JPS5833310A - 表面弾性波装置 - Google Patents
表面弾性波装置Info
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- JPS5833310A JPS5833310A JP13010481A JP13010481A JPS5833310A JP S5833310 A JPS5833310 A JP S5833310A JP 13010481 A JP13010481 A JP 13010481A JP 13010481 A JP13010481 A JP 13010481A JP S5833310 A JPS5833310 A JP S5833310A
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- JP
- Japan
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- substrate
- filter
- acoustic wave
- single crystal
- surface acoustic
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明拡、無線通信機、FM放送受信機、テレビジョン
放送受信機などに使翔する表面弾−波を利用した帯域通
過!!lフィルタなどの一面弾性波装置の基板材料に関
する。
放送受信機などに使翔する表面弾−波を利用した帯域通
過!!lフィルタなどの一面弾性波装置の基板材料に関
する。
表面弾性波(以下SAWと略す)は、共振を、非共振#
1(通過塁)に大別されるが、共−臘は低損失化が可能
であ)、種々の構造が素案されている。共振器mフィル
タの帯域幅は反射器の帯域幅で決まり、′特にすだれ状
鑞極短絡形反射器を用いると、その比帯域は基板材料の
電気機械結合係数に2に比例する。二般に圧電表面すベ
シ波(以下SSWと略す)モードは、V−ν波モードに
比べてl(lが大きいので、広帯域SAWフィルタには
SSWモードを利用するのが有利である。
1(通過塁)に大別されるが、共−臘は低損失化が可能
であ)、種々の構造が素案されている。共振器mフィル
タの帯域幅は反射器の帯域幅で決まり、′特にすだれ状
鑞極短絡形反射器を用いると、その比帯域は基板材料の
電気機械結合係数に2に比例する。二般に圧電表面すベ
シ波(以下SSWと略す)モードは、V−ν波モードに
比べてl(lが大きいので、広帯域SAWフィルタには
SSWモードを利用するのが有利である。
従来、比帯域がa、5〜&0%、共fRems人Wフィ
ルタ廟基板としては、SSWモードを利用したL s
T’JI Oa単結晶36°回転Y−cut板(表面波
:X軸方向伝播、以下369Y−X−板と略t)が研究
されてl。これは、LiTa0.単結晶上のSSWモー
ドは擬似表面波であるが、360回転Y−cut近傍で
、導体被膜表面の伝播損失が極小になるとす石温論計算
(岩橋、山之内、柴山:電子通信学会諌術研究機告US
77−43.1977)に基づI/%九ものである。を
九36・Y −X″板は、klが〜α045、周波数の
温度係数十・Iが〜a s ppm/Cであシ、上記フ
ィルタの設計が可能なためでらる。しかし36”Y−X
−板よp 、k1上記比帯域がα5〜3%の共振411
4フイルタの設計自由度が増大する。さらに、結晶育成
の面から考えると1後述するように36°回転Y方向は
成長容易軸ではなく、容易軸近傍の基板が使用できるな
らば、実用上有利となる。ここでa明のためにLiTa
0.回転y −cut板の鵬方位をA11図に示す、同
図において、x、y、zは結晶基準軸から決められた軸
であ如、所祷工几E標準にもとづいておシ、建2−指数
で表示するとx、y、z軸はそれぞれ、[2110]、
(0110)。
ルタ廟基板としては、SSWモードを利用したL s
T’JI Oa単結晶36°回転Y−cut板(表面波
:X軸方向伝播、以下369Y−X−板と略t)が研究
されてl。これは、LiTa0.単結晶上のSSWモー
ドは擬似表面波であるが、360回転Y−cut近傍で
、導体被膜表面の伝播損失が極小になるとす石温論計算
(岩橋、山之内、柴山:電子通信学会諌術研究機告US
77−43.1977)に基づI/%九ものである。を
九36・Y −X″板は、klが〜α045、周波数の
