JPH06152309A - 一方向性弾性表面波変換器及びこれを用いた 電子装置 - Google Patents

一方向性弾性表面波変換器及びこれを用いた 電子装置

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JPH06152309A
JPH06152309A JP21537092A JP21537092A JPH06152309A JP H06152309 A JPH06152309 A JP H06152309A JP 21537092 A JP21537092 A JP 21537092A JP 21537092 A JP21537092 A JP 21537092A JP H06152309 A JPH06152309 A JP H06152309A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】本発明は一方向性変換器、殊にトランスバーサ
ル型弾性表面波フィルタを構成するすだれ状電極変換器
の電極指間の中心からずれた位置に電極を設けて、一方
向性変換器及びこれを用いた電子装置を得る。 【構成】基本動作周波数での波長をλとして、正電極指
4の幅がλ/10、次にその中心間距離がλ/5でその
幅がλ/10の負電極指5、次にその中心間距離がλ/
5でその幅がλ/10の負電極指6、次にその中心間距
離がλ/5でその幅がλ/10の負電極指7、次にその
中心間距離が2λ/5でその幅がλ/10の正電極指4
を周期とするすだれ状電極変換器であって、これらの中
心間距離及びこれらの電極幅の範囲が±30%の範囲に
あるような内部反射型一方向性弾性表面波変換器及び弾
性表面波機能素子から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波を用いた変換
器及びこれを用いた電子装置に関するもので、主にトラ
ンスバーサル型弾性表面波フィルタを構成する際に使用
する変換器の内、低挿入損失に重要な一方向性変換器の
構造として、電極指間に新たな電極を設けた内部反射型
一方向性変換器及びこれを用いた電子装置に関する。
【0002】
【従来技術】通常の弾性表面波を励振受信するデバイ
ス、即ちIDT電極によって励振された弾性表面波が当
該デバイスの左右両方向に均等に波動を伝搬する入出力
変換器を用いるタイプのトランスバーサル型弾性表面波
フィルタ及びこれを用いた電子装置において基本的に存
在する6dBのロスを減少せしめる為、従来から各種の
一方向性弾性表面波変換器が提案されてきた。これらの
一方向性弾性表面波変換器は大別すると、 (a)3種のIDT電極指に各々零度、120度及び2
40度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デ
バイス。 (b)一般のIDT電極指間を縫ってミアンダラインを
設け、これを接地電極とするグループ型一方向性変換
器。 (c)アルミニウムIDT電極指を金の如き大密度金属
の電極指(弾性表面波反射用)とをペアとする等により
弾性表面波の励振の中心と反射の中心との間隔を励起し
た波動の波長の1/8とした内部反射一方向性変換器。 の三種が存在するが、(a)の三相一方向性変換器は広
い周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるものの3
本のバスバーの1本から延びる電極指を他の1本のバス
バー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が
極めて困難、従って高価となるのみならずかなり複雑な
位相器を要するという欠陥があった。また、(b)のグ
ループ型一方向性変換器も90度位相器(具体的にはコ
イル)を必要とする上、ミアンダラインの総延長が長く
なり、オーミックな損失に基づくフィルタの挿入損失が
大となるという欠陥があった。更に(c)の内部反射一
方向性変換器は位相器は不要なるもアルミニウム電極指
の他にこれとペアになる金電極指を別途蒸着する必要が
あり、工程が複雑となるという欠陥があり、いずれも満
足すべきものではなかった。更に、(c)の構造の他の
方法として、金電極指に代わりに浮き電極を用いた一方
向性変換器及び児玉らにより電極幅がλ/8と3λ/8
の電極を組み合せた内部反射型の一方向性変換器等が提
案されている。また、(c)の内部反射型の浮き電極を
用いた一方向性変換器の内、圧電性による反射を主に用
いた従来の一方向性変換器では、水晶などの圧電性の小
さい基板には、向かない。また、λ/8と3λ/8を組
み合わせた内部反射型の一方向性変換器は、電極幅が狭
く、高周波では作製が困難となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したごと
き従来の一方向性弾性表面波の欠陥を除去すべくなされ
たものであって、デバイスの製造工程簡易かつ位相器の
ごとき外部に付加すべき回路を要せず、しかも損失の少
ない弾性表面波一方向性変換器を提供せんとするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる弾性表面波一方向性変換器は、圧
電・電歪物質基板の表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状
電極を配置して弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾
性表面波を受信する弾性表面波変換器及びこの変換器を
用いた電子装置において、従来の浮き電極を用いた一方
向性変換器の内、圧電性による反射を主に用いた従来の
一方向性変換器の内の浮き電極を取り除いたものであ
る。本発明により、水晶などの圧電性の小さい基板にお
いて一方向性に大きな効果をもつ質量付加効果を用いた
大きな方向性をもつ一方向性変換器、及びこれを用いた
高性能の電子装置が得られる。
【0005】以下、本発明を図面に示した実施例に基づ
いて詳細に説明する。
【実施例1】図.1のように、圧電・電歪物質基板1の
表面或いは圧電薄膜基板にすだれ状電極を配置して弾性
表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受信する
弾性表面波変換器及びこれを用いた電子装置において、
基本動作周波数での波長をλとして、すだれ状電極の正
電極指4の幅がλ/10、次にその中心間距離がλ/5
でその幅がλ/10の負電極指5、次にその中心間距離
がλ/5でその幅がλ/10の負電極指6、次にその中
心間距離が2λ/5でその幅がλ/10の負電極指7、
次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ/10の正電
極指4を周期とするすだれ状電極変換器であって、これ
らの中心間距離及びこれらの電極幅の範囲が±30%の
範囲にある一方向性弾性表面波変換器及びこの変換器を
用いた電子装置が実施例の1であり、その周波数特性の
