JPH0417409A - 表面弾性波タップ付き遅延線装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面弾性波タップ付き遅延線装置に係わる。

Ｃ発明の概要〕 本発明は、表面弾性波タップ付き遅延線装置に係わり、
その基本的構成は、それぞれ交差指状電極より成る第１
電極と、所要の反転符号系列に応して位相反転するタッ
プが配列されて成る第２電極とを有してなる表面弾性波
タップ付き遅延線を有し、その第１または第２電極に、
反転符号系列の一部で搬送波を２相位相変調した部分と
、搬送波を阻止した部分と、反転符号系列の他部で搬送
波を２相位相変調した部分とが順次配列された信号を入
力するようにして入力信号の漏れに因る雑音の低減をは
かる。

〔従来の技術〕

表面弾性波タンプ付き遅延線装置の例えばマ、７チドフ
イルタは、例えばスペクトル拡散受信機の同期に用いら
れる。この種のマツチドフィルタは、第９図にその電極
配置図を示すように、表面弾性波（ＳＡＷ）の伝搬媒質
上に、それぞれ交差指状電極より成る例えば入力ｔ　Ｆ
ｉ　（１）と、所要の反転符号系列に応じて位相反転す
るタップ（２）が配列されて成る例えば出力電極（３）
とが配列形成された表面弾性波タップ付き遅延線を有し
て成る。

出力電極（３）は、そのタップの方向が、■または○の
符号によって反転されている。そして、その入力電極（
１）に、第１０図に示すような、出力電極（３）のタッ
プの反転符号系列に対応する２相位相変調（ＢＰＳＫ）
信号を加え、■ｅ符号のビット周波数の逆数が隣接タッ
プ中心間をＳＡＷが伝搬する時間に一致するようにする
。ｑのようにすると、入力電極（１）によって上述のＢ
ＰＳＫ信号によって発生したＳＡＷは、第９図において
左へと伝搬して行き、出力電極（３）から再び電気信号
に変換されて取り出されるが、この信号をオシロスコー
プで測定すると、このＳＡＷが、出力電極（３）のタッ
プの位相と一致したとき、このオシロスコープで測定さ
れた出力波形には第１１図に示すように、ピークａが表
われる。このときの出力信号は、実際上５ＡＷＯ伝搬速
度に対応した時間的遅れを有する。

尚、このときの入力信号のＢＰＳＫ信号は、出力電極（
３）の符号系列と同しか、こよれりも長く選ばれ、この
ＢＰＳＫ信号が繰り返し連続的に供給される。

しかしながら、このような構成において、人力電極に与
えられる入力信号の、出力電極への漏れは避けられない
ものであり、これが出力波形にノイズとして生じ、この
ノイズが上述したピークａと同等程度ないしは、これよ
り大となる場合は、誤動作を生しることになる。

このような不都合を回避するものとして、第１２図にそ
の波形図を示すように、上述した繰り返し入力される各
間−のＢＰＳＫ信号区間で５間に入力信号が供給されな
い所要時間の休止区間τ。を設けて、この休止区間τ。

内において、遅れて到来するＳＡＷに基づく本来の出力
信号を取り出すようにして、信号の漏れによるノイズと
区別することができるようにすることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本出願人は、先に特願平１−４７９０８号の出願、或い
は特願平１−３４０８９号出願において、化学物質検出
装置、或いは表面波伝搬速度測定装置の提案をなした。

これらにおいては、例えば複数の表面弾性波タップ付き
遅延線を並行に配列して、例えば２種の混合ガスの検出
、或いは圧電体基板の表面波伝搬速度の正確な測定を行
なうことができるようにしている。ところが、この場合
、表面弾性波タップ付き遅延線相互の信号の漏れによる
干渉が問題となる場合がある。

本発明は、このような問題の解決をはかる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明においては、第１図にその１例の平面図を示すよ
うに、それぞれ交差指状電極より成る第１電極（１１）
と、所要の反転符号系列具体的には符号論理による最大
長周期系列による符号系列に応して位相反転するタップ
（１２）が配列されて成る第２電極（１３）とを有して
なる表面弾性波タップ付き遅延線（１４）を有し、第１
または第２電極（１１）または（１３）、例えば第１電
極（１１）に、第２図にその１例の波形図を示すように
、上記反転符号系列の一部で搬送波を２相位相変調した
部分（区間）τ１と、搬送波を阻止した休止の部分（区
間）τ。と、上記反転符号系列の他部で搬送波を２相位
相変調した部分（区間）τ２とが順次配列された信号を
入力する構成とする。

