JPH04207808A

JPH04207808A - 弾性表面波装置およびこれを用いた通信装置

Info

Publication number: JPH04207808A
Application number: JP34048290A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ikeda; 宏明池田; Takashi Shiba; 隆司芝; Osamu Hikino; 治比企野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-29

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、弾性表面波装置に関し、特に、間引き重み付
は電極を用いた弾性表面波フィルタに好適な弾性表面波
装置およびそれを用いた通信装置に関する。

［従来の技術］従来、一般的に知られている弾性表面波フィルタ等の弾
性表面波装置のすだれ状電極は、第３図に示すように、
相互にくし歯状の電極４，４′が差し込まれている形状
を有し、その電極幅と間隙が等しく、かつ、電極交差幅
も全て同じである、いわゆる正規型電極である。

そして、この電極は、インパルス応答モデル（Ｃ１Ｓ、
　　Ｈａｒｔｍａｎ　ｅｔ　ａｌ＋；　　ＩＥＥＥ　Ｔ
ｒａｎｓ、　ＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙ　Ｔｅｃ
ｈ、、　ｖｏｌ、　ＨＩＴ−２１，ｐｐ１６２−Ｉ７５
．　Ａｐｒｉ１１９７３）に示されるように、次式で表
わされる周波数特性Ｈ（ｆ）を有することが知られてい
る。

ｘ＝Ｎｘｃｆ−ｆ、）／　ｆ。　　　　　−−−−・−
＝−（２）ここで、Ｎ、π、　ｆ、　ｆ、、ωは、それ
ぞれ電極対数９円周率９周波数、中心周波数、角周波数
を表わす。

また、第４図に、Ｎ＝１４の場合の振幅周波数特性を表
わす。横軸は比濁波数を、縦軸は減衰量を示す。（第１
図は、Ｎ＝２．５の場合を示している、）［発明が解決しようとする課題］上記従来技術では、第４図のように、サイドローブ５の
減衰量が小さく、フィルタとして使用する場合、不要な
周波数が出力として検出され、実用面で不具合があった
。

また、上記欠点を改善する目的で、隣接するくし歯状電
極の交差長を変化させる、いわゆる重み付電極（Ｕ、Ｓ
、Ｐ、第３，６６３，８９９号明細書参照）を用いるこ
とができる。しかし、重み付電極は回折波の影響を受け
やすいので、弾性表面波の２つのすだれ状電極のうち、
一方のみにしか使用することができず、他方は、前記の
正規型電極を必要としていた。

双方ともに重み付電極を用いようとすると、マルチスト
リップカップラ（Ｍｕｌｔｉｓｔｒｉｐ　Ｃｏｕｐｌｅ
ｒ）を使用せざるを得ない。しかし、その場合には、圧
電性基板のチップ寸法が約２倍になるという不具合があ
った（　Ｆ、　Ｇ、　Ｍａｒｓｈａｌｌ　ｅｔ　ａｌ、
　ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、　ＭＴＴ−２１，４，２０６（
１９７３））。

そこで、くし歯状電極の一部を間引いて、インパルスの
励振強度を０に変換するものが提案されている（Ｃ−５
，Ｈａｒｔｍａｎ　；　Ｐｒｏｃ、　１９７３　Ｕｌｔ
ｒａｓｏｎ。

Ｓｙｍｐ、、　ｐｐ４２３−４２６　（１９７３））。

これによると、電極指交差長を変化させないで重み付が
できるので。

入出力すだれ状電極の双方に重み付電極を用いても、マ
ルチストリップカップラ（ＭｕｌｔｉｓｔｒｉｐＣｏｕ
ｐｌｅｒ）を使用する必要がなくなる。

しかし、上記従来技術では、電極を間引いた空隙の両側
の電極指が、各々電気的に接続され、かつ、極性が異な
る場合について考慮されていない。

この場合、空隙の励振強度はＯではなく、ある強度で励
振が生じているので、フィルタの望ましい周波数特性が
得られず、実用面で不具合が生じる。

本発明の目的は、間引き重み付されたすだれ状電極の空
隙で、上記の不要な励振が生しないようにした弾性表面
波装置と、これを用いた通信装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は、電気的な極性が
異なる電極指が各々両側に配置された空隙に、励振強度
が見かけ上Ｏとなるようなインパルスを生じさせるため
に、電気的にどちらの極性にも接続させない浮き電極を
、中心周波数、特に、フィルタの場合、その通過帯域に
影響を与えない周波数特性を持つ構成で配置したもので
ある。

