KR19980019102A - 탄성표면파 공진자 필터(Surface acoustic wave resonator filter) - Google Patents

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KR19980019102A
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Abstract

본 발명은 대역폭이 광범위하며, 저손실이고, 통과대역측에서 감쇠 특성이 급격화되는 탄성표면파 공진자 필터를 제공한다. 이 탄성표면파 공진자 필터는 압전기판 상에 설치된 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 포함한다. 이 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드를 갖는다. 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호들에 대한 위상은 통과대역보다 높은 주파수측에서의 입력 신호의 위상과 서로 역상이 된다. 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이는, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작다. 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이는, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작다.

Description

탄성표면파 공진자 필터
본 발명은 탄성표면파 공진자 필터(surface acoustic wave resonator)를 사용한 대역필터(bandpass filter)에 관한 것으로, 보다 상세히하면, 다수의 종결합형 탄성표면파 공진자 필터들을 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 관한 것이다.
근래, 이동 통신기에 탄성표면파 공진자 필터가 대역필터로 광범위하게 사용된다. 또한, 최근에는 이동 통신 시스템에 디지털 단일 전송방식이 보급되고 있다. 그러나, 디지털 방식의 이동 통신 시스템은 아날로그 방식의 이동 통신 시스템과는 다르게, 고온에서의 안정성과 대역측에서 급격한 차단 특성뿐만 아니라, 전체 통과대역(passband)에 걸쳐 광범위한 대역폭과 평탄한 군지연 시간(flat group delay time) 특성을 강하게 요구하고 있다. 특히, 상기한 요구조건들은 중간 주파수(intermediate frequency: IF) 필터에서 중요한 조건들이다.
디지털 방식의 이동 통신시스템은 횡결합형 탄성표면파 공진자 필터로 이루어진 탄성 표면파 필터를 일반적으로 사용하는 아날로그 방식의 이동 통신시스템과는 다르게, 상기한 요구조건을 만족하는 횡형 탄성표면파 필터 또는 종결합형 탄성표면파 필터를 사용한다.
횡형 탄성표면파 공진자 필터는 광범위한 대역폭과 평탄한 군지연 시간 특성을 용이하게 이룰 수 있는 이점이 있지만, 삽입손실이 매우 크며, 비교적 소형의 필터를 제조하기가 어렵다는 단점이 있다.
반면에, 종결합형 탄성표면파 공진자 필터는 횡형 탄성표면파 공진자 필터에 비해 삽입손실이 적으며, 횡결합형 탄성표면파 공진자 필터에 비해 대역폭을 광범위하게 할 수 있다. 그러나, 종결합형 탄성표면파 공진자 필터는 도 5에 도시된 바와 같이, 통과대역의 고역측에서의 감쇠 특성이 급격하지 않다는 단점이 있다. 도 5에서, 실선 A는 실선 B와 동일한 특성을 나타내며, 감쇠량은 세로축의 우축에 표시된 스케일(scale)로 확대 특성으로 표현된다.
상술한 문제점을 해소하기 위해서, 통과대역이 서로 다른 다수의 종결합형 탄성표면파 공진자 필터를 병렬로 접속시켜, 도 6에 도시된 바와 같이, 대역폭이 광범위하며, 통과대역의 고역측에서 감쇠 특성을 개선시킨 탄성표면파 공진자 필터가 제안되고 있다(예를 들면, 일본특허 공개 6-334476호를 참고한다). 이 특정한 예에서는 상대적으로 대역폭이 광범위한 저주파 종결합형 탄성표면파 공진자 필터와, 상대적으로 대역폭이 협소한 고주파 횡결합형 탄성표면파 공진자 필터가 병렬로 접속되어 있다.
그러나, 일본특허 공개 6-334476호에 기재된 바와 같이, 이 탄성표면파 공진자 필터의 고역측에서의 감쇠특성은 거의 대역폭이 협소한 고주파 종결합형 탄성표면파 공진자 필터의 감쇠 특성에 의해서 실현되므로, 통과대역의 고역측에서의 감쇠특성은 충분하지 않다.