また、他の本発明においては、第３図にその１例の断面
図を示すように、圧電体基板（１５）上に、それぞれ交
差指状電極より成る第１電極（１１）と、所要の具体的
には同様に符号論理による最大長周期系列による符号系
列による反転符号系列に応して位相反転するタップ（１
２）が配列されて成る第２電極（１３）とを有しなる表
面弾性波タップ付き遅延線（１４）を有し、この表面弾
性波タップ付き遅延線（１４）の第２電極（１３）に、
反転符号系列の一部例えば−半部に対応するタップ配列
部の表面弾性波の伝搬路と、他部例えば他生部に対応す
るタップ配列部の表面弾性波の伝搬路とにそれぞれ異種
の有機薄膜（１６）　［６，）、　（１６□））が配さ
れ、第１または第２電極（１１）または（１２）、例え
ば第１電極（１１）に、上記反転符号系列の一部例えば
−半部で搬送波を２相位相変調した部分（区間）τ１と
、搬送波を阻止すなわち休止した部分（区間）τ。と、
上記反転符号系列の他部例えば他生部で搬送波を２相位
相変調した部分（区間）τ２とが順次配列された信号を
入力し、各有機薄膜（１６）への化学物質の吸着による
表面弾性波の実効的伝搬速度の変化の検出によって化学
物質の検出を行なうようにする。

更に他の本発明においては、第４図にその１例の平面図
を示すように、非圧電体基板（１７）に、それぞれ交差
指状電極より成る第１電極（１１）と、所要の具体的に
は同様に符号理論による最大長周期系列による符号系列
による反転符号系列に応して位相反転するタップ（１２
）が配列されて成る第２電極（１３）とを有してなる表
面弾性波タップ付き遅延線（１４）を有し、第５図にそ
の断面図を示すように、非圧電体基板（１７）上の第１
電極（１１）と第２電極（１３）とに差し渡って被測定
圧電体（１８）を対接させ、上述したように第１または
第２電極（１１）または（１２）、例えば第１電極（１
１）に上記反転符号系列の一部例えば−半部で搬送波を
２相位相変調した部分（区間）τ１と、搬送波を阻止す
なわち休止した部分（区間）τ０と、上記反転符号系列
の他部例えば他生部で搬送波を２相位相変調した部分（
区間）τ２とが順次配列された信号を入力して圧電体（
１８）の表面波伝搬速度の測定を行なう。

［作用］ 上述したように本発明によれば、表面弾性波タップ付き
遅延線（１４）に、１の反転符号系列をその一部と他部
との少なくとも２部分に分割し、これらによってそれぞ
れ搬送波を２相位相変調した部分（区間）τ、とτ２と
を両者間に搬送波を阻止した休止の部分（区間）τ。を
設けた信号を入力するので、冒頭に述べたような休止区
間を同一の反転符号系列の繰り返し部間に休止区間を設
けた場合と同様の効果、すなわち入出力電極間の信号の
漏れの防止がはかられるとともに、特にこの表面弾性波
タップ付き遅延線構成を、上述の他の本発明、或いは更
に他の本発明における化学物質の検出、伝搬速度の測定
に適用するときは、−本の表面弾性波タップ付き遅延線
をもって、前述した本出願人の出願に係わる特願平１−
４７９０８号の出願、或いは特願平１−３４０８９号出
願で提案した複数の表面弾性波タップ付き遅延線を設け
る場合と同様の検出または測定を、信号の漏れによるノ
イズの発生を回避して確実に得ることができる。