すなわち、本発明の一態様によれば、互いに異なる極性
となる２組の電極指群の各電極指を、互いに入り込こま
せた電極指列を有し、電気信号と弾性表面波信号との変
換を行うすだれ状電極と、このすだれ状電極が１以上膜
けられ、弾性表面波を伝搬させる弾性表面波基板とを備
え、上記すだれ状電極のうち１のすだれ状電極は、上記
電極指列の一部の箇所に、外部と電気的に接続されてい
ない浮き電極を構成する電極指を有することを特徴とす
る弾性表面波装置が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、電気信号を弾性表面
波に変換する第１のすだれ状電極と、弾性表面波を電気
信号に変換する第２のすだれ状電極と、これらの電極が
同一面上に形成され、弾性表面波を伝搬させる弾性表面
波基板とを備え、すだれ状電極の少なくともどちらか一
方が、その−部に、電気的に接続されていない浮き電極
を有する弾性表面波装置が提供される。

浮き電極は、すだれ状電極の電気的極性が異なる電極指
に両側を挾まれる領域に配置されることが好ましい。

また、上記浮き電極は、それが設けられる第１゜第２の
すだれ状電極の中心周波数とは異なる中心周波数を持つ
ものとすることが好ましい。

この場合、より好ましくは、上記浮き電極の中心周波数
は、第１．第２のすだれ状電極の中心周波数より高い周
波数とする。浮き電極の中心周波数を高周波数とすれば
、すだれ状電極の空隙部の主軸方向の長さが小さいもの
でも、周波数の差を大きくすることが容易になる。

なお、浮き電極自身は、弾性表面波装置の外部負荷が非
常に大きいときに、反射が少ない電極構成として、すで
に知られている（Ａ、　Ｊ、　Ｄｅ　Ｖｒｉｅｓｅｔ　
　ａｌ、　　ＩＥＥＥ　　１９７２　　Ｕｌｔｌａｓｏ
ｎ、　　Ｓｙｍｐ、　　Ｐｒｏｃ、３５３（１９７２）
およびＵＳＰ−３，７４８，６０３）。

しかし、この場合は、すべて浮き電極であり、本発明に
示すような部分的に用い、しかも、装置の周波数特性に
影響を与えない効果をもたらす用法は、見い呂されてい
ない。

［作　用コ本発明の作用について、第１図および第２図を参照して
説明する。

第１図は、本発明が適用された間引き重み付されたすだ
れ状電極の一部であり、説明しやすいように簡略化して
表わしたが、電気的に極性が異なる電極指が各々両側に
配置された空隙に、浮き電極１が並べられた構成になっ
ている。

浮き電極の周波数特性を、第２図の符号２で示すように
すると、第２図の符号３で示す空隙に生じるインパルス
の励振強度を０とした場合の、すだれ状電極の中心周波
数付近の周波数特性に影響を及ぼさない６それによって
、空隙に生じるインパルスの励振強度は見かけ上Ｏとな
り、前述のインパルス応答モデルによる計算通りの周波
数特性が得られる。

［実施例コ以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説
明する。

第５図は、本発明の第１実施例の構成を示す弾性表面波
フィルタの平面図である。

本実施例の弾性表面波フィルタは、弾性表面波基板６上
に、電気信号と弾性表面波信号との変換を行う変換器と
して、すだれ状の入力電極７および出力電極８が設けら
れている。

弾性表面波基板６としては、例えば、１２８゜Ｙ軸カッ
トのニオブ酸リチウム単結晶からなる圧電性基板を用い
られる。弾性表面波の伝播方向をＸ軸としている。弾性
表面波基板６は、もちろん、他の材料を用いることもで
きる。

入力電極７は、互いに入り込む櫛歯状の電極指７ａ、７
ｂと、入力電極７中に部分的に設けられる電極指７ａ、
７ｂの間の空隙領域７Ｃに配置されて、いずれにも接続
されない浮き電極１とを有する。なお、入力電極７は、
図面作成の都合上−部を示しである。

本実施例の浮き電極１は、多数の膜状の導体バーが、弾
性表面波の主たる伝搬方向（主軸方向）に垂直で、電極
指７ａ、７ｂに平行に配列されて構成される。また、本
実施例では、主軸方向の中央部を中心として対照的に配
置される２カ所の空隙領域７ｃに設けられている。

