JP3414373B2

JP3414373B2 - 弾性表面波装置

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Publication number: JP3414373B2
Application number: JP2000242884A
Authority: JP
Inventors: 始神藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: US20020033650A1; KR100397743B1; US6960866B2; KR20020010511A; CN1162963C; TW511334B; DE10136305A1; US6841918B2; JP2002111429A; US20050088058A1; SG109454A1; GB2368987A; CN1338821A; US20050088057A1; GB0117038D0; DE10136305B4

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば共振子やフ
ィルタ等に用いられる弾性表面波装置に関し、より詳細
には、一方向性インターデジタルトランスデューサや分
散反射型反射器として用いられる非対称ダブル電極を有
する弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波フィルタに代表される弾性表
面波装置は、移動体通信機器や放送機器などに幅広く用
いられている。特に、小型であり、軽量であり、チュー
ニングが不要であり、製造が容易であるため、弾性表面
波装置は、携帯通信機器用電子部品として好適である。

【０００３】弾性表面波フィルタは、その構造により、
トランスバーサル型フィルタと共振器型フィルタとに大
別される。一般に、トランスバーサル型フィルタは、
群遅延偏差が小さいこと、位相直線性が良好であるこ
と、重み付けによる帯域設計の自由度が大きいことな
どの利点を有する。しかしながら、トランスバーサル型
フィルタは挿入損失が大きいという欠点があった。

【０００４】弾性表面波フィルタで用いられているイン
ターデジタルトランスデューサ（以下、ＩＤＴと略
す。）は、ＩＤＴの両側に、すなわち双方向に等しく弾
性表面波を送受信する。例えば、所定距離を隔てて２個
のＩＤＴが配置されているトランスバーサル型フィルタ
では、一方のＩＤＴから送信された弾性表面波の半分
が、他方のＩＤＴで受信されるが、該一方のＩＤＴから
他方のＩＤＴとは反対側に伝搬する表面波が損失とな
る。この損失は、双方向性損失と呼ばれており、該双方
向性損失は、トランスバーサル型フィルタの挿入損失を
劣化する大きな原因となっていた。

【０００５】上記双方向性損失を低減するために、ＩＤ
Ｔの表面波伝搬方向において一方側のみに表面波を送受
信する、一方向性ＩＤＴが従来より種々提案されてい
る。また、この一方向性ＩＤＴを利用した、低損失なト
ランスバーサル型フィルタが開発されている。

【０００６】例えば、ｈａｎｍａらは、「A TRIPLE TRA
NSIT SUPRESSION TECHNIQUE 」1976I EEE Ultrasonics S
ymposium Proceedings PP.328-331において、非対称ダ
ブル電極を提案している。図１４は、この先行技術に記
載の非対称ダブル電極を示す模式的部分切欠平面図であ
る。

【０００７】非対称ダブル電極１０１では、２本の幅の
異なるストリップ１０２，１０３からなる半波長区間Ｚ
が表面波伝搬方向において複数回繰り返されている。こ
のように幅の異なる２本のストリップからなる半波長区
間を反復配置してなる電極は、アンバランスドダブル型
電極、すなわち非対称ダブル電極と称されている。

【０００８】ここでは、半波長区間の幅が０．５λであ
り、幅の細いストリップ１０２の幅はλ／１６、幅の広
いストリップ１０３の幅は３λ／１６、ストリップ１０
２，１０３間のギャップの幅は２λ／１６、ストリップ
１０２の半波長区間における外側のギャップの幅はλ／
１６、ストリップ１０３の半波長区間内における表面波
伝搬方向外側のギャップの幅はλ／１６とされている。

【０００９】また、隣り合う基本区間同士では、電気的
極性が反転されている。上記非対称ダブル電極では、１
つの基本区間当たりの反射は、図１５に示すストリップ
１０２，１０３のエッジＸ１〜Ｘ４からの反射波を合成
してなる合成ベクトルで示すことができる。図１６は、
基準位置を基本区間の中心としたときのエッジＸ１〜Ｘ
４における反射ベクトルと、これらの合成ベクトルＶを
示す。図１６から明らかなように、合成ベクトルＶは６
７．５°であり、反射中心は６７．５°／２＝３３．７
５の位置となる。

