JPH10335975A - 弾性表面波マッチドフィルタ及びそれを用いた受信装置と通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力用ボンディングワイヤから出力用ボンデ
ィングワイヤに直接到達するノイズ成分を削減し、相関
ピーク信号を安定させることを課題とする。 【解決手段】 圧電基板上に形成された入力すだれ状電
極（Inter Digital Transducer；ＩＤＴ）によって弾性
表面波を励起し、ある定められた符号列に合わせて配置
された複数の出力用ＩＤＴタップからなる出力ＩＤＴで
信号を受け取ることによって上記符号列に一致した符号
列の信号のみを伝達する弾性表面波マッチドフィルタで
あって、前記出力ＩＤＴは第１、第２の出力ＩＤＴの２
つからなり、該第１の出力ＩＤＴから得られる信号は、
該第２の出力ＩＤＴから得られる信号の位相と１８０°
異なる位相を有しており、前記第１の出力ＩＤＴから得
られる信号と、前記第２の出力ＩＤＴから得られる信号
の差動出力を取り出す手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波マッチ
ドフィルタおよびそれを用いた受信装置と通信システム
に関し、出力すだれ状電極（Inter Digital Transduce
r；ＩＤＴ）を少なくとも２つ有する弾性表面波マッチ
ドフィルタおよびそれを用いた受信装置と通信システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】マッチドフィルタ、特に弾性表面波（Ｓ
ＡＷ：Surface Acoustic Wave）マッチドフィルタはス
ペクトラム拡散（Spread Spectrum）通信を行うにあた
って、同期確立のためのデバイスとして、近年その重要
性が増大しつつある。

【０００３】図８はこのような従来の弾性表面波マッチ
ドフィルタを示す概念図である。図において、１０１は
マッチドフィルタチップを固定するステム、１０２はＳ
Ｔカット水晶などの圧電基板である。１１１は電子信号
を弾性表面波信号に変換する入力すだれ状電極（ＩＤ
Ｔ；Inter Digital Transducer）、１２１はスペクトラ
ム拡散された信号を供給するための入力ピン、１２１１
は入力信号用ボンディングワイヤで、入力ＩＤＴ１１１
にスペクトラム拡散された信号を供給するための入力ピ
ン１２１とを接続する。１２２は出力信号をステム１０
１の外部に取り出すための出力ピン、１３１は出力ＩＤ
Ｔ、１２２１は出力信号用ボンディングワイヤで、出力
ＩＤＴ１３１と出力信号を取り出すための出力ピン１２
２を接続する。１３１１，１３１２，１３１３，…，１
３１ｘは出力ＩＤＴのＩＤＴタップであり、このＩＤＴ
タップ１３１１，１３１２，１３１３，…，１３１ｘの
電極方向、すなわち、どちらの電極につながっている電
極指を入力ＩＤＴ１１１側に配置するかは、入力ＩＤＴ
１１１に入力される信号のスペクトラム拡散符号に合わ
せて決められている。また、ＩＤＴタップの間隔は、入
力ＩＤＴ１１１から発生した弾性表面波信号が、スペク
トラム拡散の符号列の１チップ長の時間で伝搬する距離
に相当している。

【０００４】入力ＩＤＴ１１１と、ＩＤＴタップ１３１
１，１３１２，…，１３１ｘからなる出力ＩＤＴ１３１
を形成する電極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、圧電基板
１０２の上に直接形成される。

