KR101974830B1 - 탄성파 공진자, 탄성파 필터 및 듀플렉서 - Google Patents
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Abstract
IDT 전극의 면적을 크게 하지 않고, 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있는 탄성파 공진자를 제공한다.
압전기판(2) 및 IDT 전극(3)을 포함하고, IDT 전극(3)이, 제1 전극지(3a)와, 제1 전극지(3a)와 인접하고 있는, 제2 전극지(3b)를 가지며, 제1 전극지(3a)의 폭을 W1, 제2 전극지(3b)의 폭을 W2, 제1 전극지(3a)와 제2 전극지(3b)의 전극지 중심간 거리인 피치를 L로 했을 때에, 제1 전극지(3a)의 메탈리제이션비(W1/L)가 제2 전극지(3b)의 메탈리제이션비(W2/L)보다 작고, 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 0.65 이상 1.00 이하이면서 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 폭의 비(W2/W1)가 1.12 이상 2.33 이하이거나, 또는 W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서 W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하인 탄성파 공진자(1).
압전기판(2) 및 IDT 전극(3)을 포함하고, IDT 전극(3)이, 제1 전극지(3a)와, 제1 전극지(3a)와 인접하고 있는, 제2 전극지(3b)를 가지며, 제1 전극지(3a)의 폭을 W1, 제2 전극지(3b)의 폭을 W2, 제1 전극지(3a)와 제2 전극지(3b)의 전극지 중심간 거리인 피치를 L로 했을 때에, 제1 전극지(3a)의 메탈리제이션비(W1/L)가 제2 전극지(3b)의 메탈리제이션비(W2/L)보다 작고, 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 0.65 이상 1.00 이하이면서 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 폭의 비(W2/W1)가 1.12 이상 2.33 이하이거나, 또는 W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서 W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하인 탄성파 공진자(1).
Description
본 발명은, 압전기판 상에 IDT 전극이 마련된 탄성파 공진자, 및 상기 탄성파 공진자를 포함하는 탄성파 필터 및 듀플렉서에 관한 것이다.
종래, 휴대전화기 등에 이용되고 있는 대역 필터를 구성하는 공진자로서, 탄성파 공진자가 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 하기 특허문헌 1에는 압전기판과, 상기 압전기판 상에 마련된 IDT 전극을 포함하는, 탄성파 공진자가 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는 IDT 전극 내에서 폭이 다른 전극지(電極指)가 주기적으로 배치되어 있는 구조가 나타나 있다.
그러나 특허문헌 1의 탄성파 공진자와 같이, IDT 전극 내에서, 폭이 다른 전극지가 주기적으로 배치되어 있는 경우여도 다른 전극지의 폭의 값에 따라서는 비선형 신호가 충분하게 작아지지 않는 경우가 있었다. 그 때문에, 특허문헌 1의 탄성파 공진자를 듀플렉서의 송신 필터에 이용한 경우, 듀플렉서의 수신 대역의 노이즈가 커져, 수신 감도가 저하되는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 IDT 전극의 면적을 크게 하지 않고, 비선형 신호의 발생을 충분히 억제할 수 있는 탄성파 공진자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 탄성파 공진자를 포함하는 탄성파 필터 및 듀플렉서를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 공진자는, 압전기판과, 상기 압전기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고, 상기 IDT 전극이 제1 전극지와, 상기 제1 전극지와 탄성파 전파 방향에서 인접하고 있는 제2 전극지를 가지며, 탄성파 전파 방향을 따르는 상기 제1 전극지의 폭을 W1로 하고, 탄성파 전파 방향을 따르는 상기 제2 전극지의 폭을 W2로 하며, 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지의 전극지 중심간 거리인 피치를 L로 했을 때에, 상기 제1 전극지의 메탈리제이션비(metallization ratio)(W1/L)가 상기 제2 전극지의 메탈리제이션비(W2/L)보다 작고, 상기 제1 및 제2 전극지의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 0.65 이상 1.00 이하이면서 상기 제1 및 제2 전극지의 폭의 비(W2/W1)가 1.12 이상 2.33 이하이거나, 또는 상기 제1 및 제2 전극지의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 1.00보다 크면서 상기 제1 및 제2 전극지의 폭의 비(W2/W1)가 1.40 이상 2.34 이하이다.
