JPS6038912A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JPS6038912A
JPS6038912A JP14645983A JP14645983A JPS6038912A JP S6038912 A JPS6038912 A JP S6038912A JP 14645983 A JP14645983 A JP 14645983A JP 14645983 A JP14645983 A JP 14645983A JP S6038912 A JPS6038912 A JP S6038912A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電極反射が抑圧された弾性表面波装置に係り1
%にUIIF等の尚周波における使用に際し好!なるよ
う、インピーダンス設計の自由度を広げることができる
と共に外部回路との整合を簡易化することができる弾性
表面波フィルタに関するものである。
〔発明の背景〕
弾性表面波装置では弾性表面波基板上に1個以上のすだ
れ状電極が設けられている。このすだれ状電極の各電極
指の父湧輻、ピッチに重みをつけることにより、振幅1
位相の伝達周波数特性な極々設計できる。この弾性表面
波装置のすだれ状電極は弾性表面波を反射する。そのた
め、電極間の多重反射による遅延信号が生じて、振幅、
位相の伝達周波数特性にリノグルが発生するので、いく
つかの対策が施されている。
上記のすだれ状電極による弾性表面波の反射には、電気
的な再放射と、音響的不連続による反射の二種類に分類
できる。後者の音響的不連続による反射はU S P 
5699564に示されたような電極幅と空白部が4彼
長で、同一極性の電極指が2本1組とEつ℃いるスフ゛
リットー極指により、一般に幻飛されている。
一方、上記のうち前者の電気的再放射による電極反射は
、送受波t=の放射コンダクタンスGaと外部回路のコ
ンターフタンスG、との相対関係で定まる。
電極反射の尺度として。
をとり、反射損失と呼んでいる。%極反射による特性劣
化を避けるため、反射損失の基準としては、入力電極と
出力電極の二回の反射を合せた値としてTV両画像主観
評価から得られた40dB以上が多く採用されている。
これは入力と出力の各電極に等しく分担させた場合、−
電極当りの反射損失として2odBであって、これを達
成するため従来は第2図に準拠して、 Gz/a、 >
9なる如く送受波電極放射コンダクタンスGcLを与え
ていた。この際フィルタ通過損失は実用上約20dB程
度で用いられている。
一方、外部回路系のコンダクタンスは一定の値、 多く
 t!20yrL’U(インピーダンスで500)と定
められているので、上記従来法では送受波電極の放射コ
ンダクタンスを2.2−以下と小さくする必要があった
。このため、VHF高域ないしU IfF帯の高周波領
域あるいは比帯域幅の狭い場合に1通常の二電極構成で
は次の2つの欠点が発生した。
周波数が高く、あるいは対数が大きく(狭帯域)定めら
れた条件の下でGaを従来法による値(2,2mU )
とするためには電極の開口長IFを小さく定めねばなら
ない。そのため1%に重み付は電極の交差幅の小さい部
分のため1回折による帯域通過特性の裾部の乱れ、帯域
内のうねり等の特性劣化が発生する。例えば、結合足数
の大きな(0,055ン(D LiNbO3単結晶−1
28°回fY軸カット、X軸方向伝搬基板を用りた中心
周波数400MBz 、 5dB帯域幅50MIIzの
入力正規型、出力重み付けの弾性表面波フィルタでは開
口長Fは80μ扉すなわち約8波長と小さくなり、第1
図に示した上記例の特性に見られるように上記した劣化
は顕著である。
次に、高周波になると、電極の接置だけでなくパッケー
ジや外部回路系の容量分を含むサセプタンス分が、送受
波電極の放射コンダクタンス分に比べ′″C1かなり大
きな腋となるので、サセプタンス分を打消すインダクタ
ンスを含む結合回路が必要であり1部品点数が増えるだ
けでなく、インダクタンスの調整が必要となる欠点が生
ずる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、VHF高域、あるいはUHF帯域の高
周波領域、あるいは、帯域幅が比較的に狭い場合に、電
極反射による特性劣化を無くし、しかも回折等による特
性劣化も無く、かつ外部回路と整合しやすぐ、調整工程
