JP3345609B2 - 音響波変換器 - Google Patents
音響波変換器Info
- Publication number
- JP3345609B2 JP3345609B2 JP19378396A JP19378396A JP3345609B2 JP 3345609 B2 JP3345609 B2 JP 3345609B2 JP 19378396 A JP19378396 A JP 19378396A JP 19378396 A JP19378396 A JP 19378396A JP 3345609 B2 JP3345609 B2 JP 3345609B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- acoustic wave
- converter
- finger
- fingers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
- H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
- H03H9/643—Means for obtaining a particular transfer characteristic the transfer characteristic being determined by reflective or coupling array characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02637—Details concerning reflective or coupling arrays
- H03H9/02685—Grating lines having particular arrangements
- H03H9/0274—Intra-transducers grating lines
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
- H03H9/14505—Unidirectional SAW transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は音響波変換器に関する。
【０００２】音響波変換器は従来公知の技術であり、例
えばH.Mettews （編）“Surface Wave Filters”, Wile
y 編 1977 年発行に記載された電子フィルタに属する表
面音響波（ＳＡＷ、surface acoustic wave の略）デバ
イスにおいて使用される。典型的な変換器は、圧電基板
上に設けられた導体パターンを含む。この導体は長手方
向に配置された比較的広い幅の平行な２つの接触パッド
（contact pad ）の形状を有しており、これらのパッド
はそれらの間の内側に伸長する狭い幅の側部“フィンガ
（finger、指）”を備える。フィンガは櫛歯形（interd
igitated）即ちすだれ状であり、２つのパッドのフィン
ガがお互いの間に差し込まれるように構成されている。
接触パッド間に与えられるａｃ信号（交流信号）は隣り
合うフィンガ対間において長手方向に出現して、圧電基
板に音響波を励振する。この波はＳＡＷ、ＳＳＢＷ（表
面に沿うバルク波、surface skimming bulk waveの
略）、又はそれ以外の同様の波のいずれでもよい。この
ような変換器は、櫛歯形変換器、即ちＩＤＴ（interdig
ital transducer の略）と称される。 【０００３】ＩＤＴを組込んだ従来のＳＡＷ又はＳＳＢ
Ｗフィルタは小形、安価で、再現性のある受動形、プレ
ーナ形の素子であり、１０ＭＨｚ及至１ＧＨｚ又はそれ
以上の周波数範囲をカバーし、群遅延（group delay ）
及び阻止帯域除去特性に優れている。しかし乍ら、従来
のＳＡＷ又はＳＳＢＷ用のＩＤＴが両方向性であるこ
と、即ち変換器が２つのお互いに反対の方向に向う音響
波を発生することは公知である。従って、２つのＩＤＴ
を組み込んだ従来のＳＡＷフィルタでは、送波変換器に
よって発生した信号の一部は受波変換器を指向しないの
で、６ｄＢの挿入損失を有する。更にデバイス内での音
響波の多重通路（multiple passage）から生じるトリプ
ル・トランジット信号（triple transit signal ）とし
て知られるスプリアス信号が発生する。好ましくないト
リプル・トランジット信号を抑制するための標準設計の
装置では通常、挿入損失が２０ｄＢに増加する。 【０００４】ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減するため
に多くの方法が提案されてきた。これらの方法では、多
数ストリップ形結合器をベースとする単一指向特性ＩＤ
Ｔ（Marshall等、Electronics Letters 1971，7, 312-3
14ページ）、２ポート共振器（F.G. Marshall, Proc. 1
975 IEEE Ultrasonics Symposium 290-292ページ）、多
相ＩＤＴ（Rosenfeld 等、Proc. 28th Annual Frequenc
y Control Symposium299-303 ページ）、櫛歯形ＩＤＴ
（M. F. Lewis, Proc. 1982 IEEE UltrasonicSymposium
12-17 ページ）、等が使用される。これら従来技術の
デバイスは、基板面積が大きい、製造が複雑である、整
合回路が複雑である、実現できるフィルタ特性の範囲が
狭い、等の種々の欠点を１つ以上有している。 【０００５】更に、Hartman 等（Proc. 1982 IEEE Ultr
asonics Symposium 40-45 ページ）により、変換器フィ
ンガの中心に関して空間周期性からλ／８（λ＝基本波
長）だけオフセットした素子を有する重畳した反射器ア
レイ（reflector array ）が設けられたＩＤＴも提案さ
れている。このデバイスを製造するには、先ず圧電基板
にアルミニウムを蒸着して公知の櫛歯形フィンガ配置を
形成し、次に第２金属蒸着工程によって金の反射器アレ
イを形成する。この反射器アレイは、２つのお互いに反
対の方向に向うＳＡＷの発生に帰因する３ｄＢのＩＤＴ
の双方向性損失を低減する。この反射器アレイは、不要
な逆方向波を弱めることに基づいて所要の順方向波を強
めるような干渉を生じさせる。しかし乍らこのＩＤＴの
欠点は、変換器フィンガと反射器アレイとを設けるため
に２つの蒸着工程が必要なこと、及び所望の波干渉を生
じさせるにはフィンガとアレイとの慎重な位置合せが必
要なことである。 【０００６】本発明の目的は、従来技術に代替し得る単
一指向性の音響変換器を提供することにある。 【０００７】本発明によれば、圧電基板上に設けられた
２つの導電性の接触パッドと、少なくとも１つの反射素
子と、該接触パッドから該接触パッド間の内側へと該少
なくとも１つの反射素子の両側に伸長する複数の櫛歯型
の側部フィンガとを具備する所与の動作周波数帯域で動
作する実質的に単一指向性の音響波変換器であって、前
記少なくとも１つの反射素子は変換器フィンガの中心か
ら実質的にｎλ／４（λは変換器中心周波数に対応する
波長、ｎは奇数の整数を表す）オフセットした位置には
なく、該少なくとも１つの反射素子は、前記動作周波数
帯域の周波数の交流信号が該接触パッド間に与えられ、
圧電基板に２つの互いに反対の方向に伝搬する音響波を
励振すると、該２つの互いに反対の方向の内の第１の方
向に伝搬しそして該少なくとも１つの反射素子を透過せ
しめられる音響波が、該少なくとも１つの反射素子によ
って反射される音響波と強めあうように干渉させられて
該２つの互いに反対の方向の内の該第１の方向において
強められ、そして該２つの互いに反対の方向の内の第２
の方向に伝搬しそして該少なくとも１つの反射素子を透
過せしめられる音響波が、該少なくとも１つの反射素子
によって反射される音響波と弱めあうように干渉させら
れて該２つの互いに反対の方向の内の該第２の方向にお
いて弱められて、前記動作周波数帯域において実質的に
単一指向性変換器特性を与えるように位置決めされてい
ると共に、該複数の側部フィンガ及び該少なくとも１つ
の反射素子は同一の不連続な導電材料により形成されて
いることを特徴とする実質的に単一指向性の音響波変換
器が提供される。 【０００８】本発明によれば、従来技術のように相互の
位置合せを必要とする２回の金属蒸着工程を必要とする
こと無く、１回の金属蒸着工程によって変換器フィンガ
及び反射器アレイを基板上に設けることができるとの効
果を有する。 【０００９】ブルーミングによって改善された両方向性
特性を獲得する目的のはしご形変換器は公知のものであ
り、それは変換器フィンガに関する半波長周期性からの
λ／４オフセットを用いるものである。ヨーロッパ特許
公開公報第EP-A-0,057,555号を参照されたい。変換器ブ
ルーミングについては後述する。 【００１０】本発明に係る変換器は、２個以上の段を有
し、各段間の空間は平行なストリップから成る夫夫の反
射器アレイによって占有されることができる。各ストリ
ップは、変換器フィンガの中心から半波長の整数倍だけ
離間した各位置から実質的にλ／８だけオフセットされ
ることができる。但し、λは変換器の基本周波数に対応
する波長である。変換器は段の外部に設けられた付加的
な平行する反射器ストリップを備えることができる。こ
の変換器フィンガの長さ及び反射器ストリップの長さ又
はそのいずれかは、所望の変換器特性を得るべく重み付
けをされることができる。 【００１１】また、この変換器は、お互いの方向に向う
か又は遠去かる音響波を送波し受波するべく、同様の基
板上に配置されることができ、前者の配置は帯域通過フ
ィルタを構成し、後者は帯域阻止フィルタを構成する。 【００１２】更に、この変換器には、不要音響波を吸収
するための音響波吸収器が変換器の基板に設けられても
よい。 【００１３】更に、この変換器は、空間的に周期性であ
る、即ち一定間隔ずつ離間した段を有するか、又はその
代りに非周期性であるか又は可変の周期性を有するかの
いずれであってもよい。 【００１４】この変換器は、方形波のサンプルド・フー
リエ変換（sampled Fourier transform ）に従って変化
する重み付けのされたフィンガ・オーバラップを有し、
そして零オーバラップに該当する部分に位置する反射器
を有していてもよい。かかる２つの変換器が、帯域通過
又は帯域阻止フィルタを構成するべく基板上に形成され
てもよい。 【００１５】本発明が十分に理解されるように添付図面
を参照して例示に過ぎない実施例を以下に説明する。 【００１６】図１は、ＳＡＷフィルタを形成するべく配
置された本発明の２つの音響変換器１０の概略図であ
る。この図は一定の比例に応じて描かれたものではな
い。各変換器１０は、上下に各１つの広い幅の２つの長
手方向の接触パッド１１、１２を有する。上部パッド１
１は、内側に伸長する狭い幅の複数のフィンガの複数の
対１４を有しており、下部パッド１２は、１つずつ離間
したフィンガ１５を有する。パッド１１、１２とフィン
ガ１４、１５とは、圧電基板（図示せず）に対してアル
ミニウム蒸着とホトリソグラフィ（photolithography）
とを順次行うことによって形成される。フィンガ１４、
１５は櫛歯形で、お互いに組合わせて配置されており、
一定間隔ずつ離間したフィンガ・グループ１６を形成し
ている。フィンガ・グループ１６は、接触パッド１１、
１２を支柱とするはしごの段（rung）を構成すると考え
ることができる。このようにはしごに似た形状を有する
ので、符号１０の如き形状の変換器は当業界で一般には
しご形変換器と称される。接触パッド１１と１２との間
に与えられるａｃ信号は、隣り合う任意の２つのフィン
ガ１４、１５即ちフィンガ対（finger pair ）の間で長
手方向に出現して、圧電基板に音響波を発生させる。こ
のように当業界では、フィンガ対なる用語は、各接触パ
ッドから１つずつ伸長する隣り合う２つのフィンガを意
味する（１つのパッドから伸長する“スプリット・フィ
ンガ（split finger、分割フィンガ）”ではない）。 【００１７】変換器１０は段間のスペース（inter-rung
space）１７を有しており、該スペースには、反射器ア
レイ１８が設けられている。各変換器１０は隣接変換器
とは反対側に別の反射器アレイ１９を有する。各反射器
アレイ１８、１９は狭い幅の５つの反射素子である反射
ストリップ２０を含む。各ストリップ２０の幅はλ／４
であり、隣り合うストリップ間の間隙もまたλ／４であ
る。λはフィルタの中心周波数に対応する音響波長であ
る。従って、隣り合うストリップ２０の中心間距離はλ
