JPH08186468A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性表面波装置の伝達特性を対称形にする。 【構成】 圧電基板１１上に、基部１２ａ，１２ｂ及び
多数の線状導体１２ｃ1，１２ｄ1からなる櫛歯部１２ｃ
を有する入力電極１２と、基部１３ａ，１３ｂ及び多数
の線状導体１３ｃ1，１３ｄ1からなる櫛歯部１２ｃ，１
２ｄとを有する出力電極１３とが相対向して配設されて
いる。各線状導体１２ｃ1，１２ｄ1，１３ｃ1，１３ｄ1
は長手方向に分割されている。入力電極１２及び出力電
極１３の外側には、一対の反射器１４，１５がそれぞれ
相対向して設けられている。分割した各線状導体１２ｃ
1，１２ｄ1間にて反射する弾性表面波の位相がずれて互
いに打ち消し合い、入出力電極１２，１３における弾性
表面波の反射が防止される。したがって、弾性表面波の
反射波は反射器１４，１５のみにより規定されて、弾性
表面波装置の周波数伝達特性を通過域を中心とした対称
形にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共振型フィルタとして
利用される弾性表面波装置に係り、特に入力電極及び出
力電極の各外側に反射器をそれぞれ設けた弾性表面波装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の弾性表面波装置１は、例
えば図３に示すように、圧電基板２上に相対向する入力
電極３及び出力電極４を備えている。入力電極３は、相
対向する線状基部３ａと、同線状基部３ａから交互に内
側に向けてかつ互いに平行に一定間隔で延出された多数
の線状導体からなる櫛歯部３ｂとにより構成されてい
る。出力電極４も、相対向する線状基部４ａと、同線状
基部４ａから交互に内側に向けてかつ互いに平行に一定
間隔で延出された多数の線状導体からなる櫛歯部４ｂと
により構成されている。そして、圧電基板２上の入力電
極３及び出力電極４の各外側にて、櫛歯部３ｂ，４ｂに
平行にかつ入出力電極３，４とほぼ等しい一定間隔で設
けた複数の線状導体５ａからなる一対の反射器５，５を
それぞれ備えている。

【０００３】この弾性表面波装置１においては、反射器
５，５の反射による弾性表面波が、図３のＷ1 に示すよ
うに入出力電極３，４間に閉じ込められて、伝達損失を
小さくできるという特性を備えている。また、この弾性
表面波装置１においては、櫛歯部３ｂ，４ｂの線状導体
の間隔及び幅が反射器５，５の線状導体５ａの間隔及び
幅とほぼ同じであるため、入出力電極３，４でも、図３
のＷ2 に示すように弾性表面波の反射が生じていた。そ
のため、弾性表面波装置１に種々の共振モードが生じ、
これを利用することにより電気信号の通過域を広帯域に
することができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記弾性表
面波装置１の伝達特性は、弾性表面波が入出力電極３，
４でも反射するため、図４に示すように、通過域Ｂが非
対称になっている。そのため、通過域Ｂ近傍の阻止域で
十分な減衰量が得られないときにこれを大きくしようと
しても、伝達特性の対称性を利用して不要な信号を除去
することができず、阻止域の減衰量を十分に大きくして
伝達特性を改善することができない。また、高周波数側
の阻止域に入出力電極３，４間の共振によるピークＰが
生じ、ピーク周波数での位相変化が大きくなり、回路動
作が不安定になるという問題がある。さらに、この弾性
表面波装置１は、種々の共振モードを利用して通過域を
形成しており、これら共振モードは互いに影響しあって
いるため特性が複雑であり、従って、帯域幅を任意の値
に設計することが困難である。

