KR102031717B1 - 컴팩트 표면탄성파 필터 - Google Patents

컴팩트 표면탄성파 필터

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KR102031717B1
KR102031717B1 KR1020170140983A KR20170140983A KR102031717B1 KR 102031717 B1 KR102031717 B1 KR 102031717B1 KR 1020170140983 A KR1020170140983 A KR 1020170140983A KR 20170140983 A KR20170140983 A KR 20170140983A KR 102031717 B1 KR102031717 B1 KR 102031717B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 압전기판상에 배치된 적어도 두 개 이상의 IDT(Interdigital Transducer)들, 그리고 두 개의 동일한 제1 단일 채널 그레이팅 반사기 및 제2 단일 채널 그레이팅 반사기를 포함하고, 상기 IDT들 및 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들은 하나의 탄성 채널에 배치되고, 상기 IDT들은 상기 제1 단일 채널 그레이팅 반사기와 상기 제2 단일 채널 그레이팅 반사기의 사이에서 일렬로 배치되고, 상기 IDT들의 전극들과 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들은 두께가 동일하고 서로 일정한 간격으로 평행하게 배치되는, 컴팩트 표면탄성파 필터를 제공한다.

Description

컴팩트 표면탄성파 필터 {COMPACT SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}
본 발명은 컴팩트 표면탄성파 필터(Surface Acoustic Wave Filter, 이하 SAW 필터라 함)에 관한 것으로서, 특히 적은 입력 손실을 갖도록 작은 크기를 갖는 컴팩트 표면탄성파 필터에 관한 것이다.
일반적으로 SAW 소자는 압전성을 가진 기판에 금속 전극으로 빗살무늬 형태의 변환기를 형성하고 전계를 걸어 전자기파를 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 필터로 이용된다.
이러한 SAW 필터는 인터 디지털 트랜스듀서(interdigital transducer, 이하 IDT라고 함)가 입력단 및 출력단에 각각 설치되어 있어 입력단에서 압전 물체에 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적 신호로 변환하고, 다시 출력단에서 이를 전기적 신호로 변환 출력하게 됨으로써 특정 주파수 대역은 통과시키고 나머지 주파수 대역은 저지시키게 된다.
이때, SAW 필터의 성능 중 특히 중요한 것은, 통과대역 내에서 적은 삽입손실을 갖고, 통과내역 이외에서 높은 감쇠도를 갖는 것이다. 따라서, 동일한 통과대역을 갖더라도 삽입손실이 적을수록 성능이 좋은 필터가 되므로, 삽입손실을 줄이는 것이 중요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라할 수는 없다.
국내 공개특허공보 제10-2005-0091552호
본 발명의 목적은 결합 공진 필터(CRF; Coupled Resonator Filter)를 이용하여 낮은 입력 손실을 갖는 컴팩트 탄성표면파 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 압전기판상에 배치된 적어도 두 개 이상의 IDT(Interdigital Transducer)들, 그리고 두 개의 동일한 제1 단일 채널 그레이팅 반사기 및 제2 단일 채널 그레이팅 반사기를 포함하고, 상기 IDT들 및 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들은 하나의 탄성 채널에 배치되고, 상기 IDT들은 상기 제1 단일 채널 그레이팅 반사기와 상기 제2 단일 채널 그레이팅 반사기의 사이에서 일렬로 배치되고, 상기 IDT들의 전극들과 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들은 두께가 동일하고 서로 일정한 간격으로 평행하게 배치되는, 컴팩트 표면탄성파 필터를 제공한다.
이때, 상기 IDT들은 각각 2개의 버스바들을 포함하고, 상기 버스바들은 상기 IDT들의 전극들과 수직이고, 상기 탄성 채널의 밖에 위치할 수 있다.
이때, 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들은 2개 이상의 전극들을 포함하고, 상기 IDT들의 전극들은 서로 길이가 동일하고, 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들은 서로 길이가 동일하며 상기 IDT들의 전극들보다 길이가 긴 것일 수 있다.
이때, 상기 압전기판상에서 상기 단일 채널에 배치된 중간 그레이팅 반사기를 더 포함하고, 상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들은 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들과 두께가 동일하고 서로 평행하게 배치되는 것일 수 있다.
이때, 상기 IDT들은 동일한 제1 서브 IDT 세트와 제2 서브 IDT 세트로 구성되고, 상기 서브 IDT 세트들은 각각 2개 이상의 IDT들을 포함하고, 상기 중간 그레이팅 반사기는 상기 서브 IDT 세트들의 사이에 일렬로 배치될 수 있다.