／２である。λは１つの変換器に沿って変化すること及
び基板の金属被覆領域と未被覆領域とでは異なる値を有
することに注意されたい。これは当業界ではよく知られ
ており、実際にはλは平均値である。各変換器１０の反
射器アレイ１８、１９は別の変換器を指向するＳＡＷ伝
搬を強め、逆方向のＳＡＷ伝搬を弱めるように構成され
ている。このことは、後述する如く１つの方向では強め
合う干渉が生じ、別の方向では弱め合う干渉が生じるよ
うに、反射器アレイ１８、１９を位置決めすることによ
って達成される。 【００１８】次に図２は、はしご形変換器１０の一セク
ション３０をより詳細に示す。この図もまた一定の比率
に応じて描かれたものではなく、また図１と等価の部分
は同じ参照符号で示されている。分り易いように、反射
素子である反射ストリップ２０は１個だけを示す。セク
ション３０は図１の左側の変換器１０に対応する。セク
ション３０は２つのフィンガ・グループ１６1 、１６2
を有しており、各グループの中心は夫々点線３１、３２
で示される。点線３３は中心３１と３２との間の中点を
示す。中心３１と３２との間の距離、即ち段間の周期は
Ｐである。但し、Ｐ＝２ｎλで、ｎは整数、λは前記に
定義した波長である。変換器のセクション３０は、矢印
３４で示すアパーチャＱを有しており、アパーチャＱは
隣り合うフィンガ１４と１５とのオーバーラップによっ
て与えられる。Ｑは５０λ乃至１００λのオーダーであ
り得る。反射ストリップ２０は点線３５で示すようにフ
ィンガ・グループの中点即ち段の中心３１と３２との中
点３３からλ／８だけオフセットして配置される。別の
反射ストリップ（図１参照）は、その中心がストリップ
２０の中心からλ／２ずつ離間して配置される。 【００１９】フィンガ・グループ１６1 によって発生せ
しめられて右向きに伝搬する音響波は、矢印３６、３７
によって示す部分Ａ、Ｂを含む。部分Ａは反射ストリッ
プ２０を透過し、部分Ｂは反射ストリップ２０によって
反射される。フィンガ・グループ１６2 によって発生せ
しめられて左向きに伝搬する音響波は、矢印３８、３９
によって示す部分Ｃ、Ｄを含む。部分Ｃはストリップ２
０を透過し、部分Ｄはストリップ２０によって反射され
る。 【００２０】図１及び図２のフィルタは以下の如くに動
作する。周期性反射器から成る音響反射器アレイ１８
は、相反性、対称性の２ポート・ジャンクション(two-p
ort junction、２端子対接続) を構成する。ジャンクシ
ョン損失が存在しないときは、アレイの片側、即ち片方
のポートに入射する単位振幅の波は、反射器アレイの中
心に関してお互いに９０°の位相差を有する透過振幅Ｓ
12と反射振幅Ｓ11とを生じる。この結果はIEEE 1983 SU
-30 55-57 ページにM. F. Lewis が記載しているような
３ポートの場合に関する解析と同様の解析によって推論
し得る。反射器アレイの片側から入射する単位振幅波
は、両側から入射する波の対称及び逆対称（antisymmet
ry）の結合に変換される。 【００２１】即ち、 【００２２】 【数１】 【００２３】である。 【００２４】このような特定の直交結合が選択されるの
は、これらの結合が対称又は逆対称のジャンクションに
よって互いに結合されないからである。 【００２５】従って、各振幅は最大強度で生じるが位相
差を伴なう。即ち 【００２６】 【数２】 【００２７】は、 【００２８】 【数３】 【００２９】として生じる。 【００３０】従って、｜ａ｜＝｜ｂ｜のとき（ａ＋ｂ）
と（ａ−ｂ）とのスカラー積がゼロになるので、Ｓ11＝
（ａ＋ｂ）とＳ12＝（ａ−ｂ）とが直交し、９０°の位
相差を有する。 【００３１】透過波及び反射波間、即ちＡ及びＢ間、Ｃ
及びＤ間のπ／２の位相差以外にも、各反射ストリップ
２０がフィンガ・グループの中心３１又は３２からλ／
２の整数倍だけ離れた位置に対してλ／８だけオフセッ
トしているために、更に２×λ／８即ちλ／４、換言す
ればπ／２の位相差が同一方向に伝搬する透過波及び反
射波間、即ちＡ及びＤ間、Ｂ及びＣ間に生じる。この位
相差は一方向に伝搬する音波間の位相差に付加され、他
方向に伝搬する音波間の位相差から差引かれる。ここで
はこれらの付加又は相殺の行われる方向を規定しない
が、いずれか一方向には強めあう即ち付加的干渉が、他
方向には弱めあう即ち相殺的干渉が存在し、各変換器１
０はそれに応じて単一指向特性即ち一方向性特性を示
す。変換器の段１６1 及び１６2 での反射はここでは無
視し、後で考察する。 【００３２】変換器１０は相互間で音響波の送受を行う
ように構成されている。これらの変換器は単一指向特性
を有するために、受波変換器から離れていく望ましくな
い音響波の発生が大幅に低下し、その結果図１のフィル
タ配置によって生じる挿入損失が大幅に減少する。 【００３３】これら変換器１０の単一指向性はストリッ
プ２０の反射メカニズムとは無関係である。これらの特
性はマス・ローディング(mass-loading)、局在的効果(t
opographical effects) 、圧電短絡（piezoelectric sh
orting）又はこれらを組合わせた効果によるＳＡＷデバ
イスでの反射に対して認められる。 【００３４】反射ストリップ２０に無視し得ないような
損失があるとλ／８のオフセット状態は変化するが、す
ると該変換器又は該変換器を具備するデバイスは低損失
を示すことにはならない。従って実際にはどのデバイス
でもオフセットは実質的にλ／８、即ち殆どλ／８に等
しく、又は後述の如く単一指向特性とブルーミング（bl
ooming）との双方を考慮した反射器配置の場合と等価で
ある。 【００３５】反射ストリップ２０は段間のスペース１７
内又は各変換器１０に隣接して配置されるため、先行技
術のように変換器のフィンガを反射器と重ね合せる必要
はない。従ってフィンガと反射器とを単一の金属蒸着プ
ロセスで配置することができ、フィンガ・パターンをこ
れに続く反射器パターンと調心的に重ね合せるという、
困難でコスト高につながる作業は不要になる。更に、反
射ストリップは相互に且つ変換器に対して電気的に絶縁
し得るし、或いは一緒に短絡し得るし、且つ個々の装置
で性能を最適化するのに適しているとして必要とされれ
ば接地することもできる。先行技術では金の反射器が変
換器フィンガに対し電気的に短絡され、前述の如き処理
は不可能である。 【００３６】本発明によれば、段間の反射器を任意の従
来形のフィンガ・グループ即ち段を持つはしご形変換器
と共に使用し得る。一定の比率に応じて描かれたもので
はない図３、図４、図５には、３種の形態のフィンガ・
グループが夫々符号４０、５０、６０で示されている。
フィンガ・グループ４０は、フィンガが１つずつ交互に
咬み合う(oneinto one) 形のグループである。各接触パ
ッド４１は内側に伸長する幅λ／４のフィンガ４２を２
個有している。一方のパッドのフィンガと他方のパッド
のフィンガとの間の各間隙、例えば４３もλ／４であ
り、フィンガの中心はお互にλ／２だけ離間している。
該フィンガ・グループ４０の隣には従来形の反射防止ス
トリップ又はブルーミング・ストリップ４４が配置され
ている。これらストリップ４４は幅及び相互間隙がλ／
４であり、λ／２のフィンガ中心相互間距離を以て空間
的に周期的に繰り返えされる変換器フィンガ・パターン
から±λ／４だけオフセットされる。（フィンガ４２の
個数によっては、即ちフィンガ・グループからの反射の
強さによっては、反射器４４を省略し得ることもあ
る。） フィンガ・グループ５０は５２の如き内側に伸長するス
プリット・フィンガを持つ接触パッド５１を備えてい
る。本発明では反射器アレイ（図示せず）をスプリット
・フィンガの各内部間隙５４の中心５３に関して配置す
る。隣接中心部５３相互間の間隔はλ／２であり、各フ
ィンガ５２の幅及び内部間隙５４はλ／８である。スプ
リット・フィンガは変換器作動周波数において反射が生
じるのを阻止する性質を有している。 【００３７】フィンガ・グループ６０は、２つ１単位の
フィンガと１つ１単位のフィンガとが交互に咬み合う
（two into one）形のグループであって、第１接触パッ
ド６１が内側に伸長するフィンガ６２を１段当り４個有
し、第２接触パッド６３が２個のフィンガ６４を備えて
いる。フィンガ幅及び間隙はλ／６である。 【００３８】特定の性質を持つ変換器を得るのに必要で
あれば、図３、図４、図５のフィンガ・パターンは側方
へと伸長して、より大きなフィンガ・グループにするこ
ともできる。 【００３９】一定のフィンガ・オーバーラップを有する
４０、５０又は６０の如き変換器に加えて、特定の変換
器特性を得るべく先行技術で使用されているようなフィ
ンガ長重み付け（weighting ）を用いてもよい。特に、
フィルタ通過帯域の特性を向上させ且つ側波帯を縮小さ
せるには、フィンガ・オーバーラップと整相（phasing
）とをフーリエ変換に従ってフィルタ変換器に沿って
変化させることができる。このような変換器を図６に示
す。変換器７０は接触パッド７１と、７２の如き櫛歯形
のフィンガとを有する。フィンガ・オーバラップ（重み
付け）及び整相は、矩形即ち方形関数ｆ（ｘ）、例えば
ｘ1 ≦ｘ≦ｘ2 の時ｆ（ｘ）＝定数であり、他の場合は
ｆ（ｘ）＝０であるような関数のフーリエ変換に従い、
可能な限り近似するように配置される。隣接し合うフィ
ンガは大部分が異なる接触パッド７１から交互に１つず
つ伸長するが、４つの部分７３では、２つのフィンガが
同一の接触パッドから伸長する。これは方形フィルタ通
過帯域におけるsin ｘ／ｘフーリエ変換関数の隣接ロー
ブ（lobe）間の位相反転に該当する。本発明に従って変
換器７０は単一指向性を得るべく関連する反射ストリッ
プ（図示せず）を具備する筈のものであり、この種の変
換器を２つ備えるフィルタがほぼ方形の通過帯域を有し
得る。例えば変換器７０は、反射ストリップを収容する
空間を提供するべく「サンプリング」される（間引きさ
れる）、即ちフィンガを省略されることができる。有利
には、フィンガ・オーバーラップが零である領域７３の
フィンガを省略するとよい。 【００４０】変換器には更に、望ましくない音響波を減
衰させるべく圧電基板上に吸収材を使用することもでき
る。 【００４１】図７には、ニオブ酸リチウム圧電基板上に
本発明の２個のはしご形変換器８１1 、８１2 を設けた
ＳＡＷフィルタ８０が示されている。これら変換器は表
示上の都合から実際のデバイスよりやや狭い間隔で図示
されている。変換器８１1 及び８１2 は上部接触パッド
８２1 及び８２2 と、下部接触パッド８３1 及び８３ 2
と、段８４1 及び８４2 の如き段を１０個と、８５1 及
び８５2 の如き段間の反射器アレイとを有している。段
８４には８６の如きスプリット・フィンガが５個含まれ
ており（図４参照）、各段毎に３個のスプリット・フィ
ンガが上部接触パッド８２から伸長し、２個が下部接触
パッド８３から伸長する。アレイ８５の反射ストリッ
プ、例えばストリップ８７は幅及び間隙がλ／４であ
り、従ってストリップ相互間にはλ／２の間隔が開けら
れる。フィルタ中心周波数が１００ＭＨｚの場合には、
λは３４．５μｍである。 【００４２】段から段までの周期、又は段中心相互距離
は、変換器８１1 で８λ、変換器８１2 で１０λであ
る。アレイ８５当りの反射ストリップ数は変換器８１1
が１０個であり、変換器８１2 が１４個である。変換器
８１1 、８１2 は夫々付加的外部反射器アレイ８８1 、
８８2 をも有する。これら反射器アレイはアレイ８５1
及び８５2 の周期的延長部である。 【００４３】反射器アレイ８５1 及び８５2 は段間のス
ペース内の対称位置から夫々右と左へとλ／８ずつオフ
セットしている。このことはフィンガ・グループと反射
器アレイの分離が変換器８１の段８４の両側で異なって
いることから見てとれる。いずれの場合も、このように
他方の変換器の方へオフセットさせると、変換器がＹ−
Ｚニオブ酸リチウムにおいては、お互いの方向に向う単
一指向性を有することになる。即ち、変換器８１は優先
的に相互間で音響波の送受を行うことになる。このよう
な形態を「フェイス・ツー・フェイス（face to fac
e）」配置と称する。（他の圧電材料の場合には、必ず
しもこのようにはならない。何故なら、所定の変換器と
材料とを出力方向に関してテストにかけなければならな
いからである。前述の解析ではこの出力方向については
言及しなかった。）このオフセットによって他方の変換
器から遠去かる方向になれば、バック・ツー・バック
（back to back）配置を選択する。 【００４４】図７は実際のＳＷＡフィルタを拡大したも
のである。該フィルタの実長は反射器アレイ８８1 及び
８８2 の最も外側のストリップ相互間で測定して約７ｍ
ｍであったが、間隙は図面の寸法がほのめかすものより
