JPH04150215A - 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］ 本発明は弾性表面波素子に関し、特に２つの信号のコン
ボリューション信号を取り出す弾性表面波コンボルバに
関する。

［従来の技術］ 第２図は、「中用他、電子通信学会論文誌８６／２．Ｖ
ｏ　１．Ｊ６９−Ｃ，Ｎｏ、２゜ｐｐ１９０〜１９８」
に記載されている、従来の弾性表面波素子の構成を示す
概略平面図である。

第２図において、１は圧電基板であり、２．３は該基板
ｌの表面上にＸ方向に適宜距離隔てて対向配置され形成
されている２つの弾性表面波励振用櫛形電極である。４
−１．４−２．・・・、４−ｎはこれら電極２．３間に
おいてＸ方向に延びて互いに平行に基板１の表面に形成
されている弾性表面波導波路である。また、５は基板１
の表面上に上記弾性表面波導波路からＸ方向に適宜距離
隔てて配置され形成されている音響電気変換器である。

また、第２図に記載されている座標軸は便宜上付記した
ものであり、基板の結晶軸等を意味するものではない。

尚、弾性表面波導波路４−１〜４−ｎの配列ピッチが、
該弾性表面波導波路にて生ぜしめられた弾性表面波の波
長と同じになるように弾性表面波導波路４−１〜４−ｎ
を配置し形成することにより、各弾性表面波導波路にて
生ぜしめられた弾性表面波は同相で重なり、効率良（励
振させることができる。

この弾性表面波素子において、弾性表面波励振用櫛形電
極２，３に対し角周波数ωの電気信号を入力すると、該
周波数の弾性表面波が励振され、該弾性表面波は弾性表
面波導波路４−１．４−２、・・・、４−ｎをＸ軸方向
に互いに反対向きに伝搬し、該弾性表面波導波路にてパ
ラメトリック・ミキシング現象により、ｙ軸方向に伝搬
する角周波数２ωの弾性表面波が発生する。この弾性表
面波が音響電気変換器５に到達し、該音響電気変換器に
て上記２つの入力信号のコンボリューション電気信号を
得ることができる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例の弾性表面波素子では、弾性
表面波導波路の端面で弾性表面波のＸ方向（図示）への
反射が起こる。

しかも、上記従来の弾性表面波素子では、分割された各
導波路は、弾性表面波導波路より発生する第３の弾性表
面波の波長ピッチで形成されているため、各導波路のＸ
方向に対して同じ側の端面で反射された弾性表面波は互
いに強め合い、弾性表面波導波路全体での反射率は大き
くなる。

そのため、コンボリューション信号の周波数特性にリッ
プルが生じるなどして、弾性表面波素子の特性に悪影響
をおよぼしていた。

［発明の目的Ｊ 本発明の目的は、弾性表面波導波路の端面で発生した弾
性表面波の反射波を打ち消すことにより、コンボリュー
ション特性を改善した弾性表面波素子を提供することで
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、上記
目的を達成するための手段として、 圧電基板上に第１及び第２の弾性表面波を励振する少な
（とも２つの励振電極と、該励振電極がら励振される該
第１及び第２の弾性表面波を互いに反対向きに伝搬させ
る複数の弾性表面波導波路と、該弾性表面波導波路にて
発生し、上記第１及び第２の弾性表面波を横切る方向に
伝搬する第３の弾性表面波を、電気信号に変換する少な
くとも１つの音響電気変換器とを有する弾性表面波素子
において、 上記各弾性表面波導波路の、上記第３の弾性表面波の伝
搬方向を横切る方向の２つの端面の内、各導波路の同じ
側の端面間の距離が、ランダムであることを特徴とする
弾性表面波素子を提供するものである。

更に、各弾性表面波導波路の中心間の間隔（ピッチ）を
、弾性表面波導波路より伝搬する第３の弾性表面波の波
長λと等しく形成することにより、従来の特性を損なう
ことなく上記目的を達成しようとするものである。

