시뮬레이터를 이용한 대역통과 필터 제작

유일현 한국음향학회 2000 韓國音響學會誌 Vol.19 No.2

낮은 형상요소를 갖는 표면탄성파 대역통과 필터의 주파수 특성을 구현하기 위하여 35° Y-cut Quartz 표면에 빗살무늬 변환기를 형성시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al을 이용하였다. 이 모의실험에서 얻은 조건들로부터 필터를 설계하였으며, 필터의 입력단에는 apodization weighted형 빗살무늬 변환기를 이용하고, 출력단에는 withdrawal weighted형 빗살무늬 변환기로 필터를 구성하였다. 또한, 입·출력 빗살무늬 변환기의 전극 수는 리플의 영향을 최소화하기 위해 Kaiser-Bessel 창함수를 이용하였으며, 각각 2200쌍과 1000쌍으로 하였다. 그리고, 빗살무늬 변환기 전극의 폭은 6㎛, 간격은 5.75㎛ 및 두께는 표면탄성파 파장과의 비를 고려해 6000Å으로 할 때 최적의 결과를 얻을 수 있었으며, 구경은 임피던스 정합을 위해 2mm로 하였다. 제작한 표면탄성파 대역통과 필터의 중심주파수는 70MHz, 형상요소는 1.3이하, 1.5dB에서의 통과 대역은 1.3MHz, 저지대역은 -45dB, 삽입손실은 19dB, 통과 대역폭 내의 리플은 1dB정도로 측정되었다. 따라서, 제작한 필터의 주파수 응답과 특성은 설계조건과 잘 일치하였다. We have studied to obtain the frequency characteristics of the Surface Acoustic Wave(SAW) bandpass filter, having low shape factor, it's interdigital transducer(IDT) was formed on the 35° Y-cut X-propagation Quartz substrate and was evaporated by Aluminium. And then, we performed computer-simulation by a simulator. And, we can design that the apodization weighted type IDT as an input transducer of the filter and the withdrawal weighted type IDT as an output transducer of the filter from the results of our computer-simulation. Also, we have employed that the number of pairs of the input and output IDT are 2200 pairs and 1000pairs, respectively and used the Kaiser-Bessel window function in order to minimize the effect of ripple. And, while the width and the space of IDT's finger are 6㎛ m and 5.75㎛, respectively and we could obtain the resonable results when the IDT thickness was 6000Å in consideration of the ratio of SAW's wavelength, and IDT aperture is 2mm. Frequency response of the fabricated SAW bandpass filter has the property that the center frequency is about 70MHz, shape factor is less than 1.3, bandwidth at the 1.5dB is probably 1.3MHz, out-band attenuation is almost -45dB, insertion loss is 19dB and ripple in the width of bandpass is 1dB approximately. Therefore, these frequency characteristics of the fabricated SAW bandpass filter are agreed well with the designed values.

결합 모드 방법에 의한 표면 탄성파 공진자 필터 제작

유일현,권희두 한국음향학회 1998 韓國音響學會誌 Vol.17 No.1

본 논문은 높은 전기 역학적 결합 계수를 갖고 있는 64°LiNbO3기판에 leaky표면 탄성파를 이용하여 종 결합 형태의 대역이 넓고, 손실이 적은 필터의 제작을 위한 연구이다. 이 기판 위에 1차 모드와 2차 모드를 이용하고 입력 IDT와 출력IDT사이의 거리, 그리고 전 극의 두께 및 전극 개수를 적절하게 조절하므로서 통과 대역 폭이 15MHz이상, 삽입 손실 1.28dB 및 저지대역 50dB인 특성을 얻을 수 있었다. 아울러, 전극의 두께는 파장과의 비를 고려해 2500Å으로 할 때 최적의 결과를 얻을 수 있었으며, IDT와 IDT 사이의 거리는 0.25 λ, IDT와 반사기 사이의 거리는 0.46λ로 할 때 가장 이상적인 결과를 얻을 수 있었다. 제 작한 필터는 329.3MHz의 중심 주파수를 갖고 있는 소자로서 소형이고 낮은 삽입 손실을 갖 고 있으며, 무선 호출기에 사용 가능하다.

