 11 위에 설치된다. 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터 10은, 입력측 SPUDT 12로부터 출력측 SPUDT 13을 향하여 전자파가 직접 전파하는 것을 방지하도록, 입력측 SPUDT 12와 출력측 SPUDT 13과의 사이에 차폐전극(shield electrode) 14를 더 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 입력측 SPUDT 12는 순방향성을 갖는 종래 구조를 갖도록 배치된 복수개의 IDTs와 리플렉터를 포함한다. 주지하는 바와 같이, 입력측 SPUDT 12에서 순방향은, 입력측 SPUDT 12가 관계되는 한, 입력측 SPUDT 12로부터 출력측 SPUDT 13을 향한 방향이다.

탄성 표면파 기판 11은, 공지의 다양한 압전재(piezoelectric materials) 등 중의 하나로 구성될 수 있다. 입력측 SPUDT 12와, 출력측 SPUDT 13, 및 차폐전극 14는 알루미늄(aluminum)으로 구성되지만, 예를 들어, 탄탈(tantalum) 등의 다른 재료로 구성될 수 있다.

도2는 출력측 SPUDT 13의 부분 절단 평면도이다. 도3 및 도4는 각각의 개략 평면도이며, 도2의 A와 B로 표시된 부분들을 확대한 것이다. 본 발명의 중요한 특징들 중의 하나는, 출력측 SPUDT 13이 이하에서 설명한 바와 같이 유일한 구조를 갖는다는 것이다.

도2에 일부분 나타낸 출력측 SPUDT 13은, 리플렉션 뱅크 타입(reflection-bank type)이다. 입력측 SPUDT 12는 도2에서 좌측 방향에 위치되며, 좌측을 향한 방향 C는 하나의 방향(순방향)을 나타내며, 한편 출력측 SPUDT 13이 관계되는 한, 방향 D는 또 하나의 방향(역방향)을 나타낸다.

도2에 나타낸 출력측 SPUDT 13에서는, 복수개의 IDTs 1이 표면파가 전파하는 방향으로 형성되며; 또 IDTs 1 사이에, 리플렉터 2a와 2b, 또는 더미전극 3이 형성되어 있다. 리플렉터 2b와 입력측 SPUDT 12와의 사이에 리플렉터 2a가 배치되도록, 리플렉터 2b가 리플렉터 2a보다 입력측 SPUDT 12로부터 더 멀리 위치된다.

상술한 IDTs 1과, 리플렉터 2a, 2b 및 더미전극 3이, 표면파가 전파하는 방향으로 연장하며, 또한 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 배열된 한 쌍의 버스바(bus bars) 4a와 4b와의 사이에 배치된다.

즉, IDT 1은, 상기 버스바 4a에 단부들이 접속되어 있는 복수개의 전극지들과, 상기 버스바 4b에 단부들이 접속되어 있는 복수개의 전극지들이 서로 맞물려져 있는 구조를 갖는다. 본 구현예에서는, 각각의 전극지들이, 표면파가 전파하는 방향에 직교하는 방향으로 연장하는 두 개의 스플리트(split) 전극지를 갖는 스플리트 전극 구조를 갖는다. 따라서, 도3의 전극지 5를 설명하면, 전극지 5는 스플리트 전극지 5a와 5b로 구성된다.

IDTs 1의 각각의 스플리트 전극지의 폭, 및 이것의 스플리트 전극지들 간의 간격은 λ/8로 설정된다.

리플렉터 2a와 2b는, 도3 및 도4에 나타낸 바와 같이, 복수개의 전극지 6을 구비한다. 상기 복수개의 전극지 6은 양단부에서 서로 전기적으로 접속되며, 상기 버스바 4a와 4b로부터 전기적으로 고립된다. 리플렉터 2a와 2b의 전극지의 폭, 및 이것의 전극지들 간의 간격은 λ/4로 설정된다.

