이번 시간에는 Murata의 RF부품 중 하나인 SAW필터에 대해 간단하게 소개해드리려 합니다.
먼저 시작하기 전에 가장 기본이 되는 개념인 무선통신에 대해 알아보겠습니다.
■ 기초 개념 : 무선통신이란 무엇인가요?
(1) 무선통신(RF통신)이란?
무선통신은 선에 의한 연결 없이 전파를 통해 정보를 전달하는 기술입니다.
사람의 음성자체만으로는 먼 거리를 보낼 수 없기 때문에 전파를 사용하여야 합니다. 그래서 우리의 음성신호를 전기신호로 바꾸어 고주파인 Carrier라고 불리는 전파에 실어서 보내게 됩니다. 이처럼 실질적인 데이터는 아니지만 통신이 가능하게 하는게 Carrier의 역할입니다.
(2) RF Front End단이란?
데이터를 Cell phone에서 전기신호로 바꾸어 Carrier에 실어 기지국에 보내고 그 기지국은 신호를 의미 있는 정보로 해석합니다. 반대로 우리가 받고자 하는 정보는 기지국에서 전기신호를 Carrier에 실어 우리의 Cell phone으로 보내게 되고 Cell phone에서 그 신호를 의미 있는 정보를 해석하게 됩니다.
RF Front End단은 이 신호를 무선으로 주고받는 과정에서 어떤 주파수 대역을 사용할 지 결정합니다. 또, 보내는 신호는 기지국까지 최대한 깨끗하고 큰 파워로 전달될 수 있게 하며 받는 신호는 잡음이 섞인 신호를 깨끗하게 걸러서 정보를 해석할 수 있도록 하는 역할을 하는 부분입니다.
(3) Filter
필터는 내가 필요한 주파수 대역만 깨끗하게 받을 수 있게끔 필요한 주파수만을 통과시키고 필요하지 않는 주파수는 걸러주는 역할을 합니다. 기지국으로부터 신호를 받거나, 증폭기를 통과할 때 잡음이 발생하게 되는데 필터를 이용하여 회로내에서 이러한 잡음을 걸러주게 됩니다. 원하지 않는 신호가 들어가게 되면 통신에 문제가 발생할 수 있으므로 원하는 신호만을 보내는 필터의 역할은 RF Front end에서 아주 중요합니다.
필터의 종류에는 LC Filter, SAW Filter, BAW Filter등이 있습니다. PCB Size, 삽입손실, Attenuation, 내전력 등을 고려하여 적합한 필터를 사용하고 있습니다.
그럼 본격적으로 SAW필터에 대해 알아보겠습니다.
■ SAW Filter
(1) SAW Filter란
SAW는 Surface Acoustic Wave의 약자입니다. 압전 기판 위로 전달되는 탄성 표면파를 사용하여, 특정 주파수 대역의 전기 신호를 걸러 내는 필터입니다. IDT패턴에 따라 통과시키고자 하는 주파수를 조절할 수 있으며, 고주파일수록 파형의 주기가 짧아 SAW를 만들기 어렵습니다.
(2) SAW Filter의 장점
SAW필터는 상대적으로 작고 가볍기 때문에 휴대용 장치 및 기타 소형 장치에 사용하기에 좋습니다. 또한 SAW필터는 높은 선택성으로 알려져 있습니다. 즉, 원하지 않는 신호를 효과적으로 필터링하면서 원하는 신호를 통과시키는 장점을 가지고 있습니다.
(3) SAW Filter의 사이즈
SAW는 Duplexer기준 1.8X1.4mm → 1.6X1.2mm , 일반 SAW Filter의 경우 1.1X0.9mm → 0.9X0.7mm 로 작아지게 되었습니다. 무선통신 장비의 사이즈가 줄어들게 되면서 소형화 제품에 대한 니즈가 점점 더 높아지고 있습니다. 무라타에서는 이러한 고객의 니즈에 맞추어 SAW필터의 소형화시장을 이끌어가고 있습니다.
(4) 실제 사용 예시 – Router
무선 통신을 사용하는 곳이라면 SAW의 수요가 있습니다. 많은 예시 중에 Router 회로를 통해 SAW가 어떻게 사용되는지 설명 드리겠습니다.
Router의 RF Part / Connectivity part를 보시면 SAW Filter가 여러 개 사용되고 있습니다. 어떤Band를 사용하는지, 안테나는 어떻게 사용하는지, 모듈을 사용유무에 따라 SAW의 사용 수가 달라지게 됩니다.
다음 시간에는 RF Part ②로 Filter의 다른 한 종류인 LC Filter에 대해서 소개 드리겠습니다.
※그림 및 영상 출처 : 무라타 웹사이트
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<About Murata>
Murata Manufacturing Co., Ltd.는 무라타 제작소는 세라믹을 기반으로 전자부품의 개발・생산・판매를 하고 있으며 세계적인 통합전자부품 기업입니다. 독자적인 개발 및 재료 개발, 프로세스 개발, 상품 설계, 생산 기술들을 서포트하는 소프트웨어나 분석 · 평가등의 기술 기반으로 독창적인 제품을 창출해 일렉트로닉스 사회의 발전에 기여해 갈 것입니다.
