KR20040045682A

KR20040045682A - Surface acoustic wave filter

Info

Publication number: KR20040045682A
Application number: KR1020020073528A
Authority: KR
Inventors: 최용림
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-02

Abstract

PURPOSE: A surface acoustic wave filter is provided to minimize the loss of signals by forming a pattern of an input IDT(Inter-Digital Transducer) opposite to a pattern of an output IDT on an upper surface of a piezoelectric substrate. CONSTITUTION: A surface acoustic wave filter includes a piezoelectric substrate, an input IDT, a path conversion unit, and an output IDT. The input IDT(32) of an SPUDT(Single Phase Uni-Directional Transducer) type pattern is formed on an upper surface of the piezoelectric substrate(30) in order to convert an external electric signal to a mechanical signal. The path conversion unit(36) converts a transferring path of the mechanical signal of the input IDT. The output IDT(38) of the SPUDT type pattern is formed on a lower side of the input IDT in order to convert the mechanical signal to the electric signal.

Description

Surface acoustic wave filter

본 발명은 표면탄성파 필터에 관한 것으로서, 특히 입력 IDT 및 출력 IDT를 통해 외부 입력 신호를 필터링할 경우 상기 입력 및 출력 IDT를 통해 전파되는 신호가 상기 입력 IDT 및 출력 IDT의 양측으로 나뉘어져 전파되는 것을 방지하여 신호의 손실을 최소화한 표면탄성파 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a surface acoustic wave filter, and in particular, when filtering an external input signal through an input IDT and an output IDT, a signal propagated through the input and output IDT is prevented from being divided into both sides of the input IDT and the output IDT. The present invention relates to a surface acoustic wave filter that minimizes signal loss.

일반적으로 표면탄성파(Surface Acoustic Wave, 이하 SAW라 함)는 기판의 표면을 따라 전달되는 파동의 상태를 나타내는 것으로 깊이 방향으로 급격히 감쇄되는 특징을 지닌다. 표면탄성파 필터는 이러한 특징을 주파수 선택기능 소자로 응용한 것이다.In general, surface acoustic waves (hereinafter referred to as SAWs) represent a state of waves transmitted along the surface of a substrate and have a feature of rapidly attenuating in a depth direction. Surface acoustic wave filters use these features as frequency selective devices.

즉, SAW 소자는 절연성이 큰 기판에 금속 전극을 형성해 압전을 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리는데, 이 작용을 이용해 물리적인 파를 일으키게 된다. SAW 소자 표면을 전달하는 물결속도가 전자파보다 느리기 때문에 일시적으로 전기신호를 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 필터로 이용된다.In other words, the SAW device temporarily forms a metal electrode on a highly insulating substrate and applies a piezoelectric twist to the substrate surface. This action causes a physical wave. Since the wave speed passing through the SAW device surface is slower than electromagnetic waves, it is used as a filter to temporarily delay an electric signal or pass only a specific frequency signal.

예를 들면, 중간 주파수 필터 과정에서 전기적 신호가 인식되면 이를 기계적 신호로 변환시키는 인터디지털 트랜스듀서(Inter-Digital Transducer, 이하 IDT라 함)가 입,출력단에 각각 설치되어 있어 입력단에서 압전 물체에 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적 신호로 변환하고, 다시 출력단에서는 이를 전기적 신호로 변환 출력하게 됨으로써, 원하는 주파수 대역은 통과시키고 나머지 대역은 저지시키게된다.For example, when an electrical signal is recognized during an intermediate frequency filter process, an inter-digital transducer (IDT), which converts an electrical signal into a mechanical signal, is installed at an input and an output terminal, respectively, so that the input terminal is electrically connected to the piezoelectric object. When a signal is applied, it is converted into a mechanical signal, and the output is converted into an electrical signal and output, thereby passing the desired frequency band and blocking the remaining band.

종래의 기술에 따른 표면탄성파 필터의 제1 실시예는 도1 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 전기적 신호가 압전체 기판(1)에 패턴으로 형성되는 입력 IDT(2)에 의해 기계적 신호로 변환되면, 상기 기계적 신호는 제1 반사부(4) 및 제2 반사부(6)를 통해 반사되어 전파경로가 변경되고, 상기 전파경로가 변경된 기계적 신호가 출력 IDT(8)로 입력된다.In the first embodiment of the surface acoustic wave filter according to the prior art, as shown in FIG. 1, an electrical signal input from the outside is converted into a mechanical signal by an input IDT 2 formed in a pattern on the piezoelectric substrate 1. In this case, the mechanical signal is reflected through the first reflecting unit 4 and the second reflecting unit 6 to change the propagation path, and the mechanical signal having the changed propagation path is input to the output IDT 8.

