JPH07226641A - Surface acoustic wave element, surface acoustic wave convolver using the element and communication system using the convolver - Google Patents

Surface acoustic wave element, surface acoustic wave convolver using the element and communication system using the convolver

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JPH07226641A
JPH07226641A JP1928394A JP1928394A JPH07226641A JP H07226641 A JPH07226641 A JP H07226641A JP 1928394 A JP1928394 A JP 1928394A JP 1928394 A JP1928394 A JP 1928394A JP H07226641 A JPH07226641 A JP H07226641A
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surface acoustic
acoustic wave
electrode
wave device
udt
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JP1928394A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Eguchi
正 江口
Akira Torisawa
章 鳥沢
Kouichi Egara
光一 江柄
Takahiro Hachisu
高弘 蜂巣
Akane Yokota
あかね 横田
Akihiro Koyama
晃広 小山
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To excite surface acoustic waves in one direction with a single phase structure and to improve energy conversion efficiency by arranging bus bars for which plural electrode fingers for inputting the signals of the same phase are bundled and connected on the right and left of the electrode finger, cancelling one direction and strengthening the other direction. CONSTITUTION:In the three-phase type UDT of a comb-line electrode, the electrode fingers 121... are respectively connected to the bus bars 111 and 115 for connecting grounded electrodes and the bus bars 113 and 114 and 112 and 116 for high frequency signals provided with the phase difference of 60 deg. at a center frequency and arranged on the right and left. The phases of electric fields among the electrode fingers 127, 128... are shifted by 120 deg. each and thus, since the excited surface acoustic waves advancing in a right or left direction are strengthened or cancelled with each other between the electrodes, only the surface acoustic waves advancing in the right direction are excited. Thus, the three-phase UDT is realized with a single layer structure without the need of a gap cross electrode, loss is made small and highly efficient communication is performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波素子、及びそ
れを用いた弾性表面波コンボルバ、及びそれを用いた通
信システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface acoustic wave device, a surface acoustic wave convolver using the same, and a communication system using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】櫛型電極(以下IDT)を圧電変換器と
して用いた弾性表面波素子においては従来より、IDT
の双方向性による損失を防ぐため、様々な一方向性ID
T(UDT)の研究がされてきている。
2. Description of the Related Art A surface acoustic wave element using a comb-shaped electrode (hereinafter referred to as IDT) as a piezoelectric transducer has been conventionally used for IDT.
Various unidirectional IDs to prevent loss due to
Research on T (UDT) has been conducted.

【0003】図8はグループ型と呼ばれるUDTの例で
ある。図のように少ない対数のすだれ状電極を1グルー
プとして、そのグループ内の間でのアース電極の幅をλ
/2とし、かつグループ間で励起された波が同位相とな
るようにλのアース電極をミアンダーライン状に配置す
るとともに、0°と90°位相の電界を印加することに
より、一方向性を得ている。図12は、図8のグループ
型UDTで励起された弾性波の進行方向と深さ方向の強
度分布をシミュレーションした図であり、明るい部分が
強度の強い部分である。
FIG. 8 shows an example of a UDT called a group type. As shown in the figure, the interdigital electrodes with a small number of logarithms are set as one group and the width of the ground electrode between the groups is
/ 2, and by arranging the ground electrodes of λ in a meandering line so that the waves excited between the groups have the same phase, and by applying an electric field of 0 ° and 90 ° phases, unidirectionality is obtained. Is getting FIG. 12 is a diagram simulating the intensity distribution in the traveling direction and the depth direction of the elastic wave excited by the group-type UDT of FIG. 8, and the bright part is the strong part.

【0004】図9はIDTの電極指の間に浮き電極を設
け、電極がない部分と電極下の音響インピーダンスの違
いによって引き起こされる弾性表面波の反射と、隣り合
う電極指の中間的な電位を持つ電極として作用すること
により一方向性を得た例である。
In FIG. 9, a floating electrode is provided between the electrode fingers of the IDT, and the reflection of surface acoustic waves caused by the difference in the acoustic impedance under the electrode and the acoustic impedance under the electrode and the intermediate potential between the adjacent electrode fingers are shown. This is an example in which unidirectionality is obtained by acting as a holding electrode.

【0005】図10、図11は多相型と呼ばれるUDT
で、図10、図11は各電極指間にかかる電界の位相を
120゜ずつずらすことによって一方向性を得る3相型
であり、1波長に相当する長さの中に3本の電極指があ
る。
FIGS. 10 and 11 show a UDT called a polyphase type.
10 and 11 show a three-phase type in which unidirectionality is obtained by shifting the phase of the electric field applied between the electrode fingers by 120 °, and three electrode fingers are provided in a length corresponding to one wavelength. There is.

【0006】図10の場合、空隙交差電極を設けること
により3相すべての電位を電極指に供給できる。また、
図11は1つの基準電位をもつ電極指をミアンダーライ
ンにし、他の2つの電位を持つ電極指の間に蛇行させた
構造になっている。
In the case of FIG. 10, the potentials of all three phases can be supplied to the electrode fingers by providing the void crossing electrodes. Also,
FIG. 11 shows a structure in which an electrode finger having one reference potential is made a meander line and meandered between electrode fingers having other two potentials.

