JPH0974330A - Surface acoustic wave element and communication system using the same - Google Patents

Surface acoustic wave element and communication system using the same

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JPH0974330A
JPH0974330A JP7226489A JP22648995A JPH0974330A JP H0974330 A JPH0974330 A JP H0974330A JP 7226489 A JP7226489 A JP 7226489A JP 22648995 A JP22648995 A JP 22648995A JP H0974330 A JPH0974330 A JP H0974330A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
electrode
shaped
piezoelectric substrate
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JP7226489A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Hachisu
高弘 蜂巣
Kouichi Egara
光一 江柄
Akihiro Koyama
晃広 小山
Tadashi Eguchi
正 江口
Akira Torisawa
章 鳥沢
Akane Yokota
あかね 横田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress spurious waves reflected on the end face of a piezoelectric substrate in the SAW convolver element using a circular-arcuate interdigital input electrode and to provide a surface acoustic wave(SAW) convolver element suitable for mass production. SOLUTION: In this SAW element which has one circular-arcuate interdigital input electrode 12 for exciting SAW and one output electrode 13 for a waveguide on the main surface of a piezoelectric substrate 11 at least, an electrode pad part 15 is provided at one part on the electrode finger of the circular- arcuate interdigital input electrode 12. Besides, in the area of the electrode pad part 15 on the SAW element, the central angle of the arcuate interdigital input electrode 15 is defined as an angle within the range where the propagation angle of SAW excited from the arcuate interdigital input electrode 12 (the angle formed by the waveguide direction of this waveguide and the propagation direction of group velocity of waves) is expressed by a wave surface angle (the angle formed by the waveguide direction of the waveguide and the propagation direction of phase velocity of waves) to be 0 deg..

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性基板、また
は非圧電物質上に圧電性物質を形成した基板の物理的非
線形性効果を利用し、2つの入力信号のコンボリューシ
ョンを出力信号として取り出す弾性表面波コンボルバに
おいて、特性を効果的に向上させた弾性表面波素子及び
それを用いた受信装置及び通信システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes the physical non-linearity effect of a piezoelectric substrate or a substrate in which a piezoelectric material is formed on a non-piezoelectric material to extract the convolution of two input signals as an output signal. The present invention relates to a surface acoustic wave element having improved characteristics in a surface acoustic wave convolver, a receiving device using the same, and a communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、弾性表面波(SAW)素子は、様
々な応用及び研究がなされているが、その中でも弾性表
面波コンボルバは、次世代の通信技術として注目を集め
ているスペクトラム拡散(SS)通信を行うためのキー
デバイスとしてその重要性がますます増大してきてい
る。
2. Description of the Related Art Currently, surface acoustic wave (SAW) devices have been variously applied and researched. Among them, the surface acoustic wave convolver is a spread spectrum (SS) which has been attracting attention as a next-generation communication technology. ) It is becoming more and more important as a key device for communication.

【0003】この弾性表面波(SAW)は、圧電性基板
等の伝搬媒質の表面を伝搬する弾性波であり、そのエネ
ルギーは表面から約1波長以内にほとんどが含まれ、比
較的小さな入力パワーでも容易に高密度の弾性エネルギ
ーを得ることができ、バルク波に比べて非線形効果が大
きくなり、通信用素子としての応用が期待されている。
This surface acoustic wave (SAW) is a surface acoustic wave that propagates on the surface of a propagation medium such as a piezoelectric substrate, and its energy is mostly contained within about one wavelength from the surface, and even with a relatively small input power. High-density elastic energy can be easily obtained, and the nonlinear effect becomes larger than that of the bulk wave, and its application as a communication device is expected.

【0004】この弾性表面波の非線形効果として、高調
波発生、パラメトリックミキシング効果、パラメトリッ
ク発振、直流効果、コンボリューション(Convolutio
n)効果等が知られており、特に弾性表面波を用いて2
つの入力信号のコンボリューション出力を取り出す弾性
表面波コンボルバを用いた弾性表面波装置は、スペクト
ル拡散通信方式(SS:Spread Spectrum Communicatio
n)などの信号処理デバイスへの応用に、近年その重要
性が増大しつつあり、盛んに研究されている。
As the nonlinear effect of this surface acoustic wave, harmonic generation, parametric mixing effect, parametric oscillation, direct current effect, convolution (Convolutio)
n) Effects and others are known, especially using surface acoustic waves
A surface acoustic wave device using a surface acoustic wave convolver for extracting convolution outputs of two input signals is a spread spectrum communication system (SS).
In recent years, its importance has been increasing and is being actively studied for application to signal processing devices such as n).

【0005】図5は、従来の弾性表面波コンボルバを示
す概略図である。図において、51はYカット(Z伝
搬)ニオブ酸リチウムなどの圧電性基板、52は圧電性
基板51の表面上に形成された円弧型櫛形入力電極(I
DT:Interdigital Transducer)、53は圧電性基板
51の表面上に形成された出力電極(導波路)、54
は、弾性表面波コンボルバ素子における圧電性基板51
の端面である。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional surface acoustic wave convolver. In the figure, 51 is a piezoelectric substrate made of Y-cut (Z-propagation) lithium niobate or the like, and 52 is an arc-shaped comb-shaped input electrode (I) formed on the surface of the piezoelectric substrate 51.
DT: Interdigital Transducer), 53 is an output electrode (waveguide) formed on the surface of the piezoelectric substrate 51, 54
Is a piezoelectric substrate 51 in the surface acoustic wave convolver device.
Is the end face of.

【0006】これらの両側の円弧型櫛形入力電極52、
出力電極53は、アルミニウムなどの導電性材料からな
り、通常フォトリソグラフィー技術を用いて圧電性基板
51の表面上に直接形成される。
[0006] These arc-shaped comb-shaped input electrodes 52 on both sides,
The output electrode 53 is made of a conductive material such as aluminum and is usually formed directly on the surface of the piezoelectric substrate 51 by using a photolithography technique.

【0007】この様な構成の弾性表面波素子において、
2つの櫛形入力電極52に搬送角周波数ωの電気信号を
入力すると、圧電性基板51の圧電効果により弾性表面
波が励振される。これら2つの弾性表面波は、出力電極
53が導波路として作用し、出力電極内に閉じこめられ
ながら圧電性基板51上をお互い逆方向に伝搬する。
In the surface acoustic wave device having such a structure,
When an electric signal having the carrier angular frequency ω is input to the two comb-shaped input electrodes 52, surface acoustic waves are excited by the piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 51. These two surface acoustic waves propagate in opposite directions on the piezoelectric substrate 51 while being confined in the output electrode by the output electrode 53 acting as a waveguide.

【0008】この様に出力電極53上でぶつかった2つ
の弾性表面波は、圧電性基板51の物理的非線形効果に
よって、2つの入力信号のコンボリューション信号(搬
送角周波数2ω)として出力電極53より取り出され
る。
The two surface acoustic waves colliding on the output electrode 53 in this way are output from the output electrode 53 as a convolution signal (carrier angular frequency 2ω) of two input signals due to the physical nonlinear effect of the piezoelectric substrate 51. Taken out.

【0009】すなわち、2つの弾性表面波を、That is, two surface acoustic waves are

【0010】[0010]

【数1】 とすると、圧電性基板51上には非線形相互作用によ
り、その積である、
[Equation 1] Then, on the piezoelectric substrate 51, the product is obtained by nonlinear interaction.

【0011】[0011]

【数2】 の弾性表面波が発生する。この信号は、一様な出力電極
を設けることにより、出力電極の長さ方向の領域Lで積
分され
[Equation 2] Surface acoustic wave is generated. This signal is integrated in the region L in the length direction of the output electrode by providing a uniform output electrode.

【0012】[0012]

【数3】 で表される信号として取り出される。ここで、積分範囲
Lは相互作用長が信号長より十分大きいときは実質上±
∞としてよく、τ=t−(x/v)とすると、(3)式
は、
(Equation 3) Is taken out as a signal represented by. Here, the integration range L is substantially ± when the interaction length is sufficiently larger than the signal length.
If ∞ and τ = t− (x / v), then equation (3) becomes

【0013】[0013]

【数4】 となり、前記信号は2つの入力信号のコンボリューショ
ンとなる。
(Equation 4) And the signal is a convolution of two input signals.

【0014】以上の様なコンボリューションおよびバル
ク波のメカニズムは、例えば、「日本学術振興会弾性波
素子技術第150委員会 編、“弾性表面波素子技術ハ
ンドブック”、オーム社、(1991)」p145〜p
205,p371〜p374などに詳述されている。
The mechanism of convolution and bulk wave as described above is described, for example, in "Surface acoustic wave element technology handbook" edited by Japan Society for the Promotion of Science, 150th Committee, Surface acoustic wave element technology, Ohmsha, Ltd., (1991), p145. ~ P
205, p371-p374 and the like.

【0015】また上記従来例では、弾性表面波を励振す
るための櫛形入力電極52が円弧型の形状となっている
ため、励振された弾性表面波を出力電極53の端面へ集
束させ、エネルギー密度を高めることができる。その結
果、コンボリューション効率(入力信号P1,P2と出力
信号Poutとの比:=Pout/P1・P2)を大きくするこ
とができる。
Further, in the above-mentioned conventional example, since the comb-shaped input electrode 52 for exciting the surface acoustic wave has an arc shape, the excited surface acoustic wave is focused on the end face of the output electrode 53, and the energy density is increased. Can be increased. As a result, the convolution efficiency (the ratio of the input signals P1, P2 and the output signal Pout: = Pout / P1 · P2) can be increased.

