JP2001094394A

JP2001094394A - 弾性表面波反射器

Info

Publication number: JP2001094394A
Application number: JP26565199A
Authority: JP
Inventors: Jun Tsutsumi; 潤堤; Takashi Matsuda; 隆志松田; Osamu Igata; 理伊形; Yoshio Sato; 良夫佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-04-06
Also published as: DE10039620A1; KR100689716B1; KR20010030124A; US6359368B1

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、弾性表面波反射器に関し、反射
器の周波数特性のうち第１サイドローブを抑圧すること
のできる構成を提供する。【解決手段】圧電基板と、圧電基板上に第１の周期で
配列された複数個の摂動部材とからなり、前記摂動部材
の配列の中に、摂動部材のない自由表面領域が、複数個
形成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波反射器
に関し、特に弾性表面波フィルタに利用される弾性表面
波反射器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、携帯電話に代表される移動通
信端末に用いられるフィルタとして、弾性表面波フィル
タが広く利用されている。また、移動通信システムの進
化に伴い、弾性表面波フィルタに要求される特性もより
厳しくなっている。近年導入が進んでいる新しい移動通
信方式ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）方
式では、そのＩＦ（Intermediate Frequency; 中間周波
数）フィルタの特性として、従来のＴＤＭＡ（Time Div
ision Multiple Access ）方式に比べて、より広帯域、
より高角形およびより優れた位相直線性という極めて厳
しい特性が要求されている。そして、この厳しい特性を
満足でき、しかも小型のフィルタを作製するために、周
期的に配列された摂動部材（たとえばグレーティング構
造の金属電極指）により構成される弾性表面波反射器を
用いた弾性表面波フィルタが提案されている（US Paten
t 5,379,010 参照）。

【０００３】このような弾性表面波フィルタは、いわゆ
る入出力用のインターディジタルトランスデューサ（以
下、ＩＤＴと呼ぶ）と弾性表面波反射器（以下、単に反
射器とも呼ぶ）とが組み合わせられて構成されるが、弾
性表面波フィルタの周波数特性は、ＩＤＴと反射器のそ
れぞれの周波数特性を重ね合わせたものとなる。所望の
フィルタ特性を得るために、反射器の周波数特性を制御
する必要があるが、従来は、摂動部材を間引き重みづけ
したり、また、摂動部材が金属ストリップである場合
は、その金属ストリップの幅を逐次変化させる重みづけ
（US Patent 5,270,606 参照）がされてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に間
引き重みづけするだけでは摂動部材の有無による２値し
かないので重みづけには限界があり、また、金属スリト
ップの幅を逐次変化させる重みづけでは、ストリップの
幅の作製誤差により所望の周波数特性からずれが発生し
歩留まりが悪くなるという問題が生じていた。すなわ
ち、従来のような反射器の重みづけでは、所望のフィル
タ特性を得るのは困難であった。

【０００５】そこで、この発明はこのような事情を考慮
してなされたものであり、弾性表面波反射器に要求され
る周波数特性のうち、第１サイドローブのみを抑圧する
ことのできる構成を備えた弾性表面波反射器を提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、圧電基板
と、圧電基板上に第１の周期で配列された複数個の摂動
部材とからなり、前記摂動部材の配列の中に、摂動部材
のない自由表面領域が、複数個形成されたことを特徴と
する弾性表面波反射器を提供するものである。これによ
れば、反射器の周波数特性の第１サイドローブをより効
果的に抑圧することができる。摂動部材のない自由表面
領域は、隣接した複数周期分の摂動部材の配列の幅に相
当する幅を有すればよい。

【０００７】ここで摂動部材とは、圧電基板上を伝搬さ
れてきた弾性表面波に対して何らかの外乱を与えるもの
であり、たとえば、金属ストリップ等で形成される。ま
た、この発明において、前記自由表面領域が偶数個であ
り、前記摂動部材の存在する領域が自由表面領域によっ
て弾性表面波の進行方向に奇数組に分離されている場
合、中央の組の摂動部材の存在する領域を構成する摂動
部材の数が、他の組の摂動部材の存在する領域よりも多
くなるようにしてもよい。さらに、前記奇数組に分離さ
れた摂動部材の存在する領域のうち中央を除く摂動部材
の存在する各領域を構成する摂動部材の数が、中央の組
に対して、左右対称になっているように形成してもよ
い。

【０００８】また、この発明は、前記自由表面領域が２
個であり、前記摂動部材の存在する領域が、自由表面領
域によって弾性表面波の進行方向に３組に分離されてい
る場合、中央の組の摂動部材の存在する領域を構成する
摂動部材の数が、他の組の摂動部材の存在する領域より
も多いことを特徴とする弾性表面波反射器を提供するも
のである。

【０００９】さらに、前記３組に分離された摂動部材の
存在する領域のうち、中央の組を除く両端の２組の摂動
部材の存在する領域を構成する摂動部材の数を等しくし
てもよい。この発明の弾性表面波反射器は、反射器の周
波数特性の第１サイドローブを効果的に抑圧する点で、
前記２個の自由表面領域の中心が、弾性表面波反射器に
含まれる摂動部材全体の存在する領域に対して摂動部材
の左端からそれぞれ８〜２４％の位置及び７７〜９３％
の位置にあることが好ましい。

【００１０】また、この発明は、前記自由表面領域を伝
搬する弾性表面波の速度が、前記摂動部材の存在する領
域を伝搬する弾性表面波の速度に近づくように、自由表
面領域に摂動部材を配置したことを特徴とする弾性表面
波反射器を提供するものである。。さらに、この発明
は、前記自由表面領域に、前記第１の周期とは異なる第
２の周期で配列された複数個の摂動部材が形成されたこ
とを特徴とする弾性表面波反射器を提供するものであ
る。

