JPH0462208B2 - - Google Patents

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JPH0462208B2
JPH0462208B2 JP22905282A JP22905282A JPH0462208B2 JP H0462208 B2 JPH0462208 B2 JP H0462208B2 JP 22905282 A JP22905282 A JP 22905282A JP 22905282 A JP22905282 A JP 22905282A JP H0462208 B2 JPH0462208 B2 JP H0462208B2
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signal
convolution
surface acoustic
output
signals
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JP22905282A
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Japanese (ja)
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JPS59122109A (en
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Katsuhiko Nishikawa
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS59122109A publication Critical patent/JPS59122109A/en
Publication of JPH0462208B2 publication Critical patent/JPH0462208B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は互いに逆方向に伝搬する弾性表面波信
号のコンボリユーシヨンを音響伝搬媒体の非線形
効果を利用して取り出すエラステイツク・コンボ
ルバの構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the structure of an elastic convolver that extracts a convolution of surface acoustic wave signals propagating in opposite directions by utilizing the nonlinear effect of an acoustic propagation medium.

近時、通信方式の高度化の要請に伴ない、スプ
レツドスペクトラム通信方式が注目をあびてい
る。スプレツドスペクトラム通信方式は、情報の
伝送に必要な周波数帯域幅に較べて非常に大きな
(例えば1000倍)周波数帯域に広げて伝送し、受
信器で再び圧縮を行なうもので、妨害波の除去効
果が著しい。理想的に達成しうる妨害波除去比
は、信号の1チツプの継続時間Tと送信信号の帯
域幅Wの積で与えられるプロセス利得に等しい。
しかし今符号化波形が時間に対して不変あるいは
妨害者が予測できるように変化する場合には意図
的な妨害が可能となり、プロセス利得の一部ない
し全てが失われることがある。そこで例えばスプ
レツドスペクトラム通信の1つである周波数ホツ
ピングシステムでは各データビツトを構成する一
連のパルス列の各パルス毎にその搬送波周波数を
変化させる。受信者は変化のシーケンスを予め知
つているので、信号を複調することは可能であ
る。一方妨害者が妨害を行なうためには、全帯域
にわたつて妨害するか、あるいは次のパルスの搬
送波周波数はいくらかを予め推し測る必要があ
る。
In recent years, spread spectrum communication methods have been attracting attention as communication methods have become more sophisticated. Spread spectrum communication method spreads the frequency band over a much larger frequency band (for example, 1000 times) than that required for transmitting information, and then compresses it again at the receiver, which is effective in eliminating interference waves. is remarkable. The ideally achievable interference rejection ratio is equal to the process gain given by the product of the duration T of one chip of the signal and the bandwidth W of the transmitted signal.
However, if the encoded waveform is now time-invariant or changes in a way that the jammer can predict, intentional jamming is possible and some or all of the process gain may be lost. For example, in a frequency hopping system, which is one type of spread spectrum communication, the carrier wave frequency is changed for each pulse of a series of pulse trains constituting each data bit. It is possible to demotonate the signal since the receiver knows the sequence of changes in advance. On the other hand, in order for a jammer to cause interference, it is necessary to interfere over the entire band or to estimate in advance what the carrier frequency of the next pulse will be.

また、上記妨害波除去効果以外にも送信波形を
任意に変化させうる通信システムは多くのメリツ
トを有する。このような事情によりスプレツドス
ペクトラム信号を受信するデバイス(コリレー
タ)はプログラマブルであることが強く望まれて
おりエラステツク・コンボルバはその構造の簡単
さ、高性能などの点から極めて注目されている。
In addition to the interference wave removal effect described above, a communication system that can arbitrarily change the transmission waveform has many advantages. Under these circumstances, it is strongly desired that the device (correlator) that receives the spread spectrum signal be programmable, and the elastic convolver is attracting a lot of attention because of its simple structure and high performance.