も少し大きかった。 【００４５】変換器８１については（それが完全であれ
ば）、その分離は極めて臨界的であるというものではな
いが、一方の変換器の反射器アレイは他方の変換器の反
射器アレイの周期的延長部として配置するのが好まし
い。 【００４６】図７のフィルタを比較フィルタと共にテス
トにかけた。この比較フィルタは同一の変換器をバック
・ツー・バック配置にしたものである、即ち反射器アレ
イが他方の変換器から遠去かる方向へλ／８オフセット
したものである。いずれの場合にも、変換器はＹ−Ｚニ
オブ酸リチウム基板上にアルミニウムを蒸着して形成し
た。これらフィルタをＴＯ８容器内に配置した。接触パ
ッドはゴールド・ワイヤ・ボンドを有し厚みが０．１５
μｍであった。各変換器を１００ｎＨの巻線誘導子を用
いてシャント同調（shunt tune、並列共振）させ、５０
オームに達する密な整合（close match ）を得た。 【００４７】テストしたフィルタの性能を図８に３つの
曲線ａ、ｂ、ｃで示す。曲線ａ、ｃはフィルタの減衰を
周波数の関数として示し、夫々フェイス・ツー・フェイ
ス形、バック・ツー・バック形変換器に対応する。１０
０ＭＨｚの基本周波数又は中心周波数は符号９０で示さ
れており、周波数は１目盛０．５ＭＨｚで表わされ、こ
れらの曲線は９７ＭＨｚから１０３ＭＨｚまでの範囲に
亘って示されている。縦座標は１目盛が５ｄＢを表わ
す。曲線ｂはフェイス・ツー・フェイス形フィルタ（曲
線ａはその減衰特性を示す）での群遅延の変化を示す。
その縦座標は１目盛が１μｓを表わし、基線９１では前
記と同じ周波数目盛を表わす。 【００４８】本発明の帯域ＳＡＷフィルタは、中心域９
２即ち通過帯域と、関連する９３の如き副次的極大域を
持つ曲線ａで表わされる特性を示す。該フィルタの挿入
損失測定値は１００ＭＨｚの基本周波数で僅か２．７ｄ
Ｂであった。これと比較してみると、先行技術のＳＡＷ
フィルタの最小理論損失値は約６ｄＢであり、且つ実際
には通常８〜１０ｄＢの整合損失（matched loss）を持
つ。また、９２での帯域リプル（passband ripple ）は
ピーク・ツー・ピーク（peak to peak）で０．５ｄＢよ
り小さく、９４での群遅延は約１μｓであり、リップル
のピーク・ツー・ピークは約０．２μｓである。これら
の値はいずれもＳＡＷフィルタにしては低い値である。 【００４９】変換器の高度の単一指向性は、１００ＭＨ
ｚの基本周波数における曲線ｃの著しい中央最小値９５
によって示される。この最小値９５は挿入損失３１．９
ｄＢであり、又は曲線ａの対応する最大値９２の位置よ
りも凡そ２９ｄＢだけ低い。曲線ｃのフィルタに用いら
れたバック・ツー・バック形変換器は１００ＭＨｚにお
いてお互いに遠去かるものが優勢な音響波を送波し、受
波する。その結果、基本周波数は強く除去される。この
特性は帯域消去フィルタを構成するのに利用することが
できる。 【００５０】テストはさらに曲線ａ、即ちフェイス・ツ
ー・フェイス形フィルタを完全な非同調配置にして行っ
た。結果として、通過帯域、群遅延のリップルはかなり
大きかったとはいえ、挿入損失は僅か３ｄＢに過ぎなか
った。この実施例が示すように、非同調であることに比
較的不感であることは、寸法、コストまたは振動に対す
る感度を最小にする必要がある応用においては重要であ
る。 【００５１】次に図９は、不必要なマルチプル・トラン
ジット信号を減らすために「ブルーミング」される本発
明のはしご形変換器のセクション１００を示す。用語
「ブルーミング」及びこれに類する表現は、反射防止コ
ーティングを持つレンズの光学的ブルーミングとの類推
で使用する。セクション１００は２個の段１０１、１０
２と、中央間隔λ／２を持つ１０４のような３０個の反
射ストリップの中央バンク１０３を持つ。バンク１０５
は全体を示し、バンク１０６は一部分を示す。夫夫の段
１０１、１０２は、上部接触パッド１０９から伸長する
１０８のような６個のフィンガと、下部接触パッド１１
１から伸長する１１０のような７個のフィンガを持つ。
隣接フィンガ対１０８、１１０はλ／２の中央間隔を持
つ。作動時に、上部接触パッド１０９はｒｆ信号（高周
波信号）を伝送し、下部接触パッドは接地される。 【００５２】ブルーミング反射器バンク１０５、１０６
は各々の段１０１、１０２の周期的連続からλ／４だけ
離れている。段１０１、１０２の中央１１２、１１３は
鎖線１１４で示される中点を持つ。更に、別の鎖線１１
５は単一方向性反射器バンク１０３の中心を示し、段間
の中点１１４からλ／８だけ分離乃至オフセットされ
る。 【００５３】セクション１００は単一指向特性と反射防
止特性の両方を持ち、個々の応用に求められる数の段
と、関連する単一指向性反射器及びブルーミング反射器
とを持つことができる。ブルーミング反射器の使用は図
４に示す分割フィンガの代りである。分割フィンガは、
λ／８幅が１μｍ未満である５００ＭＨｚ以上の作動用
としては製造が困難である。図９の構造の魅力は、反射
器と変換器の全てのフィンガが同じ幅λ／４を持つこと
であり、このことは製造に都合がよい。 【００５４】以上の実施例では変換器フィンガでの音響
波の反射は便宜上無視される（図１、図２）か、或いは
分割フィンガ変換器（図４、図７）又はブルーミング
（図９）によって処理された。ここで図１０及び図２を
参照して、フィンガ・グループ１６1 の段からフィンガ
・グループ１６2 の段へと伝搬される矢印３６で示す音
響波Ａを考察する。音響波Ａは部分的に反射されて、段
１６2 から段１６1 に進行する音響波（図２には示さ
ず）を形成する。同様に、音響波Ｃは段１６1 で部分的
に反射され、段１６2 に向って進む波を形成する。段１
６1 及び１６2 は同数の等量反射フィンガ１４及び１５
を持ち、これら２つの部分反射は左右対称に同位相にあ
る。従って、これらの部分反射は図１０の単一のベクト
ルＲで描くことができる。便宜上、Ｒは正の実軸１２０
に沿って描かれ、他のベクトルの位相はこれに関連して
描かれる。以下の説明では、部分反射の位相が、反射が
段中央３１、３２ではなくて、それらの中点３３で生じ
たとしても同じであると認めることもまた都合がよい。
これは追加往復進行が２×（１／Ｐ）＝Ｐであって、中
心周波数で２ｎπの位相ずれを持つことによる。 【００５５】反射ストリップ２０によって反射された音
響波Ｂ、Ｄは、正及び負の虚軸１２１、１２２に沿って
夫々位置するベクトルＢ及びＤによって描かれる。即
ち、Ｂ及びＤは夫々Ｒから９０°進み、そして遅れる。 【００５６】ブルーミング反射器及び方向性反射器の効
果を組合せて設計を簡素化することができる。このため
には、オフセットλ／８はオフセットλ／８＋δに変更
しなければならない。１段当りＭ個のフィンガを持つ２
段変換器とＮ個のストリップを持つ段間の反射器（inte
r-rung reflector）（但しＮはＭより大である）とを考
察する。段１６1 、１６2 のフィンガは、Ｒと同位相
の、振幅がＭに比例する反射Ｒ F1及びＲ F2を夫々生じ
る。同様に、反射ストリップは、Ｎに比例し、しかし夫
々Ｒから、行路差２（λ／８＋δ）又はπ／２＋θ（但
しθ＝４πδ／λ）に相当する位相角だけ進み、そして
遅れる反射Ｒ R1、Ｒ R2を生じる。反射ストリップとフィ
ンガは等しい幅をもち、開口Ｑ即ち有効音響領域を限定
するフィンガのオーバラップは反射ストリップ長に等し
い。更に、フィンガ及び反射ストリップは同じ金属の、
同じ厚さのもので作られるから、それらは同一反射特性
を持つ。従って、Ｒ F1、Ｒ F2、Ｒ R1、Ｒ R2の振幅は同一
比例定数ｋを持ち、以下の式が成立する。 【００５７】 【数４】 ｜Ｒ F1｜＝｜Ｒ F2｜＝ｋＭ，Ｒと同位相 (A) ｜Ｒ R1｜＝｜Ｒ R2｜＝ｋＮ，Ｒに対し±（π／２＋θ）
の移相 (B) 反射は各フィンガ又は反射ストリップにおいて小さく、
その結果各連続反射は透過振幅を事実上変化させないで
おくものとして、かなりのよい近似で考えることができ
る。このことは反射による寄与の計算を簡単にし、結果
に対して実質的に影響を与えない。 【００５８】ブルーミングと単一指向性を提供する反射
ストリップ配置を提供するためには、ベクトルＲ F1、Ｒ
R1、Ｒ F2、Ｒ R2は、図１０のベクトル図に等価の状態を
作り出すために、同じ大きさで反対方向を向いたベクト
ルＵ、Ｖを夫々生じなければならない。これによって図
１１のベクトル図が描かれる。ここでは、ベクトルＵは
ベクトルＲ F1、Ｒ R1の合力、ベクトルＶはＲ F2、Ｒ R2の
合力である。Ｕ及びＶは図１０のベクトルＢ、Ｄに相当
し、正及び負の虚軸１３１及び１３２に沿って、即ちＲ
に対して＋π／２又は−π／２移相して夫々位置する。
方程式(A) 及び(B) から、図１１に関連して次の式が成
立する。 【００５９】 【数５】 【００６０】従って、１段当りＭ個のフィンガを持つ本
発明のはしご形変換器はそれがＮ個のストリップを持つ
反射器アレイを具備していて、但しＮ＞Ｍであり、その
ストリップはフィンガのオーバラップ部分に寸法的に等
しく、更にそのストリップは変換器フィンガ・パターン
の空間的周期性配置からλ／８＋λθ／４π（θ＝ａｒ
ｃｓｉｎＭ／Ｎ）だけオフセットされるときには、ブル
ーミング特性と単一指向性特性の両方を備える。以上の
説明は２個の段を有する変換器に関するものであるが、
同様に任意の段数を持つ変換器にも適合する。ブルーミ
ングを用いた上述及び既述の配置の利点は、変換器フィ
ンガ及び反射ストリップが全てλ／４の幅を持ってお
り、このことが製造を容易にすることにある。 【００６１】本発明に係る変換器は既述の通りに、フィ
ルタ、好ましくはアンテナ信号を直接受信するいわゆる
フロントエンド・フィルタにおいて用いることができ
る。このことは、局部発振周波数と他の帯域内の種々の
不必要な受信信号との間の積成分（cross product ）に
よってＩＦミクサの各段に生じる帯域内スプリアス信号
を低減するであろう。更に、この変換器は、適正な帯域
幅を持つべく適確な設計がなされるならばＩＦフィルタ
として用いることができる。移動局通信では通常は図８
の曲線ａで表わす性能が適性とされる１ＭＨｚの帯域幅
が求められる。但し、更にそれ以上の狭い帯域幅を要求
する応用もあり、これには他の設計が必要になるであろ
う。ＩＦ（中間周波数）では、挿入損失が低いという本
発明の特性によって、増幅器の段数を減らすことが許さ
れる。更に、低挿入損失及び直線性群遅延特性は、水晶
発振子型のような発振器に使用するための重要な条件で
ある。発振器に用いる場合には、低挿入損失であること
は、先行技術では２個以上のトランジスタを必要とした
のに対して１個のトランジスタで賄うことを可能にする
し、また直線性群遅延は、先行技術ではよくあるスプリ
アス側波帯を除去して直線性周波数変調を行うことを可
能にする。低挿入損失は、特に例えば電池駆動デバイス
のような、低電力消費と最小の増幅度が重視される応用
に有利である。 【００６２】以上の実施例については、λ／８のオフセ
ットを持つ同一の反射器バンク又は図１１に関して説明
したブルーミングと単一指向性の両方を提供する配置を
持つものと等価なものに関して説明を行った。実際に
は、変換器には特別な特性が要求される場合がある。そ
れらの特性の幾例かを以下に列挙する。 【００６３】(1) 各反射器アレイ内での反射ストリップ
長又はオフセットを変化させること。 【００６４】(2) １アレイ当りの反射ストリップ数を変
化させること。 【００６５】(3) 反射ストリップ幅を変化させること。 【００６６】(4) 反射器アレイ・コンプレッサ・デバイ
ス（reflector array compressor device ）での「チャ
ープ（chirp ）」配置のように、反射ストリップの空間
的周期性を変化させること。 【００６７】(5) 上記の第(1) 項〜第(4) 項のと同様
に、変換器フィンガの配置を変化させること。 【００６８】(6) 上記第(1) 項〜第(5) 項から選択して
組合せること。 【００６９】いずれの場合においても、変換器の応答
は、図１１に関して説明した通り、ベクトル図から計算
することができる。
えばH.Mettews （編）“Surface Wave Filters”, Wile
y 編 1977 年発行に記載された電子フィルタに属する表
面音響波（ＳＡＷ、surface acoustic wave の略）デバ
イスにおいて使用される。典型的な変換器は、圧電基板
上に設けられた導体パターンを含む。この導体は長手方
向に配置された比較的広い幅の平行な２つの接触パッド
（contact pad ）の形状を有しており、これらのパッド
はそれらの間の内側に伸長する狭い幅の側部“フィンガ
（finger、指）”を備える。フィンガは櫛歯形（interd
igitated）即ちすだれ状であり、２つのパッドのフィン