【0007】これらの一方向性IDT(UDT)図8〜
図10については弾性波素子技術ハンドブック(日本学
術振興会弾性波素子技術第150委員会編)p192〜
195に、図11については電子通信学会論文誌’78
/7 Vol.J61−BN0.7に詳述されている。
These unidirectional IDT (UDT) diagrams 8 to
Regarding Fig. 10, elastic wave device technology handbook (edited by the Japan Society for the Promotion of Science, elastic wave device technology 150th Committee) p192-
195, FIG.
/ 7 Vol. See J61-BN0.7.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グルー
プ型の場合、IDTの周波数帯域幅がせまくなり、また
図12のシミュレーション図に示されるように、弾性表
面波のほかに深さ方向に伝搬するバルク波が励起されて
おり、それによる損失が生じる。浮き電極型では浮き電
極での反射は小さく一方向性が小さい。また、反射条件
が合わない中心周波数からずれた周波数帯では一方向性
が小さいため、周波数帯域幅が狭くなる。等の問題があ
った。また、図10の場合、空隙交差電極が必要であ
る。通常この空隙部分は誘電体薄膜で形成されるため、
3層以上のプロセスが必要である。図11のような多相
型では一回のプロセスで製作可能な単層構造ではある
が、1波長ごとにもどり電極のみで弾性表面波がほとん
ど励起されない部分が生じ、強い弾性表面波を得るため
には電極指の本数が増え、周波数帯域幅が狭くなるとい
う問題があった。
However, in the case of the group type, the frequency bandwidth of the IDT becomes narrower, and as shown in the simulation diagram of FIG. 12, in addition to the surface acoustic wave, the bulk propagating in the depth direction is also used. The waves are excited, which causes losses. In the floating electrode type, reflection at the floating electrode is small and unidirectionality is small. Further, since the unidirectionality is small in the frequency band deviated from the center frequency where the reflection condition does not match, the frequency bandwidth becomes narrow. There was a problem such as. Further, in the case of FIG. 10, a void crossing electrode is required. Since this void is usually formed by a dielectric thin film,
Processes with more than two layers are required. The multi-phase type as shown in FIG. 11 has a single-layer structure that can be manufactured by a single process. However, in order to obtain a strong surface acoustic wave, there is a portion where the surface acoustic wave is hardly excited only by the return electrode for each wavelength. However, there is a problem that the number of electrode fingers is increased and the frequency bandwidth is narrowed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明では、圧電体上に、複数の位相をずらした高
周波信号を入力して弾性表面波を一方向に励起する一方
向性櫛型電極(以下多相型UDT)を形成した弾性表面
波素子であって、前記多相型UDTは、同じ位相の信号
を入力すべき複数の電極指を束ねて1つのブスバーに接
続し、該ブスバーを電極指の左右に複数個配置して構成
され、単層構造であることを特徴とする弾性表面波素子
を提供する。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a unidirectionality for exciting a surface acoustic wave in one direction by inputting a plurality of phase-shifted high frequency signals onto a piezoelectric body. A surface acoustic wave device having a comb-shaped electrode (hereinafter referred to as a polyphase UDT), wherein the polyphase UDT bundles a plurality of electrode fingers to which signals of the same phase are to be input, and connects them to one bus bar. A surface acoustic wave device having a single layer structure, which is configured by arranging a plurality of bus bars on the left and right of an electrode finger.

【0010】更に本発明においては、ブスバーによる電
力供給が困難な電極指は、1波長以内に配置された電極
指が少なくとも2本は残るようにして省略する。
Further, in the present invention, the electrode fingers for which it is difficult to supply the electric power by the bus bar are omitted by leaving at least two electrode fingers arranged within one wavelength.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明を説明するための弾性表面波
素子の圧電変換器部分の概略図である。本実施例のUD
Tは3相型となっている。図において111、115は
電位の基準となる接地電極を接続するためのブスバー、
113、114は信号源101から出力され、インピー
ダンス整合回路102でインピーダンス変換された高周
波信号を供給するためのブスバー、112、116は、
113、114に供給された高周波信号に対し、中心周
波数で60°の位相差に相当する遅延をつくる遅延回路
103を通った高周波信号を供給するためのブスバーで
ある。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a piezoelectric transducer portion of a surface acoustic wave device for explaining the present invention. UD of this embodiment
T is a three-phase type. In the figure, 111 and 115 are bus bars for connecting a ground electrode which serves as a reference of electric potential,
Bus bars 113 and 114 for outputting the high frequency signals output from the signal source 101 and impedance-converted by the impedance matching circuit 102, and 112 and 116,
It is a bus bar for supplying a high-frequency signal that has passed through the delay circuit 103 that creates a delay corresponding to a phase difference of 60 ° at the center frequency with respect to the high-frequency signal supplied to 113 and 114.

【0012】これらそれぞれのブスバーに接続された電
極指127、128、129、130...の間の電界
は120゜ずつ位相がずれる。弾性表面波はこの電界強
度に比例して励起されるので、同図においては右方向に
進む弾性表面波はそれぞれの電極間で強め合い、左方向
に進む弾性表面波は打ち消し合うので、結果として右方
向に進む弾性表面波のみが励起される。
[0012] The electrode fingers 127, 128, 129, 130. . . The electric field between the phases is 120 ° out of phase. Since surface acoustic waves are excited in proportion to this electric field strength, surface acoustic waves traveling to the right in the figure strengthen each other between the electrodes, and surface acoustic waves traveling to the left cancel each other out. Only surface acoustic waves traveling to the right are excited.

