JPH043127B2 - - Google Patents
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- JPH043127B2 JPH043127B2 JP57014355A JP1435582A JPH043127B2 JP H043127 B2 JPH043127 B2 JP H043127B2 JP 57014355 A JP57014355 A JP 57014355A JP 1435582 A JP1435582 A JP 1435582A JP H043127 B2 JPH043127 B2 JP H043127B2
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- Japan
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- electrode
- shaped
- chirp
- electrodes
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
- H03H9/14505—Unidirectional SAW transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
- H03H9/14508—Polyphase SAW transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
- H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
- H03H9/14514—Broad band transducers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、広帯域特性の実現を可能ならしめる
一方向性トランスジユーサを備えた弾性表面波装
置に関するものである。
一方向性トランスジユーサを備えた弾性表面波装
置に関するものである。
弾性体の平らな表面に沿つてエネルギーが集中
した形で伝搬する波いわゆる弾性表面波は、従来
用いられているバルク波に比較して種々の点で優
れているのでこの性質を利用してフイルタを始め
とする各種の電子部品に対して弾性表面波デバイ
スとして適用されつつある。第１図はその一例と
してフイルタを示すもので、１は圧電体基板、２
は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂからなる入力用ト
ランスジユーサ、４は一対のくし型電極５Ａ，５
Ｂからなる出力用トランスジユーサで、入力端子
INから加えられた信号は上記入力用トランスジ
ユーサ２により弾性表面波に変換され、矢印で示
すように圧電体基板１表面を伝搬して上記出力用
トランスジユーサ４に到達した後、電気信号に変
換されて出力端子OUTから取り出されるように
構成される。
した形で伝搬する波いわゆる弾性表面波は、従来
用いられているバルク波に比較して種々の点で優
れているのでこの性質を利用してフイルタを始め
とする各種の電子部品に対して弾性表面波デバイ
スとして適用されつつある。第１図はその一例と
してフイルタを示すもので、１は圧電体基板、２
は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂからなる入力用ト
ランスジユーサ、４は一対のくし型電極５Ａ，５
Ｂからなる出力用トランスジユーサで、入力端子
INから加えられた信号は上記入力用トランスジ
ユーサ２により弾性表面波に変換され、矢印で示
すように圧電体基板１表面を伝搬して上記出力用
トランスジユーサ４に到達した後、電気信号に変
換されて出力端子OUTから取り出されるように
構成される。
ところで第１図の構造の表面波デバイスのよう
に、各々一対のくし型電極３Ａ，３Ｂおよび５
Ａ，５Ｂを含む２個のトランスジユーサ２，４を
配置したフイルタにあつては、これらトランスジ
ユーサ２，２が各々左右の双方向に表面波を伝搬
させるように働くために電気−機械変換損失が避
けられずフイルタとして損失が多くなる欠点があ
る。
に、各々一対のくし型電極３Ａ，３Ｂおよび５
Ａ，５Ｂを含む２個のトランスジユーサ２，４を
配置したフイルタにあつては、これらトランスジ
ユーサ２，２が各々左右の双方向に表面波を伝搬
させるように働くために電気−機械変換損失が避
けられずフイルタとして損失が多くなる欠点があ
る。
この欠点を除くために圧電体基板表面の一方向
のみに表面波を伝搬させるように工夫されたいわ
ゆる一方向性トランスジユーサが提案された。こ
の一方向性トランスジユーサの具体的構成として
は第２図のように120°移相器を用いる方法、ある
