JPH0936699A - 弾性表面波装置及びこれを用いた受信装置及び通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性表面波装置のプリント基板に占める実装
面積の割合を小さくすることでより小型な弾性表面波装
置、受信装置、通信装置を提供することにある。 【構成】 圧電基板の主面上に形成された弾性表面波を
送受するための入出力電極を有する弾性表面波素子と、
上記弾性表面波素子が封入され、入力信号を取り出すた
めの入力用リードピン及び出力信号を取り出すための出
力用リードピンとを備えたパッケージステムと、上記パ
ッケージステムを実装するためのプリント基板とを有し
て成る弾性表面波装置において、入力用リードピンに接
続される入力側外部回路と出力用リードピンに接続され
る出力側外部回路の少なくとも一方が、プリント基板の
上記パッケージステムが実装されるエリア内に形成され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置、及び
それを用いた受信装置及び通信装置に関し、特に圧電基
板に形成した弾性表面波素子をパッケージステムに実装
し、この一体となったパッケージステムをプリント基板
に搭載した弾性表面波装置と、該弾性表面波装置を受信
信号の同期をとる同期回路に用いた受信装置及び通信装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波は、圧電基板等の伝搬媒質の
表面或いは境界面に沿って伝搬する弾性波であり、その
エネルギーは表面から約１波長以内にほとんどが含ま
れ、比較的小さな入力パワーでも容易に高密度の弾性エ
ネルギーを得ることができ、バルク波に比べて非線形効
果が大きくなり、通信用素子としての応用が期待されて
いる。

【０００３】この弾性表面波の非線形効果として、高調
波発生、パラメトリックミキシング効果、パラメトリッ
ク発振、直流効果、コンボリューション（Convolutio
n）効果等が知られており、特に弾性表面波を用いて２
つの入力信号のコンボリューション出力を取り出す弾性
表面波コンボルバを用いた弾性表面波装置は、高周波信
号で且つ広帯域周波数を用いるスペクトル拡散通信方式
（Spread Spectrum Communication）などの信号処理デ
バイスへの応用に、近年その重要性が増大しつつあり、
盛んに研究されている。

【０００４】図５，図６はこのような従来の弾性表面波
装置を示す概略図である。図中、１は圧電基板、２，３
は圧電基板１の表面上に形成した櫛形入力電極、４は圧
電基板１の表面上に形成した出力電極、５ａ，５ｂは入
力用ボンディングワイヤ、６は出力用ボンディングワイ
ヤ、７ａ，７ｂは入力用リードピン、８は出力用リード
ピン、９はパッケージステム、１０は封止用キャップ、
１１ａ，１１ｂは整合回路、フィルタ、アンプ等で構成
される入力側外部回路部、１２は整合回路、フィルタ、
アンプ等で構成される出力側外部回路部、１３ａ，１３
ｂはリードピンハンダ付け用ランドパタン、１４はプリ
ント基板、１５ａ，１５ｂは入力端子、１６は出力端
子、である。

【０００５】本図において、圧電基板１、櫛形入力電極
２，３、出力電極４により構成されている部分は弾性表
面波コンボルバであり、パッケージステム９に実装され
て使用される。前記弾性表面波コンボルバの上記櫛形入
力電極２，３及び上記出力電極４はアルミニウムなどの
導電性材料からなり、通常フォトリソグラフィー技術を
用いて圧電基板１の表面上に直接形成される。

【０００６】なお、実際にはパッケージステム９は封止
用キャップ１０により気密封止した状態で使用される
が、図５においては省略している。

【０００７】前記弾性表面波コンボルバを封入したパッ
ケージステム９は、入力側外部回路部１１ａ，１１ｂ及
び出力側外部回路部１２と共にプリント基板１４に実装
され、使用されるが、図５においては本発明を理解しや
すくするために、パッケージステム９をプリント基板１
４より浮かせた状態で記載している。

【０００８】また図６は、封止用キャップ１０により封
止されたパッケージステム９がプリント基板１４上に実
装された状態を、図５の矢印の方向よりみた概略図であ
る。

【０００９】このような構造を持つ弾性表面波装置にお
いて、入力端子１５ａに搬送周波数ωの電気信号を入力
すると、その信号は入力側外部回路部１１ａ、入力用リ
ードピン７ａ、入力用ボンディングワイヤ５ｂを介して
櫛形入力電極３に到達し、該櫛形入力電極３上で圧電基
板１の圧電効果により弾性表面波が励振される。同様に
して、入力端子１５ｂに搬送周波数ωの電気信号を入力
すると、その信号は入力側外部回路部１１ｂ、入力用リ
ードピン７ｂ、入力用ボンディングワイヤ５ａを介して
櫛形入力電極２に到達し、該櫛形入力電極２上で圧電基
板１の圧電効果により弾性表面波が励振される。