温度係数十・Iが〜a s ppm/Cであシ、上記フ
ィルタの設計が可能なためでらる。しかし36”Y−X
−板よp 、k1上記比帯域がα5〜3%の共振411
4フイルタの設計自由度が増大する。さらに、結晶育成
の面から考えると1後述するように36°回転Y方向は
成長容易軸ではなく、容易軸近傍の基板が使用できるな
らば、実用上有利となる。ここでa明のためにLiTa
0.回転y −cut板の鵬方位をA11図に示す、同
図において、x、y、zは結晶基準軸から決められた軸
であ如、所祷工几E標準にもとづいておシ、建2−指数
で表示するとx、y、z軸はそれぞれ、[2110]、
(0110)。
[0001]で6る。x/ 、y/ 、zlはX軸を回
転軸として、反時計回9に0だけ回転して作られたもの
である。
転軸として、反時計回9に0だけ回転して作られたもの
である。
本発明の目的は、SSWの伝播する基板材料として、L
:Taosl!を晶の回転Y−Cut板を考え、れを用
いて低損失かつ広帯域な周波数特性を有する8AW装置
を提供することである。
:Taosl!を晶の回転Y−Cut板を考え、れを用
いて低損失かつ広帯域な周波数特性を有する8AW装置
を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明においてSAW装置
の圧電体基板として、Li7aOs単結晶回転y −c
ut板でちゃ1回転角0が300≦0≦340の範囲の
基板を用いる。声に上記0として:193’の基板を用
−ると良い。
の圧電体基板として、Li7aOs単結晶回転y −c
ut板でちゃ1回転角0が300≦0≦340の範囲の
基板を用いる。声に上記0として:193’の基板を用
−ると良い。
以下、本発明を詳述する。
まずLiTa0.単結晶回転Y−Cut基板における伝
播遺失、表面波音速、電気機械結合係数そして周波数の
@度係数の回転角−依存性のA11l!!f釆について
述べる。これより低損失なSAW装置用基板として最適
な本発明の回転角0の範囲を説明する。
播遺失、表面波音速、電気機械結合係数そして周波数の
@度係数の回転角−依存性のA11l!!f釆について
述べる。これより低損失なSAW装置用基板として最適
な本発明の回転角0の範囲を説明する。
42図はLiTa0.単結晶0R回転y −cut基板
の1田表面および導体被膜表面を、X−軸方向に伝播す
る88Wの伝播損失αt、α、の実測値である。この結
果、伝播損失は6g、g、ともθ=30”から40°の
4囲でほとんど変わらないことがわかる。これは、伝播
損失が自由表面の場合θ=350で、導体被膜表面の場
合# −36”で極小値をとるとする前記柴山氏らの運
論針算結果と異なる。従来この環鍮績果をもとに0−3
5・または36°の基板以外は瀘われてiなかったが、
第2図の結果よシ、伝播損失に関しては、回転角θが3
0°≦−≦40・の範囲の基板が使用可能である。しか
し、#<10’では、伝播損失が増加し、低損失SAW
フィルタ用基板基板ては不適でおる。
の1田表面および導体被膜表面を、X−軸方向に伝播す
る88Wの伝播損失αt、α、の実測値である。この結
果、伝播損失は6g、g、ともθ=30”から40°の
4囲でほとんど変わらないことがわかる。これは、伝播
損失が自由表面の場合θ=350で、導体被膜表面の場
合# −36”で極小値をとるとする前記柴山氏らの運
論針算結果と異なる。従来この環鍮績果をもとに0−3
5・または36°の基板以外は瀘われてiなかったが、
第2図の結果よシ、伝播損失に関しては、回転角θが3
0°≦−≦40・の範囲の基板が使用可能である。しか
し、#<10’では、伝播損失が増加し、低損失SAW
フィルタ用基板基板ては不適でおる。
第3図は、自由表面および導体被膜表面をX軸方向に伝
播する88Wの音速V″? @ v−waの実測値であ
る。V]は30・≦0≦40・の範囲でほとんど変化し
な−のに対して、V″;はθ−g o’から40°で増
加することがわか′る。これは前記理論値(第3図破線
)とよい一致を示して−る。
播する88Wの音速V″? @ v−waの実測値であ
る。V]は30・≦0≦40・の範囲でほとんど変化し
な−のに対して、V″;はθ−g o’から40°で増
加することがわか′る。これは前記理論値(第3図破線
)とよい一致を示して−る。
SAWフィルタのすだれ状電極のピッチは中心周波数に