【００１０】また、この非対称ダブル電極では、ストリ
ップ１０２の外側のエッジＸ１と、ストリップ１０３の
外側のエッジＸ４とは、半波長区間の中心に対して左右
対称に配置されている。従って、基本区間の中心と隣接
している基本区間の最も近いストリップの外側エッジと
の距離も等しい。よって、非対称ダブル電極では、励振
中心は基本区間Ｚの中心に位置しており、励振中心と反
射中心との間にほぼ３３．７５°の位相差が生じ、非対
称ダブル電極は一方向性電極として動作する。

【００１１】上記非対称ダブル電極の一例として、ＳＴ
カット水晶基板上に膜厚３％のアルミニウム膜からなる
非対称ダブル電極を構成した場合のモード間結合係数κ
₁₂／ｋ₀と励振中心ψと反射中心φの位相差、及び反射
中心φを下記の表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】なお、ｋ₀はＩＤＴを伝搬する弾性表面波
の波数である。κ₁₂／ｋ₀と励振中心ψと反射中心φの
位相差は、有限要素法により求めた共振周波数から、大
淵らの手法（「モード結合理論による弾性表面波すだれ
状電極の励振特性評価」信学技報ＭＷ９０−６２）によ
り求められ、反射中心φは、励振中心ψと反射中心φの
位相差と、有限要素法で求めた電極上の電荷密度分布を
フーリエ変換して得られた基本波成分により求めた励振
中心から求めた値である。

【００１４】また、特開昭６１−６９１７号公報には、
上記非対称ダブル電極と同様に、半波長区間内に幅の異
なる２本のストリップを配置して一方向性を実現した電
極が開示されている。特開昭６１−６９１７号公報に開
示されている電極も、２本のストリップの非対称性によ
り、一方向性電極として動作するものと予想される。し
かしながら、特開昭６１−６９１７号公報に記載の方法
では、反射中心や反射量をコントロールする手段は示さ
れておらず、また、実現可能な反射中心や反射量も記載
されていない。

【００１５】竹内らは、「ＳＡＷモード結合方程式の直
接数値解析とその応用」第２７回ＥＭシンポジウム予講
集、１０９頁〜１１６頁において、一方向性ＩＤＴ内に
正負の反射エレメントを分散配置した構造において、広
帯域で平坦な方向性が得られる一方向性ＩＤＴの原理を
解析している。しかしながら、ここでは、確実に良好な
一方向性ＩＤＴを構成するための手段は示されていな
い。

【００１６】また、一般に、反射のないダブルストリッ
プのみで構成されたＩＤＴに表面波が入射すると、再励
起による反射を生じ、従来のトランスバーサル型フィル
タではトリプルトランジットエコー（ＴＴＥ）と称され
る波が生じ、フィルタ特性上のリップルなどの原因とな
っていた。前述したｈａｎｍａらの文献には、再励起に
よる反射を非対称ダブル電極の音響的な反射波によりキ
ャンセルする手法が示されている。しかしながら、この
方法では、再励起による反射よりも、音響的な反射が大
きい場合、音響的な反射による新たなリップルが生じる
という問題があった。そのため、非対称ダブル電極では
音響的な反射量を表す反射ベクトル長が固定であるた
め、上記のような再励起による反射をキャンセルする手
法では、圧電基板材料や電極材料などが制約される。

【００１７】他方、田島らは、「ＳＡＷ反射器に対する
一重み付け法について」１９９９年電子通信学会総合大
会、２７９頁において、幅の異なる複数本のストリップ
を用いて反射器の反射係数に重み付けを施す方法を開示
している。この方法は、ストリップの反射係数がストリ
ップの幅により変化することを利用している。しかしな
がら、ストリップの幅を変えると、音速が変化するの
で、ストリップの幅による重み付けを行う場合には、音
速を正確に求めかつ音速に応じてストリップの配置ピッ
チを変えるなどの工夫が必要である。従って、設計に極
めて高度な技術が必要であるという問題があった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、２本
のストリップの非対称性により一方向性電極として動作
させるＩＤＴや反射器が種々提案されていたが、従来の
非対称ダブル電極では、一方向性はなお十分でなかっ
た。また、従来の非対称ダブル電極では、反射中心や反
射量をコントロールすることが困難であった。