【0013】123、126の空間は高周波信号が入力
される電極指がないが、電極指127〜132によって
励起される弾性表面波は電極指121、122、及び、
電極指124、125によって励起される弾性表面波と
同相であるため、弾性表面波を励起するにあたってエネ
ルギーの損失はほとんどない。同じ理由で133、13
6の空間、143、146の空間にも電極指がなくとも
弾性表面波を励起するにあたってエネルギーの損失はほ
とんどない。
The spaces 123 and 126 do not have electrode fingers to which a high frequency signal is input, but the surface acoustic waves excited by the electrode fingers 127 to 132 are electrode fingers 121, 122 and.
Since it is in phase with the surface acoustic wave excited by the electrode fingers 124 and 125, there is almost no energy loss in exciting the surface acoustic wave. 133,13 for the same reason
Even if there are no electrode fingers in the spaces 6 and 143 and 146, there is almost no energy loss in exciting the surface acoustic waves.

【0014】このように多相信号で一方向性を実現する
UDTではすべての電極指を等間隔に配置して多相交流
を印加しなくてもよく、1波長内に少なくとも2本の電
極指があればよい。本実施例のよう1波長内に3本の電
極指がある3相型の場合には、ブスバーより電力供給が
困難な電極指は1波長で一本以内であれば間引いてもエ
ネルギー的な損失がほとんどなく弾性表面波を励起でき
る。
In the UDT that realizes unidirectionality with a polyphase signal, it is not necessary to arrange all electrode fingers at equal intervals and to apply a polyphase alternating current, and at least two electrode fingers are included in one wavelength. If there is In the case of the three-phase type in which three electrode fingers are present in one wavelength as in the present embodiment, if the electrode fingers for which power supply is more difficult than the busbar are within one wavelength, the energy loss can be obtained even if thinning out. The surface acoustic wave can be excited with almost no.

【0015】図2は、図1の3相型UDTで励起された
弾性波の進行方向と深さ方向の強度分布をシミュレーシ
ョンした図である。これを見ると分かるように本実施例
のUDTにより進行方向に効率よく弾性表面波が励起さ
れており、更に図12と比べると分かるように深さ方向
に伝搬するバルク波がほとんど発生せず、入力された電
気エネルギのほとんどが弾性表面波のエネルギに変換さ
れている。
FIG. 2 is a diagram simulating the intensity distribution in the traveling direction and the depth direction of the elastic wave excited by the three-phase UDT of FIG. As can be seen, the surface acoustic waves are efficiently excited in the traveling direction by the UDT of the present embodiment, and as can be seen from comparison with FIG. 12, bulk waves propagating in the depth direction are hardly generated, Most of the input electric energy is converted into surface acoustic wave energy.

【0016】本実施例では強い弾性表面波を得る為に電
極指を10波長分設けたが、図1の電極指127〜13
2を見れば分かるように、2波長分以下であれば電極指
を間引くことなく単層構造で形成することができる。
In this embodiment, the electrode fingers are provided for 10 wavelengths in order to obtain a strong surface acoustic wave, but the electrode fingers 127 to 13 in FIG.
As can be seen from 2, it is possible to form a single layer structure without thinning out the electrode fingers if the wavelength is equal to or less than 2 wavelengths.

【0017】(実施例2)図3は本発明の一方向性ID
T(UDT)をコンボルバに応用した例であり、図4は
図3のUDT部分の拡大図である。コンボルバの場合、
コンボリューション効率を上げるためには、出力電極、
兼、導波路幅を狭くし、且つ、弾性表面波信号を導波路
に伝播させる部分での変換損失を減らす必要がある。特
にコンボリューション効率は導波路の両側から入力され
る、それぞれの弾性波エネルギー強度に比例するので、
IDT(UDT)から導波路に至るまでの弾性波エネル
ギーの損失を防ぐことは、コンボリューション効率を向
上させるのに重要である。
(Embodiment 2) FIG. 3 shows a unidirectional ID according to the present invention.
This is an example in which T (UDT) is applied to a convolver, and FIG. 4 is an enlarged view of the UDT portion of FIG. In case of convolver,
In order to increase the convolution efficiency, the output electrode,
At the same time, it is necessary to narrow the width of the waveguide and reduce the conversion loss at the portion where the surface acoustic wave signal is propagated to the waveguide. Especially the convolution efficiency is proportional to the elastic wave energy intensity input from both sides of the waveguide.
Preventing loss of elastic wave energy from the IDT (UDT) to the waveguide is important for improving the convolution efficiency.

【0018】図3において、201はニオブ酸リチウム
基板、202は出力電極、兼、導波路、205、206
は本発明のUDTである。本発明のUDT205、20
6は弾性表面波を導波路202側のみに伝播し、さらに
UDTで発生した弾性表面波を導波路に集中する形状、
(本実施例では導波路側に凹な円弧形状)になってい
る。本実施例では基板はYカットZ伝搬のニオブ酸リチ
ウム基板であり、導波路202の端は、UDT 20
5、206の曲率中心Oではなく、曲率中心Oより若干
離れた位置の弾性表面波の伝搬効率が最大となる位置に
なっている。
In FIG. 3, 201 is a lithium niobate substrate, 202 is an output electrode and also serves as a waveguide, 205 and 206.
Is the UDT of the present invention. UDT 205, 20 of the present invention
6 is a shape in which the surface acoustic wave propagates only to the waveguide 202 side, and the surface acoustic wave generated by the UDT is further concentrated on the waveguide.
(In the present embodiment, it has an arc shape concave toward the waveguide side). In this embodiment, the substrate is a Y-cut Z-propagation lithium niobate substrate, and the end of the waveguide 202 is UDT 20.
It is not the center of curvature O of 5 and 206, but the position where the propagation efficiency of the surface acoustic wave is a maximum at a position slightly apart from the center of curvature O.