エラステツク・コンボルバは、リチユームナイ
トベート(LiNbO3)などの圧電媒体上を互いに
逆方向に2つの弾性表面波信号を伝搬させ、これ
ら2信号のコンボリユーシヨン出力を得るもので
ある。このコンボリユーシヨン信号を得るには、
弾性表面波に対する媒体の何らかの物理的非線形
効果の介在を必要とする。今、2入力信号の搬送
周波数を共にωの搬送波周波数を有し、その出力
検出用電極としては一様な金属薄膜が用いられ
る。必要な金属薄膜電極の長さLは、受信する信
号の1チツプの長さをτ(sec)、弾性表面波速度
をv(m/sec)とすると、vτより大でなければな
らない。vは通常3000〜4000(m/sec)であるか
ら比較的長い信号例えばτ=50μsecの信号のコン
ボリユーシヨンを得るためにはLとして15〜20cm
が必要となる。従来知られている出力電極の形状
は弾性表面波の伝搬方向に沿つて細長の矩形であ
つた。それゆえ上記信号長を取り扱うためには圧
電基板の長さは15〜20cm以上必要で、したがつて
結晶基板の入手が困難であり、また、たとえ入手
できたとしても極めて高価である。さらに製造に
際しても、マスク製作の困難さ、製作中の破損の
しやすさ等多くの問題点を有していた。これに対
処するため特願昭57−073115に記されているよう
にコンボリユーシヨン信号を取り出す出力電極と
して1ケ所以上の曲線部を有する曲がり導波路が
提案される。しかしその実施例において示されて
いるのは、シングル・チヤンネル構造のエラステ
イツク・コンボルバのみであり、そのような構造
では、以下に説明するセルフ・コンボリユーシヨ
ンと呼ばれるスプリアス信号を充分抑圧しえない
恐れがある。
The elastic convolver propagates two surface acoustic wave signals in opposite directions on a piezoelectric medium such as lithium nitrate (LiNbO 3 ), and obtains a convolution output of these two signals. To get this convolution signal,
It requires the intervention of some physical nonlinear effect of the medium on the surface acoustic waves. Both of the two input signals have a carrier frequency of ω, and a uniform metal thin film is used as the output detection electrode. The required length L of the metal thin film electrode must be greater than vτ, where τ (sec) is the length of one chip of the received signal and v (m/sec) is the surface acoustic wave velocity. Since v is usually 3000 to 4000 (m/sec), in order to obtain a convolution of a relatively long signal, for example, a signal with τ = 50 μsec, the length must be 15 to 20 cm.
Is required. The shape of a conventionally known output electrode is a rectangle that is elongated along the propagation direction of surface acoustic waves. Therefore, in order to handle the above-mentioned signal length, the length of the piezoelectric substrate must be 15 to 20 cm or more, and therefore it is difficult to obtain a crystal substrate, and even if it is available, it is extremely expensive. Furthermore, there have been many problems in manufacturing, such as difficulty in mask manufacturing and ease of damage during manufacturing. In order to cope with this problem, a curved waveguide having one or more curved portions is proposed as an output electrode for extracting a convolution signal, as described in Japanese Patent Application No. 57-073115. However, what is shown in the example is only an elastic convolver with a single channel structure, and such a structure may not be able to sufficiently suppress spurious signals called self-convolution, which will be explained below. There is.