【００１９】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、より一層良好な一方向性を実現することがで
き、基本区間当たりの反射量をコントロールを容易に行
うことができる、非対称ダブル電極を用いた弾性表面波
装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の広い局面によれ
ば、圧電性基板と、前記圧電性基板に設けられており、
幅の異なる第１，第２のストリップが配置された半波長
区間を基本区間とし、該基本区間が少なくとも２回以上
表面波伝搬方向に沿って反復配置されている、非対称ダ
ブル電極とを備える弾性表面波装置であって、前記非対
称ダブル電極が反射器であり、前記第１，第２のストリ
ップのエッジの位置をＸ１〜Ｘ４とし、Ｘ１＝−Ｘ４に
なる位置を基本区間の中心とし、前記基本区間の中心を
基準位置としたときの第１，第２のストリップのエッジ
における反射ベクトルを合成してなる合成ベクトルから
求められる反射中心の絶対値が４５±１０°または１３
５±１０°の範囲にあることを特徴とする、弾性表面波
装置が提供される。

【００２１】本発明の別の広い局面によれば、圧電性基
板と、前記圧電性基板に設けられており、幅の異なる第
１，第２のストリップが配置された半波長区間を基本区
間とし、該基本区間が少なくとも２回以上表面波伝搬方
向に沿って反復配置されている、非対称ダブル電極とを
備える弾性表面波装置であって、前記非対称ダブル電極
が反射器であり、前記非対称ダブル電極の励振中心と反
射中心との位相差の絶対値が４５±１０°または１３５
±１０°の範囲にある、弾性表面波装置が提供される。

【００２２】本発明のさらに他の広い局面では、圧電性
基板と、前記圧電性基板に設けられており、幅の異なる
第１，第２のストリップが配置された半波長区間を基本
区間とし、該基本区間が少なくとも２回以上表面波伝搬
方向に沿って反復配置されている、非対称ダブル電極と
を備える弾性表面波装置であって、前記非対称ダブル電
極が反射器であり、前記第１，第２のストリップのエッ
ジの位置をＸ１〜Ｘ４とし、但しＸ１〜Ｘ４は自由表面
とメタル表面の音速差で補正された値とし、ストリップ
のエッジからの規格化反射波の合成ベクトル長を｜Γ｜
としたとき、前記基本区間の中心位置を０（λ）、Ｘ１
＝−Ｘ４として、Ｘ２及びＸ３の位置が実質的に下記の
式（１）及び（２）を満たす値とされている構成が提供
される。

【００２３】

【数４】

【００２４】

【数５】

【００２５】

【数６】

【００２６】本発明の別の特定の局面では、前記ストリ
ップのエッジ位置Ｘ１〜Ｘ４における弾性表面波の各反
射量がほぼ等しくされている。

【００２７】本発明のさらに特定の局面では、上記圧電
性基板として水晶が用いられる。もっとも、本発明にお
いて、圧電性基板は、ＬｉＴａＯ₃などの他の圧電単結
晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのよ
うな圧電セラミックスにより構成されてもよい。また、
圧電基板やアルミナなどの絶縁性基板上に、ＺｎＯ薄膜
のような圧電薄膜を形成してなる圧電性基板を用いても
よい。

【００２８】以下、本発明の詳細を説明する。本願発明
者らは、非対称ダブル電極を用いて一方向性を実現する
ために、種々検討した結果、基本区間当たりの弾性表面
波の反射量が小さい場合には、正負の反射エレメント
を、励振中心と反射中心との位相差が＋４５°（−１３
５°）または−４５°（＋１３５°）の一方向性電極に
より構成し、この正負の反射エレメントを正負のインパ
ルスとみなして配置することにより、一方向性電極の周
波数一方向性特性を概算し得ることを見い出した。ま
た、正負の反射エレメントが、励振中心と反射中心の位
相差が±４５°（±１３５°）から大きくずれると、弾
性表面波の位相の不整合により、単純な正負のインパル
スとしてみなすことが難しくなることを見い出した。

【００２９】また、本願発明者らは、非対称ダブル電極
を用いた一方向性ＩＤＴにおける重み付け法を応用すれ
ば、反射中心が、半波長区間の中心に対して＋４５°
（−１３５°）と、−４５°（＋１３５°）とに位置す
る正負の反射エレメントを構成し、反射器に利用した場
合、反射係数に重み付けし得ることを見い出した。スト
リップの幅の重み付けの場合には、電極ピッチを変える
必要があったが、この反射係数による重み付け法では、
正負の反射エレメントの音速が等しいので、反射器を容
易に構成することができる。

