JPH0481114A - 弾性表面波コンボルバ - 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、弾性表面波コンボルバに関し、特に分割した
導波路を介して２つの信号のコンボリューション信号を
とり出す、分割導波路型弾性表面波コンボルバに関する
。

［従来の技術］ 第３図は、「中用他、電子通信学会論文誌°８６／２．
　Ｖｏｌ、　Ｊ６９−Ｃ，Ｎｏ、２．　ｐｐ１９０〜１
９８Ｊ　　に記載されている、従来の分割導波路型弾性
表面波コンボルバの構成を示す概略平面図である。

なお、本図に記載されている座標軸は、便宜上付記した
ものであり、基板の結晶軸等を意味するものではない。

第３図において、１は圧電基板であり、２，３は該基板
１の表面上にＸ方向に適宜距離隔てて対向配置され、形
成されている２つの弾性表面波励振用櫛形電極である。

また４−１，４−２，・・・４−ｎは、これら電極２，
３間においてＸ方向に延びて互いに平行に基板１の表面
に形成されている導波路である。また、５は基板１の表
面上に上記導波路からＸ方向に適宜距離隔てて配置され
形成されている出力用櫛型電極である。

この弾性表面波素子において、弾性表面波励振用櫛形電
極２，３に対し角周波数ωの電気信号を入力すると、該
周波数の弾性表面波が励振され、該弾性表面波と導波路
４−１．４−２．・・・、４−ｎをＸ軸方向に互いに反
対向きに伝搬し、該導波路にてパラメトリック・ミキシ
ング現象によりｙ軸方向に伝搬する角周波数２ωの弾性
表面波が発生する。この弾性表面波が出力用櫛型電極５
に到達し、該出力用櫛型電極にて上記２つの入力信号の
コンボリューション電気信号を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した様な従来型の分割導波路型弾性
表面波コンボルバでは、分割された各導波路と導波路の
形成されてない部分（導波路と導波路の間）の幅の比、
すなわちラインアンドスペース比は１：１であるため、
各弾性表面波励振用櫛型電極から導波路へ向けて励振さ
れる弾性表面波の全てが各導波路に入射されるわけでは
なく、半分近い弾性表面波が導波路と導波路の間にもれ
ていた。従って、弾性表面波の導波路への入射効率が悪
いという欠点があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、弾性表面波励振用櫛型電極より励振さ
れた弾性表面波を、導波路に効率良く入射させる分割導
波路型弾性表面波コンボルバを提供することである。

［課題を解決するための手段及び作用］上記目的は、弾
性表面波励振用櫛型電極と各導波路との間に、出口の幅
が各導波路と同じ幅のホーン型導波路を各導波路と同じ
個数ずつ、導波路の両側に設けることで達成される。

また前記複数のホーン型導波路の上記励振電極側入口が
、すべて連続していることを特徴とする弾性表面波コン
ボルバにより、上記課題を解決しようとするものである
。

すなわち、このような構成では、弾性表面波励振用櫛型
電極より励振された弾性表面波を、各ホーン型導波路に
よって効率良（各導波路へ入射させることができ、導波
路間にもれる弾性表面波を減少させることができる。

また各ホーン型導波路の入口を、隙間無（連続して配置
することにより、同様に導波路間にもれる弾性表面波を
減少させ、励振された弾性表面波を無駄な（導波路に導
入することができる。

［実施例］ （第１実施例） 第１図は、本発明の弾性表面波素子の第１の実施例を示
す概略平面図である。

なお、図中の座標軸は便宜上付記したものであり、基板
の結晶軸等を意味するものではない。

第１図において、１は圧電基板である。該圧電基板とし
ては、例えばニオブ酸リチウム等の圧電基板を用いるこ
とができる。

２．３は、基板１の表面上にＸ方向に適宜距離隔てて対
向配置されて形成されている弾性表面波励振用電極であ
る。該電極２．３は櫛形電極であり、例えばアルミニウ
ム、銀、金等の導電体からなり、弾性表面波がＸ方向に
伝搬するように設けられている。