〔実施例］ 本発明を化学物質検出装置に適用する場合の１例を説明
する。

この場合、第１図にその１例の平面図を示すように、例
えば、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＰｂＺｒ０：＋等
の圧電体基板（１５）上に、交差指状電極より成る第１
電極（１１）と、所定の反転符号系列、図示の例では、
■○ｅ○■Ｏに応じて位相反転するタップ（１２）が配
列されて成る第２電極（１３）とを有してなる表面弾性
波タップ付き遅延線（１４）を設ける。そして、この所
定の反転符号系列による第２電極（１３）を例えばその
−半部と他生部とに、この例ではＯ○■と、■■○とに
２分割した部分（１３，）及び（１３２）にそれぞれ異
なる化学物質を吸着する異種の有機薄膜（１６，）及び
（１６ｚ）を、それぞれの５ＡＷＯ伝搬路上に被着する
。

これら有機薄膜（１６，）及び（１６□）としては、ラ
ングミュア・プロジェット膜を用いることができ、その
例としては、アルキル基の炭素数が１５〜２４の脂肪酸
およびそのメチルエステル、エチルエステル等の脂肪酸
エステル、アルキル基の炭素数が１５〜２４の脂肪族ア
ミン、アルキル基の炭素数が１５〜２４の脂肪族アルコ
ール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノー
ルアミン等のリン脂質、アルキル基の炭素数が１５〜２
４のジメチルジアルキルアンモニウムクロリド等がある
。上記の各膜形成分子のアルキル基には不飽和結合が含
まれていても良い。

一方、これら有機膜に吸着される化学物質すなわち検出
可能な化学物質としては、アルコール、アルデヒド、ア
ミド、アミン、エーテル、ケトン、カルボン酸等の各種
の有機物質、ハロゲンガス等の単体元素分子等が挙げら
れる。

そして、第１または第２電極（１１）または（１３）、
図示の例では第１電極（１１）に、第２図にその１例の
波形図を示すように、上述の反転符号系列の一部、例え
ばこの反転符号系列の一半部で搬送波を２相位相変調し
た第１の部分（区間）τ１と、搬送波を阻止した休止の
部分（区間）τ。と、上述の反転符号系列の他部で搬送
波を２相位相変調した部分（区間）τ２とが順次配列さ
れた信号を入力する入力信号ａ　（１９）を接続する。

この入力信号源（１９）は、例えば第６図にその１例の
ブロックダイアグラムを示すように、主として、例えば
、数十ＭＨｚで周波数が可変のキャリア信号発生回路（
７１）と、混合回路（７２）と、数ＭＦｌｚのクロック
発生回路（７３）と、符号系列発生回路（７４）と、ア
ナログスイッチ（７５）と、分周回路（７６）を有して
成り、キャリア信号発生回路（７１）よりのキャリア信
号と、クロック発生回路（７３）よりのクロンク信号を
もとに符号系列発生回路（７４）すなわちデジタル回路
によって得た所要の符号系列信号とを混合回路（７２）
に導入するものであるが、このときクロック発生回路（
７３）よりのクロックをもとに分周回路（７６）によっ
て休止区間τ。が設定されたアナログスイッチ（７５）
によって混合回路（７２）が制御されてその出力端子か
ら例えば第２図で説明した所要の符号系列信号が区間τ
１及びτ２に分割され、これらが休止区間τ。を挟んで
繰り返し配列された信号配列をもって出力される。した
がって、この符号系列信号が表面弾性波タップ付き遅延
線（１４）の第１電極（１１）に供給される。

また、第７図は、入力信号源（１９）の他の例を示し、
第７図において第６図と対応する部分には同一符号を付
して重複説明を省略するも、この例においては、第６図
におけるクロック発生回路（７３）を省略した構成とし
た場合である。すなわちこの場合においては、キャリア
信号を分周することでクロックを発生させるようにした
場合である。このとき、交差指状電極（１３）の形状は
、分周法によって決る。すなわち例えば、１ノ４に分周
するときはと、タップの中心間距離を交差指状周期のほ
ぼ４倍とし、１／８に分周するときは、はぼ８倍とする
。

