JPH0453446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板内の表面付近を走る音響波によ
り作動する電気フイルタに関する。

〔従来の技術〕

２つの同一に重み付けされた変換器を有するデ
バイスは「米国電気電子学会論文集音波および超
音編（IEEE Trans.on Sonics and
Ultrasonics）」1975年３月、第105〜114頁の第７
図に示されている。

１つの入力変換器および１つの出力変換器を有
し、基板内の表面付近を走る音響波により作動す
る電気フイルタは公知である。“表面付近を走る
音響波”とは、狭義の表面波（レーリー
（Releigh）波およびブロイシユタイン
（Bleustein）波）だけでなくラブ（Love）波、
SSBW波、SSAW波などをも指すものとする。
このような音響波に対して、目的に応じた構成で
前記基板の表面上に配置されている指または電極
構造を使用することは一般に行われている。この
ような指構造、すなわち交叉指状の変換器構造、
反射器（ストリツプ）構造およびマルチストリツ
プなどのような他の構造はその配置、寸法および
形態は、所与の伝達関数、反射器関数などにより
定められる所与の条件に適合する。

所与の伝達関数の実現のために、１つの交叉指
状の変換器構造の互いに入り込んだ２つの櫛構造
の指が異なる大きさの相互重なりを有する指重な
り重み付けを応用することは公知である。電極指
による基板表面の表面被覆の均等性を達成するた
め、重ならない指長さを盲指長さで満たすことは
一般に行われている（「シーメンス研究開発報告
（Siemens Forschungs−und Entwicklungs−
Berichte）」第６巻（1977年）第132〜136頁（第
５図）参照）。

表面波フイルタという用語は狭義に解釈される
場合もあるが、以下では、ここで対象とする音響
波により作動するフイルタを一括して表面波フイ
ルタと呼ぶことにする。

表面波フイルタは、詳細には遅延線フイルタも
共振器フイルタまたは共振器も、たいていは入力
変換器および出力変換器としてこのような変換器
を設けられており、それらのうちで一方の変換器
はこのような指重なり重み付けを有し、また他方
の変換器は重み付けされない変換器であり、すな
わちその指重なりは最大であり、かつすべての指
に対して等しい。しかしこのような実施形態は重
み付け損失が大きく、また挿入減衰が大きいとい
う欠点を有し、このことは特に共振器フイルタに
おいて特に有害である。その場合に生ずる横モー
ドも有害である。

本発明とは全く別の観点でマチウス
（Matthews）著の文献「表面波フイルタの設計、
構成および使用（Surface Wave Filters，
Design，Construction and Use）」、ウイレイ
（Wiley）出版、1977年、第134頁の第３．１３図
から、指重なり重み付けされた入力変換器および
指重なり重み付けされた出力変換器を有するフイ
ルタは公知であるが、このフイルタは必然的に１
つのマルチストリツプ・カツプラを有し、従つて
インライン構成を有していない。両変換器の重な
り重み付けは少なくとも実際上は同一である。

さらに前記文献の第131／132頁から同じく指重
なり重み付けされた入力変換器および指重なり重
み付けされた出力変換器を有するフイルタは公知
である。両変換器の重なり重み付けは同じく少な
くとも本質的には同一である。このフイルタでは
入力変換器および出力変換器の指重なり重み付け
の寸法選定が非常に困難である。なぜならば、間
接的な数学的理解にしか到達し得ず、この寸法選
定の際に比較的広範囲に実験に頼らざるを得ない
からである。前記文献にはこのことが他の欠点と
ならんで述べられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、冒頭に記載した種類のフイル
タであつて、重み付け損失がわずかであり、また
挿入損失がわずかであり、また共振器として使用
する際の横モードが十分に抑制されており、簡単
な仕方で設計され得るフイルタを提供することで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲
第１項に記載の電気フイルタにより達成される。
本発明の実施態様は特許請求の範囲第２項以下に
あげられている。

