KR20020042495A - 표면 탄성파 필터 - Google Patents

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Abstract

평형-불평형 변환 기능을 가진 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터는 통과 대역 밖에서의 평형 정도를 향상시키고, 통과 대역 밖에서의 감쇠를 증가시킬 수 있다. 이 표면 탄성파 필터에서, 적어도 3개의 IDT(interdigital transducer)는 표면 탄성파의 전파 방향을 따라서 배열되고, 복수의 IDT 중에서, 대향하는 측면의 IDT는 중앙의 IDT에 대해서 거의 점대칭으로 배열되어 있다. 그리하여, 거의 같은 기생 임피던스(impedance)가 제1과 제2 평형 신호 터미널(terminal)에 첨가된다.

Description

표면 탄성파 필터{Surface acoustic wave filter}
본 발명은, 예를 들면, 휴대용 전화기의 대역 통과 필터로서 이용되는 표면 탄성파 필터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 평형-불평형 변환 기능, 즉 밸룬(balun) 기능을 가진 표면 탄성파 필터에 관한 것이다.
최근에 휴대용 전화의 크기 및 무게의 축소로, 휴대용 전화기에 포함된 구성 부품의 수와 크기가 매우 감소되고 있다. 게다가, 복수의 기능을 통합하는 구성 부품이 개발되고 있다.
따라서, 평형-불평형 변환 기능, 즉 밸룬 기능을 가진 무선 고주파 단계의 휴대용 전화에 이용되는 표면 탄성 필터가 개발되어 왔으며, 주로 GSM 휴대용 전화에 이용되고 있다.
도 11은 평형-불평형 변환 기능을 가진 종래 표면 탄성파 필터(100)의 전극 구조를 보여주는 도해적인 평면도이다.
표면 탄성파 필터(100)에서, 제1 내지 제3 IDT(interdigital transducer;101∼103)가 표면 탄성파의 전파 방향을 따라 압전 기판(도시하지 않음)위에 배열되어 있다. 반사기(104, 105)는 표면 탄성파의 방향에 있는 IDT(101∼103)의 대향하는 측면에 제공된다.
각각의 IDT(101∼103)의 한 쪽 끝은 불평형 신호 터미널(108)에 전기적으로 접속되어 있고, 각각의 IDT(101∼103)의 다른 쪽 끝은 접지 전위에 접속되어 있다. IDT(102)의 한 쪽 끝은 제1 평형 신호 터미널(106)에 전기적으로 접속되어 있고, 다른 쪽 끝은 제2 평형 신호 터미널(107)에 전기적으로 접속되어 있다.
평형-불평형 변환 기능을 가진 표면 탄성파 필터의 통과 대역 밖의 감쇠 크기는 표면 탄성파 필터의 평형 정도에 따라 다르다. 평형 정도는 불평형 신호 터미널과 제1 평형 신호 터미널 사이의 송신 특성과, 불평형 신호 터미널과 제2 평형 신호 터미널 사이의 송신 특성의 차이로 표현된다.
송신 특성의 차이 중, 진폭 특성에서의 차이는 "진폭 평형 정도"로 불리고 위상 특성에서의 차이는 "위상 평형 정도"로 불린다.
평형-불평형 변환 기능을 가진 표면 탄성 필터가 제1 내지 제3 포트를 가진 장치로 정의되는, 예를 들면, 불평형 입력 터미널이 제1 포트이고, 제1 평형 출력 터미널이 제2 포트이며, 제2 평형 출력 터미널이 제3 포트인 경우, 진폭 평형 정도 및 위상 평형 정도는 아래처럼 표현된다:
진폭 평형 정도=｜A｜, A=｜20ㆍlog(s21)｜-｜20ㆍlog(s31)｜ 및
위상 평형 정도=｜B-180｜, B=｜∠s21-∠s31｜
여기에서, s21은 제1 포트에서 제2 포트로의 전송 계수를 나타내고, s31은제1 포트에서 제3 포트로의 전송 계수를 나타낸다.
필터의 통과 대역 밖에서 진폭 평형 정도 및 위상 평형 정도의 최적값은 진폭 평형 정도에 대해서는 0 dB이고 위상 평형 정도에 대해서는 0˚이다. 이러한 최적의 평형 정도를 갖는 필터에서 통과 대역 밖의 감쇠 크기는 무한대이다. 그러므로, 진폭 평형 정도와 위상 평형 정도가 각각 0 dB와 0˚에 접근함에 따라, 통과 대역 밖의 감쇠는 매우 증가된다.