이때, 상기 IDT들의 전극들과 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들과 상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들은 서로 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
이때, 상기 중간 그레이팅 반사기는 그레이팅 반사 계수의 역수보다 큰 수만큼의 전극들을 포함할 수 있다.
이때, 상기 버스바들은 상기 IDT들의 전극들, 상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들 및 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들보다 금속 박막의 두께가 두꺼운 것일 수 있다.
이때, 상기 탄성 채널을 기준으로 동일한 측면에 위치한 버스바들 중에서 중심축으로부터 대칭되어 위치하는 두 개의 버스바들이 입력 단자와 연결되고, 상기 중심축은 상기 탄성 채널과 수직이며 상기 제1 단일 채널 그레이팅 반사기 및 상기 제2 단일 채널 그레이팅 반사기로부터 동일한 거리를 가질 수 있다.
이때, 상기 탄성 채널의 소망 공진 주파수 대역은 452MHz를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 공진기는 단순히 CRF들을 연결하는 것보다 크기를 줄임으로써 입력 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 공진 필터(CRF; Coupled Resonator Filter)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 결합 공진 필터 두 개를 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터의 입력 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 그래프에서 통과 대역 인근을 확대한 그래프이다.
도 5는 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터의 입력 손실을 그레이팅 반사기의 전극 수에 따라 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5에 도시된 그래프에서 통과 대역 인근을 확대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 입력 손실을 측정한 결과와 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성되어 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 공진 필터(CRF; Coupled Resonator Filter, 100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2 포트 결합 공진 필터(100)는 2 개의 IDT들(101, 102) 및 동일한 2 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(103, 104)이 압전기판(piezoelectric substrate)에 배치된다. 여기서, IDT들(101, 102) 및 단일 채널 그레이팅 반사기들(103, 104)은 하나의 탄성 채널(acoustic channel)에 배치된다.
이때, 단일 채널 그레이팅 반사기들(103, 104)은 2개 이상의 전극들을 포함할 수 있다.
이때, IDT들(101, 102)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(103, 104)의 전극들은 서로 동일한 두께를 가지며, 서로 평행하고, 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
이때, IDT들(101, 102)의 전극들은 서로 길이가 같고, 단일 채널 그레이팅 반사기들(103, 104)의 전극들은 서로 길이가 같으며 IDT들(101, 102)의 전극들보다 그 길이가 길 수 있다.
이때, IDT들(101, 102)의 버스바들은 IDT 전극들과 수직하며, 그 두께가 IDT 전극들보다 두꺼울 수 있다.
이때, 탄성 채널을 가로질러 대각선 방향으로 위치한 2 개의 버스바들에 입력 단자(105)와 출력 단자(106)가 연결될 수 있다. 그리고, 나머지 2 개의 버스바들은 접지될 수 있다.
통상적으로 결합 공진 필터(100)는 크기가 작으나 고전력 레벨에서의 응용에는 적합하지 않을 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 결합 공진 필터 두 개를 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터(200)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 결합 공진 필터 두 개를 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터(200)는 4 개의 IDT들(201, 202, 203, 204) 및 동일한 4 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)이 압전기판에 배치된다. 여기서, IDT들(201, 202, 203, 204) 및 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)은 하나의 탄성 채널(211)에 배치된다.
여기서, 도 2는 단순히 2 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결하였지만, 입력 손실을 줄이기 위하여 더 많은 결합 공진 필터들을 하나의 탄성 채널에 병렬로 연결할 수 있다.
이때, 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)은 2개 이상의 전극들을 포함할 수 있다.
이때, IDT들(201, 202, 203, 204)의 전극들은 서로 길이가 같고, 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)의 전극들은 서로 길이가 같으며 IDT들(201, 202, 203, 204)의 전극들보다 그 길이가 길 수 있다.
이때, IDT들(201, 202, 203, 204)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)의 전극들은 서로 동일한 두께를 가지며, 서로 평행하게 배치될 수 있다.
이때, IDT들(201, 202, 203, 204)의 사이에 위치한 2 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(206, 207)은 서로 일정 거리의 갭(gap)을 갖게 배치될 수 있다. 그리고, 단일 채널 그레이팅 반사기들(206, 207) 사이의 갭을 제외하면, IDT들(201, 202, 203, 204)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 206, 207, 208)의 전극들은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
이때, IDT들(201, 202, 203, 204)의 버스바들은 IDT 전극들과 수직하며, 그 두께가 IDT 전극들보다 두꺼울 수 있다.
