JPS6262608A - パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス - Google Patents

パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス

Info

Publication number
JPS6262608A
JPS6262608A JP20269685A JP20269685A JPS6262608A JP S6262608 A JPS6262608 A JP S6262608A JP 20269685 A JP20269685 A JP 20269685A JP 20269685 A JP20269685 A JP 20269685A JP S6262608 A JPS6262608 A JP S6262608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
saw
power flow
baw
idt
transmitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20269685A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Shimizu
洋 清水
Haruo Tanaka
田中 治雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP20269685A priority Critical patent/JPS6262608A/ja
Publication of JPS6262608A publication Critical patent/JPS6262608A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は弾性表面波(SAW)デバイス、殊に重み付は
金施した受信THE ffl k有するSAWフィルタ
或はタップ付遅延線等の電極構造に関する。
(従来技術) 従来のSAWデバイスは一役にIDT電極によって励起
するSAWの位相伝搬方向(SAWの伝搬方向)とその
エネルギ伝搬方向(以下パワ・フロー方向と称する)と
全一致させるのが良いとされてきた。
例えば、第2図に示す如く温度特性の良好なS′Vカッ
ト水晶基板1を用いたSAWフィルタに於いては基板X
軸方向に直交したIDT電極指を有する送受IDT 2
及び3を設けSAWの位相伝搬方向4とそのパワ・フロ
ー方向5とをはマ一致するようにしていた。
しかしながら上述の如き従来一般に行なわれていた手法
によればSAWの励起に伴って発生するバルク波のパワ
・フロー方向6も前記SAWのパワー・フロ一方向とは
マ一致する為受信IDT3にはバルク波によるスプリア
スが発生することが知られておりこれを除去するのに苦
慮することが少なくなかった。
この問題を解決する為9日本電々公社の黒田等はIDT
電極の中心軸線全前記x、11Hに対し約10°傾けれ
ばスプリアスが大幅に減少する旨報告している(日本音
響学会講演論文集;昭和49年6月「5T−cut 水
晶基板音用いた弾性表面波フィルタ特性の角度依存性」
参照)。
しかしながら上述した如き単純な手法を採用すれはスプ
リアスの減少はみられるものの第3図に示す如くSAW
の位相伝搬方向とパワ・フロー方向とが一致しなくなる
為挿入損失が増大することは明らかであり、殊に受信I
DTに重み付は全施したフィルタに於いては所望の周波
数特性が得られないという欠陥があった。
更に前記論文に於いて黒田等も指摘している通り周波数
一温度特性の頂点温度が8Tカツト水晶の20℃付近か
ら35乃至40℃近傍へ移動し般用のSAWデバイスと
しては極めて不都合なものとなるという欠陥も併せもつ
ものであった。
(発明の目的) 本発明は上述し念如き従来のSAWデバイスの欠陥を除
去する為になされたものであって。
IDT電極によって励起されるSAW及びバルク波のパ
ワ・フロー方向金も考慮し、スプリアスが最小となりし
かも挿入損失の少ないSAWデバイスを提供することを
目的とする。又、STカット水水晶板板金使用前述の如
くパワ・フロー方向全考慮してSAW伝搬方向全決定し
た場合の温度特性を改善したカット角を有する基板を提
供すること全も併せて目的とする。
(発明の概要) 上述の目的を達成する為本発明に係るSAWデバイスは
以下の如き構成をとる。
