JPH02170711A - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、弾性表面波装置に関する。

（従来の技術） 従来より、例えばフィルタとして使用されている弾性表
面波装置における電極構成は、ＬｉＮｂ０３　、ＬＩＴ
ａｏ　３等の圧電材料で形成された圧電基板表面上に、
入力側電極となる第１の櫛歯状電極（以下、ＩＤＴ）と
出力側電極となる第２の櫛歯状電極とを対向させ、その
電極指を所定の間隔を設けて互いに交差させて構成され
ている。

このＩＤＴの電極構造において、入出力電極が共に交差
幅一定の正規型電極を用いると、電極対数をＮとすれば
周波数帯域幅Δｆ　−０，８８／　Ｎ　、サイドローブ
レベル−２６ｄＢの周波数特性が得られるが、さらに所
望の周波数特性、例えば通過帯域内の周波数特性がフラ
ットであることや、サイドローブレベルの抑圧等の要求
を満たすために、一般に入力側電極または出力側電極の
一方にアポダイズ法等による重み付けがなされた電極構
造が用いられている。

第７図はこのような従来の弾性表面波装置を示す図で、
第７図（ａ）は従来の双方向性弾性表面波装置の構成図
であり、第７図（ｂ）は同図（ａ）の弾性表面波（ＳＡ
Ｗ）の励振パワー分布を示した図である。同図中破線１
に示すようにアポダイズ法による重み付けが電極１の開
口長の中心軸に対しほぼ対称にかけられた弾性表面波装
置においては、交差幅方向の中心にＳＡＷ励振パワーが
集中し周囲のパワーが小さくなってしまう。このような
電極構成の弾性表面波装置では、アポダイズ型電極２の
交差幅方向のほぼ中心即ちＳＡＷ励振パワーが集中する
部分から放射された弾性表面波４は正規型電極３で受信
される。このとき、正規型電極３において、弾性表面波
のパワーが集中する領域Ａに対して弾性表面波のパワー
が集中しない領域Ｂは負荷となり、領域Ｂから新たに弾
性表面波５が放射される。さらに、この弾性表面波５は
アポダイズ型電極１で同様の理由で反射され、トリプル
中トランジット・エコー（以下、ＴＴＥ）が生じる。そ
の結果、ＴＴＥとして不要スプリアスが発生してしまう
という問題があった。これを解決する方法として、励振
パルスパワーを均一にするようチルトをかける方法が知
られている。

第８図（ａ）はハミング関数のアポダイズに直線状チル
トをかけた電極６の構造を示す図であり、第８図（ｂ）
は同図（ａ）の重み付けの場合の開口長方向の励振パワ
ー分布を示した図である。

第８図（ｂ）に示したように、チルトをかけることによ
り励振パワーの均一性が改善され、良好な特性のフィル
タが実現できる。しかし、このようなチルト形状は第７
図に示したような双方向性電極で構成した損失の大きい
フィルタでは十分に励振強度が均一でなくても資効であ
ったが、低損失フィルタではわずかな励振パワーの不均
一性に起因するＴＴＥが生じ、結果的に不要スプリアス
が生じて特性に悪影響を及ぼすため、十分な励振パワー
の均一性が要求される。

また、第９図に示すように、アポダイズにサイドローブ
を含むような重み付けをした電極７では、直線状やハミ
ング状のチルトではサイドローブ部の励振パワーが小さ
くなってしまい、十分な均一性を得るのは不可能であり
、ＴＴＥの発生原因となっていた。

第１０図は、このような電極構造を有する低損失フィル
タを示す図で、圧電基板１１上には、入力側電極１２ａ
、１２ｂおよび出力側電極１３ａ１１３ｂ、１３ｃが夫
々交互に配置されており、各入力側電極１２ａ、１２ｂ
はポンディングパッド１４により接続され、各出力側電
極１３ａ、１３ｂ、１３ｃはポンディングパッド１５に
より夫々接続されている。また各入力側電極１２ａ、１
２ｂは上記第９図に示した電極構造のアポダイズ型櫛歯
電極、各出力側電極１３ａ、１３ｂ、１３ｃは正規型櫛
歯電極から構成されている。