도 11에서의 표면 탄성파 필터(100)에서, 비록 평형-불평형 변환 기능을 수행할 수 있지만, 평형 정도는 만족할 만하지 않아서, 통과 대역 밖의 감쇠는 충분하지 않다.
상술한 문제점과 결점을 극복하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 통과 대역 밖에서의 평형 정도가 향상되고 게다가 평형-불평형 변환 기능을 가져 통과 대역 밖에서의 감쇠를 매우 증가시킨 종결합 공진기형의 표면 탄성파 필터를 제공한다.
본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터는 압전 기판, 압전 기판 위에 제공되고 표면 탄성파의 전파 방향을 따라 배열된 복수의 IDT(interdigital transducer) 및 평형-불평형 변환 기능을 포함한다. 복수의 IDT 중에서, 대향하는 측면의 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에서 거의 중앙에 위치한 IDT에 대해 거의 점대칭 배열로 배치되어 있다.
본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터는 압전 기판, 압전기판에 제공되어 표면 탄성파 전파 방향을 따라서 배열된 제1 내지 제3 IDT, 제1 및 제3 IDT에 접속된 불평형 신호 터미널 및 제2 IDT의 대향하는 끝에 각각 접속된 제1과 제2 평형 신호 터미널을 포함한다. 상기 표면 탄성파 필터에서, 제1 내지 제3 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향에 반대 측면에 위치한 제1과 제2 끝 부분을 가지며, 제1 IDT의 제1 끝 부분과 제3 IDT의 제2 끝 부분은 각각 전기적으로 불평형 신호 터미널에 접속되고, 제1 IDT의 제2 끝 부분과 제3 IDT의 제1 끝 부분은 각각 전기적으로 접지 전위에 접속되어 있다.
본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터는 압전 기판, 압전 기판 위에 제공되어 표면 탄성파의 전파 방향을 따라 배열된 제1 내지 제3 IDT, 제2 IDT에 접속된 불평형 신호 터미널 및 제1과 제3 IDT에 접속된 제1과 제2 평형 신호 터미널을 포함한다. 상기 표면 탄성파 필터에서, 제1 내지 제3 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향에 반대 측면에 위치한 제1과 제2 끝 부분을 가지며, 제1 IDT의 제1 끝 부분과 제3 IDT의 제2 끝 부분은 각각 전기적으로 제1 평형 신호 터미널에 접속되고, 제1 IDT의 제2 끝 부분과 제3 IDT의 제1 끝 부분은 각각 전기적으로 제2 평형 신호 터미널에 접속되어 있다.
상술한 종래의 표면 탄성파 필터(100)에서, 통과 대역 밖에서의 평형 정도가 만족할 만하지 않기 때문에, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 충분하지 않다. 그 이유는 다음과 같다. 평형 신호 터미널(106)은 불평형 신호 터미널(108)에 접속된 신호 선로에 둘러 싸여있기 때문에, 입력과 출력 터미널 사이에 병렬로 삽입된 기생 캐패시턴스가 큰 영향을 가지고, 평형 신호 단말기(107)가 접지 터미널에 접속된 배선에 이웃하기 때문에, 신호 선로와 접지 선로 사이에 병렬로 첨가된 기생 캐패시턴스가 큰 영향을 가진다. 즉, 평형 신호 터미널(106, 107)에 첨가된 기생 캐패시턴스가 서로 달라, 통과 대역 밖의 평형 정도가 만족스럽지 못하다.
상술한 문제로 인하여, 본 발명의 발명자는 거의 같은 기생 임피던스를 2개의 평형 신호 터미널에 각각 첨가하도록 전극을 제공하면, 통과 대역 밖에서의 평형 정도가 매우 향상되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠가 매우 증가될 것이라는 것을 발견했다. 상기 발견에 기초하여, 본 발명은 개발되었다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터는 거의 같은 기생 임피던스가 제1과 제2 평형 신호 터미널에 각각 첨가되도록 하는 전극 구조를 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제1 바람직한 실시예에서, 복수의 IDT중에서, 대향하는 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향 거의 중앙에 자리 잡은 IDT에 대해 거의 점대칭으로 배치되어, 거의 같은 기생 임피던스가 제1과 제2 평형 신호 터미널에 첨가된다.
