JP3035085B2 - 一方向性弾性表面波変換器 - Google Patents
一方向性弾性表面波変換器Info
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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フィルタ
に用いる一方向性変換器に関するもので、特に温度特性
が良好な水晶基板を用いて良好なＧＤＴ特性を有するト
ランスバーサル型弾性表面波フィルタを構成する際に使
用する内部反射型一方向性変換器に関する。
に用いる一方向性変換器に関するもので、特に温度特性
が良好な水晶基板を用いて良好なＧＤＴ特性を有するト
ランスバーサル型弾性表面波フィルタを構成する際に使
用する内部反射型一方向性変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の弾性表面波を励振受信するデバイ
ス、即ちＩＤＴ電極によって励振された弾性表面波が当
該デバイスの左右両方向に均等に波動を伝搬する入出力
変換器を用いるタイプのトランスバーサル型弾性表面波
フィルタ及びこれを用いた電子装置において基本的に存
在する６ｄＢのロスを減少せしめるため、従来から各種
の一方向性弾性表面波変換器が提案されてきた。
ス、即ちＩＤＴ電極によって励振された弾性表面波が当
該デバイスの左右両方向に均等に波動を伝搬する入出力
変換器を用いるタイプのトランスバーサル型弾性表面波
フィルタ及びこれを用いた電子装置において基本的に存
在する６ｄＢのロスを減少せしめるため、従来から各種
の一方向性弾性表面波変換器が提案されてきた。
【０００３】これらの一方向性弾性表面波変換器は大別
すると、 （ａ）３種のＩＤＴ電極指に各々零度、１２０度及び２
４０度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デ
バイス。 （ｂ）一般のＩＤＴ電極指間を縫ってミアンダラインを
設け、これを接地電極とするグループ型一方向性変換
器。 （ｃ）アルミニウムＩＤＴ電極指を金の如き大密度金属
の電極指（弾性表面波反射用）とをペアとする等により
弾性表面波の励振の中心と反射の中心との間隔を励起し
た波動の波長の１／８とした内部反射一方向性変換器。
の三種が存在するが（ａ）の三相一方向性変換器は広い
周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるものの３本
のバスバーの１本から延びる電極指を他の１本のバスバ
ー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が極
めて困難、従って高価となるのみならず、かなり複雑な
位相器を要するという欠陥があった。
すると、 （ａ）３種のＩＤＴ電極指に各々零度、１２０度及び２
４０度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デ
バイス。 （ｂ）一般のＩＤＴ電極指間を縫ってミアンダラインを
設け、これを接地電極とするグループ型一方向性変換
器。 （ｃ）アルミニウムＩＤＴ電極指を金の如き大密度金属
の電極指（弾性表面波反射用）とをペアとする等により
弾性表面波の励振の中心と反射の中心との間隔を励起し
た波動の波長の１／８とした内部反射一方向性変換器。
の三種が存在するが（ａ）の三相一方向性変換器は広い
周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるものの３本
のバスバーの１本から延びる電極指を他の１本のバスバ
ー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が極
めて困難、従って高価となるのみならず、かなり複雑な
位相器を要するという欠陥があった。
【０００４】また、（ｂ）のグループ型一方向性変換器
も９０度位相器（具体的にはコイル）を必要とする上、
ミアンダラインの総延長が長くなり、オーミックな損失
に基づくフィルタの挿入損失が大となるという欠陥があ
った。更に、（ｃ）の内部反射一方向性変換器は位相器
は不要なるもアルミニウム電極指の他にこれとペアにな
る金電極指を別途蒸着する必要があり、工程が複雑とな
るという欠陥があり、いずれも満足すべきものではなか
った。
も９０度位相器（具体的にはコイル）を必要とする上、
ミアンダラインの総延長が長くなり、オーミックな損失
に基づくフィルタの挿入損失が大となるという欠陥があ
った。更に、（ｃ）の内部反射一方向性変換器は位相器
は不要なるもアルミニウム電極指の他にこれとペアにな
る金電極指を別途蒸着する必要があり、工程が複雑とな
るという欠陥があり、いずれも満足すべきものではなか
った。
【０００５】更に、（ｃ）の構造の他の方法として、金
電極指の代わりに浮き電極を用いた一方向性変換器及び
児玉らにより電極幅がλ／８と３λ／８の電極を組合せ
た内部反射型の一方向性変換器等が提案されている。ま
た、（ｃ）の内部反射型の浮き電極を用いた一方向性変
換器の内、圧電性による反射を主に用いた従来の一方向
性変換器では、水晶などの圧電性の小さい基板には、向
かない。また、λ／８と３λ／８を組み合わせた内部反
射型の一方向性変換器は、電極幅が狭く、高周波では作
製が困難となる。
電極指の代わりに浮き電極を用いた一方向性変換器及び
児玉らにより電極幅がλ／８と３λ／８の電極を組合せ
た内部反射型の一方向性変換器等が提案されている。ま
た、（ｃ）の内部反射型の浮き電極を用いた一方向性変
換器の内、圧電性による反射を主に用いた従来の一方向
性変換器では、水晶などの圧電性の小さい基板には、向
かない。また、λ／８と３λ／８を組み合わせた内部反
射型の一方向性変換器は、電極幅が狭く、高周波では作
