JPS61264810A - 音響波により作動する電気フイルタ - Google Patents

音響波により作動する電気フイルタ

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JPS61264810A JP61106565A JP10656586A JPS61264810A JP S61264810 A JPS61264810 A JP S61264810A JP 61106565 A JP61106565 A JP 61106565A JP 10656586 A JP10656586 A JP 10656586A JP S61264810 A JPS61264810 A JP S61264810A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、音響波により作動する電気フィルタに関する
〔従来の技術〕
米国電気電子学会会報(Proc、 of the I
EEE )第67巻(1969年)第147〜157頁
第3図から、基板の表面上に直接に隣合って配置された
入力変換器および出力変換器を有する音響波フィルタが
共振器フィルタとして用いられることが知られている。
相応の極性にもかかわらず、このようなフィルタでは入
力と出力との間の漏話が認められる。
従って入力変換器および出力変換器を遮蔽するため、“
1982年超音波シンポジューム″(1982Ultr
asonics Sya+posium ) 、198
2年米国電気電子学会(IEEE)第284〜289頁
から公知のように、その第6図に示されている装置が設
けられてきた。このような遮蔽された装置では、フィル
タ内を進行する波の主伝搬方向に対して横方向に向けら
れている梁状の構造が基板の表面被覆層として設けられ
ており、この表面被覆層は基準電位としての接地電位に
接続されている。この接地電位に接続されており広いス
トリップを形成する表面被覆層は入力変換器と出力変換
器との間に位置決めされており、またそれ自体で良好な
遮蔽として作用する。しかし相応に高い周波数では既に
接地電位におけるこの遮蔽の端子の導線インダクタンス
が、不定の電位をこの遮蔽被覆層の上に生じ、また入力
と出力との間に相応の擾乱を惹起するという欠点が認め
られる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、音響波により作動するフィルタの入力
と出力との間の漏話または擾乱の減少に関して一層の改
良を達成することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は本発明によれば、特許請求の範囲第1項に記
載のフィルタにより達成される。本発明の実施態様は特
許請求の範囲第2項以下、特に第5項および第6項に示
されている。
本発明は、波の主伝搬軸線に対して横方向に廷びている
既に公知のストリップを少なくとも2つの部分構造に分
割または電気的に中断することにより一層の改良を達成
し得るという考え方に基づいている。擾乱となる漏話を
生ずることなく、一方の部分構造を隣接する変換器構造
の基準電位にある集合母線と電気的に接続し、また他方
の部分構造をこの他方の部分構造に隣接して位置する他
方の変換器構造の基準電位にある集合母線と接続するこ
とができ、その際にこれらの変換器構造の一方は入力で
あり、またこれらの変換器構造の他方は出力である。こ
の本発明の考え方により、遮蔽構造を介してなんらかの
不可避なインダクタンスに基づく擾乱電位が生じ得ない
ことが保証されている。このようなことは一方の変換器
の基準電位にある集合母線と他方の変換器の基準電位に
ある集合母線との間の電流の流れの際に生ずる。この電
流の流れは本発明により設けられている横方向に廷びて
いる電気的中断により遮蔽作用をなんら減することなし
に確実に防止されている。
特に本発明では、これらの部分構造が、フィルタの指構
造内に存在するストリップ状被覆層と同種であり互いに
電気的に接続されているストリップ状被覆層から成って
いる。複数個のこのようなストリップ状被覆層から成る
部分構造がそれぞれ少なくとも1つの、好ましくは両端
