JPH02218209A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧電基板の物理的非線形効果を利用して互いに
逆方向に伝搬する２つの弾性表面波信号について、その
コンボリューション信号を取シ出すようにした弾性表面
波素子に関する。

（従来の技術） 弾性表面波素子は、スペクトラム拡散通信を行なうにあ
たってのキーデバイスとして、近年、その重要性が増大
しつつある。また、実時間信号処理デバイスとしての応
用も多く、盛んに研究されている。

このような弾性表面波素子としては、第３図に示すよう
な弾性表面波コンがルパが知られている。

ここではＹカット（２伝搬）ニオブ酸リチウムなどの圧
電体基板１上に櫛型入力電極２，３を配設し、これに対
応して出力電極４を配設しており、入力電極２，３に電
気信号が入力されると、圧電体基板ｌに弾性表面波が励
振され、これが出力電極４でコンボリューション信号と
して堺シ出されるようになっている。なお、符号６は圧
電体基板１上に形成されたグランド電極である。そして
、これら電極はアルミニウムなどの導電性材料から作ら
れ、電極パターンとして、通常、フォトリングラフイー
技術で形成される。

コノような弾性表面波コンボルバを用いて、コンボリュ
ーション出力を取出す場合には、まず、櫛型入力電極２
，３に各々、搬送角周波数ωの２つの信号を入力し、こ
れらの電気信号を弾性表面波信号に変換する。そして、
これらの弾性表面波を、圧電体基板１の表面で互いに反
対方向に伝搬させ、基板の物理的非線形効果を利用して
、出力電極４よシ搬送角周波数２ωのコンポリー−ジョ
ン信号をとシ出すのである。

すなわち、２つの弾性表面波を とすると、基板上には、この基板の非線形効果によシ、
その積であるＦ（ｔ　−”）　・Ｇ（ｔ−＋−”）ｅ２
ｊＱ）ｔの表面ｖ　　　　　　ｖ 波が発生する。この信号は、−様な出力電極を設けるこ
とによシ、電極領域内で積分され、相互作用領域長をｔ
とすると、 で表わされる信号として取出される。ここで、積分範囲
は、相互作用長が信号長よシ大きいとき実となシ、前記
信号は２つの弾性表面波のコンがリュージョン′となる
。

このようなコンボリューションのメカニズムは、例えば
「築山、″弾性表面波の応用”テレピッ四ン、３０　４
５７（１９７６）Ｊなどに詳述されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、櫛型入力電極では、入力電気信号を弾性
表面波信号に変換する際、弾性表面波が入力電極の両側
へ励振される。したがって、従来（７）　弾性表面波コ
ンボルバでは、２つの入力電極から励振される弾性表面
波のうち、互いに向き合って伝搬される２つの弾性波の
みを出力電極上で衝突させて、コンボリー−ジョン信号
を得ているため、入力電極の外側へ励振された弾性表面
波は利用されていないことになる。すなわち、コンゴリ
ュージョンに用いられる弾性表面波は、２つの入力電極
から励振される弾性波の半分に対応するだけで、これが
コンゴリュージョン出力が一般に低いという原因になっ
ているのである。

（発明の目的） 本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、入力電
極から両側に励振される弾性表面波を出力電極からコン
ボリューション出力として取出せるようにし、また、圧
電体基板の表面を立体的に有効利用できるようにした弾
性表面波素子を提供し、出力効率を高め、また全体の小
形化を達成しようとするものである。

（課題を解決するだめの手段） このため、本発明では、圧電体基板上例、各々が弾性表
面波信号を励振する２つの入力電極および、上記基材の
非線形効果を利用して、これら励振された信号のコンポ
リー−ジョン信号を取シ出す出力電極とを設けている弾
性表面波素子において、上記圧電体基板は曲面によって
接続される閉じた２次元表面を持っており、入力電極は
この２次元表面に沿って弾性表面波の伝搬方向を設定す
るように配設されておシ、また、これらに対応する出力
電極はそれぞれの一端を一方の入力電極に対応させかつ
それぞれの他端を、他方の入力電極に対応するように基
板の２次元表面に沿って配設されている。