製が困難となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したごと
き従来の一方向性弾性表面波の欠陥を除去すべくなされ
たものであって、デバイスの製造工程簡易かつ位相器の
ごとき外部に付加すべき回路を要せず、しかも損失の少
ない弾性表面波一方向性変換器を提供せんとするもので
ある。
き従来の一方向性弾性表面波の欠陥を除去すべくなされ
たものであって、デバイスの製造工程簡易かつ位相器の
ごとき外部に付加すべき回路を要せず、しかも損失の少
ない弾性表面波一方向性変換器を提供せんとするもので
ある。
【０００７】従来からニオブリチウム基板上に一方向性
変換器を形成した弾性表面波フィルタが既知である。こ
のニオブ酸リチウム基板は大きな電気機械結合係数を有
しているため、良好な変換特性が得られる利点がある。
しかしながら、温度特性に難点があるため、すなわち温
度変化に対する必要帯域幅の変動が大きいため、広帯域
用のフィルタとしてだけしか用いられない欠点がある。
このような欠点を解消するものとして、温度特性に優れ
た水晶基板上に一方向性変換器を形成することが考えら
れる。すなわち、水晶基板は周波数に対する温度係数が
極めて小さいため、温度変化に対する帯域幅変動が極め
て小さい弾性表面波フィルタを実現することができる。
変換器を形成した弾性表面波フィルタが既知である。こ
のニオブ酸リチウム基板は大きな電気機械結合係数を有
しているため、良好な変換特性が得られる利点がある。
しかしながら、温度特性に難点があるため、すなわち温
度変化に対する必要帯域幅の変動が大きいため、広帯域
用のフィルタとしてだけしか用いられない欠点がある。
このような欠点を解消するものとして、温度特性に優れ
た水晶基板上に一方向性変換器を形成することが考えら
れる。すなわち、水晶基板は周波数に対する温度係数が
極めて小さいため、温度変化に対する帯域幅変動が極め
て小さい弾性表面波フィルタを実現することができる。
【０００８】しかしながら、水晶基板は温度特性に優れ
る反面、電気機械結合係数が極めて小さいため、従来か
ら既知の電極構造をそのまま利用したので挿入損失の面
から良好なフィルタ特性が得られないのが実情である。
さらに、水晶基板とニオブ酸リチウム基板とは、電極指
による反射特性が相異するため、ニオブ酸リチウム基板
について既知の電極構造を水晶基板に適用しても良好な
変換特性を得ることができなかった。従って、本発明の
目的は、温度特性が良好な水晶基板を用いて挿入損失が
小さく優れた変換特性を有する一方向性弾性表面波変換
器を実現することにある。
る反面、電気機械結合係数が極めて小さいため、従来か
ら既知の電極構造をそのまま利用したので挿入損失の面
から良好なフィルタ特性が得られないのが実情である。
さらに、水晶基板とニオブ酸リチウム基板とは、電極指
による反射特性が相異するため、ニオブ酸リチウム基板
について既知の電極構造を水晶基板に適用しても良好な
変換特性を得ることができなかった。従って、本発明の
目的は、温度特性が良好な水晶基板を用いて挿入損失が
小さく優れた変換特性を有する一方向性弾性表面波変換
器を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶基板にす
だれ状電極を配置して弾性表面波を励振する、あるいは
伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器に
おいて、前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の
正電極指、第１の負電極指、第２の負電極指、及び第３
の負電極指を有し、前記第１の負電極指、前記第２の負
電極指、及び前記第３の負電極指は、前記第１の正電極
指と前記第２の正電極指との間においてこの順に配置さ
れるとともに、基本動作周波数の波長をλとした場合に
おいて、前記第１の正電極指、前記第２の正電極指、前
記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第３
の負電極指は、それぞれλ／１０の幅を有し、前記第１
の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距離がλ／
５であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電極指と
の中心間距離がλ／５であり、前記第２の負電極指と前
記第３の負電極指との中心間距離が２λ／５であり、前
記第３の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離
がλ／５である、ことを特徴とする弾性表面変換器であ
る。また、本発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置し
て弾性表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表
面波を受信する弾性表面波変換器において、前記すだれ
状電極は、第１の正電極指、第２の正電極指、第１の負
電極指、第２の負電極指、及び第３の負電極指を有し、
前記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第
３の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正電
極指との間においてこの順に配置されるとともに、基本
動作周波数の波長をλとした場合において、前記第１の
正電極指、前記第２の正電極指、前記第１の負電極指、
前記第２の負電極指、及び前記第３の負電極指は、それ
ぞれλ／１０の幅を有し、前記第１の正電極指と前記第
１の負電極指との中心間距離が７λ／４０であり、前記
