JPH04356809A - 弾性表面波装置およびその製造方法 - 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、設計自由度の高い、良好な特性を有する弾性
表面波装置およびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、帯域外抑圧度向上等、フィルタの周波数特性
の改良のための手段として、特開昭５０−４０２５９号
公報に記載のように、開ロ一定の正規型電極の一部を除
去する等の手段が知られている。

この従来のものは、電極指列を構成する複数の電極指を
有し、各電極指は、２本毎に極性が交互に替わるように
、２群に分けられて、それぞれ共通の電極に接続されて
いる。そして、電極指列から、極性が等しい互いに隣接
する２本の電極指（電極指対）のいずれかを除去する構
成となっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来技術は、電極の除去にのみ着目し、弾
性表面波装置（７）設計に自由度を持たせることへの配
慮がない。

すなわち、極性が等しい互いに隣接する２本の電極指を
１単位として除去するため、それらの電極指と隣接する
他の極性の電極指との間で構成される、弾性表面波の励
根源除去が、１対（異符号の励振源２個）単位でのみ行
なわれ、設計自由度が小さかった。

本発明の目的は、実質的に弾性表面波の励振源の除去を
０．５対単位で行ない、設計自由度の向上した弾性表面
波装置を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、そのような弾性表面波装
置の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、０．５対の励振源除去が必要な箇所から発
生する弾性表面波を主伝搬軸とは異なる方向に放射した
り、フィルタの中心周波数近傍での応答を抑圧すること
により達成される。

すなわち、本発明の一態様によれば、弾性表面波基板上
に、電気信号と弾性表面波信号の変換を行なう変換器が
少なくとも１個以上配置され、上記変換器のうち少なく
とも１の変換器は、弾性表面波の励振源を複数有すると
共に、隣り合う励振源の極性が弾性表面波の主伝搬軸上
で、変換器の中心周波数近傍において、実質的に同符号
である箇所を有し、かつ、その部分が非周期的に配置さ
れることを特徴とする弾性表面波装置が提供される。

上記同極の励振源間には、上記励振源とは異なる表面波
励振開口部を有し、該励振開口部は、その表面波の主放
射軸を、弾性表面波の主伝搬軸に対して傾けて配置され
る構成とすることができる。

［作用］ 前述のように、表面波の主伝搬軸とは異なる方向に表面
波を放射すれば、主伝搬軸上に配置された変換器への表
面波の変換が行なわれず、実質的に０．５対励振源単位
の除去が可能となる。また、主伝搬軸と同方向への表面
波が放射する場合でも、その箇所の変換周波数特性を、
フィルタ中心周波数近傍で効率を下げた特性とすること
によっても、実質的に０．５対励振源単位の除去が可能
となり、設計自白度を、１対単位の場合に比べて、向上
させることができる。

（以下余白） ［実施例］ 以下、本発明の実施例について第１図から第１２図を用
いて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を模式的に示している。

弾性表面波基板１上に、電気信号と弾性表面波信号の変
換を行なう第１、第２の変換器として、正規型の入力電
極２および出力電極３と、入出力の電磁的結合を排除す
るための斜め電極４とが配置されている。また、基板１
の端面には、端面からの反射を抑圧するため、吸音剤５
が塗布されている。

入力電極２は、開口が一定の非重み付型の電極である。

この入力電極２は、電極指２ａ、２ｂをそれぞれ複数本
有する。これらは電極指列を構成する。また、各電極指
２ａ、２ｂは、２本毎に極性が交互に替わるように、２
群に分けられて、それぞれ共通の電極２ｃ、２ｄに接続
されている。

電極指２ａ、２ｂは、共に、長手方向の２辺が平行なリ
ボン状の形状を有している。

出力電極３は、基本的には、開口が一定の非重み付型の
電極である。そして、この出力電極３は、表面波の放射
方向を主伝搬軸方向Ａと同一とした通常の励振源部６の
他に、放射方向Ｂを主伝搬軸Ａから傾けられた斜め励振
部７が配置される。このため、出力電極３は、長手方向
の２辺が平行なリボン状の電極指３ａ、３ｂと、直角三
角形状の電極指３ｅ、３ｆとを、それぞれ複数本有し、
これらの電極指３ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆは、電極指列を
構成する。