反比例する。またこのピッチはは譬v1に依存する。8
00MH!以上の高周波フィルタの場合には、このピッ
チは2nm(電極ストライプ幅は1μm)以下となるの
で、回転角が30°に近づくほど、作製プロセス上有利
となる。
反比例する。またこのピッチはは譬v1に依存する。8
00MH!以上の高周波フィルタの場合には、このピッ
チは2nm(電極ストライプ幅は1μm)以下となるの
で、回転角が30°に近づくほど、作製プロセス上有利
となる。
第4図は、第3図のvl、マ1の実測値から算出シた電
気機械結合係数kl(kl=2(v−、−v−、)/V
′″M)である。0が40@から300まで減少するに
したがってl(lは増大する。また前記理論値(g41
5i0破線)トハ30°≦0≦a 5e o範囲テはよ
く一致するが、350く一≦40’では異なっている。
気機械結合係数kl(kl=2(v−、−v−、)/V
′″M)である。0が40@から300まで減少するに
したがってl(lは増大する。また前記理論値(g41
5i0破線)トハ30°≦0≦a 5e o範囲テはよ
く一致するが、350く一≦40’では異なっている。
これよシ広帝域SAWフィルタ用基板(kg大)として
は0≦34°の範囲が有利であ値である0回転角θが4
0°から300まで減少するにしたがって温度係数も減
少することがわかる。これは、前記理論値(′s5図破
線)傾向と一致する。30°≦0≦34°では、温度係
数が小さくなシ、8人Wフィルタの設計自由度が増大し
有利となる。
は0≦34°の範囲が有利であ値である0回転角θが4
0°から300まで減少するにしたがって温度係数も減
少することがわかる。これは、前記理論値(′s5図破
線)傾向と一致する。30°≦0≦34°では、温度係
数が小さくなシ、8人Wフィルタの設計自由度が増大し
有利となる。
以上、従来Lt’rao、単結晶のsswモードを利用
する場合0=350または36・゛の基板以外は使用さ
れなかったが、上記実測結果よ、930’≦0≦400
の範囲の基板が直用可能であることがわかった。特に低
損失、広帯域SAWフィルタ用基板基板ては、30°≦
θ≦34°が有利であることか判明した。
する場合0=350または36・゛の基板以外は使用さ
れなかったが、上記実測結果よ、930’≦0≦400
の範囲の基板が直用可能であることがわかった。特に低
損失、広帯域SAWフィルタ用基板基板ては、30°≦
θ≦34°が有利であることか判明した。
つき゛にLiTl0.単結晶の育成について考える。
従来aAW用LiTa0.率結晶はX−軸方向に成長さ
せたものが大部分である。これよj135゜Y−X−板
、368Y−X−板に加工する場合、X−面を有する同
筒形ボウルから、X−軸方向に平行に切断して用−てい
た、この場合、基板形状が長方形とな〕、フィルタ作製
プロセス、特に7オトレジエ橘での歩留9が円形基板に
比べて悪化する。上記X−面を有する円筒形ボウルから
円形の359Y−X−板、36’Y−X″板に加工する
場合には、ボウルの側面をさらに円筒形に切削しなけれ
ばならず、基板〃ロエエ楊の増大や結晶の有効利用の点
からも不利となる。また切断面を検査は、通常X線像の
回折角を測定し、その@折像と切断面との関係を調べる
方法が用すられる。
せたものが大部分である。これよj135゜Y−X−板
、368Y−X−板に加工する場合、X−面を有する同
筒形ボウルから、X−軸方向に平行に切断して用−てい
た、この場合、基板形状が長方形とな〕、フィルタ作製
プロセス、特に7オトレジエ橘での歩留9が円形基板に
比べて悪化する。上記X−面を有する円筒形ボウルから
円形の359Y−X−板、36’Y−X″板に加工する
場合には、ボウルの側面をさらに円筒形に切削しなけれ
ばならず、基板〃ロエエ楊の増大や結晶の有効利用の点
からも不利となる。また切断面を検査は、通常X線像の
回折角を測定し、その@折像と切断面との関係を調べる
方法が用すられる。
36°回転y −cut面には一回折角がなく、近傍の
回折角から換算しなければならな−、このように、36
0回転Y −cut面の検査には、多大な労力が必要な
ばかりでなく、検査積置4悪化する。
回折角から換算しなければならな−、このように、36
0回転Y −cut面の検査には、多大な労力が必要な
ばかりでなく、検査積置4悪化する。
一方円形基板を得るために、36°回転Y方向の育成を