一般に基板の非線形効果により2入力信号から
コンボリユーシヨン出力信号に変換されるパワー
の割合は、ごくわずかであるから、一方のすだれ
状変換器から放射された弾性表面波信号の大部分
は、出力電極を通過し、前記すだれ状変換器と反
対の位置に設置されている他方の入力用すだれ状
変換器に到達する。この時、その弾性表面波信号
の一部は、すだれ状変換器により反射され、再び
出力電極に到達する。したがつて、ある時間長の
信号がコンボルバに入力された時、他端に位置す
るすだれ状変換器によつて反射された入力信号の
先頭部分が、まだ正しい方向に伝搬している後続
信号部と出力電極領域において重なり、これら2
信号のコンボリユーシヨンが発生する。このコン
ボリユーシヨン信号は通常セルフ・コンボリユー
シヨンと呼ばれる。また、他方のすだれ状電極か
ら放射された表面波信号も同様に反対側のすだれ
状変換器によつて反射されるから、同じ現象が生
ずる。参照信号としてコンボルバの一方の入力変
換器に加えられるパワーは入力信号に比べて大き
いのが通常の場合であるから、上記原因によるセ
ルフ・コンボリユーシヨン信号の大きさが、信号
と参照波とのコンボリユーシヨン信号と同程度か
あるいは後者を上廻る事態も起こりうる。
In general, the proportion of the power converted from the two input signals to the convolution output signal due to the nonlinear effect of the substrate is very small, so most of the surface acoustic wave signal emitted from one interdigital transducer is It passes through the electrode and reaches the other input interdigital transducer installed at the opposite position to the interdigital transducer. At this time, a part of the surface acoustic wave signal is reflected by the interdigital transducer and reaches the output electrode again. Therefore, when a signal of a certain time length is input to the convolver, the leading part of the input signal reflected by the interdigital transducer located at the other end is the subsequent signal part that is still propagating in the correct direction. overlap in the output electrode area, and these two
Signal convolution occurs. This convolution signal is usually called self-convolution. The same phenomenon occurs since the surface wave signal emitted from the other interdigital electrode is also reflected by the opposite interdigital transducer. Normally, the power applied to one input converter of the convolver as a reference signal is larger than the input signal, so the magnitude of the self-convolution signal due to the above causes is due to the difference between the signal and the reference wave. A situation may also occur where the signal is on the same level as the convolution signal or even exceeds the latter.

エラステイツクコンボルバに生ずるスプリアス
信号としては、上記セルフ・コンボリユーシヨン
以外にも、いくらか知られているが、一般にそれ
らは、いずれもセルフ・コンボリユーシヨンに比
べて小さく、またそれぞれに対して適切な抑圧法
が考案されている。さて、上記セルフ・コンボリ
ユーシヨンを、充分なレベル以下に抑圧するため
には、すなわち、あらゆる環境下においても、そ
のコンボルバのプロセス利得を、充分発揮させる
ためには、、セルフ・コンボリユーシヨンの出力
信号に対する相対レベルを、コンボルバの時間−
帯域積で与えられる数値以上に抑圧する必要があ
る。その抑圧法として最も有効な方法は、同一基
板上にコンボルバを2チヤンネル並列に配置し、
さらに一方のコンボルバを構成する入力用すだれ
状変換器の片方が他方のコンボルバを構成する入
力用すだれ状変換器の一方に対して電気的に逆極
性となるように接続する構成である。各出力電極
の両側に設置された入力変換器は、お互いに共通
の電源(負荷を含む)に接続されている。したが
つて、両入力変換器に加えられた2信号のコンボ
リユーシヨン出力の位相は、2チヤンネル間で
180゜異なるので、出力信号は差信号の形で取り出
せばよい。一方、出力電極によつてコンボリユー
シヨン信号に変換されない弾性表面波成分は、そ
れぞれのチヤンネルにおいて、出力電極を挾んで
反対側に位置する変換器に到達し、電気信号に変
換され一つの共通の電気的負荷に加えられるが、
その位相は互いに180゜異なるため、電気的に中和
され結局、再励起による反対波は生じない。さら
に電極指による電界短絡効果あるいは質量付加効
果による反射は、変換損失をできるだけ小ならし
める目的で、電気的整合がとられている通常変換
器においては、前記再励起による反射に比べて充
分小さく、また電極指の構成を「スプリツト電
極」とすることにより、さらに大幅に改善するこ
とができる。
In addition to the self-convolution mentioned above, there are some known spurious signals that occur in elastic convolvers, but they are generally smaller than self-convolution, and appropriate Suppression methods have been devised. Now, in order to suppress the above-mentioned self-convolution to a sufficient level, that is, in order to fully utilize the process gain of the convolver under any environment, it is necessary to suppress the self-convolution. The relative level to the output signal is expressed as the convolver time -
It is necessary to suppress it by more than the value given by the band product. The most effective method for suppressing this is to arrange two convolvers in parallel on the same board.
Further, one of the input interdigital transducers constituting one convolver is connected to one of the input interdigital transducers constituting the other convolver so as to have electrically opposite polarity. The input transducers installed on both sides of each output electrode are connected to a common power source (including a load). Therefore, the phase of the convolution output of the two signals applied to both input transducers is
Since the difference is 180°, the output signal can be extracted in the form of a difference signal. On the other hand, the surface acoustic wave components that are not converted into convolution signals by the output electrodes reach the transducer located on the opposite side of the output electrode in each channel, where they are converted into electrical signals and sent to one common signal. Although added to the electrical load,
Since their phases are 180° different from each other, they are electrically neutralized and no opposing waves are generated due to re-excitation. Furthermore, reflections due to electric field short-circuiting effects or mass addition effects due to electrode fingers are sufficiently small compared to reflections due to re-excitation in normal converters in which electrical matching is maintained for the purpose of minimizing conversion loss. Furthermore, by using a "split electrode" configuration for the electrode fingers, further significant improvements can be made.

