JPS589418A - 弾性表面波装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弾性表面波装置の構造に関するものである。

近時、弾性表面波装置が種々の分野で用いられつつある
が、これは通常圧電体の表面に入力電気（１） 信号を弾性表面波に変換する入力交叉相変換器と、この
弾性表面波信号を再び電気信号に変換する出力交叉指度
換器を備えたものである。この際変換器の変換特性を利
用すれば帯域通過フィルタとなすことができる。また表
面波の伝搬速度が電磁波のそれと比較して５桁も遅いこ
とを利用すれば極めてコンパクトな遅延線を実現しうる
。

このような弾性表面波装置は、これに用いる交叉相変換
器の隣りあう電極指の間隔によって、励振あるいは受信
される弾性表面波の波長が決まり従って中心周波数が決
定される。弾性表面波は交叉指電極ス）　ＩＪツブと直
交する方向に伝搬するが、この方向に沿って伺らかの手
段で弾性表面波の励振強度あるいは受信感度を変化させ
れば変換器の周波数特性を制御することができる。今ま
で種々の試みがなされてはいるが、現在量も優れた方法
は、交叉指電極の電極指の重なシ長さを変化させる、い
わゆるアボダイズド（ａｐｏｄｉｚｅｄ　）電極を用い
る方法である。このような電極構造においては、実際に
変換器として動作する電極部以外の所に同（２） じス）　ＩＪッグｒｌ］ｆ有し、「ダミー電極」と一般
に呼ばれている電極が設けられる。その理由は次の通り
である。すなわち表面波の伝搬速度が、圧電体表面に電
極がある場合とない場合で若干異なるため、ある一対の
電極指で励振された平面表面波がこの変換器を離りると
き、もしダミー電極がない場合波面に歪みを生じ、結果
として表面波装置の特性を劣化させる。これを補償する
ためダミー電極が設けられるのである。

さて、このような交叉相変換器は不平衡にすなわち一方
の電極が接地された構成で、駆動されるか、あるいは負
荷に接続される。

さらＫこれらの弾性表面波素子を収容するパッケージも
電気的シールド性を良好ならしめるため接地される。今
、このような交叉相変換器の両パッド電極に変換器の中
心周波数ｆｏ近傍の電気信号が印加されると、大部分は
弾性表面波信号に変換される。しかし一部は交叉指電極
の端部においてバルク波に変換され、基板表面に沿って
伝搬する。

このようなバルク波発生の原因は、変換器端部の（３） 非接地側電極指と基板の裏面側圧存在するアース面との
間に生ずる電界にある。このバルク波を抑圧する一方法
として基板の厚みを大きくし電界を弱めることが考えら
れるが、基板の経済性からむやみに厚くすることはでき
ない。

このような不要バルク波は、重み付は交叉相変換器をフ
ィルタに応用した場合、帯域内の振巾および遅延周波数
特性にリップルを生じさせる。特にこれらの周波数特性
の偏差が厳しく押さえられ、かつ急峻々遮断特性が要求
される場合には、必要な交叉用の対数は急激に増加する
。その結果前記不要バルク波の発生する位置は変換器の
中央からよシ離れることに々る。よく知られているよう
に不要波による遅延リップルの大きさは、その不要波の
大きさと、不要波と信号波の中心との時間差の積に比例
する。したがって前述したよう表電極対数の多い変換器
では不要波による遅延リップルがどうしても太きくなシ
必要な特性を満足できない場合があった。

本発明の目的は、交叉指電極の１′なり長さを変（４） 化させた重み付は電極の外端部で発生する不要バルク波
の影響を無視しうるほどに小ならしめた弾性表面波装置
を提供することにある。

本発明によれば、圧電基板上に弾性表面波の励振および
受信を行なう１対の入出力交叉相変換器を有する弾性表
面波装置において、少なくとも一方の交叉相変換器は交
叉用の重なりの長さを変化させた重み付けｘｉであり、
該重み付けｉｌＬ極の最外端において一直線上に配置さ
れた１対の電極指の長さはお互いに等しく、かつ該重み
伺は電極は中点を接地した差動変成器を介して電源ある
いは負荷に接続されている弾性表面波装置が得られる。