第１の負電極指と前記第２の負電極指との中心間距離が
７λ／４０であり、前記第２の負電極指と前記第３の負
電極指との中心間距離が１８λ／４０であり、前記第３
の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離がλ／
５である、ことを特徴とする弾性表面変換器である。さ
らに、本発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置して弾
性表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波
を受信する弾性表面波変換器において、前記すだれ状電
極は、第１の正電極指、第２の正電極指、第１の負電極
指、及び第２の負電極指を有し、前記第１の負電極指、
及び前記第２の負電極指は、前記第１の正電極指と前記
第２の正電極指との間においてこの順に配置され、基本
動作周波数の波長をλとした場合において、前記第１の
正電極指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負電極
指は、それぞれ３λ／２０の幅を有するとともに、前記
第２の負電極指は５λ／２０の幅を有し、前記第１の正
電極指と前記第１の負電極指との中心間距離が６λ／２
０であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電極指と
の中心間距離が７λ／２０であり、前記第２の負電極指
と前記第２の正電極指との中心間距離が７λ／２０であ
る、ことを特徴とする弾性表面変換器である。また、本
発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波
を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を受信す
る弾性表面波変換器において、前記すだれ状電極は、第
１の正電極指、第２の正電極指、第１の負電極指、及び
第２の負電極指を有し、前記第１の負電極指、及び前記
第２の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正
電極指との間においてこの順に配置され、基本動作周波
数の波長をλとした場合において、前記第１の正電極
指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負電極指は、
それぞれ２９λ／２００の幅を有するとともに、前記第
２の負電極指は５５λ／２００の幅を有し、前記第１の
正電極指と前記第１の負電極指との中心間距離が５８λ
／２００であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電
極指との中心間距離が７１λ／２００であり、前記第２
の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離が７１
λ／２００である、ことを特徴とする弾性表面変換器で
ある。
だれ状電極を配置して弾性表面波を励振する、あるいは
伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器に
おいて、前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の
正電極指、第１の負電極指、第２の負電極指、及び第３
の負電極指を有し、前記第１の負電極指、前記第２の負
電極指、及び前記第３の負電極指は、前記第１の正電極
指と前記第２の正電極指との間においてこの順に配置さ
れるとともに、基本動作周波数の波長をλとした場合に
おいて、前記第１の正電極指、前記第２の正電極指、前
記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第３
の負電極指は、それぞれλ／１０の幅を有し、前記第１
の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距離がλ／
５であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電極指と
の中心間距離がλ／５であり、前記第２の負電極指と前
記第３の負電極指との中心間距離が２λ／５であり、前
記第３の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離
がλ／５である、ことを特徴とする弾性表面変換器であ
る。また、本発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置し
て弾性表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表
面波を受信する弾性表面波変換器において、前記すだれ
状電極は、第１の正電極指、第２の正電極指、第１の負
電極指、第２の負電極指、及び第３の負電極指を有し、
前記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第
３の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正電
極指との間においてこの順に配置されるとともに、基本
動作周波数の波長をλとした場合において、前記第１の
正電極指、前記第２の正電極指、前記第１の負電極指、
前記第２の負電極指、及び前記第３の負電極指は、それ
ぞれλ／１０の幅を有し、前記第１の正電極指と前記第
１の負電極指との中心間距離が７λ／４０であり、前記
第１の負電極指と前記第２の負電極指との中心間距離が
７λ／４０であり、前記第２の負電極指と前記第３の負
電極指との中心間距離が１８λ／４０であり、前記第３