シミレーション結果を図.2に示す。
【実施例2】図.3のように、すだれ状電極の正電極指
8の幅がλ/10、次にその中心間距離が7λ/40で
その幅がλ/10の負電極指9、次にその中心間距離が
7λ/40でその幅がλ/10の負電極指10、次にそ
の中心間距離が18λ/40でその幅がλ/10の負電
極指11、次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ/
10の正電極指8を周期とするすだれ状電極変換器であ
って、これらの中心間距離及びこれらの電極幅の範囲が
±30%の範囲にある一方向性弾性表面波変換器及びこ
の変換器を用いた電子装置が実施例の2であり、その周
波数特性の実験値を図.4に示す。
【実施例3】図.5のように、すだれ状電極の正電極指
12の幅が3λ/20、次にその中心間距離が6λ/2
0でその幅が3λ/20の負電極指13、次にその中心
間距離が7λ/20でその幅が5λ/20の負電極指1
4、次にその中心間距離が7λ/20でその幅が3λ/
20の正電極指12を周期とするすだれ状電極変換器で
あって、これらの中心間距離及びこれらの電極幅の範囲
が±30%の範囲にある一方向性弾性表面波変換器及び
この変換器を用いた電子装置が実施例の3であり、その
周波数特性の実験値を図.6に示す。
【実施例4】図.7のように、基本動作周波数での波長
をλとして、前記すだれ状電極の正電極指15の幅が2
9λ/200、次にその中心間距離が29λ/100で
その幅が29λ/200の負電極指16、次にその中心
間距離が71λ/200でその幅が55λ/200の負
電極指17、次にその中心間距離が71λ/200でそ
の幅が29λ/200の正電極指15を周期とするすだ
れ状電極変換器であって、これらの中心間距離及びこれ
らの電極幅の範囲が±30%の範囲にある一方向性弾性
表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置が実施例
の4であり、その周波数特性に実験値が図.8である。
【実施例5】図.9のように、内部反射器の一方向性の
大きさを制御する方法として、電極13と電極14を同
じ電極膜厚及び材料で一部を接続した構造の内部反射型
一方向性変換器及びこれを用いた電子装置が実施例の5
である。実施例の1及び2及び3及び4及び5におい
て、この場合、電極幅及び間隙は必ずしも正確にこれら
の値である必要はなく、中心周波数で各々の波の位相が
同位相となるような値であれば良く、すだれ状電極変換
器の帯域幅を考えると、±30%の範囲が適当であり、
本特許に含まれる。実施例の1及び2及び3及び4及び
5において、中心に両方向性の弾性表面波変換器を、両
側に中心方向に波動のエネルギの大きくなる方向の向い
た上記の構造の一方向性弾性表面波変換器を配置した構
造の内部反射型一方向性弾性表面波変換器及びこの変換
器を用いた電子装置も本特許に含まれる。実施例の1及
び2及び3及び4及び5において、上記の構造の内部型
反射型一方向性弾性表面波変換器の動作角周波数ωを、
動作角周波数の波長λに対応させた時、Nを1、2、
3、…などの整数とし、Nωで動作する内部反射型一方
向性弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置
も本特許に含まれる。また、上記の説明では、平面図の
下側2を正電極、上側3を負電極としたが、上を正電極
に下を負とした構造も本特許に含まれるものとする。
【0007】
【発明の効果】本発明の一方向性弾性表面波変換器は以
上説明したごとく構成するものであるから、一般には、
唯一度の蒸着−露光−エッチング工程を以て電極形成が
可能であるから通常一般の弾性表面波デバイスと同等の
コストで安価に製造可能であるのみならず格別の位相器
を必要とせずして、一方向性変換器を得ることができ、
しかも格別の損失を発生する要因が存在しない為、これ
を入出力変換器に用いれば、一方向性変換器本来の特性
たるTTE(トリプルトランジットエコー)に基づくリ
ップルが少なく、挿入損失の小さなフィルタを安価に提
供する上で著しい効果を奏する。
【0008】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図2】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性のシ
ミレーション結果である。
【図3】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図4】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図5】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図6】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図7】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図9】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図10】本発明の方向性の大きさを制御する方法に関
する電極構造を示す図である。
【符号の説明】
1…基板、2、3…正、負IDT電極、4、5,6、
7,8、9、10、11,12,13,14,15…正
負IDT電極指、16…方向性を小さくするための電
極、17…波動のエネルギの大きくなる方向。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月25日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図2】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性のシ
ミレーション結果である。
【図3】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図4】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図5】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図6】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図7】本発明に係る一方向性変換器の実施例を示す電
極構成の平面図及び断面図である。
【図8】本発明に係る一方向性変換器の周波数特性の実
験結果である。
【図9】本発明の方向性の大きさを制御する方法に関す
る電極構造を示す図である。
【符号の説明】 1 基板 2,3 正、負IDT電極 4,5,6,7,8,9,10, 11, 12, 13, 14, 15 正
負IDT電極指 16 方向性を小さくするための電極 17 波動のエネルギの大きくなる方向