ガがお互いの間に差し込まれるように構成されている。
接触パッド間に与えられるａｃ信号（交流信号）は隣り
合うフィンガ対間において長手方向に出現して、圧電基
板に音響波を励振する。この波はＳＡＷ、ＳＳＢＷ（表
面に沿うバルク波、surface skimming bulk waveの
略）、又はそれ以外の同様の波のいずれでもよい。この
ような変換器は、櫛歯形変換器、即ちＩＤＴ（interdig
ital transducer の略）と称される。 【０００３】ＩＤＴを組込んだ従来のＳＡＷ又はＳＳＢ
Ｗフィルタは小形、安価で、再現性のある受動形、プレ
ーナ形の素子であり、１０ＭＨｚ及至１ＧＨｚ又はそれ
以上の周波数範囲をカバーし、群遅延（group delay ）
及び阻止帯域除去特性に優れている。しかし乍ら、従来
のＳＡＷ又はＳＳＢＷ用のＩＤＴが両方向性であるこ
と、即ち変換器が２つのお互いに反対の方向に向う音響
波を発生することは公知である。従って、２つのＩＤＴ
を組み込んだ従来のＳＡＷフィルタでは、送波変換器に
よって発生した信号の一部は受波変換器を指向しないの
で、６ｄＢの挿入損失を有する。更にデバイス内での音
響波の多重通路（multiple passage）から生じるトリプ
ル・トランジット信号（triple transit signal ）とし
て知られるスプリアス信号が発生する。好ましくないト
リプル・トランジット信号を抑制するための標準設計の
装置では通常、挿入損失が２０ｄＢに増加する。 【０００４】ＳＡＷフィルタの挿入損失を低減するため
に多くの方法が提案されてきた。これらの方法では、多
数ストリップ形結合器をベースとする単一指向特性ＩＤ
Ｔ（Marshall等、Electronics Letters 1971，7, 312-3
14ページ）、２ポート共振器（F.G. Marshall, Proc. 1
975 IEEE Ultrasonics Symposium 290-292ページ）、多
相ＩＤＴ（Rosenfeld 等、Proc. 28th Annual Frequenc
y Control Symposium299-303 ページ）、櫛歯形ＩＤＴ
（M. F. Lewis, Proc. 1982 IEEE UltrasonicSymposium
12-17 ページ）、等が使用される。これら従来技術の
デバイスは、基板面積が大きい、製造が複雑である、整
合回路が複雑である、実現できるフィルタ特性の範囲が
狭い、等の種々の欠点を１つ以上有している。 【０００５】更に、Hartman 等（Proc. 1982 IEEE Ultr
asonics Symposium 40-45 ページ）により、変換器フィ
ンガの中心に関して空間周期性からλ／８（λ＝基本波
長）だけオフセットした素子を有する重畳した反射器ア
レイ（reflector array ）が設けられたＩＤＴも提案さ
れている。このデバイスを製造するには、先ず圧電基板
にアルミニウムを蒸着して公知の櫛歯形フィンガ配置を
形成し、次に第２金属蒸着工程によって金の反射器アレ
イを形成する。この反射器アレイは、２つのお互いに反
対の方向に向うＳＡＷの発生に帰因する３ｄＢのＩＤＴ
の双方向性損失を低減する。この反射器アレイは、不要
な逆方向波を弱めることに基づいて所要の順方向波を強
めるような干渉を生じさせる。しかし乍らこのＩＤＴの
欠点は、変換器フィンガと反射器アレイとを設けるため
に２つの蒸着工程が必要なこと、及び所望の波干渉を生
じさせるにはフィンガとアレイとの慎重な位置合せが必
要なことである。 【０００６】本発明の目的は、従来技術に代替し得る単
一指向性の音響変換器を提供することにある。 【０００７】本発明によれば、圧電基板上に設けられた
２つの導電性の接触パッドと、少なくとも１つの反射素
子と、該接触パッドから該接触パッド間の内側へと該少
なくとも１つの反射素子の両側に伸長する複数の櫛歯型
の側部フィンガとを具備する所与の動作周波数帯域で動
作する実質的に単一指向性の音響波変換器であって、前
記少なくとも１つの反射素子は変換器フィンガの中心か
ら実質的にｎλ／４（λは変換器中心周波数に対応する
波長、ｎは奇数の整数を表す）オフセットした位置には
なく、該少なくとも１つの反射素子は、前記動作周波数
帯域の周波数の交流信号が該接触パッド間に与えられ、
圧電基板に２つの互いに反対の方向に伝搬する音響波を
励振すると、該２つの互いに反対の方向の内の第１の方
向に伝搬しそして該少なくとも１つの反射素子を透過せ
しめられる音響波が、該少なくとも１つの反射素子によ
って反射される音響波と強めあうように干渉させられて
該２つの互いに反対の方向の内の該第１の方向において
強められ、そして該２つの互いに反対の方向の内の第２
の方向に伝搬しそして該少なくとも１つの反射素子を透
過せしめられる音響波が、該少なくとも１つの反射素子
によって反射される音響波と弱めあうように干渉させら
れて該２つの互いに反対の方向の内の該第２の方向にお
いて弱められて、前記動作周波数帯域において実質的に
単一指向性変換器特性を与えるように位置決めされてい
ると共に、該複数の側部フィンガ及び該少なくとも１つ
の反射素子は同一の不連続な導電材料により形成されて
いることを特徴とする実質的に単一指向性の音響波変換
器が提供される。 【０００８】本発明によれば、従来技術のように相互の
位置合せを必要とする２回の金属蒸着工程を必要とする
こと無く、１回の金属蒸着工程によって変換器フィンガ
及び反射器アレイを基板上に設けることができるとの効
果を有する。 【０００９】ブルーミングによって改善された両方向性
特性を獲得する目的のはしご形変換器は公知のものであ
り、それは変換器フィンガに関する半波長周期性からの
λ／４オフセットを用いるものである。ヨーロッパ特許
公開公報第EP-A-0,057,555号を参照されたい。変換器ブ
ルーミングについては後述する。 【００１０】本発明に係る変換器は、２個以上の段を有
し、各段間の空間は平行なストリップから成る夫夫の反
射器アレイによって占有されることができる。各ストリ
ップは、変換器フィンガの中心から半波長の整数倍だけ
離間した各位置から実質的にλ／８だけオフセットされ
ることができる。但し、λは変換器の基本周波数に対応
する波長である。変換器は段の外部に設けられた付加的
な平行する反射器ストリップを備えることができる。こ
の変換器フィンガの長さ及び反射器ストリップの長さ又
はそのいずれかは、所望の変換器特性を得るべく重み付
けをされることができる。 【００１１】また、この変換器は、お互いの方向に向う
か又は遠去かる音響波を送波し受波するべく、同様の基
板上に配置されることができ、前者の配置は帯域通過フ
ィルタを構成し、後者は帯域阻止フィルタを構成する。 【００１２】更に、この変換器には、不要音響波を吸収
するための音響波吸収器が変換器の基板に設けられても
よい。 【００１３】更に、この変換器は、空間的に周期性であ
る、即ち一定間隔ずつ離間した段を有するか、又はその
代りに非周期性であるか又は可変の周期性を有するかの
いずれであってもよい。 【００１４】この変換器は、方形波のサンプルド・フー
リエ変換（sampled Fourier transform ）に従って変化
する重み付けのされたフィンガ・オーバラップを有し、
そして零オーバラップに該当する部分に位置する反射器
を有していてもよい。かかる２つの変換器が、帯域通過
又は帯域阻止フィルタを構成するべく基板上に形成され
てもよい。 【００１５】本発明が十分に理解されるように添付図面
を参照して例示に過ぎない実施例を以下に説明する。 【００１６】図１は、ＳＡＷフィルタを形成するべく配
置された本発明の２つの音響変換器１０の概略図であ
る。この図は一定の比例に応じて描かれたものではな
い。各変換器１０は、上下に各１つの広い幅の２つの長
手方向の接触パッド１１、１２を有する。上部パッド１
１は、内側に伸長する狭い幅の複数のフィンガの複数の
対１４を有しており、下部パッド１２は、１つずつ離間
したフィンガ１５を有する。パッド１１、１２とフィン
ガ１４、１５とは、圧電基板（図示せず）に対してアル
ミニウム蒸着とホトリソグラフィ（photolithography）
とを順次行うことによって形成される。フィンガ１４、
１５は櫛歯形で、お互いに組合わせて配置されており、
一定間隔ずつ離間したフィンガ・グループ１６を形成し
ている。フィンガ・グループ１６は、接触パッド１１、
１２を支柱とするはしごの段（rung）を構成すると考え
ることができる。このようにはしごに似た形状を有する
ので、符号１０の如き形状の変換器は当業界で一般には
しご形変換器と称される。接触パッド１１と１２との間
に与えられるａｃ信号は、隣り合う任意の２つのフィン
ガ１４、１５即ちフィンガ対（finger pair ）の間で長
手方向に出現して、圧電基板に音響波を発生させる。こ
のように当業界では、フィンガ対なる用語は、各接触パ
ッドから１つずつ伸長する隣り合う２つのフィンガを意
味する（１つのパッドから伸長する“スプリット・フィ
ンガ（split finger、分割フィンガ）”ではない）。 【００１７】変換器１０は段間のスペース（inter-rung
space）１７を有しており、該スペースには、反射器ア
レイ１８が設けられている。各変換器１０は隣接変換器
とは反対側に別の反射器アレイ１９を有する。各反射器
アレイ１８、１９は狭い幅の５つの反射素子である反射
ストリップ２０を含む。各ストリップ２０の幅はλ／４
であり、隣り合うストリップ間の間隙もまたλ／４であ
る。λはフィルタの中心周波数に対応する音響波長であ
る。従って、隣り合うストリップ２０の中心間距離はλ
／２である。λは１つの変換器に沿って変化すること及
び基板の金属被覆領域と未被覆領域とでは異なる値を有
することに注意されたい。これは当業界ではよく知られ
ており、実際にはλは平均値である。各変換器１０の反
射器アレイ１８、１９は別の変換器を指向するＳＡＷ伝
搬を強め、逆方向のＳＡＷ伝搬を弱めるように構成され
ている。このことは、後述する如く１つの方向では強め
合う干渉が生じ、別の方向では弱め合う干渉が生じるよ
うに、反射器アレイ１８、１９を位置決めすることによ
って達成される。 【００１８】次に図２は、はしご形変換器１０の一セク
ション３０をより詳細に示す。この図もまた一定の比率
に応じて描かれたものではなく、また図１と等価の部分
は同じ参照符号で示されている。分り易いように、反射
素子である反射ストリップ２０は１個だけを示す。セク
ション３０は図１の左側の変換器１０に対応する。セク
ション３０は２つのフィンガ・グループ１６1 、１６2
を有しており、各グループの中心は夫々点線３１、３２
で示される。点線３３は中心３１と３２との間の中点を
示す。中心３１と３２との間の距離、即ち段間の周期は
Ｐである。但し、Ｐ＝２ｎλで、ｎは整数、λは前記に
定義した波長である。変換器のセクション３０は、矢印
３４で示すアパーチャＱを有しており、アパーチャＱは
隣り合うフィンガ１４と１５とのオーバーラップによっ
て与えられる。Ｑは５０λ乃至１００λのオーダーであ
り得る。反射ストリップ２０は点線３５で示すようにフ
ィンガ・グループの中点即ち段の中心３１と３２との中
点３３からλ／８だけオフセットして配置される。別の
反射ストリップ（図１参照）は、その中心がストリップ
２０の中心からλ／２ずつ離間して配置される。 【００１９】フィンガ・グループ１６1 によって発生せ
しめられて右向きに伝搬する音響波は、矢印３６、３７
によって示す部分Ａ、Ｂを含む。部分Ａは反射ストリッ
プ２０を透過し、部分Ｂは反射ストリップ２０によって
反射される。フィンガ・グループ１６2 によって発生せ
しめられて左向きに伝搬する音響波は、矢印３８、３９
によって示す部分Ｃ、Ｄを含む。部分Ｃはストリップ２
０を透過し、部分Ｄはストリップ２０によって反射され
る。 【００２０】図１及び図２のフィルタは以下の如くに動
作する。周期性反射器から成る音響反射器アレイ１８
は、相反性、対称性の２ポート・ジャンクション(two-p
ort junction、２端子対接続) を構成する。ジャンクシ
ョン損失が存在しないときは、アレイの片側、即ち片方
のポートに入射する単位振幅の波は、反射器アレイの中
心に関してお互いに９０°の位相差を有する透過振幅Ｓ
12と反射振幅Ｓ11とを生じる。この結果はIEEE 1983 SU
-30 55-57 ページにM. F. Lewis が記載しているような
３ポートの場合に関する解析と同様の解析によって推論
し得る。反射器アレイの片側から入射する単位振幅波
は、両側から入射する波の対称及び逆対称（antisymmet
ry）の結合に変換される。 【００２１】即ち、 【００２２】 【数１】 【００２３】である。 【００２４】このような特定の直交結合が選択されるの