（作用効果〕 本発明によるフイルタは変換器のインライン配
置を有する。一般に本発明によるフイルタは１つ
の入力変換器および１つの出力変換器を有する。
しかし、たとえば２つの入力変換器および（また
は）２つの出力変換器が設けられていてもよく、
たとえば２つの入力変換器または２つの出力変換
器は１つの出力変換器または入力変換器に対して
対称に配置されている。入力変換器または出力変
換器のこの多重の存在のゆえに、これらは“変換
器形式”と呼ばれ、その際に一方の変換器形式は
入力変換器の全体を、また他方の変換器形式は出
力変換器の全体を含んでいる。一方の変換器また
は一方の変換器形式（入力変換器または出力変換
器）は、他方の変換器形式の重み付けされない１
つの（または複数個の）変換器を基礎として、所
与の伝達関数を生ずるような、または通常の設計
技術を応用して得られるような指重なり重み付け
を有する。すなわち、一方の変換器形式の変換器
は本発明の枠内で設計の際に、あたかも冒頭に記
載した種類の公知技術によるフイルタを設計する
かのように取り扱われる。

本発明では、一方の変換器に対して行われた設
計の結果が他方の変換器形式の１つまたは複数個
の変換器に対しても考慮され、またこの（または
これらの）変換器に本発明による指重なり重み付
けが与えられる。しかし、第２の変換器形式のこ
の指重なり重み付けは第１の変換器形式の指重な
り重み付けと決して同一ではない。他方の変換器
形式に対しては、一方の変換器形式の指重なり経
過の必然的に少なくとも３重の繰り返しを有する
周期性が与えられている。すなわち、設計の周期
的繰り返しが行われている。その際、他方の変換
器形式のこの（またはこれらの）変換器の長さ
は、重み付けされない変換器として一方の変換器
の設計の基礎とされている変換器の長さと近似的
に等しい。特にこの長さは、この基礎とされた重
み付けされない変換器の長さの0.8倍と1.2倍との
間である。第２の変換器形式の１つまたは複数個
の変換器における第１の変換器形式の変換器の指
重なり経過の繰り返しの数に対する合理的な上限
は約20である。約５ないし10の繰り返しが特に好
ましい。

〔実施例〕

以下、図面に示されている実施例により本発明
を一層詳細に説明する。

第１図には、互いに入り込んだ２つの櫛構造２
および３から成る個々の交叉指状変換器が示され
ている。符号４および５を付されているのは集合
母線である。櫛構造２の指６は集合母線４と接続
されている。櫛構造３の指７は集合母線５と接続
されている。図面からわかるように、一方の櫛構
造２の指６と他方の櫛構造３の隣接する指７との
間にそれぞれ１つの重なりが存在している。これ
らの重なりは破線で記入されている包絡線Ｈによ
り強調して示されている。両包絡線Ｈの間に位置
する面はこの交叉指状変換器の重なりプロフイル
を形成する。必要とされる伝達関数に応じて特定
の重なりプロフイルが存在している。特に包絡線
Ｈを有する重なりプロフイルは（第１図の交叉指
状変換器の場合のように）軸線Ａ（この変換器の
波の主伝搬方向）に対して対称であつてよい。第
１図の例は軸線Ａの方向に、変換器の軸線Ａに対
して垂直な中央平面Ｍに関して、鏡面対称でない
プロフイルを有する変換器を示す。すなわち、第
１図の変換器は中央平面Ｍに関して重なり重み付
けの対称な分布を有していない。指重なりプロフ
イルの（第１図中で軸線Ａと合致している）軸線
は斜め方向に延びていてもよいし、変換器を通じ
て交互の方向に延びていてもよい。このような例
は良く知られている。

第１図による変換器は追加的に、同じく集合母
線４または５と接続されている盲指８および９を
も有する。これらの盲指８および９はそれぞれ他
の櫛構造の指７または６の指長さと重なりを有し
ていないので、これらの盲指８，９は電気的には
非能動的である。しかし、それにもかかわらず、
変換器により発生または受信すべき波の機械的伝
搬条件の点でできるかぎり大きい均等性を達成す
るため、盲指がこのような変換器構造に挿入され
る。

