JPH09261001A - 弾性表面波変換器 - Google Patents
弾性表面波変換器Info
- Publication number
- JPH09261001A JPH09261001A JP9303696A JP9303696A JPH09261001A JP H09261001 A JPH09261001 A JP H09261001A JP 9303696 A JP9303696 A JP 9303696A JP 9303696 A JP9303696 A JP 9303696A JP H09261001 A JPH09261001 A JP H09261001A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- electrodes
- distributed type
- interdigital electrodes
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域に渡り効率よく弾性表面波を励振する
ことのできる弾性表面波変換器を提供する。 【解決手段】 圧電性または電歪性の基板上に一方向に
向かって電極幅および周期が徐々に変化する正負の電極
を交互に配置してなる分散型すだれ状電極を有する弾性
表面波変換器において、電極幅および周期の変化方向が
同一で中心周波数が異なる複数個の分散型すだれ状電極
を一つの弾性表面波伝搬路上に配置する。
ことのできる弾性表面波変換器を提供する。 【解決手段】 圧電性または電歪性の基板上に一方向に
向かって電極幅および周期が徐々に変化する正負の電極
を交互に配置してなる分散型すだれ状電極を有する弾性
表面波変換器において、電極幅および周期の変化方向が
同一で中心周波数が異なる複数個の分散型すだれ状電極
を一つの弾性表面波伝搬路上に配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、分散型すだれ状電極
を有する弾性表面波変換器に関し、特に比帯域が大き
く、かつ広帯域に渡り効率よく弾性表面波を励振するこ
とのできる弾性表面波変換器に関する。
を有する弾性表面波変換器に関し、特に比帯域が大き
く、かつ広帯域に渡り効率よく弾性表面波を励振するこ
とのできる弾性表面波変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、広帯域分散型すだれ状電極の実用
可能な比帯域は約２０％までとされていた。すなわち、
中心周波数が３００ＭＨｚであれば、帯域は２７０〜３
３０ＭＨｚ程度が実用上の限度であるとされていた。図
４は、従来のすだれ状電極の平面形状を示す。同図にお
いて、１および２は弾性表面波を励振させる正負の電
極、３および４はバスバー、５および６は電気信号を与
える端子である。比帯域２０％の場合、正負電極１，２
の電極幅および周期（ピッチ）はｍU ／ｍL ≒ｐU／ｐL
≒０．９／１．１であるが、ここでは比帯域６０％の
設計値であるｍU ／ｍL ≒ｐU ／ｐL ≒０．７／１．３
としている。
可能な比帯域は約２０％までとされていた。すなわち、
中心周波数が３００ＭＨｚであれば、帯域は２７０〜３
３０ＭＨｚ程度が実用上の限度であるとされていた。図
４は、従来のすだれ状電極の平面形状を示す。同図にお
いて、１および２は弾性表面波を励振させる正負の電
極、３および４はバスバー、５および６は電気信号を与
える端子である。比帯域２０％の場合、正負電極１，２
の電極幅および周期（ピッチ）はｍU ／ｍL ≒ｐU／ｐL
≒０．９／１．１であるが、ここでは比帯域６０％の
設計値であるｍU ／ｍL ≒ｐU ／ｐL ≒０．７／１．３
としている。
【０００３】図４の構造は、一般的なチャープ電極配置
であり、比帯域を大きくしても、上述のように左端の電
極の幅ｍL および間隔ｐL と右端の電極の幅ｍU および
間隔ｐU との比がより大きくなることを除き、特筆すべ
き形状変化はない。
であり、比帯域を大きくしても、上述のように左端の電
極の幅ｍL および間隔ｐL と右端の電極の幅ｍU および
間隔ｐU との比がより大きくなることを除き、特筆すべ
き形状変化はない。
【０００４】しかし、高周波電気特性となると異なる性
質を示す。図５は図４の電極幅および周期のみを比帯域
６０％に対応させた分散型すだれ状電極にマッチング回
路を接続した時のリターンロス（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓ
ｓ）特性を、図６は図４の構成においてｐU ／ｐL ≒
０．９／１．１とした比帯域２０％の従来型分散型すだ
れ状電極にマッチング回路を接続した時のリターンロス
特性を示す。これらは、ＬｉＮｂＯ3 ＹカットＺ伝搬の
基板の上にＡｌ電極を形成し、中心周波数を３００ＭＨ
ｚとした場合のものである。また、リターンロスとは、