の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離がλ／
５である、ことを特徴とする弾性表面変換器である。さ
らに、本発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置して弾
性表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波
を受信する弾性表面波変換器において、前記すだれ状電
極は、第１の正電極指、第２の正電極指、第１の負電極
指、及び第２の負電極指を有し、前記第１の負電極指、
及び前記第２の負電極指は、前記第１の正電極指と前記
第２の正電極指との間においてこの順に配置され、基本
動作周波数の波長をλとした場合において、前記第１の
正電極指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負電極
指は、それぞれ３λ／２０の幅を有するとともに、前記
第２の負電極指は５λ／２０の幅を有し、前記第１の正
電極指と前記第１の負電極指との中心間距離が６λ／２
０であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電極指と
の中心間距離が７λ／２０であり、前記第２の負電極指
と前記第２の正電極指との中心間距離が７λ／２０であ
る、ことを特徴とする弾性表面変換器である。また、本
発明は、水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波
を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を受信す
る弾性表面波変換器において、前記すだれ状電極は、第
１の正電極指、第２の正電極指、第１の負電極指、及び
第２の負電極指を有し、前記第１の負電極指、及び前記
第２の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正
電極指との間においてこの順に配置され、基本動作周波
数の波長をλとした場合において、前記第１の正電極
指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負電極指は、
それぞれ２９λ／２００の幅を有するとともに、前記第
２の負電極指は５５λ／２００の幅を有し、前記第１の
正電極指と前記第１の負電極指との中心間距離が５８λ
／２００であり、前記第１の負電極指と前記第２の負電
極指との中心間距離が７１λ／２００であり、前記第２
の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離が７１
λ／２００である、ことを特徴とする弾性表面変換器で
ある。
【００１０】本発明では、基板材料として温度特性の良
好な水晶基板を用いる。上述したように、水晶基板は電
気機械結合係数が小さいため、電気的励振効果に加え
て、電極指による反射効果を積極的に利用して一方向性
を達成する。すなわち、水晶基板はニオブ酸リチウム基
板とは異なり、短絡型及び開放型電極指は共に正の反射
係数を有しており、本発明はこの水晶基板の特有の反射
効果を利用して一方向において励振波と反射波との位相
関係が互いに同相になり、反対方向において励振波と反
射波との位相関係が逆相（λ／２の位相差が生ずる）に
なるように各電極指の幅及び間隔を設定する。
好な水晶基板を用いる。上述したように、水晶基板は電
気機械結合係数が小さいため、電気的励振効果に加え
て、電極指による反射効果を積極的に利用して一方向性
を達成する。すなわち、水晶基板はニオブ酸リチウム基
板とは異なり、短絡型及び開放型電極指は共に正の反射
係数を有しており、本発明はこの水晶基板の特有の反射
効果を利用して一方向において励振波と反射波との位相
関係が互いに同相になり、反対方向において励振波と反
射波との位相関係が逆相（λ／２の位相差が生ずる）に
なるように各電極指の幅及び間隔を設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
例に基づいて詳細に説明する。 ［実施例１］ 本実施例では、図１に示すように、第１の正電極指４、
第２の正電極指４、第１の負電極指５、第２の負電極指
６、及び第３の負電極指７を有するとともに、基本動作
周波数での波長λに対して、各電極指の幅がλ／１０、
第１の正電極指４と第１の負電極指５との中心間距離が
λ／５、第１の負電極指５と第２の負電極指６との中心
間距離がλ／５、第２の負電極指６と第３の負電極指７
との中心間距離が２λ／５、及び第３の負電極指７と第
２の正電極指４との中心間距離がλ／５となるように形
成したすだれ状電極を、水晶からなる基板１上に設置し
て、一方向性弾性表面波変換器を作製する。この一方向
性弾性表面波変換器の周波数特性をシュミレーションし
たところ図２に示すような結果が得られた。
例に基づいて詳細に説明する。 ［実施例１］ 本実施例では、図１に示すように、第１の正電極指４、
第２の正電極指４、第１の負電極指５、第２の負電極指
６、及び第３の負電極指７を有するとともに、基本動作
周波数での波長λに対して、各電極指の幅がλ／１０、
第１の正電極指４と第１の負電極指５との中心間距離が
λ／５、第１の負電極指５と第２の負電極指６との中心
間距離がλ／５、第２の負電極指６と第３の負電極指７
との中心間距離が２λ／５、及び第３の負電極指７と第
２の正電極指４との中心間距離がλ／５となるように形
成したすだれ状電極を、水晶からなる基板１上に設置し
て、一方向性弾性表面波変換器を作製する。この一方向
性弾性表面波変換器の周波数特性をシュミレーションし
たところ図２に示すような結果が得られた。
【００１２】［実施例２］ 本実施例では、図３に示すように、第１の正電極指８、