【0016】上記に示したように、弾性表面波コンボル
バでは、それぞれの円弧型櫛形入力電極52から励振さ
れた弾性表面波が出力電極53の方向へのみ伝搬するの
が望ましい。
As described above, in the surface acoustic wave convolver, it is desirable that the surface acoustic waves excited from each arcuate comb-shaped input electrode 52 propagate only in the direction of the output electrode 53.

【0017】しかし、弾性表面波を励振する円弧型櫛形
入力電極52は、櫛形電極の特性からそれぞれ櫛形入力
電極の両方向へ伝搬するという両方向性をもつため、円
弧型櫛形入力電極52から励振された弾性表面波は、弾
性表面波の所望の伝搬方向である出力電極53の方向と
は逆の方向、つまり圧電性基板51の端面54の方向へ
も伝搬してしまう。
However, since the arc-shaped comb input electrode 52 for exciting the surface acoustic wave has the bidirectionality of propagating in both directions of the comb-shaped input electrode due to the characteristics of the comb-shaped electrode, it is excited from the arc-shaped comb-shaped input electrode 52. The surface acoustic wave also propagates in the direction opposite to the direction of the output electrode 53, which is the desired propagation direction of the surface acoustic wave, that is, in the direction of the end surface 54 of the piezoelectric substrate 51.

【0018】この櫛形入力電極52は円弧形状をしてい
るため、所望の伝搬方向である出力電極方向とは逆の方
向へ伝搬する弾性表面波は拡散しながら伝搬する。
Since the comb-shaped input electrode 52 has an arc shape, the surface acoustic wave propagating in the direction opposite to the desired propagation direction of the output electrode propagates while diffusing.

【0019】そのため、正規型櫛形入力電極をもつもの
に比べると圧電性基板51の端面54での不要な反射波
の影響は小さいが、それでも一部の不要な弾性表面波
は、圧電性基板51の端面54で反射したあと円弧型櫛
形入力電極52で再励振してしまい、コンボリューショ
ン効率等に様々な悪影響を及ぼしてしまう。
Therefore, the influence of unnecessary reflected waves at the end surface 54 of the piezoelectric substrate 51 is smaller than that of the piezoelectric substrate 51 having a regular comb input electrode, but some unnecessary surface acoustic waves are still generated. After being reflected by the end surface 54 of the above, the laser beam is re-excited by the arc-shaped comb-shaped input electrode 52, and various adverse effects are exerted on the convolution efficiency and the like.

【0020】このような不要な反射波を抑圧する手段と
して、従来から圧電性基板51の端面54にアブソーバ
ー(吸音材)をのせて反射波を抑えたり、また圧電性基
板51の端面54を斜めに形成し、弾性表面波の反射方
向を変えるなどの方法が用いられていた。
As means for suppressing such unnecessary reflected waves, conventionally, an absorber (sound absorbing material) is placed on the end surface 54 of the piezoelectric substrate 51 to suppress the reflected wave, or the end surface 54 of the piezoelectric substrate 51 is slanted. And the method of changing the reflection direction of the surface acoustic wave was used.

【0021】また本発明者等が発明したものに、円弧型
櫛形入力電極の形状および基板の異方性を考慮して、圧
電性基板51の端面54の形成角度を決めたものや(特
願平7ー64471号)、吸音構成物(アブソーバ)を
設ける位置を限定したもの(特願平7ー103897
号)などがある。
Further, in addition to the one invented by the present inventors, the formation angle of the end face 54 of the piezoelectric substrate 51 is determined in consideration of the shape of the arc-shaped comb input electrode and the anisotropy of the substrate (Japanese Patent Application No. (Japanese Patent Application No. 7-103897), which limits the position of the sound absorbing component (absorber).
No.).

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弾性表
面波コンボルバにおいて上記従来例で示したような円弧
型櫛形入力電極から励振された不要な弾性表面波を抑圧
する手段には以下のような問題点を含んでおり、それら
を解決しなければならない。
However, in the surface acoustic wave convolver, the means for suppressing the unnecessary surface acoustic wave excited from the arc-shaped comb-shaped input electrode as shown in the above-mentioned conventional example has the following problems. And you have to solve them.

【0023】弾性表面波コンボルバにおいて、櫛形入力
電極から励振された弾性表面波のうち出力電極の方向へ
伝搬するものは、素子の圧電性基板の端面で反射し、出
力電極(導波路)へと伝搬してしまうなど不要な弾性表
面波として、弾性表面波コンボルバの諸特性に大きな影
響を及ぼす。
In the surface acoustic wave convolver, of the surface acoustic waves excited from the comb-shaped input electrode, those that propagate in the direction of the output electrode are reflected by the end surface of the piezoelectric substrate of the element and are output to the output electrode (waveguide). As unnecessary surface acoustic waves such as propagating, they greatly affect various characteristics of the surface acoustic wave convolver.

【0024】これら不要な弾性表面波の反射波を抑圧す
る手段として、まず吸音材(アブソーバー)を用いる方
法がある。吸音材を用いることによって不要な弾性表面
波を抑圧する効果は非常に大きく、効果的であるが、素
子作製後に吸音材を塗布するため工程数を増やさなけれ
ばならず、量産時にはコスト等に影響し、あまり望まし
いものではない。
As a means for suppressing the unnecessary reflected waves of the surface acoustic waves, there is a method of using a sound absorbing material (absorber). The effect of suppressing unnecessary surface acoustic waves by using a sound absorbing material is very large and effective, but since the sound absorbing material is applied after the element is manufactured, the number of processes must be increased, which affects the cost etc. during mass production. But not very desirable.

【0025】また、吸音材から発生する成分においても
圧電性基板や表面の金属膜などに少なからずとも影響を
及ぼしていることは否定できず、信頼性の問題にもつな
がる。
In addition, it cannot be denied that the components generated from the sound absorbing material affect the piezoelectric substrate and the metal film on the surface to some extent, which leads to a reliability problem.

【0026】他の手段として、素子の基板の端面を斜め
に形成し、不要な弾性表面波が端面で反射しても再び櫛
形入力電極へ戻らないようにしてしまう方法があり、こ
の方法ならば吸音材を用いたときのように工程数を増や
すこともなく、信頼性にも問題はない。
As another means, there is a method in which the end surface of the substrate of the element is formed obliquely so that unnecessary surface acoustic waves do not return to the comb-shaped input electrode even if they are reflected by the end surface. There is no problem in reliability without increasing the number of steps as in the case of using a sound absorbing material.

【0027】しかし素子の端面を斜めに形成するとき、
従来その端面の斜めの角度は弾性表面波の伝搬方向にた
いして垂直な面から少なくとも45°以上の角度が必要
とされ、1枚の基板(ウエハー)から取り出すことので
きる素子数に制限が加わることになってしまい、製造数
の減少から材料的にコストアップとなる(特開昭63−
301609)。
However, when the end face of the element is formed obliquely,
Conventionally, the oblique angle of the end face is required to be at least 45 ° or more from a plane perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave, which limits the number of elements that can be taken out from one substrate (wafer). As a result, the manufacturing cost is reduced due to the decrease in the number of products (Japanese Patent Laid-Open No. 63-
301609).

【0028】特に弾性表面波コンボルバは、フィルター
素子などと比べて導波路長をもつ分1つの素子の大きさ
が大きいため、その素子の数に大きく影響し、そのため
1つの素子のコストが上がる原因となり、やはり量産性
には向いてはいない。
Particularly in the surface acoustic wave convolver, the size of one element is larger than that of the filter element due to the length of the waveguide, so that the number of the elements is greatly affected, and the cost of one element increases. Therefore, it is not suitable for mass production.

【0029】本発明の発明者らが、以前円弧形状の特性
を生かし上記問題点に対し従来に比べ量産性に適したも
のを考案した。しかし、最小限度とはいえ吸音材を用い
たり、圧電性基板の端面を斜めに形成したりと、上記問
題点を完全に解決したものではなかった。
The inventors of the present invention have previously devised a product suitable for mass production as compared with the conventional one by taking advantage of the characteristic of the circular arc shape to solve the above problems. However, the above problems have not been completely solved by using a sound absorbing material or forming the end surface of the piezoelectric substrate obliquely, although it is a minimum.

【0030】[0030]

【問題を解決するための手段】本発明の目的は、円弧型
櫛形入力電極を用いた弾性表面波コンボルバ素子におい
て、圧電性基板の端面で反射する不要波を抑圧し、かつ
量産に適した弾性表面波コンボルバ素子を得ることであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to suppress an unnecessary wave reflected on an end surface of a piezoelectric substrate in a surface acoustic wave convolver element using an arcuate comb-shaped input electrode and to provide an elastic material suitable for mass production. To obtain a surface wave convolver device.

