JPH0473804B2 - - Google Patents

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JPH0473804B2
JPH0473804B2 JP60139968A JP13996885A JPH0473804B2 JP H0473804 B2 JPH0473804 B2 JP H0473804B2 JP 60139968 A JP60139968 A JP 60139968A JP 13996885 A JP13996885 A JP 13996885A JP H0473804 B2 JPH0473804 B2 JP H0473804B2
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convolver
surface acoustic
acoustic wave
gates
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  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明は、基板上に、その両端の近傍に互に対
向して設けられた入力トランスデユーサから互に
相対する方向に表面波を伝播し、それらの入力ト
ランスデユーサの間に2分割された出力ゲートが
設けられたDifferential Phiase Shift Keying
(以下本明細書においてはDPSKと略称する)コ
ンボルバとして使用される弾性表面波装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention propagates surface waves in directions opposite to each other from input transducers provided on a substrate near both ends of the substrate, facing each other. , Differential Phiase Shift Keying with two divided output gates between their input transducers
The present invention relates to a surface acoustic wave device used as a convolver (hereinafter abbreviated as DPSK).

B 発明の概要 DPSKコンボルバにおいて、2分割された出力
ゲート間に金属膜から成る電極が配置された弾性
表面波コンボルバが開示される。上記電極端部と
出力ゲート端部の間の距離をl1、弾性表面波の波
長をλ0、正の整数をn1とするとき、l1=n1/2λ0で ある。上記コンボルバはエラステイツクコンボル
バであることも、半導体基板上に形成された圧電
体膜から成るモノリシツクコンボルバであること
もできる。
B. Summary of the Invention Disclosed is a surface acoustic wave convolver in which an electrode made of a metal film is disposed between two divided output gates in the DPSK convolver. When the distance between the electrode end and the output gate end is l 1 , the wavelength of the surface acoustic wave is λ 0 , and a positive integer is n 1 , l 1 =n 1 /2λ 0 . The convolver can be an elastic convolver or a monolithic convolver made of a piezoelectric film formed on a semiconductor substrate.

C 従来の技術 従来の弾性表面波コンボルバには、(a)半導体と
圧電体を僅かな空隙を介して結合する分離媒質コ
ンボルバ、(b)は圧電体基板自体の非線形性を利用
するエラステイツクコンボルバ、(c)半導体基板上
に圧電体薄膜を形成した層状構造のモノリシツク
コンボルバが知られている。
C. Prior Art Conventional surface acoustic wave convolvers include (a) a separation medium convolver that couples a semiconductor and a piezoelectric material through a small gap, and (b) an elastic convolver that utilizes the nonlinearity of the piezoelectric substrate itself. (c) A monolithic convolver with a layered structure in which a piezoelectric thin film is formed on a semiconductor substrate is known.

(a)の分離媒質コンボルバに、空隙の制御が非常
にやつかいなため、生産性が劣る欠点がある。(b)
のエラステイツクコンボルバでは、圧電体基板の
弾性的非線形性を利用するために、大きな弾性表
面波エネルギが必要になる。一方、エラステイツ
クコンボルバおよび層状構造モノリシツクコンボ
ルバは分離媒質コンボルバとは異なり、組立てが
容易なために生産性が上るという特長を持つてい
る。さらに、(c)の層状構造モノリシツクコンボル
バは、半導体の空乏層容量の非線形性を利用して
いるので、コンボルーシヨン効率が大きいうえ、
モノリシツク構造のために、構成が容易であると
いう特長を持つている。
The separation medium convolver shown in (a) has the disadvantage of poor productivity because it is very difficult to control the air gap. (b)
The elastic convolver requires a large amount of surface acoustic wave energy to utilize the elastic nonlinearity of the piezoelectric substrate. On the other hand, elastic convolvers and layered structure monolithic convolvers differ from separation medium convolvers in that they are easy to assemble and thus increase productivity. Furthermore, the layered monolithic convolver shown in (c) utilizes the nonlinearity of the depletion layer capacitance of the semiconductor, so it has high convolution efficiency and
Because of its monolithic structure, it has the advantage of being easy to configure.