또한, 일본특허 공개 6-334476호에 기재된 기술에서, 고주파 및 저주파 종결합형 탄성표면파 공진자 필터들의 공진 모드를 서로 중첩시킬 때, 이 두 개의 종결합형 탄성표면파 공진자 필터들의 출력 신호들의 위상들이 항상 서로 동일하도록, 고주파 및 저주파 종결합형 탄성표면파 공진자 필터의 공진 모드를 설정함으로써, 필터의 전체적인 특성이 결정된다.
그러나, 이러한 탄성표면파 공진자 필터는 각 공진 모드의 공진 주파수에서 위상 반전이 일어난다. 그러므로, 저주파 탄성표면파 공진자 필터와 고주파 탄성표면파 공진자 필터와의 사이에서 주파수 편이가 발생하면, 두 개의 탄성표면파 공진자 필터의 출력 신호들의 레벨은 동일하지만, 위상은 역상인 곳에서, 주파수 영역이 나타난다. 이것은 전극막의 두께 및 폭에서의 변화 등과 같은 제조 공정에서의 사소한 실수가 출력 신호들의 레벨은 동일하지만, 위상은 역상인 주파수 영역에서 발생하는 주파수 변위 등의 원인이 될 수 있다는 것을 의미한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 영역의 출현이 통과대역의 중앙 근처에서 군지연 리플 C가 발생하는 원인이 될 수 있다. 이러한 군지연 리플 C는 디지털 방식의 통신기에 사용되는 IF 필터의 특성을 크게 하락시키는 원인이 된다.
본 발명의 바람직한 구현예는 저손실이며, 대역폭이 광범위하고, 통과대역에서 군지연 리플을 제거하면서 통과대역측에서의 감쇠특성이 상당히 증가하는 탄성표면파 공진자 필터를 제공하여, 상술한 문제점들을 극복한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 압전기판; 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서(interdigital transducer: IDT); 및 인터디지털 트랜스듀서의 양측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호들에 대한 위상이 필터의 통과대역보다 높은 주파수측에서의 입력 신호의 위상과 서로 역상이 되도록, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 접속하며;
제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드는 서로 충분히 근접해 있으며;
제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드가 서로 충분히 근접함을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터를 제공하는 것이다.
바람직하게는, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드가 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드에 비해 급격한 특성이 있으며, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드가 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드보다 고주파측에 배치되는 것이다.
또한, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이보다 작은 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 구현예 이외의 원리, 특징 및 이점들은 첨부된 도면에 설명된 바와 같이, 하술할 본 발명의 바람직한 구현예의 기술과는 별개일 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 탄성표면파 공진자 필터의 바람직한 구현예를 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 탄성표면파 공진자 필터의 작동원리를 설명하는 그래프이다.
도 3은 도 2에 도시된 특성의 공진 모드 25를 통과대역의 중앙을 향하여 조금 이동시킬 때, 얻을 수 있는 감쇠량-주파수 특성을 설명하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성표면파 공진자 필터의 전송 특성을 설명하는 그래프이다.
도 5는 종래의 탄성표면파 공진자 필터의 대표적인 특성을 설명하는 그래프이다.
도 6은 다수의 탄성표면파 공진자 필터를 병렬로 접속시켜 구성한 종래의 탄성표면파 공진자 필터의 대표적인 특성을 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 6에 도시된 탄성표면파 공진자 필터를 최적의 조건으로부터 변화시킨 가공 조건하에서 제조할 때, 얻을 수 있는 특성을 설명하는 그래프이다.
도면의 주요 부호에 대한 설명
10 : 압전기판
11 : 제 1 종결합형 공진자 필터
12 : 제 2 종결합형 공진자 필터
13, 14, 15, 16 : 반사기
17, 18, 19, 20 : 인터디지털 트랜스듀서
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성표면파 공진자 필터를 보다 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 탄성표면파 공진자 필터의 바람직한 구현예를 설명하는 개략적인 평면도이다.
제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12는 이상선(phantom line)으로 표현된 압전기판 10에 설치된다. 압전기판 10은 납지르코네이트 티타네이트계 압전 세라믹 재료 등과 같은 압전 세라믹 재료나, 수정, LiTaO3또는 LiNbO3등과 같은 압전 단결정 재료로 구성될 수 있다.