この実施例における入力電極のみの周波数特性を第６図
に示す。また、第７図は、浮き電極を形成しない場合の
入力電極の周波数特性を示す。第７図に比べて、第６図
では、中心周波数付近の応答は、はぼ同一で、サイトロ
ーブレベル９が、約２０ｄＢ改善されていることがわか
る。

また、本実施例では、すだれ状電極の中央部から対称的
に浮き電極１を配置したので、位相特性は、従来の正規
型電極と同様、直線位相となる。

なお、一般的に、重み付けだけを行なう場合は、必ずし
も対称に配置する必要はない。

また、第５図の出力電極８としては、互いに入り込む櫛
歯状の電極指８ａ、８ｂを備える。電極指８ａ、８ｂは
、互いに２本ずつ延びて、隣接し、交差部を形成する。

これらの電極指８ａ、８ｂは、電極指交差長を変化させ
た６０対の従来のものと同様の重み相電極を構成する。

本巣施例の弾性表面波フィルタは、西ドイツ向けのＴＶ
受信機の規格に対応した中間周波フィルタとして用いる
ため、中心周波数を３６．３６μｍとし、入力および出
力電極幅が、１１．９μｍの二重電極構成とし、浮き電
極幅は０．５〜ｌＯμｍとしである。これを、厚さ１０
００人のアルミニウム蒸着膜からフォトリソグラフィ技
術で形成しである。

このとき、出力電極に第３図に示したような正規型電極
を用いてもよいことは当然である。

次に、本発明の第２の実施例について、説明する。

第８図は１本発明の第２の実施例として、弾性表面波フ
ィルタに好適に用いられる浮き電極の一例を示す平面図
である。

この浮き電極１０は、電極幅１１がｈ、空隙幅１２がａ
、電極ピンチ１３がｄの電極を、弾性表面波の伝播速度
ヤ、弾性表面波フィルタの中心周波数ｆ、と、ｈ＝（ｎ・ν）／（２−ｆ、）　　　（ｎ＝１．２．−
）の関係を満たす構成で形成される。ここで、ｈ＝ｄ−
ａである。また、ｆ、は、入力電極の電極ピッチをｄ、
とじ、ｆ、＝ｙ／２ｄ、で与えられる。

第９図は、上記浮き電極を形成した弾性表面波フィルタ
の入力電極のみの周波数特性で、その−部を拡大して示
しである１本実施例により、周波数特性１４に生じてい
るリップル状の不要波が。

約３ｄＢ抑えられ、滑らかな周波数特性１５になってい
る。

なお、本実施例の電極構成では、ｈ＝ａても、ｈ≠ａで
もよい。

次に１本発明の第３の実施例について、説明する。

第１０図は、本発明の第３実施例として、本発明の弾性
表面波フィルタを中間周波フィルタとして用いたＴＶ受
信機の一例のシステムブロック図である。

本発明の弾性表面波フィルタ１７により、１チャンネル
分の信号が、チューナーブロック１６から送られてくる
中間周波信号から抜き取られ、検波ブロック１８へ送ら
れた後、映像信号出力１９と音声信号出力２０へ分けて
出力される。

第１１図は１本発明の弾性表面波フィルタの周波数特性
２１と従来の周波数特性２２を示している。

このフィルタは、ＴＶ・ＩＦフィルタを対象としている
が、本発明により帯域外特性がｌｏｄＢ改善されている
。

以上の各実施例では、弾性表面波フィルタの例について
述べたが、本発明は、これに限られない。

例えば、弾性表面波基板に、１のすだれ状電極を有する
５発振器についても適用可能である。

［発明の効果］本発明によれば、隣接するくし歯状電極の電極指交差長
を変化させることなく、また、フィルタ等の素子チップ
寸法を増大させることなく、また、電極を間引いた空隙
に励振を生じさせることなく、弾性表面波の励振強度を
変えることができる。その結果、従来の交差長を変化さ
せた重み相電極と同様の効果を得て、サイドローブレベ
ルを大幅に改善でき、弾性表面波フィルタの特性向上が
図れる。