に各1つの集合母線を有し、この1つの集合母線または
集合母線の一方が1つの接続被覆層を介して隣接する変
換器構造の基準電位にある前記の集合母線と接続されて
いることは好ましい。入力変換器と出力変換器との間に
たとえば米国電気電子学会会報(Proc、 of 1
.EEE)第67巻(1979年)第150頁の第7図
による結合構造を有するフィルタに本発明を応用するこ
とは特に好ましい。本発明の他の特に有利な応用は、ド
イツ連邦共和国特許出願公開公報第3501977号公
報(この公報記載の装置では入力変換器と出力変換器と
の間にもう1つの構造が位置している)による、音響波
により作動するフィルタにおける応用である。これはフ
ィルタの指構造のストリップ状被覆層に相当し、また反
射を生じないように位置決めかつ構成されているストリ
ップ状の導電性被覆層から成る集団である。
それらはこの特許出願によるフィルタでは、フイルタの
ホトリソグラフィ法による製造の間に照射の均等化の役
割をするために設けられている。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の好ましい実施例を説明する。
第1図には2つの交叉指構造2および3を有する本発明
によるフィルタ1が示されており、交叉指構造の一方は
入力変換器であり、他方は出力変換器である。これらの
交叉指構造2.3は通常の仕方で構成されており、また
様々な特殊な形態を有していてよい。その本質的な特徴
は、圧電性基板4の表面の導電性(金属)被覆層から成
る電極を有することである。これらの指電極の交叉指状
に配置されたストリップ状の被覆層はこのフィルタ内で
発生される波の主伝搬軸線5の方向に相前後して交互に
一方の変換器構造2の集合母線6または7と、または他
方の変換器構造3の集合母線8または9と接続されてい
る。フィルタを非対称に作動させるため、たとえば集合
母線7および8は基準電位、特に接地電位Mに接続され
ている。
他方の集合母線6および9はフィルタのいわゆるホット
接続端である。主伝搬軸線5に対してほぼ横方向に向け
られている基板4の表面被覆層の梁状構造が符号13を
付して示されている。その部分構造14および15は、
同じくこの軸線5に対して横方向に向けられており基板
4の導電性の表面被覆層を有していないス+リンプ16
により電気的に互いに隔てられている。しかし、このス
トリップ16は、特に場所の節減のために、好ましくは
比較的狭く構成されている。部分構造14および15の
第1図中に示されている斜め位置゛はたとえば、軸線5
に対して横方向に廷びている縁において反射された波成
分を斜めに反射除去する役割をする。
第1図から明らかなように、一方では集合母線7を部分
構造14と、また他方では集合母線8を部分構造15と
電気的に接続する接続被覆層17.18が基板表面上に
設けられている。この対策によりこれらの部分構造14
および15は基準電位に接続されている。すなわち、こ
れらの部分構造14および15は確実に遮蔽として公知
の梁状表面被覆層の意味で作用し得る。しかしてこれら
の部分構造14および15を経ては、特に高い周波数に
おいて不可避の誘導性直列インピーダンスに基づいて擾
乱電圧を生ずるおそれのある電流は全く流れ得ない。遮
蔽システムは部分7.8.17.18.14および15
を含んでいる。この本発明の実施例では部分構造14は
接続被覆層17を経て、たとえばフィルタlの入力変換
器である変換器構造2の(接地)基準電位にある集合母
線7と接続されている。同様のことが、フィルタの出力
変換器である変換器構造3の部分構造15、接続被覆層
18および集合母線8に対してもあてはまる。
第2図には本発明のもう1つの実施例が示されており、
第1図で既に説明した部分に相応する部分には第1図中
の符号と同一の符号が付されている。第1図によるフィ
ルタlにくらべて第2図によるフィルタ11の主な相違
点は、多くのストリップ状表面被覆層から成る結合構造
23が使用されていることであり、この結合構造は軸線
5の方向に並び合って前後して配置された複数個のスト
リップ状表面被覆層123から成っている。第2図によ
る実施例の基礎となっており2つの交叉指度換器2.3