以上、説明したようにコンボルバを2チヤンネ
ル並列に配置し、両出力電極に生ずる出力を差動
的に取り出す構成は、セルフ・コンボリユーシヨ
ンを抑圧する点で、極めて有効な方法であるが、
出力を完全な差信号として取り出しうるためには
両コンボルバの表面波伝搬時間が、お互いに等し
いことが必要である。
As explained above, the configuration in which two channels of convolvers are arranged in parallel and the outputs generated at both output electrodes are extracted differentially is an extremely effective method in terms of suppressing self-convolution.
In order to extract the output as a complete difference signal, it is necessary that the surface wave propagation times of both convolvers be equal to each other.

曲がり導波路を有し、かつ、お互いの表面波伝
搬時間が相等しいコンボルバを並置することは理
論的には可能であるが、実際上は極めて困難であ
る。例えば、前記特願昭57−073115で例示したユ
ー(U)字型導波路の場合、その内側(あるいは外
側)に曲率半径のより小さい(あるいはより大き
い)U字型導波路を設け、かつ、直線部の長さを
調節することにより、表面波伝搬時間を相等しく
することは、設計上は可能である。ただし、その
ためには圧電体基板上の任意の方向に伝搬する表
面波の音速を事前に極めて精度よく知つておくこ
とが不可欠であるが、同じ基板材料でも、供給メ
ーカ、生産ロツトによつて表面波の音速特性は、
若干変動し、またガイドとなる導電膜の厚さによ
つても変わるので、両コンボルバの表面波伝搬時
間を精度よく一致させることには、非常に困難を
伴なう。
Although it is theoretically possible to juxtapose convolvers having curved waveguides and having the same surface wave propagation time, it is extremely difficult in practice. For example, in the case of the U-shaped waveguide exemplified in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 57-073115, a U-shaped waveguide with a smaller (or larger) radius of curvature is provided inside (or outside), and In terms of design, it is possible to equalize the surface wave propagation times by adjusting the length of the straight portion. However, in order to do this, it is essential to know in advance the sound velocity of the surface waves propagating in any direction on the piezoelectric substrate with extremely high accuracy. The sound speed characteristics of waves are
It varies slightly and also depends on the thickness of the conductive film that serves as a guide, so it is extremely difficult to precisely match the surface wave propagation times of both convolvers.