본 발명의 제2 바람직한 실시예에서, 제1 IDT의 제1 끝 부분과 제3 IDT의 제2 끝 부분은 각각 불평형 신호 터미널에 접속되어 있고, 제1 IDT의 제2 끝 부분과 제3 IDT의 제1 끝 부분은 접지 전위에 접속되어 있어, 거의 같은 기생 임피던스가 제1과 제2 평형 신호 터미널에 각각 첨가되도록 한다.
본 발명의 제3 바람직한 실시예에서, 제1 IDT의 제1 끝 부분과 제3 IDT의 제2 끝 부분은 제1 평형 신호 터미널에 전기적으로 접속되어 있고, 제1 IDT의 제2끝 부분과 제3 IDT의 제1 끝 부분은 전기적으로 제2 평형 신호 터미널에 접속되어 있어, 거의 같은 기생 임피던스가 제1과 제2 평형 신호 터미널에 각각 첨가되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에서, 전기적으로 평형 신호 터미널에 접속된 IDT의 전극 핑거(finger)의 수는 짝수이고, IDT에 접속된 제1과 제2 평형 신호 터미널에 전기적으로 접속된 전극 핑거의 수는 같아서, 통과 대역 내에는 평형 정도가 매우 진보하여, 결과적으로 통과 대역 밖에서의 감쇠가 매우 증가되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에서, 평형 신호 터미널이나 불평형 신호 터미널에 접속된 적어도 하나의 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직한 방향으로 나누어진 복수의 IDT 부분을 가진다. 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직한 방향으로 나누어진 복수의 IDT 부분을 가지는 IDT에서, 임피던스가 증가하기 때문에, 입력과 출력 임피던스가 다른 표면 탄성파 필터가 생산된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에서, 상술한 표면 탄성파 필터에 직렬 및/또는 병렬로 접속된 적어도 하나의 표면 탄성파 공진기가 더 포함된다. 적어도 하나의 표면 탄성파 공진기를 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에 직렬 및/또는 병렬로 접속함으로써 통과 대역 근방에서 감쇠는 매우 향상된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터는 휴대용 전화의 RF 단계에서 이용되는 대역 통과 필터에 적당하게 사용된다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터를 이용함으로써, 평형 불평형 변화 기능을 가지며 통과 대역 밖에서의 감쇠가 큰 대역 통과 필터에 제공되고 콤팩트하며 주파수 특성이 우수한 통신 장치가 제공된다.
본 발명의 상술하는 그리고 다른 요소, 특성, 특징 및 이점은 다음의 도면과 함께 본 발명의 구성으로부터 명백해질 것이다. 한편, 도면 중에서, 전극 구조를 보여주는 도면은 간략화하기 위하여 실제보다 적은 수의 전극 핑거를 가지는 것으로 묘사하고 있다.
도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터의 감쇠 주파수 특성을 보여 주는 도면이다.
도 3은 비교하기 위한 종래의 표면 탄성파 필터의 전극 구조를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 4는 도 3에 보여지는 비교하기 위한 종래의 표면 탄성파 필터의 감쇠 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 변형 실시예에 따른 표면 탄성파 필터를 설명하는 도해적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터의 전극 구조를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터의 변형 실시예를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터의 다른 변형 실시예를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 통신 장치를 보여주는 도해적인 블럭도이다.
도 10은 본 발명에 따른 표면 탄성파 필터를 이용하여 구성된 통신 장치를 보여주는 도해적인 블럭도이다.
도 11은 종래의 표면 탄성파 필터를 보여주는 도해적인 평면도이다.
도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)를 나타내는 도해적인 평면도이다.
상기 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)는 PCS 휴대용 전화의 RF 단계에 이용되는 수신 필터가 되도록 구성되어 있다. 다른 실질적인 응용도 본 발명의 필터에 대해서 가능하다.
표면 탄성파 필터(200)는 도 1에 아웃라인이 도해적으로 나타난 압전 기판(A)위에 도 1에 도시된 전극 구조를 제공함으로써 구성된다. 상기 바람직한 실시예에서, 압전 소자(A)는 40±5˚, Y-cut, X-전파 LiTaO3기판을 이용하여 형성된다.
종결합 공진기형의 표면 탄성파 필터(201)와 표면 탄성파 공진기(202, 203)는 압전 기판(A) 위에 제공된다. 종결합 공진기형의 표면 탄성파 필터(201)는 제1 내지 제3 IDT(interdigital transducer;204∼206)를 포함한다. 반사기(207, 208)는 표면 탄성파의 전파 방향의 IDT(204∼206)의 대향하는 측면에 제공된다.
