JPS585605B2 - 弾性表面波トランスジユ−サ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フィルタ、遅延線等に使用される弾性表面波
トランスジューサに関するものである。

弾性表面波を用いたトランスジューサとして櫛形電極を
用いたものが一般的である。

第１図は従来のこの種トランスジューサを示すもので、
正規形電極と呼ばれている。

第１図において、圧電基板１０上に形成された電圧導入
電極１，２から電極３，４が交互に突出した構造となっ
ており、これらの電極の幅と電極間隔が等しく、さらに
電極の交叉幅が一定となるようになっている。

さらに、電極間隔と音速により決定され、一番強く励振
される弾性表面波周波数、すなわち、中心周波数におけ
る弾性表面波の波長をλとすれば、電極幅と電極間隔が
λ／４となるように設定されている。

しかしながら、このような従来のトランスジューサでは
、すべての櫛における電極端での矢印のような反射波が
中心周波数において同相となるため、非常に強い反射が
起り、通過帯域内リツプルとして表われる。

特に、第２図のように、送信側トランスジューサ５から
受信側トランスジューサ６へ信号波の伝播を行なう場合
、送信側トランスジューサ５から発生し、伝播していっ
て受信側トランスジューサ６の電極で反射され、再び送
信側トランスジューサ５で反射されて、受信側トランス
ジューサ６で受信されるような信号波（トリプル・トラ
ンジット・エコー）を取り除くことは難しく、特性劣化
をもたらす。

そのため、弾性表面波伝播路の音響インピーダンスが金
属電極のある所とない所で異なるということに起因した
機械的反射に対しては、第３図に示すような二重電極が
提案されている。

図において、櫛形電極が二重になっており、それぞれの
電極の電極幅と電極間隔がλ／８となっている。

このような構造では、電極における機械的反射は櫛ごと
に位相が１８０°異なるため、互いに打消し合い、機械
的反射による特性劣化を減少できる。

しかしながら、この構造を第１図の正規形電極の構造と
比較した場合、効率が劣るため、素子を同一インピーダ
ンスで使用する場合は素子の形状を大きくしなければな
らず、また、第４図ｂに示すように、３倍高調波を励起
しやすいため、フィルタ特性を劣化させるという問題が
あった。

なお、第４図ａは第１図の正規形電極における電極構成
と信号波形を示している。

さらに、従来の正規形電極、二重電極のいずれの場合も
、電極による質量負荷のため、弾性表面波の反射が大き
いという欠点があった。

本発明は、このような欠点を除去するために、櫛形電極
を二重電極とし、それらの電極間隔をλ／４とし、各電
極幅をλ／８より大幅に小さくしたトランスジューサを
提供するものである。

第５図は本発明によるトランスジューサの一実施例を示
すもので、櫛形電極は二重電極３ａ、３ｂ、４ａ，４ｂ
となっており、この二重電極３ａと３ｂの間または４ａ
と４ｂとの間の電極間隔はλ／４となっており、また、
各電極の幅εは、ε＜＜λ／８を満足する任意の値、例
えば、１０μとなっている。

このような構造は正規形電極と二重電極の両方の機能を
持っており、二重正規電極と呼ぶことにする。

一般に、櫛形電極の場合、電界の傾きは電極の両端で最
も大きく、機械エネルギ源をδ関数として近似できる。

第６図ａは従来の正規形電極の場合を示すもので、第６
図ｂは本発明による二重正規形電極の場合を示す。

このように、機械エネルギを与える機構を見た場合、両
者は類似しており、また、本発明による二重正規電極は
、本来二重電極構造を持っているため、機械的な反射は
打消し合い、トリプル・トランジット・エコーを減少さ
せることができる。

また、本発明による二重正規電極の場合、電極の構成と
信号波形は第４図ｃのようになり、第４図ｂのような３
倍高調波を励起することはない。

さらに、電極幅が小さいため、質量負荷に対する影響が
小さいという特徴がある。

このような本発明によるトランスジューサをアポダイズ
（電極交叉幅に重み付けしたもの）し、それを送信側、
受信側の少なくとも一方に用いて、弾性表面波フィルタ
あるいは弾性表面波遅延線を構成することができる。

その場合、送信側と受信側との間にマルチ・ストリップ
・カプラを配置するようにしてもよい。

さらに、圧電膜を使用し、第７図ａ〜ｄのように二重正
規電極７を配置するようにしてもよい。

なお、８は圧電薄膜、９は非圧電基板、１０は金属層を
示す。

以上述べたように、本発明によれば、トリプル・トラン
ジット・エコーを改善し、３倍高調波の励起を防止し、
形状の小型化を計ることができるばかりか、質量負荷や
電極部分が存在するために生ずる弾性表面波の反射およ
び減衰を著るしく軽減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来のトランスジューサの構成図、第
４図は従来および本発明の動作を説明する図、第５図は
本発明によるトランスジューサの一実施例の電極構成の
平面図、第６図は第１図および第５図の構造における電
界状態を説明する図、第７図は本発明による二重正規電
極の配置列を示す縦断面構造図である。 １，２は電圧導入電極、３，４は櫛形電極、１０は圧電
基板を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板上に配列された櫛形電極のそれぞれを二重
   電極とし、該二重電極の間隔を弾性表面波の波長λのλ
   ／４とし、その各電極の幅をλ／８より大幅に小さくし
   たことを特徴とする弾性表面波トランスジューサ。 ２ 前記圧電基板および圧電膜の上に前記櫛形電極を形
   成してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の弾性表面波トランスジューサ。