素子（ここでは、弾性表面波変換器とマッチング回路）
に入力した入力電圧に対する反射してきた反射電圧の比
を［ｄＢ］表示したものであり、高周波デバイスの特性
評価に一般的に使われているものである。比帯域が小さ
いときは、マッチング回路を接続することにより、図２
に示されるように、設計帯域のほとんどにおいてマッチ
ングさせることが可能であった。しかしながら、比帯域
を大きくしていくと、設計帯域幅すべてでマッチングさ
せることは困難となって、図５に示されるように、中心
周波数付近のみあるいは、設計帯域内のある周波数付近
のみでしかマッチングをとることができなくなる。
質を示す。図５は図４の電極幅および周期のみを比帯域
６０％に対応させた分散型すだれ状電極にマッチング回
路を接続した時のリターンロス（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓ
ｓ）特性を、図６は図４の構成においてｐU ／ｐL ≒
０．９／１．１とした比帯域２０％の従来型分散型すだ
れ状電極にマッチング回路を接続した時のリターンロス
特性を示す。これらは、ＬｉＮｂＯ3 ＹカットＺ伝搬の
基板の上にＡｌ電極を形成し、中心周波数を３００ＭＨ
ｚとした場合のものである。また、リターンロスとは、
素子（ここでは、弾性表面波変換器とマッチング回路）
に入力した入力電圧に対する反射してきた反射電圧の比
を［ｄＢ］表示したものであり、高周波デバイスの特性
評価に一般的に使われているものである。比帯域が小さ
いときは、マッチング回路を接続することにより、図２
に示されるように、設計帯域のほとんどにおいてマッチ
ングさせることが可能であった。しかしながら、比帯域
を大きくしていくと、設計帯域幅すべてでマッチングさ
せることは困難となって、図５に示されるように、中心
周波数付近のみあるいは、設計帯域内のある周波数付近
のみでしかマッチングをとることができなくなる。
【０００５】これは、電気信号を弾性表面波に変換する
効率を考えると、寸法（電極の幅および間隔）でのみ比
帯域を大きくした分散型すだれ状電極ではマッチングの
とれた周波数付近のみが効率よく変換されるが、他の周
波数では、反射が起こっていて効率の良い弾性表面波変
換器として機能していないことを示している。
効率を考えると、寸法（電極の幅および間隔）でのみ比
帯域を大きくした分散型すだれ状電極ではマッチングの
とれた周波数付近のみが効率よく変換されるが、他の周
波数では、反射が起こっていて効率の良い弾性表面波変
換器として機能していないことを示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、比帯域の
大きな広帯域分散型すだれ状電極において、設計帯域幅
ほぼすべてをマッチングさせることが可能となり、広帯
域に渡り効率よく弾性表面波を励振することのできる弾
性表面波変換器を提供することを目的とする。
大きな広帯域分散型すだれ状電極において、設計帯域幅
ほぼすべてをマッチングさせることが可能となり、広帯
域に渡り効率よく弾性表面波を励振することのできる弾
性表面波変換器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、この発明では、圧電性または電歪性の基板上に一方
向に向かって徐々に電極幅および周期が変化する正負の
電極を交互に配置して動作する分散型すだれ状電極を有
する弾性表面波変換器において、電極幅および周期の変
化方向が同一で中心周波数が異なる複数個の分散型すだ
れ状電極を同じ弾性表面波伝搬路上に配置したことを特
徴としている。これらの複数個の分散型すだれ状電極
は、所望の周波数特性を得るために、その周波数帯域を
連続にしたり、または一部を重ね合わせたりすることが
できる。また、各すだれ状電極の間隔も適宜調整され
る。
め、この発明では、圧電性または電歪性の基板上に一方
向に向かって徐々に電極幅および周期が変化する正負の
電極を交互に配置して動作する分散型すだれ状電極を有
する弾性表面波変換器において、電極幅および周期の変
化方向が同一で中心周波数が異なる複数個の分散型すだ
れ状電極を同じ弾性表面波伝搬路上に配置したことを特
徴としている。これらの複数個の分散型すだれ状電極
は、所望の周波数特性を得るために、その周波数帯域を
連続にしたり、または一部を重ね合わせたりすることが
できる。また、各すだれ状電極の間隔も適宜調整され
る。
【０００８】
【作用】圧電性または電歪性の基板上に徐々に電極幅お
よび周期が変化する正負の電極を交互に配置して動作す
る分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器におい
て、中心周波数が異なり、周波数帯域が連続したり重な
っている２つ以上の分散型すだれ状電極を同じ伝搬路上
に配置した構造を有することにより、それぞれの分散型
