JPS6363128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、弾性表面波装置に係わり、特にそ
の小型・高性能化に関する。 最近、新しい電子デバイスとして表面波を応用
したデバイスが注目されている。特にフイルタと
しての利用は、爆発的な勢いで進められている。
通常用いられているフイルタとしては、第１図に
示すように、電極指１１の有効交差幅の並びを表
面波伝搬方向と同一直線上に配置したアポダイズ
ド（Apodized）電極１２と正規型電極１３とか
ら成る構造を有するものが多い。 しかし、発明者等の実験によると、テレビ送信
機用VSB（Ｖesitigial Ｓide Ｂand）フイルタ
に代表されるような比帯域幅が大きく、かつ、シ
エイプフアクタ（shape facor）の小さい高性能
な弾性表面波フイルタを第１図に示すように構成
すると、電極指の交差幅の配置状態から、表面波
の位相歪及び再励振が顕著になり、フイルタとし
ての特性に劣化が生じる。そこで、この位相歪及
び再励振を軽減するために、第２図に示すような
傾斜電極（Tilted transducer）２０ａ，２０ｂ
が用いられている。傾斜電極については、例えば
1975ultrosoncis symposium proceedings，
IEEE cat・＃75CHO994−4SUに示されている。
簡単に説明するとこの傾斜電極２０ａ，２０ｂ
は、電極指の交差により形成されるサイドローブ
２１をメインローブ２２に対して、表面波伝搬方
向に垂直方向に偏移させ、表面波伝搬方向でのサ
イドローブ２１及びメインローブ２２の重なりを
減少せしめたものである。又、フイルタとしての
特性劣化を防止するための公知の技術として、ダ
ミー電極１，２４を用いるものがある。このダミ
ー電極は、第１図及び第２図に示すように、表面
波が励振される電極指１１，２３に対して、これ
らの電極指１１，２３とは有効な交差をしない電
極指である。このような技術を施した傾斜電極２
０ａ，２０ｂを実際にフイルタに用いるには、マ
ルチストリツプカツプラー（Multistrip
Coupler：以下MSCと略す）２６を介して、傾斜
電極２０ａ，２０ｂの一方を入力用、他方を出力
用として装置を構成する。このようにすると、特
性は確かにすぐれているが、どうしても大きくな
つてしまうという欠点があつた。従来、中心周波
数約40MHzのフイルタが作製されていた。これに
対し、発明者等は、日本国内のTV送信機用VSB
フイルタの様に約17MHz帯のフイルタの作製を試
みたが、動作周波数が低くなるとインーダンスが
高くなりロスが大きくなつてしまい、実用には適
さなくなる。その対策として電極指の交差幅を大
きくしなければならないが、当然基板２５は益々
大きくなつてしまい、そのような基板２５は入手
することは不可能であつた。 この発明は、以上の欠点を除去し、表面波の位
相歪及び再励振が軽減された小型かつ高性能な弾
性表面波装置を提供することを目的とする。 この発明は、顔料電極と正規型電極とから弾性
表面波装置を構成する際に、傾斜電極と正規型電
極を同一基板上に対向して設ける。そして、傾斜
電極に於いて対向する正規型電極に近い側のサイ
ドローブを形成する電極指群に注目し、サイドロ
ーブを形成する交差部分を中心にして長い方（面
積が広い方）の電極指側を接地ラインとし、短い
方（面積が狭い方）の電極指側を信号ラインとす
るものである。但し、この発明による弾性表面波
装置に於いては、入力用及び出力用の電極として
傾斜電極、正規型電極のどちらを用いてもよい。
又、信号ラインとは接地ラインに対するラインで
ある。 この発明によると、正規型電極と対向する傾斜
電極の正規型電極に近い方の電極指群に於いては
短い電極指に信号が印加され、長い方の電極指に
は信号が印加されず、アースされる。したがつ
て、基板内又は基板上を通しての正規型電極との
カツプリングが防止されるので、不要バルク波が
防止される。従つて傾斜電極とを正規型電極とを
組み合わせることにより装置を小型にすると共
に、上記のように良好な特性が実現なされる。 次に、この発明についての実験について説明す