いは90°移相器を用いる方法、さらには第３図の
ように反射器を用いる方法が知られている。
のみに表面波を伝搬させるように工夫されたいわ
ゆる一方向性トランスジユーサが提案された。こ
の一方向性トランスジユーサの具体的構成として
は第２図のように120°移相器を用いる方法、ある
いは90°移相器を用いる方法、さらには第３図の
ように反射器を用いる方法が知られている。
第２図において６，６Ａ，６Ｂはお互いに120°
の移送差をもつた電極でそして６は他の電極６Ａ
との間に空隙７あるいは絶縁膜が介在されるよう
に構成されて表面波を一方向のみに伝搬させるよ
うに働く。
の移送差をもつた電極でそして６は他の電極６Ａ
との間に空隙７あるいは絶縁膜が介在されるよう
に構成されて表面波を一方向のみに伝搬させるよ
うに働く。
しかしながらこのような移相器を用いる方法
は、上記のように電極に交叉部分を設ける必要が
あるために製造工程が複雑となる欠点がある。ま
た所望特性を得るための移相器自体の設計も非常
に複雑となるので調整が困難となり、広帯域特性
の実現が難かしいという問題がある。
は、上記のように電極に交叉部分を設ける必要が
あるために製造工程が複雑となる欠点がある。ま
た所望特性を得るための移相器自体の設計も非常
に複雑となるので調整が困難となり、広帯域特性
の実現が難かしいという問題がある。
一方、第３図において、８Ａおよび８Ｂはくし
型電極の一部を構成するように設けられた給電部
および反射部でともに正規形電極からなつてお
り、９は上記電極８Ａ，８Ｂに対する共通電極、
１０は信号源、１１は整合回路、１２はリアクタ
ンス回路である。以上において信号源１０から整
合回路１１を経て加えられた信号は上記給電部８
Ａから弾性表面波とされて左右の双方向に伝搬さ
れる。この時左方向に伝搬された表面波は、リア
クタンス回路１２を接続した反射部８Ｂにより反
射されて右方向へ戻され、給電部８Ａにおいて右
方向へ向かう表面波と反射された表面波との合成
が行われる。この結果表面波における中心周波数
同士の場合は両波は重ね合わさるが、中心周波数
からずれている場合は両波は打ち消し合うように
作用するために目的とする一方向と逆方向に表面
波が伝搬してしまうことになる。したがつて表面
波の伝搬特性が狭帯域特性に制限される欠点があ
る。
型電極の一部を構成するように設けられた給電部
および反射部でともに正規形電極からなつてお
り、９は上記電極８Ａ，８Ｂに対する共通電極、
１０は信号源、１１は整合回路、１２はリアクタ
ンス回路である。以上において信号源１０から整
合回路１１を経て加えられた信号は上記給電部８
Ａから弾性表面波とされて左右の双方向に伝搬さ
れる。この時左方向に伝搬された表面波は、リア
クタンス回路１２を接続した反射部８Ｂにより反
射されて右方向へ戻され、給電部８Ａにおいて右
方向へ向かう表面波と反射された表面波との合成
が行われる。この結果表面波における中心周波数
同士の場合は両波は重ね合わさるが、中心周波数
からずれている場合は両波は打ち消し合うように
作用するために目的とする一方向と逆方向に表面
波が伝搬してしまうことになる。したがつて表面
波の伝搬特性が狭帯域特性に制限される欠点があ
る。
本発明は、以上の問題に対処するためになされ
たものであつて、本発明による弾性表面波装置
は、弾性体に接して形成され、表面波の一方の伝
播方向に対して徐々に電極周期が短くなるように
形成された第１のくし形チヤープ電極と、上記弾
性体に接して形成され、上記第１のくし形チヤー
プ電極に対して表面波伝播方向に沿つて接触する
ように並設されるとともに、上記一方の伝播方向
とは反対の伝播方向に対して徐々に電極周期が長
くなるように形成された第２のくし形チヤープ電
極と、上記第１のくし形チヤープ電極に接続され
るリアクタンスと、上記第２のくし形チヤープ電
極に接続された信号源とを含む、上記第１のくし
形チヤープ電極が反射部として用いられるととも
に、上記第２のくし形電極が給電部として用いら
れるように構成されたトランスジユーサを備えた
ことを特徴としているものである。
たものであつて、本発明による弾性表面波装置
は、弾性体に接して形成され、表面波の一方の伝
播方向に対して徐々に電極周期が短くなるように
形成された第１のくし形チヤープ電極と、上記弾
性体に接して形成され、上記第１のくし形チヤー
プ電極に対して表面波伝播方向に沿つて接触する
ように並設されるとともに、上記一方の伝播方向
とは反対の伝播方向に対して徐々に電極周期が長
くなるように形成された第２のくし形チヤープ電
極と、上記第１のくし形チヤープ電極に接続され
るリアクタンスと、上記第２のくし形チヤープ電
極に接続された信号源とを含む、上記第１のくし
形チヤープ電極が反射部として用いられるととも
に、上記第２のくし形電極が給電部として用いら
れるように構成されたトランスジユーサを備えた