【0019】このUDTにより電気エネルギーから弾性
波エネルギーに変換された信号はほとんど損失なく導波
路に伝播されるため、コンボリューション効率は大きく
改善できる。
Since the signal converted from electric energy to elastic wave energy by this UDT is propagated to the waveguide with almost no loss, the convolution efficiency can be greatly improved.

【0020】本実施例では円弧型電極を用いたが、導波
路の導波モードや基板の異方性を考慮した形状でもよ
い。また、弾性表面波を導波路に集中させる手段として
ホーンや音響レンズを用いてもよい。
Although the arc-shaped electrode is used in this embodiment, the shape may be such that the waveguide mode of the waveguide and the anisotropy of the substrate are taken into consideration. Alternatively, a horn or an acoustic lens may be used as a means for concentrating the surface acoustic waves on the waveguide.

【0021】本実施例1、2においては電極指数が22
本の3相型UDTのみを説明に用いたが、他の構成で、
ブスバーより電力供給が困難な電極指は1波長に少なく
とも2本の電極指が残るようにして電極指を間引いたU
DTについても同様の効果が得られる。また、図1にお
ける123、126、133、136、143、146
の空間、及び図4におけるそれに相当する空間に浮き電
極を配置し、弾性表面波の反射の影響を抑えることも可
能である。
In the first and second embodiments, the electrode index is 22.
Only the three-phase UDT of the book was used for the description, but with other configurations,
For electrode fingers for which power supply is more difficult than bus bars, at least two electrode fingers remain for one wavelength, and the electrode fingers are thinned out U
The same effect can be obtained for DT. Also, 123, 126, 133, 136, 143, 146 in FIG.
It is also possible to suppress the influence of the reflection of the surface acoustic wave by arranging the floating electrode in the above space and the space corresponding to that in FIG.

【0022】(実施例3)図5は、以上説明したような
弾性表面波素子を用いた通信システムの一例を示すブロ
ック図である。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a block diagram showing an example of a communication system using the surface acoustic wave device as described above.

【0023】図において、40は送信機を示す。この送
信機は送信すべき信号を拡散符号を用いて、スペクトラ
ム拡散変調して、アンテナ401より送信する。送信さ
れた信号は、受信機41で受信され、復調される。受信
機41は、アンテナ411、高周波信号処理部412、
同期回路413、符号発生器414、拡散復調回路41
5、復調回路416より構成される。アンテナ411に
て受信された受信信号は高周波信号処理部412にて適
当にフィルタリング及び増幅され、送信周波数帯信号の
まま若しくは適当な中間周波数帯信号に変換され出力さ
れる。該信号は同期回路413に入力される。同期回路
413は本発明の実施例に記載の弾性表面波装置413
1と符号発生器414より入力される参照用拡散符号を
変調する変調回路4132と弾性表面波装置4131か
ら出力された信号を処理し、送信信号に対する拡散符号
同期信号およびクロック同期信号を符号発生器414に
出力する信号処理回路4133からなる。弾性表面波素
子4131には高周波信号処理部412からの出力信号
と変調回路4132からの出力信号が入力され、2つの
入力信号のコンボリューション演算が行われる。ここで
符号発生器414より変調回路4132に入力される参
照用拡散符号が送信側から送信される拡散符号を時間反
転させた符号とすると、弾性表面波装置4131では、
受信信号に含まれる同期専用拡散符号成分と参照用拡散
符号とが、弾性表面波装置4131の導波路上にて一致
した時に相関ピークが出力される。信号処理回路413
3では、弾性表面波装置4131より入力される信号か
ら、相関ピークを検出し、参照用拡散符号の符号開始か
ら相関ピーク出力までの時間から、符号同期のずれ量を
割り出し、符号同期信号及びクロック信号が符号発生器
414に出力される。同期確立後、符号発生器414は
送信側の拡散符号に対しクロック及び拡散符号位相が一
致した拡散符号を発生する。この拡散符号は、拡散復調
回路415に入力され、拡散変調される前の信号が復元
される。拡散変復調回路415から出力される信号は、
いわゆる周波数変調、位相変調などの一般に使用されて
いる変調方式により変調されている信号なので、同業者
が周知の復調回路416により、データ復調がなされ
る。
In the figure, 40 indicates a transmitter. This transmitter spread-spectrum-modulates a signal to be transmitted using a spread code and transmits the signal from an antenna 401. The transmitted signal is received by the receiver 41 and demodulated. The receiver 41 includes an antenna 411, a high frequency signal processing unit 412,
Synchronization circuit 413, code generator 414, spread demodulation circuit 41
5, demodulation circuit 416. The received signal received by the antenna 411 is appropriately filtered and amplified by the high frequency signal processing unit 412, and is output as it is as the transmission frequency band signal or converted into an appropriate intermediate frequency band signal. The signal is input to the synchronizing circuit 413. The synchronizing circuit 413 is the surface acoustic wave device 413 described in the embodiment of the present invention.
1 and the modulation circuit 4132 that modulates the reference spread code input from the code generator 414 and the signal output from the surface acoustic wave device 4131, and the spread code synchronization signal and the clock synchronization signal for the transmission signal are generated by the code generator. And a signal processing circuit 4133 for outputting to 414. The output signal from the high frequency signal processing unit 412 and the output signal from the modulation circuit 4132 are input to the surface acoustic wave element 4131, and the convolution operation of the two input signals is performed. Here, if the reference spreading code input from the code generator 414 to the modulation circuit 4132 is a code obtained by time-reversing the spreading code transmitted from the transmission side, the surface acoustic wave device 4131
When the synchronization-specific spreading code component included in the received signal and the reference spreading code match on the waveguide of the surface acoustic wave device 4131, a correlation peak is output. Signal processing circuit 413
3, the correlation peak is detected from the signal input from the surface acoustic wave device 4131, the deviation amount of the code synchronization is calculated from the time from the code start of the reference spreading code to the correlation peak output, and the code synchronization signal and the clock are generated. The signal is output to the code generator 414. After the synchronization is established, the code generator 414 generates a spread code having the same clock and spread code phase as the spread code on the transmission side. This spread code is input to the spread demodulation circuit 415, and the signal before spread modulation is restored. The signal output from the spread modulation / demodulation circuit 415 is
Since the signal is modulated by a commonly used modulation method such as so-called frequency modulation or phase modulation, data demodulation is performed by the demodulation circuit 416 known to those skilled in the art.