이때, 탄성 채널(211)을 기준으로 동일한 측면에 위치한 버스바들 중에서 두 개의 내측 버스바들이 입력 단자(209)와 연결되고, 반대 측면에 위치한 버스바들 중에서 두 개의 외측 버스바들이 출력 단자(210)와 연결될 수 있다. 그리고, 나머지 버스바들은 접지될 수 있다. 여기서, 내측 버스바들은 IDT들 사이에 위치하는 단일 채널 그레이팅 반사기들(206, 207)에 인접한 버스바들이며, 외측 버스바들은 IDT들 외측에 위치하는 단일 채널 그레이팅 반사기들(205, 208)에 인접한 버스바를 의미할 수 있다.
이와 같이, 단순히 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결하는 경우에는 결합 공진 필터들 간의 간격으로 인하여 부피가 커지게 된다.
도 3은 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터의 입력 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터는 통과 대역이 약 885MHz이다. 그리고, 어쿠스틱 상호작용(acoustic interaction)이 일어나는 경우(일점쇄선)가 어쿠스틱 상호작용이 일어나지 않는 경우(실선)보다 입력 손실이 더 크다.
이때, 결합 공진 필터들 간의 어쿠스틱 상호작용은 그레이팅 반사기들의 전극 수가 많아질수록 작아진다. 특히, 그레이팅 반사기들의 전극 수가 그레이팅 반사 계수(κ)의 역수보다 크면 어쿠스틱 상호작용이 작아진다. 여기서, 그레이팅 반사 계수는 그레이팅 반사기의 단일 전극에 대한 반사율을 나타낸다.
따라서, 어쿠스틱 상호작용을 줄이거나 없앰으로써 표면탄성파 필터의 입력 손실을 줄이는 것이 요구된다.
도 4는 도 3에 도시된 그래프에서 통과 대역 인근을 확대한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 마찬가지로 통과 대역 인근인 약 875MHz~900MHz에서 어쿠스틱 상호작용이 일어나는 경우(일점쇄선)가 어쿠스틱 상호작용이 일어나지 않는 경우(실선)보다 입력 손실이 더 크다.
따라서, 어쿠스틱 상호작용을 줄이거나 없앰으로써 표면탄성파 필터의 입력 손실을 줄이는 것이 요구된다.
도 5는 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터의 입력 손실을 그레이팅 반사기의 전극 수에 따라 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 두 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 표면탄성파 필터는 통과 대역이 약 885MHz이다. 그리고, 일점쇄선은 그레이팅 반사기의 전극이 40개인 경우에 대하여 입력 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타내며, 실선은 그레이팅 반사기가 4개인 경우에 대하여 입력 손실을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
이때, 그레이팅 반사 계수가 0.1일 때, 그레이팅 반사기의 전극이 40개인 경우(일점쇄선)가 그레이팅 반사기의 전극이 4개인 경우(실선)보다 입력 손실이 대역 내외에서 모두 작다. 즉, 그레이팅 반사 계수의 역수는 10이므로, 그레이팅 반사기의 전극이 40개인 경우에는 어쿠스틱 상호작용이 작아 입력 손실이 작다. 반면에, 그레이팅 반사기의 전극이 4개인 경우에는 어쿠스틱 상호작용이 커서 입력 손실이 크다. 즉, 그레이팅 반사기의 전극이 적은 경우에는 표면탄성파 에너지의 많은 부분이 결합 공진 필터들로부터 외부로 손실되는 것이고, 그레이팅 반사기의 전극이 많은 경우에는 이웃한 결합 공진 필터가 효율적인 반사기로서 작용하여 표면탄성파 에너지의 손실이 적어지는 것이다.
따라서, 그레이팅 반사기의 전극을 늘림으로써 어쿠스틱 상호작용을 줄여 표면탄성파 필터의 입력 손실을 줄일 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 그래프에서 통과 대역 인근을 확대한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 마찬가지로 통과 대역 인근인 약 875MHz~900MHz에서 그레이팅 반사기의 전극이 40개인 경우(일점쇄선)가 그레이팅 반사기의 전극이 4개인 경우(실선)보다 입력 손실이 더 작다.