【0031】本発明は、上記目的を達成するために、円
弧型櫛形入力電極を用いた弾性表面波コンボルバにおい
て、円弧型櫛形入力電極の円弧形状と圧電性基板の異方
性から弾性表面波が素子端面に対して垂直に伝搬すると
きの円弧形状の中心角の範囲を求め、前記角度範囲内の
円弧型櫛形入力電極の一部を電極パッドとすることによ
って達成できる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a surface acoustic wave convolver using an arc-shaped comb-shaped input electrode, in which a surface acoustic wave is generated due to the arc shape of the arc-shaped comb-shaped input electrode and the anisotropy of the piezoelectric substrate. This can be achieved by determining the range of the center angle of the arc shape when propagating perpendicularly to the element end face and using a part of the arc type comb-shaped input electrode within the angle range as an electrode pad.

【0032】上記発明によれば、円弧型櫛形入力電極を
用いた弾性表面波コンボルバにおいて、円弧型櫛形入力
電極から励振された不要な弾性表面波は素子端面で反射
した後、出力電極(導波路)へと伝搬してしまうことが
ないため、リップルのない特性の良いコンボリューショ
ン出力信号を得ることができ、また素子の端面の形状を
斜めに形成する必要がないため1枚の圧電性基板から取
り出すことのできる素子数が増え、かつ弾性表面波コン
ボルバの端面に設ける吸音材など素子端面での不要な反
射波を抑圧する手段を設ける必要性がないため、量産性
に適した素子を得ることができる。
According to the above invention, in the surface acoustic wave convolver using the arc-shaped comb-shaped input electrode, the unnecessary surface acoustic wave excited from the arc-shaped comb-shaped input electrode is reflected on the end face of the element, and then the output electrode (waveguide). ), It is possible to obtain a convolution output signal with good characteristics without ripple, and since it is not necessary to form the end face of the element obliquely, it is possible to use a single piezoelectric substrate. Since the number of elements that can be taken out is increased and there is no need to provide means for suppressing unnecessary reflected waves at the end face of the element such as sound absorbing material provided at the end face of the surface acoustic wave convolver, obtain an element suitable for mass production. You can

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0034】《第一実施例》図1は、本発明における弾
性表面波コンボルバの第1実施例を示す概略図である。
図において、11はYカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウ
ムからなる圧電性基板、12は圧電性基板11の表面上
に形成された円弧型櫛形入力電極、13は圧電性基板1
1の表面上に形成された出力電極(導波路)、14は弾
性表面波コンボルバ素子の圧電性基板11の端面、15
は円弧型櫛形入力電極12の電極指部上の一部に形成さ
れた電極パッドである。
<< First Embodiment >> FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a surface acoustic wave convolver according to the present invention.
In the figure, 11 is a piezoelectric substrate made of Y-cut (Z-propagation) lithium niobate, 12 is an arc-shaped comb-shaped input electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate 11, and 13 is the piezoelectric substrate 1.
1, an output electrode (waveguide) formed on the surface of 1, an end surface of the piezoelectric substrate 11 of the surface acoustic wave convolver element, and 15
Is an electrode pad formed on a part of the electrode fingers of the arc-shaped comb-shaped input electrode 12.

【0035】これらの円弧型櫛形入力電極12、出力電
極13及び電極パッド15の電極は、アルミニウムなど
の導電性材料を用いて作製され、通常フォトリソグラフ
ィー技術を用いて圧電性基板11の表面上に直接形成さ
れる。
The electrodes of the arc-shaped comb-shaped input electrode 12, the output electrode 13 and the electrode pad 15 are made of a conductive material such as aluminum, and are usually formed on the surface of the piezoelectric substrate 11 by the photolithography technique. Formed directly.

【0036】この様な構成の弾性表面波素子において、
両側の円弧型櫛形入力電極12に搬送角周波数ωの電気
信号を入力すると、圧電性基板11の圧電効果により弾
性表面波がそれぞれ励振され、出力電極13がΔV/V
導波路として作用し、出力電極内(導波路)に閉じこめ
られながら圧電性基板11上をお互いに逆方向に伝搬す
る。そして出力電極13上で上記2つの波がぶつかり、
圧電性基板11の物理的非線形効果により2ωのコンボ
リューション信号として出力電極13から取り出され
る。
In the surface acoustic wave device having such a structure,
When an electric signal of the carrier angular frequency ω is input to the arc-shaped comb-shaped input electrodes 12 on both sides, surface acoustic waves are excited by the piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 11, and the output electrode 13 is ΔV / V.
They function as waveguides and propagate in opposite directions on the piezoelectric substrate 11 while being confined in the output electrode (waveguide). Then, the above two waves collide with each other on the output electrode 13,
Due to the physical non-linear effect of the piezoelectric substrate 11, a 2ω convolution signal is taken out from the output electrode 13.

【0037】ここでΔV/V導波路は、圧電性基板11
の表面を電気的に短絡することにより自由表面よりも弾
性表面波の伝搬速度を低下させ、短絡部分に弾性表面波
を閉じこめようとするものである。ここで、電極のない
自由表面の弾性表面波の速度をVとし、出力電極13の
存在で弾性表面波の速度が遅延するその速度差をΔVと
し、この速度差が大きいほど導波効果が強くなる。
Here, the ΔV / V waveguide is the piezoelectric substrate 11
By electrically short-circuiting the surface of, the propagation velocity of the surface acoustic wave is made lower than that of the free surface, and the surface acoustic wave is trapped in the short-circuited portion. Here, the velocity of the surface acoustic wave on the free surface without electrodes is V, and the velocity difference in which the velocity of the surface acoustic wave is delayed due to the presence of the output electrode 13 is ΔV. The larger the velocity difference, the stronger the waveguiding effect. Become.

【0038】このとき、2つの円弧型櫛形入力電極12
では、それぞれ出力電極13の方へ弾性表面波が集中す
るような形状で設けられているが、出力電極13とは逆
の方向、つまり圧電性基板11の端面14側へ伝搬する
弾性表面波は不要波となる。
At this time, the two arc-shaped comb-shaped input electrodes 12
, The surface acoustic waves are provided so as to concentrate on the output electrodes 13, respectively. However, the surface acoustic waves propagating in the opposite direction to the output electrodes 13, that is, the surface acoustic waves propagating to the end face 14 side of the piezoelectric substrate 11 are It becomes an unwanted wave.

【0039】図2のグラフは、Yカット(Z伝搬)ニオ
ブ酸リチウム圧電性基板において、弾性表面波の波面角
と伝搬角との関係を表したグラフである。横軸に弾性表
面波の波面角、縦軸に弾性表面波の伝搬角を表してい
る。
The graph of FIG. 2 is a graph showing the relationship between the wavefront angle of a surface acoustic wave and the propagation angle in a Y-cut (Z-propagation) lithium niobate piezoelectric substrate. The horizontal axis represents the wavefront angle of the surface acoustic wave, and the vertical axis represents the propagation angle of the surface acoustic wave.

【0040】ここでいう波面角とは、Yカット(Z伝
搬)ニオブ酸リチウムの圧電性基板において、圧電性基
板のZ方向と波の位相速度の伝搬方向とのなす角のこと
を指し、また伝搬角とは、基板のZ方向と波の群速度の
伝搬方向とのなす角のことを示す。また、本実施例では
円弧型櫛形入力電極から励振された弾性表面波が集束す
る方向を圧電性基板のZ方向と一致させている。
The wavefront angle as used herein refers to the angle between the Z direction of the piezoelectric substrate and the propagation direction of the wave phase velocity in the Y-cut (Z propagation) lithium niobate piezoelectric substrate. The propagation angle means an angle formed by the Z direction of the substrate and the propagation direction of the group velocity of waves. Further, in the present embodiment, the direction in which the surface acoustic waves excited from the arcuate comb-shaped input electrode are focused is made coincident with the Z direction of the piezoelectric substrate.

【0041】図3は円弧型櫛形入力電極を用いた弾性表
面波コンボルバにおいて、円弧型櫛形入力電極部と出力
電極部の拡大図を用いて示した波面角と伝搬角の説明図
である。図において、31は伝搬角を表し、32は波面
角を表している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the wavefront angle and the propagation angle shown by using an enlarged view of the arc-shaped comb-shaped input electrode section and the output electrode section in the surface acoustic wave convolver using the arc-shaped comb-shaped input electrode. In the figure, 31 represents the propagation angle, and 32 represents the wavefront angle.

【0042】図2のグラフより、伝搬角が0度となる波
面角の範囲は、0°〜3°の範囲であることがわかる。
つまり、Yカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムの圧電性
基板11において、円弧型櫛形入力電極12を用いる
と、円弧形状の中心角が0°〜±3°の範囲内で励振さ
れた不要な弾性表面波は、圧電性基板11の異方性に左
右されず出力電極の方向に真っ直ぐ伝搬してしまうた
め、圧電性基板11の端面14が弾性表面波の伝搬方向
に対して直角に形成されているとき圧電性基板11の端
面14で反射し、出力電極(導波路)へと伝搬してしま
うことになる。
From the graph of FIG. 2, it can be seen that the range of the wavefront angle at which the propagation angle is 0 degree is 0 ° to 3 °.
That is, when the arc-shaped comb-shaped input electrode 12 is used in the piezoelectric substrate 11 of Y-cut (Z-propagation) lithium niobate, unnecessary elasticity excited when the central angle of the arc is 0 ° to ± 3 °. Since the surface wave propagates straight in the direction of the output electrode without being affected by the anisotropy of the piezoelectric substrate 11, the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11 is formed at right angles to the propagation direction of the surface acoustic wave. When it is present, it is reflected by the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11 and propagates to the output electrode (waveguide).