【００１１】ここで、前記第２の周期は第１の周期より
も小さくすることが好ましい。これによれば、バルク波
放射による特性劣化を伴わずに、自由表面領域と摂動部
材の存在する領域の速度差を小さくすることができる。
また、製造の容易さの点で前記摂動部材の存在する領域
の摂動部材と、前記自由表面領域に形成された摂動部材
とが、すべて同じ材料で形成することが好ましい。ま
た、前記摂動部材は、電気的に短絡された金属ストリッ
プあるいは電気的に開放された金属ストリップのいずれ
かで形成してもよい。

【００１２】ここで、金属ストリップは、薄膜状に形成
された金属膜を、一定間隔をあけて配列したものであ
る。摂動部材は、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｍｇなどの
金属、これらの金属を複数個組み合わせた合金、これら
の金属の多層膜で形成することができる。さらに、前記
摂動部材は、圧電基板上に周期的に配列された溝によっ
て構成してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。

【００１４】図２４に、入力ＩＤＴ，出力ＩＤＴ，結合
器及び反射器とからなる弾性表面波フィルタの一実施例
の構成図を示す。このような反射器を利用した弾性表面
波フィルタでは、入出力ＩＤＴ（InterDigital Transdu
cer）と反射器の周波数特性が合成されて、弾性表面波
フィルタとしての周波数特性が得られる。ここで、得ら
れる弾性表面波フィルタの周波数特性は、反射器におけ
る反射帯域のメインローブの幅と、ＩＤＴにおける通過
帯域のメインローブの幅との大小関係によって変化す
る。そこで、まずこの特性の変化について説明する。

【００１５】図２５に、反射器のメインローブの幅１０
１がＩＤＴのメインローブの幅１０３より大きいときの
周波数特性のグラフを示す。図２５（ａ）は反射器の周
波数特性１００と入出力ＩＤＴの周波数特性１０２を別
々に示したものであり、図２５（ｂ）は、反射器と入出
力ＩＤＴの周波数特性を合成した弾性表面波フィルタの
周波数特性１０４のグラフである。合成された弾性表面
波フィルタの周波数特性の通過帯域は、ほとんどＩＤＴ
のメインローブ１０３の特性によって規定され、反射器
の特性はほとんど寄与せず、ＩＤＴのみの場合に比べて
角形性の改善は見られない。

【００１６】一方、図２６に反射器のメインローブの幅
１０１の方がＩＤＴのメインローブの幅よりも小さいと
きの周波数特性のグラフを示す。図２６（ａ）は、反射
器の周波数特性と入出力ＩＤＴの周波数特性１０２を別
々に示したものであり、図２６（ｂ）は、反射器と入出
力ＩＤＴの周波数特性を合成した弾性表面波フィルタの
周波数特性１０４のグラフである。

【００１７】この場合、図２６（ｂ）によれば、合成さ
れたフィルタの周波数特性１０４のうち、最も減衰量の
少ないメインローブ１０６の部分の幅が狭くなっている
ので、通過帯域近傍の角形性がＩＤＴのみの周波数特性
１０２に比べて、大幅に改善されていることがわかる。
従って、反射器を用いた弾性表面波フィルタにおいて、
角形性の改善を追求するためには、図２６のように反射
器のメインローブをＩＤＴのメインローブよりも狭くす
る必要がある。

【００１８】ただし、角形性が改善された図２６（ｂ）
においては、メインローブ１０６の側近にサイドローブ
１０７が発生している。このサイドローブ１０７は、図
２６（ａ）の反射器の第一サイドローブ１０５に起因す
るものと考えることができる。したがって、この反射器
の第１サイドローブ１０５が抑圧されれば、弾性表面波
フィルタの第１サイドローブ１０７を抑圧することがで
き、弾性表面波フィルタの周波数特性の角形性をさらに
改善することができる。

【００１９】図２７（ａ）に、この発明における第一サ
イドローブが抑圧された反射器の周波数特性のグラフの
一実施例を示す。この反射器とＩＤＴとを合成した弾性
表面波フィルタの周波数特性を図２７（ｂ）に示す。メ
インローブ１０６側近のサイドローブ１０７が抑圧され
ているのが確認できる。この結果、反射器の第一サイド
ローブ１０８のみが抑圧されていれば、メインローブ１
０６側近のサイドローブ１０７も少なく角形性が良好な
特性が達成されることがわかる。

【００２０】この発明は、以下に示すような反射器の具
体的な構成によって反射器の周波数特性の第一サイドロ
ーブを抑圧し、この反射器を利用した弾性表面波フィル
タについて良好な周波数特性を得ようとするものであ
る。反射器の第一サイドローブを抑圧する反射器の構成
について、いくつかの実施例を説明するが、反射器を構
成する摂動部材全体の紙面に左右方向の幅は、特にこと
わらない限り、摂動部材１００本分とする。

【００２１】〔第１実施例〕図１に、この発明の反射器
の第１実施例の概略構成図を示す。図１（ａ），（ｂ）
において、反射器は、圧電基板１上に、摂動部材２を所
定の位置に配置して構成される。圧電基板１はＳＴカッ
ト水晶等が用いられる。摂動部材２はアルミニウム等の
金属材料の薄膜で形成され、図示しない入力ＩＤＴによ
って励振された弾性表面波（以下、ＳＡＷと呼ぶ）の波
長に対応した一定の周期λで、複数個の摂動部材２が配
列される。この発明において、一定周期で配列された複
数個の摂動部材２のうち摂動部材２の存在しない領域
（以下、自由表面領域とも呼ぶ）が複数個存在し、さら
に摂動部材２の存在しない領域は、いずれも隣接する少
なくとも２つの摂動部材２が除去されていることを特徴
とする。