따라서, 그레이팅 반사기의 전극을 늘림으로써 어쿠스틱 상호작용을 줄여 표면탄성파 필터의 입력 손실을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(700)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 4 개의 IDT들(701, 702, 703, 704), 동일한 2 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707) 및 중간 그레이팅 반사기(706)가 압전기판에 배치된다. 여기서, IDT들(701, 702, 703, 704), 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707) 및 중간 그레이팅 반사기(706)은 하나의 탄성 채널(710)에 배치된다.
이때, IDT들(701, 702, 703, 704)은 서로 동일한 2 개의 서브 IDT 세트들로 구성될 수 있다. 즉, 첫 번째 서브 IDT 세트에 포함된 IDT는 2개의 IDT들(701, 702)이고, 두 번째 서브 IDT 세트에 포함된 IDT는 2개의 IDT들(703, 704)일 수 있다. 그리고, 이 경우 IDT(701)와 IDT(703)는 서로 동일하며, IDT(702)와 IDT(704)는 서로 동일하다. 그리고, 서브 IDT 세트는 2 개 이상의 IDT들로 구성될 수 있다. 예컨대, 각 서브 IDT 세트에는 2, 3, 5개 혹은 그 이상의 IDT들이 포함될 수 있다.
이때, 중간 그레이팅 반사기(706)는 서브 IDT 세트들의 사이에 일렬로 연결되어 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 “단일 채널 그레이팅 반사기(705) - 서브 IDT 세트 - 중간 그레이팅 반사기(706) - 서브 IDT 세트 - 단일 채널 그레이팅 반사기(707)”의 구조 또는 “단일 채널 그레이팅 반사기(705) - IDT들(701, 702) - 중간 그레이팅 반사기(706) - IDT들(703, 704) - 단일 채널 그레이팅 반사기(707)”로 일렬 연결되어 구성될 수 있다.
여기서, 도 7의 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 단순히 4 개의 IDT들을 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 더 많은 숫자의 IDT들을 포함할 수 있다. 또한, 도 7의 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 중간 그레이팅 반사기(706)을 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 중간 그레이팅 반사기(706) 대신 IDT를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 도 2와 비교하면, IDT들 사이에 위치한 단일 채널 그레이팅 반사기들(도 2의 206, 207 참조)이 연결되어 하나의 중간 그레이팅 반사기(706)를 이루는 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 컴팩트 표면탄성파 필터(700)는 도 2의 표면탄성파 필터(200)와 비교하여 두 단일 채널 그레이팅 반사기들(도 2의 206, 207) 사이의 갭만큼 그 크기가 작아진다.
이때, 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707)은 2개 이상의 전극들을 포함할 수 있다.
이때, 중간 그레이팅 반사기(706)는 2개 이상의 전극들을 포함할 수 있다. 특히, 중간 그레이팅 반사기(706)는 그레이팅 반사 계수(κ)의 역수보다 큰 수만큼의 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 2 개의 결합 공진 필터들을 전기적으로 병렬 연결한 컴팩트 표면탄성파 필터(700)의 임피던스 행렬(Y)는 각 결합 공진 필터의 임피던스 행렬(y)의 2배와 같다. 즉, “단일 채널 그레이팅 반사기 - 서브 IDT 세트 - 중간 그레이팅 반사기 - 서브 IDT 세트 - 단일 채널 그레이팅 반사기”로 구성된 필터의 임피던스 행렬(Y)는 “단일 채널 그레이팅 반사기 - 서브 IDT 세트 - 중간 그레이팅 반사기”로 구성된 필터의 임피던스 행렬(y)와 하기 수학식 1의 관계를 만족한다.
[수학식 1]
이때, IDT들(701, 702, 703, 704)의 전극들은 서로 길이가 같고, 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707)의 전극들과 중간 그레이팅 반사기(706)의 전극들은 서로 길이가 같으며 IDT들(701, 702, 703, 704)의 전극들보다 그 길이가 길 수 있다.
이때, IDT들(701, 702, 703, 704)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707)의 전극들과 중간 그레이팅 반사기(706)의 전극들은 서로 동일한 두께를 가지며, 서로 평행하게 배치될 수 있다.
이때, IDT들(701, 702, 703, 704)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707)의 전극들과 중간 그레이팅 반사기(706)의 전극들은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
이때, IDT들(701, 702, 703, 704)의 버스바들은 IDT 전극들과 수직하며, 그 두께가 IDT 전극들보다 두꺼울 수 있다.