は、これらの結合が対称又は逆対称のジャンクションに
よって互いに結合されないからである。 【００２５】従って、各振幅は最大強度で生じるが位相
差を伴なう。即ち 【００２６】 【数２】 【００２７】は、 【００２８】 【数３】 【００２９】として生じる。 【００３０】従って、｜ａ｜＝｜ｂ｜のとき（ａ＋ｂ）
と（ａ−ｂ）とのスカラー積がゼロになるので、Ｓ11＝
（ａ＋ｂ）とＳ12＝（ａ−ｂ）とが直交し、９０°の位
相差を有する。 【００３１】透過波及び反射波間、即ちＡ及びＢ間、Ｃ
及びＤ間のπ／２の位相差以外にも、各反射ストリップ
２０がフィンガ・グループの中心３１又は３２からλ／
２の整数倍だけ離れた位置に対してλ／８だけオフセッ
トしているために、更に２×λ／８即ちλ／４、換言す
ればπ／２の位相差が同一方向に伝搬する透過波及び反
射波間、即ちＡ及びＤ間、Ｂ及びＣ間に生じる。この位
相差は一方向に伝搬する音波間の位相差に付加され、他
方向に伝搬する音波間の位相差から差引かれる。ここで
はこれらの付加又は相殺の行われる方向を規定しない
が、いずれか一方向には強めあう即ち付加的干渉が、他
方向には弱めあう即ち相殺的干渉が存在し、各変換器１
０はそれに応じて単一指向特性即ち一方向性特性を示
す。変換器の段１６1 及び１６2 での反射はここでは無
視し、後で考察する。 【００３２】変換器１０は相互間で音響波の送受を行う
ように構成されている。これらの変換器は単一指向特性
を有するために、受波変換器から離れていく望ましくな
い音響波の発生が大幅に低下し、その結果図１のフィル
タ配置によって生じる挿入損失が大幅に減少する。 【００３３】これら変換器１０の単一指向性はストリッ
プ２０の反射メカニズムとは無関係である。これらの特
性はマス・ローディング(mass-loading)、局在的効果(t
opographical effects) 、圧電短絡（piezoelectric sh
orting）又はこれらを組合わせた効果によるＳＡＷデバ
イスでの反射に対して認められる。 【００３４】反射ストリップ２０に無視し得ないような
損失があるとλ／８のオフセット状態は変化するが、す
ると該変換器又は該変換器を具備するデバイスは低損失
を示すことにはならない。従って実際にはどのデバイス
でもオフセットは実質的にλ／８、即ち殆どλ／８に等
しく、又は後述の如く単一指向特性とブルーミング（bl
ooming）との双方を考慮した反射器配置の場合と等価で
ある。 【００３５】反射ストリップ２０は段間のスペース１７
内又は各変換器１０に隣接して配置されるため、先行技
術のように変換器のフィンガを反射器と重ね合せる必要
はない。従ってフィンガと反射器とを単一の金属蒸着プ
ロセスで配置することができ、フィンガ・パターンをこ
れに続く反射器パターンと調心的に重ね合せるという、
困難でコスト高につながる作業は不要になる。更に、反
射ストリップは相互に且つ変換器に対して電気的に絶縁
し得るし、或いは一緒に短絡し得るし、且つ個々の装置
で性能を最適化するのに適しているとして必要とされれ
ば接地することもできる。先行技術では金の反射器が変
換器フィンガに対し電気的に短絡され、前述の如き処理
は不可能である。 【００３６】本発明によれば、段間の反射器を任意の従
来形のフィンガ・グループ即ち段を持つはしご形変換器
と共に使用し得る。一定の比率に応じて描かれたもので
はない図３、図４、図５には、３種の形態のフィンガ・
グループが夫々符号４０、５０、６０で示されている。
フィンガ・グループ４０は、フィンガが１つずつ交互に
咬み合う(oneinto one) 形のグループである。各接触パ
ッド４１は内側に伸長する幅λ／４のフィンガ４２を２
個有している。一方のパッドのフィンガと他方のパッド
のフィンガとの間の各間隙、例えば４３もλ／４であ
り、フィンガの中心はお互にλ／２だけ離間している。
該フィンガ・グループ４０の隣には従来形の反射防止ス
トリップ又はブルーミング・ストリップ４４が配置され
ている。これらストリップ４４は幅及び相互間隙がλ／
４であり、λ／２のフィンガ中心相互間距離を以て空間
的に周期的に繰り返えされる変換器フィンガ・パターン
から±λ／４だけオフセットされる。（フィンガ４２の
個数によっては、即ちフィンガ・グループからの反射の
強さによっては、反射器４４を省略し得ることもあ
る。） フィンガ・グループ５０は５２の如き内側に伸長するス
プリット・フィンガを持つ接触パッド５１を備えてい
る。本発明では反射器アレイ（図示せず）をスプリット
・フィンガの各内部間隙５４の中心５３に関して配置す
る。隣接中心部５３相互間の間隔はλ／２であり、各フ
ィンガ５２の幅及び内部間隙５４はλ／８である。スプ
リット・フィンガは変換器作動周波数において反射が生
じるのを阻止する性質を有している。 【００３７】フィンガ・グループ６０は、２つ１単位の
フィンガと１つ１単位のフィンガとが交互に咬み合う
（two into one）形のグループであって、第１接触パッ
ド６１が内側に伸長するフィンガ６２を１段当り４個有
し、第２接触パッド６３が２個のフィンガ６４を備えて
いる。フィンガ幅及び間隙はλ／６である。 【００３８】特定の性質を持つ変換器を得るのに必要で
あれば、図３、図４、図５のフィンガ・パターンは側方
へと伸長して、より大きなフィンガ・グループにするこ
ともできる。 【００３９】一定のフィンガ・オーバーラップを有する
４０、５０又は６０の如き変換器に加えて、特定の変換
器特性を得るべく先行技術で使用されているようなフィ
ンガ長重み付け（weighting ）を用いてもよい。特に、
フィルタ通過帯域の特性を向上させ且つ側波帯を縮小さ
せるには、フィンガ・オーバーラップと整相（phasing
）とをフーリエ変換に従ってフィルタ変換器に沿って
変化させることができる。このような変換器を図６に示
す。変換器７０は接触パッド７１と、７２の如き櫛歯形
のフィンガとを有する。フィンガ・オーバラップ（重み
付け）及び整相は、矩形即ち方形関数ｆ（ｘ）、例えば
ｘ1 ≦ｘ≦ｘ2 の時ｆ（ｘ）＝定数であり、他の場合は
ｆ（ｘ）＝０であるような関数のフーリエ変換に従い、
可能な限り近似するように配置される。隣接し合うフィ
ンガは大部分が異なる接触パッド７１から交互に１つず
つ伸長するが、４つの部分７３では、２つのフィンガが
同一の接触パッドから伸長する。これは方形フィルタ通
過帯域におけるsin ｘ／ｘフーリエ変換関数の隣接ロー
ブ（lobe）間の位相反転に該当する。本発明に従って変
換器７０は単一指向性を得るべく関連する反射ストリッ
プ（図示せず）を具備する筈のものであり、この種の変
換器を２つ備えるフィルタがほぼ方形の通過帯域を有し
得る。例えば変換器７０は、反射ストリップを収容する
空間を提供するべく「サンプリング」される（間引きさ
れる）、即ちフィンガを省略されることができる。有利
には、フィンガ・オーバーラップが零である領域７３の
フィンガを省略するとよい。 【００４０】変換器には更に、望ましくない音響波を減
衰させるべく圧電基板上に吸収材を使用することもでき
る。 【００４１】図７には、ニオブ酸リチウム圧電基板上に
本発明の２個のはしご形変換器８１1 、８１2 を設けた
ＳＡＷフィルタ８０が示されている。これら変換器は表
示上の都合から実際のデバイスよりやや狭い間隔で図示
されている。変換器８１1 及び８１2 は上部接触パッド
８２1 及び８２2 と、下部接触パッド８３1 及び８３ 2
と、段８４1 及び８４2 の如き段を１０個と、８５1 及
び８５2 の如き段間の反射器アレイとを有している。段
８４には８６の如きスプリット・フィンガが５個含まれ
ており（図４参照）、各段毎に３個のスプリット・フィ
ンガが上部接触パッド８２から伸長し、２個が下部接触
パッド８３から伸長する。アレイ８５の反射ストリッ
プ、例えばストリップ８７は幅及び間隙がλ／４であ
り、従ってストリップ相互間にはλ／２の間隔が開けら
れる。フィルタ中心周波数が１００ＭＨｚの場合には、
λは３４．５μｍである。 【００４２】段から段までの周期、又は段中心相互距離
は、変換器８１1 で８λ、変換器８１2 で１０λであ
る。アレイ８５当りの反射ストリップ数は変換器８１1
が１０個であり、変換器８１2 が１４個である。変換器
８１1 、８１2 は夫々付加的外部反射器アレイ８８1 、
８８2 をも有する。これら反射器アレイはアレイ８５1
及び８５2 の周期的延長部である。 【００４３】反射器アレイ８５1 及び８５2 は段間のス
ペース内の対称位置から夫々右と左へとλ／８ずつオフ
セットしている。このことはフィンガ・グループと反射
器アレイの分離が変換器８１の段８４の両側で異なって
いることから見てとれる。いずれの場合も、このように
他方の変換器の方へオフセットさせると、変換器がＹ−
Ｚニオブ酸リチウムにおいては、お互いの方向に向う単
一指向性を有することになる。即ち、変換器８１は優先
的に相互間で音響波の送受を行うことになる。このよう
な形態を「フェイス・ツー・フェイス（face to fac
e）」配置と称する。（他の圧電材料の場合には、必ず
しもこのようにはならない。何故なら、所定の変換器と
材料とを出力方向に関してテストにかけなければならな
いからである。前述の解析ではこの出力方向については
言及しなかった。）このオフセットによって他方の変換
器から遠去かる方向になれば、バック・ツー・バック
（back to back）配置を選択する。 【００４４】図７は実際のＳＷＡフィルタを拡大したも
のである。該フィルタの実長は反射器アレイ８８1 及び
８８2 の最も外側のストリップ相互間で測定して約７ｍ
ｍであったが、間隙は図面の寸法がほのめかすものより
も少し大きかった。 【００４５】変換器８１については（それが完全であれ
ば）、その分離は極めて臨界的であるというものではな
いが、一方の変換器の反射器アレイは他方の変換器の反
射器アレイの周期的延長部として配置するのが好まし
い。 【００４６】図７のフィルタを比較フィルタと共にテス
トにかけた。この比較フィルタは同一の変換器をバック
・ツー・バック配置にしたものである、即ち反射器アレ
イが他方の変換器から遠去かる方向へλ／８オフセット
したものである。いずれの場合にも、変換器はＹ−Ｚニ
オブ酸リチウム基板上にアルミニウムを蒸着して形成し
た。これらフィルタをＴＯ８容器内に配置した。接触パ
ッドはゴールド・ワイヤ・ボンドを有し厚みが０．１５
μｍであった。各変換器を１００ｎＨの巻線誘導子を用
いてシャント同調（shunt tune、並列共振）させ、５０
オームに達する密な整合（close match ）を得た。 【００４７】テストしたフィルタの性能を図８に３つの
曲線ａ、ｂ、ｃで示す。曲線ａ、ｃはフィルタの減衰を
周波数の関数として示し、夫々フェイス・ツー・フェイ
ス形、バック・ツー・バック形変換器に対応する。１０
０ＭＨｚの基本周波数又は中心周波数は符号９０で示さ
れており、周波数は１目盛０．５ＭＨｚで表わされ、こ
れらの曲線は９７ＭＨｚから１０３ＭＨｚまでの範囲に
亘って示されている。縦座標は１目盛が５ｄＢを表わ
す。曲線ｂはフェイス・ツー・フェイス形フィルタ（曲
線ａはその減衰特性を示す）での群遅延の変化を示す。
その縦座標は１目盛が１μｓを表わし、基線９１では前
記と同じ周波数目盛を表わす。 【００４８】本発明の帯域ＳＡＷフィルタは、中心域９
２即ち通過帯域と、関連する９３の如き副次的極大域を
持つ曲線ａで表わされる特性を示す。該フィルタの挿入
損失測定値は１００ＭＨｚの基本周波数で僅か２．７ｄ
Ｂであった。これと比較してみると、先行技術のＳＡＷ
フィルタの最小理論損失値は約６ｄＢであり、且つ実際
には通常８〜１０ｄＢの整合損失（matched loss）を持
つ。また、９２での帯域リプル（passband ripple ）は
ピーク・ツー・ピーク（peak to peak）で０．５ｄＢよ
り小さく、９４での群遅延は約１μｓであり、リップル
のピーク・ツー・ピークは約０．２μｓである。これら
の値はいずれもＳＡＷフィルタにしては低い値である。 【００４９】変換器の高度の単一指向性は、１００ＭＨ
ｚの基本周波数における曲線ｃの著しい中央最小値９５
によって示される。この最小値９５は挿入損失３１．９
ｄＢであり、又は曲線ａの対応する最大値９２の位置よ
りも凡そ２９ｄＢだけ低い。曲線ｃのフィルタに用いら
れたバック・ツー・バック形変換器は１００ＭＨｚにお
いてお互いに遠去かるものが優勢な音響波を送波し、受
波する。その結果、基本周波数は強く除去される。この
特性は帯域消去フィルタを構成するのに利用することが
できる。 【００５０】テストはさらに曲線ａ、即ちフェイス・ツ
ー・フェイス形フィルタを完全な非同調配置にして行っ
た。結果として、通過帯域、群遅延のリップルはかなり
大きかったとはいえ、挿入損失は僅か３ｄＢに過ぎなか
