JPH0245366B2

JPH0245366B2 -

Info

Publication number: JPH0245366B2
Application number: JP56023190A
Authority: JP
Inventors: Jon Marei Robaato; Furanku Mitsucheru Richaado; Shofuiirido Jon
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1990-10-09
Also published as: US4357584A; JPS56138318A; GB2070379A; GB2070379B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、表面を弾性波が伝播できる基体と、
上記表面にある第１の伝播トラツクに沿つて弾性
波エネルギーを放出するように設けられている入
力変換手段と、上記表面にある第２の伝播トラツ
クから弾性波エネルギーを受け取るように設けら
れている出力変換手段と、上記入力変換手段から
上記第１の伝播トラツクに放出された弾性波を受
け取り、このエネルギーの少なくとも一部を弾性
波エネルギーとして出力変換手段に向けて第２の
伝播トラツクに再放出する電気結合手段とを具え
る弾性波帯域通過形電気フイルタであつて、入力
変換手段と出力変換手段との合成振幅−周波数応
答が弾性波の波長λ₀に対応する中心周波数f₀を有
する第１の通過域を具え、この第１の通過域がフ
イルタの所望の主通過域に相当し、前記の合成振
幅−周波数応答が更に前記の第１の通過域に対す
るそれぞれの奇数高調波周波数で少なくとも１つ
の不所望な通過域を有し、前記電気結合手段が前
記第１の伝播トラツクを横切る導体細条アレーと
前記第２の伝播トラツクを横切る導体細条アレー
とから成り、各導体細条アレーの導体細条を互い
に電気的に絶縁されている個別の平行細条とし、
前記２個の導体細条アレーの導体を各導体細条ア
レーから細条を１本ずつ選んで対の状態にして電
気的に接続し、この電気結合手段を１つの群又は
複数の群に配置した弾性波帯域通過形電気フイル
タに関するものである。

結合係数が高い圧電基体、例えばＹ−Ｚニオブ
酸リチウム上に指合形入力変換手段と、指合形出
力変換手段と、それらの間に挿入されたトラツク
を変更するための多重細条アレーとを設けた表面
弾性波（SAW）帯域通過形電気フイルタは周知
のものである。而して上記２個の変換手段の振幅
−周波数応答を組み合わせた合成振幅−周波数応
答はほぼフイルタの所望通りの通過域と一致する
通過域を有する。これらのフイルタが具える多重
細条アレーの主たる長所はこれがスプリアスバル
ク波を可成り抑圧できることであり、もう一つの
利点はこれが両変換手段のアポダイゼーシヨン重
み付け（apodization weighting）を許すことで
ある。

これらのフイルタに設けられる各変換手段の振
幅−周波数応答は、基本通過域と、変換手段の分
散構成、即ち変換手段の電極の中心から中心迄の
距離及びマークースペース比とにより決まる特定
の高調波にある他の通過域とを有するが、入力変
換手段と出力変換手段の分散構成を異ならせると
フイルタの合成振幅−周波数応答に見られるこれ
らの高調波通過域の或るものが抑圧される。しか
し、２個の変換手段の分散構成を同じにするとこ
のような抑圧は起こらない。電極間の中心から中
心迄の距離を基本通過域の中心周波数に対応する
表面弾性波の波長の四分の一とし（これは二重電
極変換手段と呼ばれる）、電極のマークースペー
ス比を１対１とする指合形変換手段は基本通過域
に一番近い通過域として振幅が基本通過域の振幅
にほぼ等しい第３高調波通過域を有する。この二
重電極構成変換手段の主たる長所は振幅−周波数
応答内に不所望のリツプルを出現させる変換手段
内での相互作用が小さくなることであり、この理
由でこの構成を入力変換手段にも出力変換手段に
も使うことが普通となつている。しかし、この場
合に発生する第３高調波を抑圧しないとフイルタ
の用途如何によつては深刻な欠点となる。また電
極同士の間の中心から中心迄の距離が基本通過域
の中心周波数に対応する表面弾性波の波長の二分
の一（これは単一電極変換器として知られてい
る）であり、電極のマークースペース比が１対１
である指合形変換手段は基本通過域の最近傍の他
の通過域として第５高調波通過域を有するが、こ
の単一電極構成変換手段の長所は電極の幅を信頼
できる範囲で最小にした時基本通過域の中心周波
数が二重電極構成の変換手段の場合の周波数の２
倍のところにくることである。しかし、この場合
も発生する第５高調波を抑圧しないとフイルタの
用途如何によつては重大な欠点となる。

