JPS6156644B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6156644B2 JPS6156644B2 JP753867A JP386775A JPS6156644B2 JP S6156644 B2 JPS6156644 B2 JP S6156644B2 JP 753867 A JP753867 A JP 753867A JP 386775 A JP386775 A JP 386775A JP S6156644 B2 JPS6156644 B2 JP S6156644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- surface wave
- wave propagation
- electrode
- reflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高周波信号の帯域フイルタ等に使用さ
れる弾性表面波フイルタに関し、特に機械的及び
電気的反射に依り生じる多重反射エコーを良好に
抑圧する様にしたものである。
れる弾性表面波フイルタに関し、特に機械的及び
電気的反射に依り生じる多重反射エコーを良好に
抑圧する様にしたものである。
一般に弾性表面波を利用したフイルタはトラン
スバーサル形のすだれ状電極によりコヒーレント
な超音波を発生、検出できる理由から、位相直線
形或いは低リツプル帯域フイルタとしてFMラジ
オ受信機の中間周波段の帯域フイルタや、テレビ
ジヨン受像機の映像中間周波段の帯域フイルタと
して使用することが考えられている。ところが実
用的見地からみると、障害になるのが各種のエコ
ー成分であつて通過帯域に於ける周波数特性、位
相特性にリツプルが生ずる。この位相を歪ませる
原因は基本的には、この弾性表面波フイルタの入
出力間の多重反射エコーによるもので、このエコ
ーには、 (1) 負荷を含めた電気回路を通じて反射する電気
的な反射成分と、 (2) 電極による電気音響的インピーダンス変化部
の所謂鏡面反射といわれる機械的な反射成分と
がある。
スバーサル形のすだれ状電極によりコヒーレント
な超音波を発生、検出できる理由から、位相直線
形或いは低リツプル帯域フイルタとしてFMラジ
オ受信機の中間周波段の帯域フイルタや、テレビ
ジヨン受像機の映像中間周波段の帯域フイルタと
して使用することが考えられている。ところが実
用的見地からみると、障害になるのが各種のエコ
ー成分であつて通過帯域に於ける周波数特性、位
相特性にリツプルが生ずる。この位相を歪ませる
原因は基本的には、この弾性表面波フイルタの入
出力間の多重反射エコーによるもので、このエコ
ーには、 (1) 負荷を含めた電気回路を通じて反射する電気
的な反射成分と、 (2) 電極による電気音響的インピーダンス変化部
の所謂鏡面反射といわれる機械的な反射成分と
がある。
斯る多重反射エコーＥを第１図弾性表面波フイ
ルタにつき具体的に述べれば次の通りである。即
ち第１図に於いて１は圧電基板を示し、この圧電
基板１として例えばジルコンチタン酸ナマリ
（PZT）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、ビスマス
ゲルマニウムオキサイド（Bi12GeO20）を使用し、
この圧電基板１の表面に２つのすだれ状電極２及
び３を夫々所定間隔離して対向して配する。この
場合之等すだれ状電極２及び３の夫々のストライ
プ間ピツチをその使用周波数帯域の中心周波数ｆ
pに応じて決定する。又このすだれ状電極３をビ
ーム幅方向に分割して複数個の表面波伝播チヤン
ネル３ａ，３ｂ………３ｋ………を構成し、この
表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂ………３ｋ……
…の電極の長さを夫々W1、W2………Ｗk………
とし、之等表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂ……
…３ｋ………の電極の夫々すだれ状電極２に平行
な基準線Ａに対する位相のずれをθ１、θ２……
…θk………とし、この電極３及び２に於ける機
械的な反射係数を夫々Ｒ及びR′とし、この電極
３及び２に於ける電気的な反射係数を夫々Ｑ及び
Q′とする。このときの多重反射エコーＥ（３次
エコーT.T.E）は表面波の時間変化をｅj〓tと記
述すると、 である。ここでＢは定数である。この第１図に於
いて４ａ，４ｂは入力端子、５ａ，５ｂは出力端
子である。
ルタにつき具体的に述べれば次の通りである。即
ち第１図に於いて１は圧電基板を示し、この圧電
基板１として例えばジルコンチタン酸ナマリ
（PZT）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、ビスマス
ゲルマニウムオキサイド（Bi12GeO20）を使用し、