【０００５】このような構成の弾性表面波マッチドフィ
ルタの入力ＩＤＴ１１１に、スペクトラム拡散符号を掛
け合わせた搬送角周波数ωの電気信号を入力すると、圧
電基板１０２の圧電効果により電気信号は弾性表面波信
号に変換される。たとえば、スペクトラム拡散符号が２
値信号の場合、符号値が変わる毎に位相が反転する弾性
表面波信号が入力ＩＤＴ１１１より出力され、両側に伝
搬する。出力ＩＤＴ１３１では、ＩＤＴタップ１３１
１，１３１２，１３１３，…，１３１ｘの電極方向は、
スペクトラム拡散に用いる疑似雑音（ＰＮ）符号に合わ
せて決められている。また、これらのタップの間隔は、
入力ＩＤＴ１１１から発生した弾性表面波信号が、ＰＮ
符号列の１チップ長の時間で伝搬する距離に相当してい
るため、入力ＩＤＴ１１１より出力された弾性表面波信
号が全符号長の時間だけ伝搬したときのみ、入力ＩＤＴ
１１１より出力用ＩＤＴ１３１へ伝搬してきた弾性表面
波信号とＩＤＴタップ１３１１，１３１２，１３１３，
…，１３１ｘのすべての位相が一致し、大きな出力電気
信号が得られる。例えば図８の形状の出力用ＩＤＴ１３
１で、ＩＤＴタップ１３１１を”１”とした場合、入力
されたＰＮ符号列が”１０…０１１１”のときに、入力
信号とＩＤＴタップの向きと一致し、大きな出力信号を
得ることができる。この信号は１つのＰＮ符号列が出力
ＩＤＴ１３１を伝搬し終る毎に出力されるため、符号の
同期信号が得られることとなる。また、この信号を用い
て符号クロックの同期捕捉も同時に行われる。このよう
な弾性表面波マッチドフィルタのしくみは「弾性表面波
工学；電子通信学会、柴山乾夫監修」などに詳述されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマッチドフィルタの場合、ＩＦ信号を供給するため
のピン１２１に入力された入力信号の一部は、入力信号
用ボンディングワイヤ１２１１を伝搬中に放射され、出
力信号用ボンディングワイヤ１２２１に直接到達してノ
イズ成分となってしまうので、ステム１０１の外部に取
り出される出力ピーク信号が安定しないという問題があ
った。

【０００７】また、ステム１０１の外部に取り出された
出力ピーク信号の符号中心を検出してクロック同期を得
るような構成のスペクトラム拡散通信システムやスペク
トラム拡散通信システムの受信装置においては、該出力
信号には入力信号の一部がノイズ成分として混入してい
るために、マッチドフィルタの出力ピーク信号の中心を
正確に検出するのが困難になり、クロックジッタが大き
くなり、通信システムや受信装置の信頼性が低下すると
いう問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するためになされたもので、圧電基板上に形成された入
力すだれ状電極（Inter Digital Transducer；ＩＤＴ）
によって弾性表面波を励起し、ある定められた符号列に
合わせて配置された複数の出力用ＩＤＴタップからなる
出力ＩＤＴで信号を受け取ることによって上記符号に一
致した符号列の信号のみを伝達する、いわゆる弾性表面
波マッチドフィルタであって、該弾性表面波マッチドフ
ィルタは２つの出力ＩＤＴを有し、該２つの出力ＩＤＴ
を、該第１の出力ＩＤＴに入力される弾性表面波の位相
と、該第２の出力ＩＤＴに入力される弾性表面波の位相
とが１８０°ずれるように配置し、さらに該第１の出力
ＩＤＴからの出力ピーク信号と該第２の出力ＩＤＴから
の出力ピーク信号との差動出力を取り出す構成とするこ
とを特徴とする。

【０００９】具体的には、２つの出力ＩＤＴと、同一の
信号が入力される２つの入力ＩＤＴを有する弾性表面波
マッチドフィルタにおいて、上記第１の出力ＩＤＴは該
第１の入力ＩＤＴが励振する弾性表面波の伝搬方向にそ
って配置され、上記第２の出力ＩＤＴは該第２の入力Ｉ
ＤＴが励振する弾性表面波の伝搬方向にそって配置され
ており、該２つの出力ＩＤＴを、該第１の入力ＩＤＴに
対する上記第１の出力ＩＤＴの位相関係と、該第２の入
力ＩＤＴに対する上記第２の出力ＩＤＴの位相関係とが
１８０°ずれるように配置し、さらに該第１の出力ＩＤ
Ｔからの出力ピーク信号と該第２の出力ＩＤＴからの出
力ピーク信号との差動出力を取り出す構成とすることに
よって達成される。

【００１０】また、入力された信号を１つの入力ＩＤＴ
を用いて弾性表面波信号に変換し、上記２つの出力ＩＤ
Ｔを、該入力ＩＤＴが励振する弾性表面波の伝搬方向に
そって配置し、かつ、該第１の出力ＩＤＴに入力される
弾性表面波の位相と、該第２の出力ＩＤＴに入力される
弾性表面波の位相とが１８０°ずれるように配置し、さ
らに該第１の出力ＩＤＴからの出力ピーク信号と該第２
の出力ＩＤＴからの出力ピーク信号との差動出力を取り
出すことによって達成される。

【００１１】また、上記弾性表面波マッチドフィルタに
おいて、上記入力ＩＤＴの電極指と出力ＩＤＴの電極指
のうちの少なくとも一方を、スプリット電極とすること
によって達成される。