【００１０】これら２つの弾性表面波は、出力電極４が
導波路として作用し、出力電極内に閉じ込められながら
圧電基板１上をお互い逆方向に伝搬する。この２つの弾
性表面波が出力電極４上で重なり合うと、圧電基板１の
物理的非線形効果によりこれら２つの弾性表面波のコン
ボリューション（周波数２ω）が生ずる。この作用を更
に詳細に説明すれば、櫛形入力電極２から弾性表面波
（角周波数ω，波数ｋ）を、及び櫛形入力電極３から弾
性表面波（角周波数ω，波数ーｋ）をそれぞれ励振し、
中央に設けた平板形電極下で重ね合わせ、弾性表面波の
エネルギーが所定以上であれば、伝搬媒質である圧電基
板の弾性的・圧電的な非線形特性によって２つの弾性表
面波の積が行われ、中央電極である出力電極４に周波数
が２倍の（２ω，０）と周波数０の（０，２ｋ）の２組
の成分の非線形項が発生する。周波数が２ωの成分は、
波数が０、即ち波長が無限大であるので、中央の平板出
力電極４で電気信号として取り出すことができる。この
ようにして生じたコンボリューションは出力電極４、出
力用ボンディングワイヤ６及び出力用リードピン８、出
力側外部回路部１２を介して出力端子１６より電気信号
として取り出される。

【００１１】このようないわゆるコンボルバのコンボリ
ューションのメカニズムは、例えば『柴山、“弾性表面
波の応用”、テレビジョン、３０．４５７（１９７
６）』等に詳述されている。

【００１２】このようなコンボリューションのメカニズ
ムは、例えば『柴山、“弾性表面波の応用”、テレビジ
ョン、３０．４５７（１９７６）』等に詳述されてい
る。

【００１３】上記弾性表面波コンボルバを用いた弾性表
面波装置は、主にスペクトラム拡散通信方式を用いた通
信システムの受信回路の１部品として用いられる。その
ため、実際には、上記櫛形入力電極２，３に入力する信
号は、ある周期を持った拡散符号によりスペクトラム拡
散変調されている。コンボリューション出力を得るため
には、上記コンボルバは上記拡散符号の周期長に相当す
る長さの出力電極４を有していなければならない。両櫛
形入力電極２，３から上記拡散符号の周期長の弾性表面
波が励振されると、拡散符号の周期長の期間に出力電極
４の長さ方向の全領域に拡散符号の符号列が並び、両櫛
形入力電極２，３からの符号列が一致したときに出力電
極から最大レベルのコンボリューション信号を得ること
ができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弾性表
面波の速度は電磁波の速度（３×１０⁸ｍ／ｓ）に比較
して１０^-5程度の極めて遅い速度であり、それにより上
記拡散符号の周期長に相当する上記出力電極の物理長は
大きくなる。

【００１５】例えば、圧電基板としてＹカットＺ伝搬ニ
オブ酸リチウム基板を用いた場合、そのＺ軸方向の弾性
表面波の速度は約３４８８［ｍ／ｓ］であり、上記拡散
符号の周期が１２［μｓｅｃ］であるとすると、出力電
極の長さは約４２［ｍｍ］にもなってしまう。

【００１６】出力電極長が大きくなければ必然的に弾性
表面波コンボルバのサイズが大きくなり、結果として図
５に示す符号イの様に、プリント基板１４に対する実装
面積エリアが大きくなってしまい、小型化が困難である
という問題があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、弾性表
面波装置のプリント基板に占める実装面積の割合を小さ
くすることで、より小型な弾性表面波装置を提供するこ
とにある。

【００１８】本発明は、上記目的を達成するためになさ
れたもので、圧電基板の主面上に形成された弾性表面波
を送受するための入出力電極を有する弾性表面波素子
と、上記弾性表面波素子が封入され、入力信号を取り出
すための入力用リードピン及び出力信号を取り出すため
の出力用リードピンとを備えたパッケージステムと、上
記パッケージステムを実装するためのプリント基板とを
有して成る弾性表面波装置において、上記入力用リード
ピンに接続される入力側外部回路と出力用リードピンに
接続される出力側外部回路の少なくとも一方が、上記プ
リント基板の、上記パッケージステムが実装されるエリ
ア内に形成されていることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明の上記構成によれば、上記プリント基板
の、上記パッケージステムが実装されるエリア内に上記
入力側外部回路及び出力側外部回路が形成されているの
で、実装面積がパッケージステムの大きさだけで良く、
それだけ装置全体を小型化できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２１】［第１の実施例］図１，図２は本発明によ
る弾性表面波装置の第１の実施例を示す概略図である。
図中、１は例えばニオブ酸リチウムの圧電基板、２，３
は圧電基板１の表面上に形成した櫛形入力電極、４は圧
電基板１の表面上に形成した出力電極、５ａ，５ｂはＡ
Ｌ，Ａｕ，Ｃｕ又は錫、またはそれぞれの合金などの細
線からなる入力用ボンディングワイヤ、６は出力用ボン
ディングワイヤ、７ａ，７ｂはリボン形、ガル・ウィン
グ・リード形等の形状の入力用リードピン、８は同じ形
態の出力用リードピン、９は導電体からなるパッケージ
ステム、１０は封止用キャップ、１１ａ，１１ｂは例え
ば入力用リードピン７ａ，７ｂ側から順次整合をとる整
合回路、所定帯域を濾過するフィルタ、所定のゲインで
増幅するアンプ等のいずれか又は組合せで構成される入
力側外部回路部、１２は同様に、例えば整合回路、フィ
ルタ、アンプ等で構成される出力側外部回路部、１３
ａ，１３ｂはリードピン７，８以外を半田付け接地する
リードピンハンダ付け用ランドパタン、１４はフェノー
ル系、エポキシ系、シリコン系等の合成樹脂と紙、ガラ
ス、合成繊維等を組み合わせた基板に、両面に電解銅箔
を接着して所定のパターンにエッチングしたプリント基
板、１５ａ，１５ｂは例えば拡散符号信号等が入力され
る入力端子、１６は例えばコンボリューション信号を出
力する出力端子、１７はプリント基板１４の表裏面に形
成されたパタンを電気的に接続するスルーホールであ
る。