即ち、送信用IDTi[極によって励起されるSAW及
びバルク波(BAW)のパワeフロ一方位角(PF’A
)の角度差が極力大となる如く圧電基板上にSAW伝搬
方向全設定し前記送信用IDT電極の中心軸線と受信用
IDT 1[極のそれとを前記SAWのパワ・フロー方
向に一致せしめると共に前記送受信IDT電極間隔を前
記BAWのエネルギ受信t’r極力小ならしめるよう設
定するものである。
又、上述の手法f、STカット水晶金用いたSAWデバ
イスに適用する場合そのXo軸まわり回転角6STカツ
トのそれより1.4°乃至13.4°増大し温度特性の
劣化を防止するようにしたものである。
(発明の実施例) 以下1本発明を図面に示した実験結果並びにこれに基づ
〈実施例によって詳細に説明する。
先ず本発明の理解を助ける為、実施例の説明に先立って
本発明の基礎となる概念及びこれに基づく実験結果につ
いて説明する。
第4図は本発明の前提となる事実関係を説明する図ヤあ
って、圧電基板1上に幅aなる二次元導波路と同等の送
受信IDT’に極2及び3全中心間隔lにて配置した場
合を考えると、一般に前記IDTによって励起するSA
Wのパワ・フロー方向PF(SAW)はSAWの位相伝
搬方向に対しψSだけ傾いていると共にSAWの励振に
伴って発生するバルク波(BAW)のパワ・フロー方向
PF(BAW)も前記SAWの位相伝搬方向に対し9B
傾いている。
而して前記BAWのパワ・フローが受信IDT3で受信
せられることによってバルク波に基因するスプリアスと
なり、SAWのパワ・フロー方向と送受IDT 2及び
3の中心軸線が一致しない場合には挿入損失が増大する
こと前述の通りである。
ここでSAWのパワーフロ一方向と前記送受信ID72
.3の中心軸線を一致させ、前記受信IDT 3に於け
るBAWのエネルギの受信量の前記両パワ・フロー方位
角差19B−ψS1依存性を倹肘すると、BAWのビー
ムの拡散を無視すれば簡単な幾何計算から第5図の如く
なることが判る。
従って、SAWのパワ・フロー方向全前記送受信11)
Tの中心軸線に一致せしめると共に前記sAWのパワー
フロ一方位角ψSとBAW のそれψBとの差19B−
ψS1が極力大となるようSAWの位相伝搬方向を選択
し更に前記送受IDTの間隔1 ’c適切に設定すれば
挿入損失が少なくしかもBAWに基因するスプリアス全
減少し得ることが理解されよう。
然らば前記パワ・フロー方位角差19B−ψS1は現実
にどの程度のものとなり、その場合前記送受IDT間隔
1’tどのように設定すぺ−きかについてSTカット水
晶基板全用いて検討する。
STカット水晶基板は時間遅延温度特性が良好であるこ
とからSA”iA/デバイスの圧電基板として広く用い
られており、従来の使用法は前述の如くそのX軸方向に
5AWf伝搬せしめるのが一般的であった。
本発明に於いてはSAW伝搬方向全X軸からθだけ傾け
た場合SAWのパワ・フロー方位角ψS及びBAWのパ
ワ・フロー方位角ψBがどのように変化するかにつき理
論計算全行った結果を第6図に示す。同、BAWにはP
波、SH波及び5Vff!lが存在し、夫々が特定のパ
ワ・フロー方位を有する。又、夫々の仏殿速度はSAW
のそれに比しP波で約1.8倍、5I−1波で約1.4
5倍、Sv波は殆んど同等であり、基板の圧電性を介し
てIDTによって励起される上記各種の波動のエネルギ
はP波及びS H波が犬であるに比してSH波、Sv彼
は極めて小である。更に前記Pt1LとS He、との
エネルギの大小関係は圧電基板の種類及び切断方位に依
存するが、STカット水晶の場合にはP波のエネルギの
方が大である。
従ってSTカット水晶基板を用いた場合最も問題となる
BAWの内P波のパワ・フロー方位角ψB(+))とS
AWのそれψSとの差が最大となるのは第6図からも明
らかな如く基板のX軸とSAW位相伝搬方向との傾きθ
が概ね10°乃至14°の範囲にあり19B−ψS1の
値は約33°であることが判る。
以上の事実より前記θの値を例えば10°とした場合の
送受信IDT電極パターンは@1図に示す如く構成すれ
ばよい。
即ち、基板1のX軸に対しθとして10°傾けた軸線X
’1SAWの位相伝搬方向とするよう送受IDT2.3
の電極指ヲX′軸と直交せしめこれら両IDTの中心軸
線がSAWのパワ・フロー方向PF(SAW)に一致す
るようにする。
この際、前述したBAWの内P波のエネルギを受信ID
T 3が受信しないようにする為には、P波のパワ嘲フ
ローPF(p)のビームが拡散しないものと仮定し送受