る。発明者等は、弾性表面波装置、例えば表面波
フイルタの高性能、小型化を実現することを目的
とし、装置の試作評価を行つた。まず、高性能性
を得るために、第３図に示すように入力用電極と
して傾斜電極３１を採用し、小型にするために、
出力用電極として正規型電極３２を採用した。こ
こで傾斜電極３１及び正規型電極３２は、すだれ
状電極構造である。この正規型電極３２は、対向
する電極指３４の交差幅が均一である。ところ
が、傾斜電極３１は、対向する平行な電極指の交
差幅がフイルタのインパルス応答の波形に相当す
るように設けられる。即ち、交差幅は不均一であ
る。しかも、メインローブ３５に対して、サイド
ローブ３６を表面波伝搬方向に垂直に偏移させ
る。このような傾斜電極３１に対して、実用に際
してはダミー電極３７を設ける。ダミー電極３７
は、すだれ状電極の間を埋めるように設けられる
が、対向する電極指と交差することはない。この
ような傾斜電極３１と正規型電極３２とを用い
て、装置を構成するに際し、装置全体を小型にす
る為には、傾斜電極３１と正規型電極３２とをよ
り近接させることが必要である。しかし、あまり
近接させると、これらの電極３１，３２の対向す
る電極指間で、電気的結合が生じてしまう。即
ち、傾斜電極３１と正規型電極３２の電極指との
間に有効電界が発生し、不要表面波が生じてしま
う。そこで、これを防止するために、シールド電
極３３を設ける。このシールド電極３３を用いる
と、傾斜電極３１とを正規型電極３２とをより近
接して設けても、これらの間での不要な電気結合
が防止でき、装置はより小型となる。これら３つ
の電極３１，３２，３３を基板３８上に設ける。
まず、基板３８上にアルミニウムを2000Å〜1μ
蒸着させる。次に、所定のパターンをフオトエツ
チングにより形成し、設けられる。この工程は、
半導体の技術を用いれば容易に実現できる。 このように電極３１，３２，３３が設けられた
基板３８上に、更に吸収体３９ａ，３９ｂを設け
る。この吸収体３９ａ，３９ｂは、基板３８端部
等での表面波の不要な反射を除去し、バルク波の
不要な励振を抑圧するために設けられ、粘着性の
ある物質、例えばエポキシ系の接着剤又はスクリ
ーン印刷に用いるインク等により形成される。こ
の吸収体３９ａ，３９ｂは、表面波伝搬経路をす
べて覆うようにして、傾斜電極３１及び正規型電
極３２のより基板３４の端部に近い側に設けられ
る。その形状は、表面波がこの吸収体３９ａ，３
９ｂに反射された際に、その反射波が必要な表面
波の伝搬経路に乗らないようにすることが肝要で
ある。この例では、吸収体３９ａ，３９ｂの端部
が、表面波伝搬経路に対して斜めになるように形
成されている。 次に電気的接続を説明する。尚、すだれ状電極
は電極指が２つの群に分けられ、各々の群に属す
る電極指は共通の端子で電気的に接続されてい
る。もつとも、この共通の端子はエツチングによ
り作製される時は、電極指と一体に形成される。
傾斜電極３１の２つの共通の端子を区別するため
に正規型電極３２に最も近い電極指の面積の大小
関係に注目する。第４図は、第３図の主要部を拡
大した図であるが、この図に示すように、正規型
電極３２に最も近い電極指４３と、これに最も近
い即ち、交差しあう電極指４２とでは後者の面積
の方が大きい。ここではこの面積の広い電極指４
２が属する端子４４は、信号ラインとし、他方の
端子４５を接地し、接地ラインとする。 正規型電極３２内の２つの外部端子に属する電
極指は長さが等しく、電気的に等価である。従つ
て２つの端子とも全く等価である。しかもこの正
規型電極３２は出力用なので、２つの端子を負荷
４０を介して電気的に接続し、一端を接地する。
シールド電極３３は、接地しておけばよい。 このように構成されるフイルタの振幅周波数動
特性を測定したところ、第５図に示すような結果
を得た。曲線Ａは、相対利得の目盛が10dB／
DiVで、振幅周波数特性の全体を示す。又曲線Ｂ
は、相対利得の目盛が1dB／DiVで、平らな部分
の拡大図である。まず曲線Ａからわかる事は、平
らな部分即ち、通過帯域領域と阻止域領域との利
