JPH0374920A

JPH0374920A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JPH0374920A
Application number: JP21199989A
Authority: JP
Inventors: Teruo Niitsuma; 新妻　照夫
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2742713B2

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、弾性表面波装置に係るもので、特にスペクト
ラム拡散通信方式に用いられる弾性表面波コンボルバの
改良に関するものである。

［発明の概要］本発明は、速度分散性をもつ圧電基板を用いた弾性表面
波コンボルバにおいて、動作周波数帯域内の各周波数成
分に対する実効的な積分時間長を等しくすることにより
１弾性表面波コンボルバの琵み込み積分動作を理想状態
に近づけ、スプリアス特性を教養するようにしたもので
ある。

［従来の技術］弾性表面波（Ｓ　Ａ　Ｗ　）素子については、現在、幅
広い応用と研究開発がなされており、特に実時間間畳み
込み積分機能を持つＳＡＷコンボルバは、例えば民生の
次世代通信方式ヒ期待されているスベグ１−ラム拡散（
Ｓ　Ｓ）通俗方式の復調器における主要なデバイスとし
て注目されている。　このＳＳ通信方式では、搬送波が
疑似鈍を符号（Ｉ）Ｎｃｏｄｅ　）によって広い周波数
帯域に拡散されるため、ＳＡＷコンボルバとしては、広
帯域の周波数特性を持ってり、Ｎることが要求される。

上記ＳＡＷコンボルバの県木的な構造は、第７図に示す
ように、圧電基板１上に形成した２つの入力くし型電極
２，２′と、モの間に形成されｌ辷出力ゲート電極３と
から成る２畳み込み積分動作は、２つの入力信号ｆ（ｔ
）、ｇ（ｔ）がそれぞれ入力くし型電極２，２′によっ
てＳＡＷに変換され５亙いに逆方向に串カゲー］−電極
下部の相互作用領域を伝搬り１、弾性的非線形性あるい
は半導体の非線形性を利用して掛は算され、グー１−電
極によって積分することにより行われる。

ヒ記ＳＡＷフンボルバは、その構造から３棟類に大別さ
れ、弾性的非線形性を利用したエラスティックコンボル
バ、圧電体ヒ半遵体を微少ギャップを介して近接させ、
半溝体中の非線形性を利用するエアーギャップ型コンボ
ルバ、ぞして半通体基板Ｈに圧電薄膜を積層してモノリ
シック化したモノリシック型コンボルバとして知られて
いる。

この中で最も有利な構造は、高効率の得られる半導体の
非線形性を利用し、微少なギャップを不要とするモノリ
シック型であると考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ところが、上記モノリシック型コンボルバの場合、膏速
の異なる複数種の材料で構成された層構造圧電基板が周
波数によってＳＡＷの跨速が異なる速度分散性を持つブ
とめ、動作周波数帯域が制限され、広帯域化が難しいこ
いう問題がある。

更に従来構造のＳＡＷコンボルバでは、積分動作を行う
出力ゲート電極が単一の矩形状あるいはＳＡＷの伝搬方
向に並行し、かつ長さが等しい複数のストリップ状電極
であるため、広い周波数帯域では実効的な積分時間長が
周波数によって異なり、スプリアス特性わ劣化させる原
因ヒなっている。

これに対し、第８図に示すように５人力くし型電極指の
ピッチをＳＡＷの伝搬方向に沿って連続的に変化させ、
周波数に対思してＳＡＷの励振位置を変えたチャーブ型
電極２，２′を入力トランスデま・−ザとして速度分散
を補償する構造も提案されているが。本質的にすべての
帯域内周波数成分に対して同一の伝搬路を共有している
ため１．積分時間長が周波数によって異なる現象は回避
できない。

［発明の目的］本発明は、ｈ記問題についてなされたものであって、速
度分散性を持つ圧電基板を用いたＳＡＷコンボルバにお
いて、理想豹な畳み込み積分動作が可能ヒなるようにし
た弾性表面波装置を得るここを目的としているものであ
る。

［課題を解決するための平段］本発明は、１対の入力！・ランスデューサおよびその間
の出力ゲーｉ−電極を備え５弾性表面波の帝速が周波数
の関数Ｖ（ω）となる速度分散性を持った圧電基板を用
い、前記入力トランスデューサが速度分散性を補償し、
かつ弾性表面波伝搬方向と直角方向に弾性表面波の周波
数を分布させるように構成きれた弾性表面波コンボルバ
において。

上記１対の入力トランスデューサ間の距離が上記直角方
向で異なるようにすると共に、上記出力ゲート電極の弾
性表面波伝搬方向の長さが上記直角方向で異なるように
構成することにより、上述した問題点の解決を図ったも
のである。

［作用］上記構成の弾性表面波装置においては、出力ゲート電極
の弾性表面波伝搬方向の長さが弾性表面波の伝搬方向と
直角方向に異なる構成となっているので、実効的な積分
時間長は全動作周波数帯域内でほぼ一定とされる。