層状モノリシツク構造の断面図を第5図、上面
図を第6図に示す。ここで、1はシリコン等の半
導体層、2は酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の圧
電体膜、3は弾性表面波用入力トランスデユー
サ、4は出力ゲートであり、トランスデユーサ3
およびゲート4はアルミニウム等の金属膜で形成
される。
A cross-sectional view of the layered monolithic structure is shown in FIG. 5, and a top view is shown in FIG. Here, 1 is a semiconductor layer such as silicon, 2 is a piezoelectric film such as zinc oxide or aluminum nitride, 3 is an input transducer for surface acoustic waves, and 4 is an output gate.
The gate 4 is formed of a metal film such as aluminum.

弾性表面波コンボルバを例えば広帯域通信
Spread Spectrum Communication(以下本明細
書においてはSSCと略記する)等の信号処理機能
素子として応用することは広く知られている。
SSCにおいて転送すべきデータ変調にはDPSKが
よく使われている。
For example, use a surface acoustic wave convolver for broadband communication.
It is widely known that it can be applied as a signal processing functional element such as Spread Spectrum Communication (hereinafter abbreviated as SSC).
DPSK is often used for data modulation to be transferred in SSC.

このようなDPSK変調された信号を弾性表面波
コンボルバで整合波するために、第7図に示す
構造のコンボルバが提案されている。第7図に示
す構造はDPSKコンボルバと呼ばれ、その詳細な
動作はデイー・ブロツトコルブ(D.Brodtkorb)
およびジエイ・イー・レイナ(J.E.Laynor)著
1978年発行の雑誌ウルトラソニツクス・シンポジ
ウム・ブロシーデイングス(Ultrasonics
Symposium Proceedings)第561頁から第566頁
までに掲載された論文に示されている。第7図に
おいて、5,6は出力ゲートであり、中央で分離
されている。7は両ゲート5,6からの信号の和
および差をとるためのハイブリツドである。8,
9はハイブリツド出力であり8が和(Σput)、9
が差(Δput)を出力する。
In order to convert such a DPSK-modulated signal into a matching wave using a surface acoustic wave convolver, a convolver having the structure shown in FIG. 7 has been proposed. The structure shown in Figure 7 is called a DPSK convolver, and its detailed operation is described by D. Brodtkorb.
and written by JELaynor
Ultrasonics Symposium Bulletin published in 1978
Symposium Proceedings), pages 561 to 566. In FIG. 7, 5 and 6 are output gates, which are separated at the center. 7 is a hybrid for calculating the sum and difference of the signals from both gates 5 and 6. 8,
9 is the hybrid output, 8 is the sum (Σ put ), 9
outputs the difference ( Δput ).

D 発明が解決しようとする問題点 第7図に示すDPSKコンボルバにおいて、左右
のゲート5,6からの出力はデータの引き続く2
ビツト間の位相関係を示す。ゲート5,6からの
出力は本来ならばハイブリツド7で結合されなけ
ればならないが、ゲート5,6は非常に接近して
いるために、ゲート5,6の金属の間に直接電磁
的結合(フイールドスルー)が生じる。このフイ
ールドスルーのために、ハイブリツド出力8,9
の和および/または差出力に不要波出力が生じ、
スプリアスが増大し、特性劣化を生じさせる欠点
がある。
D. Problems to be solved by the invention In the DPSK convolver shown in FIG. 7, the outputs from the left and right gates 5 and 6 are two consecutive data
Shows the phase relationship between bits. Normally, the outputs from gates 5 and 6 should be coupled by hybrid 7, but since gates 5 and 6 are very close together, direct electromagnetic coupling (field) occurs between the metals of gates 5 and 6. through) occurs. For this field-through, the hybrid output 8,9
Unwanted wave output occurs in the sum and/or difference output of
This has the drawback of increasing spurious components and deteriorating characteristics.

