JPH05299965A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯域外の減衰量を損ねることなく、高水準のフ
ィルタ特性を得る。 【構成】 互いの先端部が一定の交差幅で互い違いに交
差するように対向配置された一対の櫛歯状電極部５Ａ，
５ＢをＩＤＴ電極３Ｂとして備えている。櫛歯状電極部
５Ａ，５Ｂは、所定のサンプリング法に従う周期で交差
幅がゼロに設定されている部分を有しており、かつこの
部分の一方の端部と櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂ全体の一方
の端部とは一致している弾性表面波素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、高周波領域で
バンドパスフィルタとして用いられる弾性表面波素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビの音声多重放送においては、通
常、一方の音声信号と他方の音声信号とをその中間周波
数でフィルトレーションする必要があるが、このような
フィルトレーションを行う素子として、従来から弾性表
面波素子が用いられている。

【０００３】ところで、昨今の放送電波利用の急激な増
大に伴って、上述したテレビの音声多重放送において
も、音声信号それぞれの周波数は互いに非常に近接して
設定されるようになっている。その例として、イギリス
などの欧州各国で採用されているＮＩＣＡＭ方式と呼ば
れるテレビの音声多重放送の方式がある。このＮＩＣＡ
Ｍ方式のひとつであるＮＩＣＡＭ−Ｉ方式においては、
周波数6.000ＭＨｚのアナログ音声信号と周波数6.552Ｍ
Ｈｚのデジタル音声信号との多重信号によって音声を送
受信するようになっており、これらの音声信号の周波数
は非常に近接している。

【０００４】そのため、これらの音声信号をフィルトレ
ーションする弾性表面波素子には、各音声信号のキャリ
アとして350ｋＨｚ程度の帯域を確保しかつ音声信号以
外の周波数帯域（帯域外）で十分なる減衰を得たうえ
で、アナログ音声信号周波数をピークとしてデジタル音
声信号周波数を４ｄＢ減衰させるという高水準なフィル
タ特性が要求される。

【０００５】従来から、表面弾性波素子においてこのよ
うな特性を達成するために、一対備えられるＩＤＴ電極
のうちの一方を、交差幅重み付け電極（ＩＤＴ電極を構
成する櫛歯状電極の交差幅を周波数特性に合わせて微妙
に変化させたもの）としていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、交差幅
重み付け電極を用いて特性向上を図ると、電極対数（Ｉ
ＤＴ電極を構成する櫛歯状電極部の対数）が増えてしま
うという問題があった。電極対数の増加は素子全体面積
の増加につながるので、このような方法による特性向上
には限度がある。

【０００７】また、電極対数が増えるとそれに伴って内
部容量も増加する。内部容量の増加は見かけ上のインピ
ータンスの変動を招き、トリプルトランジットエコー
（いわゆるＴＴＥ）特性を悪化させる。ＴＴＥ特性を向
上させるためには、櫛歯状電極部の交差幅を小さくして
内部容量を低減させてインピーダンスのマッチングを行
う必要がある。しかしながら、交差幅を小さくすると、
波の回折現象によって波形が悪化してしまい、帯域外の
減衰が十分に得られなくなるという新たな問題を発生さ
せる。

【０００８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、帯域外の減衰量を損ねることなく、高
水準のフィルタ特性を得ることができる弾性表面波素子
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、互いの先端部が一定の交差幅で互い違いに
交差するように対向配置された一対の櫛歯状電極部をＩ
ＤＴ電極として備えた弾性表面波素子であって、前記櫛
歯状電極部は、所定のサンプリング法に従う周期で交差
幅がゼロに設定されている部分を有しており、かつこの
部分の一方の端部と櫛歯状電極部全体の一方の端部とは
一致しており、以上のものから弾性表面波素子を構成し
た。