４−１．４−２．・・・、４−ｎは、電極２，３間にお
いて、Ｘ方向に延びて互いに平行に基板１の表面に一定
ピッチで配列されて形成されている導波路である。

導波路に関しては、柴山乾夫監修「弾性表面波工学」電
子通信学会、８２〜１０２頁に詳しく述べられており、
薄膜導波路やトポグラフィツク導波路があるが、本発明
においては基板表面をアルミニウム、銀、金等の導電体
で被覆したΔｖ／ｖ導波路が好ましい。

５は基板１の表面上に上記導波路４−１〜４−ｎからｙ
方向に適宜距離隔てて配置され形成されている出力用櫛
型電極であり、該電極は例えばアルミニウム、銀、金等
の導電体からなり、ｙ方向に伝搬する弾性表面波を効率
よく電気信号に変換できるように設けられている。

７−１〜７−ｎ、　８−１〜８−ｎは、基板ｌの表面上
に上記電極２と上記導波路４−１〜４−ｎの間、及び上
記電極３と上記導波路４−１〜４−ｎの間にそれぞれ配
置されて形成されたホーン型導波路である。

ホーン型導波路に関しては、ＭＡＮＡＳ　Ｋ、ＲＯＹ著
ｒ　Ａ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　Ｗａｖｅ　Ｂｅａｍ　Ｃｏ
ｍｐｒｅｓｓｏｒ　ＵｓｉｎｇΔｖ／ｖ−Ｔｙｐｅ　Ｇ
ｕｉｄａｎｃｅ　Ｊ　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ｏｎ　５
ｏｎｉｃｓａｎｄ　Ｌｌｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌ
、５Ｌｌ−２３，Ｊｕｌｙ　１９７６．２７６〜２７９
頁に詳しく述べられている。

またホーン型導波路には薄膜導波路やトポグラフィツク
導波路があるが、本発明においては基板表面をアルミニ
ウム、銀、金等の導電体で被覆した△Ｖ　／　Ｖ導波路
が好ましい。ここで該ホーン型導波路７−１〜７−ｎ、
及び８−１〜８−ｎは、弾性表面波励振用電極２及び３
側入射端面がそれぞれ連続しており、またホーンの先端
部の幅は各導波路の幅に等しい。

本実施例の弾性表面波コンボルバにおいて、方の励振用
櫛型電極２に対して、中心角周波数ωの電気信号を入力
すると、励振用電極２からは弾性表面波が励振され、Ｘ
の正方向に伝搬して入射側端面が連続しているホーン型
導波路７−１〜７−ｎのいずれかに入射する。

そして弾性表面波は、該ホーン型導波路７−１〜７−ｎ
の境界で反射しながら伝搬し、各導波路と等しいビーム
幅となって出射され、それぞれ対応する導波路４−１〜
４−ｎに入射して、伝搬する。

ここでホーン型導波路の形状を、弾性表面波がホーン型
導波路の境界で反射する時の入射角θが、ｓｉｎθ＞Ｖ
＋／Ｖｏ　　（Ｖ＋はホーン型導波路表面における弾性
表面波速度、■。は自由表面における弾性表面波速度）
を満足するように配置し、形成することにより、弾性表
面波はホーン型導波路の外にもれることなく全反射し、
効率良く弾性表面波のビーム幅を変換することができる
。従って弾性表面波励振用櫛型電極２より励振された弾
性表面波は、ホーン型導波路７−１〜７−ｎを介して全
て導波路４−１〜４−ｎに入射され、伝搬する。

また、同様にして他方の励振用櫛型電極３に対し、中心
角周波数ωの電気信号を入力すると、励振用電極３より
弾性表面波が励振され、Ｘの負方向に伝搬し、同じく入
射側端面が連続しているホーン型導波路８−１〜８−ｎ
を介して導波路４−１〜４−ｎに入射され、伝搬する。

こうして、導波路４−１〜４−ｎには、両端から互いに
反対方向に２つの弾性表面波が伝搬し、該導波路にてパ
ラメトリック・ミキシング現象により、ｙ軸方向に伝搬
する中心角周波数２ωの弾性表面波が発生する。この弾
性表面波が出力用櫛型電極５に到達し、ここで上記２つ
の入力信号のコンボリューション電気信号を得ることが
できる。

尚、導波路４−１〜４−ｎの配列ピッチが、該導波路に
て生ぜしめられた弾性表面波の波長の整数倍と同じにな
るように導波路４−１〜４−ｎを配置し形成することに
より、各導波路要素にて生ゼしぬられた弾性表面波は同
相で重なり、効率良く励振させることができる。