본 발명에 따른 탄성파 공진자의 어느 특정 국면에서는, 상기 제1 및 제2 전극지의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 0.70보다 크고 1.00 이하이면서 상기 제1 및 제2 전극지의 폭의 비(W2/W1)가 1.14 이상 2.33 이하이거나, 또는 상기 제1 및 제2 전극지의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 1.00보다 크면서 상기 제1 및 제2 전극지의 폭의 비(W2/W1)가 1.40 이상 2.34 이하이다. 이 경우, 소형화를 도모하면서, 비선형 신호의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 공진자의 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극이 복수 개의 상기 제1 전극지와 복수 개의 상기 제2 전극지를 가지고, 탄성파 전파 방향에서 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 교대로 배치되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 공진자의 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT 전극이 복수 개의 상기 제1 전극지와 복수 개의 상기 제2 전극지를 가지고, 탄성파 전파 방향에서, 서로 이웃하는 2개의 상기 제1 전극지와 서로 이웃하는 2개의 상기 제2 전극지가 교대로 배치되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 필터는 복수의 탄성파 공진자를 가지는 탄성파 필터로서, 상기 복수의 탄성파 공진자 중, 적어도 하나의 탄성파 공진자가 상기 본 발명에 따라 구성되는 탄성파 공진자이다.
본 발명에 따른 듀플렉서는 복수의 탄성파 공진자를 가지고, 대역통과형의 제1 필터와 상기 제1 필터와 통과 대역이 다른 제2 필터를 포함하는 듀플렉서로서, 상기 제1 및 제2 필터의 적어도 한쪽의 복수의 탄성파 공진자 중, 적어도 하나의 탄성파 공진자가 상기 본 발명에 따라 구성되는 탄성파 공진자이다.
본 발명에 따른 탄성파 공진자에서는, 상기한 바와 같이 제1 및 제2 전극지의 메탈리제이션비, 그리고 제1 및 제2 전극지의 폭의 비가 특정 범위에 한정되어 있다. 그 때문에, 본 발명의 탄성파 공진자에 의하면, IDT 전극의 면적을 크게 하지 않고, 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 모식적 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서, 제1 및 제2 전극지가 서로 이웃하고 있는 부분을 확대하여 나타내는 모식적 정면 단면도이다.
도 3은 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 모식적 평면도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 및 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 2차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시형태에 따른 듀플렉서의 개략 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서, 제1 및 제2 전극지가 서로 이웃하고 있는 부분을 확대하여 나타내는 모식적 정면 단면도이다.
도 3은 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 모식적 평면도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 및 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 2차 고조파 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시형태에 따른 듀플렉서의 개략 회로도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써, 본 발명을 분명하게 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
[탄성파 공진자]
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 모식적 평면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서, 제1 및 제2 전극지가 서로 이웃하고 있는 부분을 확대하여 나타내는 모식적 정면 단면도이다.
탄성파 공진자(1)는 압전기판(2)을 가진다. 압전기판(2)은 LiTaO3으로 이루어지는 기판이다. 또한, 압전기판(2)으로는 LiNbO3 등의 다른 압전 단결정으로 이루어지는 기판을 이용해도 되고, 압전 세라믹스로 이루어지는 기판을 이용해도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 압전기판(2) 상에는, IDT 전극(3)과, IDT 전극(3)의 탄성파 전파 방향 양측에 배치된 반사기(4, 5)가 형성되어 있다. 그로써, 1포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다.
IDT 전극(3)은 Al, Cu, Ni, Ti, Pt, NiCr 혹은 AlCu 등의 적절한 금속 또는 이들 금속 중 적어도 1종을 포함하는 합금으로 이루어진다. IDT 전극(3)은 단층의 금속막이어도 되고, 2종 이상의 금속 또는 합금이 적층된 적층 금속막이어도 된다.
IDT 전극(3)은 복수 개의 제1 전극지(3a)와 복수 개의 제2 전극지(3b)와 제1 및 제2 버스바(busbar)(3c, 3d)를 가진다.