の少い弾性表面波装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明では、圧電体基板と、圧電体基板上に設けられた
互に交差するくし歯状電極から各なる入力および出力変
換器とからなり、各くし歯状電極は交差部分と非交差部
分とからなる電極指と電極指の非又差部分匝端部を結合
するノ(スパーとからなる弾性表面波装置において、各
変換器の一方のくし歯状電極のバスノく−と他方のくし
歯状電極の電極指先嬬との間隔が互いの接触を防ぐのに
必要な間隔よりも充分大きな間隔をもつように一方のく
し歯状電極の全電極指σつ非交差部分を長くすることに
より、電極反射、回折による特性劣化を防ぐととも外部
回路とσ〕結合を容易に行なえるようにしたものである
〔発明の実施例〕
以下1本発明を実施例とともに説明する。
第2図は本発明の基本原理を説明するための電極形状を
示す電極バタン図である。図から明らかのように、電極
指8の交差部分18の長さWは非交差部分19 、19
’の長さF’ 、 W’よりも長くされ、非交差部分1
9 、19′の抵抗分が考慮される。関係するパラメー
タは放射コンターフタンスGas電極全体にわたる電極
指コンダクタンスGy、外部回路のコンダクタンスGL
である。ここで上記電極指コンダクタンスG、は、対数
Nと一対当りの゛電極指抵抗rfにより次の第(11式
により与えられる(スゲリット電極指の場合は並列接続
した値で与える)。
Gf−N/rf(1) また、一対当りの電極指抵抗?’7は次式で与える。
rt = (一方の極性の電極指の鳴動開口部と非交差
部における抵抗)+(他の極性の電極指の非交差部にお
ける抵抗)(2) 上述の反射損失は1嘱極当り1次に力えられる。
ここで、b −L/GaI c = Gf/a、であり
、係−〇 数αは実験的に0.0415と定めた。
第(3)式を2nd、Eと置いた第(4)式が、コンダ
クタンスGLの外部回路に接続して、−°a極当りの反
射損失を基準の20dBとするために必要なG、を定め
る売件式である。
(4) 先ず、電極指コンダクタンスG1の電極反射低減効果(
反射損失の増大)について説明する。
前gtノttu<、反射損失はb−L/Ga、C−0f
/G Gaは次の様に与えられる。
実験例として、外部回路のコンダクタンスGL=20m
tTで、基板にL LNbOs単結晶、128°回転Y
軸カッiX軸方向伝搬を用い、送受波電極は入力出力共
に、中心周波数400 Mlz 、対数14の正規型電
極で、電極材料は純AI′t′膜厚0.1μm、有効開
ロ長は200μ77L、放射コンダクタンスG(Lは5
.6旬であって、入出力共に等しく非交差部の延長にヨ
ル電極指コンダクタンスG/の変化が行なわれている場
合の反射損失と非交差部長さの関係を第3図に示す。第
3図で、縦軸は1電極当りの反射損失、横軸は電極指抵
抗rt、1Ff、極指コンダクp y スG7 (= 
A’ / rf)、全電%爽隈(W 十F’ 十Ir′
)を同時に示す。第3図では電極指非交差部による電極
指抵抗の増大で反射損失が増加することおよび実線で示
す第151式の計算値と。
実験値を示すA(非交差部延長せず、 Gy =622
.2m’c))、B(非交4 部長すIP”+ IT”
−、500μm 、Gf −177,877In )、
C(非交差部長さIV’十r= 1QQQμm 。
Gy = 103.7m’U )、D(非交差部長さW
’ 十F’=1600、IF7L 、 Gy = 69
.177LU )、E(非交差部長さIV’十F“= 
2400μm % Gy = 47.9mT) )の各
点の値が一致することが示される。
次に本発明の第1の実施例について説明する。
第4図は本発明の第1の実施例を示すt極ノ(タン図で
ある。第4図に示す電極バタンは第3図の実験例と同じ
L 1NbO,基板上に形成される。第2図と同様な長
さF=2ooμmの交差部分1B、長さF’二F’= 
1200μ扉の非交差部分19.19’を持つ正規型入
力電極2と、該正規型入力電極と同じ有効開口部、非交
差部を持つ交差幅重み付けを持つ出力電極2′が、t&
拐料に純AIを用い膜厚0.1μ77L、 を極線幅、
空白部が1.2μmで形成され、中心周波数は4001
dllz 、入力正規型電極の対数は14対、出力重み
付は電極の対数は60対で5dB帯域幅は50MHzで
ある。中心周波数における放射コンダクタンスはいずれ