상기 출력 IDT(8)로 입력된 기계적 신호는 다시 전기적 신호로 변환되어 외부로 출력된다. 이때, 상기 제1 반사부(4) 및 제2 반사부(6)에 의해 변경되는 상기 기계적 신호의 전파경로가 화살표와 같이 Z 형태로 이루어지게 되어 상기와 같은 표면탄성파 필터를 Z-Path형 표면탄성파 필터라 칭한다.The mechanical signal input to the output IDT 8 is converted into an electrical signal and output to the outside. At this time, the propagation path of the mechanical signal changed by the first reflecting portion 4 and the second reflecting portion 6 is formed in a Z shape as shown by an arrow. It is called an acoustic wave filter.

또한, 종래의 기술에 따른 표면탄성파 필터의 제2 실시예는 도2 에 도시된 바와 같이, 압전체 기판(11)에 패턴으로 형성되는 입력 IDT(12)에 전기적 신호가 입력되면, 상기 전기적 신호는 기계적 신호로 변환된 후 제1 반사부(14) 및 제2 반사부(16)를 통해 U 형태로 전파경로가 변경되고, 상기 전파경로가 변경된 기계적 신호가 출력 IDT(18)로 입력되어 다시 전기적 신호로 변환된다.In addition, in the second embodiment of the surface acoustic wave filter according to the related art, when an electrical signal is input to the input IDT 12 formed in a pattern on the piezoelectric substrate 11, the electrical signal is After being converted into a mechanical signal, the propagation path is changed into a U shape through the first reflector 14 and the second reflector 16, and the mechanical signal having the changed propagation path is input to the output IDT 18 to be electrically Is converted into a signal.

여기서, 상기 전파경로가 U 형태로 변경되어 이러한 표면탄성파 필터를 U-Path형 표면탄성파 필터라 칭한다.Here, the propagation path is changed into a U-shape so that the surface acoustic wave filter is called a U-Path type surface acoustic wave filter.

이때, 상기 도1 및 도2 에 도시된 표면탄성파 필터에서 입력 IDT(2, 12) 및 출력 IDT(8, 18)는 도3 에 도시된 바와 같이, 각각 다른 극성과 연결되는 다수개의 신호버스바(21, 22)와, 각 신호버스바(21, 22)에서 서로를 향해 연장되는 다수개의핑거(Finger)(21a, 22a)가 서로 교차되어 형성된다.In this case, in the surface acoustic wave filter illustrated in FIGS. 1 and 2, the input IDTs 2 and 12 and the output IDTs 8 and 18 are a plurality of signal bus bars connected to different polarities, respectively, as shown in FIG. 3. 21 and 22 and a plurality of fingers 21a and 22a extending toward each other in the signal bus bars 21 and 22 are formed to cross each other.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 표면탄성파 필터는 입력 IDT와 출력 IDT를 따라 전파되는 신호는 어느 한방향으로 전달되지 않고 도3 의 화살표와 같이 양측으로 나뉘어져 전달되고, 이로 인해 신호의 손실이 발생된다는 문제점이 있다.However, in the surface acoustic wave filter according to the related art, a signal propagating along an input IDT and an output IDT is divided into two sides as shown by the arrow of FIG. 3, rather than being transmitted in one direction, resulting in signal loss. There is a problem.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 입력 IDT와 출력 IDT를 통해 신호가 전파되는 경우 양측 방향으로 전파되지 않도록 상기 입력IDT와 출력IDT를 SPUDT(Single Phase Uni Directional Transducer) 타입으로 형성함으로써 신호의 손실을 최소화할 수 있는 표면탄성파 필터를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of which is that the input IDT and the output IDT SPUDT (Single Phase Uni) so as not to propagate in both directions when the signal propagates through the input IDT and output IDT It is to provide a surface acoustic wave filter that can minimize the loss of signal by forming a type of Directional Transducer).

