JPH0691408B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JPH0691408B2 JPH0691408B2 JP8237985A JP8237985A JPH0691408B2 JP H0691408 B2 JPH0691408 B2 JP H0691408B2 JP 8237985 A JP8237985 A JP 8237985A JP 8237985 A JP8237985 A JP 8237985A JP H0691408 B2 JPH0691408 B2 JP H0691408B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- surface acoustic
- acoustic wave
- wave device
- frequency
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、中心周波数近傍の比較的広い帯域にわたっ
て、低損失、低リップルの特性が得られる弾性表面波装
置に関する。
て、低損失、低リップルの特性が得られる弾性表面波装
置に関する。
一方向性電極を用いて、低損失化と低リップル化の両方
の図った「グループ型一方向性すだれ状電極を用いた振
幅平坦弾性表面波フィルタ」に関する論文が日本音響学
会講演論文集１−５−14（目黒敏靖等、昭和51年10月）
に収録されている。このフィルタでは、一方向性電極を
なす２電極間に位相差を与えるために抵抗素子とインダ
クタンス素子とを直列に接続した所謂ベッセル型移相器
を用いている。この場合、移相器は２個の素子のみより
なり、設計も簡単であるが、一方向性が得られる周波数
範囲が非常に狭く、周波数が中心からずれるとリップル
の増加が目立った。
の図った「グループ型一方向性すだれ状電極を用いた振
幅平坦弾性表面波フィルタ」に関する論文が日本音響学
会講演論文集１−５−14（目黒敏靖等、昭和51年10月）
に収録されている。このフィルタでは、一方向性電極を
なす２電極間に位相差を与えるために抵抗素子とインダ
クタンス素子とを直列に接続した所謂ベッセル型移相器
を用いている。この場合、移相器は２個の素子のみより
なり、設計も簡単であるが、一方向性が得られる周波数
範囲が非常に狭く、周波数が中心からずれるとリップル
の増加が目立った。
第２図は一方向性電極の電極パターンの一例を示し、１
は送出電極、２は反射電極、３は移相器である。両電極
中心間距離を、中心周波数での幾何学位相差φＭがπ/2
ラジアン（以後、位相差は常にラジアンで表す）の奇数
倍となるように定め、これに対し移相器３が、中心周波
数で電気的位相差φＥ＝π/2を生ずるようにしてある。
この電極の周波数特性を第３図に示す。このように、中
心周波数では一方向性の条件を満足しているため方向性
（順方向９と逆方向10の損失比）は最大となっている
が、中心周波数から離れると方向性は小さくなり、従っ
てリップルが増加してしまう。
は送出電極、２は反射電極、３は移相器である。両電極
中心間距離を、中心周波数での幾何学位相差φＭがπ/2
ラジアン（以後、位相差は常にラジアンで表す）の奇数
倍となるように定め、これに対し移相器３が、中心周波
数で電気的位相差φＥ＝π/2を生ずるようにしてある。
この電極の周波数特性を第３図に示す。このように、中
心周波数では一方向性の条件を満足しているため方向性
（順方向９と逆方向10の損失比）は最大となっている
が、中心周波数から離れると方向性は小さくなり、従っ
てリップルが増加してしまう。
第５図に、弾性表面波素子の方向性と電極間多重反射
（TTE）抑圧度の関係を示す。この図から、方向性を大
きくとることによりTTE抑圧度が大きくなることが判
る。TTE抑圧度を40dB以上とするためには方向性が20dB
以上必要である。
（TTE）抑圧度の関係を示す。この図から、方向性を大
きくとることによりTTE抑圧度が大きくなることが判
る。TTE抑圧度を40dB以上とするためには方向性が20dB
以上必要である。
また、一方向性を得るための条件は、次ぎの２式とな
る。
る。
φM +φＥ＝ｎπ …（１） φＭ−φＥ＝（ｎ−１）π …（２） 但しｎは整数 ここで、幾何学的位相差φＭと電気的位相差φＥの、周
