JPH0261806B2 - - Google Patents
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- JPH0261806B2 JPH0261806B2 JP3071579A JP3071579A JPH0261806B2 JP H0261806 B2 JPH0261806 B2 JP H0261806B2 JP 3071579 A JP3071579 A JP 3071579A JP 3071579 A JP3071579 A JP 3071579A JP H0261806 B2 JPH0261806 B2 JP H0261806B2
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- electrode
- electrodes
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
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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
- H03H9/02—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
- H03H9/14508—Polyphase SAW transducers
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、弾性表面波用電気機械変換器（以
下、表面波変換器とする。）に係り、特に位相が
互いに異る二つの電気信号を用いた二相型の単方
向性変換器に関する。
下、表面波変換器とする。）に係り、特に位相が
互いに異る二つの電気信号を用いた二相型の単方
向性変換器に関する。
（従来の技術）
弾性表面波を用いた表面波変換器は、現在フイ
ルタや遅延線等の形で通信機器に組込まれてお
り、10MHzから2GHz帯の素子として幅広い応用
が考えられている。しかしながら、従来の表面波
変換器では、双方向に波を励振して用いているた
め、最低6dBの定損失分があり、更に伝播損失等
が重なり挿入損失が大きくなるという欠点があつ
た。
ルタや遅延線等の形で通信機器に組込まれてお
り、10MHzから2GHz帯の素子として幅広い応用
が考えられている。しかしながら、従来の表面波
変換器では、双方向に波を励振して用いているた
め、最低6dBの定損失分があり、更に伝播損失等
が重なり挿入損失が大きくなるという欠点があつ
た。
第１図はかかる表面波変換器の典型的な例を示
すものであり、圧電性物質１の表面にすだれ状電
極２を、たとえばホト・エツチング法を用いて作
成したものである。すだれ状電極の一方の電極３
を接地し、他方の電極４を高周波電源５に接続す
ると、隣り合つた電極３，４間に、該電極に垂直
な方向でしかも向きが交互に交番する電界が発生
し、この電界の向きに応じて圧電性物質１には伸
びの部分と縮みの部分が空間的、時間的に交互に
現れ、該伸びと縮みは表面波となつて一定速度ｖ
で伝播してゆく。ところで、この表面波変換器は
前後に同じ強さの表面波を送出するため、その双
方向性を積極的に利用しようとする場合を除い
て、必要とする表面波の発生効率が前述の如く悪
くなる。このため、最近、優れた単方向性変換器
が開発され低損失特性素子が得られるようになつ
てきている。
すものであり、圧電性物質１の表面にすだれ状電
極２を、たとえばホト・エツチング法を用いて作
成したものである。すだれ状電極の一方の電極３
を接地し、他方の電極４を高周波電源５に接続す
ると、隣り合つた電極３，４間に、該電極に垂直
な方向でしかも向きが交互に交番する電界が発生
し、この電界の向きに応じて圧電性物質１には伸
びの部分と縮みの部分が空間的、時間的に交互に
現れ、該伸びと縮みは表面波となつて一定速度ｖ
で伝播してゆく。ところで、この表面波変換器は
前後に同じ強さの表面波を送出するため、その双
方向性を積極的に利用しようとする場合を除い
て、必要とする表面波の発生効率が前述の如く悪
くなる。このため、最近、優れた単方向性変換器
が開発され低損失特性素子が得られるようになつ
てきている。
このうち、特に位相が互いに異つた二つの電気
的信号を利用する二相型の単方向性変換器は構造
が非常に簡単であり、実用的価値が高い方法であ
るといえる。
的信号を利用する二相型の単方向性変換器は構造
が非常に簡単であり、実用的価値が高い方法であ
るといえる。
第２図は既に提案されている二相型の単方向性
変換器の代表的な例で、特にグループ型の単方向
性すだれ状電極を示している。図から明らかなよ
うに、このようなものでは共通接地主電極１２ａ
間を１グループＧとして、各グループＧ間の0゜側
