JPH04150216A - 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
ｏｌ、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
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、６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ゼしぬられた第３の弾性表面
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
路要素にて生ぜしめられた弾性表面波は同相で重なり、
効率良く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
６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において反射波が発生する。

これらの反射波は、再び音響電気変換器へ入射するため
、コンボリューション出力に歪を生ずるなどして、弾性
表面波素子の特性を劣化させるという問題があった。

これは特に、上記従来の弾性表面波素子では、分割され
た各導波路が、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としての反
射率は大きくなり、より大きな問題となっていた。

［発明の目的コ 本発明の目的は、各弾性表面波導波路の端面において発
生した反射波によるコンボリューション特性の劣化を改
善した弾性表面波素子を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、上記
課題を解決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くとも２つの励振電
極と、該励振電極から励振される上記第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（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、 上記音響電気変換器は、上記圧電基板面内において、上
記第３の弾性表面波の伝搬方向に端面がずれた少な（と
も２つの領域を接続した屈曲形状を有することを特徴と
する弾性表面波素子を提供するものである。

また上記音響電気変換器の少な（とも２つの領域の端面
の段差が、［（ｍ＋Ｈ）λ（ただし、λは上記第３の弾
性表面波の波長、ｍは整数）であることを特徴とする。

本発明のこのような手段によれば、音響電気変換器のそ
れぞれの領域の端面における反射波は、その段差のため
逆位相となるため、互いに打ち消し合い、反射波による
コンボリューション特性の劣化を改善することができる
。

［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、金等の導電体からなり、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ｌ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△Ｖ　／　Ｖ導波路が好ましい。

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。

本実施例における音響電気変換器５は、第１図に図示す
るように、Ｘ方向（第３の弾性表面波の伝搬方向）に端
面が段差ｄだけずれて・、屈曲した形状に形成されてお
り、それにより端面の位置が異なる２つの領域Ａ、Ｂか
ら成っている。領域Ａと領域Ｂとの段差ｄは、λ／４（
ただし、えは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）に設定されている。

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周波
数２ωの第３の弾性表面波が発生し、この弾性表面波が
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。

また一方で、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４−１〜４−ｎ
方向へ伝搬してもどり、この弾性表面波導波路４−１〜
４−ｎの各端面において反射され、この反射された弾性
表面波は、再び音響電気変換器５へ入射する。

ここで、本実施例の音響電気変換器５の領域Ａと領域Ｂ
の端面では、属λの段差（ただし、えは該弾性表面波導
波路より励振される第３の弾性表面波の波長）を有して
いるため、該音響電気変換器５の端面に到達した反射波
は、それぞれ逆位相となり、該音響電気変換器５上で電
気的に中和され、その結果、反射波による、コンボリュ
ーション特性の劣化は改善される。

尚、本実施例においては、音響電気変換器５における屈
曲の段差ｄをスλとしたが、 ｄ＝展（ｍ十イ）λ（ただしｍは整数）を満たせば、領
域Ａ及びＢにおける反射波の位相は逆相となり、同様な
効果が得られる。

また、本実施例においては、音響電気変換器５の領域を
２つに分け、段差を１つとしたが、これは３つ以上の領
域に分け、段差を２つ以上としてもよい。

尚、本実施例では、弾性表面波導波路′４−１〜４−ｎ
は、各導波路の線幅及び間隔が共にλ／２（λは弾性表
面波導波路より励振される第３の弾性表面波の波長）と
なるように形成されている。

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り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（、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］ 以上述べたように本発明によれば、音響電気変換器を、
圧電基板面内において、上記第３の弾性表面波の伝搬方
向に端面がずれた少なくとも２つの領域を接続した屈曲
形状とし、この２つの領域の端面の段差が、’Ａ　（ｍ
＋Ｈ）え（ただし、えは上記第３の弾性表面波の波長、
ｍは整数）とすることによって、 音響電気変換器のそれぞれの領域の端面における反射波
は、その段差により逆位相となるため、互いに打ち消し
合い、反射波によるコンボリューション特性の劣化を改
善することができる。

【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一実施例を示
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、５，６・・・音響電気変換器
ｄ・・・段差

Claims (2)

【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
   される上記第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、 上記音響電気変換器は、上記圧電基板面内において、上
   記第３の弾性表面波の伝搬方向に端面がずれた少なくと
   も２つの領域を接続した屈曲形状を有することを特徴と
   する弾性表面波素子。
2. （２）　上記音響電気変換器の少なくとも２つの領域の
   端面の段差が、１／２（ｍ＋１／２）λ（ただし、λは
   上記第３の弾性表面波の波長、ｍは整数）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。