第２図には本発明の第１の実施例が示されてい
る。図面を見易くするため、（一方の変換器形式
の）一方の変換器１１のうち、その包絡線Ｈを有
する重なりプロフイルのみが示されている。この
重なりプロフイルは第１図の交叉指状変換器の重
なりプロフイルにほぼ相当する。符号１２を付さ
れているのは、（他方の変換器形式の）（付属の）
他方の変換器の本発明によりそれに適合された重
なりプロフイルである。このプロフイルの包絡線
はで示されている。この他方の変換器１２のプ
ロフイルは一方の変換器１１の包絡線Ｈを有する
プロフイルの経過の５つの繰り返しを有する。こ
の他方の変換器１２の長さは変換器１１の指重な
り重み付けの設計の基礎とされた変換器の長さの
0.8ないし1.2倍であることが好ましい。

図面からわかるように、他方の変換器形式の変
換器１２内の包絡線Ｈを有するプロフイルの、軸
線Ａの方向に存在する（第１図で既に説明した）
非対称性は、単に軸線方向Ａにシフトされて継続
している。従つて、繰り返しの継目位置に図示さ
れているような不連続性が存在する。

通常のように変換器１１および１２は電気フイ
ルタに使用される１つ基板の上に位置している。
第２図によるフイルタのすべての他の詳細は公知
とおりである。

変換器１１はフイルタの入力変換器、また変換
器１２はそれに付属の出力変換器であつてよい。
しかし、変換器１２が入力変換器、また変換器１
１が出力変換器であつてもい。

第３図には本発明の第２の実施例が示されてい
る。これは互いに合致する包絡線Ｈ１およびHr
を有する互いに合致する重なりプロフイルを有す
る一方の変換器の２つの変換器２１および２３を
有する１つのフイルタの一例である。これらの変
換器２１および２３はフイルタの軸線Ａの上に他
方の変換器形式の変換器２２の一方の側および他
方の側に向けられて位置している。その重なりプ
ロフイルは包絡線を示す。一方の変換器形式の
変換器２１および２３を、他方の変換器形式の図
示されている変換器２２に関して、このように対
称に配置する際には、変換器２１または２３の
（第１図中で既に定義された）中央平面Ｍに関し
て対称な指重なり重み付けのプロフイルを設ける
必要がある。このことは所与の伝達関数に対する
相応のフイルタ設計により達成され得る。中央平
面Ｍに対してそれぞれ対称なこの分布により（他
方の変換器形式の）変換器２２に対する問題は決
して生じない。すなわち、一方の変換器２１また
は２３のプロフイルの繰り返しは本発明により軸
線Ａの方向の（変換器２１に対しては右方、また
変換器２３に対しては左方への）シフトである。
変換器２２は変換器２１または２３のプロフイル
の３つの繰り返しを有する。対称性のゆえに、こ
の場合には不連続性も消えている。第３図による
フイルタにおいても変換器２１および２３が入力
変換器、また変換器２２が出力変換器であつても
よいし、変換器２２が入力変換器、また変換器２
１および２３が出力変換器であつてもよい。変換
器２１および２３のプロフイルは合致している。

第３図には２つの共振器構造Ｒ１およびRrも
破線で示されている。このような共振器構造Ｒは
共振器フイルタまたは共振器のなかで使用される
ので、第３図はこのようなフイルタの代替例をも
示す。

第４図には、軸線Ａの方向に中間を省略して、
包絡線を有するプロフイルを有する他方の変換
器形式の変換器３２が示されている。たとえば20
の繰り返しの存在が₁ないし₂₀で示されてい
る。これらの₁ないし₂₀は本発明により一方
の変換器形式の図示されていない付属の変換器の
プロフイルＨの繰り返しである。