이때, 탄성 채널(710)을 기준으로 동일한 측면에 위치한 버스바들 중에서 두 개의 내측 버스바들이 입력 단자(708)와 연결되고, 반대 측면에 위치한 버스바들 중에서 두 개의 외측 버스바들이 출력 단자(709)와 연결될 수 있다. 그리고, 나머지 버스바들은 접지될 수 있다. 여기서, 내측 버스바들은 IDT들 사이에 위치하는 중간 그레이팅 반사기(706)에 인접한 버스바들이며, 외측 버스바들은 IDT들 외측에 위치하는 단일 채널 그레이팅 반사기들(705, 707)에 인접한 버스바를 의미할 수 있다. 또는, 탄성 채널(710)을 기준으로 동일한 측면에 위치한 버스바들 중에서 중심축으로부터 대칭되어 위치하는 두 개의 버스바들이 입력 단자(708)와 연결되고, 반대 측면에 위치하는 버스바들 중에서 중심축으로부터 대칭되어 위치하는 두 개의 버스바들이 출력 단자(709)와 연결될 수 있다. 여기서, 중심축은 탄성 채널(710)과 수직이며 제1 단일 채널 그레이팅 반사기(705) 및 제2 단일 채널 그레이팅 반사기(707)로부터 동일한 거리를 갖는 축을 의미할 수 있다.
이때, 탄성 채널(710)의 소망 공진 주파수 대역은 452MHz를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(800)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(800)는 4 개의 IDT들(801, 802, 803, 804), 동일한 2 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(805, 807) 및 중간 그레이팅 반사기(806)가 압전기판에 배치된다. 여기서, IDT들(801, 802, 803, 804), 단일 채널 그레이팅 반사기들(805, 807) 및 중간 그레이팅 반사기(806)은 하나의 탄성 채널(810)에 배치된다. 그리고, 이는 “단일 채널 그레이팅 반사기(805) - IDT들(801, 802) - 중간 그레이팅 반사기(806) - IDT들(803, 804) - 단일 채널 그레이팅 반사기(807)”의 구조로 일렬 연결되어 구성될 수 있다.
이때, IDT들(801, 802, 803, 804)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(805, 807)의 전극들과 중간 그레이팅 반사기(806)의 전극들은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(800)는 도 7에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(700)와 비교하였을 때, 중간 그레이팅 반사기(806)의 전극 수가 상이하고 그 이외의 구성은 동일하다. 즉, 도 7의 입력 단자(708)는 도 8의 입력 단자(808)와 대응되고, 도 7의 출력 단자(709)는 도 8의 출력 단자(809)에 대응된다. 여기서, 도 8에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(800)는 중간 그레이팅 반사기(806)의 전극 수가 6개로 늘어남으로써, 도 7에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(700)에 비해 입력 손실이 작다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(900)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(900)는 5 개의 IDT들(901, 902, 903, 904, 905) 및 동일한 2 개의 단일 채널 그레이팅 반사기들(906, 907)이 압전기판에 배치된다. 여기서, IDT들(901, 902, 903, 904, 905) 및 단일 채널 그레이팅 반사기들(906, 907)은 하나의 탄성 채널(910)에 배치된다. 그리고, 이는 “단일 채널 그레이팅 반사기(906) - IDT들(901, 902, 903, 904, 905) - 단일 채널 그레이팅 반사기(907)”의 구조로 일렬 연결되어 구성될 수 있다.
도 9에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(900)는 도 7에 도시된 컴팩트 표면탄성파 필터(700)와 비교하였을 때, 중간 그레이팅 반사기(706) 대신에 IDT(903)이 포함되고 그 이외의 구성은 동일하다. 즉, 도 7의 입력 단자(708)은 도 9의 입력 단자(908)와 대응되고, 도 7의 출력 단자(709)는 도 9의 출력 단자(909)에 대응된다.
이 경우에도 마찬가지로, IDT들(901, 902, 903, 904, 905)의 전극들과 단일 채널 그레이팅 반사기들(906, 907)의 전극들은 서로 평행하고 일정한 간격으로 배치되어 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터의 입력 손실을 측정한 결과와 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
상세히, 도 10은 탄성 채널의 소망 주파수가 452MHz인 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터에 대한 입력 손실 그래프이다. 실측을 위해 3x3mm 표면 실장 소자(SMD; Surface-Mount Device) 패키지의 컴팩트 표면탄성파 필터를 사용하였다. 그리고, 이 컴팩트 표면탄성파 필터는 5개의 IDT들로 구성된 결합 공진 필터 2개를 전기적으로 병렬 연결한 것이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터에 대한 입력 손실의 시뮬레이션 결과(실선)와 입력 손실의 측정 결과(점선)은 전체적으로 맞아 떨어짐을 알 수 있다. 특히, 통과 대역에서의 입력 손실은 시뮬레이션 결과(실선)과 측정 결과(점선)이 차이가 거의 없다. 따라서, 본 발명에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터는 시뮬레이션 결과와 실측 결과의 비교를 통하여 그 효과가 충분히 확인되었음을 알 수 있다.