本発明の目的は上述した高調波応答を抑圧しな
い場合に生ずる欠点を克服するにある。このよう
な本発明の根本思想は基体上の入力変換手段と出
力変換手段との間に設けられるトラツクを変更す
るための多重細条アレーの幾何学的構造をこの多
重細条アレーを副群に分割し、副群同士の間の距
離を入力トラツクに対する側と出力トラツクに対
する側とで異ならしめることによりこの多重細条
アレーの振幅−周波数応答に変換手段の不所望な
通過域を抑圧する阻止域が現われるようなものに
するにある。

本発明は、表面を弾性波が伝播できる基体と、
上記表面にある第１の伝播トラツクに沿つて弾性
波エネルギーを放出するように設けられている入
力変換手段と、上記表面にある第２の伝播トラツ
クから弾性波エネルギーを受け取るように設けら
れている出力変換手段と、上記入力変換手段から
上記第１の伝播トラツクに放出された弾性波を受
け取り、このエネルギーの少なくとも一部を弾性
波エネルギーとして出力変換手段に向けて第２の
伝播トラツクに再放出する電気結合手段とを具え
る弾性波帯域通過形電気フイルタであつて、入力
変換手段と出力変換手段との合成振幅−周波数応
答が弾性波の波長λ₀に対応する中心周波数f₀を有
する第１の通過域を具え、この第１の通過域がフ
イルタの所望の主通過域に相当し、前記の合成振
幅−周波数応答が更に前記の第１の通過域に対す
るそれぞれの奇数高調波周波数で少なくとも１つ
の不所望な通過域を有し、前記電気結合手段が前
記第１の伝播トラツクを横切る導体細条アレーと
前記第２の伝播トラツクを横切る導体細条アレー
とから成り、各導体細条アレーの導体細条を互い
に電気的に絶縁されている個別の平行細条とし、
前記２個の導体細条アレーの導体を各導体細条ア
レーから細条を１本ずつ選んで対の状態にして電
気的に接続し、この電気結合手段を１つの群又は
複数の群に配置した弾性波帯域通過形電気フイル
タにおいて、前記電気結合手段の各群を少なくとも２個の副
群の対応する組を以つて構成し、各副群を両導体
細条アレーから取つた導体細条で構成し、副群の
各組に対し、第１及び第２の伝播トラツクに沿う
それぞれの隣接の副群間の実効間隔を互いに、λ₀
よりも著しく小さく且つ選択された前記の不所望
な通過域の中心周波数とほぼ一致する周波数nf₀
の弾性波波長の適切な分割値である量だけ異なら
せ、前記の群を構成する副群の個数及び相対配置
は前記の適切な分割値に関連して選択し、これに
より出力変換手段の方向に再放出される弾性波エ
ネルギーを前記の周波数nf₀で相殺位相及び振幅
関係で合成し、前記の電気結合手段の振幅−周波
数応答に阻止域を設け、この阻止域により、フイ
ルタの所望の主通過域応答を維持して選択された
前記の不所望な通過域を抑圧するようになつてい
ることを特徴とする。

各第１の群を２個の副群で構成することができ
る。こうすれば電気結合手段の構造が簡単にな
る。もう一つの方法は各第１の群を３個の副群で
構成することである。こうすると電気結合手段の
構成が複雑になるが、電気結合手段の振幅−周波
数応答に得られる阻止域の幅を広くとれるように
なる。入出力変換手段の分散構造は全体を二重電
極構造とし、前記第１の通過域を基本通過域と
し、これに最も近い前記の不所望な通過域を対応
の第３高調波の通過域とし、選択された前記の不
所望な通過域で抑圧されるものをこの第３高調波
の通過域とすることができる。もう一つの方法は
入出力変換手段の全体を単一電極構造とし、前記
第１の通過域を基本通過域とし、これに最も近い
前記の不所望な通過域を対応の第５高調波の通過
域とし、選択された前記の不所望な通過域で抑圧
されるものをこの第５高調波の通過域とすること
である。

本発明弾性波帯域通過形電気フイルタにおいて
多重細条アレーが上述した多重細条アレーの副群
への分割によつても抑圧できないところに別の阻
止域を与えるようにすると好適である。これは副
群を適切に分割することにより達成される。この
場合本発明によれば、前の前の段落に記述したフ
イルタにおいて、前記阻止域の中心を第１の周波
数n₁f₀に置き、前記の各副群を第１の副群とし、
この第１の副群を少なくとも２個の第２の副群に
分け、各第２の副群を両導体細条アレーから取つ
た導体細条で構成し、各第１の副群を構成する第
２の副群を第１及び第２の伝播トラツクに沿つて
互いに異なる距離で離間させ、前記第２の副群の
配置と前記の第１及び第２のトラツクに沿うこれ
ら第２の副群間の分離とを、これにより出力変換
手段の方向に再送出される弾性波エネルギーが選
択された第２の前記の不所望な通過域の中心周波
数とほぼ一致する第２の周波数n₂f₀で相殺位相及
び振幅関係で合成されて前記の電気結合手段の振
周波数応答に、従つて入力及び出力変換手段の振
幅−周波数応答に前記の第２の周波数を中心周波
数とする他の阻止域を形成するように選択したこ
とを特徴とする。

