JPS61242105A - 弾性表面波装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、中心周波数近傍の比較的広い帯域にわたって
、低損失、低リップルの特性が得ら°れる弾性表面波装
置釦関する。

〔発明の背景Ｊ 一方向性電極を用いて、低損失化と低リップル化の両方
を図った「グループ型一方向性すだれ状電極を用いた振
幅平坦弾性表面波フィルタ」に関する論文が日本音響学
会講演論文集ｌ−５−１４（目黒敏端噂、昭祁５１年１
０月〕く収録されて匹る。このフィルタでは、一方向性
電極をなす２電極間に位相差を与えるために抵抗素子と
インダクタンス素子とを直列に接続した所謂ベッセル型
移相器を用いている。この場合、移相器は２個の素子の
みよシな９、設計も簡単であるが、一方向性が得られる
周波数範囲が非常に′Ｐ（、周波数が中心からずれると
リップルの増加が目立った。

第２図に一方向性電極の電極）くターンの一例を示し、
１は送出電極、２は反射電極、３は移相器である０両電
極中心間距離を、中心周波数での幾何学的位相差φ菖が
に／２ラジアン（以後、位相差は常にラジアンで表す）
の奇数倍となるように定め、これに対し移相器３が、中
心周波数で電気的位相差φＥ＝π／２を生ずるようにし
である。この電極の周波数特性を８３図に示す。このよ
うに、中心周波数では一方向性の条件を満足しているた
め方向性（Ｍ方向９と逆方向１ｏの撰失此）は最大とな
っている札中心周波数から離れると方力性は小さくなシ
、従ってリップルが増加してしまう。

第５図に、弾性表面波素子の方向性と電極間多重反射（
ＴＴＢ）抑圧度の関係を示す。この図から、方向性を大
きくとることによりＴＴＥ抑圧度が大きくなることが判
る。’Ｉ”Ｉ’Ｅ抑圧度を４０ｄＢ以上とする次め廻は
方向性が２０ｄＢ以上必要である。

また、一方向性を得るための条件は、次ぎの２式となる
。

φｒφＨ＝ｎπ　　　　　・・・（１）φＭ−φ３１＝
（ｎ−１）π　　・・・（２〕但しｎは整数 ここで、幾何学的位相差φＭと電気的位相差φＥの、周
ｍ教との関係は次式の如くになる。

φ罵＝二十（１＋Ｒ−Ｇ）たム　・・・（４）２　　　
　　　　　　　　ｆ。

但しｎは整数 ｆ この関係を第４図に示す、この図はφつ＝７π・もの場
合を示し、オたφＭは電極の放射コンダクタンスに対す
るテセプタンスの比が５．４のときを示して−る。逆方
向へ弾性表面波を伝搬させない念めには、（２〕式を満
足させれば良いが、従来の移相器では、φ□が破ａ１２
のように変化し、φＭとＦｉ傾斜が異なシ、中心周波数
でしか条件を満足できず、中心周波数から離れるに従っ
て条件がずれてしまう。

このよう釦、従来の移相器では、一方向性の得られる周
波数範囲が狭く、広り帯域にわたシ低すッグルを実現す
ることが困難であると層う問題がめった。

なお、一方向性電極については、「グループ構成一方向
性弾性表面波フィルタ」に関する特開昭５１−１５８５
６２号公報た比較的詳細な説明が記載されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来の弾性表面波装置のような問
題点のない、中心周波数近傍で所望の広い周波数帯域に
わた９低リツプル、低損失の良好な特性が得られる弾性
表面波装ｆＩｔを提供することにある。

〔発明の概要） 上Ｈピ目的を達成するために本発明においては、一組の
一方向性電極をなす送出および反射電極間の、夫々中心
周波数における幾何学的ｐよび電気的位相差の角度（角
Ｒは全てラジアンで表すものとする）が、φ輩およびφ
Ｅである場合に、抵抗Ｒ１インダクタＬ１１％容量Ｃｍ
の直列接続よりなる移相器を更に反射電極に直列に接続
したものを、送出電極に並列に接続し、中心周波数近傍
の所望帯域内での周波数変化に伴い、位相差角φにとφ
Ｅとが、Ｉよぼ同じ割合で変化するように移相器を形成
する各素子の値を選定することにした。

本発明に係る一方向性電極の等価回路を第１図（ａ）に
示す。この一方向性電極は１組の送出電極１および反射
電極２から成シ、これらの電極を放射コンダクタンスＧ
４、及びサセプタンスＢ５の並列等価回路で表しである
。移相器３は、抵抗Ｒ６、インダクタＬ１７、容量０．
８を直列に接続した構成となっている。送出電極１およ
び反射電極２に印加される電圧ｔＶ＋及びｖ２とすると
、これらの間に次式が成立する。