【００３０】次に、本発明の原理を図面を参照してより
詳細に説明する。図１（ａ）及び（ｂ）に示す非対称ダ
ブル電極１を例にとり説明する。この非対称ダブル電極
１では、幅の異なる第１，第２のストリップ２，３から
なる基本区間Ｚが表面波伝搬方向に反復配置されてい
る。いま、１つの基本区間Ｚが、−０．２５λから＋
０．２５λまでの位置に配置されているとする。なお、
λは表面波の波長を示す。

【００３１】この基本区間、すなわち半波長区間に配置
された第１，第２のストリップ２，３のエッジの位置を
Ｘ１′〜Ｘ４′とし、自由表面を伝搬する表面波の音速
をＶ _f、メタル表面を伝搬する表面波の音速をＶ_mとす
ると、自由表面とメタル表面の音速で補正されたエッジ
位置Ｘ１〜Ｘ４は次式で表される。

【００３２】

【数７】

【００３３】上記式（３）において、Ｌ_mは、半波長区
間の中心、すなわち０λから表面波伝搬方向におけるＸ
１〜Ｘ４までのメタル表面の距離の合計を、Ｌ_fが半波
長区間の中心０λからＸ１〜Ｘ４までの自由表面の距離
の合計を、Ｌ_m0は半波長区間全体におけるメタル表面の
距離の合計を、Ｌ_f0は半波長区間全体における自由表面
の距離の合計である。

【００３４】次に、半波長区間に１本のストリップのみ
を配置したシングル電極における反射について考察す
る。半波長区間Ｚの基準位置０λにシングルストリップ
の中心が位置するようにシングルストリップが配置され
ているとする。シングルストリップの一方のエッジ位置
−Ｘｓにおける反射ベクトルをΓｓ１、他方のエッジ位
置＋Ｘｓにおける反射ベクトルをΓｓ２とすると、基準
位置における合成反射ベクトルΓｓは、下記の式（４）
で表される。なお、式（４）におけるｊは度数単位、ｋ
は波数を示す。

【００３５】

【数８】

【００３６】上記合成反射ベクトルΓｓの長さ｜Γｓ｜
はシングルストリップの反射量を示す。ここで、｜Γｓ
１｜＝｜Γｓ２｜＝１と規格化すると、自由表面におけ
る音響インピーダンスがメタル表面における音響インピ
ーダンスよりも大きい条件では、Γｓ１＝−Γｓ２＝−
１と表される。そこで、反射中心φｓがシングルストリ
ップの中心となるように定義すると、合成反射ベクトル
Γの角度∠Γから、反射中心φｓは下記の式（５）で表
される。

【００３７】

【数９】

【００３８】次に、シングルストリップの場合と同様
に、半波長区間に幅の異なる２本のストリップを配置し
た非対称ダブル電極について考察する。前述した図１に
おけるエッジ位置Ｘ１〜Ｘ４における表面波の反射ベク
トルをΓ１〜Γ４とすると、基準位置０λにおけるこれ
らの反射ベクトルの合成反射ベクトルΓは、下記の式
（６）で表される。

【００３９】

【数１０】

【００４０】上記合成反射ベクトルΓの長さ｜Γ｜は、
一方向性電極の反射量を表す。一方向性電極の反射中心
は、シングルストリップの場合と同様にして定義され、
下記の式（７）で表される。

【００４１】

【数１１】

【００４２】ところで、非対称ダブル電極において、隣
接する基本区間の電気的極性を交互に反転させて、一方
向性ＩＤＴを構成した場合、ある基本区間と表面波伝搬
方向の一方側において隣接している基本区間との間の隣
り合うストリップ間のギャップと、該基本区間と表面波
伝搬方向において反対側で隣り合っている基本区間との
間の隣り合うストリップ間のギャップの幅とが、等し
く、かつ中央の基本区間の中心に対して対称に配置され
ている場合、非対称ダブル電極の励振中心は、半波長区
間のほぼ中心に位置することになる。

