JPH03204212A - 弾性表面波デバイス及び弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波デバイス及び弾性表面波フィルタ

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JPH03204212A
JPH03204212A JP34485889A JP34485889A JPH03204212A JP H03204212 A JPH03204212 A JP H03204212A JP 34485889 A JP34485889 A JP 34485889A JP 34485889 A JP34485889 A JP 34485889A JP H03204212 A JPH03204212 A JP H03204212A
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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】 (産業上の利用分野)本発明は一方向性変換器、殊にト
ランスバーサル型弾性表面波フィルタを構成する際に使
用する変換器であってインタディジタルトランスジュー
サ(以下IDTと示す)電極指間′に浮き電極を設けた
浮き電極内部反射型一方向性変換器及び基板の中央にグ
ループ型の一方向性変換器或いは一方向性変換器を配置
し、両側に中央方向に方向性をもつ一方向性変換器或い
は内部反射型一方向性弾性表面波変換器を配置した構造
の弾性表面波変換器に関する。
(従来技術)通常の弾性表面波励振デバイス、即ちID
T電極によって励振された弾性表面波が当該デバイスの
左右双方向に均等に伝搬するデバイスを波動の送受(入
出力)に用いるタイプのトランスバーサル型弾性表面波
フィルタにおいて基本的に存在する6dBのロスを減少
せしめる為、従来から各種の一方向性弾性表面波変換器
が提案されてきた。
これらの一方向性弾性表面波変換器は大別すると、(a
)3種のIDT電極指に各々零度、120度及び240
度の位相差を有する信号を印加する三相一方向性デバイ
ス。
(b)一般のIDT電極指間を縫ってミアングラインを
設け、これを接地するグループ型一方向性変換器。
(c)アルミニウムIDT電極指を金の如き大密度金属
の電極指(弾性表面波反射用)とをベアとし弾性表面波
励振の中心と反射の中心との間隔を励起した波動の波長
の1/8とした内部反射一方向性変換器。
の三種が存在するが、(a)の三相一方向性変換器は広
い周波数範囲で波動伝搬の一方向性が保たれるものの3
本のバスバーの1本から延びる電極指を他の1本のバス
バー上をオーバーブリッジせしめる必要があり、製造が
極めて困難、従って高価となるのみならずかなり複雑な
位相器を要するという欠陥があった。
また、(b)のグループ型一方向性変換器も従来の構造
ではミアングラインの総延長が長くなり、オーミックな
損失に基づくフィルタの挿入損失が大となるという欠陥
があった。
更に(c)の内部反射一方向性変換器は位相器は不要な
るもアルミニウム電極指の他にこれとベアになる全電極
指を別途蒸着する必要があり、工程が複雑となるという
欠陥があり、いずれも満足すべきものではなかった。
また、これらの変換器を用いたフィルタでは、中心周波
数f=、ftなどの特性をもつ場合、二つ以上の基板及
びIDTを用いて、フィルタを構成していた。
(発明の目的)本発明は上述したごとき従来の一方向性
弾性表面波の欠陥を除去すべくなされたものであって、
デバイスの製造工程簡易にしたもので、しかも損失の少
ない弾性表面波一方向性変換器を得る方法、及び一方向
性変換器が周波数によっては逆方向にも大きな方向性を
示す一方向性変換器を中心に配置し、両側に内部反射型
の一方向性変換器を配置した構造のフィルタ、及び一つ
の基板上に中心周波数ftS ftなどの周波数特性を
もつ一方向性変換器を配置したフィルタに関する発明で
ある。
(発明の概要)上述の目的を達成する為、本発明にかか
る弾性表面波一方向性変換器は、基本的にrDT電極の
正負電極指の電極幅を変化させ、その間に開放型の浮き
電極を挿入した構造成いはIDT電極の正負電極指の間
であって当該電極指間隙の中心位置からはずれた位置に
電気的にいずれとも非接続のi種類の浮き電極を設けた
もの、及び一つの基板上に種々の中心周波数特性をもつ
一方向性変換器の変換器を配置したフィルタに関するも
のである。
(実施例)以下、本発明を図面に示した実施例に基づい
て詳細に説明する。
さて、実施例の説明に入る前に本発明の理解を助けるた
め、本発明をなすに至った基本的な考え形について説明
するに、圧電・電歪基板上に通常一般の正負IDT電極