この圧電基板１の表面に２つのすだれ状電極２及
び３を夫々所定間隔離して対向して配する。この
場合之等すだれ状電極２及び３の夫々のストライ
プ間ピツチをその使用周波数帯域の中心周波数ｆ
pに応じて決定する。又このすだれ状電極３をビ
ーム幅方向に分割して複数個の表面波伝播チヤン
ネル３ａ，３ｂ………３ｋ………を構成し、この
表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂ………３ｋ……
…の電極の長さを夫々W1、W2………Ｗk………
とし、之等表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂ……
…３ｋ………の電極の夫々すだれ状電極２に平行
な基準線Ａに対する位相のずれをθ１、θ２……
…θk………とし、この電極３及び２に於ける機
械的な反射係数を夫々Ｒ及びR′とし、この電極
３及び２に於ける電気的な反射係数を夫々Ｑ及び
Q′とする。このときの多重反射エコーＥ（３次
エコーT.T.E）は表面波の時間変化をｅj〓tと記
述すると、 である。ここでＢは定数である。この第１図に於
いて４ａ，４ｂは入力端子、５ａ，５ｂは出力端
子である。
従来斯る多重反射エコーＥを打消す方法として
第１図の如くすだれ状電極３をビーム幅方向に分
割して複数個の表面波伝播チヤンネルを構成し、
各チヤンネル間の位相差（Δθ）をもたして鏡面
反射に依るエコーを抑圧する様にしたものが提案
されているが（日本音響学会講演論文集、３−５
−11（昭和49年６月）又は特開昭49−107156号公
報）、斯る従来の方法に於いては上述式(1)の第１
項については抑圧できるが第２項及び第３項につ
いては何等抑圧することができず充分な多重反射
エコーの抑圧ができないので通過帯域に於ける周
波数特性、位相特性のリツプルがあり、実用的で
ない欠点があつた。
第１図の如くすだれ状電極３をビーム幅方向に分
割して複数個の表面波伝播チヤンネルを構成し、
各チヤンネル間の位相差（Δθ）をもたして鏡面
反射に依るエコーを抑圧する様にしたものが提案
されているが（日本音響学会講演論文集、３−５
−11（昭和49年６月）又は特開昭49−107156号公
報）、斯る従来の方法に於いては上述式(1)の第１
項については抑圧できるが第２項及び第３項につ
いては何等抑圧することができず充分な多重反射
エコーの抑圧ができないので通過帯域に於ける周
波数特性、位相特性のリツプルがあり、実用的で
ない欠点があつた。
本発明は斯る点に鑑み、上述(1)式の全項に亘つ
て抑圧できる様にした弾性表面波フイルタを提案
せんとするものである。
て抑圧できる様にした弾性表面波フイルタを提案
せんとするものである。
以下第２図を参照しながら本発明弾性表面波フ
イルタの一実施例につき説明しよう。この第２図
において第１図と対応する部分には同一符号を付
す。
イルタの一実施例につき説明しよう。この第２図
において第１図と対応する部分には同一符号を付
す。
本例に於いては圧電基板１としてニオブ酸リチ
ウム（LiNbO3）を使用し、これをｙカツトＺ方向
伝播で使用し、表面波の実効的電気機械結合係数
が4.5％とする。又すだれ状電極２としてストラ
イプの対の数を15とし、すだれ状電極３としてス
トライプの対の数を11とし、ストライプの幅と間
隙は等しいとする。又このすだれ状電極３を２分
割して２個の表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂを
構成し、之等表面波伝播チヤンネル３ａ及び３ｂ
の電極の夫々の基準線Ａに対する位相のずれをθ
１＝−θ、θ２＝θとし（表面波伝播チヤンネル
３ａ及び３ｂの夫々の電極間の中央線を基準線Ａ
とする。）、夫々の電極の長さをW1、W2とする
（W1≠W2）。この場合W1＋W2＝１に基準化する
とW1＝sin2φ／２、W2＝cos2φ／２と置くことができ る。
ウム（LiNbO3）を使用し、これをｙカツトＺ方向
伝播で使用し、表面波の実効的電気機械結合係数
が4.5％とする。又すだれ状電極２としてストラ
イプの対の数を15とし、すだれ状電極３としてス
トライプの対の数を11とし、ストライプの幅と間
隙は等しいとする。又このすだれ状電極３を２分
割して２個の表面波伝播チヤンネル３ａ，３ｂを
構成し、之等表面波伝播チヤンネル３ａ及び３ｂ
の電極の夫々の基準線Ａに対する位相のずれをθ
１＝−θ、θ２＝θとし（表面波伝播チヤンネル
３ａ及び３ｂの夫々の電極間の中央線を基準線Ａ
とする。）、夫々の電極の長さをW1、W2とする
（W1≠W2）。この場合W1＋W2＝１に基準化する
とW1＝sin2φ／２、W2＝cos2φ／２と置くことができ る。
この場合主信号ＳMは
となり、又多重反射エコーＥは
ここで、機械的反射係数Ｒはジヤーナル・アプ
ライド・フイジツクス（J.Applied Physics）、
Vol.43、No.11、pages4486〜4489に示されるP.