ことを特徴としているものである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第４図ａ，ｂは、本発明実施例による弾性表面
波装置を示す概略平面図および概略断面図であ
る。
波装置を示す概略平面図および概略断面図であ
る。
同図において、１３は弾性体基板であり、この
弾性体基板１３の表面に、電極周期が弾性表面波
の伝播方向ｘに対して変化するようにしたくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂが伝播方向ｘに垂直
となるように設けられている。一方のくし形チヤ
ープ電極１５Ｂは、弾性表面波の伝播方向ｘに対
して徐々に電極周期が短くなるように形成され、
他方のくし形チヤープ電極１５Ａは、伝播方向ｘ
に対して徐々に電極周期が長くなるように形成さ
れ、両くし形チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂは共通
電極１６上の垂直線Ｙ−Y′で接触するように並
設されている。
弾性体基板１３の表面に、電極周期が弾性表面波
の伝播方向ｘに対して変化するようにしたくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂが伝播方向ｘに垂直
となるように設けられている。一方のくし形チヤ
ープ電極１５Ｂは、弾性表面波の伝播方向ｘに対
して徐々に電極周期が短くなるように形成され、
他方のくし形チヤープ電極１５Ａは、伝播方向ｘ
に対して徐々に電極周期が長くなるように形成さ
れ、両くし形チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂは共通
電極１６上の垂直線Ｙ−Y′で接触するように並
設されている。
上記くし形チヤープ電極１５Ａは給電部として
用いられ、整合回路１１を介して信号源１０が接
続され、上記くし形チヤープ電極１５Ｂは反射部
として用いられ、リアクタンス回路１２が接続さ
れている。
用いられ、整合回路１１を介して信号源１０が接
続され、上記くし形チヤープ電極１５Ｂは反射部
として用いられ、リアクタンス回路１２が接続さ
れている。
以上において上記給電部電極１５Ａから発生さ
れて弾性体基板１３表面の左右方向に伝搬された
弾性表面波のうち、左方向に伝搬された表面波は
リアクタンス回路１２によつて終端されている反
射部電極１５Ｂが存在しているためにこの反射部
電極１５Ｂにより反射されて再び右方向に戻らさ
れる。
れて弾性体基板１３表面の左右方向に伝搬された
弾性表面波のうち、左方向に伝搬された表面波は
リアクタンス回路１２によつて終端されている反
射部電極１５Ｂが存在しているためにこの反射部
電極１５Ｂにより反射されて再び右方向に戻らさ
れる。
この時くし形チヤープ電極からなる給電部電極
１５Ａはその形状的性質から動作周波数によつて
表面波の発生点は異なつてくる。今動作周波数
におけるその発生点（等価的表面波発生点）をＣ
として、この点Ｃから前記両電極１５Ａ，１５Ｂ
の接触線Ｙ−Y′までの距離をl1とすると、この距
離l1に対応したトランジツト角θ1は以下のように
表わせる。
１５Ａはその形状的性質から動作周波数によつて
表面波の発生点は異なつてくる。今動作周波数
におけるその発生点（等価的表面波発生点）をＣ
として、この点Ｃから前記両電極１５Ａ，１５Ｂ
の接触線Ｙ−Y′までの距離をl1とすると、この距
離l1に対応したトランジツト角θ1は以下のように
表わせる。
θ1＝2π／0・l1／λ0 ……(1)
ここで、
：動作周波数、0
：中心周波数、
λ0：中心周波数の波長、
また反射部電極１５Ｂもくし形チヤープ電極か
ら構成されているので動作周波数によつて表面波
の反射点も異なつてくる。今動作周波数におけ
るその反射点（等価的表面波反射点）をＤとし
て、この点Ｄから上記接触線Ｙ−Y′までの距離
をl2とすると、この距離l2に対応したトランジツ
ト角θ2は以下のように表わせる。
ら構成されているので動作周波数によつて表面波
の反射点も異なつてくる。今動作周波数におけ
るその反射点（等価的表面波反射点）をＤとし
て、この点Ｄから上記接触線Ｙ−Y′までの距離
をl2とすると、この距離l2に対応したトランジツ
ト角θ2は以下のように表わせる。
θ2＝2π／0・l2／λ0 ……(2)
ここで上記給電部電極１５Ａおよび反射部電極
１５Ｂを含むトランスジユーサを一方向性として
動作させるには、給電部電極１５Ａから右方向に
伝搬する表面波と左方向に伝搬して反射部電極１
５Ｂにより反射されて右方向に戻つてきた表面波
との位相を合わせる必要がある。このためには反
射して戻つてきた表面波のトランジツト角θが以
下の式を満足するように給電部電極１５Ａおよび
反射部電極１５Ｂくし形（チヤープ電極）を形成