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電・電歪物質基板1の表面或いは圧電薄
    膜基板にすだれ状電極を配置して弾性表面波を励振或い
    は伝搬してきた弾性表面波を受信する弾性表面波変換器
    及びこれを用いた電子装置において、基本動作周波数で
    の波長をλとして、前記すだれ状電極の正電極指4の幅
    がλ/10、次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ
    /10の負電極指5、次にその中心間距離がλ/5でそ
    の幅がλ/10の負電極指6、次にその中心間距離が2
    λ/5でその幅がλ/10の負電極指7、次にその中心
    間距離がλ/5でその幅がλ/10の正電極指4を周期
    とするすだれ状電極変換器であって、これらの中心間距
    離及びこれらの電極幅の範囲が±30%の範囲にある一
    方向性弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装
    置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、基本動作
    周波数での波長をλとして、前記すだれ状電極の正電極
    指8の幅がλ/10、次にその中心間距離が7λ/40
    でその幅がλ/10の負電極指9、次にその中心間距離
    が7λ/40でその幅がλ/10の負電極指10、次に
    その中心間距離が18λ/40でその幅がλ/10の負
    電極指11、次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ
    /10の正電極指8を周期とするすだれ状電極変換器で
    あって、これらの中心間距離及びこれらの電極幅の範囲
    が±30%の範囲にある一方向性弾性表面波変換器及び
    この変換器を用いた電子装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項及び特許請求項第2
    項において、基本動作周波数での波長をλとして、前記
    すだれ状電極の正電極指12の幅が3λ/20、次にそ
    の中心間距離が6λ/20でその幅が3λ/20の負電
    極指13、次にその中心間距離が7λ/20でその幅が
    5λ/20の負電極指14、次にその中心間距離が7λ
    /20でその幅が3λ/20の正電極指12を周期とす
    るすだれ状電極変換器であって、これらの中心間距離及
    びこれらの電極幅の範囲が±30%の範囲にある一方向
    性弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項及び特許請求項第2
    項及び特許請求項第3項において、基本動作周波数での
    波長をλとして、前記すだれ状電極の正電極指15の幅
    が29λ/200、次にその中心間距離が29λ/10
    0でその幅が29λ/200の負電指16、次にその中
    心間距離が71λ/200でその幅が55λ/200の
    負電極指17、次にその中心間距離が71λ/200で
    その幅が29λ/200の正電極指15を周期とするす
    だれ状電極変換器であって、これらの中心間距離及びこ
    れらの電極幅の範囲が±30%範囲にある一方向性弾性
    表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項及び第2項及び第3
    項及び第4項において、内部反射器の大きさを制御する
    方法として、電極5を電極6或いは電極9と電極10或
    いは電極13と電極14或いは電極16と電極17を同
    じ電極膜厚及び材料で一部を接続した構造或いは電極6
    と電極7或いは電極10と電極11を同じ電極膜厚及び
    材料で一部を接続した構造の内部反射型一方向性変換器
    及びこれを用いた電子装置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項及び第2項及び第3
    項及び第4項及び第5項において、中心に両方向性の弾
    性表面波変換器を、その両側に中心方向に波動のエネル
    ギの大きくなる方向の向いた上記の構造の一方向性弾性
    表面波変換器を配置した構造の内部反射型一方向性弾性
    表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第1項及び第2項及び第3
    項及び第4項及び第5項及び第6項において、上記の構
    造の一方向性弾性表面波変換器の動作角周波数ωを、動
    作角周波数の波長λに対応させた時、Nを1、2、3、
    …などの整数とし、Nωで動作する内部反射型一方向性
    弾性表面波変換器及びこの変換器を用いた電子装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100449620B1 (ko) * 2001-10-05 2004-09-22 삼성전기주식회사 일방향성 탄성표면파 변환기
KR100658994B1 (ko) * 2001-04-20 2006-12-21 후지쯔 가부시끼가이샤 탄성표면파 공진자 및 탄성표면파 필터

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JPS616917A (ja) * 1984-06-20 1986-01-13 Kazuhiko Yamanouchi 電極幅の変化を用いた内部反射型一方向性弾性表面波変換器

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