도1 은 종래의 기술에 따른 Z-Path형 표면탄성파 필터가 도시된 도면,1 is a view showing a Z-Path type surface acoustic wave filter according to the prior art,

도2 는 종래의 기술에 따른 U-Path형 표면탄성파 필터가 도시된 도면,2 is a diagram illustrating a U-Path type surface acoustic wave filter according to the prior art;

도3 은 도1 및 도2 의 입력 및 출력 IDT가 도시된 도면,3 shows the input and output IDTs of FIGS. 1 and 2;

도4 는 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 제1 실시예가 도시된 도면,4 is a diagram showing a first embodiment of a surface acoustic wave filter according to the present invention;

도5 는 도4 의 입력 및 출력 IDT가 도시된 도면,FIG. 5 shows the input and output IDTs of FIG. 4;

도6 은 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 제2 실시예가 도시된 도면,6 is a view showing a second embodiment of the surface acoustic wave filter according to the present invention;

도7 은 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 제3 실시예가 도시된 도면,7 is a view showing a third embodiment of the surface acoustic wave filter according to the present invention;

도8 은 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 제4 실시예가 도시된 도면이다.8 is a diagram showing a fourth embodiment of the surface acoustic wave filter according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

30 : 압전체 기판 32 : 입력 IDT30: piezoelectric substrate 32: input IDT

34 : 제1 변환부 35 : 제2 변환부34: first converter 35: second converter

36 : 경로변경부 38 : 출력 IDT36: path changing unit 38: output IDT

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 압전체 기판과, 상기 압전체 기판상에 SPUDT 타입의 패턴으로 형성되어 외부의 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT와, 상기 입력 IDT에서 변환된 기계적 신호의 전파 경로를 변경하는 경로변경부와, 상기 입력 IDT의 하측에 SPUDT 타입의 패턴으로 형성되며 상기 경로 변환부에 의해 변환된 기계적 신호를 다시 전기적 신호로 변환하는 출력 IDT를 포함하여 구성된다.Surface acoustic wave filter according to the present invention for solving the above problems is a piezoelectric substrate, an input IDT formed in the SPUDT type pattern on the piezoelectric substrate and converts an external electrical signal into a mechanical signal, and the conversion in the input IDT And a path changing unit for changing a propagation path of the mechanical signal, and an output IDT formed at a lower side of the input IDT in a SPUDT type pattern and converting the mechanical signal converted by the path converting unit back into an electrical signal. do.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 도4 에 도시된 바와 같이, 압전체 기판(30)과, 상기 압전체 기판(30)에 패턴으로 형성되어 외부로부터 입력되는 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT(32)와, 상기 입력 IDT(32)에서 변환된 기계적 신호의 전파 경로를 변경하는 경로변경부(36)와, 상기 경로변경부(36)에서 전파경로가 변경된 기계적 신호를 다시 전기적 신호로 변환하는 출력 IDT(38)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the surface acoustic wave filter according to the present invention is formed on the piezoelectric substrate 30 and the piezoelectric substrate 30 in a pattern to convert an electrical signal input from the outside into a mechanical signal. ), A path changing unit 36 for changing the propagation path of the mechanical signal converted by the input IDT 32, and an output for converting the mechanical signal whose propagation path is changed in the path changing unit 36 back into an electric signal. And an IDT 38.

여기서, 상기 입력 IDT(32)와 출력 IDT(38)는 SPUDT 타입으로 이루어지게 되는데, 상기 SPUDT 타입은 신호가 한방향으로만 전파되도록 하는 기능을 수행하게 된다.Here, the input IDT 32 and the output IDT 38 are made of a SPUDT type, and the SPUDT type performs a function of propagating a signal only in one direction.

이때, 상기 SPUDT 타입의 입력 IDT(32)를 도5 를 참조로 하여 보다 상세하게 살펴보면, 도5 의 화살표방향을 원하는 신호의 전파방향이라 하고, 전파되는 신호의 파장을 λ라 할 경우 상기 전파방향에 따라 다른 극성를 가지는 다수개의 신호버스바(41, 42) 사이에 두께가 3λ/8 인 핑거(42a) 및 λ/8 인 핑거(41a, 42b)가 λ/8의 간격으로 가지며 형성된다.At this time, the SPUDT type input IDT 32 will be described in more detail with reference to FIG. 5. When the arrow direction of FIG. 5 is called the propagation direction of a desired signal, and the wavelength of the propagated signal is λ, the propagation direction According to the plurality of signal bus bars 41 and 42 having different polarities, the fingers 42a having a thickness of 3λ / 8 and the fingers 41a and 42b having a λ / 8 are formed at intervals of λ / 8.