（作用） このため、入力電極から両側へ励振される弾性表面波は
いづれも、対応する各出力電極においてコンボリューシ
ョン出力として取出されることとなり、出力効率を倍加
できる。また基板の表面のほとんどを弾性表面波の伝搬
に用いることができるので、電極形成領域が倍加し、そ
の分、全体を小形化できるという効果も得られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。図において、符号１はＹカットニオブ酸リチウム
の単結晶で作られた圧電体基板であシ、そのカット面方
向は曲面によって連続され、１つのループをなすように
閉じた２次元表面になっている。そして、この２次元表
面の方向に弾性表面波の伝搬方向を向けるようにして上
記圧電体基板１の上下面には櫛型入力電極２．３が形成
されている。また、上記入力電極２，３のそれぞれの両
端に対して、それぞれ一端および他端を対応させて、上
記２次元表面に沿って曲げられる出力電極４，５が上記
基板１に設けられている。なお、この場合、出力電極４
，５はそれぞれ各入力電極と等距離だけ、端部が離れて
いる。なお、図中、符号６はグランド電極である。ここ
で、入力電極２．３．出力電極４，５．グランド電極６
はアルミニウムなどの導電材料で作られ、通常、フォト
リングラフイー技術を用いて形成される。また、出力電
極４，５の幅は、圧電体基板１のカットおよび弾性表面
波の伝搬方向を考慮して任意に決定される。また、この
実施例では入力電極２，３がそれぞれ、基板１の表裏面
の中央に位置されたが、伝搬方向に関して、両者の間隔
が等しい位置であれば、左右いづれにずれて設置されて
もよいことは勿論である。

なお、この実施例では、２つの出力電極４，５の相互作
用長および形状は同一であり、同時に同じコンデリュー
ジョン信号を発生する。従って、この２つのコンデリュ
ージョン信号を同相で取り出せば、従来のコンボルバに
比べて、同じ入力電力から２倍のコンデリュージョン信
号を出力できることになる。

なお、上記実施例では人、出力電極間は左右、等距離で
、コンがリュージョン出力を同相で取出しているが、左
右についてその距離の和が出力信号の１／２波長分だけ
ずらせて、出力を逆相として差分を検出するようにして
もよい。

また、本実施例では基板の断面は両側端が曲面になった
板状であるが、２次元表面が連続する閉じたものであれ
ば、円や楕円などの断面形状になってもよく、あるいは
基板自体が有孔状の環体で構成されてもよい。

なお、本発明は上記実施例に限られることなく、種々の
変形が可能である。

例えば、圧電体基板１には、前述のＹカットニオブ酸リ
チウムの単結晶体が好適ではあるが、他のカット面、他
の弾性表面波デバイス用圧電基板を用いてもよいことは
勿論である。

また、前述の実施例では、櫛型入力電極として、通常の
シングル電極を示しているが、弾性表面波の電極間の反
射の影響を低減するために、ダブル電極としてもよい。

また、ホーン型導波路や、マルチ・ス）　ＩＪノブ・カ
プラを応用した圧縮器などを用いることによシ、弾性表
面波のビーム幅を圧縮したものについても、本発明は適
用可能である。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、弾性表面波素子が従来と
同じ入力電力で２倍のコンポリ、−ジョン出力を得るこ
とができ、また、基板の表面を弾性表面波の伝搬のため
に充分活用するので、全体の小形化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は２次
元表面を示す断面図、第３図は従来例を示す平面図であ
る。 １・・・圧電体基板、２，３・・・櫛型入力電極、４，
５・・・出力電極、６・・・グランド電極。 代理人　弁理士　山　下　穣　平

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電体基板上に、各々が弾性表面波信号を励振する２つ
   の入力電極および、上記基板の非線形効果を利用して、
   これら励振された信号のコンボリューション信号を取り
   出す出力電極とを設けている弾性表面波素子において、
   上記圧電体基板は曲面によって接続される閉じた２次元
   表面を持っており、入力電極はこの２次元表面に沿って
   弾性表面波の伝搬方向を設定するように配設されており
   、また、これらに対応する出力電極はそれぞれの一端を
   一方の入力電極に対応させかつそれぞれの他端を他方の
   入力電極に対応するように基板の２次元表面に沿って配
   設されていることを特徴とする弾性表面波素子