【００１０】なお、ここでいう所定のサンプリング法と
は、例えば、有効電極対数４個毎に２個交差幅をゼロに
する（以下、１／２サンプリング法と呼ぶ）ことや有効
電極対数３個毎に２個交差幅をゼロにする（以下、１／
３サンプリング法と呼ぶ）ことをいう。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、所定のサンプリング法の周
期に従って交差幅がゼロに設定された部分を櫛歯状電極
部のなかで部分的に形成しているので、通過帯域頂部の
間をなだらかな曲線で結んだような周波数特性を示すよ
うになる。つまり、通過帯域頂部の間はトラップが形成
されることなく埋められることになる。

【００１２】また、櫛歯状電極部において互いに交差し
ている部分はその交差幅が一定であるので、交差幅が小
さくなることはない。くわえて交差幅がゼロに設定され
た部分の大きさを変えるだけでインピーダンスの調整が
行えるのでインピーダンスの調整のために交差幅が小さ
くなることもなくなった。そのため、特性劣化の原因と
なる波の回折現象が発生しにくくなった。

【００１３】さらに、同じような通過帯域特性を交差幅
重み付け電極によって得る場合と比べて電極対数は少な
くなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。

【００１５】この弾性表面波素子１は前記したＮＩＣＡ
Ｍ−Ｉ方式のテレビ音声多重放送用の１ｓｔＩＦフイル
ター用素子であり、図１に示すように、基板２を備えて
いる。基板２は平滑なホウ珪酸ガラス基板の表面にＡｌ
電極を形成し、さらにその表面の任意の位置に圧電体で
あるＺｎＯのＣ軸配向膜を約２５μｍ形成して構成され
ている。そして、この基板２上には、本実施例の特徴と
なる一対のＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂが形成されている。Ｉ
ＤＴ電極３Ａ，３Ｂそれぞれは対向配置された一対の櫛
歯状電極部４Ａ，４Ｂ（５Ａ，５Ｂ）から構成されてお
り、これら櫛歯状電極部４Ａ，４Ｂ（５Ａ，５Ｂ）は、
その先端部が互い違いに入り込み合うように配置されて
いる。

【００１６】そして、一方のＩＤＴ電極３Ａはその櫛歯
状電極部４Ａ，４Ｂが互いに入り込み合う幅（交差幅）
が一定になっている。つまり、このＩＤＴ電極は正規型
のＩＤＴ電極となっている。

【００１７】さらに、他方のＩＤＴ電極３Ｂは、全体の
半分、すなわち、櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂの中央から分
けて一端側側半分の電極対数が前記した正規型となって
いるものの、他端側半分の電極対数が、１／２サンプリ
ング法の周期でもって交差幅がゼロに設定されている。

【００１８】ＩＤＴ電極３Ｂにおいて交差幅が周期的に
ゼロになっている部分（以下、サンプリング部分と称
す）を具体的に述べると、図２の拡大図に示すように、
正規型の櫛歯状電極部の配置構成において図中右側の櫛
歯状電極部５Ｂから延出するはずの櫛歯先端７ｃ（７
ｆ）が右側の櫛歯状電極部５Ｂから延出せず、代わって
この位置の櫛歯先端７ｃ（７ｆ）は左側の櫛歯状電極部
５Ａからダミー電極として延出している。これによっ
て、図中下端や中央部の櫛歯先端７ａ（７ｄ）とその上
隣の櫛歯先端８ａ（８ｂ）、および、櫛歯先端８ａ（８
ｂ）とその上隣の櫛歯先端７ｂ（７ｅ）とは、それぞれ
交差しているものの、櫛歯先端７ｂ（７ｅ）とその上隣
の７ｃ（７ｆ）、および櫛歯先端７ｃとその上隣櫛歯先
端７ｄとは交差幅ゼロとなっている。つまり、有効電極
対数のうち、１／２だけが交差しており、その他は交差
幅ゼロになっている。しかしながら、この櫛歯状電極部
３Ｂにおいても、交差幅は全体を通じて一定の幅ｃを有
しており、正規型とみなすことができる。

