JPH05505081A - 端部側フィンガーでの反射を抑制した特にスプリットフィンガー形表面波変換器 - 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】 端部側フィンガーでの反射を抑制した特にスプリットフィンガー形表面波変換器 本発明は、請求の範囲１の上位概念部に記載された表面波変換器に関する。

変換器内でまたはその変換器フィンガーで生しる音響波の望ましくない反射を抑 制するために、インタープイノタルに配置された変換器フィンガーを有するこの 種の（送信／受信）変換器を特にスプリットフィンガー変換器として形成するこ とはかなり以前から知られている。このような変換器は交互に極性化されて隣接 する変換器フィンガーを有する単一のインターディジタル変換器に比較してそれ ぞれ２個（場合によっては同様にそれぞれ３個〕の隣接するフィンガーを有し、 これらのフィンガーは同じ極性を持つ、即ち同一の母線に電気的に結合される。

このようなスプリットフィンガー変換器の従来の標準的な実施例の場合、一方の 母線に結合された２個（もしくは３個）の変換器フィンガーと、他方の母線に結 合された２個（もしくは３個）の変換器フィンガーとが交互に連続的に設けられ る。連続する変換器フィンガーの平均間隔（どちらかの同し極性のフィンガー、 即ち１個の“スプリントフィンガー”内のフィンガー、変換器フィンガーのない 個所は除く）は、当該変換器が同調される表面波の音響波長、より詳しくは変換 器の基板材料内の音響波の波長の１／４（もしくはｌ／６）の大きさである。２ 個（もしくは３個）の同一極性の隣接するフィンガーの隣接するグループの平均 間隔、部ち交互に配置されるスプリントフィンガーの平均間隔は単一の変換器と 同様に半波長に暮しい。

超音波の内部反射を抑制する他の型の変換器はλ／３フィンガー配！である。

これも同様にインターディジタル変換器であり、スプリットフィンガー変換器と 同様に（母線を備えた）一方のフィンガー幅は二重の変換器フィンガーををし、 かかる二重の変換器フィンガーの隣接するグループ間には他方の母線のフィンガ ー幅のそれぞれ１個の個別フィンガーが設けられている。

このようなスプリットフィンガー変換器またはλ／３フィンガー変換器の内部領 域に対してＷ＆密に寸法を設定すると変換器内の内部反射を実際上完全に除去も しくは抑制することができる。しかしながら残念なことにこのことは端部側スプ リットフィンガーもしくはフィンガーグループに対しては当てはまらない６反射 を望ましく抑制するために、フィンガー長さが段階的に寸法設定された端部側変 換器フィンガーを当該変換器に設け、端部側変換器フィンガーが反射に間して相 互に干渉するようにすることが知られている（ヨーロッパ特許出願公開第００８ ８４００号公報）、シかしながら、このような補助的な措１の欠点は、このよう に階段状に形成された変換器端部が変換器の音響波の位相面を歪ませる点である 。

さらに、変換器がしばしば重ねられて重み付けされる場合全てのフィンガーに音 響波が完全に当たらず、音響波は受信変換器として駆動される変換器によって受 信されてしまう、変換器の端部で生しる望ましくない反射を抑制するためのこの 種の措１の効率も限界がある。

インターディジタル変換器の端部側フィンガーで生しる反射を抑制するための方 法はドイツ連邦共和国特許出願公告第２８３９８５１号公報に記載されている。

変換器端部の傾城の重み付けされたフィンガーはこのフィンガーの主嬰長さ部分 が波面成長の主軸線に対して斜めに向けられ、それゆえこのフィンガーはそのフ ィンガー長さの斜め部分がこの部分に当たる超音波を斜めに反射する、即ち元の ところに反射しない。

さらに他の方法は、幾つかの端部側フィンガーを互いに対向する母線の相互間隔 に対して短くし、“無くされた０フィンガー長さ分をそれぞれ浮動フィンガーに よりて１き換えることである（刊行物ｒトランサクション・アイイーイーイー・ ジャパン」　（第６４−０号、１９８１年発行、第４３７頁〜第４３８頁）参照 ）。

浮動電位はしかしながら多くの通用例の場合問題がある。

さらに又、（２個のフィンガーから構成された）端部側スプリットフィンガーの ２個のフィンガーのうち、外側のフィンガーを波面成長の主軸線方向に対して斜 めに同けて端部側フィンガーの反射を抑制する方法がある。この方法の場合、有 効信号の音響波の位相面に擾乱が生しる欠点がある。