［実施例］以下、本発明を各種の実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。

第１Ａ図は本発明の一実施例を示す、ここで圧電基板１
は、例えば圧電膜／絶縁膜／半導体の層状構造で、速度
分散性を持つ。

本実施例では、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すように、
全体の動作周波数帯域を分割し、それぞれの周波数領域
の中心ω１．ω２．ω、を中心周波数とする入力くし型
電極５ａ・５ａ’、５ｂ・５ｂ’５ｃ・５ｃ’　を図示
の如く、それぞれ”２１＃ＱＮ９２３の距離で配置する
ことで、周波数成分の異なるＳＡＷの伝搬路をチャネル
に分離する、いわゆるフィルタバンク型の構成を用いて
いる。また、出力ゲート電極６はＳＡＷ伝搬方向の長さ
がチャネル毎に、Ｌ工、Ｌ、、Ｌ、　と異なる。

ここで、ＳＡＷの音速を周波数ωの関数Ｖ（ω）として
表せば、同一中心周波数を持つ入力くし型電力５　ａ５
　ａ’間、５ｂ−５ｂ’間、　５　ｃ・５　ｃ’間の距
離Ｑ１．Ｑ、、Ｑ、は ■（ω１）■（ω２）■（ω、）（ただし、では所望の遅延時間長）となるように決定さ
れ、これにより速度分散による遅延時間特性を補償する
ことができる。また、これと同時に、各チャネル上の出
力ゲート電極長り、、Ｌ２．Ｌ、も（ただし、Ｔは所望
の積分時間）となるように決められ、これにより実効的
な積分時間長を全動作周波数帯域内でほぼ一定とするこ
とができる。

本実施例では、説明を容易にするため、チャネル数を少
なくしているが、分割数を多くするほど速度分散の補償
効果および実効的な積分時間長の帯域内均一性は向上す
る。

前記実施例では、出力ゲート電極６の端部を段階状に変
化させたものであるが、形状を単純化するために、第１
Ｃ図に示すように、ゲート電極６′の端部を連続に変化
させても、少なくともチャネル中央部での端部間距離が
、前述した条件を満たせば、前記と同等の効果を得られ
る。

また、第１Ｄ図および第１Ｅ図に示すように。

出力ゲート電極をチャネル毎に分離し、複数のストリッ
プ状構造とした電極６”、６”′にすれば、導波効果に
よって、チャネル間のクロストークの抑圧効果を得るこ
とができる。

第２Ａ図は、入力トランスデューサとしてＳＡＷの伝搬
方向に直角な方向に連続的に電極指のピッチが変化する
、いわゆる斜め電極指７，７′を用いた実施例を示す、
この場合、電極指で励振されるＳＡＷの周波数は、図中
ｙ方向に連続的に分布し、ｗ　（ｙ）として表すことが
できる。ここで。

電極７，７′の中心線をＳＡＷ伝搬方向に平行に結んだ
距離Ｑ　（ｙ）が。

處（ｙ）ｖ　（ｗ（ｙ））（ただし、τは所望の遅延時間）となるように、電極指
の中心を傾斜させることで、速度分散性を補償すること
が可能であるが、同時に出力ゲート電極８のＳＡＷ伝搬
方向の端部を。

ｖ　　（ｗ（ｙ））（ただし、Ｔは所望の積分時間）となるように変化させ
ることにより、前記第１実施例と同様に、帯域内の積分
時間長を均一にすることができる。

本実施例の場合も、第２Ｂ図に示すように、出力ゲート
電極端部をｙ方向に沿って不連続に変化させた電極８′
の使用が可能であり、その場合、Ｌ　（ｙ）が一定とな
る領域はＳＡＷ伝搬方向に平行であり、かつＬ（ｙ）は
その領域の中心のｙに対するＳＡＷの周波数ｗ　（ｙ）
に対して更に、前記第１実施例と同様に、出力ゲート電
極をＳＡＷの伝搬方向と平行な領域に分離し、導波効果
による領域間のクロス！−−−りを抑圧する効果を利用
するこヒも有効である、第３Ａ図は、速度分散の補償および広帯域化の効果をね
らったチャープ型電極９ａ・９ａ’、９ｂ・９１）′　
を入力トランスデューサとして用い、第３Ｂ図に示すよ
うに、周波数帯域をずらして２つ並列配置１ノた入力電
極を利用した実施例である。なお、１１．．１−２はそ
れぞれ入力電極９ａ・９ａ’９ｂ・９ｂ’の周波数特性
を示す、この場合、出力ゲート電極１０のＳＡＷ伝搬方
向の長さＬｌ、Ｌ。