すだれ状電極の比帯域を小さくすることができ、それぞ
れの分散型すだれ状電極をマッチング回路を介して励振
することも容易になる。つまり全体で見ると比帯域の大
きな分散型すだれ状電極として機能することが可能とな
る。
よび周期が変化する正負の電極を交互に配置して動作す
る分散型すだれ状電極を有する弾性表面波変換器におい
て、中心周波数が異なり、周波数帯域が連続したり重な
っている２つ以上の分散型すだれ状電極を同じ伝搬路上
に配置した構造を有することにより、それぞれの分散型
すだれ状電極の比帯域を小さくすることができ、それぞ
れの分散型すだれ状電極をマッチング回路を介して励振
することも容易になる。つまり全体で見ると比帯域の大
きな分散型すだれ状電極として機能することが可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する 図１に、本発明の一実施例に係る電極構造の平面図を示
す。同図において、１ａ，１ｂおよび２ａ，２ｂが弾性
表面波を励振させる正負の電極であり、３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂがバスバーであり、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが
電気信号を与える端子である。このシングル電極の分割
分散型すだれ状電極は、比帯域を大きくした通常のシン
グル電極の分散型すだれ状電極（図４）を電極本数が等
分する部分のバスバーをなくすことにより、分割したも
のである。このようにすることによって、分割する前の
分散型すだれ状電極の比帯域より各々の分散型すだれ状
電極の比帯域は小さくすることができる。
する 図１に、本発明の一実施例に係る電極構造の平面図を示
す。同図において、１ａ，１ｂおよび２ａ，２ｂが弾性
表面波を励振させる正負の電極であり、３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂがバスバーであり、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが
電気信号を与える端子である。このシングル電極の分割
分散型すだれ状電極は、比帯域を大きくした通常のシン
グル電極の分散型すだれ状電極（図４）を電極本数が等
分する部分のバスバーをなくすことにより、分割したも
のである。このようにすることによって、分割する前の
分散型すだれ状電極の比帯域より各々の分散型すだれ状
電極の比帯域は小さくすることができる。
【００１０】この分割分散型すだれ状電極にマッチング
回路を接続した時のリターンロス特性を図２に示す。こ
の時、分割する前の分散型すだれ状電極の設計スペック
は、中心周波数３００ＭＨｚ、帯域幅を１８０ＭＨｚと
した。これをみると、分割する前と分割した後では、大
きく異なることがわかる。つまり、分割前の図４のもの
では、図５に示すように設計帯域幅をすべてマッチング
することは困難となって、中心周波数付近のみでしかマ
ッチングをとることができなかったのに対し、図１のよ
うに分割したものでは、図２に示すように設計帯域内ほ
ぼすべてに、マッチングをとることが可能となっている
ことがわかる。
回路を接続した時のリターンロス特性を図２に示す。こ
の時、分割する前の分散型すだれ状電極の設計スペック
は、中心周波数３００ＭＨｚ、帯域幅を１８０ＭＨｚと
した。これをみると、分割する前と分割した後では、大
きく異なることがわかる。つまり、分割前の図４のもの
では、図５に示すように設計帯域幅をすべてマッチング
することは困難となって、中心周波数付近のみでしかマ
ッチングをとることができなかったのに対し、図１のよ
うに分割したものでは、図２に示すように設計帯域内ほ
ぼすべてに、マッチングをとることが可能となっている
ことがわかる。
【００１１】しかし、分割した部分で大きな反射が起こ
っていることが分かる。これは、分割した周波数付近で
は、両方の分散型すだれ状電極が励振していて、ＳＡＷ
（弾性表面波）となった時、位相が合わなくなって機械
的反射が生じているためと推測される。これを解決する
には、二つの分散型すだれ状電極の間の間隔を調整して
位相が合うようにすればよい。図３にその改良を施した
時のリターンロス特性を示す。また、このように間隔を
調整して位相を合わせても分割したところの周波数付近
の励振強度が弱くなる場合、二つの分散型すだれ状電極
の受け持つ帯域が重なるようにすれば良い。
っていることが分かる。これは、分割した周波数付近で
は、両方の分散型すだれ状電極が励振していて、ＳＡＷ
（弾性表面波）となった時、位相が合わなくなって機械
的反射が生じているためと推測される。これを解決する
には、二つの分散型すだれ状電極の間の間隔を調整して
位相が合うようにすればよい。図３にその改良を施した
時のリターンロス特性を示す。また、このように間隔を