압전기판 10은 산화 알루미늄 등과 같은 절연성 재료로 이루어진 절연성 기판 상에 ZnO 등과 같은 압전 박막을 형성함으로써 구성될 수 있다. 압전기판 10을 절연성 기판 상에 압전 박막을 형성함으로써 구성하는 경우에, 후술할 전극은 압전 박막의 상면 또는 후면에 설치될 수 있다.
제 1 종결합형 공진자 필터 11은 표면파 전파 방향을 따라서 연장하게 배치된 입력 IDT 17과 출력 IDT 18을 포함한다. IDT 17, 18 각각은 인터디지털 형상으로 서로 맞물린 다수의 전극지(electrode finger)를 구비하고 있다. 즉, IDT 17은 1개 이상의 전극지를 포함하는 빗형상의 전극(comb electrode) 17a, 17b를 구비하고 있으며, 빗전극 17a, 17b는 그들의 전극지가 인터디지털 형상으로 서로 맞물리게 배치된다. IDT 18도 또한 IDT 17과 유사하게 1개 이상의 전극지를 포함하는 빗전극 18a, 18b를 구비한다.
IDT 17, 18의 각 전극지의 피치(pitch)는 표면파의 파장을 나타내는 λ로 나타내며, 바람직하게 λ/2로 설정된다. IDT 17, 18의 양측에 그레이팅형 반사기(grating type reflector) 13, 14를 탄성표면파의 전파 방향을 따라서 바람직하게 배치한다.
제 2 종결합형 공진자 필터 12는 제 1 종결합형 공진자 필터 11과 후술할 특징을 제외하고는 바람직하게 동일하게 구성된다. 따라서, 제 2 종결합형 공진자 필터 12도 입력 IDT 19, 출력 IDT 20 및 반사기 15, 16을 구비하고 있으며, IDT 19는 1개 이상의 전극지를 포함하는 빗전극 19a, 19b를 구비하며, IDT 20도 1개 이상의 전극지를 포함하는 빗전극 20a, 20b를 구비한다.
본 발명의 바람직한 구현예의 탄성표면파 공진자 필터에서, 제 1 종결합형 공진자 필터 11은 제 2 종결합형 공진자 필터 12와 병렬로 접속된다. 이 종결합형 공진자 필터들의 병렬접속 방법은 도 2를 참조하여 설명한다.
종결합형 탄성표면파 공진자 필터를 대역필터로 사용할 때, 이 필터는 통과대역 내에서 또는 근처에서 3개의 공진 모드를 발생시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 종결합형 공진자 필터 11은 통과대역 내에서 또는 근처에서 3개의 공진 모드 21∼23를 발생시킬 수 있다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 공진 모드 24, 제 2 공진 모드 25 및 제 3 공진 모드 26 각각은 저주파, 중간 주파 및 고주파에서 발생한다.
유사하게, 제 2 종결합형 공진자 필터 12도 통과대역 내에서 또는 근처에 위치된 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드 24, 25 및 26을 발생시키며, 제 1 공진 모드 24, 제 2 공진 모드 25 및 제 3 공진 모드 26 각각은 저주파, 중간 주파, 및 고주파에서 발생한다.
본 발명의 바람직한 구현예의 탄성표면파 공진자 필터에서, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 입력에 대한 출력의 위상이, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 3 공진 모드 26의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 입력에 대한 출력의 위상과 역상이 되도록, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12를 병렬로 접속한다. 즉, IDT 17∼20 중에서 IDT 20만이 다른 IDT 17, 18, 19에 대한 수직 위치에서 반전되는 전극 구조로 배열된다.
또한, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 공진 모드 21∼23과 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 공진 모드 24∼26은 도 2에 도시된 바와같이 설정한다. 즉, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 1 공진 모드 21을 바람직하게 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 1 공진 모드 24의 공진 주파수와 거의 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정한다.
또한, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23과, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 및 제 3 공진 모드 25, 26은 바람직하게 공진 주파수가 대략 동일하다.
