JP2725697B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野］
本発明は、通過帯域特性の矩形性、帯域外抑圧、リッ
プル特性が良好な、高周波で低損失な弾性表面波装置に
関する。 ［発明の背景］ 従来、所望の振幅周波数特性を得るために、交差幅重
み付け電極と正規型電極を組合せた電極構成の弾性表面
波装置が、全体の特性が各電極の振幅周波数特性の積で
与えられ、設計が容易であることから最も一般的に用い
られていた。この最も一般的な従来の電極構成とは別
に、同一伝搬路上に全て等しい交差幅で、距離を隔てて
配列された一組の電極群から成るいわゆる位相重み付け
電極が提案されており、この位相重み付け電極を交差幅
重み付け電極に代用するとか、正規型電極の代わりに交
差幅重み付け電極と組合せて用いる構成も一部で行われ
ていた。 上記従来の弾性表面波装置のうち、正規型電極と交差
幅重み付け電極を組み合わせたものには、下記のような
欠点が挙げられる。 帯域外応答を十分に抑圧することが困難である。特
に、帯域が所要帯域に比べて十分広くインピーダンスの
大きな小対数の正規型電極を用いる場合は、交差幅重み
付け電極のみで所望の帯域外抑圧を行うことになり、こ
のために交差幅重み付け電極の対数が大きくなって、基
板面積が大きくなる欠点が生ずる。更に、これに伴い交
差幅の小さい部分による回折の影響が却って大きくな
り、逆に帯域外応答を大きくする。一方、帯域が弾性表
面波装置の所要帯域に比べ、さほど広くない正規型電極
を用いれば、そのトラップ（減衰極）、サイドローブに
より弾性表面波装置全体の帯域外抑圧はより大きくとれ
るが、回折の影響は残留するので、期待した程には帯域
外を抑圧できない場合が生ずる。この帯域外抑圧の問題
は、弾性表面波装置の送受波電極を電源または負荷と整
合に近い状態で使用する場合、特に、其の必要がある低
損失弾性表面波装置では一層大きな問題となる。即ち、
通過帯域近傍の低次サイドローブでは、送受波電極の放
射コンダクタンスが、電源側コンダクタンスに対して十
分に小さいとは言えず、かつ複素共役整合に近く、虚部
（サセプタンス）も打ち消されているため、低次サイド
ローブの上昇に相対的に著しくなるのである。 正規型電極のインピーダンス設定が、意のままになら
ない。特に、所要帯域に比べ、帯域がさほど広くない正
規型電極を用いて帯域外抑圧の改善を図り、高周波で比
帯域の小さなフィルタを構成する場合、対数が大きくな
り、しかも組合せて用いる交差幅重み付け電極の交差幅
の小さい部分による回折波の影響が過大になるのを避け
るには、開口を小さく出来ないので、放射コンダクタン
ス、サセプタンスが大きくなる。例えば、基板にLiNbO3
単結晶の128度回転Ｙ軸カットＸ軸伝搬基板を用い、中
心周波数f0＝402.78MHz、3dB減衰帯域幅30MHzの帯域通
過フィルタを作成した場合、交差幅重み付け電極は59.5
対、正規型電極は13対、スプリット電極指を用い、開口
300μｍで放射コンダクタンス値は、交差幅重み付け電
極で約4mS、正規型電極で約6mSとなる。通常の２電極構
成で外部コンダクタンス20mS（50Ω系）の条件下で使用
した場合には、負荷や電源の所謂再放射による電極多重
反射が大きく、大きなリップルを生ずる。また、この際
の帯域外抑圧も中心周波数から約40MHz離れた周波数で
約32〜34dBに過ぎず、設計値より10〜15dB程度、回折の
影響による劣化が生じている。このため、開口をこれ以
上狭くすることも無理であり、実用上、放射コンダクタ
ンスを小さくすることも無理である。また、低損失化を
達成するにあたって、３電極構成方式を用いる場合、中
央電極は外部回路と整合させる必要がある。この場合、
外側電極に関しては、帯域内全域で電極多重反射を抑圧
するためには、外側電極の放射コンダクタンスを外部負
荷コンダクタンスの1/10程度に小さくする必要があり、
一般的に用いられる外部回路コンダクタンス20mSに対し
て中央電極は整合回路網を用いるか、開口長の適当な設
定で整合できる。しかし、外側電極の放射コンダクタン
スを所望の値に設定することは不整合をもたらす回路網
以外では不可能となる。このことは上記フィルタの構成
例で、交差幅重み付け電極、正規型電極を中央電極、外
側電極の何れに用いた場合にも確かめられる。外側電極
に対数の小さな正規型電極を用いれば、放射コンダクタ
ンスの点では所定の値にできるが、帯域外抑圧はより困
難となる。 一方、従来の弾性表面波装置のうち、位相重み付け電
極と考えられるものは、下記の３種類である。 （Ａ）同一対数の正規型電極を同一間隔に、複数個配列
し、直列または並列に接続したものとして、例えば、次
のものがある。 （ａ−１）米国特許第3,550,545号（R.Adler） （ａ−２）米国特許第3,600,710号（R.Adler） （ａ−３）米国特許第3,825,860号（Paul H.Carr） （ａ−４）1972年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第218頁〜第220頁，アラン ジェイ バッドウロ、ポ
ール エイチ カー、「１ギガヘルツ狭帯域表面弾性波
フィルタ」（1972,IEEE Ultrasonics Symposium Procee
dings,p218〜220,Alan J.Budreau and Paul H.Carr,Nar
row Band Surface Wave Filters at 1GHz.） （ａ−５）米国特許第3,846,723号 （Ｂ）正規型電極の両側に、対称的に等しい中心間隔で
正規型電極を配置した電極構成のものとして、次のもの
がある。 （ｂ−１）米国特許第3,792,381号（T.W.Bristol.） （ｂ−２）1972年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第377頁〜第380頁、ティー、ダブリュー、ブリスト
ル、「周期的非交差幅重みづけ表面波変換器の設計」
（1972,IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,p377
〜380,T.W.Bristol,Synthesis of Periodic Unappodize
d Surface Wave Transducers.） （Ｃ）同一交差幅の電極の一部電極指を抜き取った電極
構成ものとして、次のものがある。 （ｃ−１）特開昭49-14093号（関根） （ｃ−２）米国特許第3,946,342号（C.S.Hartmann） （特開昭50-40259号） （ｃ−３）1973年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第423頁〜第426頁、シー、エス、ハートマン、「選択
的な電極抜き取りによる表面波すだれ状電極の重みづ
け」（1973,IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,
p423〜426,C.S.Hartmann,Weighting Interdigital Surf
ace Wave Transducers by Selective Withdrawal of El
ectrodes.） 上記従来例中の（Ａ）は、何れも単純な狭帯域フィル
タの構成または帯域内に山と谷を有するフィルタの構成
に関するものであって、帯域外応答の抑圧、矩形性の良
い通過帯域周波数特性の実現、交差幅重み付け電極との
組合せによる良好な周波数特性の実現、低損失化等の問
題は全く顧慮しておらず、従ってこれらの課題を実現す
ることなく終っていた。 次に、従来例中の（Ｂ）は、中央の正規型電極の両側