また、通過帯域内特性に関しても１本発明によれば、入
出力電極ともに重み付が可能なことから。

フィルタ等の素子設計の自由度が大幅に向上し、設計面
での寄与は大変大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電極構成を示す平面図、第
２図は第１図の電極の周波数特性を示すグラフ、第３図
は正規型電極の平面図、第４図は第３図の電極の周波数
特性を示すグラフ、第５図は本発明の第１実施例を構成
する弾性表面波フィルタの平面図、第６図は本発明の電
極構成を持つ入力電極の周波数特性を示すグラフ、第７
図は本発明の電極構造を持たず不要波が生じた入力電極
の周波数特性を示すグラフ、第８図は本発明の第２の実
施例の電極構成を示す平面図、第９図は第８図の電極構
成の効果を周波数特性で示したグラフ、第１０図は本発
明の第３実施例である弾性表面波を用いた通信装置の一
例の構成を示すブロック図、第１１図は本発明の弾性表
面波フィルタの周波数特性を示すグラフである。１．１０・・・浮き電極、４，４′・・・くし型電極、
５．９・・・サイドローブ、６・・・基板、７・・・入
力電極、８・・・出力電極、１１・・・電極幅、１３・
・・電極ピッチ、１４・・・リップル状の不要波。 ′曵嬉−宙　。 ′＠　榔　１１輛　０゛　　　　　　　ど第６図ヒヒ、（副　ｋ　数　　／　／ｆ。第７図Ｅ巳　同　５皮　数　　’ｆ。第８図第９図「巳　ｍ　ンル　李ダ　　ｆ４゜（イチ克鴎〕＃″！　
？ｆｌｉ　ｆ　！　Ｃｕ２　　　っ、−る平成　２年　４月　１日−

Claims

【特許請求の範囲】

１．互いに異なる極性となる２組の電極指群の各電極指
を、互いに入り込こませた電極指列を有し、電気信号と
弾性表面波信号との変換を行うすだれ状電極と、このす
だれ状電極が１以上設けられ、弾性表面波を伝搬させる
弾性表面波基板とを備え、上記すだれ状電極のうち１のすだれ状電極は、上記電極
指列の一部の箇所に、外部と電気的に接続されていない
浮き電極を構成する電極指を有することを特徴とする弾
性表面波装置。
２．互いに入り込む櫛歯状の電極指を有し、電気信号と
弾性表面波とを変換する第１，第２のすだれ状電極と、
これらのすだれ状電極が同一面上に形成され、弾性表面
波を伝搬させる弾性表面波基板とを備え、第１，第２の
すだれ状電極のうち少なくとも一方が、その一部に、電
気的に接続されていない浮き電極を有することを特徴と
する弾性表面波装置。
３．上記浮き電極は、電気的極性が異なる電極指に両側
を挾まれる領域に配置される、請求項１記載の弾性表面
波装置。
４．上記浮き電極は、それが設けられるすだれ状電極の
中心周波数とは異なる中心周波数を持つものである、請
求項１、２または３記載の弾性表面波装置。
５．上記浮き電極の中心周波数は、すだれ状電極の中心
周波数より高い周波数である、請求項４記載の弾性表面
波装置。
６．前記浮き電極は、電極指列の複数の領域に設けられ
、該領域は、弾性波伝搬方向の中央部に対して軸対称に
配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４また
は５記載の弾性表面波装置。
７．第１および第２のすだれ状電極のうち、浮き電極が
設けられていないすだれ状電極は、隣接する電極指によ
り形成される交差長を変化させた重み付電極であること
を特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の弾性
表面波装置。
８．前記浮き電極は、その電極幅ｈと電極ピッチｄとが
、弾性表面波の伝播速度νおよび中心周波数ｆ＿０と、ｈ＝（ｎ・ν）／（２・ｆ＿０）ｎ＝１，２，・・・・
の関係を満たすことを特徴とする請求項１，２，３，４
または５記載の弾性表面波装置。
９．電気信号を弾性表面波に変換する第１のすだれ状電
極と、弾性表面波を電気信号に変換する第２のすだれ状
電極と、これらの電極が同一面上に形成され、弾性表面
波を伝搬させる弾性表面波基板とを備え、第１，第２の
すだれ状電極のうち少なくとも一方が、その一部に、そ
のすだれ状電極の中心周波数とは異なる中心周波数を有
する第３の電極を有することを特徴とする弾性表面波装
置。
１０．請求項２，４，５，６，７，８または９記載の弾
性表面波装置を、受信機の中間周波フィルタとして用い
ることを特徴とする通信装置。
１１．受信機がテレビジヨン受信機である請求項１０記
載の通信装置。