表面弾性波帯域通過形電気フイルタは例えば
「アプライドフイジクスレターズ」（Applied
physics Letters）第30巻第８号、1977年４月15
日号に載つているエル・ピー・ソリエ（L.P.
Solie）の論文から既知であるが、そこでは多重
細条アレーの細条を、基本通過域の中心周波数の
弾性波波長だけ互いに相違するそれぞれの距離だ
けカプラの入力及び出力トラツクに沿つて離間さ
れた重み付群に配置され、多重細条アレーに対し
整形された通過域の振幅−周波数応答を与えるよ
うにしている。而して本発明はこのタイプのフイ
ルタにも適用することができ、それ故本発明によ
れば３つ前の段落に記述したフイルタにおいて２
個以上の前記の群を設け、これらの群の構成と相
対配置とを基本通過域と所定の形状の高調波的に
繰り返されるいくつかの通過域とを有する電気結
合手段の振幅−周波数応答を与えるように選び、
前記阻止域の中心を前記結合手段の選択された前
記の通過域が抑圧されるような所定の周波数にす
ることができる。

本発明弾性波帯域通過形電気フイルタでは、基
体の表面を伝播する弾性波を基体の表面部内を伝
播してゆく通常の表面弾性波とすることができ
る。さもなければ上記弾性波を例えば基体の表面
部近傍をこの表面部に平行に伝播するバルク波と
することができる。なおこのタイプのバルク波の
用途については英国特許第1451326号に遅延線フ
イードバツク発振器と関連して述べられている。
またこの目的に適した伝播方向がＸ軸に垂直であ
る回転Ｙカツト水晶の範囲については「エレクト
ロニクスレターズ」（Electronics Letters）第13
巻第５号、1977年３月３日号第128〜130頁に説明
がある。また弾性波は「ジヤーナルオブアプライ
ドフイジクス」（Journal of Applied Physics）
第43巻第３号、1972年３月号、第856乃至862頁に
載つているケー・ヤマノウチとケー・シバヤマの
論文に記載されているようにニオブ酸リチウムの
41゜又は64゜回転させたＹカツト面のＸ軸に沿つて
伝播してゆく圧電漏れ表面波（piezoelectric
leaky surface wave）とすることができる。

図面につき本発明を詳細に説明する。

第１図には表面を表面弾性波が伝播してゆくこ
とができる基体S_uと、表面に設けられている第１
の伝播トラツクＴ１に向つて表面弾性波エネルギ
ーを放出する入力変換手段IPと、表面に設けら
れている第２の伝播トラツクＴ２から表面弾性波
エネルギーを受け取る出力変換手段OPと、入力
ポートＰ１で入力変換手段IPから第１の伝播ト
ラツクＴ１に沿つて送られてくる表面弾性波エネ
ルギーを受け取り、このエネルギーの少なくとも
一部を表面弾性波エネルギーとして出力ポートＰ
２から出力変換手段OPめがけて第２の伝播トラ
ツクＴ２に再放出する電気結合手段MSAとが示
されている。

入力変換手段IPと出力変換手段OPとはいずれ
も２重の電極を有する指合形の変換器の形態をし
ており、電極と電極の中心から中心迄の距離がい
ずれも変換器の振幅−周波数応答の基本通過域の
中心周波数をf₀とした時表面弾性波の1/4波長
λ₀／４となつていて、変換器の電極の部分と間隙
の部分の比（マークースペース比）が１対１にな
つている。入力変換手段IPと出力変換手段OPの
振幅−周波数応答を合成したものでは所定の形状
の通過域が高調波的に反復するようになつてお
り、その中心周波数がf₀である基本通過域はこの
半導体装置が形成する電気フイルタの所望の通過
域にほぼ一致し、中心周波数を3f₀とする第３高
調波通過域の振幅は基本通過域の振幅にほぼ等し
い。

電気結合手段MSAはＮ本の離散した互に平行
な導体細条STを電気的に互に絶縁して配列した
ものである。各導体細条STは一対の導体細条か
ら成り、そのうちの一方の導体細条は第１の伝播
トラツクＴ１を横切る部分であり、他方は第２の
伝播トラツクＴ２を横切る部分であり、各対のこ
のような２本の導体細条同士が電気的に接続され
ているものと看做することができる。