【００１２】また、上記圧電基板は温度による速度変化
と基板の膨張率がほとんど等しく、上記弾性表面波マッ
チドフィルタに用いる圧電基板は温度変化による信号の
位相変化がほとんど生じない基板であるか、もしくは基
板上に薄膜を付けることによって温度変化による信号の
位相変化がほとんど生じない圧電基板と同様の効果が得
られる基板を用いることを特徴とする。上記圧電基板と
してはＳＴカット水晶基板などが挙げられる。

【００１３】また、スペクトラム拡散（ＳＳ；Spread S
pectrum）通信の受信装置においては、受信した信号と
同期をとる同期検出素子として上記弾性表面波マッチド
フィルタを用いることによって達成される。

【００１４】さらにスペクトラム拡散通信システムにお
いては、受信信号の符号同期と符号クロック同期をとる
ための同期検出素子として、上記弾性表面波マッチドフ
ィルタを用いるによって達成される。

【００１５】［作用］上記のような構成とすることによ
り、入力信号用ボンディングワイヤから出力信号用ボン
ディングワイヤに直接到達し、ノイズ成分として作用し
ている入力信号成分を除去することが可能となり、出力
ピーク信号の安定した信頼性の高いマッチドフィルタを
得ることができる。

【００１６】また、１つの入力ＩＤＴで弾性表面波信号
を励起することで、位相ずれのない弾性表面波信号を励
振することが可能であり、出力ピーク信号がより安定し
た弾性表面波マッチドフィルタを得ることができる。

【００１７】また、上記入力ＩＤＴと出力ＩＤＴのＩＤ
Ｔタップの電極指の少なくとも一方をスプリット電極す
ることで、ＩＤＴ内部での弾性表面波信号の反射を防止
することが可能となる。したがって、ノイズレベルが抑
制され、ダイナミックレンジの広い弾性表面波マッチド
フィルタを得ることができる。

【００１８】また、温度変化に対して、位相がほとんど
変化しない圧電基板を用いることで、温度特性にも優れ
た弾性表面波マッチドフィルタを得ることができる。

【００１９】また、上記弾性表面波マッチドフィルタマ
ッチをスペクトラム拡散通信の受信装置に用いること
で、弾性表面波マッチドフィルタの出力ピーク信号の中
心を正確に検出し、同期検出の安定した信頼性の高い受
信装置を得ることができる。

【００２０】さらに上記弾性表面波マッチドフィルタを
スペクトラム拡散通信システムに用いることで、マッチ
ドフィルタの出力ピーク信号の中心を正確に検出し、ク
ロック同期でのクロックずれがなくクロックジッタの小
さい信頼性の高いスペクトラム拡散通信システムを得る
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

［実施形態１］図１は本発明の弾性表面波マッチドフィ
ルタを示す概略図である。図において１０１はマッチド
フィルタチップを固定するステム、１０２はＳＴカット
水晶や絶縁板に圧電性材を装着した圧電性基板等を含む
圧電基板である。１１１，１１２は電気信号を弾性表面
波信号に変換する入力ＩＤＴ、１２１はスペクトラム拡
散された信号を供給するための入力ピン、１２１１は入
力ＩＤＴ１１１，１１２と入力ピン１２１とを接続する
ためのＡｕ，Ｃｕ等からなる入力信号用ボンディングワ
イヤである。１２２，１２３は出力信号を取り出すため
の出力ピン、１３１，１３２は出力ＩＤＴ、１２２１は
出力ＩＤＴ１３１と出力信号を取り出すための出力ピン
１２２とを接続するための出力信号用ボンディングワイ
ヤ、１２３１は出力ＩＤＴ１３２と出力信号を取り出す
ための出力ピン１２３とを接続するための出力信号用ボ
ンディングワイヤである。１３１１，１３１２，１３１
３，…，１３１ｘは出力ＩＤＴ１３１のＩＤＴタップ、
１３２１，１３２２，１３２３，…１３２ｘは出力ＩＤ
Ｔ１３２のＩＤＴタップである。また、１６１は出力ピ
ン１２２，１２３の２つの出力信号の差動出力を得る変
換器である。変換器１６１としては、差動トランスや差
動オペアンプなどが使用される。また、１７１は本マッ
チドフィルタの出力端子で、入力信号の符号列と出力Ｉ
ＤＴタップの符号列とが一致したとき毎に高いピーク信
号を出力する。