さらに、米国特許第４１６２４６５号明細書は以下において詳細に説明する本発 明と外見的に近似している。この特許明細書には、フィンガーでの波反射を所望 通りに抑制する公知のスプリットフィンガー変換器とは逆に、そのような機械的 反射を積極的に惹き起こすスプリットフィンガー変換器が記載されている。この ような措１を施す目的は、電気的負荷のところで反射した（ＲＷ）波をこのよう に積極的に惹き起こされた波によって相殺即ち消去することにある。このために この特許明細書によれば、インターディジタル変換器の両変換器櫛のそれぞれの 内部には、他のフィンガーとは異なったフィンガー幅および異なったフィンガー 間隔を育するフィンガーが設けられることが必要であり、その場合一方の櫛の１ 個または複数個のかかるフィンガーは他方の櫛の１個または複数個のフィンガー に隣接する。このように変形された変換器の内部には機械的（ＭＥＬ）波が発生 し、この波が他の負荷で電気的に反射された（再生された）波を相殺する。この 変形フィンガーの負荷インピーダンスに依存する寸法が示されている。これは変 換器の端部側フィンガーの反射抑制に関係せず、それゆえ米国特許第４１６２４ ６５号明細書で説明されている変換器のフィンガーはその点では有励ではない。

本発明の課題は、他の公知の欠点を生ずることなく、変換器の端部で生じる反射 を抑制することにある。

この課題は、請求の範囲ｌの特徴部分に従って変換器を構成することによって解 決される０本発明の実施Ｍ様は従属請求項に記載されている。

本発明は、変換器の内部における変換器フィンガーの幅および位置の予め定めら れた設計規定に応した通常の規準に対して、変換器の当該端部における最後の変 換器フィンガー特に最後から第２番目ないし第４番目のフィンガーのフィンガー 幅およびフィンガー位置を変えることによって、端部側変換器フィンガーの反射 を充分に抑制することができるという認識に基づいている。このような措置はフ ィルタを構成する２つの変換器の互いに対向する端部に特に講ぜられる０本発明 においては、最後の１本又は複数本のフィンガーの“誤位置決め”及び／又は“ フィンガー幅の誤設定“による干渉の発生によって、変換器フィンガーの反射の 少ないフィンガー配置にも拘わらず変換器端部に生しるおそれのある反射が除去 される。この点でまさに本発明は（スプリットフィンガーとは異なる）単一フィ ンガーを有する変換器に通用可能である。

本発明によれば、例えば段階的に短くされたフィンガーの実施例において生しる 公知の位相面歪みが防止される。端部側フィンガーの反射を抑制するために段階 的に短くされたフィンガーを備えたこの実施例または他の上述した公知の方法は 反対側端部Ｂｆ）変換器の集波信端部に大きな擾乱なくフィルタの所望の伝送品 質を生しさせ得る。

この“誤位置決め”および”変形フィンガー幅”の本発明による寸法設定は次の 通りである。

本発明の適用例のために予め定められたパターン例えばスプリットフィンガーパ ターンを有する変換器内で生じる反射は、（定められた周波数範囲に関して）端 部側フィンガーの予め定められた種々のフィンガー位置およびフィンガー幅を有 するインターディジタル変換器の従来技術の方法（刊行物「アイイーイーイー・ ウルトラソニック・シンポジウム・プロシーディングＪ　１９８５年発行、第７ ８頁〜第８１頁参照）に基づいて算出される。これは反復演夏法を利用して最小 二乗法に基づいて実施される。（端部側変換器フィンガーのところで）充分に少 ない反射を生じるような４つの位１決めまたは変形フィンガー幅の幾何学的形状 が得られると直ちに、反復演夏が中断される。その場合には選定された端部側変 換器フィンガーのフィンガー幅および誤位置決めのために個々のケースで使用す べき寸法が得られる。つまり、中央側変換器フィンガーの規準の変換器フィンガ ーに対する端部側変換器フィンガーの寸法および位置の最適偏差が得られる。

当該端部側変換器フィンガーは特にアース電位にある同一の母１１Ａに結合され る。

波位相面は本発明によって擾乱されず、浮動電位は存在せず、そして本発明によ り実施された変換器もしくはフィルタはリソグラフィーの通常の技術手段を用い て製造可能である。フィンガー幅に対する偏差は規準の変換器フィンガーのほぼ ２倍と約１７５〜１／１０倍との間にあり、その場合高周波数に対するリソグラ フィーは変換器フィンガーの最少幅に対する限界を決定する。フィンガー隙間の （規準に対して）選定された変動はほぼ同し変動範囲内にある。以下数値例にも とづき大きさを明らかにする。スプリントフィンガー変換器に間しては、規準の 変換器フィンガー即ち端部側ではないフィンガーでかつ０．　３μｍのアルミニ ウムから成るフィンガー金属膜でしかも１２５ＭＨｚの平均周波数に対しては、 ６゜９２μｍのフィンガー間隔が通用される。同じことはフィンガー幅に対して も当てはまる０本発明に基づいて実施された端部側フィンガーは次の寸法を有す る。