調整して位相を合わせても分割したところの周波数付近
の励振強度が弱くなる場合、二つの分散型すだれ状電極
の受け持つ帯域が重なるようにすれば良い。
【００１２】なお、図２のような特性を持つ分割分散型
すだれ状電極の分割した周波数の特徴を利用して、ある
周波数帯域内で特定の周波数のみを通過させないノッチ
フィルタ等を構成することも可能となる。
すだれ状電極の分割した周波数の特徴を利用して、ある
周波数帯域内で特定の周波数のみを通過させないノッチ
フィルタ等を構成することも可能となる。
【００１３】本発明の分割分散型すだれ状電極は、特開
平４−３３１５０５に記載されているように、一方向性
を持たせることができる。すなわち、すだれ状電極の金
属膜の音響インピーダンスをＺｍ、電極ギャップの音響
インピーダンスをＺｇとしたとき、Ｚｍ／Ｚｇを１より
小さくすれば、ダウンチャープ（電極幅および周期が徐
々に短くなる）方向（図１で右方向）に強く励振する一
方向性を持たせることができ、Ｚｍ／Ｚｇを１より大き
くすればアップチャープ（電極幅および周期が徐々に長
くなる）方向（図１で左方向）に強く励振する一方向性
を持たせることができる。また、Ｚｍ／Ｚｇ＝１にした
り、すだれ状電極にダブル電極構造を持たせることによ
り両方向性を持たせることもできる。
平４−３３１５０５に記載されているように、一方向性
を持たせることができる。すなわち、すだれ状電極の金
属膜の音響インピーダンスをＺｍ、電極ギャップの音響
インピーダンスをＺｇとしたとき、Ｚｍ／Ｚｇを１より
小さくすれば、ダウンチャープ（電極幅および周期が徐
々に短くなる）方向（図１で右方向）に強く励振する一
方向性を持たせることができ、Ｚｍ／Ｚｇを１より大き
くすればアップチャープ（電極幅および周期が徐々に長
くなる）方向（図１で左方向）に強く励振する一方向性
を持たせることができる。また、Ｚｍ／Ｚｇ＝１にした
り、すだれ状電極にダブル電極構造を持たせることによ
り両方向性を持たせることもできる。
【００１４】さらに、特開平７−２１２１８４に記載さ
れているように、電極間のギャップに浮き電極を設けて
一方向性を反転したり、特願平７−３４７９４２号で本
発明者らが提案したように電極間のギャップに溝を設け
たりすることにより方向性を制御することが可能であ
る。
れているように、電極間のギャップに浮き電極を設けて
一方向性を反転したり、特願平７−３４７９４２号で本
発明者らが提案したように電極間のギャップに溝を設け
たりすることにより方向性を制御することが可能であ
る。
【００１５】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、圧電性
または電歪性の基板上に一方向に向かって徐々に電極幅
および周期が変化する正負の電極を交互に配置して動作
する分散型すだれ状電極において、中心周波数の異なる
２つ以上の分散型すだれ状電極を同じ伝搬路上に配置し
た構造を有することを特徴とする弾性表面波変換器にす
ることにより、比帯域の大きな場合でも広帯域にマッチ
ングをとることが可能となる。これを、弾性表面波コン
ボルバに応用すれば、中心周波数が低くても拡散帯域幅
を大きくとることが可能となる。またフィルタや遅延線
として応用すれば、より広帯域な特性を低損失な特性を
持たせながら構成することが可能となる。さらに、分割
している周波数の特性を生かせば、ノッチフィルタ等を
構成することが可能となる。
または電歪性の基板上に一方向に向かって徐々に電極幅
および周期が変化する正負の電極を交互に配置して動作
する分散型すだれ状電極において、中心周波数の異なる
２つ以上の分散型すだれ状電極を同じ伝搬路上に配置し
た構造を有することを特徴とする弾性表面波変換器にす
ることにより、比帯域の大きな場合でも広帯域にマッチ
ングをとることが可能となる。これを、弾性表面波コン
ボルバに応用すれば、中心周波数が低くても拡散帯域幅
を大きくとることが可能となる。またフィルタや遅延線
として応用すれば、より広帯域な特性を低損失な特性を
持たせながら構成することが可能となる。さらに、分割
している周波数の特性を生かせば、ノッチフィルタ等を
構成することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施例に係る弾性表面波変換器の
平面図である。
平面図である。
【図２】 図１の各すだれ状電極に個々にマッチング回
路を接続した場合のリターンロス特性図である。
路を接続した場合のリターンロス特性図である。
【図３】 図１の２つのすだれ状電極間の間隔を調整し
た場合のリターンロス特性図である。
た場合のリターンロス特性図である。
【図４】 従来構成で寸法のみ比帯域６０％に対応させ
た分散型弾性表面波変換器の平面図である。
た分散型弾性表面波変換器の平面図である。
【図５】 図４の変換器にマッチング回路を接続した場