【００２２】ＩＤＴタップ１３１１，１３１２，１３１
３，…， １３１ｘは、入力ＩＤＴ１１１から発生した
弾性表面波信号が、符号列のチップ長の時間で伝搬する
距離に相当する間隔に配置されている。図１において、
入力ＩＤＴ１１１から発生した弾性表面波信号はＩＤＴ
タップ１３１１で検出された後、符号列の１チップ長に
相当する時間毎に、ＩＤＴタップ１３１２，１３１３，
１３１４，…，１３１ｘで検出される。このＩＤＴタッ
プ１３１１，１３１２，１３１３，１３１４，…，１３
１ｘの電極方向、すなわち、どちらの電極につながって
いる電極指を入力ＩＤＴ１１１側に配置するかは、入力
ＩＤＴ１１１に入力される信号の符号に合わせて決めら
れている。このため、入力ＩＤＴ１１１から入力された
スペクトラム拡散信号が弾性表面波信号として伝搬し、
すべての電極指対の電極方向と一致したときのみ大きな
信号が得られる。

【００２３】同様にして、ＩＤＴタップ１３２１，１３
２２，１３２３，…，１３２ｘも入力ＩＤＴ１１２から
発生した弾性表面波信号が、符号列の１チップ長の時間
で伝搬する距離に相当する間隔に配置されている。ＩＤ
Ｔタップ１３２１，１３２２，１３２３，…，１３２ｘ
の電極方向は、ＩＤＴタップ１３１１，１３１２，１３
１３，…，１３１ｘの電極方向と等しい。したがって、
出力ＩＤＴ１３２においても、入力ＩＤＴ１１２から入
力されたスペクトラム拡散信号が弾性表面波信号として
伝搬し、すべての電極指対の電極方向と一致したときの
み大きな信号が得られる。

【００２４】ここで、入力ＩＤＴ１１２では、入力ＩＤ
Ｔ１１１で励振される弾性表面波信号とは、逆位相の弾
性表面波信号が励振されるので、出力ＩＤＴ１３２で得
られた出力ピーク信号と、出力ＩＤＴ１３１で得られた
出力ピーク信号とは位相が反転した信号となっている。
したがって、変換器１６１を用いて２つの出力ピーク信
号の差動出力を得ることで、入力信号用ボンディングワ
イヤ１２１１から出力信号用ボンディングワイヤ１２２
１，１２２２に直接到達し、ノイズ成分として作用して
いる入力信号成分を除去することが可能となり、出力ピ
ーク信号の安定した弾性表面波マッチドフィルタを得る
ことができる。

【００２５】さらに、スペクトラム拡散通信の受信装置
において、このような構成の弾性表面波マッチドフィル
タを同期検出素子として用いることで、同期信号のジッ
タが減り、符号とクロックの同期捕捉を正確に行うこと
が可能となり、信頼性の高い受信装置を得ることができ
る。

【００２６】本実施形態では、入力ＩＤＴ１１１で励振
する弾性表面波信号の位相に対し、入力ＩＤＴ１１２で
励振する弾性表面波信号の位相が逆相となるように入力
ＩＤＴの電極を配置し、かつ、出力ＩＤＴ１３２の電極
方向を出力ＩＤＴ１３１の電極方向と等しくなるよう配
置したマッチドフィルタの例を挙げたが、入力ＩＤＴ１
１１で励振する弾性表面波信号の位相に対し、入力ＩＤ
Ｔ１１２で励振する弾性表面波信号の位相が同相となる
ように入力ＩＤＴの電極を配置し、かつ、出力ＩＤＴ１
３２の電極を出力ＩＤＴ１３１の電極方向とは反対とな
るような構成としたマッチドフィルタを用いてもよい。

【００２７】［実施形態２］図２は本発明の別の実施形
態を示す概略図で、図１で示したものと同様の部材には
同一の符号を付し、重複する説明を一部省略してある。

【００２８】本実施形態では、入力ＩＤＴ３１１を、入
力される電気信号に対して同相の弾性表面波信号を励起
するＩＤＴ部３１１１とＩＤＴ部３１１２、および、Ｉ
ＤＴ３１１に入力される電気信号の周波数帯では弾性表
面波をほとんど励起しない不感部分３１１３で構成し、
かつ、出力ＩＤＴ１３１と出力ＩＤＴ１３２を、出力Ｉ
ＤＴ１３１に入力される弾性表面波の位相と、出力ＩＤ
Ｔ１３２に入力される弾性表面波の位相が逆相となるよ
うに配置したことが実施形態１と異なる。