【００４３】図２は、上記非対称ダブル電極における励
振中心のエッジ位置に対する依存性を示す図である。こ
こでは、ＳＴカット水晶基板上に、膜厚０．０２λのア
ルミニウム膜からなる非対称ダブル電極が配置されてお
り、Ｘ１＝−Ｘ４＝−０．１８７５λ、Ｘ３−Ｘ２＝
０．１２５λとし、Ｘ２をパラメータとした場合の有限
要素法で求められた電極上の電荷密度分布をフーリエ変
換して得られた基本波成分により求められた励振中心の
エッジ位置に対する依存性が示されている。

【００４４】非対称ダブル電極の非対称性の大きい位
置、すなわちＸ２＝０．１７２λにおいても、励振中心
が＋４６°とほぼ中心に位置していることが確認でき
る。また、表面波装置を構成するＩＤＴのストリップ幅
やギャップ幅は、ストリップの電気抵抗やパターニング
プロセスにより制約される。

【００４５】そこで、Ｘ２−Ｘ１＞０．０２λ、Ｘ３−
Ｘ２＞０．０２λ、Ｘ４−Ｘ３＞０．０２λ、Ｘ４＝−
１とし、Γ１〜Γ４のベクトル長が等しいと仮定し、Γ
１＝Γ３＝−１、Γ２＝Γ３＝＋１と規格化し、式
（６）及び式（７）が、φ＝４５°を満たす条件をモン
テカルロ法により求めると、｜Γ｜と、エッジ位置Ｘ１
に対し、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３は一義的に求められる。
従って、｜Γ｜とＸ１とを独立変数とし、Ｘ２及びＸ３
を表す近似式を求めると、下記式（８）及び（９）が得
られる。

【００４６】

【数１２】

【００４７】

【数１３】

【００４８】なお、（８）及び（９）において、Ａ〜Ｆ
は、下記の式で求められる。

【００４９】

【数１４】

【００５０】上記結果から、所望とする反射量に応じ
た、反射中心が４５°にある非対称ダブル電極の得られ
ることがわかる。加えて、この式に従って構成されてい
る非対称ダブル電極では、励振中心が半波長区間の中心
に位置しているので、一方向性電極として用いる場合、
励振中心と反射中心との位相差がほぼ４５°となり、極
めて良好な特性を有する一方向性電極として動作するこ
とがわかる。

【００５１】例として、図３〜図８に、｜Γ｜＝０．２
０λ、０．５０λ、１．００λ、１．２５λ、１．５０
λ及び１．７０λにおける式（８）及び（９）により求
められたＸ２，Ｘ３の結果を示す。なお、以上の考察で
は、自由表面における音響インピーダンスがメタル表面
における音響インピーダンスよりも大きいと仮定して反
射係数を取り扱った。逆に、自由表面における音響イン
ピーダンスがメタル表面における音響インピーダンスよ
り小さい条件では、Γの符号を反転させればよく、従っ
てφが９０°ずれることになる。

【００５２】上記のように、式（８）及び（９）を満た
すようにエッジ位置Ｘ２，Ｘ３を選択すれば、励振中心
と反射中心との位相差がほぼ４５°となり、極めて良好
な一方向性電極を構成し得るが、本願発明者は、必ずし
も式（８）及び（９）を満たす範囲だけでなく、式
（８）及び（９）を満たす位置からある範囲にＸ２，Ｘ
３が位置されれば、良好な一方向性を有することを確認
した。これを、図９及び図１０を参照して説明する。

【００５３】図９及び図１０は、それぞれ、式（８）及
び（９）において、｜Γ｜＝１．５及びＸ１＝−０．２
１８８λを代入し、求められたＸ２，Ｘ３を、それぞれ
求められた値に対して−０．１λ〜＋０．１λの範囲で
変化させた場合の反射中心の変化を示す図である。

【００５４】反射中心の位置、または反射中心と励振中
心の位相差は前述したように４５°であることが望まし
いが、４５＋１０°の範囲であれば、前述した先行技術
の非対称ダブル電極に比べて位相不整合を改善し得るこ
とが本願発明者により確認されている。図９及び図１０
から、上記反射中心の位置が４５＋１０°となる範囲
は、Ｘ２の位置では、式（８）で求められた値に対して
±０．１０λの範囲であり、Ｘ３の位置については、式
（９）で求められた値に対して±０．０５λの範囲であ
ればよいことがわかる。