복수 개의 제1 전극지(3a)와 복수 개의 제2 전극지(3b)는 탄성파 전파 방향에서 교대로 배치되어 있다. 또한, 탄성파 전파 방향은 전극지가 연장되는 방향과 직교하는 방향이다.
본 실시형태에서는, 복수 개의 제1 전극지(3a)와 복수 개의 제2 전극지(3b)는 서로 사이에 삽입되어 있다. 복수 개의 제1 전극지(3a)의 일단(一端)이 제1 버스바(3c)에 접속되어 있다. 복수 개의 제2 전극지(3b)의 일단이 제2 버스바(3d)에 접속되어 있다.
본 실시형태에서는 IDT 전극(3)이 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)만을 가지고, 다른 전극지를 가지고 있지 않다. 단, 본 발명에서는 IDT 전극(3) 중 적어도 일부의 전극지가 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)이면 된다. 즉, 탄성파 전파 방향에서 적어도 일부에 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)가 교대로 배치되어 있는 영역이 마련되어 있으면 된다.
본 발명에서는 전극지 전체의 50% 이상이 상기 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)가 교대로 배치되어 있는 영역을 구성하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태와 같이, 모든 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)가 탄성파 전파 방향에서 교대로 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다. 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)가 교대로 배치되어 있는 영역이 차지하는 비율이 클수록, 후술하는 비선형 신호의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다.
제1 전극지(3a)의 메탈리제이션비는 제2 전극지(3b)의 메탈리제이션비보다 작다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 전극지(3a)의 폭을 W1로 하고, 제1 전극지(3a)와 제2 전극지(3b)의 전극지 중심간 거리인 피치를 L로 하면, 제1 전극지(3a)의 메탈리제이션비는 W1/L로 나타난다. 또한, 제2 전극지(3b)의 폭을 W2로 하면, 제2 전극지(3b)의 메탈리제이션비는 W2/L로 나타난다. 또한, W1은 W2보다 작다.
본 실시형태에서는 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)이 0.65 이상 1.00 이하이면서 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 폭의 비(W2/W1)가 1.12 이상 2.33 이하이다.
혹은, W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서, W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하이다.
본 발명에서는, 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L) 및 전극지 폭의 비(W2/W1)를 상기 범위 내로 하면서, W1/L＜W2/L로 함으로써, 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있다. 이것을 이하 실험예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
실험예;
실험예에서는 이하에 나타내는 조건으로 1포트형의 탄성파 공진자(1)를 제작했다. 또한, 실험예에서는 기본 모드의 공진주파수가 839㎒인 탄성파 공진자(1)를 제작했다.
압전기판(2): 42°YX-LiTaO3
IDT 전극(3): Ti/AlCu(Ti, AlCu의 순으로 적층)
전극지의 대수: 80대
실험예에서는 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 메탈리제이션비인 W1/L 및 W2/L를 표 1에 나타내는 바와 같이 0.3~0.7의 범위에서 변화시켜 샘플을 제작했다. 구체적으로는, W1/L 및 W2/L의 조합을 바꿔, 표 1에 나타내는 샘플 A1~A8, B1~B7, C1~C6, D1~D5, E1~E4, F1~F3, G1~G2 및 H1을 제작했다.
각 샘플의 특성이 동등해지도록 파장 및 교차 폭을 조정했다. 조정한 각 샘플의 파장을 표 2에, 각 샘플의 교차 폭을 표 3에 나타낸다. 또한, 각 샘플에서의 전극지의 폭의 비(W2/W1)를 표 4에, 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)을 표 5에 나타낸다. 또한, 표 5의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)은 값이 커짐에 따라, IDT 전극(3)의 면적이 작아진다. 이것은, 메탈리제이션비가 커질수록 전극지 1개당 정전 용량이 커져, 동등한 임피던스로 IDT 전극(3)을 설계하기 위해서는 교차 폭을 작게 할 필요가 있기 때문이다.