を設けそれぞれの電極指の間隔をλ/2とし、これら両
電極間に周波数f=v/λ(ただし、■は励起する波動
の伝搬速度)なる交流電界を印加すればλにほぼ等しい
弾性表面波が励起され、励起した弾性表面波は、基板1
表面をIDT電極指列に沿って左右均等に伝搬すること
は周知である。
ここで第3図のように、圧電、電歪基板l上に正負ID
Ti[極2.3を設け、これからすだれ状に延びるID
T電極指2a、3b、5aの幅及び空隙を例えばλ/8
と仮定し、電極指間隙の間にいずれの部分とも電気的に
非接続の浮き電極指4a、4aを設けたとしても電極構
成の対称性の為前記IDT電極指によって励起された波
動の前記浮き電極4a、4aによる反射は左右均等にな
されるので、このような電極構成を有するデバイスの波
動伝搬はやはり左右均等である。
そこで、本発明である第1図のように、第3図の電極指
3bの幅を例えば3bの場合の3倍、即ち3λ/10と
すれば、励起波と反射波の対称性が崩れIDT電極指列
の左右いずれか一方に伝搬する波動エネルギが大となる
であろう。即ち、第1図は上述したごとき考えかたに基
づいて構成した本発明にかかる浮き電極を有する一方向
性弾性表面波変換器の基本実施例を示す電極構成図であ
って、例えば、正電極に接続されている電極指2aの幅
はλ/10、その間隙かλ/10で負電極に接続された
電極指3aの電極幅が3λ/10.3aと4aと間隙が
λ/10で開放型の浮き電極指4aの幅がλ/10.そ
の間隙がλ/10で負電極に接続された電極指5a、次
ぎに電極指5aと電極指2aの間隙かλ/10で正電極
に接続されている電極指2aを周期とする一方向性変換
器とすることのより、励起した波動エネルギが一方向に
強く伝搬する、いわゆる一方向性弾性表面波変換器か得
られる。この場合、電極幅及び間隙は必ずしも正確にこ
れらの値である必要はなく、中心周波数で各々の波の位
相が同位相となるような値であれば良く、インターディ
ジタル変換器の帯域幅を考えると、±80%の範囲か適
当である。
また、各々の電極幅がλ/8で各々の電極間距離がλ/
4であり、正電極指9.10及び短絡電極指13で接続
され短絡型の浮き電極指11,12、及び開放型の浮き
電極指14と15と負電極指16.17を半周期とだ一
方向性変換器であって、この場合、正負電極間の短絡型
浮き電極指11.12と負正間の短絡型の浮き電極指1
8.19を接続した構造あって、各々の電極幅λ/8及
び各々の電極間距離λ/4の値が±80%の範囲にある
ような浮き電極をもつ内部反射型一方向性弾性表面波変
換器とすることにより、広い電極幅で良好な一方向性変
換器が得られる。この場合、電極指9.10或いは16
.17は、一つにまとめた電極としてもよい。また、正
負電極間を接続する電極22は正或いは負電極のみの間
、正負間のみ、或いは正負正の間などを接続する方法も
本特許に含まれるものとする。
また、特許請求の範囲第1項或いは第2項において、開
放型の浮き電極同士48、開放型の浮き電極の同位相同
士14と20.15と21などを接続した構造の弾性表
面波変換器とすることにより、大きな反射係数の一方向
性変換器が得られる。
また、第4図のように、中心に周波数によって方向性の
異なる一方向性変換器23、両側に一方向性変換器24
.25を配置した構造の一方向性変換器を用いたフィル
タが得られる。また、fl、ft5fsなどの中心周波
数をもつ一方向性変換器を同一基板上に配置したフィル
タも本特許に含まれるものとする。
以上の一方向性変換器の動作周波数として、基本波動作
、2倍、3倍、・・・のどの高調波を行わせる内部反射
型一方向性弾性表面波変換器も本特許に含まれるものと
する。また、上記の説明では、平面図の下側2を正電極
、上側3を負電極としたか、上を正電極に下を負とした
構造も本特許に含まれるものとする。
(発明の効果)本発明にかかる一方向性弾性表面波変換
器は以上説明したごとく構成するものであるから、一般
には、唯二度の蒸着−露光−エツチング工程を以て電極
形成が可能である一方向性変換器、および同一基板上に
種々の周波数特性をもつ一方向性変換器からなる低損失
のフィルタを得るものであり、通常一般の弾性表面波デ
バイスと同等のコストで安価に製造可能であるのみなら
ず、格別の損失を発生する要因が存在しない為、一方向
性変換器本来の特性たるTTE()リプルトランジェッ
トエコー)に基づくリップルが少なく、挿入損失の小さ
なフィルタを安価Iこ提供する上で著しい効果を奏する
。また、ミャンダーライン電極を用いないグループ型一
方向性すだれ状電極のアース電極の作製及び同じ位相の
浮き電極同士を接続する方法についても、陽極酸化多層
配線法などを用いて、容易に作製できるので、上記の特
徴を失うものではない。