一工一 ・・・（６） またｓ　　ｖｌとｖ２の関係は電気的移相差φｍを用い
て次式の如く表される。

ｖ、＝ｖ　ｅｊｌｌｌｍ　　　　・・・　（７）２　　
。

（６）式と（７）式からφ８に関する次ぎの条件式が得
られる。

よって中心周波数で、φＭ＝π／２を得る条件は次式と
なる。

１＋Ｒ−Ｇ−（ω。Ｌ、、−覗）・Ｂ−０・・・（１０
）〔ω。Ｌ、　−−）・Ｇ十Ｒ−Ｂ−１・・・（１１）
ω。Ｃｍ これよシ本発明忙係る移相器の定数は次式〈よプ定まる
。

Ｒ＝□　・−・・・（１２〕 ｋ２＋Ｉ　　　Ｇ 但しに＝− ここで、Ｌ、とＣ，は広い帯域で一方向性が得られるよ
う釦定める。即ち、電気的位相差φＥの変化と幾何学的
位相差φＭの変化の仕方が一致すれば良い、φＭの変化
は（８）式、（９）式より次式で表すことができる。

ω；ω。ではφ□＝π／２となるので、（９）式を展開
すると次式となる。

（２）、（３）式から広い周波数帯域にわたって一方向
性を得る条件は、 ４ｎ　−１ｆ φＭ＝　　　π・Ｌ　　　　・・・（１６）よって（１
５）式と（１６）式の傾きが等しくなれば良いから、 このとき、電気的位相差φＭの周波数に対する変化は第
１図（ｂ）に破線１３で示すようになり、φ麓の傾きと
一致している。よって逆方向に伝わる弾性表面波が抑圧
される帯域が広がシ、広い帯域にわたってリップルを小
さく出来る。

また、Ｃｍを挿入することによる改善は、以下の制限条
件釦よって与えられる。

従来の移相器のφ□の周波数変化による式（２〕のずれ
は、 であるのに対し、本発明忙係る移相器では、同様忙、 （１７）式で得られるＣ、の値が最適値であるが、これ
よシ小さくすると本発明の効果は小さくな）、次の条件
で従来の移相器と同じになる。

よって本発明の構成忙よ〕効果が得られる条件は次式と
なる。

〔発明の実施例〕

第１図（ｄ）は本発明の第１実施例を示す。圧電性基板
１７として１２８度回転Ｙ細切断Ｘ方向伝搬のＬｉＮｂ
Ｏ５を用いた。入力電極１日は対数２０対の一方向性電
極であシ、開口長の一定な正規型電極とした。出力電極
１９は対数６０対の一方向性電極で、交差幅重み付けし
た電極である。なお、中心周波数は６１２　ＭＨｚであ
シ、電極指幅は１．６μｍとなった。これらの電極は５
ｏｏｏ　Ｘのアルミニウム蒸着膜をホトリングラフ技術
によシ形成した。また電極指の開口長は１０００μｍと
した。入力ｔｍの放射コンダクタンスはＧ　＝　９　ｍ
ｓ１容ＩＲＱ＝２６ｐＦである。出力電極＃：ｔＧ＝１
０ｍＳ、Ｃ＝５４ｐＦとなった。このとき移相器の定数
は、入力側ではＲ＝９０、Ｌ、＝＝１１．５　ｎＨ％Ｃ
，＝　７．８　ｐＦでアク、出力側ではＲ＝７０、Ｌ、
＝　９．６　ｎＨ，Ｃ，＝９．１ＰＦ　　となった、こ
のとき第１図（ｅ）に示す広帯域な振幅周波数特性２０
が得られ、帯域内では、方向性は３０ｄＢ以上、電極間
多重反射抑圧度は４５ｄＢ以上となった。中心周波数で
の損失は１．２ｄＢで、損失を増加させずに広帯域にわ
たシ低リップルを実現できた。

従来の技術忙よる一方向性電極と本発明を適用した一方
向性電極の、周波数方向性特性をｔａｄ図に比較して示
す、このように、本発明によれば、方向性特性２２を大
きくとれる領域が広が）、従来の方向性特性２３に比べ
て約２倍に広がっている。このときの位相特性は第１１
ｇ　（ｆ）　Ｋ示す如く中心周波数に対し約±２０ＭＨ
ｚの帯域で、電気的位相差の傾きＩＩｉ幾何学的位相差
の傾きと同じになっている。