본 실험예에서는, 각 샘플의 W1/L 및 W2/L를 변화시켜, 3차 고조파의 피크 값을 측정했다. 결과를 표 6에 나타낸다. 또한, 표 6의 값은 모두 동일 임피던스이며, 각각의 샘플에서 동등 특성이 되도록 IDT 전극(3)의 파장 및 교차 폭을 조정하고 있다. 또한, W1/L=W2/L를 충족하는 샘플을 기준 샘플(표 1에서의 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1)로 하는 것으로 한다.
표 5 및 표 6으로부터, 그 샘플 자체보다 IDT 전극의 면적이 작은 기준 샘플과 비교한 경우에, W1/L+W2/L가 기준 샘플과 비교하여 동등 이상이면서 W1/L≠W2/L 및 W1/L＜W2/L를 충족하는 하기의 샘플에서는, 어느 하나의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
구체적으로는, 표 1에 나타내는 A2~A8, B2~B7, C2~C6 및 D3, D5 및 E4의 샘플에서는, 어느 하나의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
즉, W1/L+W2/L가 0.65 이상 1.00 이하이고, W2/W1가 1.12 이상 2.33 이하이면서 W1/L＜W2/L를 충족하는 샘플에서는, 어느 하나의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
혹은, W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서, W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하이면서 W1/L＜W2/L를 충족하는 샘플에서는, 어느 하나의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
도 3은 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 표 1에서의 B5(W1/L=0.35, W2/L=0.55)의 결과를 나타내고 있다. 또한, 파선은 표 1에서의 D1(W1/L=W2/L=0.45)의 결과를 나타내고 있다.
도 3으로부터, B5는, D1의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값(주파수: 2580㎒ 부근의 피크 값)이 약 5㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
도 4는 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 표 1에서의 B5(W1/L=0.35, W2/L=0.55)의 결과를 나타내고 있다. 또한, 파선은 표 1에서의 D1(W1/L=W2/L=0.45)의 결과를 나타내고 있다.
도 4로부터, B5는, D1의 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 레벨(주파수: 870~895㎒의 주파수대에서의 3차 IMD)이 약 1~5㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 875㎒에서는 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 수준이 악화되어 있지만, 이것은 부차 모드의 영향이며, 본질적인 문제가 아니다. 또한, 피크 값에 주목하면, 도 4로부터, B5는, D1의 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 피크 레벨(881㎒ 근방)이 약 4㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, B5와, D1의 기준 샘플은 메탈리제이션비의 합이 동일함, 즉 IDT 전극(3)의 면적이 동일함에도 불구하고, 특성의 개선 효과에 차이가 인정되었다.
B5와 같이 전극지의 폭이 다른 경우, 각 전극지에서 발생한 비선형 신호의 위상이 달라, 상쇄가 생기기 때문에 비선형 신호의 레벨이 저하되는 것이라고 생각된다.
표 6으로 되돌아와, 표 1에 나타내는 A4~A8, B2~B7, C3~C6, D3, D5 및 E4의 샘플에서는, W1/L+W2/L가 동등 혹은 작은 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
즉, W1/L+W2/L가 0.7보다 크고, 1.00 이하이며, W2/W1가 1.14 이상 2.33 이하이면서 W1/L＜W2/L를 충족하는 샘플에서는, W1/L+W2/L가 동등 혹은 작은 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
혹은, W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서, W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하이면서 W1/L＜W2/L를 충족하는 샘플에서는, W1/L+W2/L가 동등 혹은 작은 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
예를 들면, A4(W1/L=0.3, W2/L=0.45)는, 기준 샘플 B1(W1/L=W2/L=0.35)과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 약 1.1㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
W1/L+W2/L가 클수록, IDT 전극(3)의 면적이 작아지므로, A4에서는, 기준 샘플인 B1보다 면적이 작음에도 불구하고, 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, E4(W1/L=0.5, W2/L=0.7)는, 기준 샘플 G1(W1/L=W2/L=0.6)과 비교하여 3차 고조파의 피크 값이 약 1.8㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다. E4에서는, 기준 샘플인 G1과 면적이 동등함에도 불구하고, 3차 고조파의 피크 값이 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
따라서, W1/L+W2/L 및 W2/W1(W1/L＜W2/L)를 상기 범위 내로 함으로써, 대형화를 초래하지 않고, 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 W1/L+W2/L를 0.70보다 크고, 1.00 이하로 하면서, W2/W1(W1/L＜W2/L)를 1.14 이상 2.33 이하로 하는 것이 바람직하다. 혹은 W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서, W2/W1를 1.40 이상 2.34 이하로 하는 것이 바람직하다.