【００２９】このような構成の弾性表面波マッチドフィ
ルタを用いた場合でも、実施形態１と同様な効果を得る
ことができる。

【００３０】さらに、入力された電気信号は１つの入力
ＩＤＴ３１１によって弾性表面波信号に変換されるの
で、入力ＩＤＴ３１１で励振される弾性表面波信号は位
相ずれがなく、より安定した出力ピーク信号を得ること
が可能となる。また、入力信号用ボンディングワイヤ１
２１１の長さを短くできるので、入力信号用ボンディン
グワイヤから出力信号用ボンディングワイヤ、直接到達
するノイズ成分を減少できる。

【００３１】［実施形態３］図３は本発明の第３の実施
形態を示す概略図で、図１で示したものと同様の部材に
は同一の符号を付し、重複する説明を一部省略してあ
る。

【００３２】本実施形態において、入力ＩＤＴ１１１と
入力ＩＤＴ１１２は、入力される電気信号に対して同相
の弾性表面波信号を励起するように配置される。また、
出力ＩＤＴ１３１と出力ＩＤＴ１３２は、出力ＩＤＴ１
３１に入力される弾性表面波の位相と出力ＩＤＴ１３２
に入力される弾性表面波の位相とが同相となるように配
置され、さらに、入力ＩＤＴ１１２から出力ＩＤＴ１３
２までの距離を、入力ＩＤＴ１１１から出力ＩＤＴ１３
１までの距離よりλ／２だけ長くする。ここで、λは入
力ＩＤＴで励振される弾性表面波信号の中心周波数にお
ける波長である。

【００３３】入力ＩＤＴ１１２では、入力ＩＤＴ１１１
で励振される弾性表面波信号と同相の弾性表面波信号が
励振されるので、出力ＩＤＴ１３２で得られた出力ピー
ク信号は、出力ＩＤＴ１３１で得られた出力ピーク信号
とは１８０°位相の異なった信号となっている。したが
って、本実施形態のような構成のマッチドフィルタを用
いた場合でも、前記実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００３４】また、出力ＩＤＴ１３１，１３２の上下方
向での位置をそろえ、かわりに入力ＩＤＴ１１２を入力
ＩＤＴ１１１に対してλ／２だけずらしても、同様の効
果を得ることができる。

【００３５】［実施形態４］図４は本発明の第４の実施
形態を示す概略図で、図１で示したものと同様の部材に
は同一の符号を付し、重複する説明を一部省略してあ
る。

【００３６】本実施形態では、マッチドフィルタの電極
配置は実施形態１で示した配置と同様とし、ＩＦ信号を
供給するための入力ピン１２１を、入力信号用ボンディ
ングワイヤ１２１１から出力信号用ボンディングワイヤ
１２２１までの距離、および入力信号用ボンディングワ
イヤ１２１１から出力信号用ボンディングワイヤ１２３
１までの距離がほぼ等しくなるような位置に配置したこ
とが実施形態１と異なる。

【００３７】このような構成の弾性表面波マッチドフィ
ルタを用いても、実施形態１と同様の効果を得ることが
できる。

【００３８】さらに、入力信号用ボンディングワイヤ１
２１１から出力信号用ボンディングワイヤ１２２１まで
の距離と、入力信号用ボンディングワイヤ１２１１から
出力信号用ボンディングワイヤ１２３１までの距離がほ
ぼ等しいので、入力信号用ボンディングワイヤ１２１１
から出力信号用ボンディングワイヤ１２２１，１２３１
に直接到達し、ノイズ成分として作用している入力信号
成分の除去比を向上させることが可能となり、さらに安
定した出力ピーク信号を得ることができる。

【００３９】本実施形態では、実施形態１で示した電極
配置を有するマッチドフィルタを用いた場合を例に挙げ
たが、例えば図３に示す第３の実施形態や、これ以外の
電極配置を有するマッチドフィルタを用いた場合でも、
同様の効果を得ることができる。

【００４０】上記実施形態では、本発明の主旨を説明す
るため、入力ＩＤＴや、出力ＩＤＴのＩＤＴタップの電
極指はスプリット電極になっていないが、これらをスプ
リット電極にしてもよい。スプリット電極にすることに
よってＩＤＴ内部での弾性表面波の反射を抑制し、出力
ピーク信号の安定性をさらに向上することができる。