【００２２】図１（ａ）においては、摂動部材２の存在
する領域は、２つの摂動部材の存在しない領域２１，２
２によって３つの領域１１，１２，１３に分離されてい
る。また、図１（ａ）の実施例では、摂動部材の存在し
ない領域２１は、摂動部材２が配置されていたとしたら
２つの分の幅に相当する間隔であり、同様に領域２２
は、４つ分の幅に相当する間隔である。

【００２３】図１（ｂ）においては、摂動部材２の存在
する領域は、３つの摂動部材の存在しない領域２１，２
２，２３によって、４つの領域１０，１１，１２，１３
に分離されている。また、図１（ｂ）の実施例では、摂
動部材の存在しない領域２１，２３は摂動部材２つ分の
幅であり、領域２２は摂動部材３つ分の幅である。

【００２４】さらに、図１（ａ）のように、摂動部材の
存在しない領域２１，２２が２つの場合は、摂動部材の
存在する領域のうち中央部分の領域１２の摂動部材の数
を、他の端部に位置する領域１１，１３の摂動部材の数
よりも多くしてもよい。図２は、この場合の反射器の構
成図の一実施例を示している。ここでは、摂動部材の存
在しない領域２４，２５の幅をどちらも摂動部材２つ分
としているが異ならせてもよく、またその幅は摂動部材
３つ分以上であってもよい。

【００２５】また、図１では摂動部材２の存在する領域
のうち、左端に位置する領域１１又は領域１０と、右端
に位置する領域１３の摂動部材２の数が異なる例を示し
ているが、同数でもよい。図３に、両端の摂動部材が存
在する領域１４，１５の摂動部材の数が等しい反射器の
構成図の一実施例を示す。ここでも、摂動部材の存在し
ない領域２４，２５の幅をどちらも摂動部材２つ分とし
ているが、異ならせてもよい。

【００２６】また、図１から図３に示した反射器は、い
ずれも、各摂動部材２はそれぞれ分離すなわち電気的に
開放されていたが、摂動部材２が金属材料の薄膜で形成
される場合には、１つの領域を形成する摂動部材をすべ
て同じ金属薄膜で電気的に短絡させてもよい。図４に、
上記のように摂動部材を電気的に短絡させた反射器の構
成図の一実施例を示す。図４において、符号３は、金属
薄膜で形成された摂動部材であり、符号４は、摂動部材
３を短絡するための金属薄膜である。

【００２７】次に、このような構成を持つこの発明の反
射器が、その周波数特性において第１サイドローブが抑
圧されることを説明する。図５に、摂動部材を間引かな
いときと、一定の領域の摂動部材を間引いたときの反射
器の周波数特性のグラフを示す。符号１２０のグラフ
は、摂動部材を間引かないときであり、符号１２１及び
１２２のグラフは、それぞれ摂動部材を６本及び１２本
間引いたときのグラフである。ここで反射器は、圧電基
板１にＳＴカット水晶を用い、摂動部材を間引かないも
のは、圧電基板上に１００本のアルミニウムの薄膜から
なる摂動部材（以下、アルミストリップとも呼ぶ）を形
成したものを用いた。

【００２８】アルミストリップは、膜厚０．２μｍ、周
期λ＝７．５μｍ、配列方向（紙面に左右方向）の幅ａ
＝３．７５μｍ、配列の間隔ｂ＝３．７５μｍとする。
ここでλ＝ａ＋ｂである（図１参照）。摂動部材を間引
いたものとしては、間引きの本数の合計が４，６，１
０，１２本のものを考え、間引く位置すなわち摂動部材
の存在しない領域としては、図３に示すように、左右対
称の２つの領域２４，２５に設定した。

【００２９】この反射器において、間引く摂動部材のそ
れぞれの位置は、図６に示すような位置とした時に、周
波数特性の第１サイドローブが最も抑圧されることを確
認した。図６は、この発明において、第１サイドローブ
が最も抑圧された場合の摂動部材の間引き位置を示した
ものである。ここで、図３の最も左端に位置する摂動部
材の番号を１とし、最も右端に位置する摂動部材の番号
を１００として、位置を示している。たとえば、摂動部
材の間引き本数の合計を４本としたとき、左端から数え
て１４番目と１５番目の位置（領域２４）の摂動部材を
間引き、８６番目と８７番目の位置（領域２５）の摂動
部材を間引いた場合に、反射器の周波数特性の第１サイ
ドローブが最も抑圧されたことを示す。

【００３０】図６では、隣接する２つの摂動部材（１
４，１５）を一組として間引いた領域が図３における領
域２４に対応し、同様に隣接する２つの摂動部材（８
６，８７）を一組として間引いた領域が図３における領
域２５に対応し、摂動部材の存在しない領域が２つある
場合を示している。

【００３１】なお、図６に示したような位置の摂動部材
を間引いた場合に第１サイドローブが最も抑圧される
が、他の番号の位置を間引いたとき（たとえば、４本間
引くときにおいて、位置番号１０，１１，９０，９１の
摂動部材を間引いたとき）でも、全く間引かないときに
比べれば第１サイドローブは抑圧されることが確認でき
た。

【００３２】図５の周波数特性の第１サイドローブ１１
０，１１１において、間引きをしない場合（符号１２０
のグラフ）の減衰量が最も小さく、間引き本数の合計が
多い場合（符号１２０，１２２のグラフ）ほど、減衰量
が大きくなっていること、すなわち、第１サイドローブ
が抑圧されていることがわかる。