また、電極指３ａ、３ｂは、電極指３ｅ、３ｆと隣接す
る部分以外の部分、すなわち、通常の励振源部６では、
それぞれ２本ずつ交互に替わるように設けられている。

通常の励振源部６は、電極指３ａ、３ｂにより構成され
る。この電極指３ａ、３ｂは、電極指３ｅ、３ｆと隣接
する部分以外の部分では、それぞれ２本ずつ交互に替わ
るように設けられている。

電極指３ａと３ｅとは、共通電極３ｃに接続され、電極
指３ｂと３ｆとは、共通電極３ｄに接続されている。

斜め励振部７は、電極指３ｅ、３ｆにより構成され、そ
の開口が、主伝搬軸Ａに対して傾いて配置されている。

すなわち、直角三角形状の電極指３ｅ、３ｆの直角をな
す２辺のうち長手方向を主伝搬軸Ａに垂直となるように
、それと直角な辺を主伝搬軸Ａに平行となるように設け
、互いの斜辺が対向するように配置される。

斜め励振部７は、第１図では、２ヵ所設けられている。

もちろん、これに限られるものではない。

また、これらの斜め励振部７は、主伝搬軸Ａに対する傾
き方向が異なっている。

第２図は上記出力すだれ状電極３と励振源位置との関係
を示している。

実線の矢印８は、主伝搬軸Ａ方向で見た励振応答の存在
する箇所、破線の矢印９は、主伝搬軸方向で見た励振応
答がない箇所を示している。励振源の位置は、共通電極
３ｃ、３ｄ間の中心にとっている。実線および破線の矢
印８、９は、通常の励振部６と斜め励振部７に対応して
いる。

同図上側に示す変換器の主伝搬軸方向で見たインパルス
時間応答は、同図の下側に示す励振源の分布に対応する
。ここで、励振源の符号（上下）は、入力側すだれ状電
極から見て、共通電極３ｃに接続される電極指、共通電
極３ｄに接続される電極指の順で電極が存在する箇所を
＋（上）、この逆の順で存在する箇所を−（下）と定義
してある。

同図のように、本実施例で形成される励振源の並びは、
通常と同様の異符号の励振源の並びの他に同符号の励振
源の並びが混在している。従って、本実施例によれば、
０．５対単位の励振源（またはインパルス応答）の除去
が可能であることが分かる。

なお、励振応答がない箇所、すなわち、励振源の抜けは
、上記実施例では、０．５対になっているが、これに限
定されない。０．５対単位であればよい。

同符号の励振源が並ぶものとしては、例えば、従来より
、米国特許第３，７４８，６０３号明細書に示されてい
るようなスプリットアイソレート電極がある。しかし、
このような電極は、同極部がすだれ状電極全体にわたり
周期的に配置されているため、ｆ特性向上の効果は得ら
れない。

本実施例のように、実質的な励振源の抜けを０．５対巣
位とし、それにより他の箇所と同様の強度の同極の励振
源の並びを実現できることにより、非重み付電極の設計
自由度の向上を果たすことができる。

本実施例では、群遅延時間の周波数特性を平坦としたた
め、上記０．５対の励振源の抜けは、変換器（電極）の
中心に対して、左右対称としてある。

また、励振周波数特性を対称としたため、異極の励振源
のピッチを（１／２＋ｎ）λｏ（ｎ：整数、λｏ：中心
周波数での表面波波長）とし、同極の励振源のピッチを
ｍλｏ（ｍ：整数）としている。