も5.6mry、 電極指コンダクタンスGfは正規型
電極2で、69.1mtJであり。
重み付は電極では電極指コンダクタンスGyにはその主
要交差部(メインローブ)が支配的であって1等価的に
は正規型と同様である。
第1の実施例における上記の非交差部分18の長さはコ
ンターフタンスGL = 20yatJの外部回路を考
えた場合における第(51式で与えられる反射損失計算
値を20dBとすることにより定められる。(入出力合
せた反射損失は40dBとなる。)一方、電極指非交差
部の長さが1例えば上記実施例ではII” +F“==
2400μmと長くなるため、補助手段として、第5図
の如くコンダクタンスGLを有する外部回路It5 、
17と弾性表面波装置14との結合回路15 、 i3
’として並列抵抗(コンダクタンスG、)を用いて、−
電極当りの反射損失を20dB (もL〈は、入出力合
せ”C40cl!B)とするのが1!極指非交差部を短
くできるので、実際的である。この際、GLをGt +
 Gpと置き換えて。
第(4)式を適用することで、G、とG、が決定される
上記の考えに基づいた実施例を第2の実施例として示す
。本実施例の平面構成その他は、入出力共に非交差部長
さW’=lV’= 500μmとし、並列コンダクタン
スGp i 21.3mυとした以外は前記した第1の
実施例と同じである。本実施例の実験結果を第6図(記
号q)に示す。第6図で。
コンダクタンスGL= 20mT)を有する外部回路に
並列コンダクタンスGPを接続した等価外部コンダクタ
ンス(GL+ Gy )を横軸K、通過損失。
反射損失(いずれも入出力2電極分)を縦軸にとり示す
。第6図でGL== 2QmぴとG、 = 21.3m
Uの和、413mUで、入出力2電極の反射損失は40
dlJと目標に達した。一方、通過損失は25dBに止
まり、極端に大きくはならない。
第3の実施例として、第2の実施例の非交差部長さから
、 H7’=W’= ysoμmと変えた場合を示す。
本実施例の実験結果を第2の実施例と同様に第6図(記
号D1)に示すが、コンダクタンスGL= 20yyz
tTの外部回路で、並列コンダクタンス107?L■接
続することで、入出力2電極の反射損失は40dBと目
標に達し1通過損失は22dBであった。
本発明の第4の実施例として、第3の実施例にて出力の
重み付け!極に非交差部の延長を行なっていない場合を
示す。この実施例の電極ノくタンを第7図に示す。本実
施例では、非交差部延長を行なっていない出力重み付け
t僕の反射損失が小さく、GL= 20での外部回j1
8に対しては14dB、並列コンダクタンスGp = 
2t3 mTJを接続して18tLEであるが、非交差
部延長を行なった正規型電極ではGZ = 20771
υの外部回路に対しては反射損失が18.2dB、並列
コンダクタンスGp。
2t5mUを接続して、反射損失が22dBとなるので
入出力合せた反射損失が40dBの目標値に達した次に
本発明の比5の実施例として、非又差部の電極構造に改
善を施した場合を第8図に示す第8図の電極構造では、
有効開口部18ではスプリント電極指であるが、非交差
部19 、19’では同じ極性の隣接した2本の電極指
が1本化されかつ′RL極1隔が有効開口部の1本分の
幅と同じてあり、非又差部の抵抗値が2倍となるため、
第2図の場合に比べて非交差部の長さが4で済み、装置
が小型となる刑点が有る。逆に、上記第5の実施例では
膜厚を厚くしても良いので。
ワイヤボンティングが容易となる利点が有る。
また、非交差部の延長に代えて、を極相膜厚を薄くして
電極指抵抗を増大させることが考えられるが1例えば第
1の実施例に対応させると膜厚が0.008μmと薄く
、ばらつき、イI頼性、抵抗による重み付けの変動等が
問題となるので。
上記問題を避ける上から1本発明の非交差部延長が有効
である。
、〔発明の効果〕 本発明により、VHF高域以上(約2001MIz )
以上の高周波、あるいは比較的に狭い帯域@(。 比帯
域10%以下〕で用いる弾性表面波装置において、を極
長1及射を40dB以下に押えて振幅、位相(群遅延時
間)の乱れを焦〈シ、かつ、従、未決より大きな放射コ
ンダクタンス、有効開口が得られるので、上記第3の実
施例での周彼都特性を示した第9図の如く、回折による
帯域内うねり、裾部の乱れ等の無い良好な周波a特性が
得られると共に、調整を要するインダクタンスな結合回