第２の正電極指８、第１の負電極指９、第２の負電極指
１０、及び第３の負電極指１１を有するとともに、基本
動作周波数での波長λに対して、各電極指の幅がλ／１
０、第１の正電極指８と第１の負電極指９との中心間距
離が７λ／４０、第１の負電極指９と第２の負電極指１
０との中心間距離が７λ／４０、第２の負電極指１０と
第３の負電極指１１との中心間距離が１８λ／４０、及
び第３の負電極指１１と第２の正電極指８との中心間距
離がλ／５となるように形成したすだれ状電極を、水晶
からなる基板１上に設置して、一方向性弾性表面波変換
器を作製した。この一方向性弾性表面波変換器の周波数
特性を測定したところ図４に示すような結果が得られ
た。
第２の正電極指８、第１の負電極指９、第２の負電極指
１０、及び第３の負電極指１１を有するとともに、基本
動作周波数での波長λに対して、各電極指の幅がλ／１
０、第１の正電極指８と第１の負電極指９との中心間距
離が７λ／４０、第１の負電極指９と第２の負電極指１
０との中心間距離が７λ／４０、第２の負電極指１０と
第３の負電極指１１との中心間距離が１８λ／４０、及
び第３の負電極指１１と第２の正電極指８との中心間距
離がλ／５となるように形成したすだれ状電極を、水晶
からなる基板１上に設置して、一方向性弾性表面波変換
器を作製した。この一方向性弾性表面波変換器の周波数
特性を測定したところ図４に示すような結果が得られ
た。
【００１３】［実施例３］ 本実施例では、図５に示すように、第１の正電極指１
２、第２の正電極指１２、第１の負電極指１３、及び第
２の負電極指１４を有するとともに、基本動作周波数で
の波長λに対して、第１の正電極指１２、第２の正電極
指１２、及び第１の負電極指１３の幅が３λ／２０、第
２の負電極指１４の幅が５λ／２０、第１の正電極指１
２と第１の負電極指１３との中心間距離が６λ／２０、
第１の負電極指１３と第２の負電極指１４との中心間距
離が７λ／２０、第２の負電極指１４と第２の正電極指
１２との中心間距離が７λ／２０となるように形成した
すだれ状電極を、水晶からなる基板１上に設置して、一
方向性弾性表面波変換器を作製した。この一方向性弾性
表面波変換器の周波数特性を測定したところ図６に示す
ような結果が得られた。
２、第２の正電極指１２、第１の負電極指１３、及び第
２の負電極指１４を有するとともに、基本動作周波数で
の波長λに対して、第１の正電極指１２、第２の正電極
指１２、及び第１の負電極指１３の幅が３λ／２０、第
２の負電極指１４の幅が５λ／２０、第１の正電極指１
２と第１の負電極指１３との中心間距離が６λ／２０、
第１の負電極指１３と第２の負電極指１４との中心間距
離が７λ／２０、第２の負電極指１４と第２の正電極指
１２との中心間距離が７λ／２０となるように形成した
すだれ状電極を、水晶からなる基板１上に設置して、一
方向性弾性表面波変換器を作製した。この一方向性弾性
表面波変換器の周波数特性を測定したところ図６に示す
ような結果が得られた。
【００１４】［実施例４］ 本実施例では、図７に示すように、第１の正電極指１
５、第２の正電極指１５、第１の負電極指１６、及び第
２の負電極指１７を有するとともに、基本動作周波数で
の波長λに対して、第１の正電極指１５、第２の正電極
指１５、及び第１の負電極指１６の幅が２９λ／２０
０、第２の負電極指１７の幅が５５λ／２００、第１の
正電極指１５と第１の負電極指１６との中心間距離が５
８λ／２００、第１の負電極指１６と第２の負電極指１
７との中心間距離が７１λ／２００、第２の負電極指１
７と第２の正電極指１５との中心間距離が７１λ／２０
０となるように形成したすだれ状電極を、水晶からなる
基板１上に設置して、一方向性弾性表面波変換器を作製
した。この一方向性弾性表面波変換器の周波数特性を測
定したところ図８に示すような結果が得られた。
５、第２の正電極指１５、第１の負電極指１６、及び第
２の負電極指１７を有するとともに、基本動作周波数で
の波長λに対して、第１の正電極指１５、第２の正電極
指１５、及び第１の負電極指１６の幅が２９λ／２０
０、第２の負電極指１７の幅が５５λ／２００、第１の
正電極指１５と第１の負電極指１６との中心間距離が５
８λ／２００、第１の負電極指１６と第２の負電極指１
７との中心間距離が７１λ／２００、第２の負電極指１
７と第２の正電極指１５との中心間距離が７１λ／２０
０となるように形成したすだれ状電極を、水晶からなる
基板１上に設置して、一方向性弾性表面波変換器を作製
した。この一方向性弾性表面波変換器の周波数特性を測
定したところ図８に示すような結果が得られた。
【００１５】〔実施例５〕 図９のように、内部反射器の一方向性の大きさを制御す
る方法として、電極１３と電極１４を同じ電極膜厚及び
材料で一部を接続した構造の内部反射型一方向性変換器
及びこれを用いた電子装置が実施例の５である。実施例
の１，２，３，４及び５において、この場合、電極幅及
び間隙は必ずしも正確にこれらの値である必要はなく、
中心周波数で各々の波の位相が同位相となるような値で
あれば良く、すだれ状電極変換器の帯域幅を考えると、
±３０％の範囲が適当である。
る方法として、電極１３と電極１４を同じ電極膜厚及び
材料で一部を接続した構造の内部反射型一方向性変換器
及びこれを用いた電子装置が実施例の５である。実施例
の１，２，３，４及び５において、この場合、電極幅及
び間隙は必ずしも正確にこれらの値である必要はなく、
中心周波数で各々の波の位相が同位相となるような値で
あれば良く、すだれ状電極変換器の帯域幅を考えると、
±３０％の範囲が適当である。
【００１６】実施例１，２，３，４及び５において、中
心に両方向性の弾性表面波変換器を、両側に中心方向に
波動のエネルギの大きくなる方向に向いた上記の構造の
一方向性弾性表面波変換器を配置した構造の内部反射型