なお、本実施例において、ホーン型導波路７−１〜７−
ｎ及び８−１〜８−ｎは、それぞれ弾性表面波励振用櫛
型電極２及び３側の入射端面で連続しているが、該ホー
ン型導波路７−１〜７−ｎ及び８−１〜８−ｎは、個々
が離れていてもよい。このような個々の入射端面が離れ
て配置されたホーン型導波路を有する弾性表面波コンボ
ルバでは、弾性表面波が、離れているホーン型導波路の
間にもれる分だけ、導波路への入射効率は減少するが、
それでも従来の分割導波路型弾性表面波コンボルバに比
べると、入射効率は十分向上されている。

（第２実施例） 第２図は、本発明による弾性表面波素子の第２の実施例
を示す概略平面図である。本図において、上記第１図に
おける部材と同様の部材には同一の符合が付せられてい
る。

本実施例では、出力用櫛型電極５と同様な出力用櫛型電
極６が基板１の表面上において導波路４−１〜４−ｎか
らｙ方向に該櫛型電極５と反対側に、同−距離隔てて配
置され形成されている点のみ、上記第１実施例と異なる
。

本実施例においても、上記第１実施例と同様の作用効果
が得られるが、本実施例では導波路にて生ぜしめられた
弾性表面波のｙ軸方向の双方の向きに伝搬するものを、
２つの出力用櫛型電極５゜６によって受け、これらの出
力を合成することにより、上記第１実施例の２倍の出力
を得ることができる。

尚、２つの出力用櫛型電極５．６の導波路４−１〜４−
ｎからの距離を異ならせてお（ことにより、一方の出力
用櫛型電極５からの出力を、他方の出力用櫛型電極６の
出力に対し適宜時間遅延させることもできる。

また、上記第１、第２実施例における弾性表面波励振用
電極２，３をダブル電極（スプリット電極）とすること
により、該弾性表面波励振用電極２．３における弾性表
面波の反射を抑圧できる。

同様に出力用櫛型電極５，６をダブル電極（スプリット
電極）とすることにより、出力用櫛型電極５．６におけ
る弾性表面波の反射を抑圧し、素子の特性をより一層良
好なものにすることができる。

また、上記第１、第２実施例において、基板１はニオブ
酸リチウム等の圧電体単結晶に限定されるものではな（
、例えば半導体ガラス基板上に圧電膜を付加した構造等
、パラメトリック・ミキシング効果がある材料及び構造
であればよい。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、励振電極と導波路の間に
導波路側の出口の幅が、該導波路の幅と等しいホーン型
導波路を、導波路と同数設けることにより、励振電極か
ら励振される弾性表面波を無駄な（導波路へ入射でき、
それによって導波路への弾性表面波の入射効率を向上す
ることができる。

また個々のホーン型導波路の励振電極側の入口の端面を
連続して配置することにより、導波路間にもれていた弾
性表面波を大幅に減少させることができ、これによって
、やはり導波路への弾性表面波の入射効率を向上できる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による弾性表面波素子の第１実施例を
示す概略平面図。 第２図は、本発明による弾性表面波素子の第２実施例を
示す概略平面図。 第３図は、従来例を示す概略平面図。 １は基板、２，３は励振電極、４−１〜４−ｎは導波路
要素、５．６は出力用電極、７−１〜７−ｎ、８−１〜
８−ｎはホーン型導波路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板上に、第１及び第２の弾性表面波を励振
   する少なくとも２つの励振電極と、該励振電極から励振
   される前記第１及び第２の弾性表面波を、互いに反対向
   きに伝搬させる複数の導波路と、該導波路にて発生した
   上記第１及び第２の弾性表面波を横切る方向に伝搬する
   第３の弾性表面波を電気信号に変換する少なくとも１つ
   の出力用電極とを有する弾性表面波コンボルバにおいて
   、前記励振電極と導波路との間に、該導波路側出口の幅
   が該導波路幅に等しいホーン型導波路を、前記導波路と
   同数個設けることを特徴とする弾性表面波コンボルバ。
2. （２）前記複数のホーン型導波路の上記励振電極側入口
   が、すべて連続していることを特徴とする請求項１に記
   載の弾性表面波コンボルバ。