또한, 상기 입력 IDT(32)에서 임의의 지점을 기준으로 양측으로 전파되는 신호는 우선 정방향 즉, 원하는 방향으로 전파되는 신호와 역방향으로 전파되는 신호가 존재하게 되는데, 상기 역방향으로 전파되는 신호가 상기 3λ/ 8 의 두께를 가지는 핑거에 의해 반사되어 그 전파방향이 정방향으로 변환되고, 상기 변환된 신호가 원래 정방향 신호와 위상이 일치되어 신호의 손실을 감소시킬 수 있는 구조이며, 상기 입력 IDT(32)와 출력 IDT(38)는 각각 핑거의 배열이 반대로 형성되어 신호의 전파방향이 상반되도록 한다.In addition, a signal propagated to both sides based on an arbitrary point in the input IDT 32 has a signal propagated in a forward direction, that is, a signal propagated in a reverse direction and a signal propagated in a desired direction. It is reflected by a finger having a thickness of 3λ / 8 and its propagation direction is converted to the forward direction, the converted signal is in phase with the original forward signal to reduce the loss of the signal, the input IDT (32) ) And the output IDT 38 are arranged in reverse, respectively, so that the propagation directions of the signals are opposite.

그리고, 상기 경로변경부(36)는 상기 입력 IDT(32)에서 변환된 기계적 신호를 다시 전기적 신호로 변환시키는 제1 변환부(34)와 상기 제1 변환부(34)에서 변환된 전기적 신호를 기계적 신호로 변환시켜, 상기 변환된 기계적 신호가 출력 IDT(38)로 입력되도록 하는 제2 변환부(35)로 구성되어, 이는 신호의 전파경로를 증가시킴으로써 보다 안정적인 필터링이 가능하게 하고, 상기 제1 변환부(34)와 제2 변환부(35) 사이에는 인덕터(L)가 연결되는데, 상기 인덕터(L)는 임피던스 매칭의 기능을 수행한다.In addition, the path change unit 36 converts the mechanical signal converted from the input IDT 32 into an electrical signal again and the electrical signal converted by the first converter 34. It is composed of a second conversion unit 35 converting the mechanical signal into the output IDT 38, which increases the propagation path of the signal to enable more stable filtering. An inductor L is connected between the first converter 34 and the second converter 35, and the inductor L performs a function of impedance matching.

또한, 본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 도6 및 도7 에 도시된 바와 같이, 상기 입력 및 출력 IDT(32, 38)와 경로변경부(36)로부터 발생되는 반사파가 신호에 잡음으로 작용되는 것이 방지될 수 있도록 압전체 기판(30)의 양측에 흡음제(51, 52, 61 ,62)를 도포하게 되는데, 상기 흡음제(51, 52, 61, 62)는 형태는 필요에 따라 변경가능하다.In addition, in the surface acoustic wave filter according to the present invention, as shown in FIGS. 6 and 7, the reflected waves generated from the input and output IDTs 32 and 38 and the path changer 36 act as noise on the signal. The sound absorbing agents 51, 52, 61, and 62 are applied to both sides of the piezoelectric substrate 30 so as to be prevented. The sound absorbing agents 51, 52, 61, and 62 may be changed in shape as necessary.

마찬가지로, 상기 반사파가 잡음으로 작용되는 것이 방지될 수 있도록 도8 에 도시된 바와 같이, 압전체 기판(30)을 슬랜트(Slant) 타입으로 형성하게 되는 경우는 슬랜트 각도가 0 내지 15 의 각도를 가지도록 형성하며, 상기 슬랜트 각도의 최적값은 200MHz에서 5.6 도를 기준으로 하여 주파수변화에 따라 슬랜트 각도를변화시키게 된다.Similarly, as shown in FIG. 8, in order to prevent the reflected wave from acting as a noise, when the piezoelectric substrate 30 is formed in a slant type, the angle of the slant is 0 to 15. It is formed to have, the optimum value of the slant angle is to change the slant angle in accordance with the frequency change on the basis of 5.6 degrees at 200MHz.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 표면탄성파 필터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the surface acoustic wave filter according to the present invention configured as described above are as follows.

본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 먼저, 외부로부터 상기 입력 IDT(32)로 전기적 신호가 입력되면, 상기 전기적 신호가 기계적 신호로 변환된다.In the surface acoustic wave filter according to the present invention, when an electrical signal is input to the input IDT 32 from the outside, the electrical signal is converted into a mechanical signal.