行ったが、実際育成された結晶は3293゜回転YIi
を有していた。この3λ93°回転Y面は(0112)
!iiに相当し、低指数面であるから、結晶成長も容易
であるためと考えられる。この場合結晶(切断面)の検
査も(0112)面のX@回折を利用すればよく、簡単
である。
行ったが、実際育成された結晶は3293゜回転YIi
を有していた。この3λ93°回転Y面は(0112)
!iiに相当し、低指数面であるから、結晶成長も容易
であるためと考えられる。この場合結晶(切断面)の検
査も(0112)面のX@回折を利用すればよく、簡単
である。
以上、緒、晶の育成や切断面の検査に関しても、上記回
転角範囲(30°≦θ≦34°)、籍にθ=:193・
が有利となる。
転角範囲(30°≦θ≦34°)、籍にθ=:193・
が有利となる。
以下、本発明をSAWフィルタに適用した場合を詳細に
説明する。第6図は本発明の実施例で、二−ロ共振a厘
フィルタでおる。基板6−1°の表面にすだれ状電極ト
ランスジューサ6−2.6−3を配置し、これらの両側
にすだれ状電極反射系6−4.6−5を配置し、6−2
から励起された表面弾性波エネルギーを反射系6−4と
6−5の間に閉込め、6−4.6−2.6−3.6−5
の電極指の位置と位相が揃う周波数で共振させ、この弾
性波によってすだれ状電極トランスジューサ6−3に励
起される電圧をとシ出す方式のフィルタで“ある。基板
6−1に回転角0が、3G”≦θ斗34°の範囲のLi
Ta01単結晶回@y−cut板を用いると、第2図〜
第5図から凋らかなように、36°(または35’)Y
−X−板を用い九場合より約lθ%帯域幅が増大した低
損失SAWフィルタが実現できる。また、周波数の温度
特性も改善される。
説明する。第6図は本発明の実施例で、二−ロ共振a厘
フィルタでおる。基板6−1°の表面にすだれ状電極ト
ランスジューサ6−2.6−3を配置し、これらの両側
にすだれ状電極反射系6−4.6−5を配置し、6−2
から励起された表面弾性波エネルギーを反射系6−4と
6−5の間に閉込め、6−4.6−2.6−3.6−5
の電極指の位置と位相が揃う周波数で共振させ、この弾
性波によってすだれ状電極トランスジューサ6−3に励
起される電圧をとシ出す方式のフィルタで“ある。基板
6−1に回転角0が、3G”≦θ斗34°の範囲のLi
Ta01単結晶回@y−cut板を用いると、第2図〜
第5図から凋らかなように、36°(または35’)Y
−X−板を用い九場合より約lθ%帯域幅が増大した低
損失SAWフィルタが実現できる。また、周波数の温度
特性も改善される。
第7図は本発明の他の実施例で、ll’win−tur
n−reflector ffiフィルタである。基板
7−1の表面に送受のトランスジューサ7−2.7−3
の両側にマルチ・ストリップカブ27−4.7−5、四
つの反射系7−6.7−7.7−8.7−9を配置して
構成される。第6図と同様に30″≦θ≦34°のLi
Tl0.単結晶回転Y −CuS板を用いると36°Y
−X−板に比べて低損失、広帯域SAWフィルタが実現
できる。
n−reflector ffiフィルタである。基板
7−1の表面に送受のトランスジューサ7−2.7−3
の両側にマルチ・ストリップカブ27−4.7−5、四
つの反射系7−6.7−7.7−8.7−9を配置して
構成される。第6図と同様に30″≦θ≦34°のLi
Tl0.単結晶回転Y −CuS板を用いると36°Y
−X−板に比べて低損失、広帯域SAWフィルタが実現
できる。
その他、8AW共振器の原型でちる一開口共振器、これ
を梯子形接続したフィルタセして二開ロ共振器を複合接
続したフィルタなどの基板とじても適用できることは明
らかである。
を梯子形接続したフィルタセして二開ロ共振器を複合接
続したフィルタなどの基板とじても適用できることは明
らかである。
以上詳述してきた本発明の回転角0が30°二〇≦34
の範囲(D L I T a Os単結晶回転Y −
cut基板を用いると、Li’l’aO,単結晶36Q
(または35°)回転Y−cut基板に比べて、低損失
、広帯域そして周波数の温度特性の優れたSAWフィル
タなどのSAW装置が実現できる。又、0=3λ93・
に4当する(0112)面はX線回折面であるから、結
晶面(切断面)の検査が行い易い。さらに、(0112
)面(#=3L93°) ハ低Na1li−t’6 !