に隣接し、かつ、この中央正規電極とは位相の逆転した
正規型電極を置いて１個の送受波電極とする構成が用い
られ、正規型電極の第１次サイドローブを打ち消し、か
つ帯域通過特性の平坦度を向上させようとするものであ
る。しかし、正規型電極の第１次サイドローブを打ち消
して送受波電極としての帯域外抑圧を大きくすること
と、帯域内平坦度を向上させることが一般に両立せず、
中央の正規型電極と両側に隣接した正規型電極が特定の
対数比のときしか実現されないという問題がある。さら
に、帯域幅が中央の正規型電極の対数で決まることから
放射コンダクタンスの制御が容易ではない。逆に考える
と、高周波で比帯域の狭い場合には、前述のように放射
コンダクタンスを大きくしてしまう。即ち、高周波で比
帯域の狭い場合には向いていないのである。 最後に、従来例中の（Ｃ）は、実際には先行例があっ
て、前記（Ａ），（Ｂ）が（Ｃ）の特別な例となってい
る。また、一般的構成ではあるが、放射コンダクタン
ス、帯域幅の制御が不明確であり、帯域形状も含め、非
常に設計し難い。また上記（Ａ），（Ｂ）と共通する欠
点として、等ピッチで配列した正規型電極部分と除去さ
れた部分での弾性表面波速度の違いが考慮されていない
ために、帯域特性形状の狂い、周波数の狂いが生ずるこ
とがある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、通過域特性と裾特性の改善、帯域外
応答の抑圧を達成する弾性表面波装置を提供することに
ある。 ［発明の概要］ 上記目的を達成するため、本発明によれば、 弾性表面波基板上に、第１の電極と、この電極の片側
または両側に、この電極との間で弾性表面波を送波また
は受波する第２の電極とを設けた弾性表面波装置におい
て、 前記第２の電極は、弾性表面波伝搬路を共有する複数
個の電極から成る電極群で構成され、 前記電極群の各電極は、それぞれの幾何学的中心位置
が第２の電極全体の幾何学的中心の両側に対称となるよ
うに配置されると共に、対称位置にある電極は、その対
数が互いに等しく、かつ、両最外側電極を除く各電極
は、中心周波数f0における弾性表面波の、各隣接する電
極中心間の遅延時間が一定のτまたはτの整数倍となる
位置に配置され、 前記両最外側電極は、当該両最外側電極の対数および
それぞれその内側にある電極の対数が共に整数または半
整数の場合、遅延時間差が前記τの半整数（1/2、もし
くは、自然数と1/2との和）倍となる長さの位置に配置
され、また、最外側電極の対数およびそれぞれその内側
にある電極の対数のうち、いずれか一方が半整数の場
合、遅延時間差が前記τの半整数倍となる長さに、中心
周波数f0の弾性表面波の1/4波長分の長さを増減した長
さとなる位置に配置され、かつ、 前記第２の電極の各電極群は、前記内側にある電極群
が、それぞれ同極性で弾性表面波を送波または受波し、
前記両最外側電極が、内側にある電極群とは逆極性で弾
性表面波を送波または受波するように互いに接続される
こと を特徴とする弾性表面波装置が提供される。 以上の構成によれば、位相が順次異なるこれら複数電
極の電気的出力を直列または並列に接続して取り出すこ
とにより、干渉により周波数軸上に周期的に生じる主ピ
ーク、副次ピーク、トラップのうち、主ピークの一つ
が、第１の電極の中心周波数f0またはその近くに位置
し、かつ、副次ピーク、トラップが、第１の電極の低次
サイドローブの近傍に位置するようになる。 ここで、上記主ピークの中心周波数を改めて、第２電
極の中心周波数f0とする。上記f0と一致する主ピークの
肩特性、裾特性を改善して振幅周波数特性の矩形性を改
善し、更に、f0と一致する主ピークの通過域近傍の副次
ピークを一層小さく、且つ、通過域幅と阻止域幅の比を
より小さく、即ち、阻止域をより広範囲にできるような
第２電極の特性を得るために、第２電極を次のようにす
る。 （ａ）両最外側電極を除く各隣接電極の幾何学的中心の
距離を（簡潔に設計できるように）全て一定値の遅延時
間τ、もしくは、その整数倍を持つようにし、両最外側
電極以外の電極群を以て、主ピーク、副次ピーク群を作
り出し、且つ各電極が少ない対数で、任意の狭い主ピー
ク帯域幅、主ピークに対し十分に小さい副次ピーク振幅
を実現させる。 （ｂ）上記両最外側電極は、両最外側電極を除く電極群
とは、周波数f0で逆位相で送受波させ、その位置をこれ
ら両最外側電極以外の電極群による副次ピークを最も効
率的に抑圧するよう、これら両最外側電極以外の電極群
の隣接電極の中心間遅延時間差とは異ならせる。 この遅延時間差の半整数倍することは、非常に有効で
あり、且つ主ピークの通過域特性を矩形に近付ける。な
お、両最外側電極が半整数対の場合は、上記距離の半整
数倍に更に1/4波長だけ加算または減算した距離とし
て、通過域特性のf0に対する対称性を乱さないようにし
ている。 ［発明の実施例］ 以下、実施例について、本発明を更に詳細に説明す
る。 まず、第２の電極をなす複数電極群の動作原理を一つ
の原理的構成例をもって説明する。 第１図（ａ）は、上記複数電極群よりなる第２電極の
一つの原理的構成例を示す。同図に示す第２電極におい
て、伝搬路を共有しかつ同一開口の６個の電極A-4,A-2,
A-1,A1,A2,A4が、第２電極を構成する電極群の中心位置
０に関して対称な位置に配置される。対称位置にある電
極の対数は互いに等しい。なお、A-3,A3は存在せず（対
数０）、A-4,A4の位置も、A-2,A-1,A1,A2（両最外側を
除く電極群）の隣接電極間遅延時間τの整数倍となる位
置ではなく其の半整数倍の1.5τだけ、A-3,A3の仮想位
置から離して配置され、A-2,A2からは夫々遅延時間2.5
τに相当する距離だけ離して置かれている。これら第２
電極の群は、図示しない第１の電極から送られて来る弾
性表面波を受波するようになっている。 本発明では、上記の如く、距離よりむしろ遅延時間差
τを用いて説明している。その理由は、設計にτを用い
ると、正確に、以下に示す応答の式が規定できるからで
ある。ここで、上記遅延時間τが基準となるように、か
つ絶対値が目標値と一致するように、自由表面部での弾
性表面波速度Vsと電極部（周期的に電極指と自由表面が
配置された、いわゆるIDT）での実効速度Veffを正しく
考慮して、電極間隔を設定する必要がある。 このとき、第１図（ａ）に示した電極群の応答は次の
（１）式の如くなる。但し、角周波数ωに関してではな
く、（２）式の如く両最外側を除く電極群の隣接中心間
の位相差２θにより示してある。 Ｆ（θ）＝｛1/（a1＋a2＋a4）｝｛a1cosθ＋a2cos3θ
＋a4cos8θ｝ …（１） ここで２θ＝ωτ …（２） a1（＝a-1），a2（＝a-2），a4（＝a-4）は、それぞ
れA1(A-1),A2(A-2)A4(A-4)の出力振幅であり、一次近似
ではそれぞれの対数に比例する（比例係数は同一）。a1
＞a2,a4とすれば、（１）式で示される振幅部は、nAを
整数として、θ＝θp＝nAπにおいて主ピークとなる。
このとき、振幅が正の主ピーク（通過帯域）と負の主ピ
ークが交互に配置され、その間に阻止帯域が存在する形
になる。このピーク値を与える周波数fpは、 fp＝nA・ΔfA ……（３） である。 ここにおいて、通過帯域およびその近傍の帯域外抑圧
を考えるために、周波数に関して周期的な応答を示す第
２電極において、その主ピーク（通過域）を与える周波
数fpの一つを第１電極の中心周波数f0と一致させる。も
しくは、fpの一つを中心周波数f0の近傍の値にとり、こ
のfpを改めて第２電極の中心周波数f0とする。この時の
設定は、主ピーク間隔ΔfA＝1/τの設定をもって行う。
その際、周波数としても、このf0からのずれ、すなわち