（他方の変換器形式の）変換器１２または２２
は（軸線Ａの方向に）、それぞれ（一方の変換器
形式の）付属の変換器１１または２１，２３の設
計の基礎とされた重み付けされない変換器の長さ
をＬとして、好ましくは0.8Lと1.2Lとの間の長さ
を有する。同様のことが変換器３２の長さに対し
てもあてはまる。

【図面の簡単な説明】

第１図は個々の指重なり重み付けされた交叉指
状変換器の説明図、第２図および第３図は本発明
によるフイルタの第１および第２の実施例の重み
付けプロフイルを示す図、第４図は20の繰り返し
を有する他方の変換器形式の１つの変換器を中間
を省略して示す図である。 ２，３…櫛構造、４，５…集合母線、６，７…
指、８，９…盲指、１１…一方の変換器形式の変
換器、１２…他方の変換器形式の変換器、２１，
２３…一方の変換器形式の変換器、２２，３２…
他方の変換器形式の変換器、Ａ…軸線、Ｈ，Hi，
Hr，…包絡線、Ｍ…中央平面、Ｒ１，Rr…共
振器構造。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板内の表面付近を走る音響波により作動す
   る電気フイルタであつて、 第１の変換器形式の変換器としての少なくとも
   １つの入力変換器と第２の変換器形式の変換器と
   しての少なくとも１つの出力変換器とを有してお
   り、 これらの両変換器が指重なり重み付けを有し、
   またインライン配置されている電気フイルタにお
   いて、 一方の変換器形式の変換器１１，２１，２３
   が、他方の変換器形式の変換器としての重み付け
   されない変換器を基礎として定められた指重なり
   の包絡線Ｈ，Ｈ１，Hrを有する、所与の伝達関
   数により定められた重なりプロフイルを有し、 他方の変換器形式の変換器１２，２２，３２が
   一方の変換器形式の変換器の包絡線Ｈを有する重
   なりプロフイルの少なくとも３重の繰り返しであ
   る指重なり重み付けの包絡線を有する重なりプ
   ロフイルを有し、 変換器１２，２２，３２の長さが、設計の際に
   基礎とされる重み付けされない変換器の長さＬと
   少なくとも近似的に等しいことを特徴とする電気
   フイルタ。 ２ 一方の変換器形式の変換器２１，２３が変換
   器の中央平面Ｍに関して対称な包絡線Ｈ１，Hr
   を有するそれぞれ１つの重なりプロフイルを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電気フイルタ。 ３ 一方の変換器形式の変換器１１が変換器の中
   央平面Ｍに関して非対称な包絡線Ｈを有する１つ
   の重なりプロフイルを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電気フイルタ。 ４ 他方の変換器形式の変換器１２，２２，３２
   が一方の変換器形式の変換器の重なりプロフイル
   の３と20との間の数の繰り返しを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の電気フイルタ。 ５ 前記数が５と10との間の数であることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の電気フイル
   タ。 ６ 一方の変換器形式に対して２つの変換器２
   １，２３が、また他方の変換器形式に対して１つ
   の変換器２２が設けられており、他方の変換器形
   式の変換器２２が一方の変換器形式の両変換器２
   １，２３の間に配置されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第４項および第
   ５項のいずれか１項に記載の電気フイルタ。 ７ 他方の変換器形式に対して２つの変換器が、
   また一方の変換器形式に対して１つの変換器が設
   けられており、一方の変換器形式の変換器が他方
   の変換器形式の両変換器の間に配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
   第４項および第５項のいずれか１項に記載の電気
   フイルタ。 ８ 追加的に少なくとも１つの共振器構造Ｒ１，
   Rrが設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載
   の電気フイルタ。 ９ 重なりプロフイルの繰り返しを有する他方の
   変換器形式の変換器１２，２２，３２の長さが設
   計の際に基礎とされる重み付けされない変換器の
   長さの0.8ないし1.2倍であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項
   に記載の電気フイルタ。