【0024】(実施例4)図6、図7は、以上説明した
ような弾性表面波素子を用いた通信システムの送信機及
び受信機の一例をそれぞれ示すブロック図である。本実
施例では通信方式としてCDM(Code divis
ion multiplexing)方式を用いてい
る。詳細を以下に述べる。
(Embodiment 4) FIGS. 6 and 7 are block diagrams respectively showing an example of a transmitter and a receiver of a communication system using the surface acoustic wave device as described above. In this embodiment, a CDM (Code Divis) is used as a communication method.
Ion multiplexing method is used. The details will be described below.

【0025】図6において、501は直列に入力される
データをn個の並列データに変換する直並列変換器、5
02−1〜nは並列化された各データと拡散符号発生器
から出力されるn個の拡散符号とを乗算する乗算器群、
503はn個のそれぞれ異なる拡散符号と同期専用の拡
散符号を発生する拡散符号発生器、504は拡散符号発
生器503から出力される同期専用拡散符号と乗算器群
502−1〜nのn個の出力を加算する加算器、505
は加算器504の出力を送信周波数信号に変換するため
の高周波段、506は送信アンテナである。また、図7
において、601は受信アンテナ、602は高周波信号
処理部、603は送信側の拡散符号とクロックに対する
同期を捕捉し維持する同期回路、604は同期回路60
3より入力される符号同期信号及びクロック信号によ
り、送信側の拡散符号群と同一のn+1個の拡散符号及
び参照用拡散符号を発生する拡散符号発生器、605は
拡散符号発生器604より出力されるキャリア再生用拡
散符号と高周波信号処理部602の出力から搬送波信号
を再生するキャリア再生回路、606はキャリア再生回
路605の出力と高周波信号処理部602の出力と拡散
符号発生器604の出力であるn個の拡散符号を用いて
ベースバンドで復調を行うベースバンド復調回路、60
7はベースバンド復調回路606の出力であるn個の並
列復調データを並直列変換する並直列変換器である。
In FIG. 6, reference numeral 501 denotes a serial-parallel converter for converting data input in series into n parallel data, 5
02-1 to n are multiplier groups for multiplying each parallelized data and n spread codes output from the spread code generator,
Reference numeral 503 is a spreading code generator that generates n different spreading codes and spreading codes dedicated to synchronization, and 504 is a spreading code dedicated to synchronization output from the spreading code generator 503 and n pieces of multiplier groups 502-1 to 502-1. 505 that adds the outputs of the
Is a high frequency stage for converting the output of the adder 504 into a transmission frequency signal, and 506 is a transmission antenna. Also, FIG.
In the figure, 601 is a receiving antenna, 602 is a high frequency signal processing unit, 603 is a synchronizing circuit for capturing and maintaining synchronization with the spreading code and clock on the transmitting side, and 604 is a synchronizing circuit 60.
A spreading code generator for generating n + 1 spreading codes and a reference spreading code, which are the same as the spreading code group on the transmission side, according to the code synchronization signal and the clock signal input from the reference numeral 3, and 605 is output from the spreading code generator 604. A carrier reproduction circuit that reproduces a carrier signal from the carrier reproduction spread code and the output of the high-frequency signal processing unit 602, and 606 is an output of the carrier reproduction circuit 605, an output of the high-frequency signal processing unit 602, and an output of the spread code generator 604. a baseband demodulation circuit for demodulating in the baseband using n spread codes, 60
Reference numeral 7 denotes a parallel-serial converter that parallel-serial converts n parallel demodulated data output from the baseband demodulation circuit 606.