【0043】これに対し、上記で示した円弧の中心角が
0°〜±3°の範囲の角度以上に関しては、弾性表面波
の伝搬角が0°にはならないため、円弧型櫛形入力電極
12で励振された不要な弾性表面波は、圧電性基板11
の端面14が弾性表面波の伝搬方向に対して直角に形成
されていても、櫛形入力電極の形状が円弧形状であるこ
とから、不要な弾性表面波は圧電性基板11の端面14
の方向へ放射状に拡散し、かつ圧電性基板11の異方性
により圧電性基板11の端面14で反射した不要な弾性
表面波は出力電極(導波路)13へと伝搬してしまうこ
ともない。
On the other hand, when the center angle of the circular arc is equal to or larger than the angle in the range of 0 ° to ± 3 °, the propagation angle of the surface acoustic wave is not 0 °. The unnecessary surface acoustic wave excited by the
Even if the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11 is formed at a right angle to the propagation direction of the surface acoustic wave, since the comb-shaped input electrode has an arc shape, unnecessary surface waves are generated by the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11.
The unnecessary surface acoustic waves that are radially diffused in the direction of and are reflected by the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11 due to the anisotropy of the piezoelectric substrate 11 do not propagate to the output electrode (waveguide) 13. .

【0044】このようなことから、Yカット(Z伝搬)
ニオブ酸リチウムの圧電性基板11において円弧型櫛形
入力電極12を用いた場合、円弧形状の中心角が0°〜
±3°の範囲内で励振された弾性表面波だけが圧電性基
板11の異方性に左右されずに真っ直ぐに伝搬するた
め、円弧形状の中心角0°〜±3°で表される円弧型櫛
形入力電極12上の一部の櫛形電極部を電極パッド15
とすることによって、電極パッド15から圧電性基板1
1の端面14の方向への弾性表面波の伝搬は生成せず、
圧電性基板11の端面14の方向へ垂直に伝搬する不要
な弾性表面波を完全に抑圧することができる。また、端
面14からの反射波が反射して電極パッド15に入力し
ても、再励振されることもなく、不要な反射波の影響も
なくなる。
From the above, Y cut (Z propagation)
When the arc-shaped comb-shaped input electrode 12 is used in the piezoelectric substrate 11 made of lithium niobate, the center angle of the arc shape is 0 ° to
Since only surface acoustic waves excited within a range of ± 3 ° propagate straight without being affected by the anisotropy of the piezoelectric substrate 11, an arc represented by a central angle of 0 ° to ± 3 °. Type comb-shaped input electrode 12 is partially covered with the electrode pad 15
By setting the
No propagation of surface acoustic waves in the direction of the end face 14 of 1 is generated,
Unnecessary surface acoustic waves propagating in the direction perpendicular to the end surface 14 of the piezoelectric substrate 11 can be completely suppressed. Further, even if the reflected wave from the end face 14 is reflected and inputted to the electrode pad 15, it is not re-excited and the influence of the unnecessary reflected wave is eliminated.

【0045】円弧型櫛形電極を用いた弾性表面波コンボ
ルバにおいて、以上示してきた様に円弧型櫛形入力電極
12上の一部の櫛形電極部に電極パッド15を設けるこ
とによって、円弧型櫛形入力電極12から励振された不
要な弾性表面波を完全に抑圧することができ、リップル
のない特性の良いコンボリューション出力信号を得るこ
とができる。
In the surface acoustic wave convolver using the arc-shaped comb-shaped electrodes, by providing the electrode pads 15 on a part of the comb-shaped electrode portions on the arc-shaped comb-shaped input electrode 12 as described above, the arc-shaped comb-shaped input electrodes are provided. Unnecessary surface acoustic waves excited from 12 can be completely suppressed, and a convolution output signal with good characteristics without ripples can be obtained.

【0046】また、従来の吸音材を用いたものに比べ
て、吸音材を全く使用しないため信頼性を高めることが
でき、かつ工程数の低減により量産性にも優れている。
Further, as compared with the conventional one using the sound absorbing material, the sound absorbing material is not used at all, so that the reliability can be improved and the number of steps is reduced, and the mass productivity is excellent.

【0047】加えて、素子の端面の形状を斜めにせずに
弾性表面波の伝搬方向に対して垂直にすることができる
ため、1枚あたりの圧電性基板からとることのできる素
子数を、従来の端面の形状を斜めにしたものよりも増や
すことができ、量産時においては1素子あたりのコスト
を下げることができる。
In addition, since the shape of the end face of the element can be made perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave without being inclined, the number of elements that can be obtained from one piezoelectric substrate is reduced to the conventional one. It is possible to increase the shape of the end face of the device more than the case where the end face is inclined, and it is possible to reduce the cost per element in mass production.

【0048】《第2実施例》図4は、本発明における弾
性表面波コンボルバの第2実施例を示す概略図である。
図において、41はYカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウ
ムの圧電性基板、42は圧電性基板41の表面上に形成
された円弧型櫛形入力電極、43は圧電性基板41の表
面上に形成された出力電極(導波路)、44は弾性表面
波コンボルバ素子の圧電性基板41の端面、45は円弧
型櫛形入力電極42上の一部に形成された電極パッド、
46は出力電極43の端面の幅の大きさを表す幅dであ
る。
<Second Embodiment> FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the surface acoustic wave convolver according to the present invention.
In the figure, 41 is a Y-cut (Z-propagation) lithium niobate piezoelectric substrate, 42 is an arc-shaped comb-shaped input electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate 41, and 43 is formed on the surface of the piezoelectric substrate 41. Output electrodes (waveguides), 44 is an end surface of the piezoelectric substrate 41 of the surface acoustic wave convolver element, 45 is an electrode pad formed on a part of the arc-shaped comb-shaped input electrode 42,
46 is a width d that represents the width of the end surface of the output electrode 43.

【0049】これらの円弧型櫛形入力電極42及び出力
電極43、電極パッドの電極は、アルミニウムなどの導
電性材料を用いて作製され、通常フォトリソグラフィー
技術を用いて圧電性基板41の表面上に直接形成され
る。
The arc-shaped comb-shaped input electrode 42, the output electrode 43, and the electrodes of the electrode pads are made of a conductive material such as aluminum, and are usually directly formed on the surface of the piezoelectric substrate 41 by a photolithography technique. It is formed.

【0050】この様な構成の弾性表面波素子において、
円弧型櫛形入力電極42に搬送角周波数ωの電気信号を
入力すると、基板の圧電効果により弾性表面波がそれぞ
れ励振され、出力電極43がΔV/V導波路として作用
し、出力電極内(導波路)に閉じこめられながら圧電性
基板41上をお互いに逆方向に伝搬する。そして出力電
極43上で上記2つの波がぶつかり、圧電性基板41の
物理的非線形効果により2ωのコンボリューション信号
として出力電極43から取り出される。
In the surface acoustic wave device having such a structure,
When an electric signal of the carrier angular frequency ω is input to the arc-shaped comb-shaped input electrode 42, surface acoustic waves are excited by the piezoelectric effect of the substrate, the output electrode 43 acts as a ΔV / V waveguide, and the inside of the output electrode (waveguide ), They propagate in opposite directions on the piezoelectric substrate 41. Then, the above two waves collide with each other on the output electrode 43 and are taken out from the output electrode 43 as a 2ω convolution signal due to the physical nonlinear effect of the piezoelectric substrate 41.

【0051】ここでΔV/V導波路は、基板表面を電気
的に短絡することにより自由表面よりも弾性表面波の伝
搬速度を低下させ、短絡部分に弾性表面波を閉じこめよ
うとするものである。この場合、電極のない自由表面の
弾性表面波の伝搬速度をVとし、出力電極の導波路の弾
性表面波の伝搬速度は遅くなり、その伝搬速度の差をΔ
Vとすれば、速度差ΔVが大きいほど導波効果が大きく
なる。
In the ΔV / V waveguide, the propagation speed of the surface acoustic wave is made lower than that of the free surface by electrically short-circuiting the surface of the substrate, and the surface acoustic wave is trapped in the short-circuited portion. . In this case, the propagation velocity of the surface acoustic wave on the free surface without electrodes is set to V, and the propagation velocity of the surface acoustic wave in the waveguide of the output electrode becomes slow, and the difference in the propagation velocity is Δ.
Assuming V, the larger the velocity difference ΔV, the greater the waveguiding effect.

【0052】このとき、2つの円弧型櫛形入力電極42
では、それぞれ出力電極43の方へ弾性表面波が集中す
るような形状で設けられているが、出力電極43とは逆
の方向、つまり圧電性基板41の端面44側へ伝搬する
弾性表面波は不要波となる。
At this time, the two arc-shaped comb-shaped input electrodes 42
, The surface acoustic waves are provided so as to be concentrated on the output electrodes 43, respectively. However, the surface acoustic waves propagating in the opposite direction to the output electrodes 43, that is, on the end face 44 side of the piezoelectric substrate 41 are It becomes an unwanted wave.