【００１９】このように、本実施例の弾性表面波素子１
では、一方のＩＤＴ電極３Ａは正規型の櫛歯状電極部４
Ａ，４Ｂから構成されており、他方のＩＤＴ電極３Ｂ
は、１／２のサンプリング法の周期でもって交差幅がゼ
ロに設定されている部分（実施例では全体の半分）を有
した櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂから構成されている。その
ため、以下のような特性改善が図れる。

【００２０】例えば、正規型のＩＤＴ電極を備えた弾性
表面波素子であれば、電極対数に応じて通過帯域頂部間
は基本的に、（２×ｆ₀／Ｎ， ｆ₀：中心周波数、Ｎ：
電極対数）で表される。つまり、ｆ₀±ｆ₀／Ｎの位置に
第１の頂部がくる。通常はこのことを用いてトラップを
形成するが、本発明の主旨では、このトラップを埋める
必要がある。そこで、要求特性における必要トラップ
を、主として正規型のＩＤＴ電極によって形成する一
方、トラップを埋めることを、主として他方のＩＤＴ電
極（サンプリング部分を備えたＩＤＴ電極）によって行
い、音声信号のうちの一つ（デジタル音声信号）の減衰
を確保させた。

【００２１】すなわち、図３に示すような目標特性を得
ようとする場合、正規型のＩＤＴ電極では、図４に示す
ように、所定の周波数帯域に複数の頂部が形成されて頂
部間には鋭角な谷間が形成されてしまう。しかしなが
ら、サンプリング部分を有するＩＤＴ電極では、図５に
示すように、各頂部の間はなだらかな曲線によって結ば
れて前記した正規型のものの特徴である鋭角な谷間が埋
まっている。そこで、正規型のＩＤＴ電極と、サンプリ
ング部分を有するＩＤＴ電極とを組み合わせて弾性表面
波素子を構成することにより、目標特性が得られること
になる。

【００２２】次に、このような弾性表面波素子を用い
て、ＮＩＣＡＭ−Ｉ方式に用いる１ｓｔＩＦフィルタを
試作した結果を図６示す。

【００２３】この１ｓｔＩＦフィルタは基本的な構造は
実施例のものと同じであり、なお具体的には次のような
構造を有している。すなわち、一方のＩＤＴ電極３Ａ
は、有効電極対数７４対の正規型の櫛歯状電極部４Ａ，
４Ｂから構成されており、その中心周波数は33.285ＭＨ
ｚである。他方のＩＤＴ電極３Ｂは、有効電極対数５６
対であり全体の半分が１／２のサンプリング法によって
交差幅がゼロに設定された櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂから
構成されており、その中心周波数が32.850ＭＨｚであ
る。そして、この１ｓｔＩＦフィルタが用いられるＮＩ
ＣＡＭ−Ｉ方式は、アナログ音声用キャリア周波数33.5
00ＭＨｚ、デジタル音声用キャリア周波数32.948ＭＨ
ｚ、色信号副搬送波周波数35.070ＭＨｚ、映像信号搬送
波周波数39.500ＭＨｚ、隣接チャンネル映像信号搬送波
周波数31.500ＭＨｚ、隣接チャンネル音声キャリア周波
数(40.948ＭＨｚ,41.500ＭＨｚ)である。

【００２４】図６の実測波形から明らかなように、各音
声キャリア周波数のレベルや帯域幅、さらにはトラップ
の減衰量がＮＩＣＡＭ方式の１ｓｔＩＦフイルターに課
せられる要求をほぼ満たしていることがわかる。