【００５５】従って、本発明では、Ｘ２，Ｘ３の位置
は、前述した式（１）及び式（２）で示される範囲とさ
れており、それによって、良好な一方向性を実現し得る
ことがわかる。

【００５６】

【実施例】（第１の参考例）本発明の参考例としての非対称ダブル電極を用いた表面
波装置を、図１に示すように構成した。なお、ＩＤＴ
は、ＳＴカット水晶基板上に厚さ０．０２λのアルミニ
ウム膜を形成した後、パターニングすることにより構成
した。

【００５７】非対称ダブル電極からなるＩＤＴは、下記
の表２の｜Γ｜、Ｘ１の値を式（８）及び（９）に代入
して求められたエッジ位置Ｘ２，Ｘ３に従って構成し
た。この場合のモード間結合係数κ₁₂／ｋ₀と反射中心
φを下記の表２に示す。

【００５８】式（８）及び（９）に基づいて構成された
表２に示す非対称ダブル電極では、従来の非対称ダブル
電極に比べ、反射中心が４５°に近づいているため、反
射波の位相不整合が少なくなる。従って、式（８）及び
（９）に基づいて構成した非対称ダブル電極を用いるこ
とにより、従来の弾性表面波装置よりも高性能な弾性表
面波装置を得ることができ、特に、ストリップの反射を
積極的に利用する場合に有効である。

【００５９】

【表２】

【００６０】（第２の参考例）次に、ＳＴカット水晶基板上に、非対称ダブル電極から
なるＩＤＴを構成した場合の方向性についての具体的な
実験例につき説明する。

【００６１】図１１に示すように、ＳＴカット水晶基板
（図示せず）上に、ＩＤＴ１１〜１３を０．０２λの厚
みのアルミニウム膜により形成した。中央のＩＤＴ１１
が本発明に従って非対称ダブル電極により構成されてお
り、両側のＩＤＴ１２，１３は、通常のダブル電極型Ｉ
ＤＴである。

【００６２】非対称ダブル電極からなるＩＤＴ１１で
は、幅の異なる第１，第２のストリップ２，３のエッジ
位置を非対称とすると、励振中心は半波長区間の中心か
ら若干ずれるので、励振中心と反射中心との位相差も４
５°から若干ずれる。従って、式（８）及び（９）にお
いて、｜Γ｜＝１．５、Ｘ１＝−０．２１８８λを代入
して求めたエッジ位置Ｘ２，Ｘ３を０．０５λ程度調節
し、励振中心と反射中心との位相差が約４５°に近づく
ように補正した。

【００６３】この結果、Ｘ１＝−０．２１８８λ、Ｘ２
＝−０．１１８５λ、Ｘ３＝０．００５０λ及びＸ４＝
０．２１８８λのときに、励振中心と反射中心との位相
差が４１°となった。

【００６４】図１２は、図１１に示した電極構造を用
い、上記構成の非対称ダブル電極を用いたＩＤＴ１１の
方向性と、ＩＤＴ１１に代えて従来の非対称ダブル電極
を配置した場合の方向性との比較を示す。実線がＩＤＴ
１１の結果を、破線が従来例の結果を示す。なお、方向
性については、ＩＤＴ１１に入力電圧を印加し、ＩＤＴ
１２，１３で受信された記憶を求め、該出力（ｄＢ）の
値により方向性を評価した。

【００６５】比較のために用意した非対称ダブル電極を
用いたＩＤＴについても、電極膜厚が０．０２λとし、
エッジ位置Ｘ１＝−０．１８７５λ、Ｘ２＝−０．１２
５０λ、Ｘ３＝０λ、Ｘ４＝０．１８７５λとした。ま
た、実施例及び従来例のいずれにおいても、電極指交叉
幅は２０λとした。

【００６６】また、両側のＩＤＴ１２，１３について
は、電極指交叉幅２０λ、エッジ位置Ｘ１＝−０．１８
７５λ、Ｘ２＝−０．０６２５λ、Ｘ３＝＋０．０６２
５λ、Ｘ４＝＋０．１８７５λとした。