第３図は第１実施例と従来のフィルタの周波数特性を示
している。

この測定に用いられた弾性表面波装置は、実際には、励
振源対数は、第１図で示したものより多い。本実施例の
フィルタと従来のフィルタとは、同一チップサイズ（伝
搬軸上の距離）で性能を比較している。実線１０が従来
、破線１１が第１実施例の特性である。設計自由度が高
いため約１０ｄＢほど帯域外抑圧度が向上している。な
お、本実施例では帯域外抑圧度の向上に本発明を用いた
が、フィルタ層特性等、他の性能向上も同様に行なうこ
とができる。

第４図は本発明の第２実施例の一部を模式的に示したも
のである。なお、本実施例では、第１図と同一の構成要
素については同一符号を付している。

本実施例は、弾性表面波基板１上に、電気信号と弾性表
面波信号の変換を行なう第１、第２の変換器として、入
力電極１２および出力電極１３と、入出力の電磁的結合
を排除するための斜め電極４とが配置されている。また
、基板１の端面には、端面からの反射を抑圧するため、
吸音剤５が塗布されている。

入力すだれ状電極１２は、０．５対の励振源の抜けを有
する非重み付電極である。この入力電極２は、平行に配
置されるリボン状の電極指２ａ、２ｂからなる通常の励
振部６と、直角三角形の電極指２ｅ、２ｆからなる斜め
励振部７とを有する。

電極指２ｅ、２ｆは、上述した電極指３ｅ、３ｆと同様
に構成され、直角三角形の斜辺を対向させる。電極指２
ａ、２ｅは共通電極２ｃに接続され、電極指２ｂ、２ｆ
は共通電極２ｄに接続される。

本実施例によれば、入力すだれ状電極１２については、
非重み付電極の設計自由度が向上している。一方、出力
すだれ状電極１３は、開口重み付電極としている。これ
は、開口重み付電極の設計自由度は、開口を変化させる
ことができるため、開口一定の変換器より大きいことに
よる。従って、本実施例では、非重み付電極と開口重み
付電極を用いることにより、より詳細に周波数特性を制
御することができる。

以上、本実施例を用いれば、さらに周波数特性の設計自
由度を上げることができる。

次に、斜め励振部が異なる形態の実施例について説明す
る。

第５図は、第３実施例の一部を模式的に示したものであ
る。ここでは、１の変換器についての電極パターンのみ
示す。

本実施例は、出力すだれ状電極１４内に斜め励振部１５
が配置されている。励振源部は、電極間の中心と考えら
れ、図中に破線で示してある。また、開口端ともう一方
の開口端までの主伝搬軸方向での距離をΔ■として図に
示してある。この斜め励振源部の各点から主伝搬軸方向
へ伝搬する表面波ｅは、 と表されるから、（時間項省略、ｋ０：三伝搬軸方向の
波数、ｚ：伝搬距離）、同一受波開口部（主伝搬軸に垂
直、ある一定のｚ座標部）で受波される主伝搬軸方向の
波の積分値Ｅは、 （ｓ：斜め励振部に添っての線路） で表わされるから、Ａを各点でほぼ一定として、となる
。Ｅをゼロとするには、（４）式のカッコ内がゼロであ
ればよいので、 の条件が求まる。（５）式より、λを斜め励振部の応答
を抑圧したい周波数での波長とすると、の式が得られる
。上記のλが、フィルタ中心周波数での波長λｏに近い
場合 が得られる。

従って、Δ■が（７）式を満足すれば、斜め励振部から
主伝搬軸方向への応答を充分抑えることが可能となり、
より設計値へ近づけることが可能となる。

本実施例では主伝搬軸方向へ伝搬する波のみを取り扱っ
たが、実際は斜めに伝搬する波の影響を受けるため、Δ
■を（７）式よりずらす場合も生じる。

以上、本実施例を用いれば、主伝搬軸方向での斜め励振
部からの応答を充分抑圧することが可能となるため、０
．５対の励振源部の抜けを実質的にゼロと置くことがで
きるため、より設計値に近づけることが可能となり、特
性も向上する。