또한, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23과, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 및 제 3 공진 모드 25, 26을 이 공진 모드 23, 25, 26의 공진 주파수가 공진 모드 25, 23, 26의 순서로 증가하도록 설정한다. 즉, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23의 공진 주파수는, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 공진 모드 25의 공진 주파수보다 높으며, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 3 공진 모드 26의 공진 주파수보다 낮다.
도 1에 도시된 탄성표면파 공진자 필터에서, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 공진 모드 21∼23과 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 공진 모드 24∼26을 상술한 방법으로 설정하며, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 상술한 방법과 같이 병렬로 접속하므로, 종래의 필터들과 비교하여 고역측의 감쇠특성이 급격화되며, 대역폭을 광범위하게 이룰 수 있으며, 또한 통과대역에서의 리플이 억제된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 종결합형 탄성표면파 공진자 필터에서, 각 공진 모드의 공진 주파수에서 위상 반전이 발생한다. 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12의 위상 특성은 도 2에서의 주파수 특성하에서 화살표 D와 E로 표시된 선을 따라 도시된다.
상술한 바와 같이, 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 출력 신호의 위상이, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 3 공진 모드 26의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 출력 신호의 위상과 역상이 되도록, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12를 서로 접속한다. 이 주파수 영역에서의 위상은 각 ＋와 －의 부호로 표현하며, 상기 위상에 대한 다른 주파수 영역에서의 위상도 또한 각 ＋와 －의 부호로 표현한다.
도 2로부터 알수 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12는 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 2 공진 모드 22의 공진 주파수로부터 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 공진 모드 25의 공진 주파수까지의 주파수 영역에서 동일한 위상 특성을 가지므로, 이 주파수 영역에서는 상쇄가 일어나지 않는다.
반면에, 공진 모드 25의 공진 주파수로부터 공진 모드 23의 공진 주파수까지의 주파수 영역에서는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12가 서로 역상이므로, 이 주파수 영역에서는 두 개의 종결합형 공진자 필터 11, 12 사이에서 출력 레벨차가 생기는 특성이 있다. 그 결과, 이 주파수 영역에서는 감쇠 특성이 급격해진다. 그러므로, 도 1에 도시된 탄성표면파 공진자 필터는 도 2의 바닥면에 도시된 바와 같이, 통과대역의 고역측에서의 감쇠 특성이 급격해진다.
공진 모드 21 또는 공진 모드 24의 공진 주파수로부터 공진 모드 22의 공진 주파수까지의 주파수 영역에서, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12는 서로 역상이다. 그러나, 이 주파수 영역에서, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 출력 레벨은 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 출력 레벨에 비해 상대적으로 낮으므로, 제 2 종결합형 공진자 필터 12가 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 출력에 미치는 영향은 미비하여 무시할 수 있다.
그러나, 공진 모드 24의 공진 주파수의 근방에서, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 출력 레벨은 갑자기 증가하므로, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 출력 레벨은 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 출력을 상쇄한다. 그 결과, 전체 감쇠량은 공진 모드 24의 공진 주파수 근방에서 갑자기 증가한다. 따라서, 공진 모드 21의 공진 주파수로부터 공진 모드 25의 공진 주파수까지의 주파수 영역은 본 바람직한구현예의 탄성표면파 공진자 필터의 통과대역이 된다.
공진 모드 21의 공진 주파수에 비해 낮은 주파수 영역과 공진 모드 26에 비해 높은 주파수 영역에서, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12는 역상이며, 공진 모드 21의 공진 주파수와 공진 모드 24의 공진 주파수는 서로 근접해 있으며, 공진 모드 23의 공진 주파수와 공진 모드 26의 공진 주파수도 서로 근접해 있다. 그 결과, 이 주파수 영역에서, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12의 출력사이에서 상쇄가 일어나므로, 저역측과 고역측에서 감쇠 특성이 급격해진다.