【００２２】本図において、圧電基板１、櫛形入力電極
２，３、出力電極４により構成されている部分はいわゆ
る弾性表面波コンボルバであり、パッケージステム９に
実装されて使用される。前記弾性表面波コンボルバの上
記櫛形入力電極２，３及び上記出力電極４はアルミニウ
ムなどの導電性材料からなり、通常フォトリソグラフィ
ー技術を用いて圧電基板１の表面上に直接形成される。

【００２３】なお、実際にはパッケージステム９は封止
用キャップ１０により気密封止した状態で使用される
が、図１においては省略して示している。

【００２４】前記弾性表面波コンボルバを載置したパッ
ケージステム９は、入力側外部回路部１１ａ，１１ｂ及
び出力側外部回路部１２と共にプリント基板１４に実装
され使用されるが、図１においては本発明を理解しやす
くするために、パッケージステム９をプリント基板１４
より浮かせた状態で記載し、リードピン７，８等とプリ
ント基板１４のリードピンハンダ付け用ランドパタン１
３とを半田付けして結合する。

【００２５】また図２は、封止用キャップ１０により封
止されたパッケージステム９がプリント基板１４上に実
装された状態を、図１の矢印の方向よりみた概略図であ
る。

【００２６】本実施例においては図１，図２に示すよう
に、プリント基板１４上のパッケージステム９が実装さ
れる面に相当する面において、前記パッケージステム９
が実装されるエリア（イ）内に、入力側外部回路部１１
ａ，１１ｂ及び出力側外部回路部１２がプリント基板１
４の裏面銅箔に半田付けされて、配置され形成されてい
る。

【００２７】このような構造を持つ弾性表面波装置にお
いて、入力端子１５ａに搬送周波数ωの電気信号を入力
すると、その信号は入力側外部回路部１１ａ、入力用リ
ードピン７ａ、入力用ボンディングワイヤ５ｂを介して
櫛形入力電極３に到達し、該櫛形入力電極３上で圧電基
板１の圧電効果により弾性表面波が励振される。同様に
して、入力端子１５ｂに搬送周波数ωの電気信号を入力
すると、その信号は入力側外部回路部１１ｂ、入力用リ
ードピン７ｂ、入力用ボンディングワイヤ５ａを介して
櫛形入力電極２に到達し、該櫛形入力電極２上で基板の
圧電効果により弾性表面波が励振される。この櫛形入力
電極２，３の他方の電極はパッケージステム９にワイヤ
ボンディングされて接地される。

【００２８】これら２つの入力弾性表面波は、出力電極
４が導波路として作用し、出力電極４内に閉じ込められ
ながら圧電基板１上をお互い逆方向に伝搬する。

【００２９】この２つの弾性表面波が出力電極４上で重
なり合うと、圧電基板１の物理的非線形効果によりこれ
ら２つの弾性表面波のコンボリューション（周波数２
ω）が生ずる。このようにして生じたコンボリューショ
ン信号は出力電極４、出力用ボンディングワイヤ６及び
出力用リードピン８、スルーホール１７、及び出力側外
部回路部１２を介して出力端子１６より電気信号として
取り出される。

【００３０】上記弾性表面波コンボルバを用いた弾性表
面波装置は主にスペクトラム拡散通信方式を用いた通信
システムの受信回路の１部品として用いられる。そのた
め、実際には、上記櫛形入力電極２，３に入力する信号
は、ある周期をもった拡散符号によりスペクトラム拡散
変調されている。コンボリューション出力を得るために
は、上記弾性表面波コンボルバは上記拡散符号の周期長
に相当する長さの出力電極を有していなければならな
い。

【００３１】ここで、出力電極４の導波路電極長が大き
くなることにより弾性表面波コンボルバのサイズが大き
くなりパッケージステム９のサイズが大きくなるが、入
力側外部回路部１１ａ，１１ｂ及び出力側外部回路部１
２が、プリント基板１４のパッケージステム９が実装さ
れる面に相対する面の前記パッケージステム９が実装さ
れるエリア（イ）内に形成されているので、実装面積が
パッケージステム９の大きさだけで良く、それだけ装置
全体を小型化できる。

【００３２】その結果、特に出力電極４から出力端子１
６に至る物理的距離が短縮され、空間的なノイズ波の混
入の度合いが減少する。特に、出力電極から取り出され
るコンボリューション信号の信号レベルが低いことか
ら、例えば、当該弾性表面波素子をスペクトラム拡散通
信方式の同期確立のために、相関器としてコンボリュー
ション出力信号を使用する場合、ノイズ成分の妨害を抑
制し、従って、Ｓ／Ｎのよい相関ピークの信号を得るこ
とができるので、同期信号を迅速に且つ安定して取得で
き、同期確立が確実となる。