D、θ)36°近傍の(0449)面と比較し、単結晶
の育成が容易である。
の範囲(D L I T a Os単結晶回転Y −
cut基板を用いると、Li’l’aO,単結晶36Q
(または35°)回転Y−cut基板に比べて、低損失
、広帯域そして周波数の温度特性の優れたSAWフィル
タなどのSAW装置が実現できる。又、0=3λ93・
に4当する(0112)面はX線回折面であるから、結
晶面(切断面)の検査が行い易い。さらに、(0112
)面(#=3L93°) ハ低Na1li−t’6 !
D、θ)36°近傍の(0449)面と比較し、単結晶
の育成が容易である。
第1図は、LITaOm単結晶回転単結晶回転基板の軸
方位を説明するための図、第2図、第3図、第4図、第
5図は、LiTaos単結晶y−cut基板の特性測定
結果または理論解析結果を示す図、第6図1.$ 71
Qは、本発明の実施例の構成を示す¥i3 1¥1 3035 40 第 6 図 ”f)7Uj3
方位を説明するための図、第2図、第3図、第4図、第
5図は、LiTaos単結晶y−cut基板の特性測定
結果または理論解析結果を示す図、第6図1.$ 71
Qは、本発明の実施例の構成を示す¥i3 1¥1 3035 40 第 6 図 ”f)7Uj3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ′1.圧電体基板としてLiTa0.を用いた表面弾性
波装置におiで、上記圧電体基板としてLiTa01′
単結晶回転y−cut板でらシ、回転角Oが30°≦θ
≦340の範囲の基板を用いることを%儀とする表−弾
性波装置。 2、上記圧電体基板としてIjTlO,単結晶の(01
12)面を有する基板(32,93”回転Y−cut基
”板)を用いることを特徴とする特許請求あ範囲第1J
IJ記載の一面弾性波装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13010481A JPS5833310A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 表面弾性波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13010481A JPS5833310A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 表面弾性波装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5833310A true JPS5833310A (ja) | 1983-02-26 |
Family
ID=15026038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13010481A Pending JPS5833310A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 表面弾性波装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5833310A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58167496A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Shin Etsu Chem Co Ltd | タンタル酸リチウム単結晶ウエ−ハの製造方法 |
JPS616919A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-13 | Fujitsu Ltd | 弾性波素子 |
JPH0236608A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
JPH0237815A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波素子 |
JPH02123810A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Hitachi Ltd | 弾性表面波装置 |
JPH07277487A (ja) * | 1994-04-04 | 1995-10-24 | Kouten Yoshikane | 方向転換装置 |
US6037847A (en) * | 1995-10-13 | 2000-03-14 | Fujitsu Limited | Surface acoustic wave device using a leaky surface acoustic wave with an optimized cut angle of a piezoelectric substrate |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP13010481A patent/JPS5833310A/ja active Pending
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JPS6046077B2 (ja) * | 1982-03-29 | 1985-10-14 | 信越化学工業株式会社 | タンタル酸リチウム単結晶ウエ−ハの製造方法 |
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