【００３３】上記のことにより、一定周期で配列された
摂動部材のうち、隣接する２つの摂動部材を一組とし、
その組の領域を２つ除去した場合には、摂動部材を間引
かないときに比べて、反射器の周波数特性の第１サイド
ローブ（１１０，１１１）が抑圧されることがわかる。
また、図５より、一般的に、間引く本数の合計が多いほ
ど第１サイドローブは抑圧されることがわかる。

【００３４】なお、間引く本数が８本の場合は、図６と
は異なり、摂動部材の間引き位置が１２，１３，１４，
１６，８５，８７，８８，８９のときが最も第１サイド
ローブが抑圧された。すなわち、摂動部材が存在しない
２つの領域（位置１２，１３，１４）と（位置８７，８
８，８９）と、さらに、２つの摂動部材（位置１６，８
５）を間引くことにより、第１サイドローブを最小にす
ることができた。

【００３５】次に、摂動部材の間引き位置を変化させた
場合について説明する。図７に、間引き本数の合計が１
２本の場合において、摂動部材の間引き位置の中心位置
（横軸）と反射器の第１サイドローブの抑圧度（縦軸）
との関係グラフを示す。ここで、摂動部材の間引き位置
の中心位置は、摂動部材が存在しない領域の中心の位置
であって、摂動部材の左端から数えた本数で示されてい
る。たとえば、図６において、間引き本数の合計が
“４”の場合の中心位置は１４．５であり、“６”の場
合の中心位置は１５であり、“１２”の場合の中心位置
は１４．５である。また、縦軸の抑圧度とは、反射器の
周波数特性のメインローブに対する第１サイドローブの
減衰量〔ｄＢ〕を表わしたものである。

【００３６】図６によれば、第１サイドローブが最も抑
圧される場合の摂動部材の間引き位置の中心位置は、摂
動部材の間引き位置にかかわらず、ほぼ左端から１４本
目付近である。図７においても中心位置が１４〜１５付
近の第１サイドローブの抑圧度が最も大きく、間引き位
置の中心位置が左端に近づくにつれて、第１サイドロー
ブの抑圧度が小さくなり、中心位置が１５本目より右側
にずらせばずらすほど第１サイドローブの抑圧度が小さ
くなっていることがわかる。

【００３７】一般に、メインローブの減衰量に比べて、
第１サイドローブの減衰量が大きいほど角形性が良く、
図７の縦軸の第１サイドローブの抑圧度が大きいほど角
形性が良いと言える。たとえば、図７の第１サイドロー
ブの抑圧度が最適値（最大値）から３ｄＢだけ劣化する
範囲が反射器の要求仕様を満たす範囲であると考える
と、図７より、摂動部材の間引き位置の中心位置は、左
端から８〜２４本目程度にあればよいことがわかる。

【００３８】この発明の実施例では、反射器を構成する
摂動部材の幅の合計は１００本分あるので、図６のよう
に、摂動部材が存在しない領域を２つ設ける場合には、
摂動部材が存在しない領域の中心位置は、摂動部材の左
端から約８〜２４％の位置、及び約７７〜９３％の位置
となるようにすれば、反射器の要求仕様を満たすことが
できる。なお、第１サイドローブを最も抑圧するため
に、好ましくは、隣接する摂動部材を間引く本数が図６
のいずれの場合も、摂動部材が存在しない領域の中心位
置を摂動部材の左端から約１３〜１５％の位置、及び約
８６〜８８％の位置とすればよい。

【００３９】〔第２実施例〕次に、摂動部材の存在する
領域の摂動部材の数を異ならせた場合の実施例について
説明する。図６に摂動部材の間引き本数の合計が４，
６，１０，１２の場合の間引き位置を示したが、どの場
合も基板上に残された摂動部材の存在する領域は３組に
分かれている（図３参照）。図８に、図６に対応する各
組の摂動部材の数を示す。たとえば図８において、間引
き本数の合計が１２本のとき、左端の組の摂動部材の数
は１１本（左端から数えて番号１〜１２までの摂動部
材），中央の組の摂動部材の数は６６本（番号１８〜８
３までの摂動部材），右端の組の摂動部材の数は１１本
（番号９０〜１００までの摂動部材）であることを示し
ている。

【００４０】この図８によれば、いずれの間引き本数の
場合も、中央の組の摂動部材の数が最も多くなっている
のがわかる。すなわち、図３のように、摂動部材の存在
する領域が３組の場合は、中央の組に含まれる摂動部材
の数を、他の２組、すなわち両端の２組の領域に含まれ
る摂動部材の数よりも多くすれば、第一サイドローブが
抑圧された反射器が得られる。

【００４１】図９に、この第２実施例において、摂動部
材が存在する領域の中央の組の摂動部材の数を異ならせ
た場合を比較した周波数特性のグラフを示す。符号１２
２のグラフは、中央の組の摂動部材の数が６６本である
のに対し、符号１２３のグラフは中央の組の摂動部材の
数が２８本としている。符号１２２のグラフは、図５に
示した間引き本数の合計が１２本の場合と同じグラフで
あり、これは、中央の組を構成する摂動部材の数（＝６
６）が、両端の組を構成する摂動部材の数（＝１１）よ
りも多い場合に相当する。一方、符号１２３のグラフ
は、同じく間引き本数の合計が１２本であるが、中央の
組を構成する摂動部材の数を２８本とし、両端の組を構
成する摂動部材の数をどちらも３０本とした場合のグラ
フである。すなわち、符号１２３のグラフは中央の組を
構成する摂動部材の数を、両端の２組を構成する摂動部
材の数よりも少なくした場合の周波数特性のグラフであ
る。