따라서, 위에서 서술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터는 두 개 이상의 결합 공진 필터를 결합하면서 그 크기를 줄임으로써 입력 손실을 줄일 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩트 표면탄성파 필터(1100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11에서 빨간 점들(1101, 1102)는 각각 입력 단자 및 출력 단자와 연결됨을 의미하며, 그 순서는 서로 바뀔 수 있다. 그리고, 파란 점들(1103)은 접지됨을 의미한다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 결합 공진 필터
101, 102: IDT 103, 104: 그레이팅 반사기
200: 표면탄성파 필터
201, 202, 203, 204: IDT 205, 206, 207, 208: 그레이팅 반사기
211: 탄성 채널
700: 컴팩트 표면탄성파 필터
701, 702, 703, 704: IDT 705, 707: 단일 채널 그레이팅 반사기
706: 중간 그레이팅 반사기 710: 탄성 채널
800: 컴팩트 표면탄성파 필터
801, 802, 803, 804: IDT 805, 807: 단일 채널 그레이팅 반사기
806: 중간 그레이팅 반사기 810: 탄성 채널
900: 컴팩트 표면탄성파 필터
901, 902, 903, 904, 905: IDT 906, 907: 단일 채널 그레이팅 반사기
910: 탄성 채널
1100: 컴팩트 표면탄성파 필터

Claims (10)

  1. 압전기판상에 배치된 적어도 두 개 이상의 IDT(Interdigital Transducer)들, 그리고 제1 단일 채널 그레이팅 반사기, 제2 단일 채널 그레이팅 반사기 및 중간 그레이팅 반사기를 포함하고,
    상기 IDT들 및 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들은 상기 압전기판상에 어느 하나의 방향을 향해 배치되고,
    상기 IDT들은 상기 제1 단일 채널 그레이팅 반사기와 상기 제2 단일 채널 그레이팅 반사기의 사이에서 일렬로 배치되고,
    상기 IDT들의 전극들과 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들은 두께가 동일하고 서로 일정한 간격으로 평행하게 배치되고,
    상기 중간 그레이팅 반사기는 그레이팅 반사 계수의 역수보다 큰 수만큼의 전극들을 포함하는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 IDT들은 각각 2개의 버스바들을 포함하고,
    상기 버스바들은 상기 IDT들의 전극들과 수직인 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단일 채널 그레이팅 반사기들은 2개 이상의 전극들을 포함하고,
    상기 IDT들의 전극들은 서로 길이가 동일하고,
    상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들은 서로 길이가 동일하며 상기 IDT들의 전극들보다 길이가 긴 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들은 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들과 두께가 동일하고 서로 평행하게 배치되는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 IDT들은 동일한 제1 서브 IDT 세트와 제2 서브 IDT 세트로 구성되고,
    상기 서브 IDT 세트들은 각각 2개 이상의 IDT들을 포함하고,
    상기 중간 그레이팅 반사기는 상기 제1 서브 IDT 세트와 제2 서브 IDT 세트 사이에 배치되는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 IDT들의 전극들과 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들과 상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들은 서로 일정한 간격으로 배치되는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 버스바들은 상기 IDT들의 전극들, 상기 중간 그레이팅 반사기의 전극들 및 상기 단일 채널 그레이팅 반사기들의 전극들보다 금속 박막의 두께가 두꺼운 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 압전기판상의 탄성 채널을 기준으로 동일한 측면에 위치한 버스바들 중에서 중심축으로부터 대칭되어 위치하는 두 개의 버스바들이 입력 단자와 연결되고,
    상기 중심축은 상기 탄성 채널과 수직이며 상기 제1 단일 채널 그레이팅 반사기 및 상기 제2 단일 채널 그레이팅 반사기로부터 동일한 거리를 갖는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 탄성 채널의 공진 주파수 대역은 452MHz를 포함하는 것인, 컴팩트 표면탄성파 필터.
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