の間に結合構造を有する配置は、たとえば前記印刷物超
音波シンポジューム(1979年)第841頁、第1図
および米国電気電子学会会報第67巻(1979年)第
150頁第7図中の最下行から公知である。このような
結合構造ではストリップ状被覆層123はその形態およ
び寸法の点で通常の場合に変換器構造2.3の指電極に
相当するが、IS′)の結合構造に対しては交叉上配置
がそれに対して必然的に必要な集合母線を設けられてい
ない。このような結合構造は厳密に言えば段階的な減結
合を生じさせる。
本発明の第2図による実施例では、このような結合構造
が同時に遮蔽構造としても(第1図の部分構造14.1
5に相応して)利用されており、また相応に特殊に構成
されている。この結合構造23は本発明では、自由スト
リップ26により互いに隔てられている(少なくとも)
2つの部分構造24および25に分割されている。この
自由ストリップは個々の結合構造24.25または変換
器2.3のなかのストリップ状被覆Jif 123の間
隔よりも広くない。しかし、それよりも広い自由ストリ
ップ26が設けられていてもよく、この場合には、そこ
にさもなければ公知の構造内に存在する公知の結合構造
の(123のような)ストリップ状被覆層は省略される
特別な対策として、部分構造24が少なくとも1つの集
合母線27を有するようにするとよい。
同様なことが、集合母線28を有する部分構造25に対
してもあてはまる。集合母線27および28は、一方の
部分構造24または他方の部分構造25のストリップ状
被覆層123を、第2図かられかるように、電気的に互
いに上下に接続する役割をする。本発明によれば第2図
による実施例においても、これらの部分構造24および
25をそれぞれ変換器構造2または3の基準電位にある
集合母線7または8と接続する接続被覆jii17およ
び18が設けられている。
第2図による実施例においても、擾乱に通ずる電流およ
び変換器2および3の間の相応の擾乱電圧の生起は排除
されている。
第2図かられかるように、集合母線またはこれらに一般
的な形態で相応する表面被覆層127および128が追
加的に設けられていてもよい。表面被覆層127は同じ
く部分構造24のストリップ状被覆層123と接続され
ていてよい。しかしこれらの接続は必ずしも不可欠では
ない。このことはこのような追加的な表面被覆層128
に対してもあてはまり、また部分構造25では電気的接
続を有するこの第2の代替的可能性が示されている。特
にこれらの追加的な、集合母線に相応する表面被覆層1
27および128は、表面被覆層の存在および配置の対
称性を達成する役割をする。
結合構造として、部分構造24および25から成りスト
リップ状被覆層123を有する構造23は反射に有効で
ある。この反射作用はフィルタ内で発生される音響波ま
たは主伝搬軸線5の方向に進行する音響波に関する。第
2図の実施例は追加的に(上記の公知の場合のように)
反射器構造R1およびR2をも含んでいる。結合構造2
30反射作用に基づいて、第2図のこのフィルタの構造
23に関して左および右に位置する画部分は音響波的に
、また基板4の圧電特性に基づいて電気的にも互いに結
合されている。
本発明によるフィルタは第2図に相応する部分構造24
および25によっても、これらの部分構造24および2
5が一緒に結合構造として有効である必要なしに、変換
器構造2および3の間の遮蔽として構成されていてよい
。前記のドイツ連邦共和国特許出願公開公報第3501
977号公報には、ストリップ状表面被覆層から成る追
加的な構造の使用が記載されている。この特許出願公開
公報に示されている実施例はフィルタの両度換器構造の
間に位置するこのような構造が符号100を付して示さ
れている。
この追加的な構造の意味はそこでは、これらの構造のス
トリップ状被覆層のホトリソグラフィによる製造方法に
対する、またはその過程での均等化を達成することであ
る。この理由からそこでは、このような追加的な構造の
ストリップ状被覆層はこの特許出願公開公報のフィルタ
の必要な指構造(変換器構造および反射器構造)のスト
リップ状表面被覆層に相応して構成されている。この特
許出願公開公報には、このような追加的な構造に集合母