【0026】上記構成において送信側ではまず入力され
たデータが直並列変換器501によって符号分割多重数
に等しいn個の並列データに変換される。一方、拡散符
号発生器503はn+1個の符号周期が同一でそれぞれ
異なる拡散符号PN0〜PNnを発生している。このう
ちPN0は同期及びキャリア再生専用であり前記並列デ
ータによって変調されず直接加算器504に入力され
る。残りのn個の拡散符号は乗算器群502−1〜nに
てn個の並列データにより変調され加算器504に入力
される。加算器504は入力されたn+1個の信号を線
形に加算し高周波段505に加算されたベースバンド信
号を出力する。該ベースバンド信号は続いて高周波段5
05にて適当な中心周波数を持つ高周波信号に変換さ
れ、送信アンテナ506より送信される。
In the above structure, on the transmitting side, the input data is first converted by the serial-parallel converter 501 into n pieces of parallel data equal to the number of code division multiplexes. On the other hand, the spreading code generator 503 generates n + 1 pieces of spreading codes PN0 to PNn having the same code period but different from each other. Of these, PN0 is dedicated to synchronization and carrier reproduction, and is directly input to the adder 504 without being modulated by the parallel data. The remaining n spread codes are modulated by n parallel data in the multiplier groups 502-1 to 502-1 and input to the adder 504. The adder 504 linearly adds the n + 1 input signals and outputs the added baseband signal to the high frequency stage 505. The baseband signal is subsequently fed to the high frequency stage 5
At 05, it is converted into a high frequency signal having an appropriate center frequency and transmitted from the transmitting antenna 506.

【0027】受信側では、受信アンテナ601で受信さ
れた信号は高周波信号処理部602にて適当にフィルタ
リング及び増幅され、送信周波数帯信号のまま若しくは
適当な中間周波数帯信号に変換され出力される。該信号
は同期回路603に入力される。同期回路603は本発
明の実施例に記載の弾性表面波装置6031と符号発生
器604より入力される参照用拡散符号を変調する変調
回路6032と弾性表面波装置6031から出力された
信号を処理し、送信信号に対する拡散符号同期信号およ
びクロック同期信号を拡散符号発生器604に出力する
信号処理回路6033からなる。弾性表面波素子603
1には高周波信号処理部602からの出力信号と変調回
路6032からの出力信号が入力され、2つの入力信号
のコンボリューション演算が行われる。ここで符号発生
器604より変調回路6032に入力される参照用拡散
符号が送信側から送信される同期専用拡散符号を時間反
転させた符号とすると、弾性表面波装置6031では、
受信信号に含まれる同期専用拡散符号成分と参照用拡散
符号とが、弾性表面波装置6031の導波路上にて一致
した時に相関ピークが出力される。信号処理回路603
3では、弾性表面波装置6031より入力される信号か
ら、相関ピークを検出し、参照用拡散符号の符号開始か
ら相関ピーク出力までの時間から、符号同期のずれ量を
割り出し、符号同期信号及びクロック信号が拡散符号発
生器604に出力される。同期確立後、拡散符号発生器
604は送信側の拡散符号群に対しクロック及び拡散符
号位相が一致した拡散符号群を発生する。これらの符号
群のうち同期専用の拡散符号PN0はキャリア再生回路
605に入力される。キャリア再生回路605では同期
専用拡散符号PN0により高周波信号処理部602の出
力である送信周波数帯若しくは中間周波数帯に変換され
た受信信号を逆拡散し送信周波数帯若しくは中間周波数
帯の搬送波を再生する。キャリア再生回路605の構成
は、たとえば位相ロックループを利用した回路が用いら
れる。受信信号と同期専用拡散符号PN0は乗算器にて
乗算される。同期確立後は受信信号中の同期専用拡散符
号と参照用の同期専用拡散符号のクロック及び符号位相
は一致しており、送信側の同期専用拡散符号はデータで
変調されていないため、乗算器で逆拡散されその出力に
は搬送波の成分が現れる。該出力は続いて帯域通過フィ
ルタに入力され搬送波成分のみが取り出され出力され
る。該出力は次に位相検出器、ループ・フィルタ及び電
圧制御発振器にて構成されるよく知られた位相ロックル
ープに入力され、電圧制御発振器より帯域通過フィルタ
より出力される搬送波成分に位相のロックした信号が再
生搬送波として出力される。再生された搬送波はベース
バンド復調回路606に入力される。ベースバンド復調
回路では該再生搬送波と高周波信号処理部602の出力
よりベースバンド信号が生成される。該ベースバンド信
号はn個に分配され拡散符号発生器604の出力である
拡散符号群PN1〜PNnにより各符号分割チャネル毎
に逆拡散され、続いてデータ復調がなされる。復調され
たn個の並列復調データは並直列変換器607にて直列
データに変換され出力される。
On the receiving side, the signal received by the receiving antenna 601 is appropriately filtered and amplified by the high frequency signal processing section 602, and is output as it is as a transmission frequency band signal or as an appropriate intermediate frequency band signal. The signal is input to the synchronizing circuit 603. The synchronization circuit 603 processes the signals output from the surface acoustic wave device 6031 and the modulation circuit 6032 for modulating the reference spread code input from the code generator 604 and the surface acoustic wave device 6031 described in the embodiment of the present invention. , A signal processing circuit 6033 for outputting a spread code synchronization signal and a clock synchronization signal for the transmission signal to a spread code generator 604. Surface acoustic wave element 603
An output signal from the high frequency signal processing unit 602 and an output signal from the modulation circuit 6032 are input to 1 and a convolution operation of two input signals is performed. If the reference spreading code input from the code generator 604 to the modulation circuit 6032 is a time-reversed code of the synchronization-only spreading code transmitted from the transmitting side, the surface acoustic wave device 6031 has
A correlation peak is output when the synchronization-specific spreading code component and the reference spreading code included in the received signal match on the waveguide of the surface acoustic wave device 6031. Signal processing circuit 603
In 3, the correlation peak is detected from the signal input from the surface acoustic wave device 6031, the deviation amount of the code synchronization is calculated from the time from the code start of the reference spreading code to the correlation peak output, and the code synchronization signal and the clock are generated. The signal is output to the spread code generator 604. After the synchronization is established, the spreading code generator 604 generates a spreading code group in which the clock and the spreading code phase match the spreading code group on the transmitting side. Of these code groups, the spread code PN0 dedicated to synchronization is input to the carrier reproduction circuit 605. The carrier reproduction circuit 605 despreads the reception signal converted to the transmission frequency band or the intermediate frequency band which is the output of the high frequency signal processing unit 602 by the synchronization-dedicated spreading code PN0 and reproduces the carrier wave in the transmission frequency band or the intermediate frequency band. As the configuration of the carrier reproducing circuit 605, for example, a circuit using a phase locked loop is used. The received signal and the spread code for synchronization PN0 are multiplied by the multiplier. After the synchronization is established, the clock and code phase of the synchronization-specific spreading code in the received signal and the reference synchronization-specific spreading code match, and the synchronization-specific spreading code on the transmitting side is not modulated with data. It is despread and carrier components appear in its output. The output is then input to a bandpass filter, and only the carrier component is extracted and output. The output is then input to a well-known phase locked loop consisting of a phase detector, a loop filter and a voltage controlled oscillator, and the phase is locked to the carrier component output from the bandpass filter from the voltage controlled oscillator. The signal is output as a reproduced carrier wave. The reproduced carrier wave is input to the baseband demodulation circuit 606. In the baseband demodulation circuit, a baseband signal is generated from the reproduced carrier wave and the output of the high frequency signal processing unit 602. The baseband signal is divided into n pieces and despreaded for each code division channel by the spreading code groups PN1 to PNn which are the outputs of the spreading code generator 604, and then data demodulation is performed. The parallel demodulated n demodulated data are converted into serial data by the parallel-serial converter 607 and output.