【0053】第1実施例の図2のグラフより、伝搬角が
0度となる波面角の範囲は、0°〜3°の範囲であるこ
とがわかる。つまり、Yカット(Z伝搬)ニオブ酸リチ
ウムの圧電性基板41において、円弧型櫛形入力電極4
2を用いると、円弧形状の中心角が0°〜±3°の範囲
内で両端面44方向への励振された不要な弾性表面波
は、圧電性基板41の異方性に左右されず、真っ直ぐ伝
搬してしまうため、圧電性基板の端面44が弾性表面波
の伝搬方向に対して直角に形成されているとき、圧電性
基板の端面44で反射し、出力電極(導波路)へと伝搬
してしまうことになる。
From the graph of FIG. 2 of the first embodiment, it can be seen that the range of the wavefront angle at which the propagation angle is 0 degree is the range of 0 ° to 3 °. That is, in the Y-cut (Z-propagation) lithium niobate piezoelectric substrate 41, the arc-shaped comb-shaped input electrode 4 is formed.
When 2, the unnecessary surface acoustic waves excited in the direction of both end surfaces 44 within the range of the central angle of the arc shape of 0 ° to ± 3 ° are not affected by the anisotropy of the piezoelectric substrate 41, Since the light propagates straight, when the end surface 44 of the piezoelectric substrate is formed at a right angle to the propagation direction of the surface acoustic wave, it is reflected by the end surface 44 of the piezoelectric substrate and propagates to the output electrode (waveguide). Will be done.

【0054】これに対し、上記で示した円弧の中心角が
0°〜±3°の範囲の角度以上に関しては、弾性表面波
の伝搬角が0°にはならないため、円弧型櫛形入力電極
42で励振された不要な弾性表面波は、圧電性基板41
の端面44が弾性表面波の伝搬方向に対して直角に形成
されていても、櫛形電極の形状が円弧形状であることか
ら、不要な弾性表面波は圧電性基板41の端面44方向
へ放射状に拡散し、かつ圧電性基板41の異方性により
圧電性基板41の端面44で反射した不要な弾性表面波
は、出力電極43(導波路)へと伝搬してしまうことも
ない。
On the other hand, when the center angle of the circular arc is equal to or greater than 0 ° to ± 3 °, the propagation angle of the surface acoustic wave does not become 0 °. The unnecessary surface acoustic wave excited by the
Even if the end surface 44 of the piezoelectric substrate 41 is formed at a right angle to the propagation direction of the surface acoustic wave, since the comb-shaped electrode has an arc shape, unnecessary surface acoustic waves are radiated toward the end surface 44 of the piezoelectric substrate 41. The unnecessary surface acoustic waves diffused and reflected by the end surface 44 of the piezoelectric substrate 41 due to the anisotropy of the piezoelectric substrate 41 do not propagate to the output electrode 43 (waveguide).

【0055】このようなことから、Yカット(Z伝搬)
ニオブ酸リチウムの圧電性基板41において円弧型櫛形
入力電極42を用いた場合、円弧形状の中心角が0°〜
±3°の範囲内で励振された弾性表面波だけが、圧電性
基板41の異方性に左右されずに真っ直ぐに伝搬するた
め、円弧形状の中心角0°〜±3°で表される円弧型櫛
形入力電極42上の一部の櫛形電極部を電極パッド45
とすることによって、素子端面44方向へ垂直に伝搬す
る不要な弾性表面波を完全に抑圧することができる。
From the above, Y cut (Z propagation)
When the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 is used in the piezoelectric substrate 41 of lithium niobate, the central angle of the arc shape is 0 ° to
Since only the surface acoustic waves excited within the range of ± 3 ° propagate straight without being influenced by the anisotropy of the piezoelectric substrate 41, the central angle of the arc shape is represented by 0 ° to ± 3 °. A part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 is connected to the electrode pad 45.
By doing so, it is possible to completely suppress unnecessary surface acoustic waves propagating vertically in the direction of the element end face 44.

【0056】ところが、円弧型櫛形入力電極42をもつ
弾性表面波コンボルバにおいて、円弧型櫛形入力電極4
2のもつ円弧型という形状の特性から、励振された弾性
表面波はそのエネルギーを集束させつつ出力電極43
(導波路)の端面入口へと伝搬させる。つまり出力電極
の端面の幅46の大きさ幅dは、円弧型櫛形入力電極4
2の大きさに比べて非常に小さいものとなる。
However, in the surface acoustic wave convolver having the arc-shaped comb-shaped input electrode 42, the arc-shaped comb-shaped input electrode 4 is used.
Due to the characteristic of the circular arc shape that 2 has, the excited surface acoustic wave concentrates its energy while the output electrode 43
Propagate to the end face entrance of (waveguide). That is, the width d of the width 46 of the end face of the output electrode is equal to the width d of the arc-shaped comb-shaped input electrode 4.
It is very small compared to the size of 2.

【0057】円弧型櫛形入力電極42の半径、および円
弧形状の中心点と出力電極43の端面との間の距離によ
って、円弧型櫛形入力電極42の大きさは変化するが、
このとき円弧形状の中心角が0°〜±3°の範囲内で表
せる幅が出力電極43の端面の幅dよりも広ければ、も
し不要な弾性表面波が圧電性基板41の端面44で反射
しても、そのすべてが出力電極43へ集まるわけではな
いので円弧型櫛形入力電極42上の一部の櫛形電極部を
電極パッド45とする範囲をさらに狭くすることができ
る。
Although the size of the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 varies depending on the radius of the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 and the distance between the center point of the arc-shaped shape and the end face of the output electrode 43,
At this time, if the width represented by the central angle of the arc shape within the range of 0 ° to ± 3 ° is wider than the width d of the end face of the output electrode 43, unnecessary surface acoustic waves are reflected by the end face 44 of the piezoelectric substrate 41. However, not all of them are collected in the output electrode 43, so that it is possible to further narrow the range in which a part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 is used as the electrode pad 45.

【0058】つまり、円弧型櫛形入力電極42上の一部
の櫛形電極部を電極パッド45とする範囲は、円弧形状
の中心角が0°〜±3°の範囲内で、かつ出力電極43
の端面の幅dよりも大きくする必要はなく、その電極パ
ッド45の形状は必ずしも扇形のようなものである必要
もない。
In other words, the range where the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 is used as the electrode pad 45 is such that the central angle of the arc shape is within the range of 0 ° to ± 3 ° and the output electrode 43.
It is not necessary to make it larger than the width d of the end face of the electrode pad 45, and the shape of the electrode pad 45 does not necessarily need to be fan-shaped.

【0059】円弧型櫛形電極を用いた弾性表面波コンボ
ルバにおいて、以上示してきた様に円弧型櫛形入力電極
42上の一部の櫛形電極部に、出力電極43の端面の幅
dを越えない大きさの電極パッド45を設けることによ
って、円弧型櫛形入力電極42から励振された不要な弾
性表面波を完全に抑圧することができ、リップルのない
特性の良いコンボリューション出力信号を得ることがで
きる。
In the surface acoustic wave convolver using the arc-shaped comb-shaped electrodes, as shown above, a part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 does not exceed the width d of the end face of the output electrode 43. By providing the electrode pad 45 of the height, it is possible to completely suppress the unnecessary surface acoustic wave excited from the arcuate comb-shaped input electrode 42, and it is possible to obtain a convolution output signal with good characteristics without ripples.

【0060】また、従来の吸音材を用いたものに比べ
て、吸音材を全く使用しないため信頼性を高めることが
でき、かつ工程数の低減により量産性にも優れている。
Further, as compared with the conventional one using the sound absorbing material, the sound absorbing material is not used at all, so that the reliability can be enhanced and the number of steps is reduced, so that the mass productivity is excellent.

【0061】加えて、素子の端面の形状を斜めにせずに
弾性表面波の伝搬方向に対して垂直にすることができる
ため、1枚あたりの圧電性基板からとることのできる素
子数を、従来の端面の形状を斜めにしたものよりも増や
すことができ、量産時においては1素子あたりのコスト
を下げることができる。
In addition, since the shape of the end face of the element can be made perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave without being inclined, the number of elements that can be obtained from one piezoelectric substrate is conventionally It is possible to increase the shape of the end face of the device more than the case where the end face is inclined, and it is possible to reduce the cost per element in mass production.

【0062】上記第2実施例において示した円弧型櫛形
入力電極42上の一部の櫛形電極部に設けた電極パッド
部45は、長方形の形状で表したが必ずしもこの形状に
限らず、電極パッド部45の途中で大きさが変わるもの
であっても、上記第2実施例において示した内容にあう
ものであれば問題なく、またそれ以外のものを用いても
構わない。
The electrode pad portion 45 provided on a part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode 42 shown in the second embodiment is represented by a rectangular shape, but the shape is not necessarily limited to this shape, and the electrode pad is not limited thereto. Even if the size changes in the middle of the portion 45, there is no problem as long as it meets the contents shown in the second embodiment, and any other one may be used.

【0063】上記第1,第2実施例で弾性表面波コンボ
ルバ素子の圧電性基板の端面の形状は、直角となるよう
な例を示したが、角度をつけ斜めに形成しても実施例中
で示した効果に変化はない。
In the above-mentioned first and second embodiments, the shape of the end face of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave convolver element is shown to be a right angle, but it may be formed at an angle and in an oblique manner. There is no change in the effect indicated by.