線(そこでは符号106を付されている)を設ける代替
例も記載されている。この特許出願公開公報によるフィ
ルタにおいて決定的なことは、そこで両交叉指構造の間
に配置されているこの追加的な構造が音響波に対して反
射なしに構成または寸法選定されていることである。こ
のことは本発明の第2図の結合構造23と対照的である
。いかにしてこのような追加的な構造を反射なしに構成
するかは、この特許出願公開公報には明示されていない
。特にこのことはストリップ状被覆層の間隔のフィルタ
の必要な構造に比較して偏差する寸法選定により、また
は前記特許出願公開公報の構造200の場合のような音
響波の実効波長の1/4長さを定める間隔跳躍により達
成する必要がある。
第3図には本発明のこの実施例におけるフィルタ21の
一部分が示されている。構造33は全体として反射のな
い構造であり、また部分構造34および35から成って
いる。しかし構造34および35のストリップ状被覆層
123は前記の特許出願公開公報に相応して選定された
間隔を有する。
部分構造34は、成る大きさだけフィルタの必要な指構
造のストリップ状被覆層の(中心)間隔から偏差してい
る、すなわち当該のフィルタの音響波の中心周波数また
は実効波長を定める(中心)間隔から偏差している個々
のストリップ状被覆層123の(中心)間隔を有する。
この偏差の大きさは、この部分構造34のストリップ法
被yJ層の指間反対の最初の零位置が当該のフィルタの
(予め定められた)中心周波数と合致するように選定さ
れている。
部分構造35は部分構造34と同一の仕方で構成されて
いてよい。しかし、第3図には、フィルタ内で反射のな
い構造の第2の代替例、すなわち、部分構造35の個々
のストリップ状被覆層123が、好ましくは群ごとに、
個々のストリップ法被arrIl 23または個々の群
のストリップ状被覆層の(中心)間隔が、フィルタの中
心周波数を定める構造2または3のストリップ状被覆層
の間隔から1/4(またはその奇数倍)波長だけ異なっ
ているように配置されているストリップ状被覆層の配置
を有する構造が示されている。
前記の特許出願公開公報記載のように、構造2と部分構
造34との間の間隔または構造3と部分構造35との間
の間隔がストリップ状被覆層123または変換器2.3
の指電極の間隔まで減ぜられており、従って接続被覆層
が相応に短いことは有利である。
第3図によるフィルタの他の部分は第2図によるフィル
タの部分に相当する。同一部分には同一符号がつけられ
ている。
それぞれ特殊な形式で基板の表面付近を進行する音響波
であり、また本発明の意味でここに使用される用語“表
面波”に属する5BAWおよび5SBW音響波に対して
は、“1979年超音波シンポジューム”  (197
9Ultrasonics SymposiuIll)
第783〜785頁から、基板の表面で互いに成る間隔
を有する1つの入力変換器構造と1つの出力変換器構造
との間に1つの追加的な“案内構造” (エネルギー・
トラッピング・グレーティング)が配置されている装置
は公知である。第4図には、このようなフィルタ31の
部分図が示されている。変換器構造の間に設けられてい
るこの案内構造は、これらの両度換器構造の間を進行す
る5BAW波が基板の表面付近の範囲を去るのを妨げる
、すなわち基板の内部に沈める役割をする。
このような構造に対しては、共振に関して変換器構造に
くらべて全≧異なる特殊な特性を有するストリップ状の
被覆層を設ければ十分である。5BAW波の沈みを妨げ
るこの構造の共振周波数は変換器構造または全フィルタ
の中心周波数のほぼ1゜25倍である。すなわち個々の
ストリップ状の被覆層は互いに比較的狭い周期的な間隔
を有する。
この点でこのような案内構造は、たとえば前記の特許出
願公開公報に詳細に説明されているもののようにフィル
タの交叉指反射の(最初の)零位置に相当する周波数の
特殊な選択を有する充虜構造と異なっている。前記文献
には、5BAWまたは5SBW波に対して設けられてい
るこの構造が接地電位に接続されており、また遮蔽作用
を有することが述べられている。
前記のような案内構造43は本発明では第4図に詳細に
示されているように、少なくとも2つの部分構造44.