周波数偏移δｆで考え、応答を取り扱うことを明確に示
すために用いる。 位相差２θに関しても、同様の取扱をするのでθの代
わりにπの整数倍からの位相偏移δθを用いる。 f0に対応するθをθ0とすると、位相の偏移δθ、周
波数の偏移δｆは、 δθ＝θ−θ0、δｆ＝ｆ−f0 …（４） で、 δθ＝（δf/ΔfA）π …（５） の関係がある。（１）式で、θをδθに書き換えて示す
と、 Ｆ（δθ）＝｛1/（a1＋a2＋a4）｝｛a1cosδθ＋a2cos
3δθ＋a4cos8δθ｝ …（６） となる。ここで、A-1,A1の電極対数を３対、A-2,A2の対
数を２対、A-4,A4の電極対数を0.5対とし、かつA-1,
A1、A-2,A2とは逆位相で受波する様にする（この例にあ
てはめると、極性を反転させる）と、a1＝6,a2＝4,a1＝
−１と置ける。但し、f0で対数が半整数ずれているA-4,
A4の位相を、正しく整数対のA-2,A-1,A1,A2の群とf0で
逆位相に一致させるため、A-4,A4の電極位置を1/4波長
だけ中心０に近付けた（遠ざけても良い）。この場合の
振幅部は、 Ｆ（δθ）＝（1/9）｛6cosδθ＋4cos3δθ−cos（63/
8）δθ｝ …（７） の如くなる。 この（７）式の設定にあたり、nA＝４と仮定している
（実施例と同じく）。そのため、（７）式右辺の分子第
三項の位相偏移δθの係数は、（63/8）となっている。
すなわち、内側の電極群の中心間隔は、（位相差で２
θ、遅延時間でτ）としているが、nA＝４としているた
めに、（中心周波数では４波長（平均波長λ）、波長単
位で４λ）となっている。この関係から、λ/4の距離は
θ/8に相当する。最外側電極を内側へλ/4の距離寄せた
場合、第２電極の中心から見た両最外側電極の位相差は
（８−1/8）θとなる。なお、ここのλ/4は正確には自
由表面部の波長λosの1/4である。 この（７）式において、改めて、本発明の内側電極
群、本発明で最も特徴となる両外側電極群の働きについ
て説明を加える。 （７）式右辺分子の第１項、第２項が、内側電極群に
より生ずる周波数特性であり、周波数軸で見て、振幅が
正負の通過域（主ピーク）が交互に配置され、その間に
副次ピークを有する阻止域が存在している。第１項、第
２項のみでは、主ピークの矩形性は劣るが、副次ピーク
の振幅は小さくなり、またδθ＝π/2ではＦ（δθ）は
振幅零を通過する。一方、（７）式右辺分子の第３項
が、両外側電極により生じる周波数特性であり、振幅係
数a4の設定、および、f0において、内側電極群とは逆極
性で送受波することで、内側電極群により生ずる主ピー
ク（１、２項）の頂部を削り、肩部分を持上げ、裾部分
の切れを良くする効果を持っている。すなわち、主ピー
クの矩形性を良くする。 また、内側隣接電極群との中心間遅延時間差をτの半
整数倍とすることで、Ｆ（δθ）はδθ＝π/2で零を通
らなくなるが、主ピークの裾を削り落し、しかも、副次
ピークの振幅が、δθの値がπ/2より、若干大きな或る
値以内では（主ピークの近傍寄り）、一層小さくなる。
主ピーク近傍の阻止域の幅としても、実効的には増加し
ているのである。すなわち、内側電極群により生ずる副
次ピークを効率良く打ち消している。 上記では、定性的に述べたが、第２図に（７）式によ
る特性を振幅部Ｆ（δθ）を縦軸に、δθを横軸にして
示す。これが第１図（ａ）の原理的構成による第２電極
の出力振幅の周波数特性となる。Ｆ（δθ）はδθ＝０
に対して対称となる。第２図中、11はリニアスケール相
対値、12はdB表示であるが、帯域内では平坦度0.2dB、
肩、裾も切れがよく矩形性にすぐれている。また帯域近
傍では20dB以上の帯域外抑圧が単独で可能であり、通過
域幅（トラップ間隔）と阻止領幅の比も2:1に近く出来
ている。 上記第２の電極は、それ自体で、フィルタの帯域特性
を（主帯域近傍で）規定し得る程である。 次に、上記第２の電極と組み合せる第１の電極につい
ても考える。第１の電極は、交差幅重み付け等での設計
を行い得る。すなわち、この第１の電極は、その周波数
特性を、帯域内では振動平坦に設計し、帯域から遠い部
分では、抑圧を大きく（振幅を非常に小さく）、帯域の
肩から、裾にかけては緩やかに設計し、第２の電極の帯
域特性の帯域幅より、若干広い帯域幅となるように、設
計し得る。このような第１の電極の設計は、第１の電極
で、通過域特性が矩形で、かつ、通過域近傍で、抑圧度
の大きな特性となるように設計するより容易である。 ここで、本発明での第２電極の電極群の中心間隔の設
定を述べる。f0における波長を考え、自由表面部ではλ
os、上記電極部ではλ0effと書くと、 λos＝Vs/f0 …（８） λ0eff＝Veff／f0 …（９） と表される。最外側電極を除く第２電極の電極群の中心
間隔は、距離の表示では、そこにおける平均の波長λと
直流から数えてのnA番目の主ピークであるとして、nAλ
で表される（nAは自然数）。 平均の音速を考えＶとすると、τは、 τ＝nAλ/V＝nA／f0 …（10） となる。すなわち、τは、nAとf0を与えれば定まってい
る。 隣接の電極の対数の和をN1とすれば、SAW音速がSAW実
効音速Veffである部分は、 （N1/2＋1/2）λ0eff …（11） である。一方、SAW音速が自由表面部音速である部分
は、 ｛nA−（N1/2＋1/2）｝λos …（12） である。最外側電極を除く第２電極の電極群の中心間隔
は、距離の表示で、この和 （N1/2＋1/2）λ0eff＋｛nA−（N1/2＋1/2）｝λos …（13） であるから、平均の波長λは、 λ＝［（N1/2＋1/2）λ0eff＋｛nA−（N1/2＋1/2）｝λ
os］／nA …（14） となる。上記一定のτを与えるに、このような距離設定
を行う。 尚、本原理的構成例では、A-3,A3に対数０を許容して
いる。すなわち、本発明では、内側電極群では、具体的
設計に応じて、対数０の仮想的電極を設け得る。電極中
心間隔で述べると、内側電極群では中心周波数f0におけ
る弾性表面波の、各隣接する電極中心間の遅延時間が、
一定のτまたはτの整数倍となる位置に各電極を配置し
得る。 次に、上記原理的構成に基づく一実施例を第１図
（ｂ）に示す模式的平面図により説明する。本実施例で
は、圧電性基板１として、LiNbO3単結晶の128度回転Ｙ
軸カット、Ｘ軸方向伝搬基板を用い、圧電性基板１上
に、中心周波数f0＝402.78MHz、3dB減衰帯域幅30MHzの
対称に交差幅重み付けされた59.5対の第１電極Ｃが開口
Ｗ＝300μｍで設けられている。この伝搬路延長上の両
側に、同一開口Ｗで、前記原理的構成例の（７）式が成
立する電極がそのまま設けられている。本実施例で用い
る主ピークは、周波数０から数えてnA＝４に当る主ピー
クが用いられており、ΔfA＝100.695MHz、上記（８）〜
（14）式に基づき、ΔX1は39.5μｍ、ΔX2＝39.53μ
ｍ、（ΔX3＋ΔX4）は96.475μｍとなっている。A-4,A4
は周波数f0でA-1,A1,A-2,A2とは逆位相で受波するよう
になっている。 また本実施例の電極は、全て厚さ0.1μｍのAl蒸着膜
で、スプリット電極指が用いられている。また第２電極
は第１電極Ｃの両側にA,Bとして設けられ、並列接続し
て外部負荷に結合した３電極型弾性表面波フィルタとな
っている。中央電極は放射コンダクタンス4mSである
が、外部電源（内部コンダクタンス３は20mS）と整合回
路を介して整合されている。なお、第１図（ｂ）中、１
は圧電性基板、２は電源、３は電源内部コンダクタン
ス、４は負荷コンダクタンス、５は整合回路である。 本実施例の振幅周波数特性を従来例（第２電極として