この装置による化学物質の検出は次のようにして行なわ
れる。すなわち今、各有機薄膜の単位面積当りの質量が
同一であるとすると、電極（１３）からの出力をオシロ
スコープ（２０）で観測すると、成るキャリア周波数ｆ
０において第８図Ａで示されるように、電極（１３）の
異なる符号系列に基づく第３図で示される画部分Ｉ及び
■によりピークａ及びａ２が繰り返し発生する。そして
、この装置を、一方の有機薄膜（１６，）、　（１６□
）に対して吸着される特定の化学物質中にさらすと、こ
の化学物質の吸着によって、５ＡＷＯ伝搬状態が変化す
ることから、上述のキャリア周波数ｆ０とはずれた所要
の周波数ｆ１またはｆ２において第８図ＢまたはＣに示
すように、各一方の、ピークａ１またはａ２のみが繰り
返し発生することになる。そして、この場合、ｆｏ　　
ｆＩ及びｆｏ　ｆｚが吸着した質量に比例するので、２
種の化学物質の検出を行なうことができる。

尚、図示の例では、１つの反転符号系列に対応する電極
（１３）を縦属的配置による２部分においてそれぞれ異
なる２種の有機薄膜（１６，）及び（１６□）を設けた
場合であるが、３部分以上においてそれぞれ異なる化学
物質膜を設けて、３種以上の化学物質の検出を同時に行
うことができる。

また、本発明を５ＡＷＯ伝搬速度の検出に用いる場合の
一例について第４図及び第５図を参照して詳細に説明す
る。

図示の例では共通のガラス基板等の絶縁性の非圧電体基
板（１７）に、交差指状電極による第１電極（１１）と
、第２電極（１３）とを被着形成する。

電極（１３）は、例えばその−半部ｌと他半部■とで所
要の１の反転符号系列の一半部と他半部とにそれぞれ対
応して形成され、図示の例では、各部Ｉ及びＨにおける
各タップ間のピンチを２：１とし、−半部Ｉにおいて各
タップ（１２）の位相が■○■の符号配列、他半部■に
おいて■■■■ｅｅの符号配列とした場合である。

そして、圧電体（１８）のＳＡＷの伝搬速度を測定する
には、第５図に示すようにその伝搬速度を測定すべき圧
電体（１８）を入力電極（１１）及び出力電極（１３）
間に差し渡って基板（１７）に重ね合せるこのようにし
て信号源（１９）から上述の符号配列の■Ｏ■と、■Ｏ
■ｅＯとの間に休止区間τ。を設けてキャリア信号を２
相位相変調した信号を入力電極（１１）に入力する。こ
のようにすると、次の動作によって基板（１８）の５Ａ
ＷＯ伝搬速度の測定が可能となる。

このようにして信号源（１９）から上述の符号配列の■
○■と、■■○との間に休止区間τ。を設けてキャリア
信号を２相位相変調した信号を例えば第１電極（１１）
に入力する。このようにするとある周波数では第８図Ｂ
のように■○■に対応したピークａ１が最大となる。こ
の周波数をｆＨとするととなる。ここに、ｄは左半分に
おけるタップ中心間距離、ｎはｄを指状電極ＩＤＴの周
期で割った偶の整数、ＷはＩＤＴの電極幅、■は自由表
面におけるＳＡＷ速度、Ｕは金属電極下におけるＳＡＷ
速度である。それより少し低い別の周波数ｆＬでは、第
８図Ｃのように■■ｅのＢＰＳＫ信号が■■■■ｅｅの
タップと一致したときピークａ２が最大となる。このと
き となる。（１）（２）式からＷとＵが消去できＶ＝　　
　　　　　　　　　　　　　・・・・（３）ｎ　（２／
ｆＨ−１／ｆＬ） となる。電極パターンからｎは整数なのでｄは精密に測
定できる。故に、周波数カウンタによりｆｎとｆＬを高
精度で測定することによって、（３）式によりＳＡＷ速
度を非破壊的に測定できる。

尚、上述した本発明装置の各側においては、説明の便宜
上、反転符号系列の符号数、したがって第２電極（１３
）のタップ数が少数にとどめられた場合であるが、実際
上は数１０以上にも及ぶものである。