【００３３】なお、本実施例において、パッケージステ
ム９には表面実装タイプのものを示したが、これ以外の
パッケージステム、例えばリードピンをプリント基板に
挿入するタイプのパッケージステムや、ハンダボールを
プリント基板に半田付けするＢＧＡ（Ball Grid Arra
y）を用いてもよい。

【００３４】また、本実施例において圧電基板１にはニ
オブ酸リチウムを用いた例を示したが、これ以外の圧電
基板、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、圧電性セラ
ミック、非圧電性基板上に形成した圧電膜、等他の圧電
基板を用いてもよい。

【００３５】また、本実施例においてはエラスティック
コンボルバを用いた例を示したが、ＡＥコンボルバ等他
のコンボルバを用いてもよい。

【００３６】また、本実施例においては上記出力電極の
１カ所よりコンボリューション出力を取り出す構造のも
のを示したが、複数箇所から出力を取り出す構造のもの
でもよい。

【００３７】［第２の実施例］図３，図４は本発明によ
る弾性表面波装置の第２の実施例を示す概略図である。
本図において、図１，図２における部材と同様の部材に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図３，
図４において、１１ａ’，１１ｂ’は入力側外部回路部
１１ａ，１１ｂの一部の回路部、１２’は出力側外部回
路１２の一部の回路部である。

【００３８】本図において、圧電基板１、櫛形入力電極
２，３、出力電極４により構成されている部分は弾性表
面波コンボルバであり、導電体のパッケージステム９に
実装されて使用される。前記弾性表面波コンボルバの上
記櫛形入力電極２，３及び上記出力電極４はアルミニウ
ムなどの導電性材料からなり、通常フォトリソグラフィ
ー技術を用いて圧電基板１の表面上に直接形成される。

【００３９】なお、実際にはパッケージステム９は封止
用キャップ１０により気密封止した状態で使用される
が、図３においては省略している。

【００４０】前記弾性表面波コンボルバを封入したパッ
ケージステム９は、入力側外部回路部の一部１１ａ，１
１ｂ及び出力側外部回路部の一部１２と共にプリント基
板１４に実装され使用されるが、図３においては本発明
を理解しやすくするために、パッケージステム９をプリ
ント基板１４より浮かせた状態で記載している。

【００４１】また、プリント基板１４は、１４ａ，１４
ｂ，１４ｃからなる多層基板であり、図３においては本
発明を理解しやすくするために、それぞれの層を分離し
た状態で記載している。

【００４２】また図４は、封止用キャップ１０により封
止されたパッケージステム９がプリント基板１４上に実
装された状態を、図３の矢印の方向よりみた概略図であ
る。

【００４３】本実施例においては図３，図４に示すよう
に、多層プリント基板１４のパッケージステム９が実装
されるエリア（イ）内において、プリン記基板１４ａの
裏面上に入力側外部回路部１１ａ，１１ｂの一部である
回路部１１ａ’，１１ｂ’がマイクロストリップライン
で形成され、それらはプリント基板１４ｂ，スルーホー
ル１７を介してプリント基板１４ｃの裏面に設けられて
いる入力側外部回路部の他の部品１１ａ，１１ｂと接続
され、入力端子１５ａ，１５ｂに接続されている。

【００４４】また、１４ｂの裏面に出力側外部回路部１
２の一部である回路部１２’がマイクロストリップライ
ンで形成され、それらはスルーホール１７を介して１４
ｃの裏面に設けられている出力側外部回路部の他の部品
１２と接続され、出力端子１６に接続されている。

【００４５】さらに、１４ｂの表面はスルーホール１７
部を除いて全面が銅箔で覆われ接地されている。

【００４６】この様な構造をもつ弾性表面波装置におい
ても、第１の実施例と同様に、入力側外部回路部１１
ａ，１１ｂ及び出力側外部回路部１２が、プリント基板
１４のパッケージステム９が実装されるエリア（イ）内
に形成されているので、実装面積がパッケージステム９
の大きさだけで良く、それだけ装置全体を小型化でき
る。

【００４７】さらに本実施例においては、多層プリント
基板１４のパッケージステム９が実装されるエリア
（イ）内において、入力側外部回路部の一部である１１
ａ’，１１ｂ’および出力側外部回路の一部である１
２’がプリント基板１４の各層上にマイクロストリップ
ラインとしてパタン形成されているため、生産時におい
て入出力外部回路部の部品を実装する工程が減少し、そ
れだけ歩留りを高めることができる。

【００４８】また、上記入力側外部回路部の一部である
回路部１１ａ’，１１ｂ’と出力外部回路の一部である
回路部１２’は、それぞれ多層プリント基板１４上の異
なる層上に形成され、例えば図３，４において、回路部
１１ａ’，１１ｂ’は１４ａの裏面に、回路部１２’は
１４ｂの裏面にそれぞれ形成され、さらにそれらの層の
間には接地層（図３，４の１４ｂの表面）が設けられて
いるので、入力側外部回路１１ａ’，１１ｂ’と出力側
外部回路１２’との間の不要な電磁結合を抑制でき、そ
の分安定した出力信号が得られる。