IDTの形状を両者同一とすれば簡単な幾何計算によっ
て前記側IDTの対面縁間距離l′は a/1. ’= (tanψs+tan9’B(p))
  =−−−−−−−1,1)ここでψSは約3°と小
さいからtanψS′;ψSとして 1 ’= a/(ψs+tanψ13 (p ) ) 
 −==−(21とみてよい。
ここでl′の値を見積るならば前記第6図よりθ=10
°の場合ψB(p)は30°であるからd’!;1.5
a程度となり高々IDT i!極の幅員に相当する寸法
となる。このことは1本発明に係るSAWデバイスが格
別長大なものとなるようなことはなく充分実用に耐える
ものであることを意味する。
更にBAWの内のS H波の影響をも除去せんとするな
らば。
1 ’ ? a / (tanψB(S)T)−ψs 
) −(31となり前記第6図よりψB(S)j)は約
17°であるからl″!;2.8a程度となり幾分スペ
ースを要するが実用上実現困難な値ではない。
殊に、SAWデバイスが受信IDT7に重み付け(アボ
ダイズ)を付したフィルタ等の場合には、第7図に示す
図からも直観的に理解し得るが如くBAWのP波、SH
波双方の影響を除去せんとする場合、送受IDT対面縁
間距離l′は更に小さく設定し得ることに注目されたい
又、第8図に示す如きタップ付遅延線に本発明全適用す
れば、受信IDT3t、3z、・・・・・・3nにはレ
ベルの大きなスプリアスを生ずることがないのでSAW
の信号とバルク波に起因するスプリアス信号との識別が
殆んど不要となり極めて好都合である。
以上、STカット水晶を基板とするSAWデバイスを用
いてその基板表面に5AWi励起した際これに伴って発
生するBAWのパワ・フロー方向とSAWのそれとの角
度差が極力大となるようSAW伝搬方向を選択すると共
にSAWのパワ・フロー方向全送受IDT中心軸線と一
致せしめ、更に受信IDTがBAWのエネルギを受信し
ないよう送受IDT間の距離を設定することによってス
プリアスと挿入損失の少ないSAWデバイスが得られる
ことを示したが、斯る現象はSTカット水晶に限らず全
ての圧電基板について同様に発生するものであることは
自゛明であろう。
ところでSAW励起用圧電基板として最も一般的なST
カット水晶に於いて、BAWに基因するスプリアス全除
去すべ(SAW伝搬方向をX軸に対して10°乃至14
°傾けた場合周波数一温度特性に変化の生じることが予
想される。
そこで先ずSAWの伝搬方向をX軸に対して10°傾け
た場合について清水の定数を用いて理論的に検討すると
、第9図に示す如く頂点温度がSTカット水晶の20℃
から35℃近傍の高温側に移動していることが判る。こ
れは前述し念黒田等の実験結果と極めて良好な一致を示
すものである。
伺2本理論解析に於いては前述の如く清水の定数を使用
し無!極を仮定している為遅延温度係数TCDが零とな
るカット角はオイラー表示で(ダ、δ、θ)−(0,1
33,14,0)  となりこれは−役的なSTカット
のそれ(鐸、δ、θ)=(0。
132.75.0)とは少しく異なるがカット角の変化
量を見積る目安を得る上では問題は生じない。
さて、上述の問題全解決しSTカット水晶相当の温度特
性を呈する水晶カット角を求めるべく以下の如き手順で
理論解析を行った。
即ち、第】0図に示す清水等の求めた水晶のSA、W遅
延時間温度係数の等値線図(STカット近傍のみを拡大
)参照するに前記面内回転角θヲ10°とした場合頂点
温度20°Cを得る為にばδff1135.71.即ち
STカットのそれに比してX軸重わり回転角で約2.6
°増加してやればよいことが判る。
ところで、このようなカット角を採用した場合i!Ii
l AのSAW とBAWのパワ・フロー方位角差はど
のように変化するであろうか? これを再び前記第6図
金求めたと同一の理論解析を行った結果第11図に示す
如くパワ・フロー方位角差1ψS−ψB1はSTカット
の場合と実質的に同一であることが判明した。
又、説明の煩雑を避ける為図示を省略するが、θ全12
°及び14°とした時も同様の結果を得念。
即ち、θ金10°乃至14°とした場合δQSTカット
のそれから2.6°乃至8,0°増加すれば概ね20℃
に頂点温度を有し、しかもSAWとBAWとのパワ・フ
ロー方位角差を最大値近傍に設定し得ることが判明した
以上の理論的解析の結果を基にして以下の如き2ボ一ト
共振器全製作しそのスプリアス音調べた結果第12図に
示す如き結果を得た。
又、a、b両者の頂点温度は夫々20.4℃及び20.