一方向性弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子
装置にも適用できる。実施例１，２，３，４及び５にお
いて、上記の構造の内部反射型一方向性弾性表面波変換
器の動作角周波数ωを、動作角周波数の波長λに対応さ
せた時、Ｎを１、２、３、−−−などの整数とし、Ｎω
で動作するナイフ反射型一方向性弾性表面波変換器及び
この変換器を用いた電子装置にも適用することができ
る。また、上記の説明では、平面図の下側２を正電極、
上側３を負電極としたが、上を正電極に下を負電極とし
た構造とすることができる。
心に両方向性の弾性表面波変換器を、両側に中心方向に
波動のエネルギの大きくなる方向に向いた上記の構造の
一方向性弾性表面波変換器を配置した構造の内部反射型
一方向性弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子
装置にも適用できる。実施例１，２，３，４及び５にお
いて、上記の構造の内部反射型一方向性弾性表面波変換
器の動作角周波数ωを、動作角周波数の波長λに対応さ
せた時、Ｎを１、２、３、−−−などの整数とし、Ｎω
で動作するナイフ反射型一方向性弾性表面波変換器及び
この変換器を用いた電子装置にも適用することができ
る。また、上記の説明では、平面図の下側２を正電極、
上側３を負電極としたが、上を正電極に下を負電極とし
た構造とすることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の一方向性弾性表面波変換器は以
上説明したごとく構成するものであるから、一般には、
唯一度の蒸着−露光−エッチング工程を以って電極形成
が可能であるから、通常一般の弾性表面波デバイスと同
等のコストで安価に製造可能であるのみならず格別の位
相器を必要とせずして、一方向性変換器を得ることがで
き、しかも格別の損失を発生する要因が存在しない為、
これを入出力変換器に用いれば、一方向性変換器本来の
特性たるＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）に基づ
くリップルが少なく、挿入損失の小さなフィルタを安価
に提供する上で著しい効果を奏する。
上説明したごとく構成するものであるから、一般には、
唯一度の蒸着−露光−エッチング工程を以って電極形成
が可能であるから、通常一般の弾性表面波デバイスと同
等のコストで安価に製造可能であるのみならず格別の位
相器を必要とせずして、一方向性変換器を得ることがで
き、しかも格別の損失を発生する要因が存在しない為、
これを入出力変換器に用いれば、一方向性変換器本来の
特性たるＴＴＥ（トリプルトランジットエコー）に基づ
くリップルが少なく、挿入損失の小さなフィルタを安価
に提供する上で著しい効果を奏する。
【００１８】さらに、本発明では、基板材料として温度
特性の良好な水晶を用いているので、温度変化に対して
安定な変換特性を有し、しかも挿入損失の小さい一方向
性弾性表面波変換器を実現することができる。さらに、
電気機械結合係数の大きいニオブ酸リチウム基板を用い
た場合、結合係数が大きい故に５０Ω程度の適正なイン
ピーダンスのフィルタ素子を製作しようとすると必然的
に電極指の対数を少なくしなければならず、帯域幅の狭
い狭帯域用のフィルタを実現することができなかった。
これに対して、水晶基板は電気機械結合係数が小さい反
面、結合係数が小さいことを利用することにより５０Ω
程度の適正なインピーダンスのフィルタを製作する場合
電極指の対数を多く設定でき、この結果適正なインピー
ダンスで挿入損失の小さい狭帯域用のフィルタを実現す
ることができる。
特性の良好な水晶を用いているので、温度変化に対して
安定な変換特性を有し、しかも挿入損失の小さい一方向
性弾性表面波変換器を実現することができる。さらに、
電気機械結合係数の大きいニオブ酸リチウム基板を用い
た場合、結合係数が大きい故に５０Ω程度の適正なイン
ピーダンスのフィルタ素子を製作しようとすると必然的
に電極指の対数を少なくしなければならず、帯域幅の狭
い狭帯域用のフィルタを実現することができなかった。
これに対して、水晶基板は電気機械結合係数が小さい反
面、結合係数が小さいことを利用することにより５０Ω
程度の適正なインピーダンスのフィルタを製作する場合
電極指の対数を多く設定でき、この結果適正なインピー
ダンスで挿入損失の小さい狭帯域用のフィルタを実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
極構成の平面図及び断面図である。
【図２】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性のシ
ミュレーション結果である。
ミュレーション結果である。
【図３】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
極構成の平面図及び断面図である。
【図４】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
験結果である。
【図５】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
極構成の平面図及び断面図である。
【図６】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
験結果である。
【図７】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
極構成の平面図及び断面図である。
【図８】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
験結果である。
