JP2664228B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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- JP2664228B2 JP2664228B2 JP63323274A JP32327488A JP2664228B2 JP 2664228 B2 JP2664228 B2 JP 2664228B2 JP 63323274 A JP63323274 A JP 63323274A JP 32327488 A JP32327488 A JP 32327488A JP 2664228 B2 JP2664228 B2 JP 2664228B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、すだれ状電極を有する弾性表面波装置に係
り、特に、電極指の交差幅方向端部より発生する不要回
折波を抑圧し、極の周波数における減衰量（トラップ）
を改善するに好適な弾性表面波装置に関する。
り、特に、電極指の交差幅方向端部より発生する不要回
折波を抑圧し、極の周波数における減衰量（トラップ）
を改善するに好適な弾性表面波装置に関する。
従来、弾性表面波の回折現象に起因する周波数特性の
劣化については、アイ・イー・イー・イー，トランザク
ション・エス・ユー・21（1974年）第114頁乃至119頁
（IEEE,Trans SU−21,1974,pp114−119）に論じられて
いるとおり、回折現象による影響をあらかじめ考慮して
補正する方法が知られている。
劣化については、アイ・イー・イー・イー，トランザク
ション・エス・ユー・21（1974年）第114頁乃至119頁
（IEEE,Trans SU−21,1974,pp114−119）に論じられて
いるとおり、回折現象による影響をあらかじめ考慮して
補正する方法が知られている。
また、塩川らは、電極指の交差幅方向に励振波の周期
性を持たせる方法や、弾性表面波装置の入出力電極間の
中心間距離を制御する方法で、上記問題を解決すること
を「すだれ状電極における弾性表面波の回折現象と周波
数特性」（電子通信学界、超音波研究会資料、US−75−
37,1975年）と題する論文において論じている。
性を持たせる方法や、弾性表面波装置の入出力電極間の
中心間距離を制御する方法で、上記問題を解決すること
を「すだれ状電極における弾性表面波の回折現象と周波
数特性」（電子通信学界、超音波研究会資料、US−75−
37,1975年）と題する論文において論じている。
上記従来技術は、前者の論文では設計に多大な時間を
要し、複雑な振幅特性を有するフィルタなど、比較的電
極本数が多い場合について配慮がされておらず、また、
後者の論文では、電極の構造が複雑になるか、または設
計の自由度が小さくなるという問題があった。
要し、複雑な振幅特性を有するフィルタなど、比較的電
極本数が多い場合について配慮がされておらず、また、
後者の論文では、電極の構造が複雑になるか、または設
計の自由度が小さくなるという問題があった。
本発明は、上記のような回折波を比較的簡単な設計手
法で抑圧し、十分な減衰極（トラップ）の減衰量を有す
る弾性表面波装置を得ることを目的とする。
法で抑圧し、十分な減衰極（トラップ）の減衰量を有す
る弾性表面波装置を得ることを目的とする。
上記目的は、すだれ状電極の交差幅方向端部を弾性表
面波伝搬方向に対して同一直線上に配置せず、各電極指
端部で発生する不要回折波が、特に高周波側の極の周波
数で抑圧されるように定めることにより達成される。
面波伝搬方向に対して同一直線上に配置せず、各電極指
端部で発生する不要回折波が、特に高周波側の極の周波
数で抑圧されるように定めることにより達成される。
すだれ状電極の交差幅方向端部に浮き電極を設けるこ
とにより、不要回折波の励振源を２次元的に分布させ、
不要回折波の放射方向および強度を考えることができ
る。これにより、相対するすだれ状電極に回折波が影響
しなくなり、トラップ周波数での減衰量を改善すること
ができる。
とにより、不要回折波の励振源を２次元的に分布させ、