この電気結合手段MSAは通常のトラツクを変
更するための多重細条カプラであつて、導体細条
ST同士の中心から中心迄の距離ｄが第１の伝播
トラツクＴ１に対する部分にあつてもまた第２の
伝播トラツクＴ２に対する部分にあつても導体細
条アレー全体を通して一定で、両伝播トラツクに
対する部分同士について同一である。なおこのよ
うな通常の多重細条カプラの動作については例え
ばIEEE Transactions 1973、MTT−21巻206〜
215頁にのつているエフ・ジー・マーシヤル（F.
G.Marshall）の論文に詳細な説明があるが、今
のところ簡単に次のように説明することができ
る。各導体細条STは第１の伝播トラツクＴ１か
ら入つてくる入力信号に一定の位相のずれを与え
て第２の伝播トラツクＴ２へ送り出される出力信
号に変換する機能の一部づつを分坦するものと考
えることができる。而して変換後の全電力はカプ
ラ内での相互作用の結果導体細条の数Ｎの正弦二
乗関数となる。入力ポートＰ１と出力ポートＰ２
との間の径路の長さはどのような経路をとつても
一定であつて、どの導体細条STを通つてもそこ
で信号の変換が行なわれる。これは各導体細条
STで変換される信号同士の位相が広範囲の周波
数レンジに亘つて加え合わされ、従つてこの通常
の多重細条カプラの振幅−周波数応答は非常に幅
の広い通過域を有することになる。しかし、この
挙動は表面弾性波の波長の1/2が導体細条同士の
間の距離ｄに等しくなる周知の阻止域周波数f_S及
びこの周波数f_Sの高調波の近傍では異なつてく
る。一般にこのような多重細条カプラが周波数f₀
（f_S）に対してトラツクの変更を行なうように設
計されている場合は、この多重細条カプラがf₀の
高調波をも通してしまうものである（但し、すぐ
上に述べた阻止域に高調波が入る場合は別論）。
このようにして第１図に示した既知の表面弾性波
帯域通過形電気フイルタでは周波数3f₀の第３高
調波がフイルタを通過し、フイルタの出力信号中
に現われる。

第２図には第１図の多重細条カプラに変更を施
した多重細条カプラを具える本発明電気フイルタ
が示されている。こゝでは多重細条カプラMSA
のＮ本の導体細条群を対称中心線Ｃをはさんで
各々がＮ／２本の細条から成る２個の副群に分割
し、これらの２個の副群を第１の伝播トラツクＴ
１に沿つて距離ｄだけ離隔させ、第２の伝播トラ
ツクＴ２に沿つて異なる距離（ｄ＋λ₀／６）だけ
離隔させてある。入力変換手段IPから送られて
きて入力ポートＰ１から多重細条カプラMSAに
入る周波数3f₀の表面弾性波エネルギーは出力ポ
ートＰ２からこの周波数3f₀でしかも振幅も同じ
まゝ再放出されるが、各副群を通つたもの同士の
位相は逆相になつており、このため出力変換手段
OPにはこの周波数3f₀の表面弾性波エネルギーが
入つてこない。

このような多重細条カプラの周波数応答を調べ
るための解析技術についてはIEEE超音波シンポ
ジウム1977年の紀要（Proceedings of the IEEE
Ultrasonics Symposium 1977）の第686〜690頁
にのつているエムフエルドマン（M.
Feldmann）及びジエイヘナフ（J.Henaff）の
論文に説明がある。而してこの解析法を第２図に
示す多重細条アレーに適用してみた。但し、多重
細条間の距離ｄは0.35λ₀で電極の占める部分と間
隙の部分の比（マークースペース比）は１対１で
あり、導体細条の本数Ｎは108で圧電結合定数
（piezoelectric coupling constant）K²を（Ｙ−
Ｚニオブ酸リチウム基体）0.047とする。この多
重細条カプラの予想される振幅−周波数応答を第
３図に示す。但し、f₀＝66MHzとする。この振幅
−周波数応答には中心周波数を3f₀とする阻止域
が明瞭に見えている。この場合3f₀＝198MHzであ
つて、この198MHzを中心として幅8MHzに亘つて
−30dB以上減衰している。このように3f₀を中心
として高調波を抑圧してもこれに伴なうf₀での伝
送損失は小さく1.25dBにすぎない。なおf_S＝
1.43f₀及び2f_Sに明瞭に阻止域が現われている。

多重細条カプラに対するより厳密な解析技術は
本発明の発明者中２名により発表された1980年11
月のIEEE超音波シンポジウムの論文に説明があ
る。この解析技術は１本の導体細条が幅の広い周
波数応答を呈することを考慮に入れたものである
が、これによれば第３図の振幅−周波数応答が多
少変つてきて周波数零及び4f₀で0dBとなるが、
f_S、2f_S及び3f₀に矢張り第３図に示すような阻止
域が現われる。