電極及びθ゜側電極の本数を等しくしている。なお
図中の１１は圧電基板、１２は共通接地電極、１
３は基準電気信号を印加される0゜側電極、１４は
基準電気信号よりθ゜位相が異なつた電気信号を印
加されるθ゜側電極である。
変換器の代表的な例で、特にグループ型の単方向
性すだれ状電極を示している。図から明らかなよ
うに、このようなものでは共通接地主電極１２ａ
間を１グループＧとして、各グループＧ間の0゜側
電極及びθ゜側電極の本数を等しくしている。なお
図中の１１は圧電基板、１２は共通接地電極、１
３は基準電気信号を印加される0゜側電極、１４は
基準電気信号よりθ゜位相が異なつた電気信号を印
加されるθ゜側電極である。
さて、かかる構造の単方向性変換器において
は、 0゜側電極１３とθ゜側電極１４の１グループ
（共通接地主電極間）内における共通接地副電
極１２ｂに隣接した交叉指電極の中心間距離を
l0、弾性波の波長をλ0とすれば、l0と位相差θ
との間には θ＝±｛（2l0／λ0）±（2i−１）｝π …(1) 但しｉ：整数 なる関係が成立していること。
は、 0゜側電極１３とθ゜側電極１４の１グループ
（共通接地主電極間）内における共通接地副電
極１２ｂに隣接した交叉指電極の中心間距離を
l0、弾性波の波長をλ0とすれば、l0と位相差θ
との間には θ＝±｛（2l0／λ0）±（2i−１）｝π …(1) 但しｉ：整数 なる関係が成立していること。
0゜側のすだれ状電極で弾性波に変換される実
効パワーP0とθ゜側のすだれ状電極で弾性波に変
換される実効パワーPθとが等しくなるように0゜
側電極及びθ゜側電極を駆動すること、が必要で
ある。
効パワーP0とθ゜側のすだれ状電極で弾性波に変
換される実効パワーPθとが等しくなるように0゜
側電極及びθ゜側電極を駆動すること、が必要で
ある。
は電極間隔の条件を、は(1)式の制約、換言
すれば最適の電極本数の条件をそれぞれ与える。
すれば最適の電極本数の条件をそれぞれ与える。
ここで、第２図における0゜側すだれ状電極の制
動容量、浮遊容量等、及び付加容量を含めた放射
アドミツタンスをY1、θ゜側すだれ状電極の放射ア
ドミツタンスをY2とし、又、移相回路として第
３図のような外部インダクタンスＬを１ケ用いる
回路を使用した場合について考察する。尚、第３
図中、ｒはコイルの抵抗分で一般には非常に小さ
い。
動容量、浮遊容量等、及び付加容量を含めた放射
アドミツタンスをY1、θ゜側すだれ状電極の放射ア
ドミツタンスをY2とし、又、移相回路として第
３図のような外部インダクタンスＬを１ケ用いる
回路を使用した場合について考察する。尚、第３
図中、ｒはコイルの抵抗分で一般には非常に小さ
い。
すなわち、放射アドミツタンスY1の実数部を
G1、虚数部をωC1（ωは角周波数）、放射アドミツ
タンスY2の実数部をG2、虚数部をωC2、0゜側及び
θ゜側すだれ状電極の駆動電圧をそれぞれv1，v2と
するとP0，Pθはそれぞれ次式で表わせる。
G1、虚数部をωC1（ωは角周波数）、放射アドミツ
タンスY2の実数部をG2、虚数部をωC2、0゜側及び
θ゜側すだれ状電極の駆動電圧をそれぞれv1，v2と
するとP0，Pθはそれぞれ次式で表わせる。
P0＝v1（v1G1）*、Pθ＝v2（v2G2）* …(2)
（ただし、（ ）*は共役複素数を意味する）
より、P0とPθを等しくし、しかもv1とv2に
θなる位相差を与えるには、Ｌ及びC2は(3)、(4)
式を満足しなければならない。
θなる位相差を与えるには、Ｌ及びC2は(3)、(4)
式を満足しなければならない。
√2 1cosθ＝１＋（G2r−ω2LC2） …(3)
−√2 1sinθ＝ω（G2L＋rC2） …(4)
ところで、前述したように第２図の単方向性変
換器では0゜側とθ゜側すだれ状電極数が同一本数Ｎ
となつている為、G1＝G2である。
換器では0゜側とθ゜側すだれ状電極数が同一本数Ｎ
となつている為、G1＝G2である。
又、単方向性変換器では、通常θは−90゜付近
で用いられる。したがつて、(3)、(4)式に、θ＝−
90゜、G1＝G2なる条件を代入し、理想的な場合と
してｒ＝０の場合を考えると、 ω2LC2＝１ …(5) ωG2L＝１ …(6) となる。したがつて(5)、(6)式から １＝ωC2／G2 …(7) なる条件が得られる。
で用いられる。したがつて、(3)、(4)式に、θ＝−
90゜、G1＝G2なる条件を代入し、理想的な場合と
してｒ＝０の場合を考えると、 ω2LC2＝１ …(5) ωG2L＝１ …(6) となる。したがつて(5)、(6)式から １＝ωC2／G2 …(7) なる条件が得られる。
一方、すだれ状電極では
ωC2／G2＝（４／π）k2N …(8)
が一般的に成立しており、従つて(7)、(8)式より次
式(9)が得られる。
式(9)が得られる。
k2N＝π／４ …(9)