【0028】本実施例では通信方式としてCDM方式を
用いており、複数の信号を束ねて伝送できるため伝送容
量を大きくすることができる。
In the present embodiment, the CDM method is used as the communication method, and since a plurality of signals can be bundled and transmitted, the transmission capacity can be increased.

【0029】また本実施例は2値変調の場合であるが、
直交変調など、他の変調方式でも良い。
The present embodiment is a case of binary modulation,
Other modulation methods such as quadrature modulation may be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
空隙交差電極が必要なく、一回のプロセスで(単層構造
で)広帯域な多相型(3相型)UDTが実現でき、広帯
域で損失の小さい弾性表面波素子が実現できる。また本
発明のコンボルバでは広帯域で効率よくコンボリューシ
ョンを行うことができ、本発明の通信システムでは広帯
域で効率のよい通信を行うことが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a broadband multi-phase (three-phase) UDT in a single process (with a single layer structure) without the need for a void crossing electrode, A surface acoustic wave device having a wide band and low loss can be realized. Further, the convolver of the present invention can perform convolution efficiently in a wide band, and the communication system of the present invention can perform efficient communication in a wide band.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を説明するための弾性表面波素子の圧電
変換器部分の概略図
FIG. 1 is a schematic view of a piezoelectric transducer part of a surface acoustic wave device for explaining the present invention.

【図2】図1の3相型UDTに励振された弾性波の強度
分布を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the intensity distribution of elastic waves excited in the three-phase UDT of FIG.

【図3】本発明をコンボルバに応用した例を示す図FIG. 3 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a convolver.

【図4】図3のUDTの部分の拡大図FIG. 4 is an enlarged view of the UDT portion of FIG.

【図5】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の一例を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a communication system using the surface acoustic wave device of the present invention.

【図6】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の送信機の一例を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a transmitter of a communication system using the surface acoustic wave device of the present invention.

【図7】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の受信機の一例を示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a receiver of a communication system using the surface acoustic wave device of the present invention.

【図8】従来例のグループ型と呼ばれるUDTの構成を
示す図
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a UDT called a group type of a conventional example.

【図9】従来例の浮き電極によるUDTの構成を示す図FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a UDT including a conventional floating electrode.

【図10】従来例の空隙交差電極による多相型UDTの
構成を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a multi-phase UDT using a void crossing electrode of a conventional example.

【図11】従来例の電極を蛇行させた多相型UDTの構
成を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a multiphase UDT in which a conventional electrode is meandered.