得の差である保証減衰量が約30dBでフイルタと
して不足している事である。又、曲線Ｂから通過
帯域内の振幅リツプルが±0.25dBでやや大きい
事がわかる。 この結果を踏まえ、発明者等は、第３図に示さ
れる傾斜電極３１の電気的接続を、第６図に示さ
れる様に、完全に逆にした。即ち、第４図と同様
な第７図に示す様に、正規型電極３２に対しても
最も近い電極指４３（この電極指４３の面積は電
極指４２よりも狭い）が属する端子４５を信号ラ
インとし、他端子４４を接地ラインとする。ここ
で、接地ラインは、接地される側であり、信号ラ
インには、この接地ラインを基準とした信号が印
加される。 このような構成のフイルタの振幅周波数特性を
測定したところ、第８図に示す様な結果を得た。
この時の保証減衰量は40dB、通過帯域内振幅リ
ツプルが±0.1dBである。この数値は、第３図に
示されるフイルタよりもはるかに好ましい数値で
ある。 このような数値結果を定性的に取り扱う。通過
帯域は、表面波が生じている部分であり、阻止域
は表面波が生じていない部分である。第５図と第
８図との阻止域を比較すると、第５図での曲線Ａ
は、第８図における曲線Ｃに対し、底上げされて
いる。表面波が生じていない部分で底上げを生じ
させるのは、バツクル波であるから、第５図の場
合には、バルク波が非常に強いことがわかる。こ
の事実は、通過領域を比較しても理解される。即
ち、表面波が支配的部分では、バルク波の影響は
振幅周波数特性上、振幅リツプルとなつて現われ
るからである。 これらの事から次の結論が得られる。第６図に
示される様に、正規型電極３２と対向する傾斜電
極３１の正規型電極３２に最も近い電極指の属す
る端子を信号ライン側とし、これに対するダミー
電極の属する端子を接地ラインとすると、第３図
に示される様に、逆の電気的接続をした場合に比
べバルク波の影響が軽減される。 発明者等は、このバルクの波がどこで生じてい
るかを確認するために、第３図に示される様なフ
イルタのインパルス応答を測定した。すると、イ
ンパルス応答の曲線がオシロスコープ上に現われ
る前の位置にバルグ波に相当する波形が検出され
た。今、基板３８の材料がわかつているので、バ
ルグ波の速度は既知である。すると、バルク波検
出時刻から、バルク波の発生場所が逆算可能とな
る。発明者等の計算によると、このバルク波の発
生場所は、正規型電極３２に最も近いダミー電極
であることがわかつた。ここで、このダミー電極
は、第３図に示すように信号が印加され、接地さ
れてはいない。即ち、このダミー電極と、正規型
電極３２の中で最も傾斜電極３１に近い電極指３
４との間で、基板３８の内部を通じてカツプリン
グが生じ、バルク波が発生してしまうのである。 このようなバルク波が、第６図及び第７図の様
な電気的接続をすると発生しないのは、傾斜電極
３１のうち正規型電極３２と対向する部分のほと
んどが、接地されたダミー電極で占められいるか
らで、接地されたダミー電極と、正規型電極３２
の接地された電極指４６との間では相互作用が発
生しようがないからである。ここで、正規型電極
３２の電極指のうち、最も傾斜電極３１に近い電
極指４６の属する端子が接地されていることが望
ましいが、これの端子は接地されず、反対の端子
が接続されていてもほぼの効果が得られる。 傾斜電極３１の電気的接続に関し、実用上、ダ
ミー電極を用いることは不可避なので、ダミー電
極によりこの発明の電気的接続を言い換えると次
の様になる。即ち、メインローブを中心にして正
規型電極に近い側のサイドローブに於いて、サイ
ドローブを形成する電極指交差部を上下の中心に
して、面積の広い方のダミー電極を接地ラインと
し、他方を信号ラインとすれば良い。ダミー電極
とこれに対向する電極指とは面積が反比例的にな
つているから特許請求の範囲とは異なる表現にな
る。 この実施例に於いては、入力用電極として、傾
斜電極３１を、出力用電極として正規型電極３２
を用いた。しかし、第９図に示されるように、入
力用電極として正規型電極３２を、出力用電極と
して傾斜電極３１を用いることもできる。この場
合の電気的接続を説明する。傾斜電極３１に対向
