Surface Acoustic Wave Filter, SAW Filter   표면 탄성파 필터, SAW 필터

(2022-08-08)

SAW


1. 탄성 표면파 (Elastic Surface Wave) or 표면 음향파 (Surface Acoustic Wave, SAW)

  ㅇ 특히, 탄성 고체(Elastic Solid)의 표면을 따라 전파하는 파(波)를 일컬음
     - 1885년 Lord Rayleigh에 의해 수학적으로 발견 (Rayleigh Wave라고도 불리움)

  ㅇ 탄성 표면파 특징
     - 표면 가까이 국지적 입자 운동으로 에너지가 전파되는 파(波)
        . 이는, 물결 위에 놓인 나뭇잎 움직임을 보면 쉽게 이해가 됨
        . 나뭇잎이 물 표면 위에서 좌우 또는 상하로 어떤 범위내에서 작은 움직임 만을 보임

     - 역학파동(Mechanical Wave : 매질을 필요로하는 기계파동) 임
        . 에너지표면 가까이(1 파장 이하 깊이)에서 만 집중되어 전파됨
        . 탄성 매질에서 탄성파타원 편파적으로 진행

     - 파동 전파 속도 : 약 3,000 [m/s]

     - 例) 지구 지표면 지진파2. SAW(Surface Acoustic Wave) Device표면 탄성파반도체 전도 전자의 상호 작용을 이용한 전자 기계적 소자
     - 1965년 White 및 Voltmer의 빗형 변환기(IDT:Inter Digital Transducer) 발명으로 시작됨

  ㅇ 원리
     - 압전 결정표면전해지는 탄성 표면파를 이용
        . 압전 결정 : 외부로부터 전기장이 가해지면 일그러짐을 유발

     - 빗형 전극이라고 불리는 빗살 모양의 변환기(IDT)를 압전기판 위에 형성하고, 
     - 전기 신호를 가하면, 물결 모양의 파(波)을 일으킬 수 있음
        . 이때, 이 압전 결정 기판표면에 생기는 파동속도(음속)는 빗살 간의 피치에
                따라 이에 여기(励起)되는 파동주파수를 정할 수 있음
     - 또한 동일하게 IDT에 SAW 파(波)가 도달하면, 그 SAW 파(波)와 IDT의 피치가 맞으면
       전기 신호가 IDT의 전극간에 발생

  ㅇ 응용
     - 센서, 발진기, 필터산업적으로 매우 넓은 응용 영역을 갖음
        . 압전효과 물질로된 기판(Substrate) 위에 표면파 모드와 관련된 공진기 응용 등

  ㅇ 특징
     - 소형/경량 가능, 견고성, 좋은 안정도, 높은 민감도, 저가격, 실시간성3. SAW 필터 (Surface-Acoustic Wave Filter)

  ㅇ SAW 필터 (Surface-Acoustic Wave Filter)
     - 표면 탄성파를 이용한 필터

  ㅇ SAW 필터 특징
     - 유전체 필터 등에 비해 소형/경량 가능, 견고성, 좋은 안정도, 높은 민감도, 저가격 등 
     - UHF에서 VHF까지의 폭넓은 주파수대역에서 
        . 중간주파수(IF) 필터, 발진기, 레이더 펄스 압축 등으로 이용하기에 적합
     - 뛰어난 대역외 제거 성능을 갖음 (선택도가 좋음)

기타 필터
   1. SAW 필터   2. 상승 코사인 필터   3. 적응 필터   4. 이동평균 필터   5. 칼만 필터 (작성중)  
강유전체
   1. 강유전성   2. 압전 효과   3. SAW 필터   4. 초전 효과  


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