도5 및 도6은, 각각 리플렉터 2a와 IDT 1간의 위치관계와, 리플렉터 2b와 IDT 1간의 위치관계를 나타내는 개략적 확대도이다. 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이, IDTs 1의 스플리트 전극들의 각 쌍은 λ/2의 간격을 두고 배치된다. 리플렉터 2a와 2b의 전극지들은 또한 λ/2의 간격을 두고 배치된다. 그러나, 도5에 나타낸 바와 같이, 리플렉터 2a의 전극지의 전극중심은 순방향 C로 IDTs 1의 스플리트 전극들의 전극중심으로부터 약 λ/8만큼 이동된다. 그 결과, 반사파와 직접파간의 전파로 차이에 의해, 리플렉터 2a에 대하여 입력측 SPUDT 12가 설치된 측(도2에서 좌측)에, 방향 C로 전파하는 탄성 표면파가 리플렉터 2a에 의한 반사파에 의해 강화되며, 한편 리플렉터 2a에 대하여 입력측 SPUDT 12가 설치되어 있지 않은 다른 측(도2에서 우측)에는, 방향 D로 전파하는 탄성 표면파가 리플렉터 2a에 의한 반사파에 의해 감쇠된다.

한편, 도6에 나타낸 바와 같이, 리플렉터 2b의 전극지의 전극중심들은, 순방향 D로 IDTs 1의 스플리트 전극들의 전극중심으로부터 약 λ/8만큼 이동된다. 그 결과, 리플렉터 2b에 대하여 입력측 SPUDT 12가 설치된 측(도2에서 좌측)에, 방향 C로 전파하는 탄성 표면파가 리플렉터 2b에 의한 반사파에 의해 감쇠되며, 한편 리플렉터 2b에 대하여 입력측 SPUDT 12가 설치되어 있지 않은 다른 측(도2에서 우측)에는, 방향 D로 전파하는 탄성 표면파가 리플렉터 2b에 의한 반사파에 의해 강화된다.

도4에 나타낸 바와 같이, 더미전극 3은 리플렉터 2a와 2b를 대신하여 배치되며, 복수개의 더미전극지 7을 구비한다. 상기 더미전극지 7은 양단부에서 서로 전기적으로 접속된다. 각각의 더미전극지 7은 스플리트 전극 구조를 갖는다. 즉, IDT 1의 전극지들의 경우에서와 같이, 각각의 더미전극지들 7은 두 개의 스플리트 전극지들 7a와 7b로 구성된다.

더미전극 3에서 스플리트 전극지들 7a와 7b의 각각의 폭, 및 이들 사이의 간격은 λ/8이다.

도2는 본 발명의 구현예로서, 상기 출력측 SPUDT 13의 일부분을 나타낸다. 출력측 SPUDT 13에서는, 표면파 전파 방향으로 복수개의 군들이 형성되어 있다. 여기에서 하나의 군은 적어도 하나의 IDT 및 적어도 하나의 리플렉터 2a 또는 2b로 이루어진다. 또 각각의 복수개의 군들이 표면파 전파방향으로 제1, 제2 또는 제3의 군으로 설정되는 경우, 제3의 군의 리플렉터는 리플렉터 2b로서 설정되며, 한편 제1 및 제2의 군들의 각각의 리플렉터들은 리플렉터 2a로서 설정된다.

더욱 상세하게는, 도2의 좌측은 출력측 SPUDT 13의 중앙부에 대응하며, IDT 1과 리플렉터 2a를 갖는 제1군 및 제2군이 형성되어 있으며, 한편 우측에는 IDT 1과 리플렉터 2b를 갖는 제3군이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1군의 좌측에는, 이와 유사하게, 도면에는 도시되어 있지 않지만, IDT 1과 리플렉터 2a를 갖는 또 하나의 제1군이 형성되어 있다.

게다가, 제3군의 외측에는, 제4군으로서, IDT 1 및 더미전극 3을 포함하는 전극구조가 배치되어 있다. 여기에 도시되어 있지 않지만, 도2의 좌측에 배열된 제1군의 더 먼 좌측에도, 상술한 리플렉터 1과 더미전극 3을 포함하는 또 하나의 제4군이 배치되어 있다.

트랜스버셜형 SAW 필터 10에 따르면, 중앙의 제1군 및 제2군의 각각의 리플렉터 2a가 순방향성을 갖는 리플렉터이다. 리플렉터 2a에 의한 반사파는, IDT 1에 의해 여기됨과 함께 입력측 SPUDT 12를 향하여 진행하는 표면파와 위상이 같아, 서로 중복한다. 한편, 리플렉터 2b에 의한 반사파는, IDT 1에 의해 여기됨과 함께 입력측 SPUDT 12를 향하여 진행하는 표면파와 반대로 위상이 같아, 서로 중복한다.

