The design and fabrication of the surface acoustic wave(SAW) bandpass filters using slanted finger interdigital electrode transducers(IDTs) is investigated. The slanted finger IDTs are used to design SAW filters with good shape factor, a flat passband, and good out-of-band rejection characteristic. The slanted finger IDTS filter was simulated of three kind of IDTs structure. uniform-uniform IDT, uniform-withdrawal weighting IDTS, withdrawal weighting-withdrawal weighting IDTS. Uniform-withdrawal weighting IDTs structure SAW filters was designed and fabricated on 112$^{\circ}$ LiTaO$_3$, 128$^{\circ}$LiNbO$_3$ substrates. Designed SAW filter has about a 30% fractional bandwidth and a 70MHz center frequency.
In this paper, surface acoustic wave(SAW) bandpass filters using slanted finger interdigital electrode transducers(IDTs) are investigated. The slanted finger IDTs are used to design SAW filters with good shape factor, a flat passband, and good out-of-band rejection characteristic. For the filter design, input-output IDT structure was simulated with modified impulse model; uniform-withdrawal weighting IDTs, withdrawal-withdrawal weighting IDTs. SAW filters of uniform-withdrawal weighting IDTs structure were designed and fabricated on $128^{\circ}LiNbO_3$ piezoelectric substrates. Implemented SAW filter has a fractional bandwidth of 30%, center frequency of 70MHz and shape factor of $1.12\pm0.01$.
반사기 형태에 따른 경사진 빗살무늬 변환기 SAW 필터 특성을 비교하기 위해 모의실험을 통해 Langasite 기판위에 전극을 형성시켰으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다. 이를 바탕으로 광대역의 SAW 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입 출력빗살무늬 변환기 전극수는 50쌍, 두께는$5000{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭과 간격은 각각 $3.6{\mu}m$ 및 $2.0{\mu}m$으로 하였다. 제작한필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 8.0MHz 정도로 측정되었으며, matching 후 return-loss는 -16dB 이하이고, 리플 특성은 4dB 정도이며, 반사에 의한 잔향은 -20dB 이하로 측정되었다.
표면 탄성파 필터 적절한 임피던스 정합 조건도 얻고자 단상 단방향성 및 양방향성 변환기형 필터를 제작하였다. 그리고 경사진 빗살무의 변환기 형태인 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무의 전극들을 형성시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 단상 단방향성 필터의 전극 수는 50쌍, 두께는 $5000{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭은 $3.6{\mu}m$이고 전극 폭과 전극과 반사기 사이의 간격은 각각 $1.2{\mu}m$로 하였다. 양방향성 필터에서는 전극 폭과 간격은 각각 $1.8{\mu}m$로 하였다. 제작한 필터의 임피던스 정합 후 주파수 특성에서 중심 주파수는 190MHz, 대역폭은 5.3MHz정도로 측정되었으며, 리플 특성은 0.3dB 이하이고, -20dB 정도의 삽입 손실이 측정되었다.
WCDMA용 SAW 필터를 제작하기 위하여 mathematica package를 이용한 모의 실험기를 개발하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험한 자료를 바탕으로 전극에서 발생하는 ultimate rejection을 줄이기 위해 SFIT형태의 필터를 설계 및 제작하였다. 회절에 의한 현상을 최소화하기 위해 필터의 입력단은 block weighted IDT 형태로, 출력단은 withdrawal weighted IDT형태로 구성하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입 출력 빗살무늬 변환기 전극 수는 50쌍, 두께와 폭은 5000$\AA$와 1λ4(((equation omitted) 3.6$\mu\textrm{m}$)로 하였으며, IDT 전극 폭과 전극간격 은 각각 1λ/16와 1λ/8로 하였다. 제작한 SAW 필터의 특성은 중심주파수는 190MHz, 통과대역은 4MHz이며 저지대역은 -60dB이하로 측정되었다.
대역통과용 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무의 변환기를 형성시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다 이를 바탕으로 광대역의 SAW 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입출력 빗살무늬 변환기 전극 수는 50쌍, 두께는 5000$\AA$ 으로 하였으며, 반사기 폭은 3.6$mu$m으로 하였다. 제작한 필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 8.2MHz 정도로 측정되었으며, matching 후 return-loss는 -l6dB 이하이고, 리플 특성은 4dB 정도이며, 반사에 의한 잔향은 -l8dB 이하로 측정되었다.
단상 단방향 형태의 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무늬 변환기를 형성시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다. 이를 바탕으로 단상 단방향 형태의 표면 탄성파 필터 적절한 임피던스 정합 조건도 얻고자 하였다. Langasite 기판 위에 형성시킨 입출력 빗살무늬 변환기 전극 수는 50쌍, 두께는 $5000{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭은 $3.6{\mu}m$이며, 전극 폭은 $2.4{\mu}m$이고, 전극과 반사기 사이의 간격은 $2.0{\mu}m$으로 하였다. 제작한 필터의 임피던스 정합 후 주파수 특성에서 중심 주파수는 190MHz, 대역폭은 7.7MHz 정도로 측정되었으며, 리플 특성은 0.4dB 이하이고, 정재파 비는 1.5정도로 측정되었다.
경사진 빗살무늬 변환기 필터를 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 두 가지 형태의 빗살무늬 변환기를 형성시켰으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다. 이를 바탕으로 경사진 빗살무늬 변환기 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입출력 빗살무늬 변환기 전극수는 50쌍, 두께는 $5000\;{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭은 $3.6{\mu}m$으로 하였다. 첫 번째 시료에서 hot전극과 반사기사이의 거리는 $2.4{\mu}m$이고, 접지 전극과 반사기사이의 거리는 $1.8{\mu}m$이며, hot전극에서부터 접지전극까지 간격은 $1.5{\mu}m$로 제작하였다. 두 번째 시료는 hot전극과 반사기사이의 거리 및 접지 전극과 반사가사이의 거리를 $2.4{\mu}m$로 동일하게 제작하였다. 제작한 필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 7.3MHz이하로 측정되었으며, matching 후 return loss는 -20dB 이하이고, 리플 특성은 3dB정도이며, 반사에 의한 잔향은 -22dB 이하로 측정되었다.
대역통과용 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무의 변환기를 형성 시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력 단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다. 이를 바탕으로 광대역의 SAW 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입출력 빗살무의 변환기 전극 수는 50쌍, 두께는 $5000\;{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭은 $3.6{\mu}m$으로 하였다. 그리고 hot전극과 반사기사이의 거리는 각각 $2.0{\mu}m\;2.4{\mu}m$로 제작하였고, hot전극에서부터 접지전극까지 간격은 $1.5{\mu}m$로 하였으며 전극 모양은 좌우 동일한 형상을 채택하였다. 제작한 필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 7.8MHz 이하로 측정되었으며, matching 후 return-loss는 -18dB 이하이고, 리플 특성은 3dB 이하이며, 반사에 의한 잔향은 -25dB 이하로 측정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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