フィンガー幅　フィンガー間隔 最後のフィンガー　０．７０μｍ　６．３８μｍ最後から２番目のフィンガー　 ４．３３μｍ　７．６６μｍ最後から３番目のフィンガー　０．７０μｍ　３． ５６μｍ１７０ＭＨｚの平均周波数と１２％の相対的帯域幅とを有するフィルタ のＡ／３パターンの変換器の最良の端部側変換器フィンガーは、変換器規準のフ ィンガーが６．５９μｍのフィンガー幅およびフィンガー間隔を有する場合、次 の寸法を有する。

フィンガー幅　フィンガー間隔 最後のフィンガー　４．２０μｍ　０．８４μｍ最後から２番目のフィンガー　 ２．８９μｍ　３．９２μｍ最後から３番目のフィンガー　６．９６μｍ　１． ３５μｍ次に本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明する。

図１は２つの変換器を備えた表面波フィルタを示す。

図２は本発明による変換器の第１の実施例を示す。

図３は本発明を含みかつ公知の手段を組合わせた実施例を示す。

図１には板状基板２とこの基板の表面に設けられたインターディジタル変換器３ ．４とを備えた表面波フィルタ１が概略的に示されている。矢印５は音響波の主 伝播方向の軸線を示す、なお音響波は両度換器のうち送信変換器としての一方の 変換器から発生され、受信変換器としての他方の変換器によって受信される。

図２は図１のフィルタの変換器の一方、例えば変換器４を示す、互いに対内して いる母線１１．１２間にはそれぞれ一方の母線または他方の母線に電気的に結合 されている変換器フィンガーＦが設けられている。Ｆｏは変換器の予め与えろれ た規準に応した変換器フィンガーを示す０図２に示されているようにこの変換器 フィンガーＦ０は互いに規則的に位置決めされ、等しいフィンガー幅ををしてい る。これらの変換器フィンガーＦ、は変換器４の中心部分を形成し、図２の実施 例においてはλ／３変換器に応して互いに配置され、分配されている。

なお、これらの変換器フィンガーＦ０は分散形変換器について専門家に良ぐ知ら れている互いに異なった１ｇＩ隔にて配！し、同様にフィンガー幅を変えて実施 することもできる。このような実施例の変換器も本発明に属する。

図２の変換器４は両端部に本発明に応じて位置決めされてフィンガー幅を設定さ れた端部側変換器フィンガーＦ、、Ｆｔ、Ｆ、を有している０図２から明らかな ように、フィンガーのフィンガー幅ならびにフィンガー相互の間隔およびフィン ガーＦ、と隣接フィンガーＦ０との間隔は明らかに異なっており、より詳しく言 うと相互に異なっておりしかもフィンガーＦ、の位置およびフィンガー幅に対し て異なっている。このことが本発明の特徴である。フィンガーＦ、に比べて狭い 両フィンガーＦ１、Ｆｉはさらに非常に小さい相互間隔を有している。フィンガ ーＦ、とフィンガーＦ、との間の間隔はそれに比べて大きいが、しかしながらそ れでもやはりフィンガード０間の間隔よりは小さい、フィンガーＦ、はフィンガ ーＦ、よりも幅が大きい、フィンガーＦ、と隣接フィンガード０罪ち変換器の規 準に応じた最初のフィンガーＦ、との間隔は隣接フィンガード１間の通常のフィ ンガー間隔よりも小さい。

変換器の他端部は本発明により寸法設定されて位置決めされた対応するフィンガ ーＦ１　゛、Ｆｔ’、Ｆ、゛を有している。

フィンガーＦ、、Ｆ、、Ｆ、は特に同一の母線１１に結合され、特にアース電位 と同し電位にある。

図３は変換器３として同様に本発明に応じた変換器を示している。この変換器は スプリットフィンガー変換器に応じて配置されて選定されたフィンガーＦ０を有 している。フィンガーＦ　ＩＩ、Ｆｉｘ、　Ｆｌｆｆは同様に本発明により位置 決めされてそのフィンガー幅が設定されている端部側変換器フィンガーを形成し ている。変換器３の場合、上述した反復方法は非常に狭いフィンガーＦ　ＩＩと 、同様に非常に狭いフィンガーＦ＋３と、それに比べて幅の広いフィンガーＦ１ １とを有し、その場合フィンガーＦ１！はそれでもやはりフィンガーＦ、よりも 狭い、フィンガーＦ。