또한, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 공진 모드 25와 제 3공진 모드 26의 공진 주파수들이 서로 근접해 있으면, 즉 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 2 공진 모드 25와 제 3 공진 모드 26과의 사이의 공진 주파수의 차이가 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 2 공진 모드 22와 제 3 공진 모드 23과의 사이의 공진 주파수의 차이보다 작으면, 제 1 종결합형 공진자 필터 11보다 높은 고역측에서 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 감쇠 특성은 한층 더 급격해진다. 이 경우에, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 3 공진 모드 26은 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 3 공진 모드 23보다 약간 높은 공진 주파수로 설정되며, 주파수 점들은 두 개의 공진자 필터들의 출력 레벨들이 서로 완전히 동일한 통과대역의 고역측 근처에 있다. 그 결과, 통과대역의 고역측 근처의 주파수 점에서 감쇠극(attenuation pole)이 나타나며, 이 주파수 점 근처에서 갑작스럽게 감쇠된다.
그러므로, 도 1에 도시된 탄성표면파 공진자 필터는 도 2에 도시된 바와 같이 대역의 저역측과 고역측에서의 감쇠 특성이 급격화되며, 저 삽입손실의 대역폭이 광범위한 대역 필터로 구성될 수 있다.
이 탄성표면파 공진자 필터에서, 공진 모드 25의 공진 주파수가 통과대역의 중앙을 향하여 약간 이동하면, 감쇠량-주파수 특성은 도 3에 도시된 바와 같다. 이 경우에, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12는 공진 모드 25의 공진 주파수로부터 공진 모드 23의 공진 주파수까지의 주파수 영역에서 서로 역상이므로, 통과대역 내에서 또는 통과대역의 고역측 근처에서 리플이 발생할 수 있다. 이러한 리플을 막기 위해서는 공진 모드 25의 공진 주파수를 공진 모드 23의 공진 주파수에 가능한 근접시키는 것이 바람직하다. 즉, 제 2 종결합형 공진자 필터 12의 공진 모드 25의 공진 주파수를 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 공진 모드 23의 공진 주파수에 가능한 근접시키는 것이 바람직하다.
제 2 종결합형 공진자 필터 12의 제 1 공진 모드 24의 공진 주파수가 제 1 종결합형 공진자 필터 11의 제 1 공진 모드 21의 공진 주파수보다 높으면, 통과대역의 내부와 통과대역의 저역측 근처에서 리플이 발생할 수 있다. 반면에, 공진 모드 21의 공진 주파수가 공진 모드 24의 공진 주파수보다 높으면, 공진 모드 21의 공진 주파수로부터 공진 모드 24의 공진 주파수까지의 주파수 영역 중의 어떤 영역에서 공진 모드 21과 24의 위상이 동일하게 된다. 이것은 통과대역의 저역측에서 리플과 감쇠 특성 하락의 원인이 된다. 상기 이유에 대해서, 공진 모드 21과 24의 공진 주파수가 실질적으로 동일하도록, 공진 모드 21과 24를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성표면파 공진자 필터를 보다 특정한 방법으로 설명한다. 특정한 구현예에서, 도 1에 도시된 탄성표면파 공진자 필터를 중심 주파수가 약 243.95㎒인 PHS 기구용 IF 필터에 적용한다. 압전기판 10으로 수정 기판을 사용하며, 수정 기판 상에, 각 공진 주파수를 도 2에 도시한 것처럼 설정한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터 11, 12를 설치하며, 이 두 개의 공진자 필터를 상술한 방법으로 서로 접속시킨다.
도 4는 얻어진 탄성표면파 공진자 필터의 주파수 기능인 전송 특성의 구체적인 예를 도시한다. 도 4에서, 실선 H는 실선 G로 표시한 필터의 확대된 감쇠 특성을 표현한 것이며, 실선 H로 표현된 감쇠량은 수직축의 우축의 크기로 표현된다.