った。この実施例が示すように、非同調であることに比
較的不感であることは、寸法、コストまたは振動に対す
る感度を最小にする必要がある応用においては重要であ
る。 【００５１】次に図９は、不必要なマルチプル・トラン
ジット信号を減らすために「ブルーミング」される本発
明のはしご形変換器のセクション１００を示す。用語
「ブルーミング」及びこれに類する表現は、反射防止コ
ーティングを持つレンズの光学的ブルーミングとの類推
で使用する。セクション１００は２個の段１０１、１０
２と、中央間隔λ／２を持つ１０４のような３０個の反
射ストリップの中央バンク１０３を持つ。バンク１０５
は全体を示し、バンク１０６は一部分を示す。夫夫の段
１０１、１０２は、上部接触パッド１０９から伸長する
１０８のような６個のフィンガと、下部接触パッド１１
１から伸長する１１０のような７個のフィンガを持つ。
隣接フィンガ対１０８、１１０はλ／２の中央間隔を持
つ。作動時に、上部接触パッド１０９はｒｆ信号（高周
波信号）を伝送し、下部接触パッドは接地される。 【００５２】ブルーミング反射器バンク１０５、１０６
は各々の段１０１、１０２の周期的連続からλ／４だけ
離れている。段１０１、１０２の中央１１２、１１３は
鎖線１１４で示される中点を持つ。更に、別の鎖線１１
５は単一方向性反射器バンク１０３の中心を示し、段間
の中点１１４からλ／８だけ分離乃至オフセットされ
る。 【００５３】セクション１００は単一指向特性と反射防
止特性の両方を持ち、個々の応用に求められる数の段
と、関連する単一指向性反射器及びブルーミング反射器
とを持つことができる。ブルーミング反射器の使用は図
４に示す分割フィンガの代りである。分割フィンガは、
λ／８幅が１μｍ未満である５００ＭＨｚ以上の作動用
としては製造が困難である。図９の構造の魅力は、反射
器と変換器の全てのフィンガが同じ幅λ／４を持つこと
であり、このことは製造に都合がよい。 【００５４】以上の実施例では変換器フィンガでの音響
波の反射は便宜上無視される（図１、図２）か、或いは
分割フィンガ変換器（図４、図７）又はブルーミング
（図９）によって処理された。ここで図１０及び図２を
参照して、フィンガ・グループ１６1 の段からフィンガ
・グループ１６2 の段へと伝搬される矢印３６で示す音
響波Ａを考察する。音響波Ａは部分的に反射されて、段
１６2 から段１６1 に進行する音響波（図２には示さ
ず）を形成する。同様に、音響波Ｃは段１６1 で部分的
に反射され、段１６2 に向って進む波を形成する。段１
６1 及び１６2 は同数の等量反射フィンガ１４及び１５
を持ち、これら２つの部分反射は左右対称に同位相にあ
る。従って、これらの部分反射は図１０の単一のベクト
ルＲで描くことができる。便宜上、Ｒは正の実軸１２０
に沿って描かれ、他のベクトルの位相はこれに関連して
描かれる。以下の説明では、部分反射の位相が、反射が
段中央３１、３２ではなくて、それらの中点３３で生じ
たとしても同じであると認めることもまた都合がよい。
これは追加往復進行が２×（１／Ｐ）＝Ｐであって、中
心周波数で２ｎπの位相ずれを持つことによる。 【００５５】反射ストリップ２０によって反射された音
響波Ｂ、Ｄは、正及び負の虚軸１２１、１２２に沿って
夫々位置するベクトルＢ及びＤによって描かれる。即
ち、Ｂ及びＤは夫々Ｒから９０°進み、そして遅れる。 【００５６】ブルーミング反射器及び方向性反射器の効
果を組合せて設計を簡素化することができる。このため
には、オフセットλ／８はオフセットλ／８＋δに変更
しなければならない。１段当りＭ個のフィンガを持つ２
段変換器とＮ個のストリップを持つ段間の反射器（inte
r-rung reflector）（但しＮはＭより大である）とを考
察する。段１６1 、１６2 のフィンガは、Ｒと同位相
の、振幅がＭに比例する反射Ｒ F1及びＲ F2を夫々生じ
る。同様に、反射ストリップは、Ｎに比例し、しかし夫
々Ｒから、行路差２（λ／８＋δ）又はπ／２＋θ（但
しθ＝４πδ／λ）に相当する位相角だけ進み、そして
遅れる反射Ｒ R1、Ｒ R2を生じる。反射ストリップとフィ
ンガは等しい幅をもち、開口Ｑ即ち有効音響領域を限定
するフィンガのオーバラップは反射ストリップ長に等し
い。更に、フィンガ及び反射ストリップは同じ金属の、
同じ厚さのもので作られるから、それらは同一反射特性
を持つ。従って、Ｒ F1、Ｒ F2、Ｒ R1、Ｒ R2の振幅は同一
比例定数ｋを持ち、以下の式が成立する。 【００５７】 【数４】 ｜Ｒ F1｜＝｜Ｒ F2｜＝ｋＭ，Ｒと同位相 (A) ｜Ｒ R1｜＝｜Ｒ R2｜＝ｋＮ，Ｒに対し±（π／２＋θ）
の移相 (B) 反射は各フィンガ又は反射ストリップにおいて小さく、
その結果各連続反射は透過振幅を事実上変化させないで
おくものとして、かなりのよい近似で考えることができ
る。このことは反射による寄与の計算を簡単にし、結果
に対して実質的に影響を与えない。 【００５８】ブルーミングと単一指向性を提供する反射
ストリップ配置を提供するためには、ベクトルＲ F1、Ｒ
R1、Ｒ F2、Ｒ R2は、図１０のベクトル図に等価の状態を
作り出すために、同じ大きさで反対方向を向いたベクト
ルＵ、Ｖを夫々生じなければならない。これによって図
１１のベクトル図が描かれる。ここでは、ベクトルＵは
ベクトルＲ F1、Ｒ R1の合力、ベクトルＶはＲ F2、Ｒ R2の
合力である。Ｕ及びＶは図１０のベクトルＢ、Ｄに相当
し、正及び負の虚軸１３１及び１３２に沿って、即ちＲ
に対して＋π／２又は−π／２移相して夫々位置する。
方程式(A) 及び(B) から、図１１に関連して次の式が成
立する。 【００５９】 【数５】 【００６０】従って、１段当りＭ個のフィンガを持つ本
発明のはしご形変換器はそれがＮ個のストリップを持つ
反射器アレイを具備していて、但しＮ＞Ｍであり、その
ストリップはフィンガのオーバラップ部分に寸法的に等
しく、更にそのストリップは変換器フィンガ・パターン
の空間的周期性配置からλ／８＋λθ／４π（θ＝ａｒ
ｃｓｉｎＭ／Ｎ）だけオフセットされるときには、ブル
ーミング特性と単一指向性特性の両方を備える。以上の
説明は２個の段を有する変換器に関するものであるが、
同様に任意の段数を持つ変換器にも適合する。ブルーミ
ングを用いた上述及び既述の配置の利点は、変換器フィ
ンガ及び反射ストリップが全てλ／４の幅を持ってお
り、このことが製造を容易にすることにある。 【００６１】本発明に係る変換器は既述の通りに、フィ
ルタ、好ましくはアンテナ信号を直接受信するいわゆる
フロントエンド・フィルタにおいて用いることができ
る。このことは、局部発振周波数と他の帯域内の種々の
不必要な受信信号との間の積成分（cross product ）に
よってＩＦミクサの各段に生じる帯域内スプリアス信号
を低減するであろう。更に、この変換器は、適正な帯域
幅を持つべく適確な設計がなされるならばＩＦフィルタ
として用いることができる。移動局通信では通常は図８
の曲線ａで表わす性能が適性とされる１ＭＨｚの帯域幅
が求められる。但し、更にそれ以上の狭い帯域幅を要求
する応用もあり、これには他の設計が必要になるであろ
う。ＩＦ（中間周波数）では、挿入損失が低いという本
発明の特性によって、増幅器の段数を減らすことが許さ
れる。更に、低挿入損失及び直線性群遅延特性は、水晶
発振子型のような発振器に使用するための重要な条件で
ある。発振器に用いる場合には、低挿入損失であること
は、先行技術では２個以上のトランジスタを必要とした
のに対して１個のトランジスタで賄うことを可能にする
し、また直線性群遅延は、先行技術ではよくあるスプリ
アス側波帯を除去して直線性周波数変調を行うことを可
能にする。低挿入損失は、特に例えば電池駆動デバイス
のような、低電力消費と最小の増幅度が重視される応用
に有利である。 【００６２】以上の実施例については、λ／８のオフセ
ットを持つ同一の反射器バンク又は図１１に関して説明
したブルーミングと単一指向性の両方を提供する配置を
持つものと等価なものに関して説明を行った。実際に
は、変換器には特別な特性が要求される場合がある。そ
れらの特性の幾例かを以下に列挙する。 【００６３】(1) 各反射器アレイ内での反射ストリップ
長又はオフセットを変化させること。 【００６４】(2) １アレイ当りの反射ストリップ数を変
化させること。 【００６５】(3) 反射ストリップ幅を変化させること。 【００６６】(4) 反射器アレイ・コンプレッサ・デバイ
ス（reflector array compressor device ）での「チャ
ープ（chirp ）」配置のように、反射ストリップの空間
的周期性を変化させること。 【００６７】(5) 上記の第(1) 項〜第(4) 項のと同様
に、変換器フィンガの配置を変化させること。 【００６８】(6) 上記第(1) 項〜第(5) 項から選択して
組合せること。 【００６９】いずれの場合においても、変換器の応答
は、図１１に関して説明した通り、ベクトル図から計算
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＡＷフィルタとして配置した本発明に係る２
個のはしご形変換器を概略的に示す。 【図２】本発明に係る変換器の一セクションを概略的に
示す。 【図３】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図４】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図５】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図６】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図７】本発明に係るはしご形変換器を備える実際のＳ
ＡＷフィルタの拡大図を示す。 【図８】図７の変換器を備えるＳＡＷフィルタの減衰−
周波数特性及び群遅延−周波数特性を示す。 【図９】ブルーミング反射ストリップを備える本発明に
係る変換器の一セクションを示す。 【図１０】図２における音響波伝搬のベクトル図であ
る。 【図１１】反射防止及び単一指向性の両特性を具備する
反射器アレイを持つ本発明に係る変換器における音響波
伝搬のベクトル図である。 【符号の説明】 １０ 変換器 １１、１２ 接触パッド １４、１５ フィンガ １８、１９ 反射器アレイ ２０ 反射ストリップ ８０ ＳＡＷフィルタ ８１1 、８１2 はしご形変換器 ８２1 、８２2 上部接触パッド ８３1 、８３2 下部接触パッド ８４1 、８４2 段 ８５1 、８５2 段間の反射器 １００ はしご形変換器の一セクション １０１、１０２ 段 １０３ 反射ストリップの中央バンク
個のはしご形変換器を概略的に示す。 【図２】本発明に係る変換器の一セクションを概略的に
示す。 【図３】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図４】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図５】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図６】本発明に係る変換器において用いることのでき
る櫛歯形変換器を概略的に示す。 【図７】本発明に係るはしご形変換器を備える実際のＳ
ＡＷフィルタの拡大図を示す。 【図８】図７の変換器を備えるＳＡＷフィルタの減衰−
周波数特性及び群遅延−周波数特性を示す。 【図９】ブルーミング反射ストリップを備える本発明に
係る変換器の一セクションを示す。 【図１０】図２における音響波伝搬のベクトル図であ
る。 【図１１】反射防止及び単一指向性の両特性を具備する
反射器アレイを持つ本発明に係る変換器における音響波
伝搬のベクトル図である。 【符号の説明】 １０ 変換器 １１、１２ 接触パッド １４、１５ フィンガ １８、１９ 反射器アレイ ２０ 反射ストリップ ８０ ＳＡＷフィルタ ８１1 、８１2 はしご形変換器 ８２1 、８２2 上部接触パッド ８３1 、８３2 下部接触パッド ８４1 、８４2 段 ８５1 、８５2 段間の反射器 １００ はしご形変換器の一セクション １０１、１０２ 段 １０３ 反射ストリップの中央バンク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−129510（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−10724（ＪＰ，Ａ)
特公 昭59−35204（ＪＰ，Ｂ２)
Ｈａｒｔｍａｎｎ 等，Ｐｒｏｃ,
1982 ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｐ．40〜45