(제2 실시형태)
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 모식적 평면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 탄성파 공진자(21)에서는, 탄성파 전파 방향에서, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a)와, 서로 이웃하는 2개의 상기 제2 전극지(3b, 3b)가 교대로 배치되어 있다.
복수 개의 제1 전극지(3a)와 복수 개의 제2 전극지(3b)는 서로 사이에 삽입되어 있다. 제1 버스바(3c)에는 복수 개의 제1 또는 제2 전극지(3a, 3b)가 접속되어 있다. 제2 버스바(3d)에는 복수 개의 제1 또는 제2 전극지(3a, 3b)가 접속되어 있다.
탄성파 공진자(21)에서는, 모든 전극지가, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a) 및 서로 이웃하는 2개의 제2 전극지(3b, 3b)에 의해 구성되어 있다. 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a) 및 서로 이웃하는 2개의 제2 전극지(3b, 3b)는 탄성파 전파 방향에서 교대로 배치되어 있다.
단, 본 발명에서는, IDT 전극(3) 중 적어도 일부에, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a) 및 서로 이웃하는 2개의 제2 전극지(3b, 3b)가 교대로 주기적으로 배치되어 있는 영역을 가지고 있으면 된다.
본 발명에서는, 전극지 전체의 50% 이상의 전극지가, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a) 및 서로 이웃하는 2개의 제2 전극지(3b, 3b)에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태와 같이, 모든 전극지가, 서로 이웃하는 2개의 제1 전극지(3a, 3a) 및 서로 이웃하는 2개의 제2 전극지(3b, 3b)에 의해 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 전극지의 비율이 클수록, 후술하는 비선형 신호의 발생을 보다 한층 확실하게 억제할 수 있다. 그 밖의 점은 제1 실시형태와 동일하다.
탄성파 공진자(21)에서도 제1 전극지(3a)의 메탈리제이션비(W1/L)가 제2 전극지(3b)의 메탈리제이션비(W2/L)보다 작다. 또한, W1＜W2이다.
또한, 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 메탈리제이션비의 합(W1/L+W2/L)은 0.65 이상 1.00 이하이면서 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)의 폭의 비(W2/W1)가 1.12 이상 2.33 이하이다.
혹은, W1/L+W2/L가 1.00보다 크면서, W2/W1가 1.40 이상 2.34 이하이다. 그 때문에, 탄성파 공진자(21)에서도 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있다.
또한, W1/L+W2/L를 0.70보다 크고, 1.00 이하로 하면서, W2/W1를 1.14 이상 2.33 이하로 하는 것이 바람직하다. 그로써, 대형화를 초래하지 않고, 비선형 신호의 발생을 충분하게 억제할 수 있다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 고조파 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은, 탄성파 공진자(21)에서, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때의 결과를 나타내고 있다. 또한, 파선은 탄성파 공진자(21)에서, W1/L=W2/L=0.45일 때의 결과를 나타내고 있다.
도 6으로부터, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때, 제1 실시형태와 마찬가지로, W1/L=W2/L=0.45의 기준 샘플과 비교하여 3차 고조파의 피크 값(주파수 2580㎒ 부근의 피크 값)이 약 2㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 3차 IMD 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은, 탄성파 공진자(21)에서, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때의 결과를 나타내고 있다. 또한, 파선은 탄성파 공진자(21)에서, W1/L=W2/L=0.45일 때의 결과를 나타내고 있다.
도 7로부터, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때, W1/L=W2/L=0.45의 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 레벨(주파수: 870~895㎒에서의 3차 IMD)이 약 1~5㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 875㎒에서는 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 레벨이 악화되어 있지만, 이것은 부차 모드의 영향이며, 본질적인 문제가 아니다. 또한, 피크 값에 주목하면, 도 7로부터, 기준 샘플과 비교하여 3차 IMD의 피크 레벨(주파수: 881㎒ 근방)이 약 4㏈ 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
도 8은 제1 및 제2 실시형태에 따른 탄성파 공진자의 2차 고조파 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은, 탄성파 공진자(21)에서, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때의 결과를 나타내고 있다. 또한, 파선은, 탄성파 공진자(1)에서, W1/L=0.35이면서 W2/L=0.55일 때의 결과를 나타내고 있다.