このような低損失フィルタにおける周波数特性は第１０
図（ｂ）に示すように、通過帯域内にリップル１７が生
じてしまい、特性を劣化させるという大きな問題があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） このように、インパルス応答によるメインローブおよび
サイドローブを含むアポダイズがかけられたＩＤＴにお
いては、ＳＡＷ励振パワーが不均一なためパワーの小さ
い位置における正規型電極から反射が起こり、ＴＴＥと
して不要スプリアスが発生してしまうという問題があり
、特に多電極型等の低損失フィルタでは、このＴＴＥに
よる不要スプリアスがフィルタの特性を大きく劣化させ
る原因となっていた。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、不要スプリアスを除去するよう重み付けさ
れたＩＤＴの励振パワー分布を十分に均一化した弾性表
面波装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の第１の弾性表面波装置は、圧電基板と、この圧
電基板の一主面上に形成され櫛歯状の入力側電極および
櫛歯状の出力側電極とを有する弾性表面波装置において
、前記入力側電極または前記出力側電極のいずれか一方
の電極をインパルス応答によるメインローブとサイドロ
ーブを有するアポダイズ電極で構成し、前記メインロー
ブのチルト傾斜の方向に対して前記サイドローブのチル
ト傾斜の方向が反転した傾斜となるようにしたことを特
徴とするものである。

また本発明の第２の弾性表面波装置は、圧電基板と、こ
の圧電基板の一主面上に形成され櫛歯状の入力側電極お
よび櫛歯状の出力側電極とを有する弾性表面波装置にお
いて、前記入力側電極または前記出力側電極のいずれか
一方の電極をインパルス応答によるメインローブと複数
のサイドローブを有するアポダイズ電極で構成し、前記
メインローブのチルト傾斜の方向に対して前記サイドロ
ーブのチルト傾斜の方向がサイドローブ毎に反転した傾
斜となるようにしたことを特徴とするものである。

（作　用） インパルス応答にメインローブとサイドローブを含むア
ポダイズ型電極のチルトをサイドローブ、メインローブ
毎に反転することにより、ＩＤＴの励振パワー分布が十
分に均一になり、その結果、弾性表面波の励振パワーの
不均一性に起因するＴＴＥによる不要スプリアスが除去
される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図を参照して説明する
。

第１図は実施例の弾性表面波装置の電極構造を示す図で
、図中破線Ａ１は重み付けのエンベロープを描いたもの
である。ＬｉＮｂ０１　、ＬＩＴａＯ３、水晶等の圧電
材料からなる圧電基板２１の一主面上には、薄膜形成技
術例えば蒸着膜のフォトエツチング法等によって形成さ
れたＡＪ２等からなる櫛歯状の入力側電極２２ａ、２２
ｂおよび出力側電極２３　ａ　ｓ　２３　ｂ　ｓ　２３
　ｃが設けられている。

この弾性波装置における入力側電極２２ａｓ　２２ｂお
よび出力側電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、夫々交互に
配置され各入力端Ｍ極２２　ａ、　２２　ｂはポンディ
ングパッド２４により、各出力側電極２３ａ、２３ｂ、
２３ｃはポンディングパッド２５により接続されている
。また上記各入力側電極２２ａ、２２ｂはアポダイズ型
櫛歯電極、上記各出力側電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃは
正規型櫛歯電極から構成されている。

入力側電極２２　ａ　ｓ　２２　ｂの構成は第２図に示
すように、所望の周波数特性と組み合せて得られたイン
パルス応答に対応する重み付けがなされており、メイン
ローブ部Ｍおよびサイドローブ部Ｎを含む重み付けとな
っている。各櫛歯電極のチルト形状は基本的には直線で
あるが、第２図に示したように、メインローブ部Ｍに対
しサイドローブ部Ｎが折れ曲がっており、メインローブ
部Ｍの傾斜幅を１とすると、サイドローブ部Ｎの傾斜幅
は１／２となる形状となっている。

尚、電極指２６の線幅は夫々弾性表面波の波長λのｌ／
４の寸法となっており、このような電極指２６が波長λ
の１／２のピッチで配列されている。

さらに、櫛歯電極間の交差部以外の部分には、弾性表面
波の乱れを防ぐために、交差した電極指２６と対向して
夫々ダミー電極２７が配置されている。

このように構７成された実施例の弾性表面波装置では、
ある周波数帯域を通過させる低損失フィルタとして動作
する。このような電極構造では、第３図（ａ）、（ｂ）
に示したように開口長方向の励振パワー分布２８が十分
均一になっているので、励振された弾性表面波にとって
出力側電極である正規型櫛歯電極２３ａ、２３ｂ、２３
Ｃは、開口長方向のどの部分をとってもほぼ等しい負荷
にみられ、正規型電極から反射が生じない。従って、出
力側電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃの反射によるＴＴＥを
除去することができ、第３図（ｃ）に示すように、通過
帯域内に不要スプリアスのない良好な特性の弾性表面波
装置を得ることができる。