도 4에 도시된 특성을, 도 5와 도 6에 도시된 종래의 종결합형 탄성표면파 공진자 필터의 특성과 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예의 탄성표면파 공진자 필터는 도 5와 도 6에 도시된 종래의 탄성표면파 공진자 필터와 통과대역 내에서 특성이 유사하지만, 본 구현예의 탄성표면파 공진자 필터는 통과대역의 고역측 근처에서 감쇠극이 있으므로, 도 5와 도 6에 도시된 종래의 탄성표면파 공진자 필터들에 비해 감쇠 특성이 한층 더 급격해진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성표면파 공진자 필터의 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터는, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 입력 신호에 대한 출력 신호가 통과대역에 비해 높은 주파수측에서 서로 역상이 되도록, 서로 병렬로 접속되며, 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 세 개의 공진 모드들은 서로 상술한 특정한 관계를 만족하게 되므로, 낮은 삽입손실과 광범위한 대역폭을 이루며, 통과대역측에서 감쇠 특성이 급격해진다. 세 개의 공진 모드에 대한 요구 조건들은, 각 IDT를 구성하는 빗전극의 수, 이 빗전극과 반사기와의 사이의 거리, 및 이 빗전극들 사이의 거리를 적절하게 선택하여 조절함으로써 만족시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 구현예는 삽입손실이 낮으며, 대역폭이 광범위하고, 고선택도인 대역 필터를 제공할 수 있다. 특히, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드를 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드에 비해 주파수 특성이 급격해지도록 설정하며, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드가 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드의 공진 주파수에 비해 공진 주파수가 높으면, 통과대역의 고역측에서 감쇠 특성이 매우 급격해질 수 있다.
또한, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수에서의 차이가 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수에서의 차이에 비해 작으면, 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드는 통과대역의 고역측 근처에 위치한 감쇠극을 형성하며, 통과대역의 고역측에서의 감쇠 특성이 한층 더 급격해지는 특성이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명을 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 도시하고 기술하였지만, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 변화될 수 있다는 것이 당업계의 기술자에게는 이해될 것이다.

Claims (11)

  1. 압전기판;
    상기한 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서(interdigital transducer: IDT); 및
    상기한 각 인터디지털 트랜스듀서의 대향측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호들에 대한 위상이 상기한 필터의 통과대역보다 주파수가 높은 입력 신호의 위상과 서로 역상이 되도록, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 접속하며;
    상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드는 서로 충분히 근접해 있으며;
    상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드는 서로 충분히 근접해 있음을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드는 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드에 비해 급격한 특성이 있으며, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드는 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드보다 고주파측에 배치됨을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이는, 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드와 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이보다 작음을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드가 실질적으로 서로 동일함을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드의 공진 주파수는 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드의 공진 주파수보다는 높으며, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드의 공진 주파수보다는 낮음을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호의 위상은, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 2 공진 모드의 공진 주파수이하부터 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드의 공진 주파수까지 주파수 영역이 증가하는 입력 신호의 위상과 서로 역상임을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호의 위상은, 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드의 공진 주파수보다 주파수가 낮으며, 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드의 공진 주파수보다 주파수가 높은 입력 신호의 위상과 서로 역상임을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  8. 압전기판;
    상기한 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서; 및
    상기한 각 인터디지털 트랜스듀서의 대향측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 출력 신호들에 대한 위상이 상기한 필터의 통과대역보다 주파수가 높은 입력 신호의 위상과 서로 역상이 되도록, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 접속함을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  9. 압전기판;
    상기한 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서; 및
    상기한 각 인터디지털 트랜스듀서의 대향측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
    상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1 공진 모드는 서로 충분히 근접해 있음을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  10. 압전기판;
    상기한 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서; 및
    상기한 각 인터디지털 트랜스듀서의 대향측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
    상기한 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 상기한 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이가, 상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 다른 공진 모드와의 사이의 공진 주파수 차이에 비해 작도록, 제 1 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드와 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 3 공진 모드는 서로 충분히 근접해 있음을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
  11. 압전기판;
    상기한 압전기판 상에 설치된 다수의 인터디지털 트랜스듀서; 및
    상기한 각 인터디지털 트랜스듀서의 대향측에 설치된 한쌍의 반사기를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터를 병렬로 접속시킨 탄성표면파 공진자 필터에 있어서,
    상기한 제 1 및 제 2 종결합형 공진자 필터의 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드는 제 1, 제 2 및 제 3 공진 모드의 순서로 공진 주파수가 증가하며;
    상기한 다수의 인터디지털 트랜스듀서 중의 하나와 상기한 다수의 인터디지털 트랜스듀서 중의 다른 하나는 서로 반전되게 배열됨을 특징으로 하는 탄성표면파 공진자 필터.
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