R.Emtageの論文「デイスクリプシヨン オブ
インターデイジタル トランスデユーサ
（Description of interdigital transducers）」に
示される様に表面波の時間変化をｅ-j〓tと表現
した時 Ｒ＝ｊ tan ｈ（Ｎψ） で表わされ、ここでＮはストライプ数、ψは電極
一対当りの表面波の鏡面反射率ｊ sinψ、この透
過率cosψとしたときのψであり、ψは物質と基
板面方向及び表面波伝播方向によつて決定され
る。従つて、前述の様に表面波の時間変化をｅj
〓ｔと表現すると機械的反射係数Ｒは Ｒ＝−ｊ tan ｈ（Ｎψ） と表わされる。また電極１対当りの表面波の鏡面
反射率は−ｊ sinψと表わされる。
ライド・フイジツクス（J.Applied Physics）、
Vol.43、No.11、pages4486〜4489に示されるP.
R.Emtageの論文「デイスクリプシヨン オブ
インターデイジタル トランスデユーサ
（Description of interdigital transducers）」に
示される様に表面波の時間変化をｅ-j〓tと表現
した時 Ｒ＝ｊ tan ｈ（Ｎψ） で表わされ、ここでＮはストライプ数、ψは電極
一対当りの表面波の鏡面反射率ｊ sinψ、この透
過率cosψとしたときのψであり、ψは物質と基
板面方向及び表面波伝播方向によつて決定され
る。従つて、前述の様に表面波の時間変化をｅj
〓ｔと表現すると機械的反射係数Ｒは Ｒ＝−ｊ tan ｈ（Ｎψ） と表わされる。また電極１対当りの表面波の鏡面
反射率は−ｊ sinψと表わされる。
又、電気的反射係数Ｑは、表面波→電気信号変
換効率をＬ、電気信号→表面波変換効率をＭ、ト
ランスデユーサーのアドミツタンスをYin＝Gin
＋jBin、負荷アドミツタンスをYex＝Gex＋jBex
としたとき Ｑ＝−ＬＭ／Ｙｉｎ＋Ｙｅｘ となり、中心周波数に於ける共振状態ではYin*
＝Yexであり（Yin*はYinの共軛複素数） Ｑ＝−１−ｊ ｓｉｎ ｈ（Ｎψ）／２ｃｏ
ｓ ｈ（Ｎψ） で表わされる。
換効率をＬ、電気信号→表面波変換効率をＭ、ト
ランスデユーサーのアドミツタンスをYin＝Gin
＋jBin、負荷アドミツタンスをYex＝Gex＋jBex
としたとき Ｑ＝−ＬＭ／Ｙｉｎ＋Ｙｅｘ となり、中心周波数に於ける共振状態ではYin*
＝Yexであり（Yin*はYinの共軛複素数） Ｑ＝−１−ｊ ｓｉｎ ｈ（Ｎψ）／２ｃｏ
ｓ ｈ（Ｎψ） で表わされる。
本発明に於いては上述係数を代入して
この式を最小とする如きφ及びθを試行錯誤で
求める。例えば第２図の例で Ｅ／ＳＭ＝0.37×10-8 のとき、φ／２＝2.26、θ＝0.81945゜ W1：W2＝0.85：0.15 であつた。
求める。例えば第２図の例で Ｅ／ＳＭ＝0.37×10-8 のとき、φ／２＝2.26、θ＝0.81945゜ W1：W2＝0.85：0.15 であつた。
実際には
Ｅ／ＳＭ＜10-2
程度で十分に使用可能である。
以上述べた如く、本発明に依れば主信号ＳMと
多重反射エコーＥ（３次エコーT.T.E）との比を
100分の１以下に多重反射エコーＥを抑圧した弾
性表面波フイルタを得ることができる。即ち本発
明に依れば機械的反射及び電気的反射を考慮し之
等を共に抑圧した弾性表面波フイルタを得ること
が出来る。
多重反射エコーＥ（３次エコーT.T.E）との比を
100分の１以下に多重反射エコーＥを抑圧した弾
性表面波フイルタを得ることができる。即ち本発
明に依れば機械的反射及び電気的反射を考慮し之
等を共に抑圧した弾性表面波フイルタを得ること
が出来る。
尚上述実施例ではすだれ状電極３を２分割し、
２個の表面波伝播チヤンネルを構成した例につき
述べたが、これを３個以上に分割し、３個以上の
表面波伝播チヤンネルを構成したときにも上述同
様に本発明を構成し得ることは容易に理解できよ
う。又本発明に依る弾性表面波フイルタは遅延素
子として使用したときも上述同様に多重反射エコ
ーを良好に抑圧できることは勿論である。
２個の表面波伝播チヤンネルを構成した例につき
述べたが、これを３個以上に分割し、３個以上の
表面波伝播チヤンネルを構成したときにも上述同
様に本発明を構成し得ることは容易に理解できよ
う。又本発明に依る弾性表面波フイルタは遅延素
子として使用したときも上述同様に多重反射エコ
ーを良好に抑圧できることは勿論である。
又本発明は上述実施例に限らず本発明の精神を
逸脱することなく、その他種々の構成が取り得る
ことは勿論である。
逸脱することなく、その他種々の構成が取り得る
ことは勿論である。
第１図及び第２図は夫々本発明の説明に供する
線図である。 １は圧電基板、２及び３は夫々すだれ状電極で
ある。
線図である。 １は圧電基板、２及び３は夫々すだれ状電極で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電基板の一主面に第１の電極及び第２の電
極を設け、該第１及び第２の電極の少なくとも一
