JPS5847086B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交叉くし歯状電極を用いた弾性表面波装置に
関し、特に、接続する外部回路とのマツチングを容易に
するため電極間のインピーダンスを高くした弾性表面波
装置に関する。

一般に、弾性表面波装置は、例えば、フィルタ装置では
、第１図ａに示すように、ＬｉＮｂＯ３のような単結晶
もしくはＰＺＴのような圧電磁器の圧電基板１の表面上
に交叉くし歯状電極２，３を設けて入出カドランスジュ
ーサーを構成したもの、同図すに示すように、絶縁基板
４上に形成されたＺｎＯのような圧電薄膜５０表面上に
交叉くし歯状電極２，３を設けて入出カドランスジュー
サーを構成したもの、また、図示はしていないが同図す
における基板４と圧電薄膜５との間に同様な電極を設け
て入出カドランスジューサーを構成したものがある。

各図において、入力側電極２に加えた電気信号は入カド
ランスジューサーによって弾性表面波に変換され、この
表面波は圧電体１．５に沿って伝播され、出力側電極３
に到達した表面波が出カドランスジューサーによって電
気信号に変換されるものである。

そして、各トランスジューサーのインピーダンスは、使
用周波数と、各電極２，３を構成している一組のくし歯
電極２ａと２ｂ 、３ａと３ｂ間の容量とでほぼ決定さ
れるものであり、その容量を決定する要因である圧電体
の誘電率、電極フィンガー間の距離および交叉幅等の実
際的な値から、そのインピーダンスは前後段に接続する
外部回路のインピーダンスに比べて小さな値となること
が非常に多い。

したがって、外部回路とマツチングをとることが困難で
ある。

このため、トランスジューサーのインピーダンスを高く
するための改良案が次に述べるように種々提案されてい
る。

すなわち、トランスジューサーのインピーダンスを高く
するために、第２図ａ、ｂ、ｃに示すような形状の交叉
くし歯状電極が提案されている。

同図ａは交叉幅を通常のもの（点線で図示）よりも狭く
したもの、同図すは交叉幅方向に２分割して直列接続し
たもの、同図Ｃは表面波進行方向、すなわち交叉幅方向
と直角の方向に対数を等分割して直列接続したものであ
る。

しかしながら、同図ａ、ｂの電極構造を用いた装置は、
いずれも電極の交叉幅が狭くなるため弾性表面波のビー
ム広がりが大きくなり、この結果減衰域の周波数−振幅
特性が、第５図の点線で示すように、所期の特性（実線
で図示）からはずれてくるという欠点を有している。

同図Ｃの電極構造を用いた装置は、上記したような欠点
はなく、所期の特性が得られる。

ところが、このように表面波進行方向に対数等分割した
交叉くし歯状電極を、図示していないが隣り合う電極フ
ィンガーの中心間距離（以下、電極ピッチという）を進
行方向に沿って所定の関数に合わせて変化させる、可変
ピッチ形に重み付けした場合、この重み付き電極の振幅
−周波数特性は、本来の分割していない重み付き電極を
用いた装置の特性に比較して、第６図に示すように著し
く異なる。

第６図において、点線は対数等分割した電極を用いたも
の、実線は分割していない電極を用いたものの特性を示
す。

このように両者の特性が大幅に異なるのは、電極を分割
するにあたって、電極を可変ピッチ形状に構成している
にもかかわらず、対数を単に等分割しただけであるから
、各分割された部分電極の静電容量すなわちインピーダ
ンスが不均一となり、周波数特性が容量の小さい部分電
極の特性にほとんど支配されるためである。

本発明は、上述した従来欠点を除去したもので、可変ピ
ッチ形に重み付き処理を施した複雑な電極であっても、
所期の周波数特性を変化させることなくインピーダンス
を高めることができる弾性表面波装置を提供することを
目的とする。

次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳述する。

第３図は本発明による交叉くし歯状電極１０を示し、こ
の電極１０は第１図で示した装置の圧電体上等に設けら
れる。

交叉（し歯状電極１０は、得ようとする振幅−周波数特
性をフーリエ逆変換したインパルス応答に対応させて、
表面波進行方向に沿って電極ピッチを変化させた、いわ
ゆる可変ピッチ形電極に構成されている。