【0064】また上記第1,第2実施例中で示した円弧
型櫛形入力電極上の一部の櫛形電極部に設けた電極パッ
ド部の領域を表した角度範囲、円弧形状の中心角0°〜
±3°に関しては必ずしもこの範囲に限らず、この範囲
以上の値でも実施例中で示した効果は得られる。
Further, the angle range showing the region of the electrode pad portion provided in a part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode shown in the first and second embodiments, the central angle of the arc shape is 0 °. ~
The range of ± 3 ° is not necessarily limited to this range, and the effects shown in the examples can be obtained even if the value is within this range.

【0065】さらに、上記第1,第2実施例中で示した
円弧型櫛形入力電極上の一部の櫛形電極部に設けた電極
パッド部を入力信号または接地どちらに用いても構わな
い。
Further, the electrode pad portion provided on a part of the comb-shaped electrode portion on the arc-shaped comb-shaped input electrode shown in the first and second embodiments may be used for either the input signal or the ground.

【0066】また上記第1,第2実施例では、弾性表面
波コンボルバのそれぞれの櫛形入力電極には同一の搬送
角周波数ωの電気信号を入力する例を示したが、同一周
波数である必要はなくそれぞれ異なる搬送角周波数の電
気信号を入力してもよく、そのとき出力電極から得られ
る出力信号は、入力信号の搬送角周波数それぞれの和と
なる。
In the first and second embodiments, an example in which electric signals of the same carrier angular frequency ω are input to the respective comb-shaped input electrodes of the surface acoustic wave convolver has been shown, but it is necessary that the electric signals have the same frequency. Alternatively, electric signals having different carrier angular frequencies may be input, and the output signal obtained from the output electrode at that time is the sum of the carrier angular frequencies of the input signals.

【0067】さらに、第1,第2実施例の中では、弾性
表面波コンボルバを用いた例を挙げたが、円弧型櫛形電
極を用いていれば、他の弾性表面波素子たとえば弾性表
面波フィルター、共振器などに関しても実施例中で示し
たように不要波を抑圧するという効果を得ることができ
る。
Furthermore, in the first and second embodiments, an example using the surface acoustic wave convolver is given, but if an arc-shaped comb-shaped electrode is used, another surface acoustic wave element, for example, a surface acoustic wave filter. As for the resonator and the like, the effect of suppressing unnecessary waves can be obtained as described in the embodiment.

【0068】また上記第1,第2実施例中で示した円弧
型櫛形入力電極の中心角の表し方は、円弧形状の中心点
からYカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムの圧電性基板
のZ軸方向を基準とし、それに対してそれぞれプラス方
向、マイナス方向に角度を取っているが、同等の角度量
を表すならば他の表し方を用いてもよい。
The expression of the central angle of the arc-shaped comb-shaped input electrodes shown in the first and second embodiments is as follows: Y-cut (Z-propagation) Z of the piezoelectric substrate of lithium niobate from the center point of the arc shape. Although the angles are set in the plus direction and the minus direction with respect to the axial direction as a reference, other expressions may be used as long as an equivalent angle amount is expressed.

【0069】また、上記第1,第2実施例中に示された
圧電性基板はYカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムを用
いているが、他の圧電材料、他のカット方向の圧電材料
のものを用いてもよい。この場合には、図2に示した弾
性表面波の波面角に対する伝搬角のグラフ状態が異なる
ので、他の圧電材料自体のグラフを測定して表示して、
伝搬角が0°である波面角から電極パッドの角度、幅な
どの形状を求めて、フォトリソグラフィ技術などで圧電
性基板に形成する。
Although the piezoelectric substrates shown in the first and second embodiments use Y-cut (Z-propagation) lithium niobate, other piezoelectric materials and piezoelectric materials in other cutting directions are used. You may use the thing. In this case, the graph state of the propagation angle with respect to the wavefront angle of the surface acoustic wave shown in FIG. 2 is different, and therefore the graph of the other piezoelectric material itself is measured and displayed,
The shape such as the angle and width of the electrode pad is obtained from the wavefront angle at which the propagation angle is 0 °, and is formed on the piezoelectric substrate by the photolithography technique or the like.

【0070】また、上記第1,第2実施例において弾性
表面波素子は、エラスティック型を用いた例を示した
が、本来はそれだけに限らずAE型を用いてもよい。さ
らに、上記圧電性基板に弾性表面波の伝搬方向に対し
て、伝搬速度の結晶方位による角度依存性が対称となる
圧電性基板を用いてよいのは勿論である。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, as the surface acoustic wave element, the example of using the elastic type has been shown, but the type is not limited to this, and the AE type may be used. Furthermore, it is needless to say that the piezoelectric substrate may be a piezoelectric substrate in which the angular dependence of the propagation velocity of the crystal orientation is symmetrical with respect to the propagation direction of the surface acoustic wave.

【0071】また上記第1,第2実施例中で示した圧電
性基板は、本来はそれだけに限らず圧電性基板以外の非
圧電性物質上に圧電性物質を形成した基板を用いてもよ
い。
Further, the piezoelectric substrate shown in the first and second embodiments is not limited to that originally, but a substrate in which a piezoelectric substance is formed on a non-piezoelectric substance other than the piezoelectric substrate may be used.

【0072】《第3実施例》図6は、以上説明したよう
な弾性表面波装置を用いた通信システムの一例を示すブ
ロック図である。図において、40は送信装置を示す。
この送信装置40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、アンテナ401より送信す
る。送信された信号は、受信装置400で受信され、復
調される。受信装置400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41
4、拡散復調回路415、復調回路416より構成され
る。アンテナ411におい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、もしくは適当な中間
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。
<< Third Embodiment >> FIG. 6 is a block diagram showing an example of a communication system using the surface acoustic wave device as described above. In the figure, reference numeral 40 denotes a transmitting device.
The transmitter 40 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 receiving device 400 and demodulated. The receiving device 400 includes an antenna 411, a high frequency signal processing unit 412, a synchronizing circuit 413, and a code generator 41.
4, a spread demodulation circuit 415 and a demodulation circuit 416. The reception 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 a transmission frequency band signal or as an appropriate intermediate frequency band signal. The signal is input to the synchronizing circuit 413.

【0073】同期回路413は、本発明の上述の第1、
第2の実施例にて示した弾性表面波素子4131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、弾性表面波素子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4
131には高周波信号処理部412からの出力信号と変
調回路4132からの出力信号が弾性表面波素子413
1に入力され、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4
132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
波コンボルバ素子を用いた弾性表面波素子4131で
は、受信信号に含まれる同期専用拡散符号成分と変調回
路4132からの参照用拡散符号とが、弾性表面波素子
4131の出力電極の導波路上にて一致した時に相関ピ
ークが出力される。
The synchronizing circuit 413 is the above-mentioned first and second circuits of the present invention.
The surface acoustic wave device 4131 shown in the second embodiment, the modulation circuit 4132 for modulating the reference spread code input from the code generator 414, and the signal output from the surface acoustic wave device 4131 are processed, The signal processing circuit 4133 outputs a spread code synchronization signal and a clock synchronization signal for the transmission signal to the code generator 414. Surface acoustic wave element 4
An output signal from the high frequency signal processing unit 412 and an output signal from the modulation circuit 4132 are input to the surface acoustic wave element 413.
1, and the convolution operation of two input signals is performed. Here, the modulation circuit 4 is generated by the code generator 414.
Assuming that the reference spreading code input to 132 is a code obtained by time-reversing the spreading code transmitted from the transmitting side, the surface acoustic wave element 4131 using the surface acoustic wave convolver element spreads only the synchronization signal included in the received signal. When the code component and the reference spreading code from the modulation circuit 4132 match on the waveguide of the output electrode of the surface acoustic wave element 4131, a correlation peak is output.

【0074】この際、弾性表面波素子4131は、圧電
性基板の端面で反射する不要波を抑圧し、かつ量産に適
した弾性表面波コンボルバ素子であるので、コンボリュ
ーション効率を向上しているので、相関ピークの高い出
力レベルを得て、しかもローコストのものを適用され
る。
At this time, since the surface acoustic wave element 4131 is a surface acoustic wave convolver element that suppresses unnecessary waves reflected on the end surface of the piezoelectric substrate and is suitable for mass production, the convolution efficiency is improved. , A high output level of the correlation peak is obtained, and a low cost one is applied.

【0075】次に、信号処理回路4133では、弾性表
面波素子4131から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
力までの時間で、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。
Next, the signal processing circuit 4133 detects a correlation peak from the signal input from the surface acoustic wave element 4131, and shifts the code synchronization in the time from the code start of the reference spread code to the correlation peak output. The amount is calculated, and the code synchronization signal and the clock signal are output to the code generator 414.

【0076】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41
5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(FSK:Frequency Shift Keying)、位相
変調(PSK:Phase Shift Keying)などの変調方式に
より変調されている信号なので、対応する復調回路41
6によって、データ復調がなされる。
After the synchronization is established, the code generator 414 generates a spreading code in which the clock and the spreading code phase match with the spreading code on the transmitting side. This spreading code is a spreading demodulation circuit 41.
The signal before being input to the signal 5 and subjected to spread modulation is restored.
Since the signal output from the spread modulation / demodulation circuit 415 is a signal that has been modulated by a modulation method such as so-called frequency modulation (FSK: Frequency Shift Keying) or phase modulation (PSK: Phase Shift Keying), the corresponding demodulation circuit 41
Data demodulation is performed by 6.

【0077】本構成に用いた弾性表面波素子4131で
ある弾性表面波コンボルバは、圧電性基板上に所定の形
状で電極パッドを用いて、圧電基板の両端面からの反射
波による悪影響を防止し、大きなコンボリューション信
号を得ることができる。
The surface acoustic wave convolver, which is the surface acoustic wave element 4131 used in this configuration, uses electrode pads in a predetermined shape on the piezoelectric substrate to prevent adverse effects of reflected waves from both end surfaces of the piezoelectric substrate. , A large convolution signal can be obtained.

【0078】《第4実施例》図7、図8は、上記第1、
第2実施例で説明した弾性表面波素子を用いた通信シス
テムの送信装置及び受信装置の一例を示すブロック図で
ある。
<< Fourth Embodiment >> FIGS. 7 and 8 show the first and second embodiments.
It is a block diagram which shows an example of a transmitter and a receiver of a communication system using the surface acoustic wave element described in the second embodiment.

【0079】送信装置のブロック図を示す図7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、502−1〜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PN1〜PNnと同期専用の拡散符号PN
0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PN0と乗算器
群502−1〜nのn個の出力を加算する加算器、50
5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。
In FIG. 7 showing a block diagram of the transmitting device, 501 is a serial-parallel converter for converting serially input data into n parallel data, and 502-1 to n are parallelized data and spread data. A multiplier group for multiplying n spread codes output from the code generator, 503 is n different spread codes PN1 to PNn and a spread code PN dedicated to synchronization.
A spreading code generator for generating 0, 504 is an adder for adding the synchronization dedicated spreading code PN0 output from the spreading code generator 503 and n outputs of the multiplier groups 502-1 to 502-n, 50
Reference numeral 5 is a high frequency stage for converting the output of the adder 504 into a transmission frequency signal, and 506 is a transmission antenna.

【0080】また、受信装置のブロック図を示す図8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603
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PN0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PN1
〜PNnを用いてベースバンドの復調を行うベースバン
ド復調回路、607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. 8 showing a block diagram of the receiving apparatus, 601 is a receiving antenna, 602 is a high frequency signal processing section, 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. Circuit 603
By the code synchronization signal and clock signal input from
A spreading code generator for generating the same n + 1 spreading codes as the spreading code group on the transmitting side and a reference spreading code, and 605, a carrier reproducing spreading code PN0 output from the spreading code generator 604 and a high frequency signal processing unit 602. , A carrier reproducing circuit for reproducing a carrier signal from the output of the carrier generating circuit 606, n outputs of the carrier reproducing circuit 605, the output of the high-frequency signal processing unit 602, and the output of the spreading code generator 604.
˜PNn is used to demodulate the base band, and 607 is a parallel-serial converter that parallel-serial converts n parallel demodulated data output from the base band demodulation circuit 606.

【0081】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、上記
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PN1〜PNn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ト信号を出力する。該ベースバン
ド信号は続いて高周波段505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 configuration, on the transmission side, first, the input data is 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, is not modulated by the parallel data, and is directly input to the adder 504. The remaining n spread codes PN1 to PNn are modulated by n parallel data in the multiplier groups 502-1 to 50n and input to the adder 504. The adder 504 linearly adds the input n + 1 signals and outputs the added baseband signal to the high frequency stage 505. Subsequently, the baseband signal is converted into a high-frequency signal having an appropriate center frequency in the high-frequency stage 505 and transmitted from the transmission antenna 506.

【0082】次に、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
本発明の第1,第2実施例に記載の弾性表面波素子60
31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、弾性表面波素子60
31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。
Next, on the receiving side, the signal received by the receiving antenna 601 is appropriately filtered and amplified by the high frequency signal processing unit 602, and is output as it is as a transmission frequency band signal or as an appropriate intermediate frequency band signal. It The signal is input to the synchronization circuit 603. The synchronizing circuit 603 is the surface acoustic wave device 60 described in the first and second embodiments of the present invention.
31, a modulation circuit 6032 for modulating the reference spread code input from the code generator 604, and a surface acoustic wave element 60.
The signal processing circuit 6033 processes the signal output from the output terminal 31, and outputs a spread code synchronization signal and a clock synchronization signal for the transmission signal to the spread code generator 604.

【0083】弾性表面波素子6031には、上記第1、
第2実施例で示したいずれかの弾性表面波コンボルバ素
子を用い、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。
The surface acoustic wave element 6031 includes the first and
An output signal from the high frequency signal processing unit 602 and a signal from the modulation circuit 6032 are input using any one of the surface acoustic wave convolver elements shown in the second embodiment, and a convolution operation of two input signals is performed.

【0084】ここで符号発生器604より変調回路60
32に入力される参照用拡散符号の符号列が、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列
とすると、弾性表面波素子6031では、受信信号に含
まれる同期専用拡散符号成分の符号列と参照用拡散符号
の符号列とが、弾性表面波素子6031の出力電極の導
波路上にて一致した時に相関ピークが出力される。
Here, the modulation circuit 60 is supplied from the code generator 604.
If the code string of the reference spreading code input to 32 is a code string obtained by time-reversing the synchronization-dedicated spreading code transmitted from the transmission side, the surface acoustic wave element 6031 has the synchronization-dedicated spreading code included in the reception signal. A correlation peak is output when the code string of the component and the code string of the reference spreading code match on the waveguide of the output electrode of the surface acoustic wave element 6031.

【0085】次に、信号処理回路6033では、弾性表
面波素子6031から出力される信号により、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
出力までの時間で、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。
Next, in the signal processing circuit 6033, the correlation peak is detected by the signal output from the surface acoustic wave element 6031, and the code synchronization shifts in the time from the code start of the reference spreading code to the correlation peak output. The amount is calculated, and the code synchronization signal and the clock signal are output to the spread code generator 604.

【0086】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。
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 with 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. .

【0087】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PN0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、該電圧制御発振器より帯域通過フィル
タを介して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。
The carrier reproducing circuit 605 has a structure using, for example, a phase locked loop. The received signal and the synchronization-dedicated spreading code 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-specific synchronization-specific spreading code PN0 match, and the transmission-side synchronization-specific spreading code is not modulated with data. Is despread at, and a carrier component appears at the 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 a phase is applied to a carrier component output from the voltage controlled oscillator through a bandpass filter. The locked signal is output as a reproduced carrier wave.

【0088】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606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、送信装置に入力された信号を出力される。
The reproduced carrier wave is input to the baseband demodulation circuit 606. The baseband demodulation circuit 606 generates a baseband signal 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 output from the spreading code generator 604, and subsequently data demodulation is performed. The parallel demodulated n demodulated data is converted into serial data by the parallel-serial converter 607, and the signal input to the transmission device is output.

【0089】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。またスペクトラム拡
散方式通信システム中DS(直接拡散)方式、FH(周
波数ホッピング)方式、TH(時間ホッピング)方式の
いずれの方式にも適用できるものである。
Although the present embodiment is a case of binary modulation, other modulation methods such as quadrature modulation may be used. Further, the present invention can be applied to any of the DS (direct spread) method, the FH (frequency hopping) method, and the TH (time hopping) method in a spread spectrum communication system.

【0090】また、上記実施例では、送信装置と受信装
置とを別体として通信システムとする例を説明したが、
両装置を同一パッケージに格納して通信装置とすること
ができる。また、通信装置の場合、使用符号列の符号を
異ならせて、相互通信を行うことができる。その場合、
同一パッケージ内に送信装置と受信装置とを備え、その
同期用拡散符号を異ならせることで同様な搬送キャリア
を用いて、通信装置の構成がほぼ同一の構成で通信が可
能である。また、その受信装置には、上述の弾性表面波
素子を用いて、同期確立を高速確実に達成できるので、
信頼性の高い通信システムを可能とする。
Further, in the above embodiment, an example in which the transmission device and the reception device are separated into a communication system has been described.
Both devices can be stored in the same package as a communication device. Further, in the case of the communication device, mutual communication can be performed by changing the codes of the used code strings. In that case,
The transmitter and the receiver are provided in the same package, and the same carrier is used by differentiating the spreading code for synchronization, so that the communication device can perform communication with almost the same configuration. Further, since the surface acoustic wave element described above is used for the receiving device, synchronization can be achieved reliably at high speed.
It enables a highly reliable communication system.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、圧電
性基板の主面上に第1及び第2の弾性表面波を励振する
少なくとも2つの円弧型櫛形入力電極と該圧電性基板の
非線形性を利用して、該2つの弾性表面波のコンボリュ
ーション信号を取り出す出力電極とを有した弾性表面波
素子において、該円弧型櫛形入力電極上の一部に設けら
れる電極パッド部は、該円弧型櫛形電極から励振される
弾性表面波が圧電性基板の異方性に左右されず真っ直ぐ
に伝搬してしまう範囲の円弧形状の中心角、つまり伝搬
角が0度となる波面角の範囲の角度、であらわされる範
囲内で形成され、それによって該円弧型櫛形電極から励
振された不要な弾性表面波を抑圧することができる。
As described above, according to the present invention, at least two arc-shaped comb-shaped input electrodes for exciting the first and second surface acoustic waves are provided on the main surface of the piezoelectric substrate and the piezoelectric substrate. In a surface acoustic wave element having an output electrode for taking out the convolution signal of the two surface acoustic waves by utilizing non-linearity, an electrode pad portion provided on a part of the arc-shaped comb-shaped input electrode is The central angle of the arc shape in the range where the surface acoustic wave excited from the arc-shaped comb electrode propagates straight without being influenced by the anisotropy of the piezoelectric substrate, that is, in the range of the wave front angle where the propagation angle is 0 degree. The surface acoustic wave is formed within a range represented by an angle, whereby unnecessary surface acoustic waves excited from the arc-shaped comb-shaped electrode can be suppressed.

【0092】以上のことから、円弧型櫛形電極を用いた
弾性表面波コンボルバにおいて円弧型櫛形入力電極上の
一部の櫛形電極部に電極パッドを設けることによって、
円弧型櫛形入力電極から励振された不要な弾性表面波を
完全に抑圧することができ、リップルのない特性の良い
コンボリューション出力信号を得ることができる。
From the above, in the surface acoustic wave convolver using the arc-shaped comb-shaped electrodes, by providing the electrode pads on a part of the comb-shaped electrode portions on the arc-shaped comb-shaped input electrodes,
Unnecessary surface acoustic waves excited from the arc-shaped comb-shaped input electrode can be completely suppressed, and a convolution output signal with good characteristics without ripples can be obtained.

【0093】また、従来の吸音材を用いたものに比べ
て、吸音材を全く使用しないため信頼性を高めることが
でき、かつ工程数の低減により量産性にも優れている。
Further, as compared with the conventional one using the sound absorbing material, the sound absorbing material is not used at all, so that the reliability can be enhanced and the number of steps is reduced, and the mass productivity is excellent.

【0094】加えて、素子の端面の形状を斜めにせずに
弾性表面波の伝搬方向に対して垂直にすることができる
ため、1枚あたりの圧電性基板からとることのできる素
子数を、従来の端面の形状を斜めにしたものよりも増や
すことができ、量産時においては1素子あたりのコスト
を下げることができる。
In addition, since the shape of the end face of the element can be made perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave without being inclined, the number of elements that can be obtained from one piezoelectric substrate is reduced to the conventional one. It is possible to increase the shape of the end face of the device more than the case where the end face is inclined, and it is possible to reduce the cost per element in mass production.

【0095】また、上記の弾性表面波素子を通信システ
ムに用いることで、リップルのない特性の良いコンボリ
ューション出力信号を得ることができるので、通信の安
定性や信頼性を高めることができる。
Further, by using the above-mentioned surface acoustic wave element in a communication system, a convolution output signal having no ripple and good characteristics can be obtained, so that the stability and reliability of communication can be improved.

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

【図1】本発明における弾性表面波コンボルバの第1実
施例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a surface acoustic wave convolver according to the present invention.

【図2】本発明におけるYカット(Z伝搬)ニオブ酸リ
チウム圧電性基板において、弾性表面波の波面角と伝搬
角との関係を表したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a wavefront angle of a surface acoustic wave and a propagation angle in a Y-cut (Z-propagation) lithium niobate piezoelectric substrate according to the present invention.

【図3】本発明において波面角と伝搬角の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a wavefront angle and a propagation angle in the present invention.

【図4】本発明における弾性表面波コンボルバの第2実
施例を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the surface acoustic wave convolver according to the present invention.

【図5】従来の弾性表面波コンボルバを示す概略図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional surface acoustic wave convolver.

【図6】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である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example 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
の送信装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a transmission device of a communication system using the surface acoustic wave device of the present invention.

【図8】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の受信装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a receiving device of a communication system using the surface acoustic wave device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,41,51 圧電性基板 12,42,52 円弧型櫛形入力電極 13,43,53 出力電極 14,44,54 弾性表面波素子の端面 15,45 電極パッド 46 出力電極端面の幅d 31 伝搬角 32 波面角 40 送信装置 401 送信用アンテナ 400 受信装置 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 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
11, 41, 51 Piezoelectric substrate 12, 42, 52 Arc-shaped comb-shaped input electrode 13, 43, 53 Output electrode 14, 44, 54 End surface of surface acoustic wave device 15, 45 Electrode pad 46 Output electrode end surface width d 31 Propagation Angle 32 Wavefront angle 40 Transmitter 401 Transmitting antenna 400 Receiving device 411 Receiving antenna 412 High frequency signal processing unit 413 Synchronizing circuit 414 Code generator 415 Spreading demodulation circuit 416 Demodulation circuit 501 Data input in series to n parallel data To parallel converter 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 synchronization circuit 604 spreading code generator 605 carrier regeneration circuit 606 Baseband demodulation circuit 607 Parallel-serial converter

フロントページの続き (72)発明者 江口 正 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 鳥沢 章 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Front page continued (72) Inventor Tadashi Eguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akira Torizawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akane Yokota 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電基板又は非圧電物質上に圧電性物質
を形成した基板の主面上に第1及びだい2の弾性表面波
を励振する少なくとも2つの概略円弧型櫛形入力電極
と、該基板の非線形効果を利用して前記2つ弾性表面波
のコンボリューション信号を取り出す導波路を兼ねた出
力電極とを有する弾性表面波素子において、 前記円弧型櫛形入力電極の電極指上の一部に電極パッド
部を設けたことを特徴とする弾性表面波素子。
1. A piezoelectric substrate or at least two substantially arc-shaped comb-shaped input electrodes for exciting first and second surface acoustic waves on a main surface of a substrate on which a piezoelectric substance is formed on a non-piezoelectric substance, and the substrate. A surface acoustic wave device having an output electrode also serving as a waveguide for taking out the convolution signal of the two surface acoustic waves by utilizing the non-linear effect of A surface acoustic wave device having a pad portion.
【請求項2】 前記電極パッド部の領域は、前記円弧型
櫛形入力電極の中心角が、前記円弧型櫛形入力電極から
励振される弾性表面波の伝搬角(前記導波路の導波方向
と波の群速度の伝搬方向とのなす角)が0度となる波面
角(前記導波路の導波方向と波の位相速度の伝搬方向と
のなす角)で表される範囲の角度であることを特徴とす
る請求項1に記載の弾性表面波素子。
2. A propagation angle of a surface acoustic wave excited by the arc-shaped comb-shaped input electrode (where the center angle of the arc-shaped comb-shaped input electrode is equal to the propagation direction of the surface acoustic wave excited by the wave-guiding direction of the waveguide) in the region of the electrode pad portion. The angle formed by the group velocity and the propagation direction of the group velocity is 0 ° (the angle formed by the waveguide direction of the waveguide and the propagation direction of the phase velocity of the wave). The surface acoustic wave element according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 前記電極パッド部の電極幅(弾性表面波
の伝搬方向に対して垂直方向の長さ)は、少なくとも前
記導波路の入口端面の幅と概略等しいかもしくはそれ以
上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の弾性
表面波素子。
3. The electrode width of the electrode pad portion (length in the direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave) is at least approximately equal to or greater than the width of the inlet end face of the waveguide. The surface acoustic wave device according to claim 1 or 2, which is characterized.
【請求項4】 前記電極パッド部を入力信号用の電極パ
ッドとし、前記円弧型櫛形入力電極の両側に設けた前記
電極パッドを接地したことを特徴とする請求項1乃至3
のいずれか1項に記載の弾性表面波素子。
4. The electrode pad portion is used as an electrode pad for an input signal, and the electrode pads provided on both sides of the arc-shaped comb-shaped input electrode are grounded.
The surface acoustic wave device according to any one of the above items.
【請求項5】 前記圧電性基板に弾性表面波の伝搬方向
に対して、伝搬速度の結晶方位による角度依存性が対称
となる基板を用いた請求項1乃至4のいずれか1項に記
載の弾性表面波素子。
5. The substrate according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is a substrate in which a propagation velocity of a surface acoustic wave has a symmetrical angular dependence due to a crystal orientation. Surface acoustic wave device.
【請求項6】 前記圧電性基板に、Yカット(Z伝搬)
ニオブ酸リチウムの圧電性基板を用いたことを特徴とす
る請求項1乃至5のいずれか1項に記載の弾性表面波素
子。
6. A Y-cut (Z-propagation) is formed on the piezoelectric substrate.
The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 5, wherein a piezoelectric substrate of lithium niobate is used.
【請求項7】 前記圧電性基板に、Yカット(Z伝搬)
ニオブ酸リチウムの圧電性基板を用い、かつ前記円弧型
櫛形入力電極上の電極指上の一部に設けられる前記電極
パッド部の領域が、前記円弧型櫛形電極の中心角の大き
さ0°〜±3°で表される領域であることを特徴とする
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の弾性表面波素
子。
7. A Y-cut (Z-propagation) is formed on the piezoelectric substrate.
A region of the electrode pad portion provided on a part of the electrode finger on the arc-shaped comb-shaped input electrode using a piezoelectric substrate of lithium niobate has a central angle of 0 ° to 0 ° 7. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is a region represented by ± 3 °.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
弾性表面波素子を用いた通信システム。
8. A communication system using the surface acoustic wave device according to claim 1. Description:
JP7226489A 1995-09-04 1995-09-04 Surface acoustic wave element and communication system using the same Pending JPH0974330A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024009660A1 (en) * 2022-07-07 2024-01-11 株式会社村田製作所 Elastic wave device and filter device

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