【０００５】本発明は、上記した問題を解決しようとす
るもので、伝達特性の通過域を対称形にし、入出力電極
間の共振による伝達特性におけるピークをなくし、通過
域の帯域幅の制御が容易な弾性表面波装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の構成上の特徴は、圧電基板上に、相対向する
一対の基部と同一対の基部から交互に内側に向けてかつ
互いに平行に延出された多数の線状導体からなる櫛歯部
とをそれぞれ有してなる入力電極及び出力電極を並設す
ると共に、前記圧電基板上の前記入力電極及び出力電極
の各外側にて前記櫛歯部に平行にかつ一定間隔で設けた
複数の線状導体からなる一対の反射器をそれぞれ設けた
弾性表面波装置において、前記櫛歯部の各線状導体を長
手方向に分割して構成したことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、櫛歯部の線状導体を長手方向に分割して構成す
るようにしたので、分割した各線状導体間にて反射する
弾性表面波の位相がずれて互いに打ち消し合い、入出力
電極における弾性表面波の反射を防止することができ
る。したがって、入出力電極による反射に起因した出力
信号の位相変化を小さくすることができ、弾性表面波装
置を用いた回路を安定にすることができる。また、入出
力電極における弾性表面波の反射の防止により、弾性表
面波の反射は両側の反射器においてのみ生じるようにな
るので、弾性表面波装置の伝達特性は通過域を中心とし
た対称形になり、この対称性を用いて阻止域の不要信号
を除去することができるようになる。

【０００８】また、この弾性表面波装置は、反射器間の
共振モードのみを用いて通過域を形成しているので、反
射器間の距離を長くすることにより多くの高次モードを
利用することができ、そのため最大通過域を広くするこ
とができる。さらに、反射器間の距離を調整することに
より、通過帯域幅を任意の値に設計することもできる。
これらにより、この弾性表面波装置を用いた共振フィル
タの設計に際しては、設計の自由度が増すとともに同設
計が容易になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は同実施例に係る弾性表面波装置を概略的
に示した模式図である。

【００１０】弾性表面波装置１０は、LiNbO3,LiTaO3,水
晶等の圧電材料を直方体状に形成した圧電基板１１を備
えている。圧電基板１１上には、櫛歯状にそれぞれ形成
された入力電極１２及び出力電極１３が相対向して設け
られている。入力電極１２は、圧電基板１１の長辺方向
に平行に延設された一対の基部１２ａ，１２ｂと、各基
部１２ａ，１２ｂからそれぞれ垂直にかつ互いに交互に
等間隔で延設された多数の線状導体１２ｃ1，１２ｄ1か
らなる櫛歯部１２ｃ，１２ｄとにより構成されている。
各線状導体１２ｃ1，１２ｄ1は、それぞれ中央位置にて
長手方向に沿って２本に分割され、所定間隔をおいて互
いに平行に配置された一対の分割線状導体から成る。

【００１１】これらの多数の分割線状導体は、それらの
間隔又は幅が後述する反射器１４，１５の各線状導体１
４ａ，１５ａの間隔及び幅（例えば、当該弾性表面波装
置１０を通過させるべき弾性表面波の１／４波長）に等
しいとき、反射を大きくするので、分割線状導体の間隔
又は幅を反射器１４，１５の各線状導体１４ａ，１５ａ
の間隔又は幅とは異なるものにする。本件実施例では、
多数の分割線状導体の間隔及び幅を反射器１４，１５の
各線状導体１４ａ，１５ａの間隔及び幅の半分から多少
ずらした値に設定したが、同間隔又は幅と異なれば特に
約半分に設定する必要もない。ただし、多数の分割線状
導体の間隔及び幅は、弾性表面波の励起又は受信上の問
題により、当該弾性表面波装置１０を通過させるべき弾
性表面波の１／８波長近傍の値に設定することが望まし
い。