本発明の目的は、曲がり導波路を用いているに
も拘らず、製作が容易で、かつスプリアス特にセ
ルフ・コンボリユーシヨン信号抑圧特性のすぐれ
たエラステイツクコンボルバを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an elastic convolver that is easy to manufacture and has excellent spurious, particularly self-convolution signal suppression characteristics, despite using a curved waveguide.

本発明によれば、圧電基板上に弾性表面波信号
を励振する第1および第2のすだれ状変換器と前
記両変換器からの弾性表面波信号を、互いに逆方
向に伝搬させて重畳し、基板の非線形効果を利用
して、前記2信号のコンボリユーシヨン信号を取
り出す出力用電極を具えたエラステイツク・コン
ボルバを2個並置し、両コンボルバの第1(また
は第2)すだれ状変換器同志が同相で、第2(ま
たは第1)すだれ状変換器が逆相で励振され、出
力信号が両コンボルバの出力用電極間の差電圧と
して取り出され、前記出力用電極がいずれも偶数
個の曲線部を含む弾性表面波導波路から成ること
を特徴とするエラステイツクコンボルバが得られ
る。
According to the present invention, the first and second interdigital transducers that excite surface acoustic wave signals on the piezoelectric substrate and the surface acoustic wave signals from both the transducers are propagated in opposite directions and are superimposed, Two elastic convolvers equipped with output electrodes for extracting convolution signals of the two signals by utilizing the nonlinear effect of the substrate are arranged side by side, and the first (or second) interdigital transducers of both convolvers are connected to each other. In the same phase, the second (or first) interdigital transducer is excited in the opposite phase, and the output signal is taken out as a differential voltage between the output electrodes of both convolvers, and the output electrodes are all connected to an even number of curved sections. An elastic convolver is obtained, which is characterized by comprising an elastic surface acoustic wave waveguide including:

以下、本発明について実施例を示す図面を参照
しながら説明する。図は本発明によるエラステイ
ツク・コンボルバの一実施例を示す。図におい
て、1は圧電基板で、後で述べるように非線形相
互作用の強さを表わす性能指数Mの大きな材料例
えばLiNbO3などが望ましい材料である。圧電基
板の表面に電気信号を弾性表面波信号に変換する
すだれ状変換器2および3、それらの弾性表面波
信号を取り出すための出力電極4が形成されてい
る。すだれ状変換器2,3により励振される弾性
表面波のビーム幅が、本実施例においては、充分
小さく、動作周波数における表面波波長の数倍程
度なので、そのまま導波路たる出力電極に導びか
れているが、比較的幅広いすだれ状変換器で弾性
表面波を励振し、これをホーン型ビーム幅圧縮器
あるいはマルチストリツプカプラを応用したビー
ム幅圧縮器を用いて圧縮し、出力電極たる導波路
の幅と一致させるようにしてもよい。このような
弾性表面波信号のビーム幅圧縮が必要な理由は次
の通りである。すなわち、よく知られているよう
に弾性表面波コンボルバの終端開放電圧V。
(RMS値)は、2入力音響パワー密度P1a/W,
P2a/Wの積に比例し、次式で表わされる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to drawings showing embodiments. The figure shows an embodiment of an elastic convolver according to the invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a piezoelectric substrate, and as will be described later, a material having a large figure of merit M representing the strength of nonlinear interaction, such as LiNbO 3 , is a desirable material. On the surface of the piezoelectric substrate, interdigital transducers 2 and 3 for converting electrical signals into surface acoustic wave signals, and output electrodes 4 for extracting these surface acoustic wave signals are formed. In this embodiment, the beam width of the surface acoustic waves excited by the interdigital transducers 2 and 3 is sufficiently small, approximately several times the wavelength of the surface acoustic waves at the operating frequency, so that the beam width is directly guided to the output electrode as a waveguide. However, a surface acoustic wave is excited by a relatively wide interdigital transducer, compressed by a horn-type beam width compressor or a beam width compressor using a multi-strip coupler, and then the output electrode is used as a conductor. It may be made to match the width of the wave path. The reason why such beam width compression of the surface acoustic wave signal is necessary is as follows. That is, as is well known, the terminal open circuit voltage V of the surface acoustic wave convolver.
(RMS value) is the two-input acoustic power density P 1 a/W,
It is proportional to the product of P 2 a/W and is expressed by the following formula.