４対の帯域幅の広い正規型電極を用いた場合）と比較し
て第３図に示す。本実施例の特性31は、帯域外抑圧が40
dB以上あり、しかも損失9dBで、電極多重反射抑圧40dB
を3dB減衰帯域内全域で得ることができた。一方、従来
例では帯域外抑圧が25dBと非常に悪く、電極多重反射抑
圧は帯域幅内で40dBを得ることができたが、損失は13dB
である。他の従来例を適用した場合は、帯域外は抑圧で
きる（35dB程度）が、帯域幅内で電極多重反射抑圧を40
dB得るためには、第２電極をより不整合なものとし、損
失は13dB程度となった。この差は、本実施例では第２電
極の帯域外抑圧が極めて良く、しかも第１電極の低次サ
イドローブ抑圧を充分に行えるほど広範囲であり、かつ
フィルタの帯域特性自体は第２電極により規定し得るほ
ど矩形性、帯域内平坦度が優れていること、これにより
第１電極の交差幅重み付けは、専ら外部整合回路との帯
域内全域での複素共役整合実現に用いることができたた
めである。 以上説明したように本発明によれば、高周波で比較的
帯域が狭い場合にも、第２電極の放射コンダクタンスを
小さくでき、かつ帯域幅設定も容易であるだけでなく、
主帯域に近い部分の帯域外応答を20dB程度またはそれ以
上抑圧でき、主帯域幅と阻止域幅の比も2:1程度に広く
できる。また、矩形周波数特性を持つフィルタは第２電
極自体で重み付け可能なので、第１電極に交差幅重み付
け電極を用いる場合、第１電極設計の自由度が大きくな
る。このため３電極型弾性表面波フィルタに本発明を適
用すれば、損失10dB以内で電極多重反射抑圧40dBを帯域
幅内で実現できる。また、この自由度をもって、第１電
極の対数を2/3に削減することも可能となる。 ［発明の効果］ 本発明によれば、弾性表面波装置において、通過域特
性と裾特性の改善、帯域外応答の抑圧を達成することが
できる。
プル特性が良好な、高周波で低損失な弾性表面波装置に
関する。 ［発明の背景］ 従来、所望の振幅周波数特性を得るために、交差幅重
み付け電極と正規型電極を組合せた電極構成の弾性表面
波装置が、全体の特性が各電極の振幅周波数特性の積で
与えられ、設計が容易であることから最も一般的に用い
られていた。この最も一般的な従来の電極構成とは別
に、同一伝搬路上に全て等しい交差幅で、距離を隔てて
配列された一組の電極群から成るいわゆる位相重み付け
電極が提案されており、この位相重み付け電極を交差幅
重み付け電極に代用するとか、正規型電極の代わりに交
差幅重み付け電極と組合せて用いる構成も一部で行われ
ていた。 上記従来の弾性表面波装置のうち、正規型電極と交差
幅重み付け電極を組み合わせたものには、下記のような
欠点が挙げられる。 帯域外応答を十分に抑圧することが困難である。特
に、帯域が所要帯域に比べて十分広くインピーダンスの
大きな小対数の正規型電極を用いる場合は、交差幅重み
付け電極のみで所望の帯域外抑圧を行うことになり、こ
のために交差幅重み付け電極の対数が大きくなって、基
板面積が大きくなる欠点が生ずる。更に、これに伴い交
差幅の小さい部分による回折の影響が却って大きくな
り、逆に帯域外応答を大きくする。一方、帯域が弾性表
面波装置の所要帯域に比べ、さほど広くない正規型電極
を用いれば、そのトラップ（減衰極）、サイドローブに
より弾性表面波装置全体の帯域外抑圧はより大きくとれ
るが、回折の影響は残留するので、期待した程には帯域
外を抑圧できない場合が生ずる。この帯域外抑圧の問題
は、弾性表面波装置の送受波電極を電源または負荷と整
合に近い状態で使用する場合、特に、其の必要がある低
損失弾性表面波装置では一層大きな問題となる。即ち、
通過帯域近傍の低次サイドローブでは、送受波電極の放
射コンダクタンスが、電源側コンダクタンスに対して十
分に小さいとは言えず、かつ複素共役整合に近く、虚部
（サセプタンス）も打ち消されているため、低次サイド
ローブの上昇に相対的に著しくなるのである。 正規型電極のインピーダンス設定が、意のままになら
ない。特に、所要帯域に比べ、帯域がさほど広くない正
規型電極を用いて帯域外抑圧の改善を図り、高周波で比
帯域の小さなフィルタを構成する場合、対数が大きくな
り、しかも組合せて用いる交差幅重み付け電極の交差幅
の小さい部分による回折波の影響が過大になるのを避け
るには、開口を小さく出来ないので、放射コンダクタン
ス、サセプタンスが大きくなる。例えば、基板にLiNbO3
単結晶の128度回転Ｙ軸カットＸ軸伝搬基板を用い、中
心周波数f0＝402.78MHz、3dB減衰帯域幅30MHzの帯域通
過フィルタを作成した場合、交差幅重み付け電極は59.5
対、正規型電極は13対、スプリット電極指を用い、開口
300μｍで放射コンダクタンス値は、交差幅重み付け電
極で約4mS、正規型電極で約6mSとなる。通常の２電極構
成で外部コンダクタンス20mS（50Ω系）の条件下で使用
した場合には、負荷や電源の所謂再放射による電極多重
反射が大きく、大きなリップルを生ずる。また、この際
の帯域外抑圧も中心周波数から約40MHz離れた周波数で
約32〜34dBに過ぎず、設計値より10〜15dB程度、回折の
影響による劣化が生じている。このため、開口をこれ以
上狭くすることも無理であり、実用上、放射コンダクタ
ンスを小さくすることも無理である。また、低損失化を
達成するにあたって、３電極構成方式を用いる場合、中
央電極は外部回路と整合させる必要がある。この場合、
外側電極に関しては、帯域内全域で電極多重反射を抑圧
するためには、外側電極の放射コンダクタンスを外部負
荷コンダクタンスの1/10程度に小さくする必要があり、
一般的に用いられる外部回路コンダクタンス20mSに対し
て中央電極は整合回路網を用いるか、開口長の適当な設
定で整合できる。しかし、外側電極の放射コンダクタン
スを所望の値に設定することは不整合をもたらす回路網
以外では不可能となる。このことは上記フィルタの構成
例で、交差幅重み付け電極、正規型電極を中央電極、外
側電極の何れに用いた場合にも確かめられる。外側電極
に対数の小さな正規型電極を用いれば、放射コンダクタ
ンスの点では所定の値にできるが、帯域外抑圧はより困
難となる。 一方、従来の弾性表面波装置のうち、位相重み付け電
極と考えられるものは、下記の３種類である。 （Ａ）同一対数の正規型電極を同一間隔に、複数個配列
し、直列または並列に接続したものとして、例えば、次
のものがある。 （ａ−１）米国特許第3,550,545号（R.Adler） （ａ−２）米国特許第3,600,710号（R.Adler） （ａ−３）米国特許第3,825,860号（Paul H.Carr） （ａ−４）1972年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第218頁〜第220頁，アラン ジェイ バッドウロ、ポ
ール エイチ カー、「１ギガヘルツ狭帯域表面弾性波
フィルタ」（1972,IEEE Ultrasonics Symposium Procee
dings,p218〜220,Alan J.Budreau and Paul H.Carr,Nar
row Band Surface Wave Filters at 1GHz.） （ａ−５）米国特許第3,846,723号 （Ｂ）正規型電極の両側に、対称的に等しい中心間隔で
正規型電極を配置した電極構成のものとして、次のもの
がある。 （ｂ−１）米国特許第3,792,381号（T.W.Bristol.） （ｂ−２）1972年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第377頁〜第380頁、ティー、ダブリュー、ブリスト
ル、「周期的非交差幅重みづけ表面波変換器の設計」