第２図に示す中心の表面弾性波フイルタ、即ち
Ｙ−Ｚニオブ酸リチウム上に基本周波数f₀＝66M
Hzとなるように二重電極構造を有する入力変換手
段及び出力変換手段並びに前述した多重細条アレ
ーを並べたものを作り、50Ω電源及び負荷インピ
ーダンスを用いて測つたこのフイルタの同調をと
らない時の実際の振幅−周波数応答を第４図に示
す。この入力変換手段の振幅−周波数応答と出力
変換手段の振幅−周波数応答とを組み合わせた合
成応答曲線は通過域が調和的に繰り返される様相
を呈し、その中にはf₀にある基本通過域（中心周
波数が66MHzで通過域のピークから30db下つた
点を結んで測つた通過域幅が5MHzである）と3f₀
にある振幅がほぼ等しい対応する通過域とが含ま
れる。第４図に示すフイルタの振幅−周波数応答
は3f₀（198MHz）の通過域応答が完全に抑圧され
ていることを示している。なお140MHzに見える
山は残存しているバルク波によるものである。

第２図に戻ると第１の伝播トラツクＴ１に対す
る側と第２の伝播トラツクＴ２に対する側とで２
個の多重細条副群の間に存在する間隔の差λ₀／６
はｎ＝３としてλ₀／2nで表わされる。多重細条
アレーの入力ポートＰ１に入る入力信号は出力ポ
ートＰ２に周波数ｆの時式φ＝180f／nf₀度で表
わされる位相差φを有する２個の出力信号を生
む。斯くして周波数ｆ＝nf₀では２個の信号が
180゜の位相差を有し、相殺し合う。ｎ＝３であれ
ば、周波数3f₀の信号が抑圧され、ｎを別の整数
とすれば周波数f₀の対応する他の第ｎ高調波が抑
圧され、ｎを整数でなくすればf₀の高調波でない
もう一つの周波数が抑圧される。更にｎの値とし
てどんな値を選ぼうとも周波数nf₀及びその奇数
倍の高調波が抑圧される。例えばｎ＝３とすれば
3f₀、9f₀、15f₀、21f₀等が抑圧される。

第５図には本発明により第１図の多重細条アレ
ーを改良したもう一つの多重細条カプラを具える
電気フイルタが示されている。この場合は多重細
条カプラMSAのＮ本の細条STの群を対称中心Ｃ
に対して３個の副群に分け、中央副群にＮ／２本
の細条をあて、２個の外側副群の各々をＮ／４本
の細条で構成し、３個の副群間の距離を第１の伝
播トラツクＴ１に沿つてｄとし、第２の伝播トラ
ツクＴ２に対する側では（ｄ＋λ₀／６）とする。
入力変換手段IPから送られてきて入力ポートＰ
１から多重細条カプラMSAに入る周波数3f₀の表
面弾性波エネルギーはこの周波数3f₀のまゝで出
力ポートＰ２から、２個の外側副群から出る表面
弾性波エネルギーの合成振幅が中央副群から出る
表面弾性波エネルギーの振幅と同一でこれらの位
相が逆相をなして出力され、その結果出力変換手
段OPには周波数3f₀の表面弾性波エネルギーが入
つてこない。中心周波数3f₀の多重細条カプラ
MSAの振幅−周波数応答の阻止域の幅と深さは
いずれも第２図の場合の対応する阻止域のそれよ
りも大きく、それでいてf₀での伝送損失が僅か大
きくなるだけでこのような改良が得られる。

第６図には３個の実測された振幅−周波数応答
曲線が示されている。実線で表わされた曲線Ａは
第１図に示した構成のフイルタのものであり、点
線で表わされた曲線Ｂは第２図に示した構成のフ
イルタのものであり、破線で表わされた曲線Ｃは
第５図に示す構成のフイルタのものである。これ
らの３個のフイルタはいずれも回転Ｙカツトで切
り出たＸ軸方向を伝播方向とするニオブ酸リチウ
ム基体上に造られ、変換手段の第３高調波応答が
バえルク波で隠されることはない。入力変換手段
IPと出力変換手段OPとは３個のフイルタ全部を
通して同一である。即ち、基本周波数f₀＝55MHz
で幅の広い基本通過域が50MHzである二重電極構
造の交換手段であつて、この３個の場合全部を通
じて幅の等しい第３高調波通過域に亘つて多重細
条カプラMSAの抑圧特性が展開される。実際の
フイルタではこれらの変換手段の与える基本通過
域と第３高調波通過域とはもつとずつと狭く、例
えば10MHzである。３個のフイルタ全てを通じて
多重細条カプラは100本の多重細条を具える。曲
線Ａは第１図の構造にした場合第３高調波の応答
が基本応答よりも10db高いことを示しているが、
これは50Ω電源と負荷インピーダンスに一層良好
に整合しているためである。曲線ＢとＣは前述し
た基本通過域（f₀）での僅かな伝送損失があるこ
とを示すと共に第３高調波通過域（3f₀）の周り
での抑圧を示す。後者は第５図の構造の方が第２
図の構造よりも深く且つ広い。