以上の実験の結果の一例として、第1図の電極構成での
周波数特性を第5図に示す。中心周波数415MHzで
挿入損失4.1dBが得られている。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明に係る一方向性変換器の実施例
を示す電極構成の平面図及び断面図である。また、第3
図は、本発明に至る過程を説明するための図である。第
4図は、本発明に係る中心に周波数によって方向性の異
なる一方向性変換器、両側に中心方向に方向性をもつそ
れぞれの周波数特性をもつ一方向性変換器を配置したフ
ィルタの鳥かん図である。 第5図は実験結果の一例である。 1−・・基板、2.3・・正、負IDT電極、2as 
3a、 5as 9.10.16.17・・・正負夏D
T電極指、4a、14.15.20.21−開放型の浮
き電極指、11.12.18.19・・・短絡型の浮き
電極指、13.22−短絡用の電極、23・・・r、、
r、の一方向性変換器、24・・・f、の一方向性変換
器、25・・・f、の一方向性変換器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電・電歪物質基板1の表面或いは圧電薄膜基板
    にインターディジタル・トランスジューサ電極を配置し
    て弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受
    信するデバイスにおいて、基本動作周波数での波長をλ
    として、前記インターディジタルトランスジューサ電極
    の正電極指2aの幅がλ/10、次にその中心間距離が
    3λ/10でその幅が3λ/10の負電極指3a、次に
    その中心間距離が3λ/10でその幅がλ/10でいず
    れの電極にも接続されていない開放型の浮き電極指4a
    、次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ/10の負
    電極指5a、次にその中心間距離がλ/5でその幅がλ
    /10の正電極指2aを周期とするインタディジタルト
    ランスジューサであって、これらの中心間距離及びこれ
    らの電極幅の範囲が±80%の範囲にあるような浮き電
    極をもつ内部反射型一方向性弾性表面波変換器。
  2. (2)各々の電極幅がλ/8で各々の電極間距離がλ/
    4であり、正電極指9、10及び短絡電極指13で接続
    され短絡型の浮き電極指11、12、及び開放型の浮き
    電極指14と15と負電極指16、17を半周期とした
    一方向性変換器であって、この場合、正負電極間の短絡
    型浮き電極指11、12と負正間の短絡型の浮き電極指
    18、19を電極22で接続した構造あって、各々の電
    極幅λ/8及び各々の電極間距離λ/4の値が±80%
    の範囲にあるような浮き電極をもつ内部反射型一方向性
    弾性表面波変換器。
  3. (3)特許請求の範囲第1項或いは第2項において、開
    放型の浮き電極同士4a、開放型の浮き電極の同位相同
    士14と20、15と21などを接続した構造の弾性表
    面波変換器。
  4. (4)特許請求の範囲第1項或いは第2項或いは第3項
    において、上記の構造の一方向性変換器の動作周波数を
    、Nを1、2、3などの整数とし、ωを動作周波数の波
    長λに対応させた時、Nωで動作させる浮き電極をもつ
    内部反射型一方向性弾性表面波変換器。
  5. (5)圧電・電歪物質基板1の表面或いは圧電薄膜基板
    にインターディジタル・トランスジューサ電極を配置し
    て弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受
    信するデバイスにおいて、基板の中央に周波数によって
    方向の異なるグループ型の一方向性変換器或いは一方向
    性変換器を配置し、両側に中央方向に方向性をもつ一方
    向性変換器或いは内部反射型一方向性弾性表面波変換器
    を配置した構造の弾性表面波変換器及びフィルタ。
  6. (6)圧電・電歪物質基板1の表面或いは圧電薄膜基板
    にインターディジタル・トランスジューサ電極を配置し
    て弾性表面波を励振或いは伝搬してきた弾性表面波を受
    信するデバイスにおいて、中心周波数F_1、F_2な
    どのフィルタを得る方法として、同一基板上にそれぞれ
    周波数特性の異なる一方向性変換器を配置した構造の弾
    性表面波変換器及びフィルタ。
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