することが条件となる。
１５Ｂを含むトランスジユーサを一方向性として
動作させるには、給電部電極１５Ａから右方向に
伝搬する表面波と左方向に伝搬して反射部電極１
５Ｂにより反射されて右方向に戻つてきた表面波
との位相を合わせる必要がある。このためには反
射して戻つてきた表面波のトランジツト角θが以
下の式を満足するように給電部電極１５Ａおよび
反射部電極１５Ｂくし形（チヤープ電極）を形成
することが条件となる。
θ＝２×（θ1＋θ2）＝（2π＋１）π ……(3)
以上の(1)〜(3)式を総合することにより以下の式
が導かれる。
が導かれる。
・（l1＋l2）＝0・λ0（2n＋１）／４ ……(4)
ここで２つのチヤープ電極１５Ａ，１５Ｂが接
触線Ｙ−Y′を中心として幾何学的に対称になつ
ているとすると、l1＝l2＝ｌとなつて上記(4)式は
以下のようになる。
触線Ｙ−Y′を中心として幾何学的に対称になつ
ているとすると、l1＝l2＝ｌとなつて上記(4)式は
以下のようになる。
・ｌ＝0・λ0（2n＋１）／８ ……(5)
このように上記(4)式を満足するように給電部電
極および反射部電極として動作する２つのくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂを設計することによ
り、広い動作周波数範囲にわたつて前記したよう
な両表面波の位相を合わせることができるので一
方向性トランスジユーサとして動作させることが
できる。また以上の条件を満足するためのトラン
スジユーサの電極形状は周知のフオトエツチング
技術を利用することにより容易に製造することが
できる。さらにこのようにして形成されたくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂのうち反射部電極と
して用いる電極側をリアクタンス回路により終端
することで、その調整も容易に行うことができる
ようになる。
極および反射部電極として動作する２つのくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂを設計することによ
り、広い動作周波数範囲にわたつて前記したよう
な両表面波の位相を合わせることができるので一
方向性トランスジユーサとして動作させることが
できる。また以上の条件を満足するためのトラン
スジユーサの電極形状は周知のフオトエツチング
技術を利用することにより容易に製造することが
できる。さらにこのようにして形成されたくし形
チヤープ電極１５Ａ，１５Ｂのうち反射部電極と
して用いる電極側をリアクタンス回路により終端
することで、その調整も容易に行うことができる
ようになる。
以上においては２つのくし形チヤープ電極１５
Ａ，１５Ｂが垂直線（接触性）Ｙ−Y′で接触し
ている構成の場合について述べたが、両電極が離
れた場合でも前記式(4)を満足する範囲内に配置さ
れていれば一方向性トランスジユーサとして動作
させることができる。
Ａ，１５Ｂが垂直線（接触性）Ｙ−Y′で接触し
ている構成の場合について述べたが、両電極が離
れた場合でも前記式(4)を満足する範囲内に配置さ
れていれば一方向性トランスジユーサとして動作
させることができる。
なお弾性体基板１３としては圧電体に限らず、
第５図ａ〜ｄに示したように非圧電体基板１７お
よび圧電膜１８、あるいは金属膜１９からなる組
み合わせによつて構成してもよい。
第５図ａ〜ｄに示したように非圧電体基板１７お
よび圧電膜１８、あるいは金属膜１９からなる組
み合わせによつて構成してもよい。
以上述べて明らかなように本発明によれば、く
し形チヤープ電極が２個並設され、一方の電極が
給電部として用いられると共に他方の電極が反射
部として用いられるように一方向性トランスジユ
ーサを構成するものであるから、広帯域特性を実
現することができる。また製造工程が簡単となる
ために製造コストを低減することができ、さらに
所望特性を得るためのチヤープ電極の配置設計が
極めて容易となる。
し形チヤープ電極が２個並設され、一方の電極が
給電部として用いられると共に他方の電極が反射
部として用いられるように一方向性トランスジユ
ーサを構成するものであるから、広帯域特性を実
現することができる。また製造工程が簡単となる
ために製造コストを低減することができ、さらに
所望特性を得るためのチヤープ電極の配置設計が
極めて容易となる。
即ち、本発明の装置では、必要な動作周波数帯
域幅が決まれば、前記(4)式において、f0、λ0が決
まるので、動作周波数ｆにおけるl1＋l2は簡単に
求まる。l1、l2はＹ−Y′からの距離であるから、
チヤープ電極の配置は容易に設計できることにな
る。
域幅が決まれば、前記(4)式において、f0、λ0が決
まるので、動作周波数ｆにおけるl1＋l2は簡単に
求まる。l1、l2はＹ−Y′からの距離であるから、