第７図は本発明フイルタで使用するための多重
細条アレーのもう一つの実施例の略式平面図であ
り、これは第２図に示す多重細条アレーを更に分
割して２個の異なる周波数で抑圧を与えるもので
ある。４個の細条群GST１，GST２，GST３及
びGST４は各々Ｎを多重細条アレー内にある細
条の全部の数とした時Ｎ／４本の細条から成り、
これらの４個の細条群は第１の伝播トラツクＴ１
側では同一の距離ｄだけ離れており、第２の伝播
トラツクＴ２側では群GST２とGST３とは距離
ｄ＋λ₀／2n₁−λ₀／2n₂離れており、群GST１とGST２とは距離ｄ＋λ₀／2n₂だけ離れており、群GST３と GST４も距離ｄ＋λ₀／2n₂だけ離れている。第１の伝播トラツクＴ１に面する入力ポートＰ１で多重
細条アレーが受け取る周波数n₁f₀の入力信号は第
２の伝播トラツクＴ２に面する出力ポートＰ２か
ら群GST１及びGST２に起因する第１の信号と、
群GST３及びGST４に起因する第２の信号とを
出力するが、これら２つの信号はいずれも周波数
n₁f₀であつて互に相殺し合う。入力ポートＰ１で
多重細条アレーが受け取る周波数n₁f₀とは別の周
波数n₂f₀の入力信号は出力ポートＰ２から群GST
１による第１の信号と群GST２による第２の信
号とを出力し、これらはいずれも周波数n₂f₀であ
つて互に相殺し合うと共に、群GST３による第
３の信号と群GST４による第４の信号とを出力
し、これらはいずれも周波数n₂f₀であつて互に相
殺し合う。このように今の場合は２個の異なる周
波数n₁f₀及びn₂f₀を中心とする阻止域が与えられ
る。また群GST１乃至GST４の各々を更に細分
割すれば更に別の周波数を中心とする阻止域が与
えられる。

第８図は本発明フイルタで使用するもう一つの
多重細条アレーの略式平面図であつて、多重細条
アレーの細条は３個の群に分かれて整形された通
過域の振幅−周波数応答が得られるように配設さ
れており、各群は選択された高調波通過域で抑圧
を与えるように分割されている。このアレーは第
１群の２個の細条ST１及びST２、第２群の４個
の細条ST３，ST４，ST５及びST６並びに第３
群の２個の細条ST７及びST８から成り、対称中
心Ｃを有する。第１の伝播トラツクＴ１に対する
側では全ての導体細条が同一距離ｄだけ分離され
ており、第２の伝播トラツクＴ２に対する側では
導体細条ST１乃至ST８が順次距離ｄ＋λ₀／2n、ｄ＋λ₀−λ₀／2n、ｄ、ｄ＋λ₀／2n、ｄ、ｄ＋λ₀−λ₀
／2n及びｄ＋λ₀／2nだけ離れている。

導体細条アレーの細条を夫々２本、４本及び２
本の細条から成る３個の群に分け、その群同士の
間の中心から中心迄の距離を第１のトラツクＴ１
に対する側では3dとし、第２の伝播トラツクＴ
２に対する側では3d＋λ₀とすると振幅−周波数
応答は整形された通過域が高調波的に繰り返さ
れ、基本通過域の中心周波数はf₀となる。第１の
伝播トラツクＴ１に対する入力ポートＰ１から多
重細条アレーに入つてくる周波数nf₀の入力信号
は第２の伝播トラツク２に対する出力ポートＰ２
から導体細条ST１による第１の信号と導体細条
ST２による第２の信号とを出力するが、これら
はいずれも周波数nf₀で互に相殺し合う。上記入
力信号はまた導体細条ST３及びST４による第３
の信号と導体細条ST５及びST６による第４の信
号とを出力ポートＰ２から出力するが、これらは
いずれも周波数nf₀であつて互に相殺される。更
に上記入力信号は出力ポートＰ２から導体細条
ST７による第５の信号と導体細条ST８による第
６の信号とを出力するが、これらはいずれも周波
数nf₀で互に相殺し合う。斯くして周波数nf₀の信
号はこの多重細条アレーで抑圧されることにな
る。またこの多重細条アレーによればnf₀に中心
を置く周波数レンジに亘る信号も抑圧される。そ
れ故この導体細条アレーは多数ある高調波通過域
の選ばれた一つ、例えばｎ＝３とすれば3f₀を中
心周波数とする第３高調波通過域を抑圧するよう
に構成することもできる。