전극 구조와 표면 탄성파 공진기(202, 203)는 Al 또는 다른 적당한 재료로 만드는 것이 바람직하다.
각각의 IDT(204∼206)는 2개의 빗살 모양의 전극을 포함한다. IDT(204∼206)에서, 표면 탄성파 방향에 거의 수직인 방향에 대향하는 측면의 끝 부분들은 제1과 제2 끝 부분(204a, 204b)으로 표현되고, 나머지도 같다(205a, 205b; 206a, 206b). 끝 부분들(204a∼206b)은 IDT(204∼206)의 한 쪽 측면 빗살 전극의 끝 부분과 각각 일치한다.
IDT(204)의 제1 끝 부분(204a)은 표면 탄성파 공진기(202)를 통하여 불평형 신호 터미널(209)에 접속되어 있고, IDT(206)의 제2 끝 부분(206b)은 표면 탄성파 공진기(203)를 통하여 불평형 신호 터미널(209)에 접속되어 있다. 즉, 표면 탄성파 공진기(202, 203)는 각각 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(201)에 직렬로 접속되어 있다.
IDT(204)의 제2 끝 부분(204b)과 IDT(206)의 제1 끝 부분(206a)은 각각 접지 전위에 접속되어 있다.
IDT(205)의 제1 끝 부분(205a)은 제1 평형 신호 터미널(210)에 접속되어 있고, IDT(205)의 제2 끝 부분(205b)은 제2 평형 신호 터미널(211)에 접속되어 있다.
상기 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)에서, 복수의IDT(204∼206) 중에서, 대향하는 IDT는 거의 중앙에 위치한 IDT에 대해 거의 점대칭으로 배치되고, IDT(204)의 제1 끝 부분(204a)과 IDT(206)의 제2 끝 부분(206b)은 상술한 것처럼 불평형 신호 터미널(209)에 접속되어 있어, 다음의 실험 결과에서 알 수 있듯이, 통과 대역 밖에서의 평형 정도는 매우 진보되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 매우 증가된다.
상술한 표면 탄성파 필터(200)는 다음의 설계에 기초하여 구성되고, 주파수 특성을 측정한다.
IDT(204∼206)의 전극 핑거의 가로지른 폭(W)= 78.7 λI
(λI는 IDT에 의해서 결정되는 표면 탄성파의 파장이다);
IDT(204∼206) 각각의 전극 핑거의 수
IDT(204): 25, IDT(205): 41, IDT(206): 25;
IDT에서 파장, λI=2.03㎛;
반사기(207, 208)에서 파장, λR=2.05㎛;
각각의 반사기의 전극 핑거의 수=100;
IDT-IDT 거리=0.77λI ("IDT-IDT 거리"는 서로 인접하는 IDT에서, 상호간에 다른 전위에 접속된 전극 핑거들의 내부 중심 거리를 말한다);
IDT-반사기 거리=0.55λR("IDT-반사기 거리"는 서로 인접한 IDT와 반사기 사이에 전극 핑거의 내부 중심 거리를 말한다);
듀티 비=0.60;
전극의 박막 두께=0.08λI
도 1로부터 보여지는 것처럼, 표면 탄성파 전파 방향의 IDT(205)의 대향하는 측면에 있는 전극 핑거(212, 213)는 남아있는 전극 핑거보다 넓어서, IDT-IDT 거리 지역의 자유로운 표면 부분이 줄어든다.
표면 탄성파 공진기(202, 203)의 규격은 다음과 같다:
가로지른 폭(W)=17.3λ;
IDT의 전극 핑거 수=301
파장(λ)=2.02㎛;
각각의 반사기의 전극 핑거 수=30
(그러나, 도 1에서, IDT의 대향하는 측면 위의 반사기는 도시하지 않음)
IDT-반사기 거리=0.50λ;
듀티 비=0.60;
전극의 박막 두께=0.08λ
비교하기 위해, 종래의 표면 탄성파 필터(300)는, 도 3에 도시된 것처럼, 상술하는 바람직한 실시예와 같은 재료로 만들어져, 주파수 특성이 측정된다. 도 3의 표면 탄성파 필터(300)에서, 표면 탄성파 공진기(302)는 종결합 공진기형의 표면 탄성파 필터(301)에 직렬로 접속되어 있고, 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(301)는 표면 탄성파 공진기(302)를 통하여 불평형 신호 터미널(308)에 접속되어 있다. 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(301)는 제1 내지 제3 IDT(303∼305) 및 반사기(306, 307)를 포함한다. 표면 탄성파 필터(300)에서, IDT(303, 305) 각각의 제1 끝 부분(303a, 305a)은 표면 탄성파 공진기(302)를 통하여 불평형 신호 터미널(308)에 접속되어 있고, IDT(303, 305) 각각의 제2 끝 부분(303b, 305b)은 접지 전위에 접속되어 있다. 제2 IDT(304)의 제1과 제2 끝 부분(304a, 304b)은 제1과 제2 평형 신호 터미널(309, 310) 각각에 접속되어 있다.
