양방향 통신 장치를 설계 및 개발하기 위한 조건을 구하기 위해 $36^{\circ}$$LiTaO_3$기판 위에 전극을 형성시켰으며, 전극재료로는 Al-Cu(W 30%)를 이용하였다. 이 방법으로 3가지 서로 다른 샘플 전극을 제작했으며, 주파수 특성, 리플특성 및 대역범위가 유사한 두 전극을 선택 후, 직렬로 연결하여 양방향 통신 장치를 만들었다. 직렬 연결한 양방향 장치 특성은 다른 샘플 전극보다 좋은 결과를 얻었으며, 주파수는 대략 190.3MHz로 측정되었으며, 반사기와 전극 폭을 각각 $1{\lambda}/4$, $1{\lambda}/12$로 하였다. 이 결과들을 바탕으로 향후. 다중 채널을 이용한 통신 소자 개발은 물론 듀플렉스 필터 제작에도 도움을 줄 것을 희망한다.
양방향 통신 장치를 설계 및 개발하기 위한 조건을 구하기 위해 $36^{\circ}$$LiTaO_3$기판 위에 전극을 형성시켰으며, 전극재료로는 Al-Cu(W 30%)를 이용하였다. 이 방법으로 3가지 서로 다른 샘플 전극을 제작했으며, 주파수 특성, 리플특성 및 대역범위가 유사한 두 전극을 선택 후, 직렬로 연결하여 양방향 통신 장치를 만들었다. 직렬 연결한 양방향 장치 특성은 다른 샘플 전극보다 좋은 결과를 얻었으며, 주파수는 대략 190.3MHz로 측정되었으며, 반사기와 전극 폭을 각각 $1{\lambda}/4$, $1{\lambda}/12$로 하였다. 이 결과들을 바탕으로 향후. 다중 채널을 이용한 통신 소자 개발은 물론 듀플렉스 필터 제작에도 도움을 줄 것을 희망한다.
We have studied the optimal conditions for design and development on the communication device for a bilateral, and it's electrodes for transmitting electric signal are constructed on the $36^{\circ}$ rotated $LiTaO_3$ substrate by evaporating Al-Cu(W 30%) alloy. At first, we ma...
We have studied the optimal conditions for design and development on the communication device for a bilateral, and it's electrodes for transmitting electric signal are constructed on the $36^{\circ}$ rotated $LiTaO_3$ substrate by evaporating Al-Cu(W 30%) alloy. At first, we manufactured three kind of samples using this method, and selected two samples as similar with frequency, ripple and passband characteristics, and then we connect two samples by series in order to make bilateral devices. As results, we obtained that the electrode structure has better characteristics then the others, when it's width of reflector and electrode are $1{\lambda}/4$, $1{\lambda}/12$ respectively, and it's frequency is approximately 190.3MHz. Near future, I hope to help the manufacture for communication devices for the multi-channel and the duplex filter.
We have studied the optimal conditions for design and development on the communication device for a bilateral, and it's electrodes for transmitting electric signal are constructed on the $36^{\circ}$ rotated $LiTaO_3$ substrate by evaporating Al-Cu(W 30%) alloy. At first, we manufactured three kind of samples using this method, and selected two samples as similar with frequency, ripple and passband characteristics, and then we connect two samples by series in order to make bilateral devices. As results, we obtained that the electrode structure has better characteristics then the others, when it's width of reflector and electrode are $1{\lambda}/4$, $1{\lambda}/12$ respectively, and it's frequency is approximately 190.3MHz. Near future, I hope to help the manufacture for communication devices for the multi-channel and the duplex filter.
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문제 정의
본 실험에서는 3가지 샘플 전극에서 얻은 자료들을 바탕으로 양방향 통신을 수행하고자 하였다. 3가지 샘플 전극 중 비슷한 특성을 나타낸 두 개를 선택하여 입력과 출력 전극으로 직렬로 연결한 전극 조합을 형성했다.
본 실험에서는 앞 절에서 기술한 3가지 샘플 전극에서 얻은 자료들을 바탕으로 양방향 통신을 수행하고자 하였다. 따라서 3가지 샘플 전극 중 비슷한 특성을 나타낸 두 개를 선택하여 입력단과 출력단 전극으로 연결했다.
본 연구에서는 양방향 통신 용 소자를 개발하기 위해 기판 위에 신호 전달을 위한 목적으로 전극 구성에 따른 기초적인 자료를 얻기 위한 실험을 행하였다. 그리고 기판의 성질에 따라 기판 위에 형성시킨 각종 전극 및 반사기 등에 의한 음파의 반사영향으로 위상이 바뀌는 것을 피할 수 없으므로, 시료 기판 위에 장착될 신호 전달용 전극의 구조 및 안정성에 관한 조건들을 구할 의도를 갖고, 우선적으로 샘플 전극에 대한 실험을 행하였다.