（1972,IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,p377
〜380,T.W.Bristol,Synthesis of Periodic Unappodize
d Surface Wave Transducers.） （Ｃ）同一交差幅の電極の一部電極指を抜き取った電極
構成ものとして、次のものがある。 （ｃ−１）特開昭49-14093号（関根） （ｃ−２）米国特許第3,946,342号（C.S.Hartmann） （特開昭50-40259号） （ｃ−３）1973年度米国電気電子学会超音波討論会会議
録第423頁〜第426頁、シー、エス、ハートマン、「選択
的な電極抜き取りによる表面波すだれ状電極の重みづ
け」（1973,IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,
p423〜426,C.S.Hartmann,Weighting Interdigital Surf
ace Wave Transducers by Selective Withdrawal of El
ectrodes.） 上記従来例中の（Ａ）は、何れも単純な狭帯域フィル
タの構成または帯域内に山と谷を有するフィルタの構成
に関するものであって、帯域外応答の抑圧、矩形性の良
い通過帯域周波数特性の実現、交差幅重み付け電極との
組合せによる良好な周波数特性の実現、低損失化等の問
題は全く顧慮しておらず、従ってこれらの課題を実現す
ることなく終っていた。 次に、従来例中の（Ｂ）は、中央の正規型電極の両側
に隣接し、かつ、この中央正規電極とは位相の逆転した
正規型電極を置いて１個の送受波電極とする構成が用い
られ、正規型電極の第１次サイドローブを打ち消し、か
つ帯域通過特性の平坦度を向上させようとするものであ
る。しかし、正規型電極の第１次サイドローブを打ち消
して送受波電極としての帯域外抑圧を大きくすること
と、帯域内平坦度を向上させることが一般に両立せず、
中央の正規型電極と両側に隣接した正規型電極が特定の
対数比のときしか実現されないという問題がある。さら
に、帯域幅が中央の正規型電極の対数で決まることから
放射コンダクタンスの制御が容易ではない。逆に考える
と、高周波で比帯域の狭い場合には、前述のように放射
コンダクタンスを大きくしてしまう。即ち、高周波で比
帯域の狭い場合には向いていないのである。 最後に、従来例中の（Ｃ）は、実際には先行例があっ
て、前記（Ａ），（Ｂ）が（Ｃ）の特別な例となってい
る。また、一般的構成ではあるが、放射コンダクタン
ス、帯域幅の制御が不明確であり、帯域形状も含め、非
常に設計し難い。また上記（Ａ），（Ｂ）と共通する欠
点として、等ピッチで配列した正規型電極部分と除去さ
れた部分での弾性表面波速度の違いが考慮されていない
ために、帯域特性形状の狂い、周波数の狂いが生ずるこ
とがある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、通過域特性と裾特性の改善、帯域外
応答の抑圧を達成する弾性表面波装置を提供することに
ある。 ［発明の概要］ 上記目的を達成するため、本発明によれば、 弾性表面波基板上に、第１の電極と、この電極の片側
または両側に、この電極との間で弾性表面波を送波また
は受波する第２の電極とを設けた弾性表面波装置におい
て、 前記第２の電極は、弾性表面波伝搬路を共有する複数
個の電極から成る電極群で構成され、 前記電極群の各電極は、それぞれの幾何学的中心位置
が第２の電極全体の幾何学的中心の両側に対称となるよ
うに配置されると共に、対称位置にある電極は、その対
数が互いに等しく、かつ、両最外側電極を除く各電極
は、中心周波数f0における弾性表面波の、各隣接する電
極中心間の遅延時間が一定のτまたはτの整数倍となる
位置に配置され、 前記両最外側電極は、当該両最外側電極の対数および
それぞれその内側にある電極の対数が共に整数または半
整数の場合、遅延時間差が前記τの半整数（1/2、もし
くは、自然数と1/2との和）倍となる長さの位置に配置
され、また、最外側電極の対数およびそれぞれその内側
にある電極の対数のうち、いずれか一方が半整数の場
合、遅延時間差が前記τの半整数倍となる長さに、中心
周波数f0の弾性表面波の1/4波長分の長さを増減した長
さとなる位置に配置され、かつ、 前記第２の電極の各電極群は、前記内側にある電極群
が、それぞれ同極性で弾性表面波を送波または受波し、
前記両最外側電極が、内側にある電極群とは逆極性で弾
性表面波を送波または受波するように互いに接続される
こと を特徴とする弾性表面波装置が提供される。 以上の構成によれば、位相が順次異なるこれら複数電
極の電気的出力を直列または並列に接続して取り出すこ
とにより、干渉により周波数軸上に周期的に生じる主ピ
ーク、副次ピーク、トラップのうち、主ピークの一つ
が、第１の電極の中心周波数f0またはその近くに位置
し、かつ、副次ピーク、トラップが、第１の電極の低次
サイドローブの近傍に位置するようになる。 ここで、上記主ピークの中心周波数を改めて、第２電
極の中心周波数f0とする。上記f0と一致する主ピークの
肩特性、裾特性を改善して振幅周波数特性の矩形性を改
善し、更に、f0と一致する主ピークの通過域近傍の副次
ピークを一層小さく、且つ、通過域幅と阻止域幅の比を
より小さく、即ち、阻止域をより広範囲にできるような
第２電極の特性を得るために、第２電極を次のようにす
る。 （ａ）両最外側電極を除く各隣接電極の幾何学的中心の
距離を（簡潔に設計できるように）全て一定値の遅延時
間τ、もしくは、その整数倍を持つようにし、両最外側
電極以外の電極群を以て、主ピーク、副次ピーク群を作
り出し、且つ各電極が少ない対数で、任意の狭い主ピー
ク帯域幅、主ピークに対し十分に小さい副次ピーク振幅
を実現させる。 （ｂ）上記両最外側電極は、両最外側電極を除く電極群
とは、周波数f0で逆位相で送受波させ、その位置をこれ
ら両最外側電極以外の電極群による副次ピークを最も効
率的に抑圧するよう、これら両最外側電極以外の電極群
の隣接電極の中心間遅延時間差とは異ならせる。 この遅延時間差の半整数倍することは、非常に有効で
あり、且つ主ピークの通過域特性を矩形に近付ける。な
お、両最外側電極が半整数対の場合は、上記距離の半整
数倍に更に1/4波長だけ加算または減算した距離とし
て、通過域特性のf0に対する対称性を乱さないようにし
ている。 ［発明の実施例］ 以下、実施例について、本発明を更に詳細に説明す
る。 まず、第２の電極をなす複数電極群の動作原理を一つ
の原理的構成例をもって説明する。 第１図（ａ）は、上記複数電極群よりなる第２電極の
一つの原理的構成例を示す。同図に示す第２電極におい
て、伝搬路を共有しかつ同一開口の６個の電極A-4,A-2,
A-1,A1,A2,A4が、第２電極を構成する電極群の中心位置
０に関して対称な位置に配置される。対称位置にある電
極の対数は互いに等しい。なお、A-3,A3は存在せず（対
数０）、A-4,A4の位置も、A-2,A-1,A1,A2（両最外側を
除く電極群）の隣接電極間遅延時間τの整数倍となる位
置ではなく其の半整数倍の1.5τだけ、A-3,A3の仮想位
置から離して配置され、A-2,A2からは夫々遅延時間2.5
τに相当する距離だけ離して置かれている。これら第２
電極の群は、図示しない第１の電極から送られて来る弾
性表面波を受波するようになっている。 本発明では、上記の如く、距離よりむしろ遅延時間差
τを用いて説明している。その理由は、設計にτを用い
ると、正確に、以下に示す応答の式が規定できるからで
ある。ここで、上記遅延時間τが基準となるように、か
つ絶対値が目標値と一致するように、自由表面部での弾