路に用いることなく、第5図の如く単に固定の並列抵抗
を用いることかできるので。
部品点数を低減し、無詞整化を進めることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の弾性表面波装置の周波数特性を示す特
性囚、第2図は本発明による電極指の非交差部を延長し
た電極構造の平面図、第3図は反射損失と非交差部長さ
の関係を示す特性図、第4図は本発明の一実施例を示す
電極バタン図、第5図は並列にコンダクタンスを接続し
た結合回路を説明する回路図、第6図は1本発明の第2
.第3の実施例における反射損失1通過損失と、並列コ
ンダクタンスとの関係を示す特性図、第7図は本発明の
第4の実施例を模式的に示す電極バタン図、第8図は本
発明の非交差部延長の他の構造を示す電極バタン図、第
9図は本発明により改善された周波数特性を示す特性図
である。 〔符号の説明〕 2.2’;弾性表面波の送受波電極 3;ポンディングパッド 4;母線電極5;電源 6;電源の内部コンダクタンス 6′;負荷コンダクタンス 8; 電極N5I0.S!
、・・・、SN;1.Z、・・・、N番目の電極対 15.13’;並列抵抗(コンダクタンスG、)14;
弾性表面波装置 15.15’;結合回路部16;信号
源 17;負荷 18;有効開口 19;非交差部電極指19’;19と
は極性の異なる非交差部電極指A ; Gf= 622
.27110 (非交差部延長なし)の場合B ; G
j= 177.8m’C) (’)場合C; Gy =
 105.7rnT)0) m合D; Gj ” 69
.1n(IJ (1) tJJ 合E ; Gy = 
47.9rnT)の場合C1;第2の実施例を示す測足
点 Dl;第3の実施例を示す側足点 代理人弁理士 高 橋 明 夫 駕 4 図 3′ 電 ら 錫a

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)圧電体基板と、圧電体基板上に設けられた互に交差
    するくし歯状電極から各なる入力および出力変換器とか
    らなり、各くし歯状電極は交差部分と非交差部分とから
    1.仁る電極指と電極指の非交差部分側端部な結合する
    バスバーとからなり、各変換器の一方のくし歯状電極の
    バスパーと他方のくし歯状雷5極の市、極相先端との間
    隔が互いの接触を防ぐのに必要な間隔よりも充分大きな
    間隔をもつよ5に一方のくし歯状電極の全′電極指の非
    交差部分が長くされたことな特徴とする弾性表面波装置
    。 2)送受波を極の放射コンダクタンスG、の大キさを接
    続される外部同時コンダクタンスGLの4以上とし、か
    つ、送受波電極の対数Nと一対のta指抵抗rtからN
     / rlと定義される電極指コンダクタンスGfが非
    交差部の延長が行なわれ工、b = GZ / Ga 
    、 c = Gy/Gaで定義されるり、cによる次の
    関係を満すことを特徴とする特許請求の範囲力1項記載
    の弾性表面波装置。 ≧2DdE
JP14645983A 1983-08-12 1983-08-12 弾性表面波装置 Granted JPS6038912A (ja)

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JP14645983A JPS6038912A (ja) 1983-08-12 1983-08-12 弾性表面波装置

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JPH0336327B2 JPH0336327B2 (ja) 1991-05-31

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10524629B2 (en) 2005-12-02 2020-01-07 Irobot Corporation Modular Robot

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10524629B2 (en) 2005-12-02 2020-01-07 Irobot Corporation Modular Robot

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