【００４２】符号１２２のグラフと符号１２３のグラフ
とを比較すると、符号１２２のグラフの方が、第１サイ
ドローブが抑圧されていることがわかる。したがって、
図９より摂動部材の存在しない領域が２つあり、摂動部
材の存在する領域が３つの組に分割されている場合にお
いて、摂動部材の存在する領域のうち中央の組を構成す
る摂動部材の数を、他の２組を構成する摂動部材の数よ
りも多くした方が、反射器の周波数特性の第１サイドロ
ーブを抑圧することができる。

【００４３】なお、上記第１実施例及び第２実施例と図
９においては、摂動部材が存在する領域を３つに分割し
た実施例を示したが、これに限るものではなく４つ以上
に分割した場合においても、中央位置付近に存在する
「摂動部材が存在する領域」を構成する摂動部材の数
を、他の「摂動部材が存在する領域」よりも多くすれ
ば、第１サイドローブを抑圧することができる。

【００４４】〔第３実施例〕次に、摂動部材の存在しな
い領域の数を異ならせた場合の実施例を説明する。図１
０に、この発明の反射器の第３実施例の構成図を示す。
図１０（ａ）は、摂動部材の存在しない領域（２４，２
５）を２ヶ所とし、３つの摂動部材の存在する領域（１
２，１４，１５）のうち中央の組の摂動部材の数を最も
多くした実施例であり、図６に示した間引き本数の合計
が１２本の場合に相当するものである。すなわち、領域
１４，１５の摂動部材の数が１１本，中央の領域の摂動
部材の数が６６本，領域２４及び２５の幅はどちらも摂
動部材６本分である。

【００４５】図１０（ｂ）は、摂動部材の存在しない領
域（２４，２５，２６，２７）を４ヶ所とし、５つに分
割された摂動部材の存在する領域（１２，１４，１５，
１６，１７）のうち中央の組の摂動部材の数を最も多く
した実施例である。ここで、領域１４，１５の摂動部材
の数＝１１本、領域１６，１７の摂動部材の数＝６本、
領域１２の摂動部材の数＝５０本であり、領域２４，２
５の幅は摂動部材６本分、領域２６，２７の幅は摂動部
材２本分である。なお、図１０（ａ），（ｂ）とも、間
引かれる摂動部材の数の合計は１２本である。

【００４６】図１１に、この発明の図１０（ａ），
（ｂ）に示した反射器の周波数特性のグラフの比較図を
示す。符号１２２は、図１０（ａ）の反射器の周波数特
性のグラフであり、摂動部材が存在しない領域が２ヶ所
である図９に示したグラフに相当する。一方、符号１２
４は、図１０（ｂ）の反射器の周波数特性のグラフであ
り、摂動部材が存在しない領域が４ヶ所の場合のグラフ
である。このグラフによれば、符号１２４のグラフの第
１サイドローブの方が、符号１２２の第１サイドローブ
よりも抑圧されていることがわかる。

【００４７】したがって、図１０，図１１より、摂動部
材の存在しない領域は２ヶ所に限定する必要はなく、４
ヶ所の場合でも第１サイドローブを抑圧できる。また、
間引く摂動部材の数にもよるが、一般的に、中央の領域
の摂動部材の数を他の領域の数よりも多くし、かつ摂動
部材の存在しない領域の数を増加させた方が、第１サイ
ドローブを抑圧できると言える。

【００４８】〔第４実施例〕次に、摂動部材の存在しな
い領域、すなわち自由表面領域を対称とした場合の実施
例について説明する。図１２に、この発明の反射器の構
成図の一実施例を示す。図１２（ａ）は、図１０（ａ）
と同じ構成図であり、３つの摂動部材の存在する領域
（１２，１４，１５）が、摂動部材の中央線に対して左
右対称となっている反射器である。

【００４９】一方、図１２（ｂ）は、３つの摂動部材の
存在する領域（１２，１４，１５）が中央線に対して左
右非対称の構成図であり、左端の領域１４の摂動部材の
数が５本，中央の領域１２の摂動部材の数が６６本，右
端の領域１５の摂動部材の数が１７本である。また、図
１２（ａ），（ｂ）とも、間引かれる摂動部材の合計数
は１２本である。

【００５０】図１３に、この発明の図１２（ａ），
（ｂ）に示した反射器の周波数特性のグラフの比較図を
示す。符号１２２は、図１２（ａ）の反射器の周波数特
性のグラフであり、図１１の符号１２２のグラフと同一
であって、摂動部材が存在する領域が左右対称となって
いる反射器の周波数特性のグラフである。

【００５１】一方、符号１２５は、図１２（ｂ）の反射
器の周波数特性のグラフであり、摂動部材が存在する領
域が左右非対称となっている反射器の周波数特性のグラ
フである。このグラフによれば、符号１２２のグラフの
方が、符号１２５のグラフよりも第１サイドローブが抑
圧されているので、摂動部材が存在する領域が奇数に分
割されている場合には、その左端と右端の領域を構成す
る摂動部材の数を等しくし、摂動部材の中心線に対して
左右対称となるように配置した方が、反射器の周波数特
性の第１サイドローブを抑圧することができる。

【００５２】〔第５実施例〕以上の実施例では、摂動部
材は、圧電基板上に配置された薄膜状の金属ストリップ
（たとえばアルミストリップ）で形成していたが、以下
に示すように、圧電基板の表面上に配置された溝によっ
て形成することもできる。図１４に、この発明の摂動部
材を溝によって形成した反射器の構成図を示す。図１４
（ａ）が、上から見た平面図であり、図１４（ｂ）は、
図１４（ａ）の線分Ｘ−Ｘ’での断面図であり、図１４
（ｃ）は、図１４（ｂ）の溝の部分の拡大図である。こ
れは、図３に対応するものであり、アルミストリップで
形成されていた摂動部材を、溝でおきかえたものであ
る。