本発明の範囲内で考えられる変形例には以下の
ようなものがある。

第２図及び第５図に示す指合形入出力変換手段
IP及びOPの電極の中心から中心迄の距離を単一
電極変換手段として既知のように基本通過域の中
心周波数をf₀とした時表面弾性波の半波長λ₀／２
とし、電極の占める部分と間隙の占める部分の比
（マークースペース比）を１対１とすれば、基本
通過域に最も近い他の通過域は中心周波数を5f₀
とする第５高調波通過域となる。この単一電極構
成の変換手段の利点は電極の幅を信頼できる範囲
でできるだけ狭くした場合基本通過域が二重電極
構成の変換手段の周波数の２倍となることであ
る。しかし、この場合に生ずる第５の高調波を抑
圧しないとフイルタの用途如何によつては深刻な
欠点となる。この場合は多重細条カプラMSAの
副細条群の構造と間隔を振幅−周波数応答内に周
波数5f₀に中心を置く阻止域が現われるようなも
のにする。これは第２図及び第５図に示す構造の
ものでは第１の伝播トラツクＴ１に対する部分の
副群間の距離と第２の伝播トラツクＴ２に対する
部分の副群間の距離との間にλ₀／10だけの差異を
与えることにより達成される。

多重細条カプラを４個以上、例えば５個又は７
個の副群に分けて多重細条カプラの振幅−周波数
応答に入力変換手段と出力変換手段の合成振幅−
周波数応答にある不所望の応答を抑圧するための
阻止域が得られるようにする。しかしこれは基本
周波数にあるフイルタの挿入損失が増大するとい
う犠牲を伴なう。

以上多重細条カプラMSAの振幅−周波数応答
に現われる阻止域が夫々所望の基本周波数通過域
を有する入力変換手段と出力変換手段の合成振幅
−周波数応答に現われる不所望の奇数高調波通過
域を抑圧するフイルタにつき論じてきた。しかし
所望の通過域を基本周波数通過域以外のものにす
ることもできる。従つて本発明を一層一般的な概
念で表わせば、入力変換手段と出力変換手段の合
成振幅−周波数応答がほぼフイルタの所望の通過
域と一致する第１の通過域とこの第１の通過域と
高調波関係にある他の通過域とを有し、多重細条
カプラの振幅−周波数応答に上記他の通過域から
選択された一つの通過域を抑圧する阻止域を設け
るものと云うことができる。1977年のIEEEの超
音波シンポジウムの紀要（Proceedungs of the
IEEE Ultrasonics Symposium）の686乃至690
頁にのつているエム・フエルドマン（M.
Feldmann）及びジエイヘナフ（J.Henaff）の前
述した論文では２種類の多重細条アレー、即ち送
信アレー（transmitting array；MTA）と反射
アレー（reflecting array；MRA）に触れてい
る。しかしそこにのつている多重細条反射アレー
の構造は本発明の範囲内に含めるには適さない。

【図面の簡単な説明】

第１図は二重電極構造の交差指形入力変換手段
と交差指形出力変換手段とを具え、これらの両変
換手段の間に通常のトラツクを変更するための多
重細条カプラを設けた既知の表面弾性波帯域通過
形電気フイルタの略式平面図、第２図は本発明に
係る第１図のものを改良した多重細条カプラを具
え、第１の周波数に中心を置く阻止域を与える表
面弾性波帯域通過形電気フイルタの略式平面図、
第３図は第２図に示した多重細条カプラの予想さ
れる振幅−周波数応答曲線図、第４図は第３図に
示す振幅−周波数応答を呈する多重細条カプラを
具える第２図に示した弾性波フイルタの実測され
た振幅−周波数応答の図、第５図は阻止域の中心
が第１の周波数にある本発明により改良されたも
う一つの多重細条カプラを具える弾性波帯域通過
形電気フイルタの略式平面図、第６図は第１，２
及び５図に示したフイルタの比較に便なるように
描かれた３個の振幅−周波数応答曲線の図、第７
図は本発明フイルタで使用される更にもう一つの
多重細条カプラの略式平面図（これは第１の周波
数とこれと異なる第２の周波数とに中心を置く２
つの阻止域を持つように第２図の多重細条カプラ
を更に分割している）、第８図は本発明フイルタ
で使用される更にもう一つの多重細条カプラの略
式平面図（この多重細条カプラは整形された通過
域を示す振幅−周波数応答を呈し、第７図の各群
が二分割されていて選択された高調波通過域で抑
圧を与える）である。 SU…基体、IP…入力変換手段、OP…出力変換
手段、MSA…電気結合手段（多重細条アレー）、
Ｔ１…第１の伝播トラツク、Ｔ２…第２の伝播ト
ラツク、Ｐ１…入力ポート、Ｐ２…出力ポート、
ｄ，ｄ＋λ₀／６等…多重細条アレーの導体間の距離。