【００１２】出力電極１３も、入力電極１２と同様に、
一対の基部１３ａ，１３ｂと、各基部１３ａ，１３ｂか
らそれぞれ垂直にかつ互いに交互に等間隔で延設された
多数の線状導体１３ｃ1，１３ｄ1からなる櫛歯部１３
ｃ，１３ｄとにより構成されている。各線状導体１３ｃ
1，１３ｄ１も、それぞれ中央位置にて長手方向に沿っ
て２本に分割され、所定間隔をおいて互いに平行に配置
された一対の分割線状導体から成っている。これらの多
数の分割線状導体の間隔及び幅に関しても、前記入力電
極１２の場合と同じである。

【００１３】また、圧電基板１１上の入力電極１２及び
出力電極１３の各外側には、一対の反射器１４，１５が
相対向して設けられている。反射器１４は、各櫛歯部１
２ｃ，１２ｄ，１３ｃ，１３ｄに平行かつ等間隔に配置
した複数の線状導体１４ａと、各線状導体１４ａの各両
端を連結する連結導体１４ｂとにより長方形に形成され
ている。また、反射器１５も、反射器１４と同様に櫛歯
部１２ｃ，１２ｄ，１３ｃ，１３ｄに平行な複数の線状
導体１５ａと、各線状導体１５ａの各両端を連結する連
結導体１５ｂとにより長方形に形成されている。そし
て、反射器１４，１５の各線状導体１４ａ，１５ａの間
隔及び幅は等しく、当該弾性表面波装置１０を通過させ
るべき弾性表面波の１／４波長に設定されている。

【００１４】以上のように構成した弾性表面波装置の使
用状態においては、図１に示すように、入力電極１２の
基部１２ａには高周波発振器２１が接続され、出力電極
１３の基部１３ａに抵抗２２が接続されかつ基部１２
ｂ，１３ｂは接地されて、抵抗２２の両端から出力信号
を得るようにする。これにより、高周波発振器２１から
の高周波電気信号は入力電極１２にて弾性表面波に変換
され、同弾性表面波が出力電極１３に伝搬されて出力電
極１３にて再び電気信号に変換されて出力される。この
場合、入力された高周波信号は、入力電極１２、出力電
極１３、反射器１４，１５等により、帯域制限されかつ
所定の周波数特性をもつ信号に変換されて出力されるこ
とになる。

【００１５】ここで、入力電極１２によって変換された
弾性表面波は、図１のＷ1 に示すように出力電極１３に
向けて伝搬すると共に、両反射器１４、１５に到達し、
両反射器１４，１５によって反射される。しかし、入力
電極１２及び出力電極１３においては、図１のＷ２に示
すように、櫛歯部１２ｃ，１２ｄ，１３ｃ，１３ｄの各
線状導体１２ｃ1，１２ｄ1，１３ｃ1，１３ｄ1が分割さ
れているために、各線状導体１２ｃ1，１２ｄ1，１３ｃ
1，１３ｄ1を分割した各分割線状導体にて反射される反
射波の位相がずれて同反射波が打ち消されるので、入力
電極１２及び出力電極１３において弾性表面波の反射が
防止される。したがって、弾性表面波の反射は両側の反
射器１４，１５においてのみ生じるようになるので、弾
性表面波装置１０の周波数伝達特性は通過域を中心とし
た対称形になる。

