주파수 샘플링 방식의 표면 탄성파 송수신 플랫폼 설계

Abstract

최근 들어, 별도의 전원이 필요 없고, 환경에 대한 영향을 적게 받으며 구조적으로 소형화에 유리하다는 장점들로 인해 SAW 센서가 널리 사용되고 있다. 이런 추세에 발맞추어 SAW 센서를 이용한 SAW 디바이스 플랫폼의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이렇게 SAW 디바이스는 여러 센서들을 통합시켜 하나의 ID를 이용해 다양한 센서 정보들을 수집할 수 있다는 장점에 힘입어 점차 통합적 시스템 개념으로 발전하였고, 이는 유비쿼터스 네트워크 시스템 구출에 있어 가장 중요한 핵심기술의 하나로 자리 잡을 수 있는 기반이 되고 있다. 이러한 SAW 디바이스를 구현하기 위해 현재는 일반적으로 시간 영역 샘플링 (Time Domain Sampling, TDS) 방식을 사용하고 있다. 이 방식으로 구현된 SAW 디바이스는 빠른 데이터 처리를 할 수 있지만 그만큼의 빠른 샘플링 속도를 요구하기 때문에 고속의 AD 컨버터가 필요하다. 이 고속의 AD 컨버터는 고가의 장비로 디바이스 제작에 부담이 되는 실정이다. 반면에 주파수 영역 샘플링 (Frequency Domain Sampling, FDS) 방식으로 구현된 SAW 디바이스는 고속의 샘플링을 요구하지 않기 때문에 고가의 고속 AD 컨버터가 필요하지 않다. 이렇게 느린 샘플링 속도는 상대적으로 고속의 처리를 요구하게 되는데 이는 저가의 임베디드 시스템만으로도 구현이 가능하기 때문에 가격대비 성능에서 효율이 훨씬 높다고 할 수 있다. 그럼에도 FDS 방식의 SAW 센서를 제작하는 것이 까다롭기 때문에 현재 구현된 FDS 방식의 SAW 디바이스는 매우 드문 실정이다. 본 논문에서는 위의 문제를 해결하기 위해 기존의 TDS 방식에 맞게 제작된 SAW 센서를 그대로 이용한 FDS 방식의 SAW 디바이스에 대한 설계 및 구현을 하였다.