IF 대역 SAW 필터 설계 및 제작

유일현,권희두,정양희 한국음향학회 1999 韓國音響學會誌 Vol.18 No.1

본 연구는 35° Y-X Quartz 기판에 낮은 형상 요소를 갖는 Code Division Multiple Access(CDMA)방식 기지국용 Intermediate Frequency (IF)단 통과대역 필터를 설계하고 제작하는 방법에 대해 연구하였다. 이 기판 위에 임펄스 모델링을 이용하여 낮은 형상 요소를 갖는 표면 탄성파 필터를 제작하기 위해 입력단에는 Apodization weighted형의 빗살무늬 변환기, 출력단에는 Withdrawal weighted형의 빗살무늬 변환기로 구성하였다. 그리고 입출력 IDT의 개수는 리플의 영향을 최소화하기 위해 Kaiser-Bessel 창함수를 이용하였으며, 각각 2200쌍과 1000쌍으로 하였다. IDT 전극의 폭은 3.6㎛, 간격은 3.5㎛였으며 두께는 파장과의 비를 고려해 6000Å으로 할 때 최적의 결과를 얻을 수 있었으며, 구경은 임피던스 정합을 위해 2mm로 하였다. 제작된 SAW필터는 중심 주파수 115.2MHz, 통과대역 폭은 1.27MHz이상, 형상 요소는 1.3이하, 삽입손실 -l5dB 및 저지대역 -45dB이하인 특성을 얻을 수 있었다. We have studied a method to design and fabricate the Intermediate Frequency(IF) band pass filter with low shape factor which is used for CDMA base station on the 35°Y-cut X-propagation Quartz substrate. In order to fabricate a device of the low shape factor for the IF SAW filter on this substrate, we employed apodization weighted type interdigital transducer(IDT) as an input and withdrawal weighted type IDT as an output by using impulse modelling method. Also, using the Kaiser-Bessel window function, we have adopted 2200pairs and 1000pairs of input and oueut IDT respectively to minimize the effect of ripple. Furthermore, the width and the space of IDT finger are 3.6 ㎛ and 3.5 ㎛ respectively. Thus, we can have optimal results when the IDT thickness is 6000Å in consideration of the ratio of SAW's wavelength while it's aperture is 2mm for impedance matching. The fabricated SAW filter for CDMA had the property of almost 115.2MHz of a center frequency, less then 1.27MHz of bandwidth, less than 1.3 of shape factor, - l5dB of out band attenuation insertion loss and -45dB of rejection band.

균일한 조도를 위한 LED 조명용 렌즈 설계 및 분석

유일현,You, Ilhyun 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.4

본 연구는 균일한 조명을 얻기 위해 자유 형상 렌즈(freeform lens)를 제작하였으며, 이를 위해 중첩 조명 모델(overlapped illumination model)을 제안하였고, 제작한 LED 렌즈들의 특성을 분석하였다. 제작한 렌즈는 LED 빛 세기 분포의 중심 방향, 반치각 (half angle) 및 LED 광원의 위치변화를 바탕으로 그 성능을 평가하였다. 아울러 조명영역은 평균 조도 (average illuminance)와 조도 균일도 (illuminance uniformity) 변화 값으로 수행하였다. 광도 분포의 중심 방향 변화에 대해서는 제안된 모델과 발산 모델이 대체로 비슷한 공차 특성을 보였으며, 특히 제작한 렌즈에서 반치각 변화는 기존 방법에 비해 조도 균일도 공차 특성은 현저히 개선됨을 확인하였다. In this research, an overlapped illumination model was newly proposed for designing a freeform LED lens with a uniform illuminance distribution on its illuminating plane. Based on the proposed model and conventional illumination models, freeform lenses were designed and their performances and tolerances were compared. As a result of the tolerance analysis about thickness change in lens, position, size change, central direction change of light emission and characteristic change in LED source. This proposed model and divergent illumination model are similar to the performance about central direction change of light emission in LED source. but the uniformity illumination value in this proposed model is more remarkably value than it in divergent illumination model about characteristic change in LED source.

이중 통신 필터 설계 및 분석

유일현,권희두 한국음향학회 1998 韓國音響學會誌 Vol.17 No.8

이중 통신(Duplexer) 필터를 설계 및 개발하기 위한 최적조건을 구하기 위해 36° LiTaO3 기판 표면에 빗살무늬 변환기를 사용한 모의 실험을 수행하였으며, 전극 재료로는 Cu-Al(W3%)합금을 이용하였다. 제작한 듀플렉스 필터의 사다리(Lader)형 구조로서 직렬 공진기와 병렬 공진기의 결합으로 필터를 구성하였다. 적절한 통과대역과 저지대역을 형성 하기 위하여 직렬 공진기와 병렬 공지기의 주파수 차이를 30MHz로 했으며, 낮은 저지대역 을 형성하기 위하여 두 공진기의 전기용량의 비는 1로 하였고, 전극의 두께는 2,500Å으로 하였을 때 설계 조건과 일치하는 주파수 응답을 얻었다. 제작한 듀플렉서 필터의 주파수 특 성은 중심 주파수는 836.5MHz와 881.5MHz, 통과대역 폭은 25MHz, 삽입손실은 2.5dB 이하 및 저지대역은 -35dB이하로 나타났다.