즉, 도 3의 표면 탄성파 필터(300)에서, IDT(303, 305)는 각각의 제1 끝 부분(303a, 305a)을 통하여 불평형 신호 터미널(308)에 접속되어 있다. 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(301)와 표면 탄성파 공진기(302)의 구성은 근본적으로 각각 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(201)와 표면 탄성파 공진기(202, 203)의 구성과 같다. 그러나, 위상을 조절하기 위하여, 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(301)는 IDT(303)의 위치가 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(201)의 일치하는 IDT(204)의 위치에 반대가 되도록 구성된다. 또한, 표면 탄성파 공진기(302)는 표면 탄성파 공진기(202, 203) 보다 약 2배 정도의 가로지른 폭을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
상술하는 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)의 주파수 특성과 도 3에 도시되고 상술하는 것처럼 준비된 종래의 표면 탄성파 필터(300)의 주파수 특성은 도 2와 도 4에 각각 도시하고 있다.
도 2와 4 사이의 비교로 명백해지므로, 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)는 통과 대역 밖에서의 매우 증가된 감쇠를 제공한다. 예를 들면, 제1 바람직한 실시예의 감쇠와 종래의 표본을 0∼1 GHz에서 비교하면, 종래의 표본은 30 dB의 감쇠를 보이는 반면에, 제1 바람직한 실시예는 55 dB의 감쇠를 보인다. 즉, 제1 바람직한 실시예의 감쇠가 종래의 표본에 대해 25 dB만큼 향상된다. 제1바람직한 실시예의 감쇠와 종래의 표본을 4∼6 GHz에서 비교하면, 종래의 표본은 18 dB의 감쇠를 보이는 반면에, 제1 바람직한 실시예는 32 dB의 감쇠를 보인다. 즉, 제1 바람직한 실시예의 감쇠가 종래의 표본에 대해 14 dB만큼 향상된다.
상기 바람직한 실시예에서 통과 대역 밖에서의 감쇠가 매우 향상될 수 있는 이유는 아래에서 설명한다.
상술한 것처럼, 평형 불평형 변형 기능을 가진 종래의 표면 탄성파 필터에서, 제1 평형 신호 터미널(309)은 신호 선로에 인접하고, 제2 평형 신호 터미널(310)은 접지 선로에 인접한다. 그러므로, 평형 신호 터미널(309, 310)에서의 기생 임피던스의 영향은 매우 달라, 통과 대역 밖에서의 평형 정도는 매우 줄어들고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 충분하지 않다.
반대로, 상기 바람직한 실시예에서, IDT(204, 206)은 불평형 신호(209)에 접속되어, 제1 끝 부분(204a)과 제2 끝 부분(206b)과 같은 IDT(204, 206)의 상호 대향하는 끝이 불평형 신호 터미널(209)에 접속되어 있다. 그러므로, 양쪽 평형 신호 터미널(210, 211)은 신호 선로와 접지 선로 양쪽에 인접하여, 평형 신호 터미널(210, 211)에 대한 기생 임피던스의 영향이 거의 서로 같다. 즉, 대향하는 측면 위의 IDT(204, 206)가 중앙 IDT(205)에 대해서 거의 점대칭으로 배치되어 있기 때문에, 제1과 제2 신호 터미널(210, 211)에 대한 기생 임피던스의 영향은 서로 거의 같다. 따라서, 통과 대역 밖에서의 평형 정도는 매우 향상되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 매우 증가된다.
상기 바람직한 실시예에서, 평형 신호 터미널(210, 211)에 접속된 IDT(205)의 전극 핑거의 수는 홀수인 것이 바람직하나, 도 5의 변형 실시예에 따른 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(250)와 같이, 전파 방향의 거의 중에 위치하고 평형 신호 터미널(210)에 접속된 제2 IDT(205)의 전극 핑거의 수는 짝수인 경우에도 바람직하다. 이 경우에 평형 신호 터미널(210, 211)에 접속된 전극 핑거의 수는 서로 같기 때문에, 통과 대역 내에서 평형 정도는 보다 더 향상되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 보다 더 증가된다.