【００１６】このことを、下記表１の仕様による弾性表
面波装置１０のシミュレート結果を用いて示すと、同装
置１０の周波数伝達特性は図２示すようになる。

【００１７】

【表１】 圧電基板１１の材料 ： 水晶 入力電極１２の櫛歯の交差長 ： １７００μｍ 櫛歯の本数 ： ３１０本 各分割線状導体間の距離 ： ３．９μｍ 各分割線状導体の幅 ： ３．９μｍ 出力電極１３の櫛歯の交差長 ： １７００μｍ 櫛歯の本数 ： ３１０本 各分割線状導体間の距離 ： ３．９μｍ 各分割線状導体の幅 ： ３．９μｍ 反射器１４の線状導体長 ： １７００μｍ 線状導体数 ： ３００本 各線状導体間の距離 ： ７．９μｍ 各線状導体の幅 ： ７．９μｍ 反射器１５の線状導体長 ： １７００μｍ 線状導体数 ： ３００本 各線状導体間の距離 ： ７．９μｍ 各線状導体の幅 ： ７．９μｍ 図２の周波数特性からも解るように、本実施例に係る弾
性表面波装置１０においては、入力電極１２及び出力電
極１３による反射に起因した出力信号の位相変化を小さ
くすることができ、弾性表面波装置１０を用いた回路を
安定にすることができる。また、入力電極１２及び出力
電極１３における弾性表面波の反射の防止により、弾性
表面波の反射は両側の反射器１４，１５においてのみ生
じるようになるので、弾性表面波装置１０の周波数伝達
特性は通過域を中心とした対称形になり、この対称性を
用いて阻止域の不要信号を除去することができるように
なる。

【００１８】また、この弾性表面波装置１０は、反射器
間の共振モードのみを用いて通過域を形成しているの
で、反射器１４，１５間の距離を長くすることにより多
くの高次モードを利用することができ、そのため最大通
過域を広くすることができる。さらに、反射器１４，１
５間の距離を調整することにより、通過域の帯域幅を任
意の値に設計することもできる。これらにより、この弾
性表面波装置１０を用いた共振フィルタの設計に際して
は、設計の自由度が増すとともに同設計が簡単になる。

【００１９】なお、上記実施例においては、反射器１
４，１５の複数の線状導体１４ａ，１５ａの各両端を連
結導体１４ｂ，１５ｂによりそれぞれ接続するようにし
たが、この連結導体１４ｂ，１５ｂは圧電基板１１とし
て水晶又はLiTaO3を用いた場合における反射効率を高め
るために用いたもので、水晶又はLiTaO3を用いた圧電基
板１１であっても反射効率をそれほど高める必要のない
場合には連結導体１４ｂ，１５ｂは不要であって反射器
１４，１５を単に複数の線状導体１４ａ，１５ａのみで
構成するようにしてもよい。また、圧電基板１１として
LiNbO3を用いた場合には、線状導体１４ａ，１５ａの各
両端を連結導体１４ｂ，１５ｂにより短絡した場合の反
射効率と短絡しない場合の反射効率とは弾性表面波装置
１０の設計仕様に応じて変化するので、同仕様に応じて
連結導体１４ｂ，１５ｂを適宜設けたり設けなかったり
するとよい。

【００２０】さらに、弾性表面波装置１０の各部の寸
法、形状等については上記実施例に限るものではなく、
目的用途等に応じて適宜変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る弾性表面波装置を概
略的に示す模式図である。

【図２】 同弾性表面波装置の周波数伝達特性を示すグ
ラフである。

【図３】 従来例に係る弾性表面波装置を概略的に示す
模式図である。

【図４】 同弾性表面波装置の周波数伝達特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０…弾性表面波装置、１１…圧電基板、１２…入力電
極、１２ａ，１２ｂ…基部、１２ｃ，１２ｄ…櫛歯部、
１２ｃ1，１２ｄ1…線状導体、１３…出力電極、１３
ａ，１３ｂ…基部、１３ｃ，１３ｄ…櫛歯部、１３ｃ
1，１３ｄ1…線状導体、１４…反射器、１４ａ…線状導
体、１４ｂ…連結導体、１５…反射器、１５ａ…線状導
体、１５ｂ…連結導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に、相対向する一対の基部と
   同一対の基部から交互に内側に向けてかつ互いに平行に
   延出された多数の線状導体からなる櫛歯部とをそれぞれ
   有してなる入力電極及び出力電極を並設すると共に、前
   記圧電基板上の前記入力電極及び出力電極の各外側にて
   前記櫛歯部に平行にかつ一定間隔で設けた複数の線状導
   体からなる一対の反射器をそれぞれ設けた弾性表面波装
   置において、前記櫛歯部の各線状導体を長手方向に分割
   して構成したことを特徴とする弾性表面波装置。