チヤープ電極の配置は容易に設計できることにな
る。
しかし(4)式を満足しないようなチヤープ電極の
組合せ構成であれば、l1、l2の設計はかなり複雑
となる。
組合せ構成であれば、l1、l2の設計はかなり複雑
となる。
第１図乃至第３図はいずれも従来例を示す概略
図、第４図ａ，ｂは共に本発明実施例を示す概略
上面図および概略断面図、第５図ａ〜ｄは共に本
発明実施例を示す概略断面図である。 １０……信号源、１１……整合回路、１２……
リアクタンス回路、１３……弾性体基板、１５
Ａ，１５Ｂ……くし形チヤープ電極、１６……共
通電極、１７……非圧電体基板、１８……圧電
膜、１９……金属膜。
図、第４図ａ，ｂは共に本発明実施例を示す概略
上面図および概略断面図、第５図ａ〜ｄは共に本
発明実施例を示す概略断面図である。 １０……信号源、１１……整合回路、１２……
リアクタンス回路、１３……弾性体基板、１５
Ａ，１５Ｂ……くし形チヤープ電極、１６……共
通電極、１７……非圧電体基板、１８……圧電
膜、１９……金属膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 弾性体に接して形成され、表面波の伝播方向
に対して徐々に電極周期が短くなるように形成さ
れた第１のくし形チヤープ電極と、 上記弾性体に接して形成され、上記第１のくし
形チヤープ電極に対して表面波伝播方向に沿つて
接触するように並設されるとともに、上記伝播方
向に対して徐々に電極周期が長くなるように形成
された第２のくし形チヤープ電極と、 上記第１のくし形チヤープ電極に接続されるリ
アクタンスと、 上記第２のくし形チヤープ電極に接続された信
号源とを含み、上記第１のくし形チヤープ電極が
反射部として用いられるとともに、上記第２のく
し形電極が給電部として用いられるように構成さ
れ、上記２個のくし形チヤープ電極間の接触線か
ら表面波の等価的発生点までの距離l1および等価
的反射点までの距離l2との関係が、 l1＋l2＝f0・λ0（2n＋１）／4f （ただしf0：中心周波数、λ0：中心周波数におけ
る弾性表面波の波長、ｎ：整数、ｆ：動作周波
数、） となるようにくし形チヤープ電極が形成されて成
ることを特徴とする弾性表面波装置。 ２ 上記２個のくし形チヤープ電極が幾何学的に
対称に形成されてなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の表面弾性波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1435582A JPS58145212A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1435582A JPS58145212A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145212A JPS58145212A (ja) | 1983-08-30 |
| JPH043127B2 true JPH043127B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=11858755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1435582A Granted JPS58145212A (ja) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145212A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154815A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Elastic surface wave filter |
| JPS568914A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-29 | Toshiba Corp | Low-frequency dispersed type delay line |
| JPS5621407A (en) * | 1979-07-31 | 1981-02-27 | Toshiba Corp | Dispersive type delay line |
-
1982
- 1982-02-02 JP JP1435582A patent/JPS58145212A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58145212A (ja) | 1983-08-30 |
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