する正規型電極３２の電極指群に於いて、表面波
伝搬経路に沿つて最も傾斜電極３１に近い電極指
８１の属する端子を接地し、接地ライン側とし、
他方の端子を、接地せず信号源と接続し、信号ラ
インとする。 一方、傾斜電極３１に於いて、表面波伝搬経路
に沿つて最も正規型電極３２に近い電極指３６の
属する端子を接地し、他方を接続せずに負荷４０
と接続する。 このような構成によつても、前述の実施例と同
様な効果が得られる。又、この実施例に於いて、
正規型電極３２の電気的接続は、反対にしても構
わない。 この発明の実施例は、第６図及び第９図の構成
だけでなく、第１０図の様に傾斜電極９１をその
サイドローブ９２をメインローブ９３を中心にし
て右下りとしても良い。この場合に傾斜電極の電
極指又はダミー電極のうち、正規型電極３２に最
も近いのは電極指９４とこれに対向するダミー電
極９５とである。この２つのうち、電極指９４の
方が面積が小さいので、この電極指９４の属する
端子を信号ラインとし、他端子を接地ラインとす
れば良い。 又、第１１図に示されるように、傾斜電極１０
１の片側から放出される表面波だけでなく、反対
側から放出される表面波をも信号として用いる場
合にもこの発明は適用できる。入力用電極として
傾斜電極１０１を用い、出力用電極として２個の
正規型電極１０２，１０３を用いる。こられの３
つの電極１０１，１０２，１０３は、同一の基板
１０４上に傾斜電極１０１を正規型電極１０２，
１０３で挾むようにして設ける。正規型電極１０
２，１０２にとつて、傾斜電極１０１と反対側に
吸収体１０５，１０６を設ける。この吸収体１０
２，１０３は、表面波の不要な反射を防止するた
めのものである。この実施例に於いては、傾斜電
極１０１と正規型電極１０３とに注目し、傾斜電
極１０１の電気的接続を行い、傾斜電極１０１と
正規型電極１０２とに注目し、特開昭55−125713
号公報に示される浮きダミー電極１０７を導入す
る。この実施例では、この浮きダミー電極１０７
を用いないと、傾斜電極１０１と正規型電極１０
２との間で不要バルク波が発生し、この発明の効
果が半減する。 以上の詳述したようなこの発明の趣旨を逸脱し
ない限り、いかなる変形もこの発明に含まれるこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、正規型電極とアポダイズド電極とか
ら構成される従来のフイルタを示す平面図、第２
図は、傾斜電極とMSCとから構成される従来の
フイルタを示す平面図、第３図及び第４図は、本
発明の基礎になつたフイルタを示し、第３図はフ
イルタ全体を示す平面図、第４図は、第３図に示
すフイルタの一部拡大模式図、第５図は、第３図
に示すフイルタの振幅周波数特性図、第６図及び
第７図は、本発明の一実施例のフイルタを示し、
第６図は、このフイルタの全体を示す平面図、第
７図は、第６図に示すフイルタの一部拡大模式
図、第８図は、第６図に示すフイルタの振幅周波
数特性図、第９図乃至第１１図は、本発明の他の
実施例を示す平面図である。 ３１……傾斜電極、３２……正規型電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電性基板と、この基板上に設けられインパ
   ルス応答の形に電極指が交差するダミー電極を含
   んだアポダイズ電極において、メインローブに相
   当する電極指交差部を中心にしてサイドローブに
   相当する電極指交差部を表面波伝搬方向に対し略
   垂直に偏移させた傾斜電極と、この傾斜電極との
   間で表面波の送信又は受信を行うごとく前記圧電
   性基板上に設けられたくし歯状正規電極とを備
   え、前記傾斜電極のメインローブに相当する電極
   指交差部を中心として、表面波伝搬路に沿つて前
   記正規型電極に最も近い前記サイドローブに相当
   する前記電極指交差部と前記ダミー電極とからな
   る電極指群の中で、前記サイドローブを形成する
   交差部分を中心として長い電極指をもつ電極指群
   側を接地ラインとし、短い電極指をもつ電極指群
   側を信号ラインとすることを特徴とする弾性表面
   波装置。