그러므로, 하술한 실험예에 명백하게 나타낸 바와 같이, 리플렉터 2a와 2b에 대하여, 배열된 리플렉터들 중에서 선택된 일부 2b의 방향성은 나머지 2a에 반전되며, 이에 의해 통과대역과 저지대역과의 사이에 있어서 감쇠의 변화가 급속하게 되며, 대역폭의 확대와 선택도의 향상을 이끈다.

게다가, 유한요소법(finite-element method) 등에 의해, 솔리드 전극(solid electrode)(두 개의 스플리트 전극지가 결합된 구조를 갖는 하나의 전극지를 포함하는 전극)과 상기 스플리트 전극지간의 음속차(difference of acoustic velocity)가 계산되며, 그런 다음, 음속차와 동등한 정도로, 리플렉터 2a 또는 2b를 갖는 한 군의 IDT 1과, 이와 이웃하는 제2군 또는 제3군의 IDT 1과의 사이의 거리 Lr이 0.5λ의 정수배보다 더 크게 된다. 이에 의해, IDT 1과 리플렉터 2a 또는 2b와의 사이의 음속차가 보정될 수 있다.

본 구현예의 상기 제4군들 각각에 있어서, 더미전극 3이 배치된다. 제4군에 있어서, IDT 1과 유사하게, 더미전극 3은, 음향적 반사가 발생되지 않는 스플리트 전극지의 구조를 갖는다. 이에 의해, 더미전극 3이 배열된 부분에서 표면파의 음속이, 제4군에서 다른 부분들에서와 동일할 수 있다.

게다가, 리플렉터 2a와 2b, 및 더미전극 3이, 양단에서 복수개의 전극지들이 서로 접속되어 단락된 구조를 갖기 때문에, 리플렉터 2a, 2b와 더미전극 3이 전기적인 재여기파를 발생하지 않는다. 리플렉터 2a, 2b는 음향적 반사만을 발생하며, 한편 더미전극 3은 리플렉션(reflection)을 발생하지 않아서, 이에 의해 불필요한 스퓨리어스 방사(spurious emission)이 감소될 수 있다.

이하, 구체적인 실험예를 설명한다.

도1 및 도2의 SPUDT 13에 있어서, 사용된 IDTs 1이 윗드러우법(withdraw method)에 의해 대칭으로 칭량된다. IDT 1에서 전극지 쌍의 개수는 10.5로 설정되며, 각각의 리플렉터 2a와 2b에서 전극지의 개수는 7로 설정되며, 더미전극 3에서 전극지 쌍의 개수는 3.5로 설정되며, IDT 1과, 리플렉터 2a, 2b, 또는 더미전극 3으로 구성된 유니트(unit)의 총수는 21로 설정된다. 리플렉터 2a 또는 2b를 포함하는 유니트에 관해서는, 표면파가 전파하는 방향의 중앙에 9 유니트가 배열되며, 9 유니트 중에서, 외측 유니트는 제3군에 속하며, 한편 다른 8 유니트는 상술한 제1군에 속한다. 또한, 9 유니트의 좌측과 우측에 각각 배열되어 있는 각각의 6 유니트는, 즉, 합계 12 유니트는 더미전극 3을 갖는 제4군에 속한다.

더미전극 3을 포함하는 유니트의 IDT 1과 이웃하는 IDT 1과의 사이의 거리 Ld가 4.5λ이며, 한편 리플렉터 2a 또는 2b를 포함하는 유니트의 IDT와 이웃하는 유니트의 IDT와의 사이의 거리 Lr은 5.5λ×1.0023이다.

한편, 출력측 SPUDT 13으로부터 소정의 간격을 두고 배열된 입력측 SPUDT 12에서도, 윗드러우법(withdraw method)에 의해 대칭으로 칭량된 IDTs와, 리플렉터들과, 더미전극들이 표면파가 전파하는 방향으로 배치된다. 여기에서, 각각의 IDT에 있어서는 전극지 쌍의 개수가 5.5이고, 각각의 리플렉터에 있어서는 전극지 개수가 5이며, 각각의 더미전극에 있어서는 전극지 쌍의 개수가 2.5이다. 더미전극은 스플리트 전극지의 구조를 갖는다.

