JPH0249567B2 - Danseihyomenhafuiruta - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来必要とされた移相器を使用する
ことなく、一方向性電極を駆動することにより挿
入損失を減少せしめ、かつ良好なろ波周波数特性
を有する弾性表面波フイルタに関する。

近年、伝搬速度が電磁波に比べて５桁程度小さ
いという弾性表面波の特徴を生かした弾性表面波
フイルタ素子が注目を集めており、また実用化さ
れてきている。弾性表面波フイルタ素子は、従来
のLCフイルタ等と比較すると、小型軽量となる
ばかりでなく無調整で振動に強く、またLCフイ
ルタでは実現できなかつた特性を持たせることも
可能である。しかし、これらの特徴を有する反
面、弾性表面波素子は挿入損失が比較的大きいと
いう欠点を持つていた。このため、弾性表面波フ
イルタ素子の損失を低減させるための研究が多く
なされている。以下に、従来の弾性表面波フイル
タ素子の損失の原因を述べ、また損失を低減する
ために従来行われている対策の概略２つの例を示
す。

第１図は、従来の弾性表面波フイルタの一例で
ある。１は圧電基板、２及び３は、圧電基板１上
に設けられた、正及び負極の２相単位電極要素よ
り成る双方向性のすだれ状トランスデユーサであ
る。また、７及び８は基板端面からの反射波を抑
圧する吸収体である。電気信号をすだれ状トラン
スデユーサ２に加えることにより、圧電基板１の
圧電性によつて電気信号は双方向性の弾性表面波
４及び５に変換される。弾性表面波４は、圧電基
板１の表面を伝搬し、すだれ状トランスデユーサ
３にて電気信号に変換される。この際すだれ状ト
ランスデユーサ２及び３の単位電極要素の形状に
よつて決まるエレメントフアクタと、トランスデ
ユーサ全体の形状によつて決まるアレイフアクタ
により弾性表面波フイルタの周波数特性が決定さ
れる。また、すだれ状トランスデユーサ３にて、
弾性表面波４が電気信号に変換される際に、再励
起効果によつて、弾性表面波６が励振される。こ
こで、弾性表面波５及び６は電気信号に変換され
ることなく、吸収体７及び８にて吸収される。こ
のためによる弾性表面波フイルタの挿入損失は約
6dBあり、双方向性損失と呼ばれている。この種
の弾性表面波フイルタおいては、このような双方
向性損失は避けられないものである。

第２図は、上述したような双方向性損失を避け
るため、一方向性トランスデユーサを用いた従来
の方法の一例を示す。１は第１図のものと同様圧
電基板、９及び１０は、圧電基板１上に設けられ
た３相一方向性トランスデユーサで、第３図もし
くは第４図のような構造を有している。１１は移
相器である。このような構成にすると、一方向性
トランスデユーサ９に加えられた電気信号は、弾
性表面波４のみに変換され、従つて一方向のみに
進行する。また、一方向性トランスデユーサ１０
において、弾性表面波４は電気信号に変換される
がこのとき弾性表面波６の方向に再励起されるこ
とはない。このように、フイルタとして不要な弾
性表面波５及び６が励振されないため理論的には
挿入損失0dBのフイルタが実現可能となる。

ここで、必要なフイルタの周波数特性を得るた
めに、特殊なアレイフアクタを持つたトランスデ
ユーサ、即ち特殊な形状をしたトランスデユーサ
が必要となる。これを一般にトランスデユーサを
重み付けすると言う。一方向性トランスデユーサ
においては、双方向性であるすだれ状トランスデ
ユーサほど重み付けは容易ではない。例えば、第
４図のようなグループ形一方向性トランスデユー
サに対して重み付けを施した第５図の例において
は、各グループ間に交差幅の違いが生じ、完全な
一方向性は得られない。また、弾性表面波の伝搬
方向に対して垂直方向の弾性表面波のパワー分布
を一様にすることが困難であり、一般に重み付け
損失と呼ばれているものが出る。以上のように、
一方向性トランスデユーサの重み付けは難かし
く、またそのための損失が出る。また、一方向性
トランスデユーサは、電気的に３相を使用してい
るため、外部に90゜あるいは120゜移相器１１を必
要とし、弾性表面波フイルタ素子の構成を複雑化
しているという欠点を有していた。

第６図は、反射器によつて、双方向性損失を軽
減せんとする従来例を示す。１は圧電基板、２及
び３は、第１図に述べたと同様、圧電基板１上に
設けられた正及び負極の２相単位電極要素より成
るすだれ状トランスデユーサである。１２〜１５
は反射器である。このような構成によれば、すだ
れ状トランスデユーサ２に加えられた電気信号
は、弾性表面波４及び５に変換されるが、これら
は、反射器１２及び１４，１３及び１５によつて
進行方向を変更され、進行方向が逆向きとなつた
弾性表面波１６及び１７となる。すだれ状トラン
スデユーサ３の左右から同相で受信する弾性表面
波１６及び１７が電気信号に変換される。したが
つて、双方向性損失はなく、これも理論的には、
挿入損失を0dBとすることが可能である。しか
し、実際には完全な反射器を作ることは難しく、
また、反射器そのものの大きさが大きくなり不要
なスペースを必要とするという欠点があつた。

本発明は、これら従来技術の欠点を解消するも
ので、従来一方向性電極を使用する場合に必要と
された移相器を全く使用することなく、双方向性
トランスデユーサの両側に配置された一方向性電
極を駆動することにより、挿入損失の小さいかつ
ろ波周波数特性において優れた弾性表面波フイル
タを提供するものである。