【００６７】図１２から明らかなように、本参考例の非
対称ダブル電極は、従来の非対称ダブル電極に比べて、
一方向性が良好であることがわかる。なお、上記以外の
条件でも、式（８）及び（９）で求められたエッジ位置
Ｘ２，Ｘ３を、±０．１λ程度調節したり、Ｘ４を−Ｘ
１から僅かに調整することにより、励振中心と反射中心
との位相差が４５°に近づくように補正し得ることを確
認している。

【００６８】（実施例）図１３は、実施例としての反射器２１を有するＩＤＴの
電極構造を示す平面図である。ここでは、本発明に従っ
て構成された反射器２１は、ＩＤＴ２２内に配置されて
いる。ここでは、反射器２１の反射係数に重み付けを施
すことにより、反射器２１を有するＩＤＴ２２全体の周
波数特性が制御される。

【００６９】本発明は、上述してきた実施例に限定され
ず、種々変更することができる。例えば、第２の参考例
では、従来例に比べて方向性が良好とされていたが、用
途によっては、方向性よりも、励振中心と反射中心との
位相差が４５°に近いことや、Ｘ１＝−Ｘ４としたとき
の反射中心を半波長区間の中心を基準として４５°であ
ることが重要である場合もある。反射中心と励振中心と
の位相差が４５°であることが望ましいが、ストリップ
による反射を積極的に利用する場合、例えば反射器とし
て用いる場合、励振中心が半波長区間の中心からずれて
いても、反射中心が４５°の位置にあることが優先する
場合もある。特に、反射器として利用する場合には、反
射中心のみを考慮すればよい。

【００７０】

【発明の効果】非対称ダブル電極を用いた本発明に係る
弾性表面波装置において、基本区間の中心を基準位置と
したときの、第１，第２のストリップのエッジ位置Ｘ１
〜Ｘ４における反射ベクトルを合成してなる合成ベクト
ルから求められた反射中心の絶対値が４５±１０°また
は１３５±１０°の範囲にあるので、弾性表面波の位相
の不整合を制限することができ、かつ上記非対称ダブル
電極の一方向性を効果的に高めることができる。

【００７１】また、本発明において、上記非対称ダブル
電極における励振中心と反射中心との位相差の絶対値が
４５±１０°または１３５±１０°の範囲にある場合に
も、同様に、弾性表面波の位相の不整合を制限すること
ができ、かつ良好な一方向性を実現することができる。

【００７２】本発明においては、基本区間を構成してい
る幅の異なる第１，第２のストリップのエッジ位置Ｘ１
〜Ｘ４において、基本区間の中心位置を０λ及びＸ１≒
−Ｘ４とした場合、Ｘ２，Ｘ３が式（１）及び（２）を
満たす場合、基本区間の中心を基準位置としたときの反
射中心の絶対値を４５±１０°または１３５±１０°、
あるいは励振中心と反射中心の位相差の絶対値を４５±
１０°または１３５±１０°の範囲を確実に達成するこ
とができる。従って、本発明に従って、弾性表面波の位
相の不整合が生じ難く、かつ良好な一方向性を有する非
対称ダブル電極を容易にかつ確実に構成することができ
る。

【００７３】Ｘ１〜Ｘ４における表面波の反射量がほぼ
等しい場合には、反射と伝搬する表面波の位相の不整合
をより効果的に低減することができる。

【００７４】本発明では、非対称ダブル電極を反射器と
して用いているので、反射係数に容易に重み付けを施す
ことができるので、反射器全体の反射係数の周波数特性
を制御できる弾性表面波装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の参考例に従って
構成される非対称ダブル電極を説明するための平面図及
び部分切欠断面図。

【図２】本発明の参考例における非対称ダブル電極の励
振中心のエッジ位置依存性を示す図。

【図３】合成ベクトルΓの長さが０．２０λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図４】合成ベクトルΓの長さが０．５０λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図５】合成ベクトルΓの長さが１．００λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図６】合成ベクトルΓの長さが１．２５λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図７】合成ベクトルΓの長さが１．５０λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図８】合成ベクトルΓの長さが１．７０λの場合のエ
ッジ位置Ｘ１＝Ｘ４と、エッジ位置Ｘ２，Ｘ３との関係
を示す図。