の規則的なフィンガー間隔に比べてフィンガーＦ　ＩＩ、Ｆｉｘ、Ｆｉｘとフィ ンガーＦ１２に隣接するフィンガーＦ０との間隔が種々に異なっていることが同 様に示されている。

このような本発明による構成とは反対側に位！する変換器３の端部３】は、本発 明に応して構成される代わりに、段階的に短くされたフィンガーを有する上述の 従来技術に応して形成されている０図２および図３の変換器がそれらの図に示さ れている状態で図］のフィルタｌ内に設けられる場合、フィンガーＦ　ＩＩ、Ｆ ｉｘ、Ｆｉｘを備えた変換器３の端部と、フィンガーＦ、、Ｆ、、Ｆｆｆを備え た変Ｍ！１器４の端部とが互いに対向する。インターディジタル変換器の端部側 フィンガーで生しる反射は本発明によれば生しないか、もしくは生しても強（抑 制される。フィンガーＦ、、Ｆｔ、ＦｉおよびフィンガーＦｌｌ、Ｆｉｘ、Ｆｌ ｆｆが軸線５に対して一欅に向けられているので、変換器３と変換器４との間に 生しる音響波の波面には悪影響が与えられない。

端部側フィンガーのところで生しる反射を抑制するために端部側フィンガーＦ１ 、Ｆよ、Ｆ、の位置決めおよびフィンガー幅を変換器フィンガーの位置決めおよ びフィンガー幅の予め定められた規準に比較して異ならせた表面波変換器。

国際調査報告 国際調査報告 １！

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．端部側フィンガーに隣接してインターディジタルに配置された変換器フィン ガーが変換器の予め定められた音響波長に応じて予め定められた設計規定に応じ た規準により予め定められた間隔にて配置されかつ予め定められたフィンガー幅 にて実施され、変換器の端部側フィンガーでの内部反射を抑制する措置が講ぜら れる表面波変換器において、変換器（３、４）の少なくとも一端部では一方の母 線に結合された複数個の端部側変換器フィンガー（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３；Ｆ１１、 Ｆ１２、Ｆ１３）が他の変換器フィンガー（Ｆ０）の位置決めおよびフィンガー 幅の規準とは異なって位置決めされ、かつそのフィンガー幅が異なって設定され 、それによりこの端部側変換器フィンガーによって反射された波成分と変換器の 規準に応じた隣接する最後の変換器フィンガー（Ｆ０）によって反射された波成 分との位相および振幅はこれらの波成分が相互に弱め合う干渉をするように変え られることを特徴とする表面波変換器。
2. ２．このように設定された端部側変換器フィンガー（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３；Ｆ１′ 、Ｆ２′、Ｆ３′）は変換器（４）の両端部に設けられることを特徴とする請求 項１記載の表面波変換器。
3. ３．請求項１または２により設定された端部側変換器フィンガー（Ｆ１１、Ｆ１ ２、Ｆ１３）を構えた変換器（３〕の場合、一方の変換器端部に、段階的に短く された端部側フィンガーを有する変換器（３１）の他端部が備えられることを特 徴とする請求項１または２記載の表面波変換器。
4. ４．請求項１または２により設定された端部側変換器フィンガーを備えた変換器 の場合、一方の変換器端部に、フィンガー長手部分に斜めに向けられた端部側変 換器フィンガーを有する変換器の他端部が備えられることを特徴とする請求項１ または２記載の表面波変換器。
5. ５．変換器の規準に応じた最後の変換器フィンガーから変換器端部へ向けて３個 の端部側変換器フィンガーが続き、そのうち最後から３番目の変換器フィンガー は変換器の規準に応じた変換器フィンガーよりも小さいフィンガー幅を有し、量 後から２番目の変換器フィンガーは変換器の規準に応じた変換器フィンガーより も大きいフィンガー幅を有し、最後の最も外側の変換器フィンガーは変換器の規 準に応じた変換器フィンガーよりも小さいフィンガー幅を有し、変換器の規準に 応じた最後の変換器フィンガーと最後から３番目の変換器フィンガーとの間の隙 間および最後から２番目の変換器フィンガーと最後の変換器フィンガーとの間の 隙間は変換器の規準に応じた変換器フィンガー間の隙間よりも大きいことを特徴 とする請求項１ないし４の１つに記載の表面波変換器。
6. ６．変換器端部に異なって位置決めされて寸法設定された端部側フィンガー（Ｆ １、Ｆ２、Ｆ３；・・・）の個数は２〜４であることを特徴とする請求項１ない し５の１つに記載の表面波変換器。