【００４９】なお、本実施例において、パッケージステ
ム９には表面実装タイプのものを示したが、これ以外の
パッケージステム、例えばリードピンをプリント基板に
挿入するタイプのパッケージステムを用いてもよい。こ
の際、プリント基板１４ａの裏面で入力側外部回路部の
回路部１１ａ’，１１ｂ’と接続され、又はプリント基
板１４ｂの裏面で出力側外部回路部の回路部１２’と接
続される。

【００５０】また、本実施例においては、多層プリント
基板１４ａの裏面上に入力側外部回路部の一部である回
路部１１ａ’，１１ｂ’を形成し、多層プリント基板１
４ｂの裏面に出力外部回路の一部である回路部１２’を
形成した例を示したが、それら以外の層上に形成されて
いても、また３層のプリント基板に限定されなくてもよ
い。

【００５１】さらに、本実施例において、圧電基板１に
はニオブ酸リチウムを用いた例を示したが、これ以外の
圧電基板、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、圧電性
セラミック、非圧電性基板上に形成した圧電膜、等他の
圧電基板を用いてもよい。

【００５２】また、本実施例においてはエラスティック
コンボルバを用いた例を示したが、ＡＥコンボルバ等他
のコンボルバを用いてもよい。

【００５３】また、本実施例においては上記出力電極の
１カ所よりコンボリューション出力を取り出す構造のも
のを示したが、複数箇所から出力を取り出す構造のもの
でもよい。

【００５４】上記実施例においては、弾性表面波素子を
弾性コンボルバとした例を示したが、一般に弾性表面波
素子は、他に帯域フィルタ、マッチドフィルタ、遅延回
路など、他にない優れた特性を有するので、通信装置、
受信装置などに多数使用されており、入出力波の混入を
防止し、実装上の小型化のために、本発明による実施例
と同様な構成を適用してもよい。

【００５５】［第３の実施例］図７は、以上説明したよ
うな弾性表面波装置を用いた通信システムの一例を示す
ブロック図である。図において、４０は送信装置を示
す。この送信装置４０は送信すべき信号を拡散符号を用
いてスペクトラム拡散変調し、アンテナ４０１より送信
する。送信された信号は、受信装置４１で受信され、復
調される。受信装置４１は、アンテナ４１１、高周波信
号処理部４１２、同期回路４１３、符号発生器４１４、
拡散復調回路４１５、復調回路４１６より構成される。
アンテナ４１１において受信された受信信号は、高周波
信号処理部４１２にて所定の帯域内にフィルタリング及
び増幅され、送信周波数帯信号のまま、もしくは適当な
中間周波数帯信号に変換され出力される。該信号は同期
回路４１３に入力される。

【００５６】同期回路４１３は、本発明の上述の第１、
第２の実施例にて示した弾性表面波装置４１３１と、符
号発生器４１４より入力される参照用拡散符号を変調す
る変調回路４１３２と、弾性表面波装置４１３１から出
力された信号を処理し、送信信号に対する拡散符号信号
およびクロック同期信号を符号発生器４１４に出力する
信号処理回路４１３３からなる。弾性表面波装置４１３
１には高周波信号処理部４１２からの出力信号と変調回
路４１３２からの出力信号がそれぞれ例えばフィルタ、
アンプ、整合回路を介して弾性表面波素子に入力され、
２つの入力信号のコンボリューション演算が行われる。
ここで符号発生器４１４より変調回路４１３２に入力さ
れる参照用拡散符号が送信側から送信される拡散符号を
時間反転させた符号とすると、弾性表面波コンボルバ素
子を用いた弾性表面波装置４１３１では、受信信号に含
まれる同期専用拡散符号成分と参照用拡散符号とが、弾
性表面波装置４１３１の出力電極の導波路上にて一致し
た時に相関ピークが出力される。この際、２つの入力信
号と１つの出力コンボリューション信号とが分離され直
達信号の伝達を阻止し得るので、相関関係が取れた場合
と相関が取れない場合とで大きなレベル的差異が図れる
ので、後段での信号処理がエラーなく正確に処理でき
る。

【００５７】次に、信号処理回路４１３３では、弾性表
面波装置４１３１から入力される信号から、相関ピーク
を検出し、参照用拡散符号の符号開始から相関ピーク出
力までの時間から、符号同期のずれ量を割り出し、符号
同期信号及びクロック信号が符号発生器４１４に出力さ
れる。この際、弾性表面波装置４１３１と信号処理回路
４１３３と符号発生器４１４及び変調回路４１３２とか
ら構成される負帰還ループにより、高周波信号処理部４
１２からの同期専用拡散符号成分とノイズフロアが激減
し且つコンボリューション出力信号のレベルが高いこと
から、高速に安定な同期ループを確立でき、同期を確実
に取ることができる。

【００５８】同期確立後、符号発生器４１４は送信側の
拡散符号に対し、クロック及び拡散符号位相が一致した
拡散符号を発生する。この拡散符号は拡散復調回路４１
５に入力され、高周波信号処理部４１２からの同期専用
拡散符号成分と乗積され、拡散変調される前の信号が復
元される。拡散変復調回路４１５から出力される信号
は、いわゆる振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keyi
ng）、周波数変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）
、位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）などの変
調方式により変調されている信号なので、対応する復調
回路４１６により、例えば同期検波回路や包絡線検波回
路を用いて、データ復調がなされる。