【００４１】また、入力ＩＤＴや出力ＩＤＴタップの対
数および交差幅は本実施形態に挙げた対数および交差幅
に限定されるものではない。

【００４２】また、マッチドフィルタの高効率化のた
め、入力ＩＤＴや出力ＩＤＴタップの少なくとも一方
に、一方向性をもった電極を用いてもよい。また、第
１，第３の実施形態における入力ＩＤＴの形状を出力側
で集束する円弧状として、各入力ＩＤＴで生成した男性
表面波信号を波面の広がりを抑えて、対応する各出力Ｉ
ＤＴに伝達することとしてもよい。

【００４３】また、２つの出力ＩＤＴの信号を取り出す
ためのボンディングワイヤ１２２１，１２３１は、なる
べく同じ長さとすることが好ましい。差動出力を用いて
いるので、出力信号用ボンディングワイヤの長さをそろ
えることによって、入力信号用ボンディングワイヤ１２
１１から出力信号用ボンディングワイヤ１２２１，１２
３１に直接到達し、ノイズ成分として作用している入力
信号成分の除去比を向上させ、さらに安定した出力ピー
ク信号を得ることが可能となる。

【００４４】また、マッチドフィルタに使用する圧電基
板として、温度変化による信号の位相変化がほとんど生
じない基板であるか、もしくは基板上の薄膜を付けるこ
とによって温度変化による信号の位相変化がほとんど生
じない圧電基板と同様の効果が得られる基板を用いるこ
とで、温度変化に対しても出力ピーク信号の安定した弾
性表面波マッチドフィルタを得ることができる。この場
合、弾性表面波マッチドフィルタに用いる圧電基板は、
温度による位相変化が概略０であるか、または、圧電基
板上に薄膜を付けることによって、温度による位相変化
が概略０になるように設計された基板、例えばＳＴカッ
ト水晶基板を用いることが好ましい。

【００４５】さらに、スペクトラム拡散通信の受信装置
において、このような構成の弾性表面波マッチドフィル
タを同期検出素子として用いることで、同時信号のジッ
タが減り、符号とクロックの同期捕捉を正確に行うこと
が可能となり、信頼性の高い受信装置を得ることができ
る。

【００４６】［実施形態５］図５は、以上説明したよう
な弾性表面波マッチドフィルタ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て、アンテナ４
０１より送信する。送信された信号は、受信装置４１で
受信され、復調される。受信装置４１は、アンテナ４１
１、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４１５、復調回路４１６より
構成される。アンテナ４１１にて受信されたスペクトラ
ム拡散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。

【００４７】該信号は同期回路４１３に入力される。同
期回路４１３は本発明の実施形態に記載の弾性表面波マ
ッチドフィルタ４１３１と、弾性表面波マッチドフィル
タ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。
弾性表面波マッチドフィルタ４１３１には高周波信号処
理部４１２からの出力信号が入力され、受信信号に含ま
れる同期専用拡散符号成分と弾性表面波マッチドフィル
タ４１３１の出力ＩＤＴの電極指対の極性と一致した時
に相関ピークが出力される。信号処理回路４１３３で
は、弾性表面波マッチドフィルタ４１３１より入力され
る信号から、相関ピークを検出し、相関ピークに基づい
てクロック信号を再生し、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。

【００４８】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。この拡散符号と高周波信号処理部４
１２から出力された信号は、拡散変調される前の信号が
復調される。拡散復調回路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。

【００４９】本実施形態では、弾性表面波マッチドフィ
ルタ４１３１は第１乃至第４の実施形態の一つに示した
構成の弾性表面波マッチドフィルタを用いている。該弾
性表面波マッチドフィルタを同期検出素子として用いる
ことで、安定した相関ピークが得られる。したがって、
符号とクロックの同期捕捉を正確に行うことが可能とな
り、信頼性の高い通信システムを得ることができる。

【００５０】［実施形態６］図６、図７は、以上説明し
たような弾性表面波マッチドフィルタを用いた通信シス
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。

【００５１】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。

【００５２】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と高周波信号処理部６０
２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
スバンドの復調回路、６０７はベースバンドで復調回路
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。

【００５３】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
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。

【００５４】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、もしく
は適当な中間周波数帯信号に変換されて出力される。該
信号は同期回路６０３に入力される。同期回路６０３は
本発明の実施形態に記載の弾性表面波マッチドフィルタ
６０３１と、弾性表面波マッチドフィルタ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
マッチドフィルタ６０３１には高周波信号処理部６０２
からの出力信号が入力される。ここで弾性表面波マッチ
ドフィルタ６０３１では、受信信号に含まれる同期専用
拡散符号成分と、弾性表面波マッチドフィルタ６０３１
の出力ＩＤＴの符号に合わせた電極指の極性とが、弾性
表面波マッチドフィルタ６０３１の出力ＩＤＴ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６０
３３では、弾性表面波マッチドフィルタ６０３１より入
力される信号から相関ピークを検出し、クロック信号を
再生し、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６
０４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６
０５に入力される。