입력측 SPUDT 12에서는, 한 개의 IDT와, 리플렉터 또는 더미전극을 포함하는 유니트의 총수가 34로 설정된다. 이들 중에서, 중앙의 14 유니트는 리플렉터를 포함하는 군들에 속하며, 한편 상기 유니트들의 나머지는 리플렉터들 대신에, 거기에 배열된 더미전극들을 구비한다. 모든 리플렉터들은 순방향성을 갖는다.

게다가, 입력측 SPUDT 12에서는, 더미전극을 포함하는 유니트의 IDT와, 이웃하는 IDT와의 사이의 거리 Ld가 3.5λ로 설정되며, 한편 리플렉터를 포함하는 유니트의 IDT와, 이웃하는 유니트의 IDT와의 사이의 거리 Lr이 3.5λ×1.0023으로 설정된다.

입력측 SPUDT 12와 출력측 SPUDT 13이 상술한 바와 같이 동일한 압전기판상에 형성되어 있는 탄성 표면파 필터 10의 특성을 측정함으로써, 도7에서 실선 E로 나타낸 감쇠 주파수 특성이 얻어졌다. 비교를 위해, 출력측 SPUDT에서 사용된 리플렉터들이 또한 모두 순방향으로 있었다는 점을 제외하고, 상기한 구현예의 경우에서와 같이 형성된 탄성 표면파 필터가 전송특성을 측정하기 위해 준비되었다. 도7에서는 파선 F로 상기 결과를 나타낸다. 도7에서 실선 G와 파선 H는, 각각 실선 E와 파선 F에 의해 표시한 전송특성의 주부를 수직축의 우측 스케일(scale)에 근거하여 확대하여 나타낸 것이다.

도7에 명백하게 나타낸 바와 같이, 탄성 표면파 필터 10에 있어서, 비교를 위해 준비된 탄성 표면파 필터와 비교하여, 통과대역 부근의 삽입손실이 최소인 피크손실(peak loss)에 대하여 감쇠가 33㏈인 대역폭이 거의 동일하며, 한편 5㏈의 감쇠를 갖는 대역폭이 확대된다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 이에 의해 통과대역과 저지대역과의 사이의 감쇠에 있어서 변화가 신속하게 될 수 있고, 선택도를 향상시킬 수 있다.

더욱 상세하게는, 비교용으로 준비되었던 탄성 표면파 필터에 있어서, 5㏈의 감쇠를 갖는 대역폭이 1.41 ㎒이었고, 한편 상기 구현예의 탄성 표면파 필터에 있어서는, 1.49 ㎒이었다. 일반적으로, PCS 1st IF용 탄성 표면파 필터에서는, 중심 주파수가 210. 38 ㎒인 경우, 5㏈의 대역폭이 1.26 ㎒ 이상이어야 한다는 것이 요구된다. 그러므로, 종래의 탄성 표면파의 경우에는, 요구되는 대역폭에 대하여, 여유도(margin)가 단지 0.15 ㎒이며, 한편 본 구현예의 탄성 표면파 필터의 경우에서는, 0.23 ㎒로 확대된다는 것을 알 수 있다.

한편, 종래의 탄성 표면파 필터에 있어서 33㏈의 감쇠를 갖는 대역폭이 2.20 ㎒이었으며, 한편 상기 구현예에서는 2.23 ㎒이었다.

상기 PCS 1st IF용 탄성 표면파 필터에서는, 중심 주파수가 210. 38 ㎒인 경우, 33㏈ 대역폭이 2.5 ㎒ 이하인 것이 요구된다. 그러므로, 요구되는 특성과 비교하여, 종래의 탄성 표면파 필터의 경우에는 여유도가 0.30 ㎒이며, 한편 본 구현예의 탄성 표면파 필터의 여유도는 0.27 ㎒이며, 단지 0.03 ㎒ 만큼 감소된다는 것을 특징으로 한다. 따라서, 5㏈의 대역폭의 여유도가 상기한 경우에서와 같이 개선된 비율과 비교하여, 33㏈ 대역폭의 악화 정도가 극히 작다. 따라서, 본 구현예의 탄성 표면파 필터에 의해, 전체로서의 제조공차가 종래의 탄성 표면파 필터와 비교하여, 0.08 ㎒ 만큼 증가될 수 있다.

상기 구현예는 반사 뱅크 타입 SPUDT의 일례를 나타내지만, 본 발명은 또한 예를 들어, EWC형 SPUDT와 FDUDT와 같은 다른 유형에도 적용가능하며, 상기 구현예와 동일한 효과를 제공한다.