【００５９】本構成に用いた弾性表面波装置４１３１
は、小型化された構造を有しているので、受信装置全体
の小型化に十分貢献しえる。また、例えば弾性表面波装
置４１３１の入力側外部回路部１１ａに変調回路４１３
２を含め、また信号処理回路４１３３を出力側外部回路
部１２に含めてプリント基板１４上に実装すれば、装置
の小型化に一層役立つことができる。

【００６０】［第４の実施例］図８、図９は、以上説明
したような弾性表面波装置を用いた通信システムの送信
装置及び受信装置の一例を示すブロック図である。送信
装置のブロック図を示す図８において、５０１は直列に
入力されるデータをｎ個の並列データに変換する直並列
変換器、５０２−１〜ｎは並列化された各データと拡散
符号発生器から出力されるｎ個の拡散符号とを乗算する
乗算器群、５０３はｎ個のそれぞれ異なる拡散符号ＰＮ
1〜ＰＮnと同期専用の拡散符号ＰＮ0を発生する拡散符
号発生器、５０４は拡散符号発生器５０３から出力され
る同期専用拡散符号ＰＮ0と乗算器群５０２−１〜ｎの
ｎ個の出力を加算する加算器、５０５は加算器５０４の
出力を送信周波数信号に変換するための高周波段、５０
６は送信アンテナである。

【００６１】また、受信装置のブロック図を示す図９に
おいて、６０１は受信アンテナ、６０２は高周波信号処
理部、６０３は送信側の拡散符号とクロックに対する同
期を捕捉し同期追跡を維持する同期回路、６０４は同期
回路６０３より入力される符号同期信号及びクロック信
号により、送信側の拡散符号群と同一のｎ＋１個の拡散
符号及び参照用拡散符号を発生する拡散符号発生器、６
０５は拡散符号発生器６０４より出力されるキャリア再
生用拡散符号ＰＮ0と高周波信号処理部６０２の出力か
ら搬送波信号を再生するキャリア再生回路、６０６はキ
ャリア再生回路６０５の出力と高周波信号処理部６０２
の出力と拡散符号発生器６０４の出力であるｎ個の拡散
符号ＰＮ1〜ＰＮnを用いてベースバンドの復調を行うベ
ースバンド復調回路、６０７はベースバンド復調回路６
０６の出力であるｎ個の並列復調データを並直列変換す
る並直列変換器である。

【００６２】上記構成において、送信側では、まず入力
されたデータが直並列変換器５０１によって符号分割多
重数に等しいｎ個の並列データに変換される。一方、拡
散符号発生器５０３はｎ＋１個の符号周期が同一でそれ
ぞれ異なる拡散符号ＰＮ0〜ＰＮｎを発生している。こ
のうちＰＮ0は同期及びキャリア再生専用であり、上記
並列データによって変調されず、直接加算器５０４に入
力される。残りのｎ個の拡散符号ＰＮ1〜ＰＮnは乗算器
群５０２−１〜ｎにてｎ個の並列データにより乗算変調
され、それぞれ占有周波数帯域を拡散し、加算器５０４
に入力される。加算器５０４は入力されたｎ＋１個の信
号を線形に加算し、高周波段５０５に加算されたベース
バント信号を出力する。該ベースバンド信号は続いて高
周波段５０５にて適当な中心周波数を持つ高周波信号に
変換され、送信アンテナ５０６より送信される。

【００６３】次に、受信側では、受信アンテナ６０１で
受信された信号は高周波信号処理部６０２に適当にフィ
ルタリング及び増幅され、送信周波数帯信号のまま若し
くは適当な中間周波数帯信号に変換され出力される。該
信号は同期回路６０３に入力される。同期回路６０３は
本発明の実施例に記載の弾性表面波装置６０３１と符号
発生器６０４より入力される参照用拡散符号を変調する
変調回路６０３２と弾性表面波装置６０３１から出力さ
れた信号を処理し、送信信号に対する拡散符号同期信号
およびクロック同期信号を、拡散符号発生器６０４に出
力する信号処理回路６０３３からなる。

【００６４】弾性表面波装置６０３１には上記第１，第
２の実施例で示したいずれかの弾性表面波コンボルバ素
子を用い、高周波信号処理部６０２からの出力信号と変
調回路６０３２からの出力信号が入力され、２つの入力
信号のコンボリューション演算が行われる。ここで符号
発生器６０４より変調回路６０３２に入力される参照用
拡散符号の符号列が送信側から送信される同期専用拡散
符号を時間反転させた符号列とすると、弾性表面波装置
６０３１では、受信信号に含まれる同期専用拡散符号成
分の符号列と参照用拡散符号の符号列とが、弾性表面波
装置６０３１の出力電極の導波路上にて一致した時に相
関ピークが出力される。

【００６５】次に、信号処理回路６０３３では、弾性表
面波装置６０３１から出力される信号により、相関ピー
クを検出し、参照用拡散符号の符号開始から相関ピーク
出力までの時間から、符号同期のずれ量を割り出し、そ
のずれ量に応じた出力レベルから、符号同期信号及びク
ロック信号を発生し、拡散符号発生器６０４に出力され
る。