【００５５】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
送信周波数帯もしくは中間周波数帯に変換された受信信
号を逆拡散し、送信周波数帯も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。

【００５６】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個に分配された拡
散符号発生器６０４の出力である拡散符号群ＰＮ１〜Ｐ
Ｎｎ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。

【００５７】本実施形態は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、本実施形態
において、弾性表面波マッチドフィルタ６０３１に第１
乃至第４の実施形態で説明したいずれか１つの構成の弾
性表面波マッチドフィルタを用いることで、安定した相
関ピークが得られる。したがって、同期信号のジッタが
減り、符号とクロックの同期捕捉を正確に行うことが可
能となり、信頼性の高い受信装置を得ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、２
つの出力ＩＤＴと、同一の信号が入力される２つの入力
ＩＤＴとを有した弾性表面波マッチドフィルタにおい
て、上記第１の出力ＩＤＴは該第１の入力ＩＤＴが励振
する弾性表面波の伝搬方向にそって配置され、上記第２
の出力ＩＤＴは該第２の入力ＩＤＴが励振する弾性表面
波の伝搬方向にそって配置されてされており、該２つの
出力ＩＤＴを、該第１の入力ＩＤＴに対する上記第１の
出力ＩＤＴの位相関係と、該第２の入力ＩＤＴに対する
上記第２の出力ＩＤＴの位相関係とが１８０°ずれるよ
うに配置し、さらに該第１の出力ＩＤＴからの出力ピー
ク信号と該第２の出力ＩＤＴからの出力ピーク信号とを
差動出力信号として取り出すことで、入力信号用ボンデ
ィングワイヤから出力信号用ボンディングワイヤに直接
到達し、ノイズ成分として作用している入力信号成分を
除去することが可能となり、出力ピーク信号の安定した
弾性表面波マッチドフィルタを得ることができる。

【００５９】また入力された電気信号を１つの入力ＩＤ
Ｔを用いて弾性表面波信号に変換することで、入力ＩＤ
Ｔ３１１で励振される弾性表面波信号の位相ずれをなく
すことが可能となり、より安定した出力ピーク信号を得
ることができる。

【００６０】また、入力信号ボンディングワイヤと２つ
の出力信号用ボンディングワイヤまでの距離をほぼ同じ
にすることで、入力信号用ボンディングワイヤから出力
信号用ボンディングワイヤに直接到達し、ノイズ成分と
して作用している入力信号成分の除去比を向上すること
が可能となり、さらに安定した出力ピーク信号を得るこ
とができる。

【００６１】また、スペクトラム拡散通信の受信装置や
スペクトラム拡散通信システムにおいて、このような構
成の弾性表面波マッチドフィルタを同期検出素子として
用いることで、同期信号のジッタが減少し、符号とクロ
ックの同期捕捉を正確に行うことが可能となり、信頼性
の高いスペクトラム拡散通信の受信装置やスペクトラム
拡散通信システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の弾性表面波マッチドフィ
ルタの概略図である。