상술하는 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(250)는 IDT(205)의 전극 핑거의 수가 제1 바람직한 실시예와 다른 것을 제외하고는, 제1 바람직한 실시예와 같은 방법으로 구성되고, 좁은 피치 전극 핑거는 IDT(204, 205)사이와 IDT(205, 206)사이의 간격의 대향하는 측면에 제공된다. 그러므로, 좁은 피치 전극 핑거를 가진 구성에서, 본 발명의 효과는, 제1 바람직한 실시예의 경우처럼, 얻어진다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터의 전극 구조를 보여주는 도해적인 평면도이다. 제1 바람직한 실시예에서처럼, 도면에 도시된 전극 구조는 40±5˚, Y-cut, X-전파 LiTaO3기판으로 구성된 압전 기판 위에 형성된다.
종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(401)는 Al 전극으로 형성된다.
종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(401)는 제1 내지 제3 IDT(402∼404)를 포함하여 표면 탄성파의 전파 방향을 따라서 순차적으로 배열되고, IDT(402∼404)의 대향하는 측면 위에 배치된 반사기(405, 406)는 평면 탄성파의 방향으로 제공된다.
상기 바람직한 실시예에서, 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향에 있는 제1 내지 제3 IDT(402∼404)의 제1 끝 부분은 제1 끝 부분(402a, 403a, 404a)으로 표현되고, 제2 끝 부분은 제2 끝 부분(402b, 403b, 404b)으로 표현된다.
제2 IDT(403)의 제1 끝 부분(403a)은 불평형 신호 터미널(409)에 전기적으로 접속되어 있고, 제2 끝 부분(403b)은 접지 전위에 접속되어 있다.
제1 IDT(402)의 제1 끝 부분(402a)과 제3 IDT(404)의 제2 끝 부분(404b)은 제1 평형 신호 터미널(407)에 전기적으로 접속되어 있다. IDT(402)의 제2 끝 부분(402b)과 IDT(404)의 제1 끝 부분(404a)은 제2 평형 신호 터미널(408)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 바람직한 실시예에 따른 평형 신호 터미널에 접속된 IDT(402, 404)에서, 제1 IDT(402)의 제1 끝 부분(402a)과 제3 IDT(404)의 제2 끝 부분(404b)은 제1 평형 신호 터미널(407)에 전기적으로 접속되어 있고, IDT(402)의 제2 끝 부분(402b)과 IDT(404)의 제1 끝 부분(404a)은 제2 평형 신호 터미널(408)에 전기적으로 접속되어 있다. 그러므로, 제1 실시예의 경우처럼, 제2 바람직한 실시예는 IDT(402, 404)가 중앙의 IDT(403)에 대해 거의 점대칭으로 배치되도록 구성되어 있다.
그러므로, IDT(402)에서, 불평형 신호 터미널(409)과 IDT(403)를 접속하는 신호 선로에 인접하는 끝 부분(402a)은 평형 신호 터미널(407)에 접속되어 있고, 접지 선로에 인접하는 끝 부분(402b)은 평형 신호 터미널(408)에 접속되어 있다. 반대로, IDT(404)에서, 신호 선로에 인접하는 끝 부분(404a)은 평형 신호 터미널(408)에 접속되어 있고, 접지 선로에 인접하는 끝 부분(404b)은 평형 신호터미널(407)에 접속되어 있다. 그러므로, 제1 바람직한 실시예에서처럼, 제1과 제2 평형 신호 터미널(407, 408)에 대한 기생 임피던스의 영향은 서로 거의 같다. 제2 바람직한 실시예에서, 본 발명의 제1 바람직한 실시예에서처럼, 통과 대역 밖에서의 평형 정도는 매우 진보되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 매우 향상된다.
제2 바람직한 실시예서, 각각의 IDT(402, 404)의 전극 핑거의 수는 홀수인 것이 바람직하지만, 도 7에서 도해적으로 도시한 것처럼, 평형 신호 터미널(407, 408)에 접속되어 있는 IDT(402a, 404a)의 전극 핑거의 수를 짝수가 되도록 맞춤으로써, 평형 신호 터미널(407, 408)에 접속되어 있는 전극 핑거의 수는 서로 같다. 그러므로, 통과 대역 내에서의 평형의 정도는 보다 더 개선되어, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 보다 더 증가한다.