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記構成の単方向性のもので
は、(9)式を考察すると理解されるように、ｋは基
板によつて定まる定数であるから、電極数Ｎが自
動的に定まつてしまう。そして、比帯域幅はこの
電極数Ｎに依存することから、このようなもので
は比帯域幅も一意的に決まつてしまう。すなわ
ち、従来の単方向性変換器では設計上の自由度が
全くなくなつてしまい、実際的な各種仕様に十分
に応えることができないという問題があつた。
は、(9)式を考察すると理解されるように、ｋは基
板によつて定まる定数であるから、電極数Ｎが自
動的に定まつてしまう。そして、比帯域幅はこの
電極数Ｎに依存することから、このようなもので
は比帯域幅も一意的に決まつてしまう。すなわ
ち、従来の単方向性変換器では設計上の自由度が
全くなくなつてしまい、実際的な各種仕様に十分
に応えることができないという問題があつた。
本発明はかかる従来の欠点を除去し、かなり広
範囲な比帯域幅で理想的な二相型の単方向性変換
器として、弾性表面波用電気機械変換器を提供す
ることを目的とするものである。
範囲な比帯域幅で理想的な二相型の単方向性変換
器として、弾性表面波用電気機械変換器を提供す
ることを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、圧電基板上の共通接地主電極
間に第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極と
を交差して配設するとともに、前記第１のすだれ
状電極と第２のすだれ状電極にはθが90度の位相
差をもつた信号を印加され、一方向性の表面波を
得るようにした弾性表面波用電気機械変換器にお
いて、 前記共通接地主電極内における第１と第２のす
だれ状電極の本数を異ならせるとともに、 前記共通接地主電極間内の共通接地副電極に隣
接する第１と第２のすだれ状電極の中心間距離を
l0、表面波の波長をλ0としたとき、 l0＝±（ｉ−１／４）λ0 （但し、ｉは整数） を満足し、かつ前記第１及び第２のすだれ状電極
の放射アドミツタンスＹの実数部をG1及びG2と
し前記第２のすだれ状電極のアドミツタンスＹの
虚数部をωC2としたとき、 √2 1・ωC2／G2＝１ を満足せしめたことを特徴とする弾性表面波用電
気機械変換器が提供出来る。
間に第１のすだれ状電極と第２のすだれ状電極と
を交差して配設するとともに、前記第１のすだれ
状電極と第２のすだれ状電極にはθが90度の位相
差をもつた信号を印加され、一方向性の表面波を
得るようにした弾性表面波用電気機械変換器にお
いて、 前記共通接地主電極内における第１と第２のす
だれ状電極の本数を異ならせるとともに、 前記共通接地主電極間内の共通接地副電極に隣
接する第１と第２のすだれ状電極の中心間距離を
l0、表面波の波長をλ0としたとき、 l0＝±（ｉ−１／４）λ0 （但し、ｉは整数） を満足し、かつ前記第１及び第２のすだれ状電極
の放射アドミツタンスＹの実数部をG1及びG2と
し前記第２のすだれ状電極のアドミツタンスＹの
虚数部をωC2としたとき、 √2 1・ωC2／G2＝１ を満足せしめたことを特徴とする弾性表面波用電
気機械変換器が提供出来る。
（作 用）
本発明の単方向性変換器では、前述の条件、
を満たしていることを条件として、１グループ
内における0゜側及びθ゜側のすだれ状の電極本数に
かかわらず、単方向の表面波を得ることができ
る。
を満たしていることを条件として、１グループ
内における0゜側及びθ゜側のすだれ状の電極本数に
かかわらず、単方向の表面波を得ることができ
る。
（実施例）
第４図は本発明の一実施例を示すグループ型の
単方向性変換器の図であり、第２図と同一部分に
は同一番号を付している。尚、図中lT，lT′はそれ
ぞれ0゜側又はθ゜側電極内の交叉指電極の中心間距
離であり、表面波の波長λ0の整数倍になるように
配置されている。第２図と異なる点は、共通接地
主電極間に含まれている0゜側電極数とθ゜側電極数
が各グループ毎に異なつていることである。
単方向性変換器の図であり、第２図と同一部分に
は同一番号を付している。尚、図中lT，lT′はそれ
ぞれ0゜側又はθ゜側電極内の交叉指電極の中心間距
離であり、表面波の波長λ0の整数倍になるように
配置されている。第２図と異なる点は、共通接地
主電極間に含まれている0゜側電極数とθ゜側電極数
が各グループ毎に異なつていることである。
このようなものでも、単方向性の表面波を得る
には、0゜側と、θ゜側電極の共通接地主電極１２ａ
内における共通接地副電極１２ｂに隣接した交叉
指電極の中心距離l0と位相差θとの間、及び0゜側
のすだれ状電極で表面波に変換される実効パワー
θとの間に、それぞれ従来の二相型の単方向性変
換器と同様に前述の、条件、を満たすことが
必要となる。