上述した本発明の手段によれば、各弾性表面波導波路の
同じ側の端面で反射された弾性表面波は、それぞれラン
ダムな位相で重なるため、互いに相殺されて弾性表面波
導波路全体としては、はとんど反射波は存在しなくなる
まで打ち消すことができる。

更に各弾性表面波導波路の中心間の間隔（ビッチ）を全
て、弾性表面波導波路より伝搬する第３の弾性表面波の
波長えと等しくすることにより、各導波路より伝搬する
弾性表面波は、同相で互いに強め合って伝搬するので、
効率良（励振することができる。

［実施例］ 第１図は、本発明による弾性表面波素子の一実施例を示
す概略平面図である。

第１図において、１は圧電基板である。該圧電基板とし
ては、例えばニオブ酸リチウム等の圧電基板を用いるこ
とができる。

２．３は基板１の表面上にＸ方向に適宜距離隔てて対向
配置され形成されている弾性表面波励振用電極である。

該電極２，３は櫛形電極であり、例えばアルミニウム、
銀、金等の導電体がらなり、弾性表面波がＸ方向に伝搬
するように設けられている。

４−１．４−２．・・・、４−ｎは、電極２．３間にお
いてＸ方向に延びて互いに平行に基板１の表面に形成さ
れている弾性表面波導波路である。

弾性表面波導波路に関しては、柴山乾夫監修「弾性表面
波工学」電子通信学会、８２〜１０２頁に詳しく述べら
れており、薄膜導波路やトポグラフィツク導波路がある
が、本発明においては基板表面をアルミニウム、銀、金
等の導電体で被覆したΔｖ／ｖ導波路が好ましい。

ここで、弾性表面波導波路４−１〜４−ｎは、全て中心
間の間隔（ピッチ）が弾性表面波導波路より発生する弾
性表面波の波長えに等しく、かつ、隣り合う２本の該導
波路４−１〜４−ｎのそれぞれの端面Ｉ、■の間隔はそ
れぞれランダムに形成されている。

５は、基板１の表面上に上記弾性表面波導波路４−１〜
４−ｎからＸ方向に適宜距離隔てて配置され形成されて
いる音響電気変換器である。該音響電気変換器は、例え
ばアルミニウム、銀、金等の導電体からなり、Ｘ方向に
伝搬する弾性表面波を効率良く電気信号に変換できるよ
うに設けられている。

本実施例の弾性表面波素子において、一方の励振用電極
２に対し中心角周波数ωの電気信号を入力すると第１の
弾性表面波が励振されＸの正方向に伝搬して弾性表面波
導波路４−１〜４−ｎに入射する。また、同様にして他
方の励振用電極３に対し中心角周波数ωの電気信号を入
力すると第２の弾性表面波が励振されＸの負方向に伝搬
して弾性表面波導波路４−１〜４−ｎに入射する。そし
て、弾性表面波導波路４−１〜４−ｎには両端から上記
第１及び第２の弾性表面波が互いに反対方向に伝搬し、
該弾性表面波導波路にてパラメトリック・ミキシング現
象により、ｙ軸方向に伝搬する中心角層？ｆＩ数２ωの
第３の弾性表面波が発生する。この第３の弾性表面波が
音響電気変換器５にて電気信号に変換され、上記２つの
入力信号のコンボリューション電気信号が得られる。

しかしながら、一方で、この第３の弾性表面波の一部は
、音響電気変換器５で反射され弾性表面波導波路方向へ
伝搬して戻り、再び弾性表面波導波路の各端面において
反射される。

しかし、ここで本実施例の導波路４−１〜４−ｎの端面
Ｉどうしの間隔は、どの導波路間においても全てランダ
ムになっているため、反射された弾性表面波の位相もす
べてランダムとなり、合成された反射波は互いに相殺さ
れ、全体としては反射波はほとんど存在しなくなる。