さらに、第7図のゲートの中央部の端10,1
1は金属端になつているために弾性表面波の反射
端となつている。したがつて、この中央部の端で
の弾性表面波の反射により不要波が発生し、ハイ
ブリツド出力8,9に特性劣化を生じさせる。ま
た、この反射波によつてセルフコンボルーシヨン
が発生し、特性劣化の発生源になる。
Furthermore, the edges 10, 1 of the central part of the gate in FIG.
Since 1 is a metal end, it serves as a surface acoustic wave reflection end. Therefore, unnecessary waves are generated due to reflection of the surface acoustic waves at the ends of the central portion, causing characteristic deterioration of the hybrid outputs 8 and 9. Furthermore, this reflected wave causes self-convolution, which becomes a source of characteristic deterioration.

したがつて、本発明の目的は、不要波が抑制さ
れた弾性表面波コンボルバを提供することであ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave convolver in which unnecessary waves are suppressed.

E 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明による弾性
表面波装置は、基板上にその両端の近傍に互に対
向して設けられた入力トランスデユーサから互に
相対する方向に表面波を伝播し、それらの入力ト
ランスデユーサの間に2分割された出力ゲートが
設けられたDPSKコンボルバとして使用される弾
性表面波装置において、さらに上記2分割された
出力ゲート間に金属膜から成る電極を含むことを
要旨とする。上記電極端部と出力ゲート端部の間
の距離をl1、弾性表面波の波長をλ0、正の整数を
n1とするとき、l1=n1/2λ0である。上記金属膜か ら成る電極は接地される。
E. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the surface acoustic wave device according to the present invention includes input transducers that are provided facing each other near both ends of the substrate, and In a surface acoustic wave device used as a DPSK convolver in which a surface wave is propagated in the direction of The gist is to include an electrode made of a metal film. The distance between the electrode end and the output gate end is l 1 , the wavelength of the surface acoustic wave is λ 0 , and a positive integer is
When n 1 , l 1 =n 1 /2λ 0 . The electrode made of the metal film is grounded.

F 作用 両ゲートに発生するコンボルーシヨン信号は金
属電極によつてシールドされ、両ゲート間の電磁
的結合が抑制される。
F Effect Convolution signals generated at both gates are shielded by metal electrodes, and electromagnetic coupling between both gates is suppressed.

G 実施例 第1図は本発明による弾性表面波DPSKコンボ
ルバの上面図で、両端の近傍に設けられた入力ト
ランスデユーサ3の間に2個分に分割された出力
ゲート5,6が設けられ、その分割されたゲート
の間に金属電極12が設けられている。入力トラ
ンスデユーサ3によつて発生させられる弾性表面
波のゲート5,6上で非線形効果によつて入力信
号のコンボルーシヨン信号が得られる。
G Embodiment FIG. 1 is a top view of a surface acoustic wave DPSK convolver according to the present invention, in which output gates 5 and 6 divided into two are provided between input transducers 3 provided near both ends. , a metal electrode 12 is provided between the divided gates. A convolution signal of the input signal is obtained by nonlinear effects on the gates 5, 6 of the surface acoustic waves generated by the input transducer 3.

両ゲート間の金属電極には有利には接地されて
いる。そのようにして、両ゲートにおいて発生し
たコンボルーシヨン信号は金属電極12によつて
シールドされる。したがつて、出力ゲート5,6
の出力端子13,14に現われる信号のうち電極
5,6間の電磁的結合による信号は抑制されてお
り、出力端子13,14に現われる信号を用いて
DPSK復調が容易になり、また不要波が軽減され
ているので、高性能なDPSKコンボルバが得られ
る。
The metal electrode between the two gates is preferably grounded. In that way, the convolution signals generated at both gates are shielded by the metal electrode 12. Therefore, the output gates 5, 6
Among the signals appearing at the output terminals 13 and 14, the signals due to the electromagnetic coupling between the electrodes 5 and 6 are suppressed, and the signals appearing at the output terminals 13 and 14 are suppressed.
Since DPSK demodulation is easier and unnecessary waves are reduced, a high-performance DPSK convolver can be obtained.