【図９】本発明の方向性の大きさを制御する方法に関す
る電極構造を示す図である。
る電極構造を示す図である。
１ 基板 ２、３ 正、負ＩＤＴ電極 ４、５、６、７、８、９、10、11、12、13、14、15 正
負ＩＤＴ電極 １６ 方向性を小さくするための電極 １７ 波動のエネルギの大きくなる方向
負ＩＤＴ電極 １６ 方向性を小さくするための電極 １７ 波動のエネルギの大きくなる方向
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−196960（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−226961（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−121992（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204212（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−119815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6917（ＪＰ，Ａ) 山之内和彦、古屋敷博美「内部反射す だれ状電極一方向性を用いた弾性表面波 フィルタ」、電子通信学会技術報告 Ｕ Ｓ84−18，1984年６月21日 山之内和彦、李昌洙、目黒敏靖、山本 圭一、小田川裕之「ＧＨｚ帯一方向性弾 性表面波変換器と低損失フィルタへの応 用」、電子情報通信学会技術報告 ＵＳ 92−53，1992年９月22日 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/145,9/64
Claims (4)
- 【請求項１】 水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性
表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を
受信する弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の正電極
指、第１の負電極指、第２の負電極指、及び第３の負電
極指を有し、 前記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第
３の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正電
極指との間においてこの順に配置されるとともに、 基本動作周波数の波長をλとした場合において、前記第
１の正電極指、前記第２の正電極指、前記第１の負電極
指、前記第２の負電極指、及び前記第３の負電極指は、
それぞれλ／１０の幅を有し、 前記第１の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距
離がλ／５であり、 前記第１の負電極指と前記第２の負電極指との中心間距
離がλ／５であり、 前記第２の負電極指と前記第３の負電極指との中心間距
離が２λ／５であり、 前記第３の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距
離がλ／５である、 ことを特徴とする弾性表面変換器。 - 【請求項２】 水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性
表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を
受信する弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の正電極
指、第１の負電極指、第２の負電極指、及び第３の負電
極指を有し、 前記第１の負電極指、前記第２の負電極指、及び前記第
３の負電極指は、前記第１の正電極指と前記第２の正電
極指との間においてこの順に配置されるとともに、 基本動作周波数の波長をλとした場合において、前記第
１の正電極指、前記第２の正電極指、前記第１の負電極
指、前記第２の負電極指、及び前記第３の負電極指は、
それぞれλ／１０の幅を有し、 前記第１の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距
離が７λ／４０であり、前記第１の負電極指と前記第２
の負電極指との中心間距離が７λ／４０であり、前記第
２の負電極指と前記第３の負電極指との中心間距離が１
８λ／４０であり、 前記第３の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距
離がλ／５である、ことを特徴とする弾性表面変換器。 - 【請求項３】 水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性
表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を
受信する弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の正電極
指、第１の負電極指、及び第２の負電極指を有し、 前記第１の負電極指、及び前記第２の負電極指は、前記
第１の正電極指と前記第２の正電極指との間においてこ
の順に配置され、 基本動作周波数の波長をλとした場合において、前記第
１の正電極指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負
電極指は、それぞれ３λ／２０の幅を有するとともに、
前記第２の負電極指は５λ／２０の幅を有し、 前記第１の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距