第６図は第４実施例の一部を模式的に示した図である。

本実施例では、入力すだれ状電極１６内の斜め励振部１
７の位置に、斜めの浮き電極１８を配置した。第１〜第
３実施例では、斜め励振部の励振源は各々１本であった
が、本実施例では電極間に浮き電極を配置することによ
り、励振源の数を増している。これにより、斜め方向へ
の表面波の放射指向性が増すため主伝搬軸方向への放射
を一層抑圧することが可能となる。

以上、本実施例を用いれば、主伝搬軸方向への斜め励振
部からの応答を一層抑圧することが可能となり、一層設
計値との一致度が向上する。

第７図は第５実施例の一部を模式的に示したものである
。

本実施例は、入力すだれ状電極１９内に斜め励振部２０
を配置している。斜め励振部２０は、開口方向に複数回
折り曲げられ、各辺ごとに開口方向が交互に替わる、複
数の放射軸を持つ構成となっている。斜め励振部２０で
の主放射方向Ｂ’と主伝搬軸方向Ａとのなす角をより大
きくとることができるため、主伝搬軸Ａ方向へ放射され
る表面波を一層抑圧することができる。

以上、本実施例を用いれば、一層設計値との一致度を向
上させることができる。

第８図は第６実施例の一部を模式的に示した図である。

本実施例は、入力すだれ状電極２１内に、円弧状の励振
部２２を配置している。０．５対の励振源の抜け部を同
図のように円弧状にすることにより、放射の周波数特性
を（放射指向性がなめらかになるため）なめらかな関数
（極が少ない）とすることが可能となり、０．５対励振
源抜け部の特性を、中心周波数近傍でほぼ一定と考える
ことが可能となるため、その補正も容易となる。

以上本実施例を用いれば、０．５対励振源抜け部の補正
が容易となり、より正確な設計が可能となる。

第９図は第７実施例の一部を模式的に示した図である。

本実施例例は、入力すだれ状電極２３内に、０．５対の
実質的な非励振部２４を設けている。交差は、通常と同
様、主伝搬軸方向に垂直な方向でなされているが、電極
間の距離ｇは中心周波数での波長λｏを用いて、 としている。

すだれ状電極の放射特性Ｒは、メタライズ比（電極幅／
電極ピッチ）の関数を省略すると、と表わされることが
、ＩＥ３　Ｔｒａｎｓ、ＳＵ−２２、Ｐ３９５（１９７
５）１２、Ｈ．Ｅｎｇａｎらによって示されている。

Ｒ＝０とするには、 とすればよく、λを中心周波数近傍とすると、（８）式
となる。

このように、ｇを（８）式のように定めると、主伝搬軸
方向の応答は、実質的にかなり小さくすることができる
。

以上、本発明を用いれば、斜めや曲線の電極を用いる必
要がないため、電極パターンの設計が容易となる。

上記各実施例では、弾性表面波基板１として、例えば、
１２８゜Ｙ軸カットのニオブ酸リチウム短結晶からなる
圧電性基板を用い、弾性表面波の伝搬方向をＸ軸として
いる。他の材料を用いてもよい。

第１０図は、弾性表面波装置の製造方法の一実施例の工
程の一部を模式的に示している。

本実施例の弾性表面波装置の製造は、まず、弾性表面波
基板１上に、すだれ状電極を形成し、この後、電極のト
リミングを行なう。

本実施例の製造方法において、従来の製造方法と異なる
点は、電極のトリミング工程にあり、すだれ状電極の形
成自体は、従来のものと同じである。従って、ここでは
、トリミング工程について説明する。

入力すだれ状電極２５の０．５対単位の励振源抜け部を
、レーザートリミングを行なう、すなわち、最初は、同
図（ａ）に示すように、通常の交差型電極２６のトリミ
ングを、周波数特性を見ながらレーザースポットを照射
して行なう。

次に、トリミングスポット２８を、同図（ｂ）のように
蛇行させることにより、実質的な非励振部２７と励振部
２９を形成し、適当な周波数特性が得られた時点で、ト
リミングを終了する。