波数との関係は次式の如くになる。
波数との関係は次式の如くになる。
但しｎは整数 この関係を第４図に示す。この図は の場合を示し、またφＥは電極の放射コンダクタンスに
対するサセプタンスの比が5.4のときを示している。逆
方向へ弾性表面波を伝搬させないためには、（２）式を
満足させれば良いが、従来の移相器では、φＥが破線12
のように変化し、φＭとは傾斜が異なり、中心周波数で
しか条件を満足できず、中心周波数から離れるに従って
条件がずれてしまう。
対するサセプタンスの比が5.4のときを示している。逆
方向へ弾性表面波を伝搬させないためには、（２）式を
満足させれば良いが、従来の移相器では、φＥが破線12
のように変化し、φＭとは傾斜が異なり、中心周波数で
しか条件を満足できず、中心周波数から離れるに従って
条件がずれてしまう。
このように、従来の移相器では、一方向性の得られる周
波数範囲が狭く、広い帯域にわたり低リップルを実現す
ることが困難であるという問題があった。
波数範囲が狭く、広い帯域にわたり低リップルを実現す
ることが困難であるという問題があった。
なお、一方向性電極については、「グループ構成一方向
性弾性表面波フィルタ」に関する特開昭51−138362号公
報に比較的詳細な説明が記載されている。
性弾性表面波フィルタ」に関する特開昭51−138362号公
報に比較的詳細な説明が記載されている。
本発明の目的は、上記従来の弾性表面波装置のような問
題点のない、中心周波数近傍で所望の広い周波数帯域に
わたり低リップル、低損失の良好な特性が得られる弾性
表面波装置を提供することにある。
題点のない、中心周波数近傍で所望の広い周波数帯域に
わたり低リップル、低損失の良好な特性が得られる弾性
表面波装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明においては、圧電性基
板上に、複数個のすだれ状電極を入、出力電極として備
え、これらすだれ状電極の少なくとも一つが、一組以上
の、送出および反射電極からなる一方向性電極であり、
かつ、一組をなす送出および反射電極間の、夫々中心周
波数における幾何学的および電気的位相差の角度が、φ
ＭおよびφＥである弾性表面波装置において、抵抗Ｒ、
インダクタLm、容量Cmが直列に接続されてなる移相器と
反射電極の直列回路がされ、この移相器が更に送出電極
に並列に接続され、中心周波数近傍の半値幅となる通過
帯域内での周波数変化に伴い、位相差角φＭとφＥと
が、同じ割合で変化するように、移相器をなす各素子の
値が選定される弾性表面波装置とした。
板上に、複数個のすだれ状電極を入、出力電極として備
え、これらすだれ状電極の少なくとも一つが、一組以上
の、送出および反射電極からなる一方向性電極であり、
かつ、一組をなす送出および反射電極間の、夫々中心周
波数における幾何学的および電気的位相差の角度が、φ
ＭおよびφＥである弾性表面波装置において、抵抗Ｒ、
インダクタLm、容量Cmが直列に接続されてなる移相器と
反射電極の直列回路がされ、この移相器が更に送出電極
に並列に接続され、中心周波数近傍の半値幅となる通過
帯域内での周波数変化に伴い、位相差角φＭとφＥと
が、同じ割合で変化するように、移相器をなす各素子の
値が選定される弾性表面波装置とした。
本発明に係る一方向性電極の等価回路を第１図（ａ）に
示す。この一方向性電極は１組の送出電極１および反射
電極２から成り、これらの電極を放射コンダクタンスG
4、及びサセプタンスB5の並列等価回路で表してある。
移相器３は、抵抗R6、インダクタLm7、容量Cm8を直列に
接続した構成となっている。送出電極１および反射電極
２に印加される電圧をV1及びV2とすると、これらの間に
次式が成立する。
示す。この一方向性電極は１組の送出電極１および反射
電極２から成り、これらの電極を放射コンダクタンスG
4、及びサセプタンスB5の並列等価回路で表してある。
移相器３は、抵抗R6、インダクタLm7、容量Cm8を直列に
接続した構成となっている。送出電極１および反射電極
２に印加される電圧をV1及びV2とすると、これらの間に
次式が成立する。
また、V1とV2の関係は電気的移相差φＥを用いて次式の
如く表される。
如く表される。
V1＝V2eｊφＥ …（７） （６）式と（７）式からφＥに関する次ぎの条件式が得