【００２５】上記実施例では、櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂ
においてサンプリング部分は、電極部５Ａ，５Ｂの端部
から中央に向かって半分の面積をもって形成されていた
が、これに限るわけではなく、図７（ａ）に示すよう
に、櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂの一方の端部側ほぼ１／３
の面積をもって形成してもよく、くわえて図７（ｂ）に
示すように、電極部５Ａ，５Ｂの一方の端部側ほぼ３／
４の面積をもって形成してもよい。なお、図７それぞれ
において斜線形成部分が、所定のサンプリング周期で交
差幅がゼロに設定されている部分を示している。

【００２６】ところで、トラップ埋設量は、サンプリン
グ部分の形成位置にも微妙に関係しており、前記した１
ｓｔＩＦフィルタとして必要なトラップ埋設量を得るに
は、図７（ａ）,（ｂ）に示すように、サンプリング部
分の一方の端部と櫛歯状電極部５Ａ，５Ｂ全体の端部と
を一致させれば良い。というのも、サンプリング部分を
櫛歯状電極部の中央部に電極全体の端部とは分離して設
けると、充分なるトラップ埋設量が得られなくなる。

【００２７】また、上記実施例においては、ソリッド型
のＩＤＴ電極を備えた弾性表面波素子において説明した
が、これに限る訳ではなく、スプリッド型のＩＤＴ電極
を備えた弾性表面波素子においても本発明を適用できる
のはいうまでもない

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、通過帯
域頂部の間はトラップが形成されることなく埋められる
ことになった。そのため、ＮＩＣＡＭ方式のように、周
波数を互いに近接配置させた複数の音声キャリアを備え
た音声多重放送においても、各音声信号のキャリアとし
て所定のの帯域を確保しかつ音声信号以外の周波数帯域
で十分なる減衰を得たうえで、一方の音声信号周波数を
ピークとして他方の音声信号周波数を適度に減衰させる
という高水準なフィルタ特性を達成することができるよ
うになった。

【００２９】また、このような通過帯域特性を得るため
に、交差幅の小さい部分もなくさらにはインピーダンス
の調整のために交差幅が小さくなることもなくなった。
そのため、交差幅減少に起因する回折現象によって通過
帯域特性が劣化するといった不都合も起こりにくくなっ
た。

【００３０】さらには、同じような通過帯域特性を交差
幅重み付け電極によって得る場合と比べて電極対数が少
なくて済むので、特性向上とともに大型化するといった
不都合も起こらなくなった。

【００３１】くわえて、インピーダンスの調整は、交差
幅が一定の繰り返し周期でゼロになっている部分の面接
を増減させればよいので簡単になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の弾性表面波素子の概略構成
を示す平面図である。

【図２】実施例の要部拡大平面図である。

【図３】目標の周波数特性を概略にして示す線図であ
る。

【図４】正規型のＩＤＴ電極の周波数特性を概略にして
示す線図である。

【図５】交差幅が周期的にゼロになった部分を有するＩ
ＤＴ電極の周波数特性を概略にして示す線図である。

【図６】本発明の弾性表面波素子によって構成された１
ｓｔＩＦフィルタの周波数特性図である。

【図７】所定のサンプリング法に従う周期で交差幅がゼ
ロに設定されている部分の説明に供する概略平面図であ
る。

【符号の説明】

３Ａ，３Ｂ ＩＤＴ電極 ４Ａ，４Ｂ 正規型の櫛歯状電極部 ５Ａ，５Ｂ 所定のサンプリング法に従う周期で交差
幅がゼロになっている部分を有する櫛歯状電極部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いの先端部が一定の交差幅で互い違い
   に交差するように対向配置された一対の櫛歯状電極部
   （５Ａ，５Ｂ）をＩＤＴ電極（３Ｂ）として備えた弾性
   表面波素子であって、 前記櫛歯状電極部（５Ａ，５Ｂ）は、所定のサンプリン
   グ法に従う周期で交差幅がゼロに設定されている部分を
   有しており、かつこの部分の一方の端部と櫛歯状電極部
   （５Ａ，５Ｂ）全体の一方の端部とは一致していること
   を特徴とする弾性表面波素子。