JPH04152702A - 静磁表面波フィルタ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、マイクロ波無線装置に用いる静磁表面波フィ
ルタに関し、特に通過帯域内のりプルを減少させた静磁
表面波フィルタに関する。

（従来の技術） 通常の静磁表面波フィルタの構成例を第１図に示す。１
は誘電体基板、２は強磁性体単結晶薄膜を片面に形成し
た単結晶基板（以下試料と略称）、３及び４はスペーサ
、５は誘電体基板１に形成された金属薄膜パターン、６
は接地導体、７は入力側パラレルストリップ・トランス
ジューサ、８は出力側パラレルストリップ・トランスジ
ューサである。試料２として例えばガト′リニウム・ガ
リウム・ガーネット（Ｇ、　　Ｇ、　　Ｇ、　）基板上
にイツトリウム・鉄・ガーネッ）　（Ｙ、１．Ｇ、）薄
膜を形成したものであり、薄膜側を誘電体基板１に対向
するようにスペーサ３．４を介して配置される。

誘電体基板Ｉは例えばマルミナセラミックである。

金属薄膜パターン５、入力側パラレルストリップ・トラ
ンスジューサ７及び出力側パラレルストリップ・トラン
スジューサ８は例えば誘電体基板ｌ上にフォトエツチン
グ法を用いて形成されたものであり、金属薄膜パターン
５、誘電体基板１及び接地導体６によりマイクロストリ
ップ線路を構成している。スペーサ３．４は低透磁率が
っ低誘電率の材料を用いる。

このような構成において、Ａ点がら入力された高周波信
号はマイクロストリップ線路に沿って試料２の下部に設
置された入力側パラレルストリップ・トランスジューサ
７に伝送される。ここで試料２は、Ｙ、Ｉ、Ｇ、膜に平
行でかつパラレルストリップ・トランスジューサの電極
の長平方向に平行に、直流磁界を印加して磁化させてお
く。入力側パラレルストリップ・トランスジューサ７か
ら生じる高周波磁界により試料２の強磁性体薄膜上に静
磁表面波が励振され、出力側パラレルストリップ・トラ
ンスジューサ８の方向へ静磁表面波は伝搬する。つぎに
出力側パラレルストリップ・トランスジューサ８で静磁
表面波のエネルギーは高周波磁界に変換され、マイクロ
ストリップ線路に沿ってＢ点に伝送される。したがって
、Ａ点からＢ点への伝送特性は印加した直流磁界の大き
さ、強磁性体薄膜の飽和磁化の大きさ及び入出力パラレ
ルストリップ・トランスジューサの形状により決まる周
波数帯域のみが通過する帯域通過特性を示す。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成のフィルタにおいては、Ｙ、　　１．　Ｇ。

薄膜の幅は静磁表面波の幅方向モードの伝搬特性に大き
な影響を与える。これはＹ、１．Ｇ、薄膜の幅が静磁表
面波の波長に比べて充分に広い場合は、各幅方向モード
の間で伝搬速度に差が小さいが、Ｙ、　　１．　　Ｇ、
薄膜の幅が静磁表面波の波長と同程度になると各輻方向
モードの間で伝搬速度に大きな差が生じるということで
ある。このため、ｙ、ｒ、ｃ、薄膜の幅が静磁表面波の
波長と同程度の静磁表面波フィルタにおいては、各幅方
向モード間の伝搬速度の差に起因する通過帯域でのりプ
ルを生じる。

例えばＨ，Ｊ、Ｗｕ、　Ｃ，Ｖ、Ｓｍ１ｔｈ、　Ｊ、Ｌ
Ｏｗｅｎｓ　　がＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅ
ｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓに発表した論文”Ｂａｎｄｐａｓｓ
　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　１ｎｐｕｔ　ｊｍｐｅ
ｄａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　　ｆｏ
ｒ　　ｄｒｉｖｅｎ　　ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔｔｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒ　ｐａｉｒ−ｄｅｌａｙ　１ｉｎｅ　
＋ｍａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃｗａｖｅ　ｄｅｖｉｃｅ
ｓ”に示されているように、Ｙ、１．Ｇ。

の試料の幅を励振する静磁表面波の波長すなわちパラレ
ルストリップ・トランスジューサの電極周期の８倍にし
ている。ここでパラレルストリップ・トランスジューサ
の電極周期と励振される静磁表面波の波長とは一致して
いる。

ここで使われたパラレルストリ・ンプ・トランスジュー
サの電極周期に対して８倍の幅のＹ、１．Ｇ。

薄膜では前述のように幅方向モードに起因する通過帯域
内のりプルが生してしまう。

このように従来の静磁表面波フィルタでは通過帯域内の
りプルが充分に抑圧できないという欠点を有している。

そこで、本発明の目的は、通過帯域内のりプルを充分に
抑圧できる静磁表面波フィルタを提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、この目的を達成するために、強磁性体単結晶
薄膜が面上に形成された単結晶基板を用い、パラレルス
トリップ・トランスジューサを用いて静磁表面波を励振
する静磁表面波フィルタであって、咳強磁性体単結晶薄
膜の幅が該パラレルストリップ・トランスジューサの電
極周期の１０倍以上２０倍以下である点に特徴がある。