【図12】図8のグループ型UDTに励振された弾性波
の強度分布を示す図
12 is a diagram showing the intensity distribution of elastic waves excited by the group type UDT of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 信号源 102 インピーダンス整合回路 103 遅延回路 111、115 接地電極を接続するためのブスバー 113、114 高周波信号を供給するためのブスバー 112、116 ブスバー113、114に供給された
高周波信号より中心周波数で60°の位相がずれた高周
波信号を供給するためのブスバー 121、122、124、125、127〜132、1
34、135、137〜142、144、145、14
7、148 電極指 123、126、133、136、143、146 電
極指を配置してない空間 201 ニオブ酸リチウム基板 202 出力電極、兼、導波路 205、206 本発明の円弧型UDT 40 送信機 401 送信用アンテナ 41 受信機 411 受信用アンテナ 412 高周波信号処理部 413 同期回路 414 符号発生器 415 拡散復調回路 415、416 復調回路 501 直列に入力されるデータをn個の並列データに
変換する直並列変換器 502−1〜n 乗算器群 503 拡散符号発生器 504 加算器 505 高周波段 506 送信アンテナ 601 受信アンテナ 602 高周波信号処理部 603 同期回路 604 拡散符号発生器 605 キャリア再生回路 606 ベースバンド復調回路 607 並直列変換器
101 Signal Source 102 Impedance Matching Circuit 103 Delay Circuit 111, 115 Bus Bar 113, 114 for Connecting to Ground Electrode Bus Bar 112, 116 for Supplying High Frequency Signal Central frequency 60 from the high frequency signal supplied to Bus Bar 113, 114 Bus bars 121, 122, 124, 125, 127 to 132, 1 for supplying high-frequency signals whose phases are shifted by
34, 135, 137 to 142, 144, 145, 14
7, 148 Electrode fingers 123, 126, 133, 136, 143, 146 Space where no electrode fingers are arranged 201 Lithium niobate substrate 202 Output electrode and waveguide 205, 206 Arc-shaped UDT 40 transmitter 401 of the present invention 401 Transmitting antenna 41 Receiver 411 Receiving antenna 412 High frequency signal processing unit 413 Synchronizing circuit 414 Code generator 415 Spreading demodulating circuit 415, 416 Demodulating circuit 501 Serial-parallel conversion for converting data input in series into n parallel data 502-1 to n Multiplier group 503 Spreading code generator 504 Adder 505 High frequency stage 506 Transmitting antenna 601 Receiving antenna 602 High frequency signal processing unit 603 Synchronizing circuit 604 Spreading code generator 605 Carrier reproducing circuit 606 Baseband demodulating circuit 607 Parallel Serial converter

フロントページの続き (72)発明者 蜂巣 高弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 横田 あかね 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 小山 晃広 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Takahiro Hachisu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akane Yokota 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akihiro Koyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電体上に、複数の位相をずらした高周
波信号を入力して弾性表面波を一方向に励起する一方向
性櫛型電極(以下多相型UDT)を形成した弾性表面波
素子であって、前記多相型UDTは、同じ位相の信号を
入力すべき複数の電極指を束ねて1つのブスバーに接続
し、該ブスバーを電極指の左右に複数個配置して構成さ
れ、単層構造であることを特徴とする弾性表面波素子。
1. A surface acoustic wave in which a unidirectional comb-shaped electrode (hereinafter referred to as a polyphase UDT) for exciting a surface acoustic wave in one direction by inputting a plurality of phase-shifted high frequency signals is formed on a piezoelectric body. In the element, the multi-phase type UDT is configured by bundling a plurality of electrode fingers to which signals of the same phase are input and connecting them to one bus bar, and arranging a plurality of the bus bars on the left and right of the electrode finger. A surface acoustic wave device having a single-layer structure.
【請求項2】 前記多相型UDTの電極指が、1波長以
内に配置された電極指が少なくとも2本は残るように省
略されていることを特徴とする請求項1記載の弾性表面
波素子。
2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the electrode fingers of the polyphase UDT are omitted so that at least two electrode fingers arranged within one wavelength remain. .
【請求項3】 前記複数の高周波信号間の位相が120
°ずらしてあることを特徴とする請求項1及び2記載の
弾性表面波素子。
3. The phase between the plurality of high frequency signals is 120.
3. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is offset from each other.
【請求項4】 請求項1乃至3記載の弾性表面波素子で
あって、該弾性表面波素子は導波路を有し、前記多相型
UDTは弾性表面波を導波路に結合させるものであるこ
とを特徴とする弾性表面波素子。
4. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device has a waveguide, and the polyphase UDT couples the surface acoustic wave to the waveguide. A surface acoustic wave device characterized by the above.
【請求項5】 請求項1乃至3記載の弾性表面波素子で
あって、該弾性表面波素子は導波路を有し、前記多相型
UDTは弾性表面波を導波路に集中して結合させる形状
であることを特徴とする弾性表面波素子。
5. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device has a waveguide, and the polyphase UDT concentrates and couples the surface acoustic wave to the waveguide. A surface acoustic wave device having a shape.
【請求項6】 前記電極指を省略した部分に浮き電極を
設けたことを特徴とする請求項2記載の弾性表面波素
子。
6. The surface acoustic wave device according to claim 2, wherein a floating electrode is provided in a portion where the electrode fingers are omitted.
【請求項7】 請求項1乃至6記載の弾性表面波素子を
用いる弾性表面波コンボルバ。
7. A surface acoustic wave convolver using the surface acoustic wave device according to claim 1. Description:
【請求項8】 請求項8記載の弾性表面波コンボルバを
用いる通信システム。
8. A communication system using the surface acoustic wave convolver according to claim 8.
JP1928394A 1994-02-16 1994-02-16 Surface acoustic wave element, surface acoustic wave convolver using the element and communication system using the convolver Withdrawn JPH07226641A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066777A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Kyocera Corporation Fluid actuator, heat generating device using the same, and analysis device

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