【図２】本発明の実施形態２の弾性表面波マッチドフィ
ルタの概略図である。

【図３】本発明の実施形態３の弾性表面波マッチドフィ
ルタの概略図である。

【図４】本発明の実施形態４の弾性表面波マッチドフィ
ルタの概略図である。

【図５】本発明の弾性表面波マッチドフィルタを用いた
通信システムの一例を示すブロック図である。

【図６】本発明の弾性表面波マッチドフィルタを用いた
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。

【図７】本発明の弾性表面波マッチドフィルタを用いた
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。

【図８】従来の弾性表面波マッチドフィルタの概略図で
ある。

【符号の説明】

１０１ マッチドフィルタチップを固定するステム １０２ ＳＴカット水晶などの圧電基板 １１１，１１２ 電気信号を弾性表面波信号に変換す
る入力ＩＤＴ １２１ スペクトラム拡散された信号を供給するため
のピン １２１１ 入力信号用ボンディングワイヤ １２２，１２３ 出力信号を取り出すためのピン １２２１，１２２２ 出力信号用ボンディングワイヤ １３１，１３２ 出力ＩＤＴ １３１１，１３１２，１３１３，…，１３１ｘ 出力
ＩＤＴ１３１のＩＤＴタップ １３２１，１３２２，１３２３，…，１３２ｘ 出力
ＩＤＴ１３２のＩＤＴタップ １６１ ２つの信号の差動出力を得る変換器 ３１１ 入力ＩＤＴ ３１１１ 入力ＩＤＴ３１１に入力される電気信号に
対して同相の弾性表面波信号を励起するＩＤＴ部 ３１１２ 入力ＩＤＴ３１１に入力される電気信号に
対して逆相の弾性表面波信号を励起するＩＤＴ部 ３１１３ 入力ＩＤＴ３１１に入力される電気信号の
周波数帯では弾性表面波をほとんど励起しない不感部分 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 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 江柄 光一 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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に形成された入力すだれ状電
   極（Inter DigitalTransducer；ＩＤＴ）によって弾性
   表面波を励起し、ある定められた符号列に合わせて配置
   された複数の出力用ＩＤＴタップからなる出力ＩＤＴで
   信号を受け取ることによって上記符号列に一致した符号
   列の信号のみを伝達する弾性表面波マッチドフィルタで
   あって、 前記出力ＩＤＴは第１、第２の出力ＩＤＴの２つからな
   り、該第１の出力ＩＤＴから得られる信号は、該第２の
   出力ＩＤＴから得られる信号の位相と１８０°異なる位
   相を有しており、 前記第１の出力ＩＤＴから得られる信号と、前記第２の
   出力ＩＤＴから得られる信号との差動出力を取り出す手
   段を有することを特徴とする弾性表面波マッチドフィル
   タ。
2. 【請求項２】 上記入力ＩＤＴと上記第１の出力ＩＤＴ
   との距離と、該入力ＩＤＴと上記第２の出力ＩＤＴとの
   距離の差は、上記入力ＩＤＴが励振する弾性表面波の中
   心周波数の波長の半波長の奇数倍の長さであることを特
   徴とする請求項１に記載の弾性表面波マッチドフィル
   タ。
3. 【請求項３】 上記第１の出力ＩＤＴは、前記入力ＩＤ
   Ｔに最も近い位置の出力ＩＤＴタップの、前記入力ＩＤ
   Ｔに最も近い位置に配置された電極指が基準電位に接続
   された構造であり、かつ、上記第２の出力ＩＤＴは、前
   記入力ＩＤＴに最も近い位置の前記出力ＩＤＴタップ
   の、前記入力ＩＤＴに最も近い位置に配置された電極指
   が信号電位に接続された構造であることを特徴とする請
   求項１に記載の弾性表面波マッチドフィルタ。
4. 【請求項４】 上記第１の出力ＩＤＴに対応する第１の
   入力ＩＤＴを構成する電極指は、前記出力ＩＤＴにもっ
   とも近い位置の電極指が基準電位に接続された構造であ
   り、かつ、上記第２の出力ＩＤＴに対応する第２の入力
   ＩＤＴを構成する電極指は、前記出力ＩＤＴにもっとも
   近い位置の電極指が信号電位に接続された構造であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波マッチドフ
   ィルタ。
5. 【請求項５】 前記入力ＩＤＴは同一の電気信号が入力
   される２つの入力ＩＤＴを有し、該第１の入力ＩＤＴが
   励振する弾性表面波の伝搬方向に沿って上記第１の出力
   ＩＤＴが配置され、該第２の入力ＩＤＴが励振する弾性
   表面波の伝搬方向に沿って上記第２の出力ＩＤＴが配置
   されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   １項に記載の弾性表面波マッチドフィルタ。
6. 【請求項６】 上記入力ＩＤＴの電極指と出力ＩＤＴの
   電極指のうちの少なくとも一方が、スプリット電極にな
   っている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マッチドフィルタ。
7. 【請求項７】 上記弾性表面波マッチドフィルタに用い
   る圧電基板は温度による位相変化が概略０であるか、ま
   たは、圧電基板上に薄膜を付けることによって温度によ
   る位相変化が概略０になるように設計された基板である
   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
   の弾性表面波マッチドフィルタ。
8. 【請求項８】 上記圧電基板はＳＴカット水晶基板であ
   ることを特徴とする請求項７に記載の弾性表面波マッチ
   ドフィルタ。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
   弾性表面波マッチドフィルタを、受信信号と同期をとる
   同期検出素子として用いることを特徴としたスペクトラ
   ム拡散通信の受信装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載
    の弾性表面波マッチドフィルタを、受信信号の符号同期
    と符号クロック同期をとるための同期検出素子として用
    いることを特徴としたスペクトラム拡散通信システム。