合のリターンロス特性図である。
合のリターンロス特性図である。
【図６】 従来の比帯域２０％の変換器にマッチング回
路を接続した場合のリターンロス特性図である。
路を接続した場合のリターンロス特性図である。
１ａ，１ｂ：正電極、２ａ，２ｂ：負電極、３ａ，３
ｂ，４ａ，４ｂ：バスバー、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ：
電気信号を与える端子。
ｂ，４ａ，４ｂ：バスバー、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ：
電気信号を与える端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 権田 英功 鳥取県米子市皆生新田３−23−35 (72)発明者 加藤 俊治 埼玉県上尾市中妻５−30−３オークヒルズ 202号
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電性または電歪性の基板上に電極幅お
よび周期が一方向に向かって徐々に変化する正負の電極
を交互に配置してなる分散型すだれ状電極を有する弾性
表面波変換器において、電極幅および周期の変化方向が
同一で中心周波数が異なる複数個の分散型すだれ状電極
を一つの弾性表面波伝搬路上に配置したことを特徴とす
る弾性表面波変換器。 - 【請求項２】 前記複数個の分散型すだれ状電極の周波
数帯域が連続していることを特徴とする請求項１記載の
弾性表面波変換器。 - 【請求項３】 前記複数個の分散型すだれ状電極の周波
数帯域が重なっていることを特徴とする請求項１記載の
弾性表面波変換器。 - 【請求項４】 前記複数個の分散型すだれ状電極が個々
にマッチング回路を介して１つの励振回路に接続される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の弾性
表面波変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9303696A JPH09261001A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 弾性表面波変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9303696A JPH09261001A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 弾性表面波変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09261001A true JPH09261001A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14071278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9303696A Pending JPH09261001A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 弾性表面波変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09261001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100795873B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2008-01-21 | 쿄세라 코포레이션 | 탄성 표면파 소자, 분파기 및 통신 기기 |
| WO2024024778A1 (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 京セラ株式会社 | 弾性波共振子、弾性波フィルタおよび通信装置 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP9303696A patent/JPH09261001A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100795873B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2008-01-21 | 쿄세라 코포레이션 | 탄성 표면파 소자, 분파기 및 통신 기기 |
| WO2024024778A1 (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 京セラ株式会社 | 弾性波共振子、弾性波フィルタおよび通信装置 |
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