には、0゜側と、θ゜側電極の共通接地主電極１２ａ
内における共通接地副電極１２ｂに隣接した交叉
指電極の中心距離l0と位相差θとの間、及び0゜側
のすだれ状電極で表面波に変換される実効パワー
θとの間に、それぞれ従来の二相型の単方向性変
換器と同様に前述の、条件、を満たすことが
必要となる。
電極に関する条件において、θ＝−π／２を
式(1)に代入してこの条件を書き換えると、l0＝±
（ｉ＋１／４）λ0（ｉは整数）となり、また本発明
における変換器においても(3)、(4)式は成立する。
そこで(3)、(4)式にθ＝−90゜なる条件を代入し、
理想的な場合としてｒ＝０の場合を考えると、先
の(7)式によつて与えられていた条件は、 １＝√2 1（ωC2／G2） …(10) となる。ここでは0゜側及び−90゜側の電極本数が
異るため、G1とG2の値は異るため、この式を先
の(8)式に代入すれば、 k2N＝π／４√2 1 …(11) となり、異なる定数値ｋを有する基板に対して
も、G2／G1を適当に調整しさえすれば、0゜側及
び−90゜側の電極本数を適当に調整できることが
分かる。このように本発明では、(10)式を満足する
ように第１及び第２のすだれ状電極の放射アドミ
ツタンスＹを設定することにより、かなり広範囲
な比帯域幅で理想的な単方向性変換器を得ること
ができる。
式(1)に代入してこの条件を書き換えると、l0＝±
（ｉ＋１／４）λ0（ｉは整数）となり、また本発明
における変換器においても(3)、(4)式は成立する。
そこで(3)、(4)式にθ＝−90゜なる条件を代入し、
理想的な場合としてｒ＝０の場合を考えると、先
の(7)式によつて与えられていた条件は、 １＝√2 1（ωC2／G2） …(10) となる。ここでは0゜側及び−90゜側の電極本数が
異るため、G1とG2の値は異るため、この式を先
の(8)式に代入すれば、 k2N＝π／４√2 1 …(11) となり、異なる定数値ｋを有する基板に対して
も、G2／G1を適当に調整しさえすれば、0゜側及
び−90゜側の電極本数を適当に調整できることが
分かる。このように本発明では、(10)式を満足する
ように第１及び第２のすだれ状電極の放射アドミ
ツタンスＹを設定することにより、かなり広範囲
な比帯域幅で理想的な単方向性変換器を得ること
ができる。
（発明の効果）
以上、本発明によれば、従来の単方向性変換器
に比較し、種々の結合係数の基板に対して損失特
性が大幅に改善されると共に比帯域幅を広範囲に
とれる。又、交叉指電極の配置が比較的に自由に
設定出来るので重みづけの際にサンプリング誤差
を軽減でき周波数特性を改善することができる。
更に、グループ型単方向性すだれ状電極の周期的
な無振源の位置を周期性のない形にすることが可
能になり周期性によるスプリアス特性を大幅に軽
減でき、その結果、阻止域の保証減衰量を改善で
きる。又、この無振源の位置を適当に配置するこ
とによつて、間引型の重み付きも可能となり送受
信共重み付けした弾性表面波機能素子が容易に実
現できるようになつた。
に比較し、種々の結合係数の基板に対して損失特
性が大幅に改善されると共に比帯域幅を広範囲に
とれる。又、交叉指電極の配置が比較的に自由に
設定出来るので重みづけの際にサンプリング誤差
を軽減でき周波数特性を改善することができる。
更に、グループ型単方向性すだれ状電極の周期的
な無振源の位置を周期性のない形にすることが可
能になり周期性によるスプリアス特性を大幅に軽
減でき、その結果、阻止域の保証減衰量を改善で
きる。又、この無振源の位置を適当に配置するこ
とによつて、間引型の重み付きも可能となり送受
信共重み付けした弾性表面波機能素子が容易に実
現できるようになつた。
第１図は、従来の双方向性変換器の概略を説明
する斜視図、第２図は、従来のグループ型単方向
性すだれ状電極の説明図、第３図は、移相器とし
て１個のインダクタンスを用いた場合の変換器等
価回路図、第４図は、本発明を適用したグループ
型単方向性すだれ状電極の説明図である。 １１…圧電基板、１２，１６…共通接地電極、
１３，１８…0゜側電極（基準電極）、１４，１９
…θ側電極。
する斜視図、第２図は、従来のグループ型単方向
性すだれ状電極の説明図、第３図は、移相器とし
て１個のインダクタンスを用いた場合の変換器等
価回路図、第４図は、本発明を適用したグループ
型単方向性すだれ状電極の説明図である。 １１…圧電基板、１２，１６…共通接地電極、
１３，１８…0゜側電極（基準電極）、１４，１９
…θ側電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板上の共通接地主電極間に第１のすだ
れ状圧極と第２のすだれ状電極とを交差して配設
するとともに、前記第１のすだれ状電極と第２の
すだれ状電極にはθが90度の位相差をもつた信号
を印加され、一方向性の表面波を得るようにした