탄성파 공진자(21)에서는, 탄성파 공진자(1)와 비교하여 2차 고조파의 피크 값(주파수: 1600~1800㎒의 범위의 피크 값)이 보다 한층 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 탄성파 공진자(21)에서는, 제1 및 제2 전극지(3a, 3b)가 균형있게 제1 및 제2 버스바(3c, 3d)에 접속됨으로써, 전기적인 대칭성이 향상되어 있기 때문이라고 생각된다.
[탄성파 필터 및 듀플렉서]
도 9는 본 발명의 한 실시형태에 따른 듀플렉서의 개략 회로도이다. 본 실시형태에 따른 듀플렉서는, 안테나(8)에 공통적으로 접속되어 있는 제1 필터(9)와, 제2 필터(10)를 가진다.
제1 필터(9)는 대역통과형의 송신 필터이다. 제1 필터(9)는 래더형 필터이다. 제1 필터(9)는 송신 단자인 입력 단자(12a)와, 출력 단자(12b)를 가진다.
입력 단자(12a)와 출력 단자(12b)를 잇는 직렬암(series arm)에 복수의 직렬암 공진자(S1~S4)가 배치되어 있다. 직렬암 공진자(S1) 및 직렬암 공진자(S2) 사이의 접속점과 그라운드 전위 사이에 병렬암(parallel arm) 공진자(P1)가 접속되어 있다. 직렬암 공진자(S3) 및 직렬암 공진자(S4) 사이의 접속점과 그라운드 전위 사이에 병렬암 공진자(P2)가 접속되어 있다.
제2 필터(10)는 제1 필터(9)와 통과 대역이 다른 수신 필터이다. 제2 필터(10)는 종결합 공진자형 탄성파 필터(14)를 가진다.
제2 필터(10)는 입력 단자(13a)와, 수신 단자로서의 출력 단자(13b)를 가진다. 입력 단자(13a)와 종결합 공진자형 탄성파 필터(14) 사이에 탄성파 공진자(11)가 접속되어 있다. 입력 단자(13a)는, 출력 단자(12b)와의 공통 접속점을 통해 안테나(8)에 접속되어 있다. 또한, 본 발명에서는, 제1, 제2 필터에 이용되는 필터로서, 각각 래더형 필터, 종결합 공진자형 필터, 라티스(lattice)형 필터 등을 이용해도 된다.
듀플렉서에서는, 송신 필터에서, 탄성파 공진자에 큰 비선형 신호가 발생하면, 수신 필터의 수신 대역의 노이즈가 커져, 수신 감도가 저하되기 쉽다.
이에 반하여, 본 실시형태에서는, 제1 필터(9)의 모든 공진자가 상술한 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 공진자(1)이다. 그 때문에, 제1 필터(9)의 모든 공진자에서의 비선형 신호의 발생을 억제할 수 있어, 제2 필터(10)의 수신 대역의 노이즈가 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 듀플렉서는 수신 감도가 저하되기 어렵다.
단, 본 발명에서는, 탄성파 필터를 구성하는 복수의 탄성파 공진자 중 적어도 하나의 탄성파 공진자가 본 발명에 따라 구성되는 탄성파 공진자이면 된다.
또한, 본 발명에 따른 듀플렉서에서는, 서로 통과 대역이 다른 송신 필터 및 수신 필터를 가지는 경우, 송신 필터의 적어도 하나의 탄성파 공진자가 본 발명에 따라 구성되는 탄성파 공진자이면 된다. 그로써, 듀플렉서의 수신 대역의 노이즈를 억제할 수 있어, 수신 감도의 저하를 억제할 수 있다. 수신 감도 저하를 보다 한층 억제하는 관점에서는, 도 9에서의 직렬암 공진자(S4)와 같이, 수신 필터인 제2 필터와 직접 접속되어 있는 공진자가 본 발명의 탄성파 공진자인 것이 바람직하다.