Claims

【特許請求の範囲】１表面を弾性波が伝播できる基体と、上記表面
にある第１の伝播トラツクに沿つて弾性波エネル
ギーを放出するように設けられている入力変換手
段と、上記表面にある第２の伝播トラツクから弾
性波エネルギーを受け取るように設けられている
出力変換手段と、上記入力変換手段から上記第１
の伝播トラツクに放出された弾性波を受け取り、
このエネルギーの少なくとも一部を弾性波エネル
ギーとして出力変換手段に向けて第２の伝播トラ
ツクに再放出する電気結合手段とを具える弾性波
帯域通過形電気フイルタであつて、入力変換手段
と出力変換手段との合成振幅−周波数応答が弾性
波の波長λ₀に対応する中心周波数f₀を有する第１
の通過域を具え、この第１の通過域がフイルタの
所望の主通過域に相当し、前記の合成振幅−周波
数応答が更に前記の第１の通過域に対するそれぞ
れの奇数高調波周波数で少なくとも１つの不所望
な通過域を有し、前記電気結合手段が前記第１の
伝播トラツクを横切る導体細条アレーと前記第２
の伝播トラツクを横切る導体細条アレーとから成
り、各導体細条アレーの導体細条を互いに電気的
に絶縁されている個別の平行細条とし、前記２個
の導体細条アレーの導体を各導体細条アレーから
細条を１本ずつ選んで対の状態にして電気的に接
続し、この電気結合手段を１つの群又は複数の群
に配置した弾性波帯域通過形電気フイルタにおい
て、前記電気結合手段の各群を少なくとも２個の副
群の対応する組を以つて構成し、各副群を両導体
細条アレーから取つた導体細条で構成し、副群の
各組に対し、第１及び第２の伝播トラツクに沿う
それぞれの隣接の副群間の実効間隔を互いに、λ₀
よりも著しく小さく且つ選択された前記の不所望
な通過域の中心周波数とほぼ一致する周波数nf₀
の弾性波波長の適切な分割値である量だけ異なら
せ、前記の群を構成する副群の個数及び相対配置
は前記の適切な分割値に関連して選択し、これに
より入力変換手段の方向に再放出される弾性波エ
ネルギーを前記の周波数nf₀で相殺位相及び振幅
関係で合成し、前記の電気結合手段の振幅−周波
数応答に阻止域を設け、この阻止域により、フイ
ルタの所望の主通過域応答を維持して選択された
前記の不所望な通過域を抑圧するようになつてい
ることを特徴とする弾性波帯域通過形電気フイル
タ。２前記の電気結合手段の各群を２個の副群で構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の弾性波帯域通過形電気フイルタ。３前記の電気結合手段の各群を３個の副群で構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の弾性波帯域通過形電気フイルタ。４前記第１の通過域を基本通過域とし、これに
最も近い前記の不所望な通過域を対応の第３高調
波の通過域とし、選択された前記の不所望な通過
域で抑圧されるものをこの第３高調波の通過域と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれか一項に記載の弾性波帯域通過形
電気フイルタ。５前記第１の通過域を基本通過域とし、これに
最も近い前記の不所望な通過域を対応の第５高調
波の通過域とし、選択された前記の不所望な通過
域で抑圧されるものをこの第５高調波の通過域と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれか一項に記載の弾性波帯域通過形
電気フイルタ。６前記阻止域の中心を第１の周波数n₁f₀に置
き、前記の各副群を第１の副群とし、この第１の
副群を少なくとも２個の第２の副群に分け、各第
２の副群を両導体細条アレーから取つた導体細条
で構成し、各第１の副群を構成する第２の副群を
第１及び第２の伝播トラツクに沿つて互いに異な
る距離で離間させ、前記第２の副群の配置と前記
の第１及び第２のトラツクに沿うこれら第２の副
群間の分離とを、これにより出力変換手段の方向
に再送出される弾性波エネルギーが選択された第
２の前記の不所望な通過域の中心周波数とほぼ一
致する第２の周波数n₂f₀で相殺位相及び振幅関係
で合成されて前記の電気結合手段の振幅−周波数
応答に、従つて入力及び出力変換手段の振幅−周
波数応答に前記の第２の周波数を中心周波数とす
る他の阻止域を形成するように選択したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の弾性波帯
域通過形電気フイルタ。