弾性表面波用電気機械変換器において、 前記共通接地主電極内における第１と第２のす
だれ状電極の本数を異ならせるとともに、 前記共通接地主電極間内の共通接地副電極に隣
接する第１と第２のすだれ状電極の中心間距離を
l0、表面波の波長をλ0としたとき、 l0＝±（ｉ−１／４）λ0 （但し、ｉは整数） を満足し、かつ前記第１及び第２のすだれ状電極
の放射アドミツタンスＹの実数部をG1及びG2と
し前記第２のすだれ状電極のアドミツタンスＹの
虚数部をωC2としたとき、 √2 1・ωC2／G2＝１ を満足せしめたことを特徴とする弾性表面波用電
気機械変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071579A JPS55123222A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Electromechanical converter for elastic surface wave |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071579A JPS55123222A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Electromechanical converter for elastic surface wave |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55123222A JPS55123222A (en) | 1980-09-22 |
| JPH0261806B2 true JPH0261806B2 (ja) | 1990-12-21 |
Family
ID=12311333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3071579A Granted JPS55123222A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Electromechanical converter for elastic surface wave |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55123222A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05509067A (ja) * | 1990-07-31 | 1993-12-16 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 可撓性袋の閉鎖装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57184316A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Hitachi Ltd | Surface acocustic wave device |
| EP0104314A3 (de) * | 1982-09-07 | 1985-09-11 | Siemens-Albis Aktiengesellschaft | SAW-Filter |
| JP2800893B2 (ja) * | 1986-11-21 | 1998-09-21 | 株式会社日立製作所 | 弾性表面波装置 |
| JP2852048B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1999-01-27 | 株式会社日立製作所 | 弾性表面波フィルタ |
| JPS63287106A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Hitachi Ltd | 弾性表面波装置 |
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-
1979
- 1979-03-16 JP JP3071579A patent/JPS55123222A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05509067A (ja) * | 1990-07-31 | 1993-12-16 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 可撓性袋の閉鎖装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55123222A (en) | 1980-09-22 |
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