게다가, 본 발명의 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터에서는, 도2∼도6에 명확하게 나타낸 바와 같이, 출력측 SPUDT만이, 순방향성을 갖는 리플렉터들과 역방향성을 갖는 리플렉터들만을 구비한다. 그러나, 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터는 순방향성을 갖는 리플렉터들과 역방향성을 갖는 리플렉터들을 모두 구비한 입력측 SPUDT와 출력측 SPUDT를 포함할 수 있다. 이 경우에, 주지하는 바와 같이, 입력측 SPUDT의 순방향과 역방향은, 각각 출력측 SPUDT의 순방향과 역방향에 대향한다. 이 경우, 입력측 SPUDT와 출력측 SPUDT의 전극구조들은, 입력측 SPUDT와 출력측 SPUDT와의 사이의 상상의 중앙선에 대하여 대칭인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 구현예들을 기재하였지만, 여기에 기재된 원리들을 수행하는 다양한 방법들은 하기의 청구항들의 범위 이내에서 고려된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 청구항에서 설명된 것에 한정되지 않는다는 것을 알 수 있다.

Claims

압전기판(piezoelectric substrate)상에 형성되어 있는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들(interdigital transducers) 및 복수개의 리플렉터들(reflectors)을 포함하는 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서(unidirectional surface acoustic wave transducer)로서,

상기 복수개의 리플렉터들 중의 선택된 일부의 방향성(directivity)은, 나머지의 방향성에 상반되는 것을 특징으로 하는 1방향성 탄성 표면파 트랜스듀서.
제1항에 있어서, 상기 선택된 일부의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, λ가 상기 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파의 중심 주파수에 대응하는 파장을 나타내는 경우, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 전극지들에 직교하는 하나의 방향으로 약 λ/8만큼 이동되며, 한편 상기 나머지 리플렉터의 전극지들의 중심위치들은, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 상기 하나의 방향에 대향하는 또 하나의 방향으로 약 λ/8만큼 이동되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 트랜스듀서.
제2항에 있어서, 상기 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들 사이에 더미전극(dummy electrode)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 트랜스듀서.
탄성 표면파 기판;

상기 탄성 표면파 기판에 설치되어 있는 입력측 1방향성 트랜스듀서; 및

상기 탄성 표면파 기판 위에, 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파가 전파하는 방향으로 설치되어 있는 출력측 1방향성 트랜스듀서

를 포함하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터로서,

상기 출력측 1방향성 트랜스듀서는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 순방향성을 갖는 하나의 리플렉터, 및 역방향성을 갖는 또 하나의 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제4항에 있어서, 상기 하나의 리플렉터가, 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서와 상기 또 하나의 리플렉터와의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제5항에 있어서, 각각의 상기 하나의 리플렉터와 상기 또 하나의 리플렉터 및 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들이 복수개의 전극지들을 포함하며,

상기 하나의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, λ가 트랜스듀서에 의해 여기된 탄성 표면파의 중심 주파수에 대응하는 파장을 나타내는 경우, 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 입력측 1방향성 트랜스듀서가 설치된 측을 향하여 약 λ/8만큼 이동되며,

한편, 상기 또 하나의 리플렉터의 전극지들의 중심위치들이, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치로부터 상기 입력측 1방향성 트랜스듀서가 설치되어 있지 않은 측을 향하여 약 λ/8만큼 이동되는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제6항에 있어서, 상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 각각의 전극지는, 한 쌍의 스플리트 전극지들을 포함하며,

상기 인터디지탈 트랜스듀서들의 전극지들의 중심위치는, 상기 한 쌍의 스플리트 전극지들의 중심인 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제7항에 있어서, 복수개의 전극지들을 포함하는 더미전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제8항에 있어서, 상기 하나의 리플렉터와 상기 또 하나의 리플렉터 및 상기 더미전극 각각 이내에서, 상기 하나의 리플렉터와 상기 또 하나의 리플렉터 및 상기 더미전극의 각각의 전극지들이, 이것의 양단부들에서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.
제4항에 있어서, 입력측 1방향성 트랜스듀서는, 복수개의 인터디지탈 트랜스듀서들과, 순방향성을 갖는 하나의 리플렉터, 및 역방향성을 갖는 또 하나의 리플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스버셜형 탄성 표면파 필터.