尚、本実施例では電極線幅がｌ／４λのものを示したが
、本発明はこのような線幅に限定されるものではなく、
第４図（ａ）　、（ｂ）に示すように、電極による音響
反射を生じないｌ／８スプリツト電極構成あるいはｌ／
８λ−５／８λ電極構成にも適合することができる。

第５図は他の電極構造を有する弾性表面波装置に本発明
を適用した実施例を示す図で、各入力側電極３１ａ、３
１ｂおよび各出力側電極２３ａ１２３ｂ、２３ｃの配置
構成は前述節１の実施例と同様である。この弾性表面波
装置における入力側電極３１ａ、３１ｂのエンベロープ
は破線Ａ１に示すように、サイドローブ部の傾斜をメイ
ンローブ部の傾斜と同様、開口長いっばいに傾斜をもた
せた構造である。

第６図はさらに本発明の他の実施例を示す図で、各入力
側電極４１ａ、４１ｂにサイドローブを複数含むような
重み付けをした場合においても、同図破線Ａ３に示した
ように、チルトの傾斜をメインローブ、サイドローブ毎
に交互に傾斜の向きを変化させたチルトをかけることに
より、励振パワーを十分均一にすることができる。

さらに、低損失の弾性表面波装置を実現する方法として
、電極に多相励振等による方向性をもたせる方法もある
。このような方向性トランスジューサにおいても、前記
実施例で述べた電極構造を適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の弾性表面波装置によれば
、櫛歯状電極の励振パワー分布が十分に均一になり、そ
の結果、弾性表面波の励振パワーの不均一性に起因する
ＴＴＥによる不要スプリアスの除去が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弾性表面波装置の一実施例を示す正面
図、第２図は第１図のアポダイズ型櫛歯電極の構造を示
す図、第３図（ａ）、（ｂ）は実施例のアポダイズ型櫛
歯電極の励振パワー分布を説明するための図、同図（ｃ
）は本発明の弾性表面波装置における周波数特性を示す
グラフ、第４図は実施例の弾性表面波装置における他の
電極構造を示す図、第５図および第６図は本発明の他の
実施例を示す電極構成図、第７図（ａ）は従来の弾性表
面波装置を示す正面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）の
励振パワー分布を説明するための図、第８図および第９
図は従来のアポダイズ型櫛歯電極構造の詳細図および励
振パワー分布図、第１０図（ａ）は第９図の電極構造を
用いた低損失フィルタの構成図、第１０図（ｂ）は同図
（ａ）の従来の弾性表面波装置における周波数特性を示
すグラフである。 ２１・・・・・・・・・圧電基板 ２２ａ％　２２ｂ・・・・・・・・・入力側電極（アポ
ダイズ型櫛歯電極） ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・・・・出力側電極（正規
型櫛歯電極） Ａ　Ｉ　、Ａ　２　、Ａ　３・・・・・・・・・アポダ
イズ型重み付けのエンベロープ ２８・・・・・・・・・・・・励振パワー分布曲線出願
人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− （ａ） （ｂ） 第７図 （ａ） 仔７− （ｂ） 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板と、この圧電基板の一主面上に形成され
   櫛歯状の入力側電極および櫛歯状の出力側電極とを有す
   る弾性表面波装置において、 前記入力側電極または前記出力側電極のいずれか一方の
   電極をインパルス応答によるメインローブとサイドロー
   ブを有するアポダイズ電極で構成し、前記メインローブ
   のチルト傾斜の方向に対して前記サイドローブのチルト
   傾斜の方向が反転した傾斜となるようにしたことを特徴
   とする弾性表面波装置。
2. （２）圧電基板と、この圧電基板の一主面上に形成され
   櫛歯状の入力側電極および櫛歯状の出力側電極とを有す
   る弾性表面波装置において、 前記入力側電極または前記出力側電極のいずれか一方の
   電極をインパルス応答によるメインローブと複数のサイ
   ドローブを有するアポダイズ電極で構成し、前記メイン
   ローブのチルト傾斜の方向に対して前記サイドローブの
   チルト傾斜の方向がサイドローブ毎に反転した傾斜とな
   るようにしたことを特徴とする弾性表面波装置。