【００５３】この構成で図３に示した反射器の周波数特
性と同じ特性を得るためには、アルミストリップ１本当
たりの反射率と、１つの溝当たりの反射率を等しくすれ
ばよい。たとえば、図３の反射器が、圧電基板としてＳ
Ｔ−Ｘ水晶（４２．４５°Ｙ−Ｘ：水晶）を用い、周期
ｐ＝７．５μｍ，１本のストリップの幅＝３．７５μ
ｍ，膜厚ｈ１＝０．２１μｍのアルミニウムの薄膜スト
リップで形成されている場合、「弾性波素子技術ハンド
ブック」（オーム社、平成３年１１月）によれば、この
薄膜ストリップ１本当たりの反射率Ｒ１は、次式のよう
になる。Ｒ１＝０．００１９６＋０．１９・ｈ１／ｐ＝０．００
７２８

【００５４】また、圧電基板表面に形成された１つの溝
による反射率Ｒ２は、０．３０・ｈ２／ｐで与えられる
ので、反射率Ｒ１＝Ｒ２とする場合には、Ｒ１＝０．０
０７２８＝０．３０・ｈ２／ｐ＝Ｒ２となる。ここで、
ｈ２は溝の深さである。今、ｐ＝７．５μｍとすると、
上式よりｈ２＝０．１８２μｍとなる。したがって図１
４（ｃ）に示すように、溝の深さｈ２＝０．１８μｍ，
溝の幅ｗ２＝３．７５μｍ，周期ｐ＝７．５μｍとすれ
ば、図３の反射器と同様の周波数特性の反射器を得るこ
とができる。

【００５５】〔第６実施例〕次に、上記実施例で摂動部
材を間引いた領域に、異なる周期を持つ摂動部材を配置
した実施例について説明する。一般に、圧電基板上で、
周期的な摂動部材がある領域と摂動部材がない自由表面
領域とでは、一般に弾性表面波ＳＡＷの速度が異なる。
このように、この２つの領域のＳＡＷ速度が異なると、
反射器の特性が中心周波数に対して非対称となる。

【００５６】図１５に、この発明の反射器の第６実施例
において、２つの領域のＳＡＷの速度が異なる場合の周
波数特性のグラフを示す。ここで、利用する反射器は、
図８に示したように、間引き本数の合計は１２本とし、
摂動部材の本数は、左端から１１，６６，１１本とす
る。

【００５７】図１５の符号１２６は、２つの領域のＳＡ
Ｗの速度が異なる場合の反射器の周波数特性のグラフで
あり、実際に伝搬されるＳＡＷの速度として、摂動部材
がない自由表面領域の速度を３１５９ｍ／ｓとし、摂動
部材がある領域の速度を３１３９ｍ／ｓとしたときの反
射器の周波数特性のグラフである。一方、符号１２７
は、２つの領域の速度をどちらも同じ（＝３１３９ｍ／
ｓ）とした場合の周波数特性のグラフである。図１５の
符号１２６からわかるように、２つの領域の速度が違う
場合、第一サイドローブの大きさが、メインローブの低
周波側（１１０）と高周波側（１１１）で非対称とな
り、高周波側の第一サイドローブ（１１１）が大きくな
っているのがわかる。

【００５８】次に、図１６に摂動部材がない自由表面領
域の速度を３１５４ｍ／ｓとして、摂動部材がある領域
の速度３１３９ｍ／ｓに近づけたときの反射器の周波数
特性のグラフ（符号１２８）を示す。図１６において、
符号１２６と符号１２８のグラフを比較すると、摂動部
材のない自由表面領域のＳＡＷの速度を、摂動部材のあ
る領域の速度（＝３１３９ｍ／ｓ）に近づけた方（符号
１２８）が、ＳＡＷの速度が離れている時（３１５９ｍ
／ｓ）に比べて、低周波側（１１０）と高周波側（１１
１）の第一サイドローブの減衰量の差が小さくなってい
るのが確認できる。従って、摂動部材のある領域とない
領域のＳＡＷの速度差を小さくすれば、メインローブの
低周波側と高周波側の第一サイドローブの非対照性を抑
制できる。

【００５９】この２つの領域のＳＡＷの速度差を小さく
するためには、たとえば、摂動部材のない領域に、もと
の摂動部材の周期と異なる周期を持つ摂動部材を配置す
る。図１７に、上記実施例では摂動部材のなかった領域
（たとえば図３の領域２４，２５）に周期の異なる摂動
部材１８，１９を配置した反射器の構成図を示す。ここ
で、たとえば、摂動部材１２，１４，１５の周期を７．
５μｍとし、摂動部材１８，１９の周期を５．７μｍと
する。

【００６０】このように、摂動部材のない領域に、もと
の摂動部材１２，１４，１５とは周期が異なる摂動部材
１８，１９を配置しても、周期が異なるためにＳＡＷの
反射には寄与しないが、異なる周期を持つ摂動部材の領
域のＳＡＷ速度は、全く摂動部材がない場合に比べて摂
動部材がある領域の速度に近づく。従って、反射器のメ
インローブの低周波側と高周波側の第一サイドローブ１
１０と１１１の減衰量のレベル差が小さくなり、全体と
して第一サイドローブが抑圧される。