8℃であってはソ理論解析の結果を裏付けるものである
ことが確認された。
而してSTカット近傍の水晶基板を用いる場合電極膜厚
全天とすれば頂点温度は低下しこれを元に戻す為にはX
olIIまわりの回転角を低減する必要のあることが知
られているが9本発明は電極膜厚による頂点温度補償の
為のカット角変更に加えてSAW伝搬方向のX軸からの
偏移θに基因する頂点温度上昇iXo軸まわりの回転角
δの増大によって補償せんとするものでありその値は前
記θの変化全10°乃至14°とした場合これに対応す
るδの相対的変化が26°乃至8.0°であることを見
い出したものである。
以上説明した理論解析並びに実験の結果全総合勘案する
に、前記パワ・フロー方位角差19B−ψS)は必ずし
も最大値である必然性はな(SAWデバイスの設計によ
っては幾分緩やかな値上選択しても差しつかえないこと
が判る。
従って各種SAWデバイスの実用範囲を考慮すればX@
に対するSAWの伝搬方位角θは+7゜乃至+16°程
度まで拡張してもよい。これに伴い温度特性音STカッ
ト水晶相当に改善する為のXo軸まわりの回転角δも1
.4°乃至13.4°の範囲で増大すればよく、斯くす
ることによって温度特性が良好でスプリアスの少ないS
AWデバイスを得ることができるものである。
(発明の効果) 本発明は以上説明した如く構成するものであるからSA
Wデバイスに於いてSAWと共に励起されるBAWに基
因するスプリアスを除去すると共にこのスプリアス除去
に伴って生じた遅延時間温度−周波数特性の劣化をも補
償することが可能となるので、2ボートSAW共振子。
トランスバーサル・フィルタ等に適用する上で極めて効
果的である。
殊に本発明全タップ付SAW遅延線に適用すれば信号と
ノイズの弁別を容易にする上で著しい効果があり、又送
受IDT中心軸線とSAWのパワ・フロー方位と金一致
させていることから本発明受信IDTに重み付けを施し
たSAWフィルタに適用すれば所望の周波数特性全得る
上でも著しい効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
る 第1図は本発明に係+SAWデバイスの基本的構成金子
す平面図、第2図は従来一般に用いられていたSAWデ
バイスの構成を示す平面図、第3図は黒山等の提案した
SAWデバイスの構成を示す平面図、第4図は圧電基板
上に励起されたSAW及びBAWのパワΦフローの関係
全説明する説明図、第5図はパワ豐フロ一方位角差]ψ
B−ψs1とSAWデバイスの送受IDT寸法との関係
を示す図、第6図はSAW伝搬方向とSAW及びBAW
のパワ・フロー方向との関係を示す理論計算結果の図、
第7図及び第8図は夫々本発明に係る異ったSAWデバ
イスの構成を説明する図、第9図は本発明に係るSAW
デバイスの温度特性を従来のSTカット水晶を用いたそ
れと比較する図、第10図は清水等の求めた水晶に於け
るSAW遅延時間温度係数の等値線図、第11図はSA
W伝搬方向とSAWボート共撮器と本発明に係るそれと
の特性比較実験結果を示す図である。 1・・・・・・・・・圧電基板、   2.2’、3.