本実施例では電極ピッチを表面波進行方向に直線的に変
化させている。

さらに、交叉くし歯状電極１０は、表面波進行方向に複
数個の部分電極１１，１２，１３゜１４に分割されてい
る。

これらの部分電極１１゜１２．１３，１４は順次電気的
に直列に接続されている。

各部分電極１１．１２，１３，１４の対数については、
部分電極内の電極ピッチが相対的に長いものほど対数が
相対的に多く、電極ピッチが相対的に短いものほど対数
が相対的に少なくなるように構成されている。

本実施例では、部分電極１１０対数が最も多く、次いで
部分電極１２゜部分電極１３２部分電極１４と順次対数
が少なくなるように構成されている。

実際には、各部分電極１１，１２，１３，１４のインピ
ーダンスすなわち隣接電極フィンガー間のインピーダン
スの総和がそれぞれ等しくなるように対数を決定すれば
よい。

本実施例において、各部分電極１１，１２゜１３．１４
の容量が互いに等しくなるので、これらの容量により入
力端１５，１６間の電圧が４等分され、各部分電極１１
．１２，１３，１４の両端に加わる電圧が互いに等しく
なる。

したがって、本くし歯状電極１０を用いたフィルタ装置
の振幅−周波数特性は、分割していない単なる可変ピッ
チ電極を用いた装置の特性と同様の結果が得られる。

すなわち、第６図の実線で示す特性とほぼ同一の特性と
なる。

第４図は本発明の他の実施例の交叉くし歯状電極２０を
示す、この電極２０は、電極ピッチを変えて不均一にす
るとともに、電極フィンガーの長さすなわち隣接電極フ
ィンガー間の交叉幅も合わせて変化させたものを示して
いる。

この電極２０は、上記実施例とほぼ同様に、部分電極２
１゜２２．２３に分割され、順次電気的に直列に接続さ
れている。

そして対数については、電極ピッチと交叉幅の両方を考
慮して各部分電極２１，２２゜２３のインピーダンスが
互いに等しくなるように設定すればよい。

特に、圧電体としてＰＺＴのような高誘電率基板を用い
た場合、電極間インピーダンスが非常に低くなるけれど
も、本発明によれば電極間インピーダンスを所望値にま
で半分高めることができる。

本発明は、以上説明したように、分割された部分電極の
対数を、電極ピッチの長いものについては相対的に多く
、電極ピッチの短いものについては相対的に少なくなる
ように設定しているので、可変ピッチ形のように複雑な
電極であっても、所期の振幅−周波数特性を変化させる
ことなくインピーダンスを半分高めることができるとい
う実用上人きな効果を有し、特に、ＰＺＴのような高誘
電率圧電体を用いた場合に本発明は非常に有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはそれぞれ一般的な弾性表面波装置を示す
図、第２図ａ、ｂ、ｃはそれぞれ従来の正規形交叉くし
歯状電極を示す図、第３図および第４図はそれぞれ本発
明による可変ピッチ形交叉くし歯状電極を示す図、第５
図および第６図は振幅−周波数特性図である。 １０、２０・・・・・・交叉くし歯状電極、１Ｌ１２゜
１３．１４，２１．２２，２３・・・・・・部分電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電体上に交叉くし歯状電極のトランスジューサー
   を設け、このトランスジューサーによって、電気的信号
   を弾性表面波・＼、もしくは弾性表面波を電気的信号・
   ＼変換するようにした弾性表面波装置において、前記ト
   ランスジューサーの交叉くし歯状電極の隣接する電極フ
   ィンガーの中心間距離を不均一にし、前記交叉くし歯状
   電極を弾性表面波進行方向に複数個に分割しかつ電気的
   に直列接続し、前記分割された部分電極の対数を、隣接
   する電極フィンガーの中心間距離の長いものについては
   相対的に多く、短いものについては相対的に少なくなる
   ように構成したことを特徴とする弾性表面波装置。