JPS617710A - 弾性表面波トランスジユ−サ - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は反射スプリアスを改善した低損失の弾性表面波
トランスジユーザに関する。

［発明の技術的背景〕 弾性表面波トランスジューサとしては、圧電基板表面に
くし歯状電極（ＩＤＴ）を設けたものが実用されている
。

ＴＤＴは第１及び第２のくし歯形電極を対向させある間
隙を設けて互いに電極指を交差させで構成したものであ
る。

このＩＤＴの電極ストリップのピッチや交差幅等を変化
させることにより、種々の周波数特性を実現することが
できる。

上記ＩＤＴを用いて構成された各種弾性表面波装置にお
いて、常に問題となるスプリアスとしてＩＤＴによる表
面波の反射スプリアスがある。この反射スプリアスは、
実際にフィルタや遅延線を構成した場合にトリプル・ト
ランジット・エコー（ＴＴＥ）の形で現われ、特性を著
しく劣化させる原因となっている。

この反則スプリアスの要因として、ＩＤＴの電極部と間
隙部の音響インピーダンスの差により生じる音響的反射
成分Ｒ△と、ＩＤＴの電気的な再励起により生じる電気
的反射成分ＲＥの二つがある。

この反射スプリアスを取り除くには、音響的反射成分Ｒ
＾と電気的反射成分ＲＥとを互いに逆相となるように発
生させて打ち消し合うようにすればよい。

従来からこのような考え方に基づいて、音響インピーダ
ンスの差により生ずる音響反射成分Ｒ△と、電気的な再
励起により生ずる電気的反射成分Ｒεとを互いに打ち消
すように構成したものとして、第２図に示すような弾性
表面波トランスジユーザが知られている。

同図において、符号１で示される圧電基板上には、第１
のくし歯形電極２および第２のくし歯形電極３がそれぞ
れの電極指を所定の関係をおいて互いに交差させて弾性
表面波トランスジューサを形成している。

このトランスジューサは、同図に示すように、圧電基板
１を伝播する表面波の波長λの略１／８の幅寸法の電極
指４と、この電極指４と略λ／８の間隙をおいて形成さ
れた略λ／８の幅寸法の電極指５とからなる電極指対部
分と、この電極指対のピッチλ／２に対応する位置Ａか
ら略λ／８λずらした位置Ｂに形成された略λ／４の幅
寸法の反射電極指６から構成されでいる。

第２図の電極指対及び反射電極指からなる基本中位とし
て構成される弾性表面波トランスジューサにおいては、
電極指から電気的再励起により生ずる電気的反射成分Ｒ
Ｅと反射電極指から生ずる音響的反射成分Ｒ＾とが互い
に逆相の関係で生じ、互いに打ち消し合うようになる。

［背景技術の問題点］ ところでこのトランスジューサの反射特性のインパルス
応答を時間軸を上でみると、第３図に示すように、音響
的反射成分Ｒ＾のインパルス応答は破線で示すように矩
形状をなして現われるのに対し−Ｃ，Ｎ気的反剣成分Ｒ
Ｅのインパルス応答は同図に一点鎖線で示すように時間
の経過にともない変化する三角形状をなしで現われる。

したがつＣ１音響的反射成分ＲＡと電気的反射成分ＲＥ
の合成波Ｒは、同図中に実線Ｒで示すように変化し、イ
ンパルス応答が零になるのは狭い範囲であって時間軸ｔ
の全域にわたって零になることはない。

これを周波数軸ｆ上に置き換えて考えてみると、第４図
に示すように音響的反射成分ＲＡの強度と、電気的反射
成分Ｒ’Ｈの強度が略等しくなる範囲は、トランスジュ
ーサの中心周波数のごく近傍に限られることがわかる。

このため、従来の弾性表面波トランスジューサでは、反
射スプリアスの総和が零になる周波数範囲は極めて狭く
、帯域内の両側において大きな反射スプリアスが生じる
ため、帯域全域にわたって反射スプリアスの影響を充分
に取り除くことができないという問題があった。

「発明の目的］ 本発明は上記の欠点を解決するためになされたもので、
広い帯域にわたって反射スプリアスのない弾性表面波ト
ランスジューサを提供することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち、本発明の弾性表面波トランスジューサは、圧
電基板上に、電気信号を音響信号に変換するくし歯状電
極を形成し、このくし歯状電極の電極指対間に複数個の
音響的反射のみが生ずる電極指を表面波の伝播方向に沿
って分布させ“Ｃ形成してなる弾性表面波トランスジュ
ーサにおいて、前記音響的反射のみを生ずる電極指を、
表面波の伝播方向と直角方向の実長が、表面波の伝播方
向に沿って変化するよう分布させて形成したことを特徴
としている。

［発明の実施例］ 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図において、符号１１で示される、ニオブ酸リチウ
ム（Ｌｉ　Ｎｂ　０３　）、（タンタル酸リチラム（ｌ
−，１Ｔａｏ３）等の圧電材料で形成された圧電基板の
弾性表面波伝播路には、第１のくし歯形電極１２と第２
のくし歯形電極１３の電極指対を交差幅方向に噛み合わ
せ、かつ内部に音響的反射のみが生ずる電極指、すなわ
ち反射電極１４をそれぞれ形成して弾性表面波トランス
ジューサが構成されＣいる。なお、上記各くし歯形電極
１２．１３の電極指対は、タプル電極１５．１６で構成
されている。

この実施例のトランスジューサでは、第１及び第２のく
し歯形電極１２．１３が噛み合った部分では電気的反射
成分ＲＥのみが生じ、反射電極１４では音響的反射成分
ＲＡのみが生じる。なお、ダブル電極１５．１６の巾寸
法は弾性表面波の波長λの略１／８に設定してあり、反
射電極１４の幅寸法は略λ／４に設定されている。