は、２つのチャネルを伝搬するＳＡＷそれぞれの周波数
領域の中心での周波数ｗｉ、　Ｗ、に対してｖ　　（ｗ
、）　　　　ｖ　　（ｗ鰍）さなるように決め亀れる。

また、前記第１実施例と同様に、出力ゲート電極に対し
、第１Ｃ図、第１Ｄ図、第１Ｅ図に示した形状が可能で
あり、チャネルの分割数も２つ以」二であればよい。

第４図は、傾斜型チャープ電極１３．１．３′を用いた
実施例であり、出力ゲート電極１４については、第２Ａ
図および第２Ｂ図の実施例と同様な記述が適用される。

前述した各実施例において、出力ゲー（・電極のＳＡＷ
入射端は、いずれもの場合もＳＡＷ伝搬方向に直角な方
向に直線状となっていないため、ＳＡＷ波面が歪む可能
性がある。そこで１例えば第５図および第６図に示すよ
うに、出力ゲート電極１５．１６において、そのｙ方向
に直線状をなし、ＳＡＷの伝搬路上での金属部分の長さ
が、いずれのチャネルでも一定となり、かつ出力ゲート
電極上は接触しないダミー電極１７．１７’１８．１８
’　をゲート電極と入力電極間に配置した構造によって
、前記波面の歪みを防ぐことが可能である。

［発明の効果］速度分散性を持つ基板を利用したＳＡＷコンボルバに対
して、ＳＡＷの周波数に応じた励振位置の変化による補
償のみでは、理想的なコンボルバの動作は実現しないが
、本発明によれば、全動作周波数帯域で各周波数成分に
対する積分時間長が均一化されることにより、理想的な
企み込み積分動作が可能となる。

ルバの平面図、第１Ｂ図はくし型電極の周波数特性、第
１Ｃ図、第１．Ｄ図および第１Ｅ図は出力ゲート電極の
変形例を示す平面図、第２Ａ図は他の実施例を示すＳＡ
Ｗコンボルバの平面図、第２Ｂ図は出力ゲート電極の変
形例を示す平面図、第３Ａ図は他の実施例を示すＳＡＷ
コンボルバの平面図、第３８図はＳＡＷの波形図、第４
図は他の実施例を示すＳＡＷコンボルバの平面図、第５
図および第６図はそれぞれ出力ゲート電極にダミー電極
を組み付けた場合の平面図、第７図は従来の基本約ＳＡ
Ｗコンボルバの斜視図、第８図はチャープ型電極を用い
たＳＡＷコンボルバの平面図である。

１、−−−−−−−−−圧電基板、５　ａ　、　５　ａ
’、　５　ｂ　、　５　ｂ’５ｃ、５ｃ’・・・・・・
・・・くし型電極、６．６’　、６”６”’、８，１０
．１４，１５．１６・・・・・・・・・出力ゲート電極
、７，７′・・・・・・・・・斜め電極指、９ａ、９ａ
″９ｂ、９ｂ’・・・・・・・・・チャープ型電極、１
３．１３’・・・・・・・・・傾斜型チャープ電極、１
７．１７’　、１６゜１６′・・・・・・・・・ダミー
電Ｉｌｉ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１対の入力トランスデューサおよびその間の出力
ゲート電極を備え、弾性表面波の音速が周波数の関数ｖ
（ω）となる速度分散性を持った圧電基板を用い、前記
入力トランスデューサが速度分散性を補償し、かつ弾性
表面波伝搬方向と直角方向に弾性表面波の周波数を分布
させる弾性表面波コンボルバにおいて、前記１対の入力
トランスデユーサ間の距離が前記直角方向で異なるよう
に構成され、かつ前記出力ゲート電極の弾性表面波伝搬
方向の長さが前記直角方向で異なるように構成されてい
ることを特徴とする弾性表面波装置。
（２）１対の入力トランスデューサおよびその間の出力
ゲート電極を備え、弾性表面波の音速が周波数の関数ｖ
（ω）となる速度分散性を持った圧電基板を用い、前記
入力トランスデューサが速度分散性を補償し、かつ弾性
表面波伝搬方向と直角方向に弾性表面波の周波数を分布
させる弾性表面波コンボルバにおいて、前記入力トラン
スデューサが、並設された複数組のトランスデューサで
形成され、各組の左右入力トランスデューサ間の距離は
異なり、入力トランスデューサ間に配置された出力ゲー
ト電極は弾性表面波の伝搬方向の直角方向で長さが異な
るように構成されていることを特徴とする弾性表面波装
置。
（３）１対の入力トランスデューサおよびその間の出力
ゲート電極を備え、弾性表面波の音速が周波数の関数ｖ
（ω）となる速度分散性を持った圧電基板を用い、前記
入力トランスデューサが速度分散性を補償し、かつ弾性
表面波伝搬方向と直角方向に弾性表面波の周波数を分布
させる弾性表面波コンボルバにおいて、前記１対の入力
トランスデューサ間の距離が前記直角方向で異なるよう
に構成され、かつ前記出力ゲート電極の長さが前記直角
方向で異なると共に形状が見掛け上、矩形状となるよう
に両側にダミー電極が配置されていることを特徴とする
弾性表面波装置。