JPH04337915A - 弾性表面波コンボルバ - Google Patents
弾性表面波コンボルバInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
に電極幅および周期の異なるすだれ状電極を設けた弾性
表面波変換器を組合せた弾性表面波コンボルバに関する
。
む)または電歪性基板上に設けられた正負の電極からな
るすだれ状電極(インタディジタルトランスジューサ)
を有する弾性表面波変換器は、一般には等周期構造の電
極配置となっていた。図5(a)は、従来の弾性表面波
変換器を用いた弾性表面波コンボルバを示す平面図、図
5(b)はそのX−Y断面図を示す。51は電気信号を
弾性表面波に変換する第1の弾性表面波変換器、52は
同様の電気信号を弾性表面波に変換する第2の弾性表面
波変換器、53は弾性表面波変換器51,52で発生さ
れ進んできた弾性表面波を検出してコンボリューション
出力を電気信号として取り出す出力電極である。弾性表
面波変換器51,52のすだれ状電極はいずれも等周期
の電極配置構造を有する。すなわち、すだれ状電極の電
極幅をm、周期をpとしたときpは一定であり、また、
m/pはどこをとっても定数(多くは「0.5」)であ
った。
弾性表面波変換器では、発生された弾性表面波は左右両
方向にほぼ同じ振幅で伝搬する。したがって、両方向に
同様の挿入損失特性を有し、いわば両方向性の特性を有
するといえる。
表面波変換器を用いて一方向にのみ低挿入損失の特性を
有する一方向性の弾性表面波変換器を得る技術として、
従来は例えば120度移相器を用いる方法、90度移相
器を用いる方法、および等周期で正負電極の間に反射電
極を非対称に配置することにより一方向特性を得る内部
反射型一方向性変換器とする方法などがあった。
を有する弾性表面波変換器は両方向性の特性を有し、一
方向にのみ低挿入損失となる特性は得られない。したが
って、このような弾性表面波変換器を用いて弾性表面波
コンボルバを構成してもコンボリューション効率の高い
コンボルバが得られない。また、上述の一方向性の弾性
表面波変換器を得る技術では、一方向に低挿入損失とな
る特性が得られるが、やはり等周期の電極配置構造を有
する弾性表面波変換器を用いているので、広帯域の特性
が得られない。したがって、弾性表面波コンボルバに適
用しても広帯域の特性が得られない。
に鑑み、コンボリューション効率が高くかつ広帯域特性
を有する弾性表面波コンボルバを提供することを目的と
する。
め、この発明は、圧電性または電歪性の基板上に、弾性
表面波を励振する第1および第2のすだれ状電極と、こ
れらの弾性表面波を検出してコンボリューション出力を
電気信号として取り出す出力電極とを備えた弾性表面波
コンボルバにおいて、上記第1および第2のすだれ状電
極が所定の厚みを有し、上記第1のすだれ状電極は上記
出力電極に向かって徐々に電極幅および周期が短くなる
正負の電極を交互に配置してなり、上記第2のすだれ状
電極は上記出力電極に向かって徐々に電極幅および周期
が長くなる正負の電極を交互に配置してなり、かつ、上
記第2のすだれ状電極はダブル電極構造を有することを
特徴とする。
その電極の膜厚が厚い場合、励振の位相と電極の反射の
位相とが一方の伝搬方向で同じ位相となり、他方の伝搬
方向は逆位相となるようにできる。このような一方向性
の特性を有する弾性表面波変換器をその方向性を同じ向
きに合せ、その間に出力電極を形成することにより、弾
性表面波コンボルバが得られる。特に上記の構成で、第
2のすだれ状電極がダブル電極構造を有するようにすれ
ば、第2の電極はほぼ両方向性の特性を有するものとな
り、コンボリューション効率の高いコンボルバが得られ
る。
する。
波コンボルバの平面図である。2は圧電性基板上に配置
された励振側の第1の弾性表面波変換器、3は圧電性基
板上に配置された励振側の第2の弾性表面波変換器であ
る。第1の弾性表面波変換器2は正電極4および負電極
5(第1のすだれ状電極)を有する。第2の弾性表面波
変換器3は正電極6および負電極7(第2のすだれ状電
極)を有する。8は出力電極を示す。正電極4および負
電極5は、出力電極に向かって徐々に電極幅mおよび周
期pが短くなるように交互に配置してある。この第1の
すだれ状電極はm/p=0.5とした。正電極6および
負電極7は、出力電極に向かって徐々に電極幅mおよび
周期pが長くなるように交互に配置してある。さらに、
第2のすだれ状電極はダブル電極構造となっており、1
本の正電極6は2本の電極6a,6bを、1本の負電極
7は2本の電極7a,7bを、それぞれ備えている。こ
の第2のすだれ状電極はm/p=0.25とした。言替
えれば、第2のすだれ状電極はm/p=0.8とした通
常のすだれ状電極の1本1本を2分割してダブル電極構