以上、本実施例を用いれば、特性検査を行ないながらト
リミングを行なうことができるため、歩留まり向上に効
果がある。

上述した各実施例を含めて本発明の弾性表面波装置の典
型的な用途としては、例えば、フィルタ、発振器等が挙
げられる。以下、フィルタとして用いられる弾性表面波
装置の応用例について説明する。

第１１図は、本発明の弾性表面波装置を使ったテレビジ
ョン受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。

本実施例のテレビジョン受信機は、アンテナ３０、チュ
ーナブロック３１、フィルタとして機能する弾性表面波
装置３２および復調ブロック３３を有する。

このような構成において、アンテナ３０から入力された
信号は、チューナブロック３１によって中間周波信号に
変換され、弾性表面波装置３２によって１チャネル分の
信号が抜き出され、復調ブロック３３により映像、音声
信号が再生され、それぞれ映像出力端子３４、音声出力
端子３５に出力される。

弾性表面波装置３２は、本発明の技術を用い、帯域外抑
圧度を向上させており、隣接チャネルや他からの妨害を
防ぎ、良好な画像信号が得られている。

以上、本実施例によれば、隣接妨害等の特性を向上させ
ることが可能である。

第１２図は、本発明の弾性表面波装置を使った衛星放送
受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。

本実施例の衛生放送受信機は、パラボラアンテナ３６、
屋外ユニット３７および屋内ユニット３８を備えている
。屋内ユニット３８には、ダウンコンバータ部３９、フ
ィルとして機能する弾性表面波装置４０、および、復調
系４１を有する。

このような構成において、パラボラアンテナ３６により
受信された信号は、屋外ユニット３７により約１ＧＨｚ
の１ｓｔＩＦ信号に変換され、屋内ユニット３８に送ら
れる。屋内ユニット３８では、ダウンコンバータ部３９
により、さらに４００ＭＨｚ帯の２ｎｄＩＦ信号に変換
され、弾性表面波装置４０により１チャネル分の信号を
抜き出され、復調系４１により映像、音声信号が再生さ
れ、それぞれ映像出力端子４２、音声出力端子４３に出
力される。

弾性表面波装置４０は、本発明を用い肩特性を向上させ
ており、良好なＳ／Ｎ特性が得られている。

以上、本実施例を用いれば、通信装置のＳ／Ｎ特性を向
上させることが可能である。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば、弾性表面波装置の設計自由度が
向上するため、同一チップサイズで良好な特性を実現で
き、素子の性能向上に効果がある。

また、本発明の弾性表面波装置を通信装置に用いれば、
セットの性能向上を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弾性表面波装置の第１実施例の構成を
模式的に示す平面図、第２図はすだれ状電極と励振源位
置の関係を示す説明図、第３図は第１実施例と従来の弾
性表面波装置の周波数特性を示すグラフ、第４図は本発
明の第２実施例の構成の一部を模式的に示す平面図、第
５図から第８図は本発明の弾性表面波装置の第３から第
６実施例を構成する電極の一部を模式的に示す平面図、
第９図は本発明の弾性表面波装置の第７実施例を構成す
る電極の一部を模式的に示す平面図、第１０図は本発明
の弾性表面波装置の製造方法の一実施例におけるトリミ
ング工程を示す説明図、第１１図は本発明の弾性表面波
装置を用いたテレビジョン受信機の一実施例の構成を示
すブロック図、第１２図は本発明の弾性表面波装置を用
いた衛星放送受信機の一実施例の構成を示すブロック図
である。 ２、１２、１４、１６、１９、２１、２３、２５…入力
すだれ状電極、３、１３…出力すだれ状電極、７、１５
、１７、２０…斜め励振部、２２…円弧状の励振部、２
４、２７…実質的な非励振部、３２、３４…弾性表面波
装置。 出願人　株式会社日立製作所 代理人　弁理士　富田和子