45が形成されるように構成されており、これらの部分
構造は特に第2図および第3図の実施例に相応して個々
にそれぞれ隣接する変換器構造と接続されており、従っ
てそれに応じてまた本発明により遮蔽が分割されている
特に第2図ないし第4図に示されている本発明の実施例
はそれぞれ結合構造(第2図)、充填構造(第3図)も
しくは5SBW波に対する案内構造(第4図)を有する
場合に関する。特に結合構造では、この結合構造が所与
の条件に従うフィルタ設計に相応してごく少数の、たと
えばただ2つまたは4つのストリップ状被覆層を有する
場合があり得る。この場合2つの部分構造への上記の分
割は、それぞれ1つの部分構造24.25がただ2つま
たは単一のストリップ状被覆層から成ることを意味する
であろう。後者は確かにストリップの数に関してはほぼ
第1図による実施例に相当するであろう。しかし第1図
による実施例では、画部分構造14.15は、ストリッ
プ幅がストリップ状被覆層123の幅にくらべて大きい
、すなわちストリップ幅が約1/4波長である被8!で
ある。このような狭いストリップ状被覆層123はこの
ストリップ状被覆層に沿って、これが必要とされる遮蔽
作用に関してこのストリップに沿って既に過大な直列抵
抗を有するようにわずかな導電性を有し得る。
上記のような場合に対しては第5図によるもう1つの実
施例におけるフィルタ41を応用すべきである。すなわ
ち少数の、たとえば最大4つのストリップ状被覆層12
3のみを含んでいる結合構造24aは分割せず、本発明
の意味で少なくとも2つの部分構造の1つとして利用す
べきである。
こ場合第2の部分構造として池の構造、たとえば第3図
による充填構造35aまたは第4図による案内構造を使
用することが推奨される。従ってこのような実施例は、
一方では少数の結合ストリップのみを有する第2図の原
理、他方では第3図または第4図の原理に相当するそれ
ぞれの原理からの混合である。それぞれここに説明され
た種々の原理に相当する画部分構造24a、35aは本
発明では、一方では一方の部分構造(すなわちこれらの
少数の結合ストリップのみを有する全結合構造)が一方
の変換器構造と接続されており、またこれと共に基準電
位に接続されており、他方では他方の構造(充填構造お
よび(または)案内構造)が付属の第2の部分構造35
aとして設けられており、また他方の変換器構造3と電
気的に接続され、またこれと−緒に基準電位に接続され
るように作動せしめられる。この場合、本発明の意味で
同じく1つの遮蔽構造53および2つの部分構造24a
、35aが設けられており、これらの画部分構造がフィ
ルタ内で互いに異なる機能を有するとしても共同作用に
より必要な遮蔽作用を達成する。
【図面の簡単な説明】
第1図は1つの簡単な遮蔽を有する本発明の第1の実施
例を示し、第2図はいずれにせよ設けられている結合構
造が本発明による遮蔽として構成されている本発明の第
2の実施例を示し、第3図ないし第5図は別の実施例の
一部分を示す。 ■・・・フィルタ、2.3・・・交叉指構造、4・・・
圧電性基板、5・・・主伝搬軸線、6〜9・・・集合母
線、11・・・フィルタ、13・・・梁状構造、14.