造としたものである。なお、圧電性基板1としてはYカ
ットZ伝搬のニオブ酸リチウムを、電極4,5,6,7
としてはアルミニウム膜を用いた。
のすだれ状電極は出力電極に向かって強い方向性を有し
、第2のすだれ状電極はそれ程の方向性を有しないよう
にできる。特に、ダブル電極構造の電極はほぼ両方向性
の特性を有し、結果としてコンボリューション効率の高
いコンボルバが得られる。ダブル電極構造を採ることに
より、この実施例の電極幅はλ/8となるが実用の周波
数では問題なく作製することができる。この場合、m/
pとしては、0≦m/p<0.5も本特許に含まれる。
電極における反射を積極的に利用して弾性表面波変換器
に方向性をもたせることを初めて見出だし、この弾性表
面波変換器の方向性を利用して広い帯域幅で高いコンボ
リューション効率を有する弾性表面波コンボルバを構成
したものである。この場合、電極において弾性表面波が
反射するように、電極はある程度の厚みを有する必要が
ある。電極の厚さをH、弾性表面波の波長をλとすると
、0.01≦H/λ≦0.10程度とするのが好ましい
。
ダンスとし、Zgを電極ギャップの音響インピーダンス
としたとき、Zm/Zgの値に応じて弾性表面波変換器
の方向性が定まる。
0オングストロームとしZm/Zg=0.98としたと
きの等価回路解析によるチャープ型電極の方向性を説明
するための周波数特性および電極の配置を示す図である
。図2(b)のように、一対の正負電極を有するすだれ
状電極(図ではIDTと略称してある)24に向かって
、正負電極の配置の密度が徐々に高くなるようなアップ
チャープのすだれ状電極23を隣接させた構成では、図
2(a)の実線21に示すような周波数特性となる。 逆に、図2(c)のように、一対の正負電極を有するす
だれ状電極26に向かって、正負電極の配置の密度が徐
々に粗くなるようなダウンチャープのすだれ状電極25
を隣接させた構成では、図2(a)の破線22に示すよ
うな周波数特性となる。周波数特性としては実線21の
ほうが破線22より良好である。したがって、すだれ状
電極23は矢印23Dに示す方向性を有し、すだれ状電
極25は矢印25Dに示す方向性を有することがわかる
。
0オングストロームとしZm/Zg=1.00としたと
きの等価回路解析によるチャープ型電極の方向性を説明
するための周波数特性および電極の配置を示す図である
。図3(b)のように、一対の正負電極を有するすだれ
状電極34に向かって、正負電極の配置の密度が徐々に
高くなるようなアップチャープのすだれ状電極33を隣
接させた構成では、図3(a)の実線31に示すような
周波数特性となる。また、図3(c)のように、一対の
正負電極を有するすだれ状電極36に向かって、正負電
極の配置の密度が徐々に粗くなるようなダウンチャープ
のすだれ状電極35を隣接させた構成でも、同じく図3
(a)の実線31に示す周波数特性となる。したがって
、すだれ状電極33およびすだれ状電極35は、ともに
方向性を有しないことがわかる。
0オングストロームとしZm/Zg=1.02としたと
きの等価回路解析によるチャープ型電極の方向性を説明
するための周波数特性および電極の配置を示す図である
。図4(b)のように、一対の正負電極を有するすだれ
状電極44に向かって、正負電極の配置の密度が徐々に
高くなるようなアップチャープのすだれ状電極43を隣
接させた構成では、図4(a)の実線41に示すような
周波数特性となる。逆に、図4(c)のように、一対の
正負電極を有するすだれ状電極46に向かって、正負電
極の配置の密度が徐々に粗くなるようなダウンチャープ
のすだれ状電極45を隣接させた構成では、図4(a)
の破線42に示すような周波数特性となる。周波数特性
としては破線42のほうが実線41より良好である。し
たがって、すだれ状電極43は矢印43Dに示す方向性
を有し、すだれ状電極45は矢印45Dに示す方向性を
有することがわかる。
極の方向性を調査した結果、チャープ型電極においては
、Zm/Zg<1のときは正負電極の配置密度が粗から
密になる向きの方向性を有し、Zm/Zg=1のときは
方向性を有さず、Zm/Zg>1のときは正負電極の配
置密度が密から粗になる向きの方向性を有することが分
かった。したがって、このような電極の方向性を考慮し
てコンボルバを構成すれば低挿入損失かつ広帯域特性を
有するようにすることができる。本来は、いずれのすだ
れ状電極も一方向で向かい合った特性が最良であるが、
分散性をなくす点から、他方のすだれ状電極は両方向性
を有するようにするとよい。一方のすだれ状電極は出力
電極に向かう方向性を有し、他方のすだれ状電極は両方
向性を有するようにするとよい。
圧電性または電歪性の基板上に厚みを有するすだれ状電