次ぎに本発明をカラーテレビジョン受像機の中間周波数
段に使用する弾性表面波装置に適用した第２実施例につ
いて、第１図（ｄ）をか夛て説明する。圧電性基板、電
極膜材料、及び電極膜形成方法はａ！１実施例に同じで
ある。中心周波数は、５１５．５ＭＨＥ１人力電極１日
は対数１５対、出力電極１９は対数５０対である。この
とき、素子値は、入力側ａ　Ｒ：３８．７Ω、Ｌ、　＝
　０．４５ｉｔＨ，Ｃ，＝　２４．９　ｐＦ。

出力側／Ｉ′１Ｒ＝＝３４．３０、Ｌ、＝Ｑ、５３ａＨ
，ＣＩＩ＝４０ｐＦとなった。このときも、第１実施例
同様、良好な特性（図示せず）が得られた。

〔発明の効果Ｊ 以上説明したように本発明によれば、移相器に僅かな改
良を加えるだけで、広い帯域にわたシ、低リップル、低
損失の良好な特性の弾性表面波装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る一方向性電極の等価回路図
、第１図（ｂ）は本発明く係る一方向性電極の位相特性
図、第１図（ｏ）は本発明に係る一方向性電極の振幅周
波数特性図、第１ｒＩＡｒｄ）は本発明の第１実施例図
、第１図（ｅ）は第１実施例の振幅周波数特性図、第１
図（ｆ）は第１実施例の位相特性図、第２１ｉ９は移相
器を用いた一方向性電極の構成を示す図、第３図は従来
の一方向性電極の振幅周波数特性図、第４図は従来の一
方向性電極の位相特性図、第５図は電極の方向性とＴ’
ｌ’ｌｉ！抑圧度の関係を示す図、第６図は従来の一方
向性電極と本発明第１実施例の一方向性電極との、周波
数と方向性の関係を比較して示す図である。 １・・・送出電極、　　２・・・反射電極、　　３・・
・移相器、４・・・電極の放射コンダクタンス、　　５
・・・電極のサセプタンス、　　６・・・抵抗、　　７
・・・インダクタ、８・・・静電容量、　　９．１４．
２０・・・順方向振幅周波数特性、　　１０．１５．２
１・・・逆方向振幅周波数特性、　　１１．２４・・・
幾何学的位相差、　　１２．１３．２５・・・電気的位
相差、　　１６・・・ＴＴＥ抑圧度、　　１７・・・圧
電性基板、　　１日用入力電極、１９・・・出力電極、
　　２２・・・本発明忙係る一方向性電極の周波数方向
性特性、　　２３・・・従来の一方向性電極の周波数方
向性特性。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧電性基板上に複数個のすだれ状電極を入、出力電
   極として備え、これらすだれ状電極の少なくとも一つが
   、一組以上の、送出および反射電極からなる一方向性電
   極であり、かつ、一組をなす送出および反射電極間の、
   夫々中心周波数における幾何学的および電気的位相差の
   角度が、φ＿Ｍおよびφ＿ｍである弾性表面波装置にお
   いて、抵抗Ｒ、インダクタＬ＿ｍ、容量Ｃ＿ｍの直列接
   続よりなる移相器を更に反射電極に直列接続して、送出
   電極に並列に接続し、中心周波数近傍の所望帯域内での
   周波数変化に伴い、位相差角φ＿Ｍとφ＿Ｅとが、ほぼ
   同じ割合で変化するように移相器をなす各素子の値を選
   定したことを特徴とする弾性表面波装置。 ２）移相器をなす素子Ｒ、Ｌ＿ｍ、Ｃ＿ｍ、の値を、ほ
   ぼ次ぎの関係式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）を満足す
   るように定めた特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波
   装置。 Ｒ＝（ｋ−１）／（ｋ＾２＋１）・（１／Ｇ）・・・（
   Ｉ）ω＿０Ｌ＿ｍ−１／（ω＿０Ｃ＿ｍ）＝（ｋ＋１）
   ／（ｋ＾２＋１）・１／Ｇ・・・（ＩＩ）Ｃｍ＞｛１／
   〔（（４ｎ−１）／２）π−（ｋ＾２＋ｋ）（１＋ｋ＾
   ２）〕｝・（Ｂ／ω＿０）・・・（ＩＩＩ）但しｋ＝Ｂ
   ／Ｇ、ｎは整数、 ω＿０：２πｆ＿０（角周波数） ｆ＿０：弾性表面波装置の中心周波数 Ｇ：すだれ状電極の放射コンダクタンス Ｂ：すだれ状電極のサセプタンス ３）移相器をなすＣ＿ｍの値が次の（ＩＶ）式を満足す
   るように定めた特許請求の範囲第２項記載の弾性表面波
   装置。 Ｃ＝〔１／（（４ｎ−１）／２）π−（（ｋ＾２＋ｋ）
   ／（１＋ｋ＾２））〕・（（２Ｂ）／（ω＿０））・・
   ・（ＩＶ）