Vo=M/W(P1a・P2a)1/2 (1) ここで、Mは非線形基板材料の性能指数、
P1a,P2aは、入力音響パワー、Wはビーム幅で
ある。上式から明らかな如くWを小さくすれば、
コンボリユーシヨン出力電圧Voを増大させるこ
とができる。
Vo=M/W(P 1 a・P 2 a) 1/2 (1) Here, M is the figure of merit of the nonlinear substrate material,
P 1 a and P 2 a are the input acoustic powers, and W is the beam width. As is clear from the above formula, if W is made smaller,
The convolution output voltage Vo can be increased.

さて、両すだれ状変換器2,3により励振され
た搬送角周波数が共にωである2弾性表面波信号
はS字形の出力電極4に互いに反対側の端面から
入射する。この電極4は同時に弾性表面波に対す
る導波路としての機能を兼ね具えているので、表
面波はこの導波路に沿つて伝搬し、両表面波信号
は互いに重なり合う。すると基板材料の表面波に
対する非線形効果により、搬送角周波数2ωを持
つコンボリユーシヨン信号が電極4に生ずる。
Now, two surface acoustic wave signals excited by both interdigital transducers 2 and 3 and whose carrier angular frequencies are ω are incident on the S-shaped output electrode 4 from mutually opposite end faces. Since this electrode 4 also functions as a waveguide for surface acoustic waves, the surface waves propagate along this waveguide, and both surface wave signals overlap each other. Then, due to the nonlinear effect of the substrate material on the surface waves, a convolution signal having a carrier angular frequency of 2ω is generated at the electrode 4.

さらに、図に示すごとく入力すだれ状変換器
5,6および出力電極7から成る、前記エラステ
イツクコンボルバと同様のコンボルバが並設され
ている。ただし、すだれ状変換器6は変換器3に
対して位相が180℃異なる表面波を励振するよう
に各電極指が引出し電極に接続されている。ま
た、エラステイツク・コンボルバの長さ、すなわ
ち、両入力変換器間を結ぶ実効的表面波伝搬距離
が、両チヤンネル間において相等しくなるように
設定されている。従つて、両コンボルバの入力変
換器2と5,3と6のそれぞれの組に入力信号
E1,E2を印加すれば、出力電極4および7に現
われるコンボリユーシヨン出力信号は、180゜位相
が異なる。そのため両出力電極から出力を差動的
に取り出せば、効率的に取り出すことができる。
具体的な構成法としては図に示すごとく負荷抵抗
8の両端と各出力電極に設けたタツプ電極9,1
0を電気的に接続すればよい。このような2チヤ
ンネル構造はエラステイツクコンボルバに生ずる
可能性のあるスプリアスのうちで最も重大なスプ
リアスであるセルフコンボリユーシヨンを効果的
に抑圧しうることは既に述べた通りである。
Further, as shown in the figure, a convolver similar to the elastic convolver described above, which is composed of input transducers 5, 6 and an output electrode 7, is arranged in parallel. However, each electrode finger of the interdigital transducer 6 is connected to an extraction electrode so as to excite a surface wave whose phase is 180° different from that of the transducer 3. Further, the length of the elastic convolver, that is, the effective surface wave propagation distance between both input transducers, is set to be equal between both channels. Therefore, an input signal is input to each set of input converters 2 and 5, and 3 and 6 of both convolvers.
When E 1 and E 2 are applied, the convolution output signals appearing at output electrodes 4 and 7 are out of phase by 180°. Therefore, output can be efficiently extracted by differentially extracting the output from both output electrodes.
As shown in the figure, a specific configuration method is as follows: tap electrodes 9 and 1 are provided at both ends of the load resistor 8 and each output electrode.
0 should be electrically connected. As already mentioned, such a two-channel structure can effectively suppress self-convolution, which is the most serious spurious that can occur in an elastic convolver.