제안 방법
본 실험에서는 3가지 샘플 전극에서 얻은 자료들을 바탕으로 양방향 통신을 수행하고자 하였다. 3가지 샘플 전극 중 비슷한 특성을 나타낸 두 개를 선택하여 입력과 출력 전극으로 직렬로 연결한 전극 조합을 형성했다.
아울러 중앙의 “⊏” 자 형상은 신호전파를 조절하는 탄성파 완충기(Elastic wave buffer)를 나타낸다. Fig. 3a과 같이 배열하므로써, 반사기를 단락시킨 다음 전달된 파의 특성을 분석하고자 하였다. 단락형 전극의 전달파형을 측정을 위하여 5 x 5㎟ 크기를 갖는 SMD패키지에 실장하였으며, 50 Ω 정합(Matching)시킨 후 측정하였다.
본 연구에서는 양방향 통신 용 소자를 개발하기 위해 기판 위에 신호 전달을 위한 목적으로 전극 구성에 따른 기초적인 자료를 얻기 위한 실험을 행하였다. 그리고 기판의 성질에 따라 기판 위에 형성시킨 각종 전극 및 반사기 등에 의한 음파의 반사영향으로 위상이 바뀌는 것을 피할 수 없으므로, 시료 기판 위에 장착될 신호 전달용 전극의 구조 및 안정성에 관한 조건들을 구할 의도를 갖고, 우선적으로 샘플 전극에 대한 실험을 행하였다.
단락형 전극의 전달파형을 측정을 위하여 5 x 5㎟ 크기를 갖는 SMD패키지에 실장하였으며, 50 Ω 정합(Matching)시킨 후 측정하였다.
본 실험에서는 앞 절에서 기술한 3가지 샘플 전극에서 얻은 자료들을 바탕으로 양방향 통신을 수행하고자 하였다. 따라서 3가지 샘플 전극 중 비슷한 특성을 나타낸 두 개를 선택하여 입력단과 출력단 전극으로 연결했다. 연결한 전극형태는 Open-short type, Open-symmetry type, Short-symmetry type 및 Symmetry-symmetry type 등 4종류이다.
또한 (+)전극과 반사기사이 간격은 2.0μm로 동일하게 형성하였으며, 반사기는 (+)극으로부터 1.5μm 간격을 유지하도록 하였다.
반사기에 의해 반사된 음파는 45°의 위상으로 반사되어야 함을 염두에 두고, 전극의 규격, 간격 및 모양 등을 변화를 시켰으며, 반사기 폭은 변화시키지 않고 단락 및 개방시켜 구성하였다.
이와 같이 함으로써 기본적인 전극을 설계를 위한 적절한 전극 간격과 넓이에 대한 시행착오를 줄이기 위한 실험의 일환으로, 세 가지 샘플 전극에 대한 기본 실험을 먼저 수행하였다. 세 가지 경우에서 조건을 단순화하고 분석에도 일관성을 갖게끔 전극 개수는 50쌍으로 통일하였고, 전극 재질도 동일한 물질로 증착하여 샘플 전극을 구성하였다.
원활한 신호 전달을 위한 전극은 박막 형성기술을 사용하여 기판 위에 형성시켜 제작하였다. 습식세정 및 플라즈마 세척을 한 기판 위에 전극재료로는 Al-Cu(W 3%) 합금을 사용하였으며, D.
이때, 소자 제작에 사용한 포토마스크는 예상한 전극 제원을 기초로 CAD를 써서 0.05µm이상의 정밀도를 갖는 주사선으로 제작하였다.
반사기에 의해 반사된 음파는 45°의 위상으로 반사되어야 함을 염두에 두고, 전극의 규격, 간격 및 모양 등을 변화를 시켰으며, 반사기 폭은 변화시키지 않고 단락 및 개방시켜 구성하였다. 이와 같이 함으로써 기본적인 전극을 설계를 위한 적절한 전극 간격과 넓이에 대한 시행착오를 줄이기 위한 실험의 일환으로, 세 가지 샘플 전극에 대한 기본 실험을 먼저 수행하였다. 세 가지 경우에서 조건을 단순화하고 분석에도 일관성을 갖게끔 전극 개수는 50쌍으로 통일하였고, 전극 재질도 동일한 물질로 증착하여 샘플 전극을 구성하였다.