SPIT형 필터 제작 및 분석

유일현,You, Il-Hyun 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.3

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. We have studied to obtain the slanted finger interdigital(SFIT) type filter was formed on the Langasite substrate and was evaporated two IDT electrode by Aluminum-Copper alloy respectively. We can fabricate that the block weighted type IDT as an input transducer of the filter and the withdrawal weighted type IDT as an output transducer of the filter from the results of our computer-simulation. Also, we have performed to obtain the properly design conditions about phase shift conditions of the SPIT type filter. We have employed that the number of pairs of the input and output IDT are 50 pairs and the thickness and the width of reflectors are $5000\;{\AA}$ and $3.6{\mu}m$ respectively. At the first sample, we have employed that the distance from the hot electrode to the reflectors is $2.4{\mu}m$ distance from the ground electrode to the reflectors is $1.8{\mu}m$ and the distance from the hot electrode to the ground is $1.5{\mu}m$ respectively. At the other sample, we have also employed that the distance from the hot electrode to the reflectors and the distance from the ground electrode to the reflectors are $2.4{\mu}m$. Frequency response of the fabricated SAW filter has the property that the center frequency is about 190MHz and bandwidth at the 3dB is probably 7.3 MHz. And we could obtain that return is less than -20dB, ripple characteristics is probably 3dB and triple transit echo(TTE) is less than -22dB after when we have matched impedance.

SFIT형태를 이용한 SPUDT형 필터제작에 관한 기초실험

유일현,You, Il-Hyun 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.10

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. We have studied to obtain the SAW filter for the passband was formed on the Langasite substrate and was evaporated by Aluminum-Copper alloy and thin we performed computer-simulated by simulator. We cm fabricate that the block weighted type IDT as an input transducer of the filter and the withdrawal weighted type IDT as an output transducer of the filter from the results of our computer-simulation. Also, we have performed to obtain the properly design conditions about phase shift of the SAW filter for WCDMA. We have employed that the number of pairs of the input and output IDT are 50 pairs and the thickness and the width of reflector are $5000\;{\AA}$ and $3.6{\mu}m$ respectively. And we have employed that the distances from the hot electrode to the reflector are $2.0{\mu}m$, $2.4{\mu}m$ and the distance from the hot electrode to the ground is $1.5{\mu}m$ respectively. Frequency response of the fabricated SAW filter has the property that the center frequency is about 190MHz and bandwidth at the 3dB is probably 7,8MHz. And we could obtain that return loss is less then -18dB, ripple characteristics is probably 3dB and triple transit echo is less then -25dB after when we have matched impedance.

IDT형의 전극 형태가 SFIT형 필터의 특성에 미치는 영향

유일현,You, Il-Hyun 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.12

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. The effect of the reflector type for the SAW filter on the characteristics of the slanted finger IDT filter have been studied by computer simulation. The IDT was evaporated by Aluminum-Copper alloy. The design condition was optimized by the phase shift of the SAWfilter for WCDMA. We have employed that the number of pairs of the input and output IDT are 50 pairs and the thickness are $5,000{\AA}$, and the width and the space of reflector are $3.6{\mu}m$ and $2.0{\mu}m$, respectively. Frequency response of the fabricated SFIT filter has the property that the center frequency is about 190MHz and bandwidth at the 3dB is probably 8.2MHz. And we could obtain that the return loss is less then 16dB, the ripple characteristics is probably 4dB and the triple transit echo is less then 18dB after when we have matched impedance.

Kaiser-Bessel 창함수를 이용한 표면 탄성파 필터 제작

유일현 世明大學校 1996 世明論叢 Vol.5 No.-

We have studied to obtain low shape factor of the transversal type SAW filter and used sinc apodization IDT as an sinc withdrawal IDT as an output, Kaiser-Bessel window function was applied to reduced the side-lobes the filters. A 155MHz bandpass filter was fabricated on 64˚LiNbO₃by means of single layer standard photolithography with wet etching technique and it has an apodization input IDT by phase shift which reduced apodization IDT diffraction. In order to design low loss SAW filter, the output IDT of withdrawal types are located at both outer positions of the input IDT. It has a minimum insertion loss of less than 4.5dB, a bandwidth of more than 8 MHz and rejection level of 45 dB. The measured frequency characteristics are agree well with the designed values.

SPUDT와 양방향 변환기를 직렬 연결한 SAW 필터

유일현,You, Il-Hyun 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.12

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. .We have studied to obtain the properly conditions about impedance matching of the SAW filter for the SPUDT type and the bidirectional transducer type later. And we have studied to obtain the SAW filter for the Slanted Finger Interdigital Transducer(SFIT), was formed on the Langasite substrate and was evaporated by Aluminum-Copper alloy and then we performed computer-simulated by simulator In case the SPUDT, we have employed that the number of pairs of the input and output IDT are 50 pairs and the thickness and the width of reflector are $5000{\AA}$ and $3.6{\mu}m$, respectively. And the of the bidirectional transducer, the width of IDT' fingers and the space between IDT' finger and reflector is $1.8{\mu}m$, respectively. Also, we have performed to series connected the SPUDT type with the bidirectional transducer type filter. The frequency response of the fabricated SAW filter has the property that the center frequency is about 190MHz and bahdwidth at the 3dB is probably 5.3MHz after when we have matched impedance. Also, we could obtain that ripple characteristics is less than 0.3dB and insert loss is probably -20dB after when we have matched impedance.