【００６１】この２種類の摂動部材（１２，１４，１
５）と（１８，１９）とは、同じ材料で形成すればよ
く、たとえばＡｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｍｇなどの金属
ストリップで形成することができる。さらに、これらの
金属を複数個組み合わせた合金や、これらの金属の多層
膜を用いることもできる。このように同じ材料を用いれ
ば、１度の製造工程で、もとの摂動部材（１２，１４，
１５）と周期の異なる摂動部材（１８，１９）の両方を
作成することが可能となり、製造工程が簡便になる。ま
た、図１８に示すように２種類の摂動部材を、同じ材料
の金属薄膜で、電気的に短絡させてもよい。さらに、２
種類の摂動部材のかわりに、図１９に示すように、圧電
基板表面上に溝を形成してもよい。この場合も製造工程
が簡便になる。

【００６２】〔第７実施例〕ここでは、この発明の反射
器を用いた弾性表面波フィルタの実施例を示す。図２０
にこの発明の反射器を用いた弾性表面波フィルタの構成
図を示す。圧電基板５７として３６°Ｙ−Ｘ：水晶を用
い、入出力ＩＤＴ５１，５２、反射器５４，５５および
グレーティング導波路を用いた導波路方向性結合器５
３，５６から構成される。入力ＩＤＴ５１から放射され
たＳＡＷは、導波路方向結合器５３，５６を経て反射器
５４，５５に到達し、反射器５４，５５で反射されて再
び導波路方向性結合器５６を通過して出力ＩＤＴ５２で
受信される。ここで、入出力ＩＤＴ５１，５２、導波路
方向性結合器５３，５６、反射器５４，５５はすべて膜
厚０．２１μｍのＡｌで形成するものとする。入出力Ｉ
ＤＴ５１，５２の周期は１５μｍ、ＩＤＴの電極の対数
は入力ＩＤＴ５１が９５対、出力ＩＤＴ５２が１００対
とする。

【００６３】図２１に、図２０の反射器５４，５５の拡
大図を示す。図２１において、反射器５４，５５は短絡
されたアルミストリップ（領域１２，１４，１５）で形
成し、アルミストリップの周期λは７．５μｍ、アルミ
ストリップの幅は３．７５μｍとする。反射器のアルミ
ストリップは間引きが施されており、２つの間引き領域
１８，１９は、それぞれ隣接配置された２１本のアルミ
ストリップが除去されている。従って、いわゆる摂動部
材の存在する領域にあるアルミストリップは３組（領域
１２，１４，１５）に分かれており、領域１４，１２，
１５のアルミストリップの本数は、それぞれ１８本、１
６１本、１８本となっている。さらに、アルミストリッ
プが除去された間引き領域１８，１９は、周期５．７μ
ｍ、幅２．８５μｍの同じ材料のストリップを新たに配
置している。

【００６４】図２２に、この発明の図２０の弾性表面波
フィルタの周波数特性のグラフを示す。また、図２３
に、領域１２等のアルミストリップが間引かれておら
ず、全部で２３９本のアルミストリップからなる反射器
を用いた場合の弾性表面波フィルタの周波数特性のグラ
フを示す。図２２と図２３とを比較すると、図２２の弾
性表面波フィルタの第１サイドローブがそのメインロー
ブに対して約３１ｄＢ減衰しており、図２３の第１サイ
ドローブがそのメインローブに対して約２９ｄＢ減衰し
ているので、この発明の反射器を用いた方が、弾性表面
波フィルタ特性においても、第一サイドローブが抑圧さ
れた良好な特性が得られているのが確認できる。

【００６５】

【発明の効果】この発明の弾性表面波反射器によれば、
反射器の周波数特性の第一サイドローブを抑圧すること
ができる。したがって、この発明の弾性表面波反射器を
用いた弾性表面波フィルタの周波数特性においても、第
一サイドローブが抑圧される効果が得られる。特に、隣
接配置された複数個の摂動部材の幅に相当する幅を有
し、かつ摂動部材のない自由表面領域を複数個形成して
いるので、弾性表面波反射器の第一サイドローブを抑圧
することができる。

【００６６】さらに、圧電基板上に残された３組の摂動
部材のうち、中央の組に含まれる摂動部材の数を他の両
端の組よりも多くしているので、弾性表面波反射器の第
一サイドローブを抑圧することができる。圧電基板上に
残された３組の摂動部材のうち、両端２組それぞれに含
まれる摂動部材の数を等しくしているので、弾性表面波
反射器の第一サイドローブを抑圧することができる。

【００６７】摂動部材を除去した自由表面領域のＳＡＷ
速度を、摂動部材が存在する領域の速度に近づけている
ので、反射器のメインローブの低周波側と高周波側の第
一サイドローブのレベル差を小さくすることができる。

【００６８】特に、摂動部材を除いた自由表面領域に、
もともとの摂動部材とは異なる第２の周期の摂動部材を
配置しているので、反射器のメインローブの低周波側と
高周波側の第一サイドローブの減衰量のレベル差を小さ
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の反射器の第１実施例の概略構成図で
ある。