極を設けた弾性表面波コンボルバにおいて、すだれ状電
極の方向性を考慮し一方をダブル電極構造としているの
で、コンボリューション効率が高くかつ広帯域特性を有
する弾性表面波コンボルバが得られる。
ルバの平面図
方向性を説明するための周波数特性および電極の配置を
示す図
方向性を説明するための周波数特性および電極の配置を
示す図
方向性を説明するための周波数特性および電極の配置を
示す図
の平面図および断面図
弾性表面波変換器、4…正電極、5…負電極、6…ダブ
ル電極構造の正電極、7…ダブル電極構造の負電極、8
,53…出力電極。
Claims (1)
- 【請求項1】 圧電性または電歪性の基板上に、
弾性表面波を励振する第1および第2のすだれ状電極と
、これらの弾性表面波を検出してコンボリューション出
力を電気信号として取り出す出力電極とを備えた弾性表
面波コンボルバにおいて、上記第1および第2のすだれ
状電極が所定の厚みを有し、上記第1のすだれ状電極は
上記出力電極に向かって徐々に電極幅および周期が短く
なる正負の電極を交互に配置してなり、上記第2のすだ
れ状電極は上記出力電極に向かって徐々に電極幅および
周期が長くなる正負の電極を交互に配置してなり、かつ
、上記第2のすだれ状電極はダブル電極構造を有するこ
とを特徴とする弾性表面波コンボルバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13861891A JP3255658B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 弾性表面波コンボルバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13861891A JP3255658B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 弾性表面波コンボルバ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04337915A true JPH04337915A (ja) | 1992-11-25 |
JP3255658B2 JP3255658B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=15226291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13861891A Expired - Fee Related JP3255658B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 弾性表面波コンボルバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3255658B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08222992A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-08-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波コンボルバ |
JPH08222993A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-08-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波コンボルバ |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP13861891A patent/JP3255658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08222992A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-08-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波コンボルバ |
JPH08222993A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-08-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波コンボルバ |
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---|---|
JP3255658B2 (ja) | 2002-02-12 |
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