以下図面に示す本発明の実施例につき詳説す
る。

第７図において、１は圧電基板、２及び３は、
圧電基板１上に設けられた正及び負極の２相単位
電極要素より成るすだれ状トランスデユーサであ
る。１８〜２１は圧電基板１上の一方向性トラン
スデユーサで、例えば第４図のようなグループ形
一方向性トランスデユーサとする。一方向性トラ
ンスデユーサ１８〜２１の接続は、弾性表面波４
及び５が、弾性表面波１６及び１７のそれぞれ一
方向に放射されるように移相器を介さず接続す
る。接続例を第８図及び第９図に示す。このよう
な構成にすると、圧電基板１上のすだれ状トラン
スデユーサ２に加えられた電気信号は、弾性表面
波４，５に変換され、左右両方向の双方向に伝搬
される。一方向性トランスデユーサ１８及び１９
によつて弾性表面波４および５は電気信号に変換
され、３相の信号に分けられ、一方向性トランス
デユーサ２０及び２１に接続される。一方向性ト
ランスデユーサ２０及び２１で弾性表面波１６お
よび１７に変換され、それぞれ一方向に放射され
る。弾性表面波１６及び１７は、すだれ状トラン
スデユーサ３にて同相で重ね合せられることによ
り、電気信号に変換される。一方向性トランスデ
ユーサ１８〜２１の接続に関して、それぞれ接続
された相手の一方向性トランスデユーサを見たイ
ンピーダンスがともに虚数部を持たないように各
一方向性トランスデユーサを設計する。もしく
は、第１０図のように接続される一方向性電極間
に整合回路２２を挿入するなどしてインピーダン
スを決めることにより、弾性表面波４及び５を
100％弾性表面波１６及び１７に変換することが
できる。第１１図は、本発明の前述実施例におけ
る周波数特性の実測値を示すグラフで、図から明
らかなとおり、中心周波数283MHz、挿入損失
3.5dB、帯域外減衰量70dBの優れた特性が得られ
る。

したがつて、本発明に係る構成によれば、理論
的に挿入損失が0dBとなるばかりではなく、入出
力の一方もしくは両方のすだれ状トランスデユー
サに重み付けをする際にも、従来の方法によつて
簡単に重み付けが可能となる。また、これらのト
ランスデユーサ両方に重み付けする際には、全体
の伝達関数が、入出力すだれ状トランスデユーサ
それぞれの伝達関数の積となるので、入出力トラ
ンスデユーサの重み付けをそれぞれ独立に設計で
きるという利点がある。加えて、フイルタの帯域
外減衰量を大きくとることができるなど、弾性表
面波素子に持たせる周波数特性の自由度を増すこ
とができる。以上述べたように、本発明では一方
向性トランスデユーサを使用するにもかかわら
ず、移相器を全く必要としない利点がある。ま
た、弾性表面波を一度電気信号に変換し、再び弾
性表面波に変換しているため、圧電基板の種類を
変えるなど、基板が不連続であつてもよい。また
一方向性トランスデユーサは、グループ形に限ら
ず、例えば、第３図のような一方向性トランスデ
ユーサを用いても同様な効果が得られる。以上の
ように一方向性電極を移相器を用いず駆動するこ
とにより、挿入損失を減少せしめ、かつ周波数特
性の良好な弾性表面波フイルタが実現可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の弾性表面波フイルタ素子の概観
図、第２図は従来の一方向性トランスデユーサを
用いて低損失化を図つた弾性表面波フイルタ素子
の概観図、第３図及び第４図は一方向性トランス
デユーサの概観図であつて、第３図ａ，ｂは120゜
移相器による３相形一方向性トランスデユーサ、
第４図は、90゜移相器によるグループ形一方向性
トランスデユーサを示す。第５図はグループ形一
方向性トランスデユーサに重み付けを施したもの
の概観図、第６図は、従来の反射器を用いて低損
失化を図つた弾性表面波フイルタ素子の概観図。
第７図は本発明の一実施例を示す概観図、第８図
〜第１０図は本発明にグループ形一方向性トラン
スデユーサを用いた場合の、接続方法を示す概観
図、および第１１図は、本発明による弾性表面波
フイルタの周波数特性の実測値を示すグラフであ
る。 １…圧電体基板、２，３…すだれ状トランスデ
ユーサ、４，５，６，１６，１７…弾性表面波、
７，８…アブソーバ、９，１０…一方向性トラン
スデユーサ、１１…移相器、１２，１３，１４，
１５…反射器、１８，１９，２０，２１…一方向
性トランスデユーサ、２２…整合回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた少
   くとも２個の弾性表面波双方向性トランスデユー
   サと、該弾性表面波双方向性トランスデユーサの
   各々に対して、それぞれ両側に対向して配置され
   た２個の弾性表面波一方向性トランスデユーサと
   を具備し、前記両側のそれぞれの側に配置された
   前記弾性表面波一方向性トランスデユーサ同士が
   移相器を介することなく接続され、それによつて
   挿入損失の小さいかつ優れたろ波周波数特性を有
   することを特徴とする弾性表面波フイルタ。 ２ 特許請求の範囲第１項のフイルタであつて、
   前記それぞれの側に配置された前記弾性表面波一
   方向性トランスデユーサ同士が、互いに相手の弾
   性表面波一方向性トランスデユーサをみたインピ
   ーダンスの虚数部が零となるか、もしくは前記弾
   性表面波一方向性トランスデユーサ間に整合回路
   を挿入することにより、互いに相手の弾性表面波
   一方向性トランスデユーサをみたインピーダンス
   の虚数部が零となるように構成されたことを特徴
   とする弾性表面波フイルタ。