第2図は第1図の中央部付近を拡大した断面図
を示す。ここで、l2は金属電極12の幅であり、
l1は両出力ゲート5,6と金属電極12の間隔で
ある。弾性表面波がこの中央部に入射すると、ゲ
ート端10,11および金属電極12の端15,
16において反射が生じる。しかし、各反射端1
0,15,16,11からの反射波の合成法によ
り総体的な反射を打ち消すことがl1の与え方によ
つて可能である。すなわち、上記電極端部と出力
ゲート端部の間の距離をl1、弾性表面波の波長を
λ0、正の整数をn1とするとき、 l1=n1/2λ0 とすることによつて、各反射波は打消し合い、不
要波の影響が軽減される。
FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the central portion of FIG. 1. Here, l 2 is the width of the metal electrode 12,
l 1 is the distance between both output gates 5 and 6 and the metal electrode 12. When the surface acoustic wave is incident on this central part, the gate ends 10, 11 and the ends 15, 12 of the metal electrode 12,
A reflection occurs at 16. However, each reflective end 1
By combining the reflected waves from 0, 15, 16, and 11, it is possible to cancel the overall reflection by changing the way l 1 is given. That is, when the distance between the electrode end and the output gate end is l 1 , the wavelength of the surface acoustic wave is λ 0 , and a positive integer is n 1 , then l 1 = n 1 /2λ 0 . Therefore, each reflected wave cancels out each other, and the influence of unnecessary waves is reduced.

以上の説明は、エラステイツクコンボルバにも
層状構造モノリシツクコンボルバにも応用できる
ことは明らかである。すなわち、エラステイツク
コンボルバは、第3図に示すように、ニオブ酸リ
チウム等から成る圧電体基板17上にアルミニウ
ム等の金属膜により入力トランスデユーサ、入力
トランスデユーサ3の間に出力ゲート5,6、お
よび出力ゲート5,6間に金属電極12を形成し
た構造である。
It is clear that the above description can be applied to both elastic and layered monolithic convolvers. That is, as shown in FIG. 3, the elastic convolver has an input transducer and an output gate 5 between the input transducer 3 and a metal film such as aluminum on a piezoelectric substrate 17 made of lithium niobate or the like. 6, and a metal electrode 12 is formed between the output gates 5 and 6.

層状構造モノリシツクコンボルバは、第4図に
示すように、シリコン等から成る半導体基板18
上に酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の圧電膜19
を形成し、その上に入力トランスデユーサ3、出
力ゲート5,6、金属電極12を形成した構造で
ある。金属電極12はl1=n1/2λ0を満足するよう に形成される。
As shown in FIG. 4, the layered structure monolithic convolver has a semiconductor substrate 18 made of silicon or the like.
A piezoelectric film 19 made of zinc oxide, aluminum nitride, etc.
It has a structure in which an input transducer 3, output gates 5 and 6, and a metal electrode 12 are formed thereon. The metal electrode 12 is formed to satisfy l 1 =n 1 /2λ 0 .