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．圧電基板上に設けられた２つの導電性の接触パッド
と、少なくとも１つの反射素子と、該接触パッドから該
接触パッド間の内側へと該少なくとも１つの反射素子の
両側に伸長する複数の櫛歯型の側部フィンガとを具備す
る所与の動作周波数帯域で動作する実質的に単一指向性
の音響波変換器であって、前記少なくとも１つの反射素
子は変換器フィンガの中心から実質的にｎλ／４（λは
変換器中心周波数に対応する波長、ｎは奇数の整数を表
す）オフセットした位置にはなく、該少なくとも１つの
反射素子は、前記動作周波数帯域の周波数の交流信号が
該接触パッド間に与えられ、圧電基板に２つの互いに反
対の方向に伝搬する音響波を励振すると、該２つの互い
に反対の方向の内の第１の方向に伝搬しそして該少なく
とも１つの反射素子を透過せしめられる音響波が、該少
なくとも１つの反射素子によって反射される音響波と強
めあうように干渉させられて該２つの互いに反対の方向
の内の該第１の方向において強められ、そして該２つの
互いに反対の方向の内の第２の方向に伝搬しそして該少
なくとも１つの反射素子を透過せしめられる音響波が、
該少なくとも１つの反射素子によって反射される音響波
と弱めあうように干渉させられて該２つの互いに反対の
方向の内の該第２の方向において弱められて、前記動作
周波数帯域において実質的に単一指向性変換器特性を与
えるように位置決めされていると共に、該複数の側部フ
ィンガ及び該少なくとも１つの反射素子は同一の不連続
な導電材料により形成されていることを特徴とする実質
的に単一指向性の音響波変換器。 ２．該変換器は第２の同様な変換器に隣接して配置され
た第１変換器であり、両変換器は第１変換器が第２変換
器に向かうか又は遠離る音響波を送出するように配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の音響波変換
器。 ３．該複数の側部フィンガは可変の空間的周期性を持っ
ていることを特徴とする請求項１に記載の音響波変換
器。 ４．該複数の側部フィンガは重み付けのされたフィンガ
・オーバラップを有するように配置されていることを特
徴とする請求項１に記載の音響波変換器。 ５．該複数の側部フィンガは、可変の空間的周期性およ
び重み付けのされたフィンガ・オーバラップを有するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
音響波変換器。 ６．該少なくとも１つの反射素子は該側部フィンガおよ
び該接触パッドから電気的に分離されていることを特徴
とする請求項１に記載の音響波変換器。 ７．該少なくとも１つの反射素子は接地されていること
を特徴とする請求項１に記載の音響波変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB838327551A GB8327551D0 (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Acoustic transducer |
| GB8327551 | 1983-10-14 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201726A Division JP2984523B2 (ja) | 1983-10-14 | 1993-08-13 | 音響波変換器の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11173195A Division JP2000059170A (ja) | 1983-10-14 | 1999-06-18 | 音響波変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107261A JPH09107261A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3345609B2 true JP3345609B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=10550198
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59216027A Expired - Lifetime JPH0736501B2 (ja) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | 音響変換器 |
| JP5201726A Expired - Lifetime JP2984523B2 (ja) | 1983-10-14 | 1993-08-13 | 音響波変換器の製造方法 |
| JP19378396A Expired - Lifetime JP3345609B2 (ja) | 1983-10-14 | 1996-07-23 | 音響波変換器 |
| JP11173195A Pending JP2000059170A (ja) | 1983-10-14 | 1999-06-18 | 音響波変換器 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59216027A Expired - Lifetime JPH0736501B2 (ja) | 1983-10-14 | 1984-10-15 | 音響変換器 |
| JP5201726A Expired - Lifetime JP2984523B2 (ja) | 1983-10-14 | 1993-08-13 | 音響波変換器の製造方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11173195A Pending JP2000059170A (ja) | 1983-10-14 | 1999-06-18 | 音響波変換器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4642506A (ja) |
| EP (1) | EP0140618B1 (ja) |
| JP (4) | JPH0736501B2 (ja) |
| DE (1) | DE3484786D1 (ja) |
| GB (1) | GB8327551D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007124439A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Epson Toyocom Corp | 弾性表面波素子片および弾性表面波デバイス |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870312A (en) * | 1987-02-19 | 1989-09-26 | Hazeltine Corporation | Surface wave device having anti-reflective shield |
| JPH01157109A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Hitachi Ltd | 弾性表面波共振器 |
| US4945354A (en) * | 1988-11-25 | 1990-07-31 | Gte Products | Spurious signal correction for surface acoustic wave (SAW) security devices |
| US5023605A (en) * | 1988-11-25 | 1991-06-11 | Gte Laboratories, Inc. | Patterned transducer apparatus for correcting spurious signals in said devices |
| US5264751A (en) * | 1989-10-20 | 1993-11-23 | Thomson-Csf | Unilateral surface wave transducer |
| FR2653632B1 (fr) * | 1989-10-20 | 1991-12-20 | Thomson Csf | Transducteur d'ondes de surface unidirectionnel. |
| GB2259818B (en) * | 1991-09-17 | 1995-08-16 | Racal Mesl Ltd | Surface acoustic wave (saw) ladder transducer |
| US5313177A (en) * | 1992-04-06 | 1994-05-17 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for an acoustic wave filter |
| US5274345A (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-28 | Andersen Laboratories | Dual function reflector structures for interdigital saw transducer |
| JPH06260873A (ja) * | 1993-03-03 | 1994-09-16 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波フィルタ装置 |
| FR2702899B1 (fr) † | 1993-03-19 | 1995-05-12 | Thomson Csf | Transducteur à ondes de surface à réflexion acoustique distribuée et filtre comportant un tel transducteur. |
| JP3307455B2 (ja) * | 1993-03-22 | 2002-07-24 | 日本碍子株式会社 | 弾性表面波フィルタ装置 |
| JPH0722889A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | 弾性表面波変換器 |
| US5325704A (en) * | 1993-11-22 | 1994-07-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Surface acoustic wave (SAW) chemical multi-sensor array |
| US5600287A (en) * | 1994-02-03 | 1997-02-04 | Motorola, Inc. | Acoustic wave filter with reduced bulk-wave scattering loss, ladder filter incorporating same and method |
| JP3484237B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2004-01-06 | 日本碍子株式会社 | 弾性表面波デバイス |
| US5663695A (en) * | 1994-10-31 | 1997-09-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Surface acoustic wave filter device and transducer therefor |
| JP3268179B2 (ja) | 1995-11-08 | 2002-03-25 | 正男 竹内 | 弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた弾性表面波フィルタ |
| US6172582B1 (en) | 1996-02-20 | 2001-01-09 | Cts Corporation | Saw resonator and ladder filter with specified number of reflector electrode fingers |
| JPH10135765A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-05-22 | Nec Corp | 一方向性弾性表面波フィルタ |
| US6147574A (en) * | 1997-11-20 | 2000-11-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Unidirectional surface acoustic wave transducer and transversal-type saw filter having the same |