不要回折波の放射方向および強度を考えることができ
る。これにより、相対するすだれ状電極に回折波が影響
しなくなり、トラップ周波数での減衰量を改善すること
ができる。
以下、本発明の第１の実施例を第１図乃至、第５図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の入力すだれ状電極の
模式的平面図である。すだれ状電極１は、次のように構
成されている。電極指の交差幅W1は1500μｍの一定であ
り、共通電極3,4に接続される電極指5,6の幅は17.2μｍ
であり、繰り返し周期ｄが34.4μｍのソリッド型正規型
電極である。電極指5,6はそれぞれ共通電極3,4に接続さ
れている。また、電極指交差幅方向端部には、長さがld
＝30μｍの浮き電極7,8が配置されている。なお、中心
周波数は56.5MHz,弾性表面波励振源の対数は15対であ
る。
模式的平面図である。すだれ状電極１は、次のように構
成されている。電極指の交差幅W1は1500μｍの一定であ
り、共通電極3,4に接続される電極指5,6の幅は17.2μｍ
であり、繰り返し周期ｄが34.4μｍのソリッド型正規型
電極である。電極指5,6はそれぞれ共通電極3,4に接続さ
れている。また、電極指交差幅方向端部には、長さがld
＝30μｍの浮き電極7,8が配置されている。なお、中心
周波数は56.5MHz,弾性表面波励振源の対数は15対であ
る。
このすだれ状電極を用いた弾性表面波装置の模式的平
面図を第４図に示す。出力すだれ状電極２は、最大交差
幅W2が1500μｍであり、交差幅が変化している重み付け
電極で構成されている。これら、入力すだれ状電極およ
び出力すだれ状電極の中心間距離Ｚは2600μｍとした。
また、第４図に示されているように、正規型すだれ状電
極１の交差幅W1は、重み付けすだれ状電極の最大交差幅
W2よりも大きく設定されている。
面図を第４図に示す。出力すだれ状電極２は、最大交差
幅W2が1500μｍであり、交差幅が変化している重み付け
電極で構成されている。これら、入力すだれ状電極およ
び出力すだれ状電極の中心間距離Ｚは2600μｍとした。
また、第４図に示されているように、正規型すだれ状電
極１の交差幅W1は、重み付けすだれ状電極の最大交差幅
W2よりも大きく設定されている。
これらの電極は、128度回転Ｙ軸切断Ｘ軸伝搬のニオ
ブ酸リチウム単結晶基板上（図示せず）に、蒸着法によ
り作成された膜厚6000Åのアルミニウム薄膜よりなり、
ホトリソグラフ技術により形成されている。
ブ酸リチウム単結晶基板上（図示せず）に、蒸着法によ
り作成された膜厚6000Åのアルミニウム薄膜よりなり、
ホトリソグラフ技術により形成されている。
本実施例の振幅周波数特性12を第５図に示す。本実施
例によれば、52.75MHzおよび60.25MHzでの減衰量（ピー
ク比）は、それぞれ、68dB,63dBと良好な特性が得られ
た。
例によれば、52.75MHzおよび60.25MHzでの減衰量（ピー
ク比）は、それぞれ、68dB,63dBと良好な特性が得られ
た。
ここで、トラップ減衰量の改善のための浮き電極7,8
の設計条件を求める。
の設計条件を求める。
電極指端部の不要励振源を無指向性とし、電極指端の
一方は、第３図のように励振源が配置されている。な
お、各励振源の振幅は等しい。
一方は、第３図のように励振源が配置されている。な
お、各励振源の振幅は等しい。
電極指端部の励振源群10,浮き電極により生ずる新た
な励振源群11による、それぞれの合成波E1,E2は、次式
で与えられる。
な励振源群11による、それぞれの合成波E1,E2は、次式
で与えられる。
但し、λは特定周波数における弾性表面波の波長であ
る。
る。
よって、これら励振源の合成波Ｅは、次式で与えられ
る。
る。
よって、この励振源群による指向性D2（Θ）は、規格
化して、次式で与えられる。
化して、次式で与えられる。
本実施例の高周波側のトラップ周波数（60.25MHz）に
おける不要励振源の指向性９を第２図に示す。このよう
に、最大でも指向性D2（Θ）は0.25の大きさとなってい
る。これは、全ての励振源が同相で加わった場合に対し
て、1/4に抑圧されていることを示している。
おける不要励振源の指向性９を第２図に示す。このよう
に、最大でも指向性D2（Θ）は0.25の大きさとなってい
る。これは、全ての励振源が同相で加わった場合に対し
て、1/4に抑圧されていることを示している。
従来の電極構成による不要励振源の影響を第６図乃至
第８図を用いて説明する。第６図は、従来の正規型電極
の模式的平面図であり、このときの不要波励振源10は第
８図のように配列されている。指向性D1（Θ）は次式で
与えられる。
第８図を用いて説明する。第６図は、従来の正規型電極
の模式的平面図であり、このときの不要波励振源10は第
８図のように配列されている。指向性D1（Θ）は次式で
与えられる。
第７図に示すとおり、Θ20度で、指向性９は１とな
るため全ての励振源が同相で加わり、悪影響を及ぼして
いる。
るため全ての励振源が同相で加わり、悪影響を及ぼして
いる。
本構成ではトラップ減衰量は低周波側が66dB、高周波
側が52dBであり、特に高周波側トラップが劣化してい
る。
側が52dBであり、特に高周波側トラップが劣化してい
る。
（９）式より、D1（Θ）の最大値を与えるΘｍの条件
は、次式で与えられる。
は、次式で与えられる。
一方、（８）式は、次のように表わせる。
よって、D1（Θ）が最大となるΘｍで、 を零とすれば、不要励振は抑圧され、この条件は次の式
で与えられる。
で与えられる。
不要回折波による影響は、特に高周波側で大きく、高
周波側のトラップの周波数において、D2（Θ）が零とな
るように、ｇを定めた。本実施例では、ｇは96μｍであ
る。
周波側のトラップの周波数において、D2（Θ）が零とな
るように、ｇを定めた。本実施例では、ｇは96μｍであ
る。
本発明によれば、不要回折波を抑圧することができる
ため、比較的簡単な設計手法で、十分なトラップ減衰量
を得ることができ、従来に対し、約11dB改善することが
できる。
ため、比較的簡単な設計手法で、十分なトラップ減衰量
を得ることができ、従来に対し、約11dB改善することが
できる。
次に上記第１の実施例において、電極指の先端を細く
した実施例を第９図により説明する。第９図は電極指の
先端部の形状のみを表わす図である。
した実施例を第９図により説明する。第９図は電極指の
先端部の形状のみを表わす図である。
先に述べた本発明の第１の実施例では電極指１本の端
部で発生する回折波の大きさは従来と同じであり、その
合成波を抑圧するように電極指の配置等を工夫したもの
である。
部で発生する回折波の大きさは従来と同じであり、その
合成波を抑圧するように電極指の配置等を工夫したもの
である。
本実施例は、それぞれの電極指１本の端部で発生する
回折波を抑圧する実施例である。即ち、電極端部で発生
する回折波は、電極指対で励振する弾性表面波の振幅
が、電極指端部で不連続に変化していることに起因して
いる。そこで電極指先端部での電界の変化をゆるやかに
することで、上記回折波は抑圧される。
回折波を抑圧する実施例である。即ち、電極端部で発生
する回折波は、電極指対で励振する弾性表面波の振幅
が、電極指端部で不連続に変化していることに起因して
いる。そこで電極指先端部での電界の変化をゆるやかに
することで、上記回折波は抑圧される。
これは、例えば第９図（ａ）に示すとおり、電極指の
先端を細くすることにより実現できる。同様に（ｂ），
（ｃ）のような形状としても良い。第９図に示す電極指
の形状が幅方向に対し、対称であるため、その電極指先
端部の両側で生ずる回折波は同等の振幅となる。よっ
て、無指向性は損なわれず、かつ、その振幅は第１の実
施例よりも小さくなるので、より不要波を抑圧できるも
のである。第６図に示すような電極の先端部を、第９図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような形状とすれば、電
極端部で発生する不要波が減少する。
先端を細くすることにより実現できる。同様に（ｂ），
（ｃ）のような形状としても良い。第９図に示す電極指
の形状が幅方向に対し、対称であるため、その電極指先
端部の両側で生ずる回折波は同等の振幅となる。よっ
て、無指向性は損なわれず、かつ、その振幅は第１の実
施例よりも小さくなるので、より不要波を抑圧できるも
のである。第６図に示すような電極の先端部を、第９図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような形状とすれば、電
極端部で発生する不要波が減少する。
また、スプリットコネクト型の弾性表面波装置では、
電極指先端部の形状を第９図（ｄ），（ｅ）の形状とし
ても良い。即ち、電極指で励振される弾性表面波は、そ
の異電位の電極間に分布する電界の密度によって強度が
決まる。スプリット型の電極指２本の間は、同電位であ
るため、弾性表面波は励振されない。従って、第９図の
（ｄ）の弾性表面波の励振状態は、第９図の（ａ）と同
じになり、第９図の（ｅ）の弾性表面波の励振状態は、
第９図の（ｃ）と同じになる。
電極指先端部の形状を第９図（ｄ），（ｅ）の形状とし
ても良い。即ち、電極指で励振される弾性表面波は、そ
の異電位の電極間に分布する電界の密度によって強度が
決まる。スプリット型の電極指２本の間は、同電位であ
るため、弾性表面波は励振されない。従って、第９図の
（ｄ）の弾性表面波の励振状態は、第９図の（ａ）と同
じになり、第９図の（ｅ）の弾性表面波の励振状態は、
第９図の（ｃ）と同じになる。
なお、本発明の構成および考え方は、ソリッド電極、
スプリットコネクタ型電極、スプリットアイソレート電
極のいずれも用いることができる。また、弾性表面波励
振源の繰り返し周期が一定でない位相重み付け電極、位
相の異なる信号を加え低損失化をはかる一方向性電極で
も用いられることは明らかである。
スプリットコネクタ型電極、スプリットアイソレート電
極のいずれも用いることができる。また、弾性表面波励
振源の繰り返し周期が一定でない位相重み付け電極、位
相の異なる信号を加え低損失化をはかる一方向性電極で
も用いられることは明らかである。
また、ここでは、単一の励振源を無指向性とし、弾性
表面波速度の異方性が無い場合について示したが、これ
らを考慮した厳密な解析によって、本発明と同様の構成
を実現しても良いことは明らかである。
表面波速度の異方性が無い場合について示したが、これ
らを考慮した厳密な解析によって、本発明と同様の構成
を実現しても良いことは明らかである。
次に、本発明の実施例としての浮き電極の作成方法の
他の例を第10図を用いて説明する。
他の例を第10図を用いて説明する。
第10図は本発明の正規型電極作成方法を示す要部模式
的平面図である。
的平面図である。
本発明の第１の実施例では、その説明に記載されてい
るように浮き電極はすだれ状電極と同時に、ホトリソグ
ラフ工程によって作成する旨記載されている。第10図に
示した例は、レーザカッタにより、浮き電極を形成する
ものである。即ち、従来の構成の正規型電極１を、ホト
リソグラフ工程で作成する（第10図（ａ））。この後レ
ーザカッタでＡ部を切断し、同図正規型電極１′の浮き
電極７を作成する（第10図（ｂ））。
るように浮き電極はすだれ状電極と同時に、ホトリソグ
ラフ工程によって作成する旨記載されている。第10図に
示した例は、レーザカッタにより、浮き電極を形成する
ものである。即ち、従来の構成の正規型電極１を、ホト
リソグラフ工程で作成する（第10図（ａ））。この後レ
ーザカッタでＡ部を切断し、同図正規型電極１′の浮き
電極７を作成する（第10図（ｂ））。
第10図に示したような浮き電極の形成方法によれば、
既に作成した正規型電極を加工するため、調整が可能で
ある。このため、他の原因によるトラップ減衰度の劣化
（例えば、直達波，バルク波等）に対しても、十分な特
性が得られるように調整が可能であるという利点があ
る。
既に作成した正規型電極を加工するため、調整が可能で
ある。このため、他の原因によるトラップ減衰度の劣化
（例えば、直達波，バルク波等）に対しても、十分な特
性が得られるように調整が可能であるという利点があ
る。
なお、電極の切断方法として、超音波カッタ等の他の
手段を用いても良いことは明らかである。
手段を用いても良いことは明らかである。