H 発明の効果 以上説明した通り、本発明によれば、DPSK弾
性表面波コンボルバにおいて、2分割された出力
ゲート間の電磁的結合およびゲート端からの弾性
表面波の反射による不要波の影響を軽減でき、ま
たセルフコンボルーシヨンが抑制されるので高性
能なコンボルバを得ることができる。
H Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, in a DPSK surface acoustic wave convolver, the influence of unnecessary waves due to electromagnetic coupling between the two divided output gates and reflection of surface acoustic waves from the gate end is reduced. Furthermore, since self-convolution is suppressed, a high-performance convolver can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による弾性表面波DPSKコンボ
ルバの上面図、第2図は第1図の中央部付近を拡
大した断面図、第3図は本発明によるエラステイ
ツクコンボルバの断面図、第4図は本発明による
層状構造モノリシツクコンボルバの断面図、第5
図および第6図は従来の層状構造モノリシツク弾
性表面波コンボルバのそれぞれ断面図および上面
図、第7図は従来のDPSKコンボルバの上面図で
ある。 3……入力トランスデユーサ、5,6……出力
ゲート、10,11……出力ゲートの中央部の
端、12……金属電極、13,14……出力端
子、15,16……金属電極の端、17……圧電
体基板、18……半導体基板、19……圧電膜。
FIG. 1 is a top view of the surface acoustic wave DPSK convolver according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the center of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the elastic convolver according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a layered monolithic convolver according to the present invention, No. 5
6 and 6 are a sectional view and a top view, respectively, of a conventional layered structure monolithic surface acoustic wave convolver, and FIG. 7 is a top view of a conventional DPSK convolver. 3... Input transducer, 5, 6... Output gate, 10, 11... Central end of output gate, 12... Metal electrode, 13, 14... Output terminal, 15, 16... Metal electrode end, 17... piezoelectric substrate, 18... semiconductor substrate, 19... piezoelectric film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板上に、その両端の近傍に互に対向して設
けられた入力トランスデユーサから互に相対する
方向に表面波を伝播し、それらの入力トランスデ
ユーサの間に2分割された2つの出力ゲートが設
けられたDPSKコンボルバとして使用される弾性
表面波装置において、 上記2分割された出力ゲート間に金属膜から成
る電極、を含み、上記金属膜電極端部と出力ゲー
ト端部の間の距離をl1、弾性表面波の波長をλ0
正の整数をn1とするとき、 l1=n1/2λ0 を満足するように構成したことを特徴とする弾性
表面波装置。 2 上記金属膜から成る電極が接地されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の弾性
表面波装置。
[Claims] 1 Surface waves are propagated in mutually opposing directions from input transducers provided near both ends of the substrate, and a surface wave is transmitted between the input transducers. In a surface acoustic wave device used as a DPSK convolver provided with two divided output gates, an electrode made of a metal film is provided between the two divided output gates, and the end part of the metal film electrode and the output The distance between the gate ends is l 1 , the wavelength of the surface acoustic wave is λ 0 ,
A surface acoustic wave device characterized in that it is configured to satisfy l 1 =n 1 /2λ 0 when n 1 is a positive integer. 2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the electrode made of the metal film is grounded.
JP13996885A 1985-06-25 1985-06-25 Surface acoustic wave device Granted JPS61296811A (en)

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JP13996885A JPS61296811A (en) 1985-06-25 1985-06-25 Surface acoustic wave device
US06/875,855 US4841470A (en) 1985-06-25 1986-06-18 Surface acoustic wave device for differential phase shift keying convolving
FR868609116A FR2590089B1 (en) 1985-06-25 1986-06-24 DIFFERENTIAL PHASE CODING CONVOLUTION
NL8601643A NL8601643A (en) 1985-06-25 1986-06-24 SURFACE ACOUSTIC WAVE DEVICE.
GB8615382A GB2179221B (en) 1985-06-25 1986-06-24 Surface acoustic wave device
DE19863621211 DE3621211A1 (en) 1985-06-25 1986-06-25 PHASE DIFFERENTIAL MODULATION TURN LADDER
GB8913782A GB2220318B (en) 1985-06-25 1989-06-15 Surface acoustic wave device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59215109A (en) * 1983-05-20 1984-12-05 Clarion Co Ltd Surface acoustic wave device

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