【００６６】同期確立後、拡散符号発生器６０４は送信
側の拡散符号群に対し、クロック及び拡散符号位相が一
致した拡散符号群を発生する。これらの符号群のうち同
期専用の拡散符号ＰＮ0はキャリア再生回路６０５に入
力される。キャリア再生回路６０５では同期専用拡散符
号ＰＮ0により高周波信号処理部６０２の出力である送
信周波数帯若しくは中間周波数帯に変換された受信信号
を逆拡散し、送信周波数帯若しくは中間周波数帯の搬送
波を再生する。

【００６７】キャリア再生回路６０５の構成は、たとえ
ば位相ロックループを利用した回路が用いられる。受信
信号と同期専用拡散符号ＰＮ0は乗算器にて乗算され
る。同期確立後は受信信号中の同期専用拡散符号と参照
用の同期専用拡散符号ＰＮ0のクロック及び符号位相は
一致しており、送信側の同期専用拡散符号はデータで変
調されていないため、乗算器で逆拡散され、その出力に
は搬送波の成分が現れる。該出力は続いて帯域通過フィ
ルタに入力され搬送波成分のみが取り出され出力され
る。該出力は次に位相検出器、ループ・フィルタ及び電
圧制御発振器にて構成されるよく知られた位相ロックル
ープに入力され、該電圧制御発振器より帯域通過フィル
タを介して出力される搬送波成分に位相のロックした信
号が再生搬送波として出力される。

【００６８】再生された搬送波はベースバンド復調回路
６０６に入力される。ベースバンド復調回路６０６では
該再生搬送波と高周波信号処理部６０２の出力よりベー
スバンド信号が生成される。該ベースバンド信号はｎ個
に分配され拡散符号発生器６０４の出力である拡散符号
群ＰＮ1〜ＰＮnにより各符号分割チャネル毎に逆拡散さ
れ、続いてデータ復調がなされる。復調されたｎ個の並
列復調データは並直列変換器６０７にて直列データに変
換され、送信装置に入力された信号を出力される。

【００６９】本実施例は２値変調の場合であるが、直交
変調など、他の変調方式でも良い。またスペクトラム拡
散方式通信システム中ＤＳ（直接拡散）方式、ＦＨ（周
波数ホッピング）方式、ＴＨ（時間ホッピング）方式の
いずれの方式にも適用できるものである。

【００７０】また、上記実施例では、弾性表面波装置６
０３１を第１，第２の実施例で示した弾性表面波装置と
して説明したが、本実施例の同期回路６０３全体を同一
プリント基板１４内に搭載してもよい。即ち、弾性表面
波装置に入力外部回路部１１ａ，１１ｂの一方には変調
回路６０３３が含められ、出力外部回路部１２には信号
処理回路６０３３を含めることで、弾性表面波装置の小
型化ばかりでなく、更に小型化できる。そうすること
で、通信装置全体の小型化に貢献できる。さらに、高周
波信号処理部６０２の一部を入力外部回路部１１ａ，１
１ｂの他方に含めることで、より一層小型化でき、接続
ラインの短縮による外部妨害ノイズの混入をも防止する
ことが可能となり、性能的な特性向上にも有効である。

【００７１】また、上記実施例では、送信装置と受信装
置とを別体として説明したが、使用符号列の符号を異な
らせて、相互通信を行うことができる。その場合には、
同一パッケージ内に送信装置と受信装置とを備え、その
同期用拡散符号を異ならせることで同様な搬送キャリア
を用いてほぼ同一の構成で通信が可能であり、その受信
装置には、上述の小型化された弾性表面波装置を用いて
内部送信装置からの高レベルのノイズとなる混入を防止
し得て、同期確立を高速確実に達成できるので、信頼性
の高い通信システムを可能とする。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電基板の主面上に形成された弾性表面波を送受するため
の入出力電極を有する弾性表面波素子と、上記弾性表面
波素子が封入され、入力信号を取り出すための入力用リ
ードピン及び出力信号を取り出すための出力用リードピ
ンとを備えたパッケージステムと、上記パッケージステ
ムを実装するためのプリント基板とを有して成る弾性表
面波装置において、上記入力用リードピンに接続される
入力側外部回路と出力用リードピンに接続される出力側
外部回路の少なくとも一方が、上記プリント基板の、上
記パッケージステムが実装されるエリア内に形成されて
いる構成により、上記プリント基板の、上記パッケージ
ステムが実装されるエリア内に上記入力側外部回路及び
出力側外部回路が形成されているので、実装面積がパッ
ケージステムの大きさだけで良く、それだけ装置全体を
小型化できる。

【００７３】また、かかる弾性表面波装置を受信装置及
び通信システムに使用し、受信信号の拡散符号に同期し
た同期信号の捕捉及び追跡のための同期検出回路に用い
て、小型化による信号線の露出部を短縮することで外部
ノイズの混入を抑制し、相関ピークの高いコンボリュー
ション信号を得ることができるとともに、かかる同期信
号を受信信号と乗算してベースバンド信号を再生できる
ので、安定した且つ信頼性の高い復調信号を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弾性表面波装置の第１の実施例を
示す概略図である。