次に本発明の弾性表面波装置をカラーテレビジョン受
信機の中間周波フィルタに適用した場合について説明す
る。中間周波フィルタとして用いられる弾性表面波フィ
ルタは、本発明第１の実施例と同じである。
信機の中間周波フィルタに適用した場合について説明す
る。中間周波フィルタとして用いられる弾性表面波フィ
ルタは、本発明第１の実施例と同じである。
この弾性表面波フィルタは、カラーテレビジョン受信
機の選局装置（チューナ）と、映像信号増幅段PIFアン
プとの間の縦続接続される。この弾性表面波フィルタの
機能は、チューナにより選局された、希望チャネルを含
む信号のうち、希望信号以外の信号を抑圧し、また、希
望信号の映像キャリア、音声キャリア、クロマサブキャ
リアの各信号のレベルを適正な値にするものである。特
に、隣接するチャネルの映像キャリア（上隣接映像トラ
ップ）、音声キャリア（下隣接音声トラップ）の減衰量
は、希望信号対妨害信号比（D/U）に大きく影響し、十
分な性能が要求される。
機の選局装置（チューナ）と、映像信号増幅段PIFアン
プとの間の縦続接続される。この弾性表面波フィルタの
機能は、チューナにより選局された、希望チャネルを含
む信号のうち、希望信号以外の信号を抑圧し、また、希
望信号の映像キャリア、音声キャリア、クロマサブキャ
リアの各信号のレベルを適正な値にするものである。特
に、隣接するチャネルの映像キャリア（上隣接映像トラ
ップ）、音声キャリア（下隣接音声トラップ）の減衰量
は、希望信号対妨害信号比（D/U）に大きく影響し、十
分な性能が要求される。
本発明の弾性表面波フィルタを用いた場合、特に、下
隣接音声トラップが従来に比べ11dB改善しており、隣接
チャネルの音声キャリアが11dB改善され、良好な画質が
得られた。
隣接音声トラップが従来に比べ11dB改善しており、隣接
チャネルの音声キャリアが11dB改善され、良好な画質が
得られた。
本発明の減衰極を改善する手法は、カラーテレビに限
らず、他の通信装置でも必要となる。即ち、CATV受信機
の中間周波フィルタ、衛星放送受信機の第１または第２
中間周波フィルタ等の、複数チャネルの信号から希望チ
ャネルの信号を取り出す、所謂、バンドパスフィルタで
は、妨害信号の除去が重要であり、本発明、または、本
発明を用いた弾性表面波フィルタにより、大幅な性能の
改善がはかれる。
らず、他の通信装置でも必要となる。即ち、CATV受信機
の中間周波フィルタ、衛星放送受信機の第１または第２
中間周波フィルタ等の、複数チャネルの信号から希望チ
ャネルの信号を取り出す、所謂、バンドパスフィルタで
は、妨害信号の除去が重要であり、本発明、または、本
発明を用いた弾性表面波フィルタにより、大幅な性能の
改善がはかれる。
以上説明したように、本発明によれば、電極指の交差
幅方向端部より発生する不要回折波を抑圧することがで
きるため、特に十分な帯域外減衰量を得ることができ、
フィルタの性能向上に効果がある。
幅方向端部より発生する不要回折波を抑圧することがで
きるため、特に十分な帯域外減衰量を得ることができ、
フィルタの性能向上に効果がある。
また、本装置を通信装置に用いた場合、隣接信号の抑
圧度が改善され、希望信号対妨害信号比（D/U）の向上
がはかれる。
圧度が改善され、希望信号対妨害信号比（D/U）の向上
がはかれる。
第１図は本発明の第１実施例の正規型電極の模式的平面
図、第２図は第１図に示された実施例の不要回折波の指
向性を示す図、第３図は第１図に示された実施例の不要
回折波の励振源の配置図、第４図は第１図に示された実
施例の弾性表面波装置の模式的平面図、第５図は第１図
に示された実施例の振幅周波数特性図、第６図は従来の
正規型電極を示す模式的平面図、第７図は第６図に示さ
れた従来の不要回折波の指向性を示す図、第８図は第６
図に示された従来の不要励振源の配置図、第９図はすだ
れ状電極の先端部を示す模式的平面図、第10図は本発明
電極作成方法の他の例を示す要部模式的平面図である。 ＜符号の説明＞ １……入力すだれ状電極、２……出力すだれ状電極 3,4……共通電極、5,6……電極指 7,8……浮き電極、９……不要回折波の指向性 10,11……不要回折波の励振源 12……振幅周波数特性