但し、この場合出力を効率的に取り出すために
は、両チヤンネルの出力電極で得られるコンボリ
ユーシヨン出力信号の位相が、理想的にあるい
は、ほぼ180℃異なつていることが必要である。
そのためにはコンボルバの両チヤンネルにおける
表面波伝搬時間が等しくなるように設定しなけれ
ばならない。しかるに表面波の速度は一般に圧電
体基板結晶のカツトおよび伝搬方向に依存して異
なるので、異なる幾何学的形状の曲がり部を有
し、かつ表面波伝搬時間が相等しい2チヤンネル
コンバルバを製作するには、実際上極めてむずか
しい。これに対して上記実施例に示すように2個
の曲がり導波出力電極を有する構造では、一方の
導波路4の曲がり部長さL1およびL2を伝搬する
時間T1T2′は、他方の導波路7の曲がり部長さ
L3,L4を伝搬する時間T3,T4と、それぞれの形
状を同一にすることにより、基板結晶における音
速面内異方性の如何にかかわらず、常に等しくで
きる。
However, in this case, in order to extract the output efficiently, it is necessary that the phases of the convolution output signals obtained at the output electrodes of both channels differ ideally or by approximately 180 degrees.
For this purpose, it is necessary to set the surface wave propagation time in both channels of the convolver to be equal. However, since the speed of surface waves generally varies depending on the cut of the piezoelectric substrate crystal and the propagation direction, a two-channel converter having curved portions with different geometric shapes and equal surface wave propagation times is fabricated. In practice, it is extremely difficult. On the other hand, in the structure having two curved waveguide output electrodes as shown in the above embodiment, the time T 1 T 2 ' for propagating through the curved lengths L 1 and L 2 of one waveguide 4 is longer than that of the other waveguide 4. The length of the bending part of the waveguide 7
By making the propagation times T 3 and T 4 the same through L 3 and L 4 and their respective shapes, they can always be made equal regardless of the in-plane anisotropy of the sound velocity in the substrate crystal.

すなわち、T1=T3,T2=T4 (2) である。本実施例においては、各導波路の曲がり
部は2ケ所であるが、前記原理に基づき偶数個の
曲がり部を用いる構造により、上記音速の面内異
方性に基づく両チヤンネル間の伝搬時間差を実用
上差支えない程度に充分小さくできる。
That is, T 1 =T 3 , T 2 =T 4 (2). In this example, each waveguide has two bends, but the structure using an even number of bends based on the above principle reduces the propagation time difference between both channels based on the in-plane anisotropy of the sound speed. It can be made small enough to be practically acceptable.