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性表面波基板上に、電気信号と弾性表面
   波 信号の変換を行なう変換器が少なくとも１個以上配置さ
   れ、上記変換器のうち少なくとも１の変換器は、弾性表
   面波の励振源を複数有すると共に、隣り合う励振源の極
   性が弾性表面波の主伝搬軸上で、変換器の中心周波数近
   傍において、実質的に同符号である箇所を有し、かつ、
   その部分が非周期的に配置されることを特徴とする弾性
   表面波装置。
2. 【請求項２】上記非周期的に配置される励振源は、開口
   が ほぼ一定である、請求項１記載の弾性表面波装置。
3. 【請求項３】前記同符号の励搬源箇所が、表面波の伝搬
   方 向で、変換器の中心に対して対称に位置していることを
   特徴とする請求項１または２記載の弾性表面波装置。
4. 【請求項４】前記変換器内の隣り合う励振源の極性が異
   符 である箇所を有し、その箇所は、励振源ピッチが（１／
   ２＋ｎ）λｏ（ｎ：整数、λｏ：中心周波数における表
   面波の波長）、同符号の箇所の励振源ピッチがｍλｏ（
   ｍ：整数）で、λｏは変換器内で一定であることを特徴
   とする請求項１、２または３記載の弾性表面波装置。
5. 【請求項５】前記１の変換器のほかに、他の１の変換器
   を有し、その変換器は、開口重み付を有する変換器であ
   ることを特徴とする請求項１、２または３記載の弾性表
   面波装置。
6. 【請求項６】上記同極の励振源間に、上記励振源とは異
   な る表面波励振開口部を有し、該励振開口部は、その表面
   波の主放射軸を、弾性表面波の主伝搬軸に対して傾けて
   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. 【請求項７】上記主伝搬軸に対して傾けられた開口部の
   、 開口端から開口端までを、弾性表面波の主伝搬軸方向で
   見た距離Δ■をＮλｏ（Ｎ：整数）としたことを特徴と
   する請求項６記載の弾性表面波装置。
8. 【請求項８】上記主伝搬軸に対して傾けられた開口部の
   電 極間に、浮き電極を配置したことを特徴とする請求項６
   記載の弾性表面波装置。
9. 【請求項９】上記主伝搬軸に対して傾けられた開口部は
   、 複数の放射軸を持つ、請求項６記載の弾性表面波装置。
10. 【請求項１０】上記主伝搬軸に対して傾けられた開口部
    は、 開口方向に対して数回折り曲げられた形状を有すること
    を特徴とする請求項６記載の弾性表面波装置。
11. 【請求項１１】前述の同極の励振源間の表面波開口部は
    、曲 線状に曲げられた形状を有することを特徴とする請求項
    １記載の弾性表面波装置。
12. 【請求項１２】前述の同極の励振源間の表面波開口部の
    電極 間の距離ｇを、Ｍ／２・λｏ（Ｍ：整数）としたことを
    特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
13. 【請求項１３】弾性表面波基板上に、電気信号と弾性表
    面波 信号の変換を行なう変換器が少なくとも１個以上配置さ
    れ、上記変換器のうち少なくとも１の変換器は、長手方
    向が平行なリボン状の電極指の列を有し、該リボン状の
    電極指列中に、開口方向が主伝搬軸から傾いている電極
    指の対を含むことを特徴とする弾性表面波装置。
14. 【請求項１４】上記変換器は、圧電効果によって動作す
    るす だれ状電極で構成されることを特徴とする請求項１、２
    、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２また
    は１３記載の弾性表面波装置。
15. 【請求項１５】長手方向が平行なリボン状の電極指の列
    と、 該リボン状の電極指列中に含まれて、開口方向が主伝搬
    軸から傾いている電極指の対とを、弾性表面波基板上に
    設け、上記開口方向が主伝搬軸から傾いている電極指の
    対について、弾性表面波装置の周波数特性を観測しなが
    ら、その表面波開口部をトリミングすることを特徴とす
    る弾性表面波装置の製造方法。
16. 【請求項１６】請求項１から１４のいずれかに記載の弾
    性表面波装置からなることを特徴とするフィルタ。
17. 【請求項１７】請求項１６記載のフィルタを用いたこと
    を特徴とする通信装置。