これは端面■どうしの間隔における反射波についても同
様のことがいえる。

尚、弾性表面波導波路４−１〜４−ｎは、中心間の間隔
（配列ピッチ）が、該弾性表面波導波路より伝搬される
第３の弾性表面波の波長λと同じになるように配置し、
形成しであるため、各弾性表面波導波路より発生した弾
性表面波は同相で重なり、効率良（励振される。

また、本実施例では、音響電気変換器５を弾性表面波導
波路４−１〜４−ｎの片側のみに設けたが、両側に設け
てもよい。

また音響電気変換器５としては、シングル電極を示した
が、ダブル電極（スプリット電極）や、他の反射を抑圧
する構造のものを設けることによリ、素子の特性を一層
良好なものとすることができる。

尚、２つの音響電気変換器で弾性表面波導波路４−１〜
４−ｎからの距離を異ならせておくことにより、一方の
音響電気変換器からの出力を他方の音響電気変換器から
の出力に対し適宜時間遅延させることができる。

また、上記実施例における弾性表面波励振用電極２，３
をダブル電極（スプリット電極）とすることにより、該
弾性表面波励振用電極２．３における弾性表面波の反射
を抑圧でき、素子の特性をより一層良好なものにするこ
とができる。

また、第１図、第２図に記載されている座標軸は便宜上
付記したものであり、基板の結晶軸等を意味するもので
はない。

さらに、上記実施例において、基板１はニオブ酸リチウ
ム等の圧電体単結晶に限定されるものではなく、例えば
半導体やガラス基板上に圧電膜を付加した構造等、パラ
メトリック・ミキシング効果がある材料及び構造であれ
ばよい。

また、上記実施例では、弾性表面波励振用電極にて励振
される弾性表面波をそのまま弾性表面波導波路に導いて
いるが、該励振電極と該弾性表面波導波路との間にホー
ン型導波路やマルチストリップカブラ等のビーム幅圧縮
器を設けてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、弾性表面波導波
路の、第３の弾性表面波の伝搬方向を横切る方向の２つ
の端面の内、各弾性表面波導波路の同じ側の端面間の距
離が、全てランダムになるように形成することにより、
弾性表面波導波路の端面によって発生する反射波を、位
相の異なる複数の反射波とし抑圧でき、素子の特性を改
善できる。

また、各弾性表面波導波路の中心間の距離（ピッチ）を
、上記弾性表面波導波路より励振される第３の弾性表面
波の波長λとすることにより、素子の効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による弾性表面波素子の実施例を示す
概略平面図。 第２図は、従来例を示す概略平面図。 １・・・基板、２，３・・・励振電極、４−１〜４−ｎ
・・・弾性表面波導波路、５・・・音響電気変換器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　圧電基板上に第１及び第２の弾性表面波を励振
   する少なくとも２つの励振電極と、該励振電極から励振
   される該第１及び第２の弾性表面波を互いに反対向きに
   伝搬させる複数の弾性表面波導波路と、該弾性表面波導
   波路にて発生し、上記第１及び第２の弾性表面波を横切
   る方向に伝搬する第３の弾性表面波を、電気信号に変換
   する少なくとも１つの音響電気変換器とを有する弾性表
   面波素子において、 上記各弾性表面波導波路の、上記第３の弾性表面波の伝
   搬方向を横切る方向の２つの端面の内、各導波路の同じ
   側の端面間の距離が、ランダムであることを特徴とする
   弾性表面波素子。
2. （２）　上記複数の弾性表面波導波路の上記第３の弾性
   表面波の伝搬方向の幅が、ランダムであることを特徴と
   する請求項１に記載の弾性表面波素子。
3. （３）　上記複数の弾性表面波導波路の中心間の距離が
   、上記第３の弾性表面波の波長に等しいことを特徴とす
   る請求項１に記載の弾性表面波素子。