曲がり導波路を用いることの利点は、比較的短
かい長さの基板を用いて、長い継続時間を有する
信号のコンボリユーシヨンを得ることができるこ
とであり、本実施例に示すS字形導波路では、従
来知られている直線形に比べ1/3以下に短縮され
る。出力電極4,7のより望ましい条件は、コン
ボリユーシヨンの効率が場所によらず、一定であ
ることである。したがつて、(1)式の右辺が導波電
極4および7のあらゆる位置で、一定であること
が必要である。しかるに性能指数Mは一般に基板
のカツト及び弾性表面波の伝搬方向によつて異な
る。したがつてこれを補正するには電極4および
7の幅Wを伝搬方向に沿つて変化させ、M/Wを
一定に保持すればよい。例えば基板1をYカツト
LiNbO3とし、すだれ状変換器2,3および5,
7によつて励振された弾性表面波の伝搬方向をZ
軸とすれば、このZ方向に伝搬する表面波に対す
るMはX方向伝搬の場合の約3倍である。したが
つて曲り導波電極部8の電極幅は直線部の電極幅
の約1/3にするのが望ましい。
The advantage of using a curved waveguide is that it is possible to obtain signal convolution with a long duration using a substrate of relatively short length, and the S-shaped waveguide shown in this example , it is shortened to less than 1/3 compared to the conventionally known linear type. A more desirable condition for the output electrodes 4 and 7 is that the convolution efficiency be constant regardless of location. Therefore, it is necessary that the right side of equation (1) be constant at all positions of the waveguide electrodes 4 and 7. However, the figure of merit M generally varies depending on the cut of the substrate and the propagation direction of the surface acoustic waves. Therefore, in order to correct this, it is sufficient to change the width W of the electrodes 4 and 7 along the propagation direction and keep M/W constant. For example, cut board 1 in a Y-cut.
LiNbO 3 , interdigital transducers 2, 3 and 5,
7 is the propagation direction of the surface acoustic wave excited by Z
If it is an axis, then M for a surface wave propagating in the Z direction is approximately three times that for propagating in the X direction. Therefore, it is desirable that the electrode width of the curved waveguide electrode section 8 be approximately 1/3 of the electrode width of the straight section.

以上説明したごとく、本発明によれば、曲がり
導波路を用いているため、比較的短かい基板で、
長い継続時間の信号のコンボリユーシヨンを得る
ことが出来ると同時に、ダブルチヤンネルによる
セルフコンボリユーシヨン抑圧に必要な両チヤン
ネル間における表面波伝搬時間の厳密な一致を容
易に実現できるので、その工業的価値は、極めて
大なるものがある。
As explained above, according to the present invention, since a curved waveguide is used, a relatively short substrate can be used.
It is possible to obtain convolution of long-duration signals, and at the same time, it is easy to achieve the exact matching of surface wave propagation times between both channels, which is necessary for self-convolution suppression by double channels, making it possible to achieve industrial The value is extremely great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明に基づくエラステイツク・コンボル
バの一実施例を示す。 1は圧電基板、2,3,5,6は入力用すだれ
状変換器、4,7はコンボリユーシヨン信号取り
出し用電極である。
The figure shows one embodiment of an elastic convolver according to the invention. 1 is a piezoelectric substrate, 2, 3, 5, and 6 are interdigital transducers for input, and 4 and 7 are electrodes for taking out convolution signals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 圧電基板上に弾性表面波信号を励振する第1
および第2のすだれ状変換器と、前記両変換器か
らの弾性表面波信号を互いに逆方向に伝搬させて
重畳し、基板の非線形効果を利用して前記2つの
信号のコンボリユーシヨン信号を取り出す出力用
電極を具えたエラステイツク・コンボルバを2個
並置し、両コンボルバの第1(または第2)すだ
れ状変換器同志が同相で、第2(または第1)す
だれ状変換器同志が逆相で励振され、出力信号が
両コンボルバの出力用電極間の差電圧として取り
出されるエラステイツク・コンボルバにおいて、
前記出力用電極がいずれも偶数個の曲線部を含む
弾性表面波折り返し形導波路から成ることを特徴
とするエラステイツク・コンボルバ。
1. The first part that excites a surface acoustic wave signal on the piezoelectric substrate.
and a second interdigital transducer, and the surface acoustic wave signals from both of the transducers are propagated in opposite directions and are superimposed, and a convolution signal of the two signals is extracted using the nonlinear effect of the substrate. Two elastic convolvers equipped with output electrodes are placed side by side, and the first (or second) interdigital transducers of both convolvers are in phase, and the second (or first) interdigital transducers are out of phase. In an elastic convolver, which is excited and the output signal is taken out as a differential voltage between the output electrodes of both convolvers,
An elastic convolver characterized in that each of the output electrodes is comprised of a folded surface acoustic wave waveguide including an even number of curved sections.
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