15・・・部分構造、16・・・ストリップ、17.1
日・・・接続被覆層、21・・・フィルタ、23・・・
結合構造、24.24a、25・・・部分構造、26・
・・自由ストリップ、27.28・・・集合母線、31
・・・フィルタ、34.35.35a・・・部分構造、
41・・・フィルタ、43・・・案内構造、44.45
・・・部分構造、53・・・遮蔽構造、123・・・ス
トリップ状表面被覆層、127.128−・・表面波r
j層、M ・・・接地点、R1、R2・・・反射器構造
。 (A11B) ff理人弁理士冨村 !ゾ、□(ふFI
G 4 ム3 FIG 5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)電気的入力および出力を有し音響波により作動する
    フィルタであって、それぞれフィルタの基板の表面のス
    トリップ状の導電性被覆層を有する複数個の指構造を有
    し、その際にこれらの指構造がフィルタの波の主伝搬の
    軸線内に配置されており、また個々の指構造が変換器構
    造および共振器構造であり、基準電位に対する端子を有
    し、入力変換器の指構造と出力変換器の指構造との間に
    配置されかつ、基板の表面の導電性被覆層として構成さ
    れた遮蔽構造を有し、この遮蔽構造が基準電位に対する
    端子と接続されており、その際に変換器構造の集合母線
    の各1つが基準電位と接続されているフィルタにおいて
    、 遮蔽構造(13、23、33、43、53)が主伝搬軸
    線(5)内に相前後して配置された2つの部分構造(1
    4、15;24、25:34、35;44、45;24
    a、35a)を有し、これらの部分構造が主伝搬軸線(
    5)に対してほぼ横方向にストリップ状に廷びている少
    なくとも1つの被覆層を有し、 その際にこれらの部分構造の一方(14、24、34、
    44、24a)が、これらの部分構造に隣接して配置さ
    れている変換器構造(2)の基準電位(M)と接続され
    ている集合母線(7)と接続されており、 またこれらの部分構造の他方(15、25、35、45
    、25a)が、これらの部分構造に隣接して配置されて
    いる変換器構造(3)の基準電位(M)と接続されてい
    る集合母線(8)と接続されている ことを特徴とする音響波により作動する電気フィルタ。 2)それぞれの接続被覆層(17;18)がそれらの寸
    法に関してそれらと接続されている集合母線(7;8)
    の延長であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のフィルタ。 3)一方の部分構造(14、24、34、44、24a
    )に属する一方の接続被覆層(17)が主伝搬軸線(5
    )に関してこの軸線の一方の側に配置されており、また
    他方の部分構造(15、25、35、45、35a)の
    接続被覆層(18)がこの軸線の他方の側に配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
    項記載のフィルタ。 4)遮蔽構造(23、33、43、53)の少なくとも
    一方の部分構造(24、25;34、35;44、45
    ;24a、35a)が、主伝搬軸線(5)に対してほぼ
    横方向に向けられたストリップ状の並び合って配置され
    た導電性の複数個の被覆層(123)を設けられている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
    載のフィルタ。 5)部分構造(24、25)がフィルタ(第2図)の1
    つの結合構造(23)に属し、その際にこの結合構造(
    23)が音響波に対して反射性に構成されており、また
    一方の接続被覆層(7)が一方の部分構造(24)の一
    方の集合母線内に、他方の接続被覆層(8)が他方の部
    分構造(25)の他方の集合母線内に移行していること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいず
    れか1項に記載のフィルタ。 6)部分構造(34、35)が、入力構造と出力構造と
    の間の中間空所を満たす別のストリップ状被覆層(12
    3)から成る1つの集団に属し、一方の部分構造(34
    )が複数個のこれらの別のストリップ状被覆層を含んで
    おり、 他方の部分構造(35)が複数個のこれらの別のストリ
    ップ状被覆層を含んでおり、またこれらの部分構造(3
    4、35)が集合母線(27、28)を有し、これらの
    うちでそれぞれの部分構造(34、35)のそれぞれ1
    つの集合母線(27、28)がそれぞれ付属の接続被覆
    層(17、18)に移行していることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項に記載の
    フィルタ。 7)部分構造(34、35)を含んでおり別のストリッ
    プ状被覆層(123)から成る集合が反射なしのストリ
    ップ構造であることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    記載のフィルタ。 8)部分構造(44、45)が別のストリップ状被覆層
    (123)を有する案内構造(43)(エネルギー・ト
    ラッピング・グレーティング)に属し、 一方の部分構造(44)が複数個のこれらの別のストリ
    ップ状被覆層(123)を含んでおり、 他方の部分構造(45)が複数個のこれらの別のストリ
    ップ状被覆層(123)を含んでおり、 これらの部分構造(44、45)が集合母線(27、2
    8)を有し、これらのうちでそれぞれの部分構造(44
    、45)のそれぞれ1つの集合母線(27、28)がそ
    れぞれ付属の接続被覆層(17、18)に移行している
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項の
    いずれか1項に記載のフィルタ。 9)一方の部分構造(24a)が結合構造であり、また
    他方の部分構造(35a)が充填構造または案内構造で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4
    項のいずれか1項に記載のフィルタ。
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