性表面波速度Vsと電極部（周期的に電極指と自由表面が
配置された、いわゆるIDT）での実効速度Veffを正しく
考慮して、電極間隔を設定する必要がある。 このとき、第１図（ａ）に示した電極群の応答は次の
（１）式の如くなる。但し、角周波数ωに関してではな
く、（２）式の如く両最外側を除く電極群の隣接中心間
の位相差２θにより示してある。 Ｆ（θ）＝｛1/（a1＋a2＋a4）｝｛a1cosθ＋a2cos3θ
＋a4cos8θ｝ …（１） ここで２θ＝ωτ …（２） a1（＝a-1），a2（＝a-2），a4（＝a-4）は、それぞ
れA1(A-1),A2(A-2)A4(A-4)の出力振幅であり、一次近似
ではそれぞれの対数に比例する（比例係数は同一）。a1
＞a2,a4とすれば、（１）式で示される振幅部は、nAを
整数として、θ＝θp＝nAπにおいて主ピークとなる。
このとき、振幅が正の主ピーク（通過帯域）と負の主ピ
ークが交互に配置され、その間に阻止帯域が存在する形
になる。このピーク値を与える周波数fpは、 fp＝nA・ΔfA ……（３） である。 ここにおいて、通過帯域およびその近傍の帯域外抑圧
を考えるために、周波数に関して周期的な応答を示す第
２電極において、その主ピーク（通過域）を与える周波
数fpの一つを第１電極の中心周波数f0と一致させる。も
しくは、fpの一つを中心周波数f0の近傍の値にとり、こ
のfpを改めて第２電極の中心周波数f0とする。この時の
設定は、主ピーク間隔ΔfA＝1/τの設定をもって行う。
その際、周波数としても、このf0からのずれ、すなわち
周波数偏移δｆで考え、応答を取り扱うことを明確に示
すために用いる。 位相差２θに関しても、同様の取扱をするのでθの代
わりにπの整数倍からの位相偏移δθを用いる。 f0に対応するθをθ0とすると、位相の偏移δθ、周
波数の偏移δｆは、 δθ＝θ−θ0、δｆ＝ｆ−f0 …（４） で、 δθ＝（δf/ΔfA）π …（５） の関係がある。（１）式で、θをδθに書き換えて示す
と、 Ｆ（δθ）＝｛1/（a1＋a2＋a4）｝｛a1cosδθ＋a2cos
3δθ＋a4cos8δθ｝ …（６） となる。ここで、A-1,A1の電極対数を３対、A-2,A2の対
数を２対、A-4,A4の電極対数を0.5対とし、かつA-1,
A1、A-2,A2とは逆位相で受波する様にする（この例にあ
てはめると、極性を反転させる）と、a1＝6,a2＝4,a1＝
−１と置ける。但し、f0で対数が半整数ずれているA-4,
A4の位相を、正しく整数対のA-2,A-1,A1,A2の群とf0で
逆位相に一致させるため、A-4,A4の電極位置を1/4波長
だけ中心０に近付けた（遠ざけても良い）。この場合の
振幅部は、 Ｆ（δθ）＝（1/9）｛6cosδθ＋4cos3δθ−cos（63/
8）δθ｝ …（７） の如くなる。 この（７）式の設定にあたり、nA＝４と仮定している
（実施例と同じく）。そのため、（７）式右辺の分子第
三項の位相偏移δθの係数は、（63/8）となっている。
すなわち、内側の電極群の中心間隔は、（位相差で２
θ、遅延時間でτ）としているが、nA＝４としているた
めに、（中心周波数では４波長（平均波長λ）、波長単
位で４λ）となっている。この関係から、λ/4の距離は
θ/8に相当する。最外側電極を内側へλ/4の距離寄せた
場合、第２電極の中心から見た両最外側電極の位相差は
（８−1/8）θとなる。なお、ここのλ/4は正確には自
由表面部の波長λosの1/4である。 この（７）式において、改めて、本発明の内側電極
群、本発明で最も特徴となる両外側電極群の働きについ
て説明を加える。 （７）式右辺分子の第１項、第２項が、内側電極群に
より生ずる周波数特性であり、周波数軸で見て、振幅が
正負の通過域（主ピーク）が交互に配置され、その間に
副次ピークを有する阻止域が存在している。第１項、第
２項のみでは、主ピークの矩形性は劣るが、副次ピーク
の振幅は小さくなり、またδθ＝π/2ではＦ（δθ）は
振幅零を通過する。一方、（７）式右辺分子の第３項
が、両外側電極により生じる周波数特性であり、振幅係
数a4の設定、および、f0において、内側電極群とは逆極
性で送受波することで、内側電極群により生ずる主ピー
ク（１、２項）の頂部を削り、肩部分を持上げ、裾部分
の切れを良くする効果を持っている。すなわち、主ピー
クの矩形性を良くする。 また、内側隣接電極群との中心間遅延時間差をτの半
整数倍とすることで、Ｆ（δθ）はδθ＝π/2で零を通
らなくなるが、主ピークの裾を削り落し、しかも、副次
ピークの振幅が、δθの値がπ/2より、若干大きな或る
値以内では（主ピークの近傍寄り）、一層小さくなる。
主ピーク近傍の阻止域の幅としても、実効的には増加し
ているのである。すなわち、内側電極群により生ずる副
次ピークを効率良く打ち消している。 上記では、定性的に述べたが、第２図に（７）式によ
る特性を振幅部Ｆ（δθ）を縦軸に、δθを横軸にして
示す。これが第１図（ａ）の原理的構成による第２電極
の出力振幅の周波数特性となる。Ｆ（δθ）はδθ＝０
に対して対称となる。第２図中、11はリニアスケール相
対値、12はdB表示であるが、帯域内では平坦度0.2dB、
肩、裾も切れがよく矩形性にすぐれている。また帯域近
傍では20dB以上の帯域外抑圧が単独で可能であり、通過
域幅（トラップ間隔）と阻止領幅の比も2:1に近く出来
ている。 上記第２の電極は、それ自体で、フィルタの帯域特性
を（主帯域近傍で）規定し得る程である。 次に、上記第２の電極と組み合せる第１の電極につい
ても考える。第１の電極は、交差幅重み付け等での設計
を行い得る。すなわち、この第１の電極は、その周波数
特性を、帯域内では振動平坦に設計し、帯域から遠い部
分では、抑圧を大きく（振幅を非常に小さく）、帯域の
肩から、裾にかけては緩やかに設計し、第２の電極の帯
域特性の帯域幅より、若干広い帯域幅となるように、設
計し得る。このような第１の電極の設計は、第１の電極
で、通過域特性が矩形で、かつ、通過域近傍で、抑圧度
の大きな特性となるように設計するより容易である。 ここで、本発明での第２電極の電極群の中心間隔の設
定を述べる。f0における波長を考え、自由表面部ではλ
os、上記電極部ではλ0effと書くと、 λos＝Vs/f0 …（８） λ0eff＝Veff／f0 …（９） と表される。最外側電極を除く第２電極の電極群の中心
間隔は、距離の表示では、そこにおける平均の波長λと
直流から数えてのnA番目の主ピークであるとして、nAλ
で表される（nAは自然数）。 平均の音速を考えＶとすると、τは、 τ＝nAλ/V＝nA／f0 …（10） となる。すなわち、τは、nAとf0を与えれば定まってい
る。 隣接の電極の対数の和をN1とすれば、SAW音速がSAW実
効音速Veffである部分は、 （N1/2＋1/2）λ0eff …（11） である。一方、SAW音速が自由表面部音速である部分
は、 ｛nA−（N1/2＋1/2）｝λos …（12） である。最外側電極を除く第２電極の電極群の中心間隔
は、距離の表示で、この和 （N1/2＋1/2）λ0eff＋｛nA−（N1/2＋1/2）｝λos …（13） であるから、平均の波長λは、 λ＝［（N1/2＋1/2）λ0eff＋｛nA−（N1/2＋1/2）｝λ
os］／nA …（14） となる。上記一定のτを与えるに、このような距離設定
を行う。 尚、本原理的構成例では、A-3,A3に対数０を許容して
いる。すなわち、本発明では、内側電極群では、具体的
設計に応じて、対数０の仮想的電極を設け得る。電極中
心間隔で述べると、内側電極群では中心周波数f0におけ
る弾性表面波の、各隣接する電極中心間の遅延時間が、
一定のτまたはτの整数倍となる位置に各電極を配置し