1, 11, 21: 탄성파 공진자
2: 압전기판
3: IDT 전극
3a, 3b: 제1, 제2 전극지
3c, 3d: 제1, 제2 버스바
4, 5: 반사기
8: 안테나
9: 제1 필터
10: 제2 필터
12a, 13a: 입력 단자
12b, 13b: 출력 단자
14: 종결합 공진자형 탄성파 필터
S1~S4: 직렬암 공진자
P1, P2: 병렬암 공진자
2: 압전기판
3: IDT 전극
3a, 3b: 제1, 제2 전극지
3c, 3d: 제1, 제2 버스바
4, 5: 반사기
8: 안테나
9: 제1 필터
10: 제2 필터
12a, 13a: 입력 단자
12b, 13b: 출력 단자
14: 종결합 공진자형 탄성파 필터
S1~S4: 직렬암 공진자
P1, P2: 병렬암 공진자
Claims (5)
- 압전기판과,
상기 압전기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고,
상기 IDT 전극이 제1 전극지(電極指)와, 상기 제1 전극지와 탄성파 전파 방향에서 인접하고 있는 제2 전극지를 가지며,
탄성파 전파 방향을 따르는 상기 제1 전극지의 폭을 W1로 하고, 탄성파 전파 방향을 따르는 상기 제2 전극지의 폭을 W2로 하며, 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지의 전극지 중심간 거리인 피치를 L로 하고, (W1/L)을 제1 전극지의 메탈리제이션비(metallization ratio), (W2/L)를 제2 전극지의 메탈리제이션비로 했을 때에,
하나의 상기 IDT 전극에 있어서, 좌표 {(W2/L), (W1/L)}가 하기의 1)~17)의 좌표를 1)부터 17)의 순서로 연결한 선을 바깥둘레로 하는 영역 내에 있는 탄성파 공진자.
1) W1/L이 0.3, W2/L이 0.35
2) W1/L이 0.3, W2/L이 0.4
3) W1/L이 0.3, W2/L이 0.45
4) W1/L이 0.3, W2/L이 0.5
5) W1/L이 0.3, W2/L이 0.55
6) W1/L이 0.3, W2/L이 0.6
7) W1/L이 0.3, W2/L이 0.7
8) W1/L이 0.35, W2/L이 0.7
9) W1/L이 0.4, W2/L이 0.7
10) W1/L이 0.45, W2/L이 0.7
11) W1/L이 0.5, W2/L이 0.7
12) W1/L이 0.35, W2/L이 0.6
13) W1/L이 0.35, W2/L이 0.55
14) W1/L이 0.35, W2/L이 0.5
15) W1/L이 0.35, W2/L이 0.45
16) W1/L이 0.35, W2/L이 0.4
17) W1/L이 0.3, W2/L이 0.35 - 제1항에 있어서,
상기 IDT 전극이 복수 개의 상기 제1 전극지와 복수 개의 상기 제2 전극지를 가지고, 탄성파 전파 방향에서, 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 공진자. - 제1항에 있어서,
상기 IDT 전극이 복수 개의 상기 제1 전극지와 복수 개의 상기 제2 전극지를 가지고, 탄성파 전파 방향에서, 서로 이웃하는 2개의 상기 제1 전극지와 서로 이웃하는 2개의 상기 제2 전극지가 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 공진자. - 복수의 탄성파 공진자를 가지는 탄성파 필터로서,
상기 복수의 탄성파 공진자 중, 적어도 하나의 탄성파 공진자가 제1항에 기재된 탄성파 공진자인 것을 특징으로 하는 탄성파 필터. - 복수의 탄성파 공진자를 가지고, 대역통과형의 제1 필터와 상기 제1 필터와 통과 대역이 다른 제2 필터를 포함하는 듀플렉서로서,
상기 제1 및 제2 필터의 적어도 한쪽의 복수의 탄성파 공진자 중, 적어도 하나의 탄성파 공진자가 제1항에 기재된 탄성파 공진자인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
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