3’及び3″・・・・・・・・・IDT[極、   l
C1’>・・・・・・・・・IDT電極間隔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電基板上にSAWの送受信インタディジタル、
    トランスジューサ(IDT)電極を配置した弾性表面波
    (SAW)デバイスに於いて、前記送信IDT電極によ
    って励起されるSAW及びこれと同時に前記圧電基板内
    に励起されるバルク波(BAW)のパワ・フロー方位角
    (PFA)の角度差が極力大となる如くSAW伝搬方向
    を選択し、前記送受信IDT電極の中心軸線を前記SA
    Wのパワ・フロー方向と一致せしめると共に前記受信I
    DT電極による前記BAWエネルギ受信量を極力小なら
    しめるよう前記送受信IDT電極間隔を設定することに
    よってBAWに基因するスプリアスを抑圧したことを特
    徴とするパワ・フロー角度差を利用したSAWデバイス
  2. (2)前記圧電基板をST水晶基板とし励起する・SA
    Wの伝搬方向をX軸に対し+7°乃至+16°の方向に
    設定すると共に当該基板のX_o軸まわりの回転角を1
    .4°乃至13.4°増大することによって前記SAW
    伝搬方向の変化に基因する頂点温度の高温側への移動を
    常温近傍に修正したことを特徴とする特許請求の範囲1
    記載のパワ・フロー角度差を利用したSAWデバイス。
JP20269685A 1985-09-13 1985-09-13 パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス Pending JPS6262608A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20269685A JPS6262608A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20269685A JPS6262608A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6262608A true JPS6262608A (ja) 1987-03-19

Family

ID=16461641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20269685A Pending JPS6262608A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6262608A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013090023A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Panasonic Corp 弾性波装置
CN103152010A (zh) * 2013-03-14 2013-06-12 北京中讯四方科技股份有限公司 一种基于镂空反射电极结构的声表面波滤波器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50113184A (ja) * 1974-02-14 1975-09-05
JPS519647A (ja) * 1974-07-15 1976-01-26 Nippon Telegraph & Telephone Danseihyomenhasochi
JPS55100724A (en) * 1979-01-25 1980-07-31 Toko Inc Elastic surface-wave device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50113184A (ja) * 1974-02-14 1975-09-05
JPS519647A (ja) * 1974-07-15 1976-01-26 Nippon Telegraph & Telephone Danseihyomenhasochi
JPS55100724A (en) * 1979-01-25 1980-07-31 Toko Inc Elastic surface-wave device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013090023A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Panasonic Corp 弾性波装置
CN103152010A (zh) * 2013-03-14 2013-06-12 北京中讯四方科技股份有限公司 一种基于镂空反射电极结构的声表面波滤波器
CN103152010B (zh) * 2013-03-14 2016-03-02 北京中讯四方科技股份有限公司 一种基于镂空反射电极结构的声表面波滤波器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3339350B2 (ja) 弾性表面波装置
JPWO2007046236A1 (ja) ラム波デバイス
JPH11298290A (ja) 弾性表面波装置
JP2000151352A (ja) 最適化されたカットを有する水晶基板上の低損失弾性表面波フィルタ
US6031315A (en) Optimal cut for saw devices on quartz
JP2004135267A (ja) 表面波装置
JP3485832B2 (ja) 弾性表面波デバイス
KR100326620B1 (ko) 탄성표면파디바이스
JP3485833B2 (ja) 弾性表面波デバイス
JP3168925B2 (ja) 表面波装置
KR100588450B1 (ko) 탄성표면파소자및이를이용한휴대전화기
JP2002111429A (ja) 弾性表面波装置
EP0982856B1 (en) Surface acoustic wave resonator and transversal type surface acoustic wave filter
JP3484237B2 (ja) 弾性表面波デバイス
JP3291255B2 (ja) 弾性表面波デバイス
JP4127170B2 (ja) 表面波装置
US6097131A (en) Optimal cut for SAW devices on langatate
KR100300897B1 (ko) 탄성표면파변환기및이변환기를이용한탄성표면파필터
JP3255502B2 (ja) 高安定弾性表面波素子
JPS6262608A (ja) パワ・フロ−角度差を利用したsawデバイス
JP4058044B2 (ja) 単結晶基板およびそのカット方法
JP3485831B2 (ja) 弾性表面波デバイス
JP3014930B2 (ja) 弾性表面波デバイス
Soluch et al. Surface acoustic waves on X-cut LiNbO/sub 3
CN219087112U (zh) 一种基于纵声表面波的高性能声学器件