상기 변환된 기계적 신호는 상기 압전체 기판(30)을 따라 전파되어 상기 경로변경부(36)에 전달되고, 상기 전달된 기계적 신호는 상기 경로변경부(36)에 의해 전파경로가 변경되어 상기 입력 IDT(32)의 하측에 형성된 출력 IDT(38)로 전달된다.The converted mechanical signal is propagated along the piezoelectric substrate 30 to be transmitted to the path change unit 36, and the transmitted mechanical signal is changed by the path change unit 36 to change the propagation path to the input IDT. It is passed to an output IDT 38 formed on the lower side of 32.

상기 출력 IDT(38)로 전달된 기계적 신호는 다시 전기적 신호로 변환되어 외부로 출력된다.The mechanical signal transmitted to the output IDT 38 is converted into an electrical signal and output to the outside.

이때, 상기 입력IDT(32)와 출력 IDT(38)가 SPUDT 타입으로 형성되어 있기 때문에 전파되는 신호가 양측으로 나뉘어지지 않고 어느 한방향으로만 전파될 수 있어 신호의 손실을 최소화할 수 있는 동시에 상기 압전체 기판(32)의 양측에 흡음제(51, 52, 61, 62)를 도포하거나 압전체 기판(30)을 슬랜트 타입으로 형성함으로써, 상기 입력 및 출력 IDT(32, 38)와 경로변경부(36)에서 발생되는 반사파로 인해 잡음이 발생되는 것이 방지된다.In this case, since the input IDT 32 and the output IDT 38 are formed in the SPUDT type, the propagated signal can be propagated in only one direction without being divided into two sides, thereby minimizing the loss of the signal and at the same time, the piezoelectric body. The input and output IDTs 32 and 38 and the path changer 36 are formed by applying sound absorbing agents 51, 52, 61, and 62 to both sides of the substrate 32, or by forming the piezoelectric substrate 30 in the slant type. Noise from the reflected waves generated in the circuit is prevented.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 표면탄성파 필터는 압전체 기판에 패턴으로 형성되어 외부의 전기적 신호를 기계적 신호로 변환하는 입력 IDT 및 상기 기계적 신호를 전기적 신호로 변환하는 출력 IDT와, 상기 입력 IDT 및 출력 IDT간 신호의 전파경로를 변경하는 경로변경부를 포함하여 구성되고, 상기 입력 IDT 및 출력 IDT를 서로 상반된 패턴의 SPUDT 타입으로 형성하여 입력 IDT 및 출력 IDT를 통해 전파되는 신호가 양측으로 나뉘어지는 것이 방지될 수 있어 신호의 손실을 최소화할 수 있는 동시에 압전체 기판의 양측에 흡음제를 도포하거나 압전체 기판을 슬랜트 타입으로 형성되어 상기 입력 및 출력 IDT와 경로변경부에서 발생되는 반사파가 잡음으로 작용되는 것이 방지될 수 있는 효과가 있다.The surface acoustic wave filter according to the present invention configured as described above is formed with a pattern on a piezoelectric substrate, an input IDT for converting an external electrical signal into a mechanical signal, an output IDT for converting the mechanical signal into an electrical signal, and the input IDT and And a path changing unit for changing a propagation path of signals between output IDTs, wherein the input IDT and output IDT are formed in a SPUDT type having a pattern opposite to each other so that signals propagated through the input IDT and output IDT are divided into both sides. It can be prevented to minimize the loss of the signal at the same time to apply a sound absorbing agent on both sides of the piezoelectric substrate or to form a piezoelectric substrate in the slant type so that the reflected wave generated in the input and output IDT and the path changing unit acts as noise There is an effect that can be prevented.

Claims

A piezoelectric substrate, an input interdigital transducer (hereinafter referred to as IDT) which is formed in a single phase unidirectional transducer (SPUDT) type pattern on the piezoelectric substrate and converts an external electrical signal into a mechanical signal; A path conversion unit for converting a propagation path of the mechanical signal converted from the input IDT, and an output IDT formed in a SPUDT type pattern below the input IDT and converting the mechanical signal converted by the path conversion unit back into an electrical signal Surface acoustic wave filter, characterized in that configured to include.

The method of claim 1,

And the input IDT and the output IDT are formed in opposite patterns so that signals can propagate in opposite directions.

The method of claim 2,

Surface acoustic wave filter, characterized in that the sound absorbing agent for absorbing the reflected wave generated from the input and output IDT and the path changing portion is applied to both sides of the piezoelectric substrate.

The method of claim 2,

The piezoelectric substrate is made of a slant type, and the slant angle is 1 ° to 15 °.