한편, 도 6의 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터에서, 제1에서 제3(402∼404)은, 즉, 3개의 IDT 형태의 표면 탄성파 필터가 제공된다. 그러나, 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명은 3개의 IDT의 대향하는 측면 위에 부가적인 IDT(411, 412)를 포함한 5개의 IDT 형태의 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터에 또한 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 더 많은 IDT를 가진 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터에 또한 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(500)를 보여주는 도해적인 평면도이다. 제1과 제2 바람직한 실시예에서처럼, 표면 탄성파 필터(500)는 도면에 도시된 전극 구조를 40±5˚, Y-cut, X-전파 LiTaO3기판으로 구성된 압전 기판 위에 제공함으로써 구성된다.
구체적으로, 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(501)와 거기에 직렬로 접속된 표면 탄성파 공진기(502, 503)는 Al 전극으로 만들어진다.
제3 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(500)는 근본적으로 제1 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터(200)와 같은 방법으로 구성된다. 표면 탄성파 필터(500)는 제1 바람직한 실시예와, 종결합 공진기형 표면 탄성파 필터(501)에서, 거의 중앙에 있는 제2 IDT(505)는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향을 따라서 나누어진 복수의 IDT 부분(505a, 505b)을 포함한다는 점에서 다르다. 다른 관점에서, 표면 탄성파 필터(500)는 제1 바람직한 실시예와 같다. 그러므로, 표면 탄성파 필터(500)와 제1 바람직한 실시예 사이에 일치하는 부분은 같은 참조 번호를 붙이고, 제1 바람직한 실시예에 관한 설명을 여기에 이용한다.
제3 바람직한 실시예와 같은 방법으로, 거의 중앙에서 제2 IDT(505)를 제1과 제2 IDT 부분(505a, 505b)으로 나눔으로써, 입력 임피던스와 출력 임피던스는 4의 요인에 따라서 달라진다. 즉, 상술한 것처럼, IDT(505)가 2개로 나누어지기 때문에, 평형 신호 터미널(510, 511) 측면의 임피던스는 증가된다. 그것 때문에, 표면 탄성파 필터가 제공되고 입력과 출력 임피던스가 서로 달라, 통과 대역 밖에서의 평형 정도가 매우 개선되고, 통과 대역 밖에서의 감쇠는 매우 향상된다.
제3 바람직한 실시예에서, IDT(505)는 2부분으로 나누어지고, 평형 신호 터미널 측면의 임피던스는 증가된다. 반대로, 불평형 신호 터미널(509)에 접속된 IDT(504, 506)를 나눔으로써, 불평형 신호 터미널 측면의 임피던스는 오히려 증가된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터를 포함하여 구성된 통신 장치(160)를 설명하는 도해적인 블럭도이다.
도 10에서 듀플렉서(162)는 안테나(161)에 접속되어 있다. 표면 탄성파 필터(164)와 증폭기(165)는 듀플렉서(162)와 수신측 믹서(163) 사이에 접속되어 있다. 증폭기(167)와 표면 탄성파 필터(168)는 듀플렉서(162)와 송신측 믹서(166) 사이에 접속되어 있다. 증폭기(165)와 믹서(166)가 평형 신호로 조절될 수 있는 경우에, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 표면 탄성파 장치는 상술한 표면 탄성파 필터(164, 168)로서 적당하게 이용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 40±5˚, Y-cut, X-전파 LiTaO3기판뿐만 아니라, 다양한 압전 기판이 압전 기판으로서 이용될 수 있다. 예컨대, 64˚∼72˚, Y-cut, X-전파 LiNbO3기판, 41˚, Y-cut, X-전파 LiNbO3기판, 또는 압전 세라믹 기판이 이용될 수 있다. 또한, 절연 기판 위에 압전 박막이 제공되는 기판도 또한 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에서, 표면 탄성파 공진기는 직렬 및/또는 병렬 접속 모드로 표면 탄성파 필터에 접속될 수 있고, 접속되는 표면 탄성파 공진기의 수는 구체적으로 제한되지 않는다.
상술한 것으로부터 명백해진 것처럼, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 탄성파 필터에서, 거의 같은 기생 임피던스가 제1과 제2 평형 신호 터미널에 첨가되어, 통과 대역 밖에서의 평형 정도가 매우 향상된다. 이것은 평형-불평형 변환 기능을 가지며, 통과 대역 밖에서의 매우 증가된 감쇠를 보이는 표면 탄성파 필터를 제공한다.