離が６λ／２０であり、前記第１の負電極指と前記第２
の負電極指との中心間距離が７λ／２０であり、 前記
第２の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距離が
７λ／２０である、ことを特徴とする弾性表面変換器。 - 【請求項４】 水晶基板にすだれ状電極を配置して弾性
表面波を励振する、あるいは伝搬してきた弾性表面波を
受信する弾性表面波変換器において、 前記すだれ状電極は、第１の正電極指、第２の正電極
指、第１の負電極指、及び第２の負電極指を有し、 前記第１の負電極指、及び前記第２の負電極指は、前記
第１の正電極指と前記第２の正電極指との間においてこ
の順に配置され、 基本動作周波数の波長をλとした場合において、前記第
１の正電極指、前記第２の正電極指、及び前記第１の負
電極指は、それぞれ２９λ／２００の幅を有するととも
に、前記第２の負電極指は５５λ／２００の幅を有し、 前記第１の正電極指と前記第１の負電極指との中心間距
離が５８λ／２００であり、 前記第１の負電極指と前記第２の負電極指との中心間距
離が７１λ／２００であり、 前記第２の負電極指と前記第２の正電極指との中心間距
離が７１λ／２００である、 ことを特徴とする弾性表面変換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215370A JP3035085B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 一方向性弾性表面波変換器 |
| US08/085,121 US5438306A (en) | 1992-07-02 | 1993-07-01 | Surface acoustic wave filter device with symmetrical electrode arrangement |
| EP93305195A EP0580307B1 (en) | 1992-07-02 | 1993-07-02 | Surface acoustic wave filter device |
| DE69321414T DE69321414T2 (de) | 1992-07-02 | 1993-07-02 | Filtergerät mit akustischen Oberflächenwellen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215370A JP3035085B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 一方向性弾性表面波変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152309A JPH06152309A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3035085B2 true JP3035085B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=16671175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215370A Expired - Fee Related JP3035085B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 一方向性弾性表面波変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035085B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3824499B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2006-09-20 | 富士通株式会社 | 弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタ |
| JP2003124778A (ja) * | 2001-10-05 | 2003-04-25 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 一方向性弾性表面波変換器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616917A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-13 | Kazuhiko Yamanouchi | 電極幅の変化を用いた内部反射型一方向性弾性表面波変換器 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP4215370A patent/JP3035085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 山之内和彦、古屋敷博美「内部反射すだれ状電極一方向性を用いた弾性表面波フィルタ」、電子通信学会技術報告 ＵＳ８４−１８，１９８４年６月２１日 |
| 山之内和彦、李昌洙、目黒敏靖、山本圭一、小田川裕之「ＧＨｚ帯一方向性弾性表面波変換器と低損失フィルタへの応用」、電子情報通信学会技術報告 ＵＳ９２−５３，１９９２年９月２２日 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06152309A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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