【図２】封止用キャップ１０により封止されたパッケー
ジステム９がプリント基板１４上に実装された状態を、
図１の矢印の方向よりみた概略図である。

【図３】本発明による弾性表面波装置の第２の実施例を
示す概略図である。

【図４】封止用キャップ１０により封止されたパッケー
ジステム９がプリント基板１４上に実装された状態を、
図３の矢印の方向よりみた概略図である。

【図５】従来の弾性表面波装置を示す概略斜視図であ
る。

【図６】封止用キャップ１０により封止されたパッケー
ジステム９がプリント基板１４上に実装された状態を、
図７の矢印の方向よりみた概略図である。

【図７】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の一例を示すブロック図である。

【図８】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の送信装置の一例を示すブロック図である。

【図９】本発明の弾性表面波素子を用いた通信システム
の受信装置の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 圧電基板 ２，３ 圧電基板１の表面上に形成した櫛形入力電極 ４ 圧電基板１の表面上に形成した出力電極 ５ａ，５ｂ 入力用ボンディングワイヤ ６ 出力用ボンディングワイヤ ７ａ，７ｂ 入力用リードピン ８ 出力用リードピン ９ パッケージステム １０ 封止用キャップ １１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’ 整合回路、フィ
ルタ、アンプ等で構成される入力側外部回路部 １２，１２’ 整合回路、フィルタ、アンプ等で構成さ
れる出力側外部回路部 １３ａ，１３ｂ リードピンハンダ付け用ランドパタン １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ プリント基板 １５ａ，１５ｂ 入力端子 １６ 出力端子 １７ スルーホール ４０ 送信装置 ４１ 受信装置 ４０１ 送信用アンテナ ４１１ 受信用アンテナ ４１２ 高周波信号処理部 ４１３ 同期回路 ４１４ 符号発生器 ４１５ 拡散復調回路 ４１６ 復調回路 ５０１ 直列に入力されるデータをｎ個の並列データに
変換する直並列変換器 ５０２−１〜ｎ 乗算器群 ５０３ 拡散符号発生器 ５０４ 加算器 ５０５ 高周波段 ５０６ 送信アンテナ ６０１ 受信アンテナ ６０２ 高周波信号処理部 ６０３ 同期回路 ６０４ 拡散符号発生器 ６０５ キャリア再生回路 ６０６ ベースバンド復調回路 ６０７ 並直列変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂巣 高弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鳥沢 章 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 横田 あかね 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板の主面上に形成された弾性表面
   波を送受するための入出力電極を有する弾性表面波素子
   と、上記弾性表面波素子が封入され、入力信号を取り出
   すための入力用リードピン及び出力信号を取り出すため
   の出力用リードピンとを備えたパッケージステムと、上
   記パッケージステムを実装するためのプリント基板とを
   有して成る弾性表面波装置において、 前記入力用リードピンに接続される入力側外部回路と前
   記出力用リードピンに接続される出力側外部回路の少な
   くとも一方が、前記プリント基板の前記パッケージステ
   ムが実装されるエリア内に形成されていることを特徴と
   する弾性表面波装置。
2. 【請求項２】 前記入力側外部回路及び出力側外部回路
   が、整合回路、フィルタ、アンプのうちの少なくとも一
   つまたはそれらの組み合わせにより構成されることを特
   徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. 【請求項３】 前記入力用リードピンに接続される入力
   側外部回路と出力用リードピンに接続される出力側外部
   回路の少なくとも１部品が、前記プリント基板の前記パ
   ッケージステムが実装される面に相対する面上の、前記
   パッケージステムが実装されるエリア内に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波
   装置。
4. 【請求項４】 前記パッケージステムと前記入力側及び
   出力側の外部回路を実装する前記プリント基板は多層基
   板であって、前記パッケージステムが実装される面とそ
   の裏面との間の層に、前記入力側及び出力側外部回路の
   少なくとも１部品が形成されていることを特徴とする請
   求項１又は２，３に記載の弾性表面波装置。
5. 【請求項５】 前記パッケージステムと前記入力側及び
   出力側の外部回路を実装する前記プリント基板は多層基
   板であって、前記パッケージステムが実装される面とそ
   の裏面との間の層に、前記入力側外部回路の少なくとも
   １部品と、前記出力側外部回路の少なくとも１部品が、
   前記多層基板のそれぞれ相異なる層に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   弾性表面波装置。
6. 【請求項６】 前記パッケージステムと前記入力側及び
   出力側の外部回路を実装する前記プリント基板は多層基
   板であって、前記パッケージステムが実装される面と前
   記入力側及び出力側外部回路が実装される面との間の層
   に、少なくとも１層以上の接地層を有していることをこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   弾性表面波装置。
7. 【請求項７】 前記入力側外部回路及び出力側外部回路
   のうち、少なくとも１つが前記プリント基板の層上に形
   成されたマイクロストリップラインで形成されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   弾性表面波装置。
8. 【請求項８】 前記弾性表面波素子として弾性表面波コ
   ンボルバ素子を用いることを特徴とする請求項１乃至７
   のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
   弾性表面波装置を受信信号と同期をとる同期回路に用い
   たことを特徴とする受信装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載
    の弾性表面波装置を受信部に用いたことを特徴とする通
    信装置。