【図２】この発明の反射器の第１実施例の概略構成図
（中央の領域の摂動部材の数が他の領域よりも多い場
合）である。

【図３】この発明の反射器の第１実施例の概略構成図
（両端の領域の摂動部材の数が等しい場合）である。

【図４】この発明の反射器の第１実施例の概略構成図
（摂動部材を電気的に短絡させた場合）である。

【図５】摂動部材を間引かないときと、間引いたときの
反射器の周波数特性の比較のグラフである。

【図６】反射器の第１サイト゛ローフ゛が最も抑圧された場合の
摂動部材の間引き位置を示した説明図である。

【図７】摂動部材の間引き位置と反射器の第１サイドロ
ーブの抑圧度との関係グラフである。

【図８】図６において、摂動部材の存在する領域の摂動
部材の数の説明図である。

【図９】この発明の第２実施例において、摂動部材が存
在する領域の中央の組の摂動部材の数を異ならせた場合
の周波数特性のグラフである。

【図１０】この発明の反射器の第３実施例の構成図であ
る。

【図１１】この発明の図１０に示した反射器の周波数特
性のグラフである。

【図１２】この発明の反射器の第４実施例の構成図であ
る。

【図１３】この発明の図１２に示した反射器の周波数特
性のグラフである。

【図１４】この発明の第５実施例において、摂動部材を
溝によって形成した反射器の構成図である。

【図１５】この発明の反射器の第６実施例において、２
つの領域のＳＡＷの速度が異なる場合の周波数特性のグ
ラフである。

【図１６】この発明の反射器の第６実施例において、２
つの領域のＳＡＷの速度が異なるが、図１５の場合より
も近づけた場合の周波数特性のグラフである。

【図１７】この発明において、摂動部材のなかった領域
に周期の異なる摂動部材を配置した反射器の構成図であ
る。

【図１８】この発明の第６実施例において、２種類の摂
動部材を同じ材料の金属薄膜で電気的に短絡させた反射
器の構成図である。

【図１９】この発明の第６実施例において、すべての摂
動部材を溝によって形成した反射器の構成図である。

【図２０】この発明の反射器を用いた弾性表面波フィル
タの一実施例の構成図である。

【図２１】図２０の反射器の拡大図である。

【図２２】この発明の図２０の弾性表面波フィルタの周
波数特性のグラフである。

【図２３】間引きのない反射器を用いた場合の弾性表面
波フィルタの周波数特性のグラフである。

【図２４】従来の弾性表面波フィルタの一実施例の構成
図である。

【図２５】反射器のメインローブの幅がＩＤＴのメイン
ローブの幅よりも大きい時の周波数特性のグラフであ
る。

【図２６】反射器のメインローブの幅がＩＤＴのメイン
ローブの幅よりも小さい時の周波数特性のグラフであ
る。

【図２７】この発明において、反射器の第１サイドロー
ブが抑圧された場合の周波数特性のグラフである。

【符号の説明】

１圧電基板２摂動部材３摂動部材４金属薄膜１０摂動部材の存在する領域１１摂動部材の存在する領域１２摂動部材の存在する領域１３摂動部材の存在する領域１４摂動部材の存在する領域１５摂動部材の存在する領域１６摂動部材の存在する領域１７摂動部材の存在する領域１８摂動部材の存在する領域１９摂動部材の存在する領域２１摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２２摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２３摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２４摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２５摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２６摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）２７摂動部材の存在しない領域（自由表面領域）５１入力ＩＤＴ５２出力ＩＤＴ５３結合器５４反射器５５反射器５６結合器５７圧電基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田隆志神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者伊形理神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者佐藤良夫神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5J097 AA16 DD13 DD14 FF03 GG02 KK04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電基板と、圧電基板上に第１の周期で
配列された複数個の摂動部材とからなり、前記摂動部材
の配列の中に、摂動部材のない自由表面領域が、複数個
形成されたことを特徴とする弾性表面波反射器。
【請求項２】前記自由表面領域が偶数個であり、前記
摂動部材の存在する領域が自由表面領域によって弾性表
面波の進行方向に奇数組に分離されている場合、中央の
組の摂動部材の存在する領域を構成する摂動部材の数
が、他の組の摂動部材の存在する領域よりも多いことを
特徴とする請求項１記載の弾性表面波反射器。
【請求項３】前記奇数組に分離された摂動部材の存在
する領域のうち中央を除く摂動部材の存在する各領域を
構成する摂動部材の数が、中央の組に対して、左右対称
になっていることを特徴とする請求項２記載の弾性表面
波反射器。
【請求項４】前記自由表面領域が２個であり、前記摂
動部材の存在する領域が、自由表面領域によって弾性表
面波の進行方向に３組に分離されている場合、中央の組
の摂動部材の存在する領域を構成する摂動部材の数が、
他の組の摂動部材の存在する領域よりも多いことを特徴
とする請求項１記載の弾性表面波反射器。
【請求項５】前記３組に分離された摂動部材の存在す
る領域のうち、中央の組を除く両端の２組の摂動部材の
存在する領域を構成する摂動部材の数が等しいことを特
徴とする請求項４記載の弾性表面波反射器。
【請求項６】前記２個の自由表面領域の中心が、弾性
表面波反射器に含まれる摂動部材全体の存在する領域に
対して摂動部材の左端からそれぞれ８〜２４％の位置及
び７７〜９３％の位置にあることを特徴とする請求項４
または５記載の弾性表面波反射器。
【請求項７】前記自由表面領域を伝搬する弾性表面波
の速度が、前記摂動部材の存在する領域を伝搬する弾性
表面波の速度に近づくように、自由表面領域に摂動部材
を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか
に記載した弾性表面波反射器。
【請求項８】前記自由表面領域に、前記第１の周期と
は異なる第２の周期で配列された複数個の摂動部材が形
成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに
記載した弾性表面波反射器。
【請求項９】前記第２の周期は第１の周期よりも小さ
いことを特徴とする請求項８記載の弾性表面波反射器。
【請求項１０】前記摂動部材が、電気的に短絡された
金属ストリップあるいは電気的に開放された金属ストリ
ップのいずれかで形成されたことを特徴とする請求項１
から９のいずれかに記載した弾性表面波反射器。
【請求項１１】前記摂動部材の存在する領域の摂動部
材と、前記自由表面領域に形成された摂動部材とが、す
べて同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項
８または９記載の弾性表面波反射器。
【請求項１２】前記摂動部材が、圧電基板上に周期的
に配列された溝によって構成されたことを特徴とする請
求項１から１１のいずれかに記載した弾性表面波反射
器。