得る。 次に、上記原理的構成に基づく一実施例を第１図
（ｂ）に示す模式的平面図により説明する。本実施例で
は、圧電性基板１として、LiNbO3単結晶の128度回転Ｙ
軸カット、Ｘ軸方向伝搬基板を用い、圧電性基板１上
に、中心周波数f0＝402.78MHz、3dB減衰帯域幅30MHzの
対称に交差幅重み付けされた59.5対の第１電極Ｃが開口
Ｗ＝300μｍで設けられている。この伝搬路延長上の両
側に、同一開口Ｗで、前記原理的構成例の（７）式が成
立する電極がそのまま設けられている。本実施例で用い
る主ピークは、周波数０から数えてnA＝４に当る主ピー
クが用いられており、ΔfA＝100.695MHz、上記（８）〜
（14）式に基づき、ΔX1は39.5μｍ、ΔX2＝39.53μ
ｍ、（ΔX3＋ΔX4）は96.475μｍとなっている。A-4,A4
は周波数f0でA-1,A1,A-2,A2とは逆位相で受波するよう
になっている。 また本実施例の電極は、全て厚さ0.1μｍのAl蒸着膜
で、スプリット電極指が用いられている。また第２電極
は第１電極Ｃの両側にA,Bとして設けられ、並列接続し
て外部負荷に結合した３電極型弾性表面波フィルタとな
っている。中央電極は放射コンダクタンス4mSである
が、外部電源（内部コンダクタンス３は20mS）と整合回
路を介して整合されている。なお、第１図（ｂ）中、１
は圧電性基板、２は電源、３は電源内部コンダクタン
ス、４は負荷コンダクタンス、５は整合回路である。 本実施例の振幅周波数特性を従来例（第２電極として
４対の帯域幅の広い正規型電極を用いた場合）と比較し
て第３図に示す。本実施例の特性31は、帯域外抑圧が40
dB以上あり、しかも損失9dBで、電極多重反射抑圧40dB
を3dB減衰帯域内全域で得ることができた。一方、従来
例では帯域外抑圧が25dBと非常に悪く、電極多重反射抑
圧は帯域幅内で40dBを得ることができたが、損失は13dB
である。他の従来例を適用した場合は、帯域外は抑圧で
きる（35dB程度）が、帯域幅内で電極多重反射抑圧を40
dB得るためには、第２電極をより不整合なものとし、損
失は13dB程度となった。この差は、本実施例では第２電
極の帯域外抑圧が極めて良く、しかも第１電極の低次サ
イドローブ抑圧を充分に行えるほど広範囲であり、かつ
フィルタの帯域特性自体は第２電極により規定し得るほ
ど矩形性、帯域内平坦度が優れていること、これにより
第１電極の交差幅重み付けは、専ら外部整合回路との帯
域内全域での複素共役整合実現に用いることができたた
めである。 以上説明したように本発明によれば、高周波で比較的
帯域が狭い場合にも、第２電極の放射コンダクタンスを
小さくでき、かつ帯域幅設定も容易であるだけでなく、
主帯域に近い部分の帯域外応答を20dB程度またはそれ以
上抑圧でき、主帯域幅と阻止域幅の比も2:1程度に広く
できる。また、矩形周波数特性を持つフィルタは第２電
極自体で重み付け可能なので、第１電極に交差幅重み付
け電極を用いる場合、第１電極設計の自由度が大きくな
る。このため３電極型弾性表面波フィルタに本発明を適
用すれば、損失10dB以内で電極多重反射抑圧40dBを帯域
幅内で実現できる。また、この自由度をもって、第１電
極の対数を2/3に削減することも可能となる。 ［発明の効果］ 本発明によれば、弾性表面波装置において、通過域特
性と裾特性の改善、帯域外応答の抑圧を達成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は本発明の動作説明用の原理的構成例の模
式的平面図、第１図（ｂ）は本発明一実施例の模式的平
面図、第２図は第１図（ａ）に示した原理的構成例の電
極群のみの出力振幅特性を示す図、第３図は第１図
（ｂ）に示した本発明実施例の振幅周波数特性を、従来
構成の一例の特性と比較して示す図である。 １……圧電性基板、２……電源、３……電源内部コンダ
クタンス、４……負荷コンダクタンス、５……整合回
路、11……原理的構成例のリニアスケールで表示した出
力振幅特性、12……原理的構成例のdBで表示した出力振
幅特性、31……本発明実施例の周波数特性、32……従来
構成の一例の周波数特性、Ｃ……実施例の交差幅重み付
けした第１電極、A,B……実施例で外側電極に用いた第
２電極、A-4,A-3,A-2,A-1,A1,A2,A3,A4……第２電極を
構成する個々の電極。
式的平面図、第１図（ｂ）は本発明一実施例の模式的平
面図、第２図は第１図（ａ）に示した原理的構成例の電
極群のみの出力振幅特性を示す図、第３図は第１図
（ｂ）に示した本発明実施例の振幅周波数特性を、従来
構成の一例の特性と比較して示す図である。 １……圧電性基板、２……電源、３……電源内部コンダ
クタンス、４……負荷コンダクタンス、５……整合回
路、11……原理的構成例のリニアスケールで表示した出
力振幅特性、12……原理的構成例のdBで表示した出力振
幅特性、31……本発明実施例の周波数特性、32……従来
構成の一例の周波数特性、Ｃ……実施例の交差幅重み付
けした第１電極、A,B……実施例で外側電極に用いた第
２電極、A-4,A-3,A-2,A-1,A1,A2,A3,A4……第２電極を
構成する個々の電極。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 芝 隆司
横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社
日立製作所家電研究所内
(72)発明者 山田 純
横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社
日立製作所家電研究所内
(56)参考文献 実開 昭55−91218（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭55−72336（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭52−11186（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭55−34607（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．弾性表面波基板上に、第１の電極と、この電極の片
側または両側に、この電極との間で弾性表面波を送波ま
たは受波する第２の電極とを設けた弾性表面波装置にお
いて、 前記第２の電極は、弾性表面波伝搬路を共有する複数個
の電極から成る電極群で構成され、 前記電極群の各電極は、それぞれの幾何学的中心位置が
第２の電極全体の幾何学的中心の両側に対称となるよう
に配置されると共に、対称位置にある電極は、その対数
が互いに等しく、かつ、両最外側電極を除く各電極は、
中心周波数f0における弾性表面波の、各隣接する電極中
心間の遅延時間が一定のτまたはτの整数倍となる位置
に配置され、 前記両最外側電極は、当該両最外側電極の対数およびそ
れぞれその内側にある電極の対数が共に整数または半整
数の場合、遅延時間差が前記τの半整数（1/2、もしく
は、自然数と1/2との和）倍となる長さの位置に配置さ
れ、また、最外側電極の対数およびそれぞれその内側に
ある電極の対数のうち、いずれか一方が半整数の場合、
遅延時間差が前記τの半整数倍となる長さに、中心周波
数f0の弾性表面波の1/4波長分の長さを増減した長さと
なる位置に配置され、かつ、 前記第２の電極の各電極群は、前記内側にある電極群
が、それぞれ同極性で弾性表面波を送波または受波し、
前記両最外側電極が、内側にある電極群とは逆極性で弾
性表面波を送波または受波するように互いに接続される