（作　用） 本発明による静磁表面波フィルタは、静磁表面波の各幅
方向モードの伝搬速度が、用いるＹ、Ｉ、Ｃ，薄膜の幅
により大きく変わることを利用している。

第２図にｆ／／！！ＩＭ１表面波フィルタにおける、幅
方向モードの伝搬する様子を模式図に示す。このように
幅方向モードが生じる原因は、Ｙ、　　Ｉ、　　Ｇ、薄
膜の幅方向の端部において静磁表面波の工ふルギーが指
数関数的に減衰する必要があるためである。

これらの各幅方向モードの伝搬速度の差が、Ｙ。

１、Ｇ、薄膜の幅を変えることでどの程度変わるかを理
論的に調べた。第３図にその一例を示す。

この図はＹ、１．Ｇ、ｌ膜の幅が１−および８肛の時の
静磁表面波の分散特性を示している。この図において、
各曲線の傾きが、各幅方向モードの伝搬速度を示してい
る。したがって、Ｙ、　　Ｉ、　Ｇ。

薄膜の幅が１ｍｌの時に比べ、８ｍの時は各幅方向モー
ドの伝搬速度の差が小さくなっている。このことにより
、各幅方向モードの伝搬速度の差が原因で生じる通過帯
域内のりプルはＹ、１．Ｇ、薄膜の幅が狭いときに顕著
に現われることになる。

本発明ではこの結果を鋭意検討した結果得られたもので
ある。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明を説明する。

本発明の実施例は、第１図と同じ主要の構成要素、すな
わち、入力側パラレルストリップ・トランスジューサ７
、出力側パラレルストリップ・トランスジューサ８、単
結晶基板上に強磁性体単結晶薄膜を形成した試料２より
なっている。ここで試料２は、Ｇ、Ｇ、Ｇ、単結晶基板
上に液相成長法によりＹ、１．Ｇ、単結晶薄膜を形成し
たものである。また、入力側、出力側パラレルストリッ
プ・トランスジューサ７．８は、真空蒸着により金薄膜
を形成後、フォトエツチング法によりパターン形成され
る。パラレルストリップ・トランスジューサの電極周期
は通常１００〜１０００μｍが用いられているが、ここ
では６００μｍとし、入出力４本ずつとした。さらにス
ペーサ３．４には厚さ４５０μｍのガラス板を使用した
。第４図（１）〜（４）に、Ｙ、１．Ｇ、薄膜の幅を変
えたときの静磁表面波フィルタの周波数特性の変化を示
す。（２）〜（４）においては、通過帯域のピーク付近
にリプルが観測される。一方（１）においては、該パラ
レルストリップ・トランスジューサの電極周期６００μ
ｍの１３倍で８ｆ１幅の単結晶薄膜の場合であるがその
ようなりプルは観測されず、良好な通過帯域特性を示し
ている。

またＹ、　　１．　Ｇ、￥ｉＩ膜の幅を第４図の例より
広くした場合、顕著な変化はみられなかった。しかし、
ｙ、ｒ、ｃ、　薄膜の幅をパラレルストリップ・トラン
スジューサの電極周期の２０数倍以上にすることは、静
磁表面波フィルタの本来の特長である小型化ということ
と矛盾し現実的ではない。

（発明の効果） 以上述べた通り、本発明によれば、通過帯域内にリプル
の生じない静磁表面波フィルタを構成でき工業的に大変
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来の静磁表面波フィルタの斜視図であ
る。 第１図（ｂ）は第１図（ａ）の平面図である。 第１図（ｃ）は第１図（ｂ）の線■−■に沿った断面図
である。 第２図は幅方向モードの伝搬の様子を示す模式第３図は
静磁表面波の分散特性である。 第４図はＹ、　　１．Ｇ、￥ｉｉ膜の幅を変えたときの
静磁波フィルタの周波数特性を示した図である。 １・・・アルミナ基板、２・・・単結晶基板上に強磁性
体単結晶薄膜を形成した試料、３〜４・−・スペーサ、
５・・・マイクロストリップ線路、６・・・接地導体、
７・・・入力側パラレルストリップ・トランスジューサ
、８・・・出力側パラレルストリップ・トランスジュー
サ。 特許出願人　住友金属鉱山株式会社 （ｂ） （ｃ） 第 図 第 図 １゜ に、ｍ’ ｋｒｒｒ＋ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　強磁性体単結晶薄膜が面上に形成された単結晶基板を
   用い、パラレルストリップ・トランスジューサを用いて
   静磁表面波を励振する静磁表面波フィルタであって、該
   強磁性体単結晶薄膜の幅が該パラレルストリップ・トラ
   ンスジューサの電極周期の１０倍以上２０倍以下である
   ことを特徴とする静磁表面波フィルタ。