5 mm, 24 x 9mm로 절단하여 packaging한 후 측정하였다. 측정은 제작된 필터의 입출력단자에 맞게 측정 치구를 제작하였으며, 필터의 입출력 단자에서의 전자파를 차단시키기 위하여 동판으로 치구의 중앙을 차폐하였다. 필터의 종단조건은 각각 50Ω 으로 입 출력 단을 동조(Tune-up)시켰다.
필터의 종단조건은 각각 50Ω 으로 입 출력 단을 동조(Tune-up)시켰다.
대상 데이터
05µm이상의 정밀도를 갖는 주사선으로 제작하였다. 본 연구에서는 적절한 전극 조건을 찾기 위하여 서로 다른 3 가지 종류의 새플 소자를 제작하였고, 기판에서의 탄성파 속도는 전극이 없는 기판에서는 대략 2,740m/s 정도였으며, 전극이 증착된 경우에는 대략 2,890m/s 정도였다.
본 연구에서는 전극재료로는 Al-Cu(W 3%) 합금을 이용하였으며, 기판으로는 36° Lithium Tantalate를 이용하였다.
습식세정 및 플라즈마 세척을 한 기판 위에 전극재료로는 Al-Cu(W 3%) 합금을 사용하였으며, D.C.-Magnetron sputter를 이용하여 150℃에서 증착하였으며, 두께는 2,500∼5,000Å였다.
본 연구에서는 전극재료로는 Al-Cu(W 3%) 합금을 이용하였으며, 기판으로는 36° Lithium Tantalate를 이용하였다. 제작한 양방향 디바이스의 전체적인 구조는 일반적으로 사용되는 사다리꼴 공진기를 채택하였으며, 궁극적으로는 직렬공진기형태를 가진 전극이다[14,15].
성능/효과
그 결과 세 번째 샘플시료의 경우는 반사기를 개방(open)시켜 제작한 것으로써 반사기 전극 폭은 3.6μm(≅1λ/4), +극과 –극의 폭을 1.2μm(≅1λ/12)로 이것을 직렬로 연결한 장치에서 좋은 결과를 얻었다.
아울러 양방향 정보전달 장치에 적합한 조건을 갖게 하기 위해서 주파수 특성이 비슷한 전극이 효과적이라는 판단을 했다. 따라서 다음 그림들은 유사한 특징을 나타낸 전극만 선별적으로 나타냈다.
후속연구
여기서 반사 손실 또한 양호한 장치 특성을 나타내었다. 이들 결과로 미루어 보아 직렬로 연결한 필터의 경우에도 고성능 시스템을 개발하는데 있어서 도움 줄 수 있을 것이라고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
양방향 소자의 구조는?
쌍방향 이동 통신용 단말기를 형성하는 부품은 능동소자와 수동소자로 구분되며, 양방향 필터는 전파특성을 이용하는 수동 소자에 해당한다[4]. 양방향 소자란 신호의 송수신 역할을 담당하는 두 개의 전극용 필터를 갖고 있으며, 송수신 주파수간 간섭을 억제하는 구조를 갖고 있어야 한다[5]. 이는 입력단의 전기적인 신호를 출력단으로 전달시켜 야기되는 또 다른 전기적 신호를 감지하는 구조로 괄목할만한 발전과 성과를 나타내고 있다[6-8].
쌍방향 이동 통신용 단말기를 형성하는 부품은 어떻게 구분되는가?
요즘 활발히 연구하고 있는 양방향(Bilateral) 통신은 물론 2차원 영상 및 3차원 영상 등 여러 분야에서 활용되고 있다[1-3]. 쌍방향 이동 통신용 단말기를 형성하는 부품은 능동소자와 수동소자로 구분되며, 양방향 필터는 전파특성을 이용하는 수동 소자에 해당한다[4]. 양방향 소자란 신호의 송수신 역할을 담당하는 두 개의 전극용 필터를 갖고 있으며, 송수신 주파수간 간섭을 억제하는 구조를 갖고 있어야 한다[5].
전극용 필터의 단점은 어떻게 극복할 수 있는가?
따라서 이동통신용 단말기에도 적합한 부품이지만, 유전체 필터에 비해 전력의 내구성 및 설계상의 어려움이 있다[10,11]. 이러한 필터의 단점을 해결한 중요한 과정은 송수신 역할을 하는 직렬 혹은 병렬로 연결된 공진기들의 전기용량 비와 두 공진기 사이의 공명 주파수 차이로 어느 정도 극복할 수 있었다. 따라서 좀 더 전력 내구성 및 소형화를 이루기 위해서는 전극구조 및 기하학적인 형태에 대한 개발도 시급하다[12,13].
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