図、第２図は第１図に示された実施例の不要回折波の指
向性を示す図、第３図は第１図に示された実施例の不要
回折波の励振源の配置図、第４図は第１図に示された実
施例の弾性表面波装置の模式的平面図、第５図は第１図
に示された実施例の振幅周波数特性図、第６図は従来の
正規型電極を示す模式的平面図、第７図は第６図に示さ
れた従来の不要回折波の指向性を示す図、第８図は第６
図に示された従来の不要励振源の配置図、第９図はすだ
れ状電極の先端部を示す模式的平面図、第10図は本発明
電極作成方法の他の例を示す要部模式的平面図である。 ＜符号の説明＞ １……入力すだれ状電極、２……出力すだれ状電極 3,4……共通電極、5,6……電極指 7,8……浮き電極、９……不要回折波の指向性 10,11……不要回折波の励振源 12……振幅周波数特性
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−63651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185716（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−166433（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】圧電性基板上に入力電極および出力電極と
してすだれ状電極を有し、前記入力電極または出力電極
の少なくとも一つが、第１の共通電極より延びる複数の
第１の電極指で構成される第１の電極と、第２の共通電
極より延び前記第１の電極指と交差するように形成され
た複数の第２の電極指とより構成される第２の電極とを
有し、前記第１の電極指と第２の電極指の交差幅が一定
の正規型電極である弾性表面波装置において、前記圧電
性基板上の前記第１及び第２の電極指の延長上であり、
かつ、前記第１の電極指の先端部と前記２の共通電極と
の間、及び、第２の電極指の先端部と前記第１の共通電
極との間に、前記第１と第２の電極指及び前記第１と第
２の共通電極から離隔され、電気的に独立した浮き電極
を設け、当該浮き電極と、前記第１の電極指、あるい
は、前記第２の電極指との間で生じる弾性表面波と、前
記浮き電極と前記共通電極との間で生じる弾性表面波と
を、少なくとも装置のトラップ周波数において相殺する
ことを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項２】前記特許請求の範囲第１項に記載した弾性
表面波装置であって、前記正規型電極を構成する前記第
１の電極指と前記浮き電極との間の中心から、前記浮き
電極と前記第２の電極指との間の中心までの距離ｇが、
次式で定められていることを特徴とする弾性表面波装
置。 ここで、λ：トラップ周波数における弾性表面波の波長 d:電極指の繰り返し周期 - 【請求項３】前記特許請求の範囲第１項に記載した弾性
表面波装置であって、前記第１及び第２の電極指の先端
部分は、その幅が漸次細く形成されていることを特徴と
する弾性表面波装置。 - 【請求項４】前記特許請求の範囲第１項に記載した弾性
表面波装置であって、前記正規型電極を形成する第１及
び第２の電極指の交差幅が一定で、かつ、その繰り返し
周期が順次変化して成る位相重み付け電極であることを
特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項５】前記特許請求の範囲第１項に記載した弾性
表面波装置であって、前記正規型電極は前記圧電性基板
における弾性表面波の伝搬方向に電極の中心が特定距離
を隔てて同一伝搬路上に配置され、定格周波数帯域内の
特定周波数で、上記距離に対応した特定の電気的位相差
を有する電圧が印加される送出電極と反射電極の組より
なる一方向電極であることを特徴とする弾性表面波装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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