以下本発明について実施例を示す図面を参照して説明す
る。

図は本発明の一実施例を示す図で、ニオブ酸リチウム、
水晶などの圧電基板１の上に、電気信号を弾性表面波信
号に変換する夕又指変換器２を設ける。この交叉相変換
器２は、動作中心周波数ｆＯにおける表面波波長、λ０
内に４本のアクティブ電極指が存在するいわゆるスプリ
ット電極構造をな（５） し、非スプリット電極構造で問題となる弾性表面波の多
重反射を生ぜしめない。さらに各アクティブ電極指１１
　、１２　、１３　、１４などの長さは弾性表面波伝搬
方向３に沿って一定では々い。いわゆるアボダイズド電
極構造罠なっている。これは必要な周波数特性を得るた
めのもので、例えば帯域通過乃ルタの場合はアボダイズ
ド関数として、（ａｉｎｘ／、　）あるいはそれと類似
の重み付は関数が採用される。

いずれの場合もそのエンベロープは変換器の中心から遠
ざかるにつれて単調にあるいは振動しながら減衰してゆ
く。塘だ、既述したように弾性表面波が変換器内を伝搬
する際に波面の歪みを生じさせないようにダミー電極を
設ける。図において２１゜２２、２３　、２４などがそ
れに相当し、これらの電極は変換動作に直接関与しない
。以上述べた各電極指はいずれもパッド電極４または５
に接続されておｐｌさらにこれらパッド電極は中点が接
地された差動変成器６ｆ介して電源７に接続される。

さて、電源７からの電気信号は変成器６を介してアクテ
ィブ電極指間に印加され、基板内圧電界（６） 、界を生ずるが、その様子は変成器を介することなく直
接電源と接続されている場合と伺ら変らない。

したがって弾性表面波の励振に関しては従来の構成と全
く同じである。一方変換器の端部におけるバルク波の発
生は従来構成の場合とは異なる。

す々わち図の変換器の最右端に位置する１対の電極指１
５．２４に印加される電圧は基板の裏面に存在する接地
面（図示せず）を基準としてお互いに逆符号であり大き
さが等しい。従ってとわら電極指の長さをお互いに等し
く選んでおけば（Ｌｌ−Ｌ２３、発生する２つのバルク
波は極性が反対で、大きさが等しく、はｙ基板表面に沿
って矢印３の方向に伝搬し出力変換器に到達する。出力
変換器ｆ重み付けをしない正規型交叉指電極とすわば、
この電極指上で２つのバルク波により発生する電荷はお
互いに打ち消し合い、出力として現われない。

この打ち消し効果は、アポダイズド電極に印加する信号
の周波数に依存することなく、常に完全に成シ立つから
、広帯域フィルタの場合はどよシ威力を発揮する優ねた
バルク波打ち消し法である。

（７） 電極で構成さｈ、ているとしてバルク波の打ち消し効果
を説明したが、アポダイズド電極から放射された弾性表
面波信号をマルチ・ストリッグカプラを介して出力変換
器に到達せしめる構成においては、マルチ・ストリップ
カプラ上で上記２つのバルク波の電荷が打ち消し合い消
滅するので、出力変換器は必ずしも正規型交叉指電極で
ある必要はない。バルク波の励振は、電極指２４および
１５のみならず、変換器の反対側端部に位置する電極指
１６゜２５においても生ずるから、これらの長さもお互
いに等しく選定すべきである。

以上の実施例において、該変換器は電源と接続され電気
信号を音波に変換する入力変換器として使用する場合に
ついて説明したが、この種変換器の相反性により、出力
変換器として使用し差動変換器を介して電気的負荷に接
続される場合についてもバルク波打ち消し効果はそのま
＼成シ立つことは明らかであろう。

（８）

【図面の簡単な説明】

図は本発明による弾性表面波装置の一実施例を示す図で
、１は圧電基板、２は交叉相変換器、４゜５はバッド電
極、６は差動変換器、７け電源、１１゜１２．１３・・
・・・・１６はアクティブ電極指、２１，２２．・・・
・・２５はダミー電極である。 （９）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電基板上に弾性表面波の励振および受信を行なう１対
   の入出力交叉相変換器を有し、少くとも一方の交叉相変
   換器は交叉指の重な勺の長さを変化させた重み付は電極
   である弾性表面波装置において、該重み付は電極の最外
   端において一直線上に配置された１対の電極指の長さは
   お互いに等しく、かつ該重み付は電極は、中点を接地し
   た差動変成器を介して電源あるいは負荷に接続さｈてい
   ることを特徴とする弾性表面波装置。