| JP3266846B2 (ja) * | 1998-01-20 | 2002-03-18 | 東洋通信機株式会社 | 反射反転型弾性表面波変換器及びフィルタ |
| JP3695353B2 (ja) | 2000-11-17 | 2005-09-14 | 株式会社村田製作所 | トランスバーサル型弾性表面波フィルタ |
| DE10111959B4 (de) * | 2001-03-13 | 2014-11-20 | Epcos Ag | Mit akustischen Wellen arbeitende Wandlerstruktur |
| US6534896B2 (en) * | 2001-05-15 | 2003-03-18 | Nortel Networks Limited | Spatial harmonic transducers for surface wave devices |
| JP4765396B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2011-09-07 | エプソントヨコム株式会社 | トランスバーサル型弾性表面波フィルタ |
| US7952482B2 (en) * | 2005-08-25 | 2011-05-31 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Surface acoustic wave coding for orthogonal frequency coded devices |
| FR2917918B1 (fr) * | 2007-06-19 | 2010-03-12 | Senseor | Resonateur a ondes de surface a resonance parasite reduite |
| US9128567B2 (en) * | 2012-11-20 | 2015-09-08 | Elo Touch Solutions, Inc. | Segmented waveguide core touch sensor systems and methods |
| US11353567B2 (en) * | 2019-02-22 | 2022-06-07 | Semiconductor Components Industries, Llc | Ultrasonic sensor having edge-based echo detection |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3866154A (en) * | 1973-12-03 | 1975-02-11 | Westinghouse Electric Corp | Broadband unidirectional surface wave transducer |
| JPS5715519A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Elastic surface wave device |
| JPS5738017A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-02 | Fujitsu General Ltd | Unidirectional saw energizing device |
| US4353046A (en) * | 1980-11-04 | 1982-10-05 | R F Monolithics, Inc. | Surface acoustic wave device with reflectors |
| JPS57103420A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-28 | Toko Inc | Grouped unidirectional surface acoustic wave transducer |
| US4384228A (en) * | 1980-12-18 | 1983-05-17 | Hewlett-Packard Company | Acousto-electric transducer |
| DE3267639D1 (en) * | 1981-02-04 | 1986-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave device |
| JPS57129510A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave device |
| JPS57184316A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Hitachi Ltd | Surface acocustic wave device |
| JPS5935204A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-25 | Fanuc Ltd | 誤差補正装置 |
-
1983
- 1983-10-14 GB GB838327551A patent/GB8327551D0/en active Pending
-
1984
- 1984-10-11 EP EP84306956A patent/EP0140618B1/en not_active Expired
- 1984-10-11 DE DE8484306956T patent/DE3484786D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-10-12 US US06/660,234 patent/US4642506A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-10-15 JP JP59216027A patent/JPH0736501B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5201726A patent/JP2984523B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-23 JP JP19378396A patent/JP3345609B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-06-18 JP JP11173195A patent/JP2000059170A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｈａｒｔｍａｎｎ 等，Ｐｒｏｃ，１９８２ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｐ．４０〜４５ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007124439A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Epson Toyocom Corp | 弾性表面波素子片および弾性表面波デバイス |
| JP4548305B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2010-09-22 | エプソントヨコム株式会社 | 二重モード弾性表面波フィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3484786D1 (de) | 1991-08-14 |
| JP2000059170A (ja) | 2000-02-25 |
| JPH0697756A (ja) | 1994-04-08 |
| EP0140618A3 (en) | 1986-03-12 |
| JP2984523B2 (ja) | 1999-11-29 |
| JPH09107261A (ja) | 1997-04-22 |
| JPH0736501B2 (ja) | 1995-04-19 |
| GB8327551D0 (en) | 1983-11-16 |
| EP0140618B1 (en) | 1991-07-10 |
| US4642506A (en) | 1987-02-10 |
| EP0140618A2 (en) | 1985-05-08 |
| JPS60123123A (ja) | 1985-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3345609B2 (ja) | 音響波変換器 | |
| US3961293A (en) | Multi-resonant surface wave resonator | |
| US5646584A (en) | Saw filter including electrodes of opposing polarity | |
| EP0981857B1 (en) | Surface wave balun resonator filter | |
| US4044321A (en) | Surface acoustic wave band pass filtering | |
| US5661444A (en) | Multi-channel, narrow-band saw filter | |
| JPS6223490B2 (ja) | ||
| US5426339A (en) | Surface acoustic wave devices with mode changing characteristics | |
| US5663696A (en) | Saw filter with wave reflections and phase differences | |
| US3870975A (en) | Surface wave transducer with reduced reflection coefficient | |
| US5349260A (en) | Two track surface wave arrangement with improved selection property | |
| US5670920A (en) | Multi-track SAW filter with reflectors and reversed polarity IDT connections | |
| EP1207621B1 (en) | Transversal surface acoustic wave filter | |
| US4513261A (en) | Low-loss acoustic wave filter device | |
| KR960005384B1 (ko) | 넓은 대역에 대한 소정 통과대역 특성과 적은 삽입손실을 갖는 대역 필터용 표면 탄성파 장치 | |
| US3801937A (en) | Acoustic pulse compression weighting filter transducer | |
| US4370633A (en) | Acoustic wave bandpass electrical filters | |
| KR100308867B1 (ko) | 1방향성탄성표면파트랜스듀서및이를구비한트랜스버셜형saw필터 | |
| US4325037A (en) | Acoustic wave filter | |
| SU1039017A1 (ru) | Фильтр на поверхностных акустических волнах | |
| JPH03112210A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| RU1815795C (ru) | Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с малыми вносимыми потер ми | |
| JP2000209062A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPH056805B2 (ja) | ||
| GB2288937A (en) | Saw filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990223 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |