JPH10327041A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦、横２種類の共振モードを音響的に結合す
る少なくとも２つの縦モード共振器を前記伝搬方向と直
交する方向に隣接して配置した弾性表面波装置の小型化
を図る。 【解決手段】 圧電基板１１上には、金属薄膜によって
ダミー電極と交叉指電極部を併せ持つ入出力ＩＤＴ１
２、１３が形成されている。そしてこれらのＩＤＴは、
弾性表面波の伝搬方向に対しては部分的に重なり合い、
弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に対しては隣接す
るように配置されている。また、これらのＩＤＴ１２、
１３の左右には、同じく金属薄膜によるグレーティング
反射器１４、１５がそれぞれ形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＨＦ、ＵＨＦ帯
で動作する弾性表面波デバイスに関し、特に弾性表面波
デバイスの電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電基板上に形成されたインターディジ
タル電極からなるトランスデューサ（Inter Digital Tr
ansducer、以下、ＩＤＴという）によって励振・受信さ
れる弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向と同一な方向に分
布するモード（以下、縦モードという）による共振と、
伝搬方向と直交する方向に分布するモード（以下、横モ
ードという）による共振の、縦、横２種類の共振モード
を２次元的に用いることにより、広い通過域特性を有す
るバンドパスフィルタを構成する技術が特開平６−２３
２６８７号公報に記載されている。
【０００３】図８は、前記公報に記載されている弾性表
面波フィルタを示しており、圧電基板８１上に形成され
た入力ＩＤＴ８２、出力ＩＤＴ８３、及びグレーティン
グ反射器８４、８５によって構成されている。入力ＩＤ
Ｔ８２は、その上側半分が共振器（Ａ）のＩＤＴ電極と
して機能し、下側半分はダミー電極となっており、ま
た、出力ＩＤＴ８３は、その下側半分が共振器（Ｂ）の
ＩＤＴ電極として機能し、上側半分はダミー電極となっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の弾性表面波
フィルタにおいては、横モードの音響的結合を行わせる
ために、共振器（Ａ）と共振器（Ｂ）の各ＩＤＴは、弾
性表面波の伝搬方向と直交する方向（横方向）には互い
に重ならないように隣接して配置させ、弾性表面波の伝
搬方向と同一の方向にはダミー電極を配置しているの
で、各ダミー電極の長さは、各共振器を構成する交叉指
電極部分と同じ長さとなっており、弾性表面波デバイス
の小型化の点で問題があった。
【０００５】本発明の目的は、前記従来の弾性表面波デ
バイスを、弾性表面波の伝搬方向に対する寸法を短くし
て、より小型化することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一般に横モードのポテン
シャル分布は、弾性表面波の伝搬路長が無限に長い場合
には、そのモード分布形状は伝搬路内で一様であるが、
実際には、このモード分布はＳＡＷ波長λのおよそ１０
０倍程度の長さがあれば、無限長弾性表面波導波路の場
合とほぼ等しいスカラポテンシャルとして近似可能であ
る。
【０００７】一方、従来から使用されている縦多重モー
ド結合型弾性表面波フィルタのＩＤＴは、インピーダン
スや挿入損失の観点から、一般に数１００λの伝搬路長
を有している。従って、この伝搬路長が５０％程度の長
さになっても、横モードポテンシャルの分布はほとんど
変化しない。
【０００８】そこで、本発明は、横モードのポテンシャ
ル分布の形状に影響を及ぼさない範囲において入出力Ｉ
ＤＴの交叉指電極部を弾性表面波の伝搬方向に対して部
分的に重なり合うように配置し、重なり合った部分に相
当するダミー電極の本数を減らすことにより、弾性表面
波デバイスの全長を短くしたことを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態を示している。図１において、圧電基板１１上には、
金属薄膜によってダミー電極と交叉指電極部を併せ持つ
入出力ＩＤＴ１２、１３が形成されている。そしてこれ
らのＩＤＴは、弾性表面波の伝搬方向（図面の左右方
向）に対しては部分的に重なり合い、弾性表面波の伝搬
方向に直交する方向（図面の上下方向）に対しては隣接
するように配置されている。また、これらのＩＤＴ１
２、１３の左右には、同じく金属薄膜によるグレーティ
ング反射器１４、１５がそれぞれ形成されている。
【００１０】次に、その動作について図２を参照して説
明する。まず、入力側の共振器（Ａ）に着目すると、左
から順にグレーティング反射器１４、入力側ＩＤＴ１２
の交叉指電極部分、出力側ＩＤＴ１３のダミー電極部
分、及びグレーティング反射器１５が配置されている。
したがって、この共振器（Ａ）単体では、弾性表面波の
伝搬方向から見れば、一般に知られている縦多重モード
結合型共振器と何ら変わりがないので、図２（ａ）に示
すようなｆ１１とｆ１２の共振ピークを持つ周波数特性
が得られる。
【００１１】そして、この共振器（Ａ）と平行に、出力
側の共振器（Ｂ）を、その横Ｓ０モードと横Ａ１モード
の共振特性が図２（ｂ）に示すような周波数配置となる
ように、弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に音響結
合（横モード結合）させると、合成後の出力として図２
（ｃ）に示す周波数特性が得られる。
【００１２】すなわち、本発明は、複数の縦多重モード
結合型共振器を弾性表面波の伝搬方向と平行に隣接させ
て音響的に横モード結合させる場合、この横モードのポ
テンシャルの分布形状は、弾性表面波の伝搬路長がある
程度（数１００λ）より長くなると、ほとんど変化が無
くなる現象を利用し、入出力ＩＤＴ１２、１３を弾性表
面波の伝搬方向に対して、部分的に重なり合うように配
置しているので、この重なり合った部分だけ、その長さ
寸法を短くすることができる。
【００１３】図５は、本発明の第２の実施の形態を示し
ており、この実施の形態においては、入出力ＩＤＴ５
２、５３に任意の関数の重み付けを施し、内部バスバー
は重みづけ関数に沿って斜めに配置している。このよう
な重み付けを施すことにより、所望に周波数特性を有す
る弾性表面波フィルタが実現できる。
【００１４】図６は、本発明の第３の実施の形態を示し
ており、上段の多重縦モード共振器と下段の多重縦モー
ド共振器は電気的に完全に分離されている。弾性表面波
を励振するＩＤＴ６２と受信するＩＤＴ６３以外の部分
は、この系に対して音響的な役割のみを持つため、この
実施の形態においても図１とほぼ同等の動作が実現でき
る。
【００１５】図７は、本発明の第４の実施の形態を示し
ており、入力側ＩＤＴ７２は、出力側ＩＤＴ７３対して
弾性表面波の伝搬方向に部分的に重なり合っていると同
時に出力側のグレーティング反射器７４にも部分的に重
なり合っている。このように、従来の縦多重モード共振
器２つを横モード結合した弾性表面波フィルタでは実現
が不可能な、２つの共振器が互いに非対称な縦モード共
振器の音響的な合成も可能となる。
【００１６】
【実施例】図３は、本発明に従って構成した弾性表面波
フィルタを５０Ω系にて測定した振幅周波数特性図であ
る。測定に用いたフィルタは、中心周波数が約２４８．
６ＭＨｚで、圧電基板として水晶基板を用い、入出力Ｉ
ＤＴおよびグレーティング反射器を形成している金属薄
膜のＳＡＷ波長に対する膜厚Ｈ／λは０．０１５であ
る。また、入力側ＩＤＴの交叉指電極部分の本数は３９
１本、入力側のダミー電極部分は２９３本、出力側ＩＤ
Ｔの交叉指電極部分の本数は３９１本、出力側ＩＤＴの
ダミー電極本数は２９３本である。また、入出力ＩＤＴ
のＳＡＷの伝搬方向に対して部分的に重なり合っている
部分の長さは約５０λである。この場合、入出力ＩＤＴ
の重なり部分を持たない従来例と比較して、ＩＤＴの重
なり部分に相当する５０λ（＝０．６３ｍｍ）だけフィ
ルタの寸法が短くなる。
【００１７】図４は、上記の弾性表面波フィルタのイン
ピーダンス整合後の周波数特性を示しており、縦多重モ
ードの複数個の共振ピークが横モードと結合し、比帯域
が０．２３％という広帯域特性が実現されている。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、弾性表面波の伝搬方向に対し
て、入出力ＩＤＴの交叉指電極部分が部分的に重なり合
うように配置されているので、縦多重モード結合型共振
器を弾性表面波の伝搬方向に対して２つ平行に隣接して
音響結合させる従来の同じ原理を用いた弾性表面波装置
よりも、その長さ寸法を小さくすることができる。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の動作を説明する図である。
【図３】本発明を適用した弾性表面波フィルタの５０Ω
系における振幅特性図である。
【図４】本発明を適用した弾性表面波フィルタのインピ
ーダンス整合後の振幅特性図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図８】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１１，５１，６１，７１，８１ 圧電基板 １２，１３，５２，５３，６２，６３，７２，７３，８
２，８３ ＩＤＴ １４，１５，５４，５５，６４，６６，６７，６９，７
４，７６，７７，７９，８４，８５ グレーティング
反射器 ６５，６８，７５，７８ ダミー電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弾性表面波の伝搬方向と同一の方向に分
    布する縦モードによる共振と、前記伝搬方向と直交する
    方向に分布する横モードによる共振の、縦、横２種類の
    共振モードを音響的に結合する少なくとも２つの縦モー
    ド共振器を前記伝搬方向と直交する方向に隣接して配置
    した弾性表面波装置において、 弾性表面波を励振する一方の縦モード共振器のＩＤＴと
    該励振された弾性表面波を受信する他方の縦モード共振
    器のＩＤＴの各交叉指電極を、弾性表面波の伝搬方向に
    対して直交する方向では隣接し、伝搬方向と同一の方向
    では部分的に重なるように配置したことを特徴とする弾
    性表面波装置。
  2. 【請求項２】 前記各縦モード共振器のＩＤＴの伝搬方
    向における互いに重なっていない電極部分には他方の縦
    モード共振器のダミー電極が隣接して対向配置されてい
    ることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
  3. 【請求項３】 前記各縦モード共振器のＩＤＴのうちの
    少なくとも一つは、任意の関数の重み付けが施されてい
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の弾性表面波装
    置。
  4. 【請求項４】 前記各縦モード共振器は互いに電気的に
    完全に分離されていることを特徴とする請求項１，２又
    は３記載の弾性表面波装置。
  5. 【請求項５】 前記各縦モード共振器は、弾性表面波伝
    搬方向の両側にそれぞれグレーティング反射器を備えて
    いることを特徴とする請求項１，２，３，又は４記載の
    弾性表面波装置。
  6. 【請求項６】 前記２つの縦モード共振器は互いに非対
    称の共振器として構成されており、一方の縦モード共振
    器のＩＤＴは、他方の縦モード共振器のＩＤＴに対して
    弾性表面波の伝搬方向に部分的に重なり合っているとと
    もに他方の縦モード共振器の前記グレーティング反射器
    にも部分的に重なり合うように配置されていることを特
    徴とする請求項５記載の弾性表面波装置。
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