【図９】本発明において、式（１）で求められたエッジ
位置Ｘ２が変動した場合の反射中心φの変化を示す図。

【図１０】本発明において、エッジ位置Ｘ３が変動した
場合の反射中心φの変化を示す図。

【図１１】第２の参考例において本発明に従って構成さ
れたＩＤＴの方向性を評価するための電極構造を示す模
式的平面図。

【図１２】本発明の第２の参考例において求められた基
本区間数と方向性との関係、並びに比較のために用意し
た従来の非対称ダブル電極を用いた場合の基本区間数と
方向性との関係を示す図。

【図１３】本発明の実施例として、本発明に従って構成
された反射器を有するＩＤＴを説明するための電極構造
を示す平面図。

【図１４】従来の非対称ダブル電極を示す模式的部分切
欠平面図。

【図１５】図１４に示した非対称ダブル電極におけるス
トリップのエッジ位置を説明するための部分切欠断面
図。

【図１６】図１５に示したエッジＸ１〜Ｘ４における反
射ベクトルと、これらの合成ベクトルＶとの関係を示す
図。

【符号の説明】

１…非対称ダブル電極２，３…第１，第２のストリップ１１…非対称ダブル電極からなるＩＤＴ１２，１３…ＩＤＴ２１…反射器Ｘ１〜Ｘ４…エッジ位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−6917（ＪＰ，Ａ) 特開平11−330895（ＪＰ，Ａ) 特開平８−288780（ＪＰ，Ａ) 特開2002−43887（ＪＰ，Ａ) 特開2001−267879（ＪＰ，Ａ) 特開2001−189637（ＪＰ，Ａ) 廣田和博、渡辺吉隆，新ＳＰＵＤＴ構造とＳＡＷグレーティングの改良型分布定数等価回路モデル，電子情報通信学会技術研究報告，1997年９月25日，Ｖｏｌ．97，Ｎｏ．276（ＵＳ97−47），ｐ. 17〜24 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 9/145 H03H 9/25

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電性基板と、前記圧電性基板に設けられており、幅の異なる第１，第
２のストリップが配置された半波長区間を基本区間と
し、該基本区間が少なくとも２回以上表面波伝搬方向に
沿って反復配置されている、非対称ダブル電極とを備え
る弾性表面波装置であって、前記非対称ダブル電極が反射器であり、前記第１，第２のストリップのエッジの位置をＸ１〜Ｘ
４とし、Ｘ１＝−Ｘ４になる位置を基本区間の中心と
し、前記基本区間の中心を基準位置としたときの第１，第２
のストリップのエッジにおける反射ベクトルを合成して
なる合成ベクトルから求められる反射中心の絶対値が４
５±１０°または１３５±１０°の範囲にあることを特
徴とする、弾性表面波装置。
【請求項２】圧電性基板と、前記圧電性基板に設けられており、幅の異なる第１，第
２のストリップが配置された半波長区間を基本区間と
し、該基本区間が少なくとも２回以上表面波伝搬方向に
沿って反復配置されている、非対称ダブル電極とを備え
る弾性表面波装置であって、前記非対称ダブル電極が反射器であり、前記非対称ダブル電極の励振中心と反射中心との位相差
の絶対値が４５±１０°または１３５±１０°の範囲に
ある、弾性表面波装置。
【請求項３】圧電性基板と、前記圧電性基板に設けられており、幅の異なる第１，第
２のストリップが配置された半波長区間を基本区間と
し、該基本区間が少なくとも２回以上表面波伝搬方向に
沿って反復配置されている、非対称ダブル電極とを備え
る弾性表面波装置であって、前記非対称ダブル電極が反射器であり、前記第１，第２のストリップのエッジの位置をＸ１〜Ｘ
４とし、但しＸ１〜Ｘ４は自由表面とメタル表面の音速
差で補正された値とし、ストリップのエッジからの規格
化反射波の合成ベクトル長を｜Γ｜としたとき、前記基
本区間の中心位置を０（λ）、Ｘ１＝−Ｘ４として、Ｘ２及びＸ３の位置が実質的に下記の式（１）及び
（２）とされていることを特徴とする、弾性表面波装
置。【数１】【数２】但し、式（１）及び（２）において、Ａ〜Ｆは下記の式
で表される。【数３】
【請求項４】前記ストリップのエッジ位置Ｘ１〜Ｘ４に
おける弾性表面波の各反射量がほぼ等しい、請求項１〜
３のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項５】前記圧電性基板が水晶からなる、請求項
１〜４のいずれかに記載の弾性表面波装置。