られる。
られる。
よって中心周波数で、φＥ＝π/2を得る条件は次式とな
る。
る。
これより本発明に係る移相器の定数は次式により定ま
る。
る。
ここで、LmとCmは広い帯域で一方向性が得られるように
定める。即ち、電気的位相差φＥの変化と幾何学的位相
差φＭの変化の仕方が一致すれば良い。φＥの変化は
（８）式、（９）式より次式で表すことができる。
定める。即ち、電気的位相差φＥの変化と幾何学的位相
差φＭの変化の仕方が一致すれば良い。φＥの変化は
（８）式、（９）式より次式で表すことができる。
ω＝ω０ではφＥ＝π/2となるので、（９）式を展開す
ると次式となる。
ると次式となる。
（２）、（３）式から広い周波数帯域にわたって一方向
性を得る条件は、 よって（15）式と（16）式の傾きが等しくなれば良いか
ら、 このとき、電気的位相差φＥの周波数に対する変化は第
１図（ｂ）に破線13で示すようになり、φＭの傾きと一
致している。よって逆方向に伝わる弾性表面波が抑圧さ
れる帯域が広がり、広い帯域にわたってリップルを小さ
く出来る。
性を得る条件は、 よって（15）式と（16）式の傾きが等しくなれば良いか
ら、 このとき、電気的位相差φＥの周波数に対する変化は第
１図（ｂ）に破線13で示すようになり、φＭの傾きと一
致している。よって逆方向に伝わる弾性表面波が抑圧さ
れる帯域が広がり、広い帯域にわたってリップルを小さ
く出来る。
また、Cmを挿入することによる改善は、以下の制限条件
によって与えられる。
によって与えられる。
従来の移相器のφＥの周波数変化による式（２）のずれ
は、 であるのに対し、本発明に係る移相器では、同様に、 （17）式で得られるCmの値が最適値であるが、これより
小さくすると本発明の効果は小さくなり、次の条件で従
来の移相器と同じになる。
は、 であるのに対し、本発明に係る移相器では、同様に、 （17）式で得られるCmの値が最適値であるが、これより
小さくすると本発明の効果は小さくなり、次の条件で従
来の移相器と同じになる。
よって本発明の構成により効果が得られる条件は次式と
なる。
なる。
〔発明の実施例〕 第１図（ｄ）は本発明の第１実施例を示す。圧電性基板
17として128度回転Ｙ軸切断Ｘ方向伝搬のLiNbO3を用い
た。入力電極18は対数20対の一方向性電極であり、開口
長の一定な正規型電極とした。出力電極19は対数60対の
一方向性電極で、交差幅重み付けした電極である。な
お、中心周波数は612MHzであり、電極指幅は1.6μｍと
なった。これらの電極は8000Åのアルミニウム蒸着膜を
ホトリソグラフ技術により形成した。また電極指の開口
長は1000μｍとした。入力電極の放射コンダクタンスは
Ｇ＝9mS、容量はＣ＝26pFである。出力電極はＧ＝10m
S、Ｃ＝34pFとなった。このとき移相器の定数は、入力
側ではＲ＝９Ω、Lm＝11.5nH、Cm＝7.8pFであり、出力
側ではＲ＝７Ω、Lm＝9.6nH、Cm＝9.1pFとなった。この
とき第１図（ｅ）に示す広帯域な振幅周波数特性20が得
られ、帯域内では、方向性は30dB以上、電極間多重反射
抑圧度は45dB以上となった。中心周波数での損失は1.2d
Bで、損失を増加させずに広帯域にわたり低リップルを
実現できた。
17として128度回転Ｙ軸切断Ｘ方向伝搬のLiNbO3を用い
た。入力電極18は対数20対の一方向性電極であり、開口
長の一定な正規型電極とした。出力電極19は対数60対の
一方向性電極で、交差幅重み付けした電極である。な
お、中心周波数は612MHzであり、電極指幅は1.6μｍと
なった。これらの電極は8000Åのアルミニウム蒸着膜を
ホトリソグラフ技術により形成した。また電極指の開口
長は1000μｍとした。入力電極の放射コンダクタンスは
Ｇ＝9mS、容量はＣ＝26pFである。出力電極はＧ＝10m
S、Ｃ＝34pFとなった。このとき移相器の定数は、入力
側ではＲ＝９Ω、Lm＝11.5nH、Cm＝7.8pFであり、出力
側ではＲ＝７Ω、Lm＝9.6nH、Cm＝9.1pFとなった。この
とき第１図（ｅ）に示す広帯域な振幅周波数特性20が得
られ、帯域内では、方向性は30dB以上、電極間多重反射
抑圧度は45dB以上となった。中心周波数での損失は1.2d
Bで、損失を増加させずに広帯域にわたり低リップルを