方の電極を分割して複数個の表面波伝播チヤンネ
ルを構成し、該複数個の表面波伝播チヤンネルの
幅を夫々W1、W2………Ｗk………とし、之等表
面波伝播チヤンネルの基準に対する位相のずれを
夫々θ１、θ２………θk………とし、上記第２
及び第１の電極における夫々のストライプ数を
Ｎ、N′、電極一対当りの表面波の鏡面反射率を
−ｊ sinψ、−ｊ sinψ′、透過率をcosψ、cos
ψ′として（ただし、ψ、ψは物質と基板面方向
及び表面波伝播方向によつて決定される定数であ
る。） Ｒ＝−ｊ tan ｈ（Ｎψ） R′＝−ｊ tan ｈ（N′ψ′） Ｑ＝−１−ｊ ｓｉｎ ｈ（Ｎψ）／２ｃｏｓ
ｈ（Ｎψ） Q′＝−１−ｊ ｓｉｎ ｈ（Ｎ′ψ′）／２
ｃｏｓ ｈ（Ｎ′ψ′） としたとき、中心周波数ｆpに於いて、 （但し【式】となる様にＷkを基準化す る）となる様に選定したことを特徴とする弾性表
面波フイルタ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP386775A JPS5175361A (ja) | 1974-12-25 | 1974-12-25 | Danseihyomenhafuiruta |
| CA242,065A CA1047615A (en) | 1974-12-25 | 1975-12-18 | Surface acoustic wave filter |
| GB52121/75A GB1513580A (en) | 1974-12-25 | 1975-12-19 | Acoustic surface-wave filters |
| US05/642,345 US4028649A (en) | 1974-12-25 | 1975-12-19 | Surface acoustic wave filter |
| NL7514959A NL7514959A (nl) | 1974-12-25 | 1975-12-22 | Akoestisch oppervlaktefilter. |
| DE19752558145 DE2558145A1 (de) | 1974-12-25 | 1975-12-23 | Akustisches filter fuer oberflaechenwellen |
| FR7539767A FR2296305A1 (fr) | 1974-12-25 | 1975-12-24 | Filtre a ondes acoustiques de surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP386775A JPS5175361A (ja) | 1974-12-25 | 1974-12-25 | Danseihyomenhafuiruta |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5175361A JPS5175361A (ja) | 1976-06-29 |
| JPS6156644B2 true JPS6156644B2 (ja) | 1986-12-03 |
Family
ID=11569131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP386775A Granted JPS5175361A (ja) | 1974-12-25 | 1974-12-25 | Danseihyomenhafuiruta |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5175361A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277023U (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-13 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107745A (ja) * | 1975-03-18 | 1976-09-24 | Murata Manufacturing Co | Danseihyomenhasochi |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619128B2 (ja) * | 1973-02-12 | 1981-05-06 |
-
1974
- 1974-12-25 JP JP386775A patent/JPS5175361A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277023U (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5175361A (ja) | 1976-06-29 |
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