そして反射電極指１４は弾性表面波の伝播方向に沿って
その電極指の長さを全体として三角形状に順次変化する
よう形成されている。この弾性表面波トランスジューサ
の反（ト）特性のインパルス応答を時間、軸ｉ上でみる
と、第５図に示すように、音響的反射成分Ｒ＾は反射電
極指１４の変化する拍状に対応して図で破線で示すよう
に三角形状に変化する。

一方、電気的反射成分ＲＥは電気的再励起により各電極
から次々と発生した波が重なり合い、この重なりの厚み
が反射レベルとなりこのレベルの変化が同図に一点鎖線
で示すように三角形状に変化する。

このように音響的反射成分Ｒ△と電気的反射成分ＲＥが
打ち消し合うように反射電極指１４のパターンを変化さ
せて形成すると、音響的反射成分ＲＡが電気的反射成分
ＲＥに対応して変化するようになり、反射波の総和を周
波数帯域中全体にわたって零にすることができる。これ
により、反射スプリアスが除去され弾性表面波トランス
ジューサの特性を著しく向上させることができる。

第６図は本発明の他の実施例を示す平面図である。なお
、以下の図において、第１図と共通する部分には同一符
号を付しである。

この実施例の弾性表面波トランスジューサは、第１のく
し歯形電極１２と第２のくし歯形電極１３の各電極指対
を噛み合わせて構成され、かつくし歯形電極１２．１３
の電極１５．１６．１７の幅寸法は略λ／６に形成され
、さらに内部に反射電極指１４が形成されている。

この実施例においては、第１図に示した実施例と比較し
Ｃ各くし歯形電極１２．１３の電極１５．１６．１７の
幅寸法が大きくされているため高周波のフィルタのパタ
ーニングが楽になるという長所がある。

第７図は本発明の他の実施例を示す平面図である。

このトランスジューサは、第１図における反射電極１４
を、交差幅方向く弾性表面波の伝播方向に直角方向）に
分割してその実長すなわち電極指の長さの合計の長さが
第１図の実施例と同様に分布するよう設けたもので、音
響的反射成分Ｒ＾の交差幅方向の振幅を一様に近づける
効果がある。

その結果表面波ど一点の幅方向においても電気的反射成
分ＲＥと音響的反射成分Ｒ△の反射打消し効果を得るこ
とができるようになり、フィルタ等を構成する場合の相
手側ＩＤＴの選択の自由度が増すという長所がある。

第８図は、本発明のさらに他の実施例を示す平面図であ
る。

この実施例では、第７図に示した実施例のように音響的
反射のみが生ずるダブル電極１５．１６を分布させたと
き、交差方向の反射電極１４の有無による表面波の波面
ひずみをなくすため反射電極指１４のない部分をダブル
電極構造のダミー電極１７でうめて構成している。

一般的には反射電極指１４のパターンは次のようにして
決定することができる。

すなわち、交差するダブル電極１５．１６に相当するイ
ンパルス応答を決定した後、その自己コンボリューショ
ンを求め、その時間幅を１／２に圧縮した波形に相当す
るように音響反射領域を設ければよい。

なお上記の説明において、厳密には外部回路の負荷条件
等により電気的反射波形が変化し、また音響的反射、波
も電極指間の多重反射を考慮しなければならない。しか
しこれらはＩＤＴの等価回路モデル等により解析するこ
とが可能であり、その解析結果に基いて最終的なパター
ンを決定すればよい。

以上、本発明についていくつかの実施例を挙げて説明し
たが、本発明はこれらの実施例には何等拘束されるもの
Ｃはなく、例えばマルチストリップカプラ（ＭＳＣ）と
並用したり、薄膜誘電体と並用したり圧電Ｉ１Ｍに適用
したり、音響反射部どして、グループ（溝）を用いたり
、その信奉発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変形が
可能である。また音響的反射のみを生ずる電極指の表面
波の伝播方向ど実質に直交方向の実長は、表面波の伝播
方向に沿って初めは増加し、途中から減少する周期を少
なくとも１回行なうアポダイズ型でも本発明の効果があ
ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来の弾性表面波トランスジューサと
比べて音響的反射成分と電気的反射成分とが打ち消し合
う範囲が成し、広い帯域で反射スプリアスの少ない弾性
表面波トランスジューサを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弾性表面波トランスジューサの実施例
の平面図、第２図は従来の弾性表面波トランスジューサ
の平面図、第３図はその時間軸を上のインパルス特性図
、第４図はその周波数軸ｆ上のインパルス特性図、第５
図は本発明の弾性表面波トランスジューサの時間軸を上
のインパルス特性図、第６図ないし第８図はそれぞれ本
発明の他の実施例の弾性表面波トランスジューサの平面
図である。 １１・・・・・・・・・・・・圧電基板１２．１３・・
・（し歯形電極 １４・・・・・・・・・・・・反射電極１５．１６・・
・ダブル電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電基板上に、電気信号を音響信号に変換するく
   し歯状電極を形成し、このくし歯状電極の電極指対間に
   複数個の音響的反射のみが生ずる電極指を表面波の伝播
   方向に沿って分布させて形成してなる弾性表面波トラン
   スジューサにおいて、前記音響的反射のみを生ずる電極
   指を、表面波の伝播方向と実質的に直交方向の実長が、
   表面波の伝播方向に沿って変化するように分布させて形
   成したことを特徴とする弾性表面波トランスジューサ。
2. （２）前記音響的反射のみを生ずる電極指の表面波の伝
   播方向と実質的に直交方向の実長は、前記表面波の伝播
   方向に沿って初めは増加し、途中から減少することを少
   なくとも１回行なっていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の弾性表面波トランスジューサ。