実現できた。
従来の技術による一方向性電極と本発明を適用した一方
向性電極の、周波数方向性特性を第６図に比較して示
す。このように、本発明によれば、方向性特性22を大き
くとれる領域が広がり、従来の方向性特性23に比べて約
２倍に広がっている。このときの位相特性は第１図
（ｆ）に示す如く中心周波数に対し約±20MHzの帯域
で、電気的位相差の傾きは幾何学的位相差の傾きと同じ
になっている。
向性電極の、周波数方向性特性を第６図に比較して示
す。このように、本発明によれば、方向性特性22を大き
くとれる領域が広がり、従来の方向性特性23に比べて約
２倍に広がっている。このときの位相特性は第１図
（ｆ）に示す如く中心周波数に対し約±20MHzの帯域
で、電気的位相差の傾きは幾何学的位相差の傾きと同じ
になっている。
次ぎに本発明をカラーテレビジョン受像機の中間周波数
段に使用する弾性表面波装置に適用した第２実施例につ
いて、第１図（ｄ）をかりて説明する。圧電性基板、電
極膜材料、及び電極膜形成方法は第１実施例に同じであ
る。中心周波数は、56.5MHz、入力電極18は対数15対、
出力電極19は対数50対である。このとき、素子値は、入
力側はＲ＝38.7Ω、Lm＝0.45μＨ、Cm＝24.9pF、出力側
はＲ＝34.3Ω、Lm＝0.33μＨ、Cm＝40pFとなった。この
ときも、第１実施例同様、良好な特性（図示せず）が得
られた。
段に使用する弾性表面波装置に適用した第２実施例につ
いて、第１図（ｄ）をかりて説明する。圧電性基板、電
極膜材料、及び電極膜形成方法は第１実施例に同じであ
る。中心周波数は、56.5MHz、入力電極18は対数15対、
出力電極19は対数50対である。このとき、素子値は、入
力側はＲ＝38.7Ω、Lm＝0.45μＨ、Cm＝24.9pF、出力側
はＲ＝34.3Ω、Lm＝0.33μＨ、Cm＝40pFとなった。この
ときも、第１実施例同様、良好な特性（図示せず）が得
られた。
以上説明したように本発明によれば、移相器に僅かな改
良を加えるだけで、広い帯域にわたり、低リップル、低
損失の良好な特性の弾性表面波装置が得られる。
良を加えるだけで、広い帯域にわたり、低リップル、低
損失の良好な特性の弾性表面波装置が得られる。
第１図（ａ）は本発明に係る一方向性電極の等価回路
図、第１図（ｂ）は本発明に係る一方向性電極の位相特
性図、第１図（ｃ）は本発明に係る一方向性電極の振幅
周波数特性図、第１図（ｄ）は本発明の第１実施例図、
第１図（ｅ）は第１実施例の振幅周波数特性図、第１図
（ｆ）は第１実施例の位相特性図、第２図は移相器を用
いた一方向性電極の構成を示す図、第３図は従来の一方
向性電極の振幅周波数特性図、第４図は従来の一方向性
電極の位相特性図、第５図は電極の方向性とTTE抑圧度
の関係を示す図、第６図は従来の一方向性電極と本発明
第１実施例の一方向性電極との、周波数と方向性の関係
を比較して示す図である。 １……送出電極、２……反射電極、３……移相器、４…
…電極の放射コンダクタンス、５……電極のサセプタン
ス、６……抵抗、７……インダクタ、８……静電容量、
９、14、20……順方向振幅周波数特性、10、15、21……
逆方向振幅周波数特性、11、24……幾何学的位相差、1
2、13、25……電気的位相差、16……TTE抑圧度、17……
圧電性基板、18……入力電極、19……出力電極、22……
本発明に係る一方向性電極の周波数方向性特性、23……
従来の一方向性電極の周波数方向性特性。
図、第１図（ｂ）は本発明に係る一方向性電極の位相特
性図、第１図（ｃ）は本発明に係る一方向性電極の振幅
周波数特性図、第１図（ｄ）は本発明の第１実施例図、
第１図（ｅ）は第１実施例の振幅周波数特性図、第１図
（ｆ）は第１実施例の位相特性図、第２図は移相器を用
いた一方向性電極の構成を示す図、第３図は従来の一方
向性電極の振幅周波数特性図、第４図は従来の一方向性
電極の位相特性図、第５図は電極の方向性とTTE抑圧度
の関係を示す図、第６図は従来の一方向性電極と本発明
第１実施例の一方向性電極との、周波数と方向性の関係
を比較して示す図である。 １……送出電極、２……反射電極、３……移相器、４…
…電極の放射コンダクタンス、５……電極のサセプタン
ス、６……抵抗、７……インダクタ、８……静電容量、