〔発明の効果〕

上述の本発明装置によれば、その表面弾性波タップ付き
遅延線（１４）の一方の電極例えば第１電極（１１）に
、１の判定符号系列をその一部と他部との少なくとも２
部分に分割し、これらによってそれぞれ搬送波を２相位
相変調した部分（区間）τ１とτ２とを両者間に搬送波
を阻止した休止の部分（区間）τ。を設けた信号を入力
するので、冒頭に述べたような休止区間を同一の反転符
号系列の繰り返し部間に休止区間を設けた場合と同様の
効果、すなわち画電極（１１）及び（Ｉ３）間の信号の
漏れの防止がはかられるとともに、特にこの表面弾性波
タップ付き遅延線構成を化学物質の検出及び伝搬速度の
測定に用いるとき、その複数の化学物質の検出部及び伝
搬速度の測定部を第２電極（１３）のいわば縦属的に配
列したすなわち１つの反転符号系列に対応するタップ配
列部を複数部分に分割して構成し、入力信号としてはこ
の反転符号系列の分割間に休止区間τ。を設けるように
したので、各検出部からの各出力を各休止区間τ。で検
出することにより従前の例におけるように、複数の独立
したタップ付き遅延線を設けてそれぞれに独立に各反転
符号系列を入力する場合におけるように、相互の干渉に
基づくノイズの発生を回避でき、またこの干渉を防ぐた
めに各遅延線に対し入力信号を切換えて入力し、出力す
るような煩雑な切換えの手段を回避できることから、構
成の簡略化をはかる口上ができるなど実用上多くの利益
をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表面弾性波タップ付き遅延線装置
の１例の平面図、第２図はその入力信号の１例の波形図
、第３図は他の本発明による表面弾性波タップ付き遅延
線装置の１例の断面図、第４図は更に他の本発明による
表面弾性波タップ付き遅延線装置の１例の平面図、第５
図はその表面波伝搬速度の測定態様の１例の断面図、第
６図及び第７図はそれぞれ信号源の例のブロックダイヤ
グラム、第８図はその説明に供する波形図、第９図は従
来装置の電極配置図、第１０図は入力信号波形図、第１
１図は出力波形図、第１２図は入力信号波形図である。 （１１）は第１電極、（１２）はタップ、（１３）は第
２電極、（工４）は表面弾性波タップ付き遅延線、（Ｉ
５）は圧電体基板、（１６ａ）及び（１６ｂ）は有機薄
膜、（１７）は非圧電体基板である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ交差指状電極より成る第１電極と、所要の
   反転符号系列に応じて位相反転するタップが配列されて
   なる第２電極とを有してなる表面弾性波タップ付き遅延
   線を有し、 上記第１または第２電極に、上記反転符号系列の一部で
   搬送波を２相位相変調した部分と、搬送波を阻止した部
   分と、上記反転符号系列の他部で搬送波を２相位相変調
   した部分とが順次配列された信号を入力することを特徴
   とする表面弾性波タップ付き遅延線装置。
2. ２．圧電体基板上にそれぞれ交差指状電極より成る第１
   電極と、所要の反転符号系列に応じて位相反転するタッ
   プが配列されて成る第２電極とを有してなる表面弾性波
   タップ付き遅延線を有し、 この表面弾性波タップ付き遅延線の上記第２電極の、上
   記反転符号系列の一部に対応するタップ配列部の表面弾
   性波の伝搬路と、他部に対応するタップ配列部の表面弾
   性波の伝搬路とにそれぞれ異種の有機薄膜が配され、 上記第１または第２電極に、上記反転符号系列の一部で
   搬送波を２相位相変調した部分と、搬送波を阻止した部
   分と、上記反転符号系列の他部で搬送波を２相位相変調
   した部分とが順次配列された信号を入力し、上記各有機
   薄膜への化学物質の吸着による表面弾性波の実効的伝搬
   速度の変化の検出によって化学物質の検出を行なうこと
   を特徴とする表面弾性波タップ付き遅延線装置。
3. ３．非圧電体基板に、それぞれ交差指状電極より成る第
   １電極と、所要の反転符号系列に応じて位相反転するタ
   ップが配列されて成る第２電極とを有してなる表面弾性
   波タップ付き遅延線を有し、 上記非圧電体基板上の上記第１電極と第２電極に差し渡
   って表面波伝搬速度の被測定圧電体を対接させ、上記第
   １または第２電極に、上記反転符号系列の一部で搬送波
   を２相位相変調した部分と、搬送波を阻止した部分と、
   上記反転符号系列の他部で搬送波を２相位相変調した部
   分とが順次配列された信号を入力して上記圧電体の表面
   波伝搬速度の測定を行なうことを特徴とする表面弾性波
   タップ付き遅延線装置。