현재 바람직한 실시예로 여겨지는 것과 관하여 본 발명이 설명되었지만, 다양한 변화와 변형 실시예가 보다 넓은 관점에서 본 발명을 벗어나지 않고 가능하다고 이해되며, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 기술 사상과 범위 내에 해당하는 모든 변화와 변형 실시예를 포함하려 한다.

Claims (18)

  1. 압전 기판;
    상기 압전 기판 위에 제공되고, 표면 탄성파의 전파 방향을 따라서 배열된 복수의 IDT(interdigital transducer);
    평형-불평형 변환 기능; 및
    상기 압전 기판의 중앙 부분에 위치한 복수의 IDT 중 하나의 IDT의 대향하는 측면들에 위치한 복수의 IDT 중 적어도 2개의 IDT가 표면 탄성파의 전파 방향의 중앙 부분에 위치한 상기 IDT에 대하여 거의 점대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평형 신호 터미널에 전기적으로 접속되어 있는 상기 IDT가 짝수의 전극 핑거(finger)를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 IDT가 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직한 방향을 따라서 나뉘어진 복수의 IDT 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  4. 제1항에 있어서, 직렬 및 병렬 중 적어도 하나로 상기 표면 탄성파 필터에 접속되어 있는 표면 탄성파 공진기를 적어도 하나 더 포함하는 것을 특징으로 하는표면 탄성파 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판의 끝 부분에 제공되는 반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  6. 제1항에 따른 표면 탄성파 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. 압전 기판;
    표면 탄성파의 전파 방향을 따라서 순차적으로 배열되고, 상기 압전 기판 위에 제공되는 제1, 제2 및 제3 IDT;
    상기 제1과 제3 IDT에 접속되어 있는 불평형 신호 터미널; 및
    상기 제2 IDT의 대향하는 끝 각각에 접속되어 있는 제1과 제2 평형 신호 터미널을 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 IDT는 각각 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향으로 대향하는 끝들에서 제1과 제2 끝 부분을 가지며, 상기 제1 IDT의 제1 끝 부분과 상기 제3 IDT의 제2 끝 부분은 상기 불평형 신호 터미널에 각각 전기적으로 접속되어 있으며, 상기 제1 IDT의 제2 끝 부분과 상기 제3 IDT의 제1 끝 부분은 접지 전위에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 평형 신호 터미널에 전기적으로 접속되어 있는 IDT가 짝수의 전극 핑거를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  9. 제7항에 있어서, 적어도 하나의 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향을 따라서 나뉘어진 복수의 IDT 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  10. 제7항에 있어서, 직렬 및 병렬 중 적어도 하나로 상기 표면 탄성파 필터에 접속되어 있는 적어도 하나의 표면 탄성파 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  11. 제7항에 있어서, 상기 압전 기판의 끝 부분에 제공되는 반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  12. 제7항에 따른 표면 탄성파 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 압전 기판;
    상기 압전 기판 위에 제공되고, 표면 탄성파의 전파 방향을 따라서 순차적으로 배열되는 제1, 제2 및 제3 IDT;
    상기 제2 IDT에 접속되어 있는 불평형 신호 터미널; 및
    상기 제1과 제3 IDT에 각각 접속되어 있는 제1과 제2 평형 신호 터미널을 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 IDT는 각각 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인방향으로 대향하는 끝들에서 제1과 제2 끝 부분을 가지며, 상기 제1 IDT의 제1 끝 부분과 제3 IDT의 제2 끝 부분이 제1 평형 신호 터미널에 각각 전기적으로 접속되어 있고, 상기 제1 IDT의 제2 끝 부분과 상기 제3 IDT의 제1 끝 부분은 제2 평형 신호 터미널에 각각 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 평형 신호 터미널에 전기적으로 접속되어 있는 IDT가 짝수의 전극 핑거를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  15. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 IDT는 표면 탄성파의 전파 방향에 거의 수직인 방향을 따라서 나뉘어진 복수의 IDT 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  16. 제13항에 있어서, 직렬 및 병렬 중 적어도 하나로 상기 표면 탄성파 필터에 접속되어 있는 표면 탄성파 공진기를 적어도 하나 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  17. 제13항에 있어서, 상기 압전 기판의 끝 부분에 제공되는 반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 필터.
  18. 제13항에 따른 표면 탄성파 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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