９、14、20……順方向振幅周波数特性、10、15、21……
逆方向振幅周波数特性、11、24……幾何学的位相差、1
2、13、25……電気的位相差、16……TTE抑圧度、17……
圧電性基板、18……入力電極、19……出力電極、22……
本発明に係る一方向性電極の周波数方向性特性、23……
従来の一方向性電極の周波数方向性特性。
Claims (2)
- 【請求項１】圧電性基板上に、複数個のすだれ状電極を
入、出力電極として備え、これらすだれ状電極の少なく
とも一つが、一組以上の、送出および反射電極からなる
一方向性電極であり、かつ、一組をなす送出および反射
電極間の、夫々中心周波数における幾何学的および電気
的位相差の角度が、φＭおよびφＥである弾性表面波装
置において、 抵抗Ｒ、インダクタLm、容量Cmが直列に接続されてなる
移相器と前記反射電極の直列回路が、 前記送出電極に並列に接続され、 前記中心周波数近傍の、半値幅となる通過帯域内での周
波数変化に伴い、前記位相差角φＭとφＥとが、同じ割
合で変化するように、前記移相器をなす各素子の値が選
定されることを特徴とする弾性表面波装置。 - 【請求項２】前記移相器をなす素子Ｒ、Lm、Cmの値が、
次ぎの関係式（Ｉ）、（II）、（III）を満足する値で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性
表面波装置。 但しＫ＝B/G、ｎは整数、 ω0:2πf0（角周波数） f0:弾性表面波装置の中心周波数 G:すだれ状電極の放射コンダクタンス B:すだれ状電極のサセプタンス
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237985A JPH0691408B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 弾性表面波装置 |
| CA000510494A CA1276284C (en) | 1985-04-05 | 1986-05-30 | Surface elastic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237985A JPH0691408B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 弾性表面波装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7685894A Division JPH07106906A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242105A JPS61242105A (ja) | 1986-10-28 |
| JPH0691408B2 true JPH0691408B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13772945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8237985A Expired - Lifetime JPH0691408B2 (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-19 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691408B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281610A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-12 | Hitachi Ltd | 弾性表面波装置 |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP8237985A patent/JPH0691408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61242105A (ja) | 1986-10-28 |
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