こと を特徴とする弾性表面波装置。 ２．第１の送受波電極の両側にそれぞれ第２の電極が配
設され、かつ、第１の電極の送受波電極は交差幅重み付
け電極である特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59262736A JP2725697B2 (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 弾性表面波装置 |
| DE19853544132 DE3544132A1 (de) | 1984-12-14 | 1985-12-13 | Elastische oberflaechenwellen-vorrichtung |
| CN85109610A CN85109610B (zh) | 1984-12-14 | 1985-12-14 | 弹性表面波器件 |
| CA000497732A CA1261461A (en) | 1984-12-14 | 1985-12-16 | Elastic surface wave device |
| US06/809,181 US4728912A (en) | 1984-12-14 | 1985-12-16 | Elastic surface wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59262736A JP2725697B2 (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141217A JPS61141217A (ja) | 1986-06-28 |
| JP2725697B2 true JP2725697B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=17379867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59262736A Expired - Lifetime JP2725697B2 (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 弾性表面波装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2725697B2 (ja) |
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| CA (1) | CA1261461A (ja) |
| DE (1) | DE3544132A1 (ja) |
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| US5061871A (en) * | 1991-01-25 | 1991-10-29 | R. F. Monolithics, Inc. | Electrode structure with constant velocity and zero reflectivity |
| DE4227340C2 (de) * | 1991-08-22 | 1995-09-21 | Hitachi Ltd | Oberflächenwellen-Bauelement |
| US5334960A (en) * | 1993-02-16 | 1994-08-02 | Motorola, Inc. | Conjugately matched acoustic wave transducers and method |
| FR2779290B1 (fr) * | 1998-05-29 | 2000-08-18 | Thomson Csf | Transducteur a ondes acoustiques de surface a faible gap |
| US6380828B1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-04-30 | Nortel Networks Limited | Surface wave devices with static electric field |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2146541A5 (ja) * | 1971-07-16 | 1973-03-02 | Thomson Csf | |
| US3825860A (en) * | 1972-12-13 | 1974-07-23 | Us Air Force | Surface wave delay line with quarter-wave taps |
| JPS5195759A (ja) * | 1975-02-03 | 1976-08-21 | ||
| CA1078878A (en) * | 1975-07-16 | 1980-06-03 | Nl Industries | Process of catalytic methanation |
| US4146808A (en) * | 1977-11-10 | 1979-03-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Thinned withdrawal weighted surface acoustic wave interdigital transducers |
| JPS5534607A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-11 | Shizuokaken | Recovering and removing method for useless metals from chromate solution by diaphragm electrolysis |
| JPS5561127A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-08 | Hitachi Ltd | Elastic surface wave device |
| JPS5572336U (ja) * | 1978-11-08 | 1980-05-19 | ||
| JPS5591218U (ja) * | 1978-12-18 | 1980-06-24 | ||
| US4315228A (en) * | 1980-07-03 | 1982-02-09 | Westinghouse Electric Corp. | Multiple co-surface acoustic wave filters |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP59262736A patent/JP2725697B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-12-13 DE DE19853544132 patent/DE3544132A1/de not_active Withdrawn
- 1985-12-14 CN CN85109610A patent/CN85109610B/zh not_active Expired
- 1985-12-16 CA CA000497732A patent/CA1261461A/en not_active Expired
- 1985-12-16 US US06/809,181 patent/US4728912A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4728912A (en) | 1988-03-01 |
| CN85109610A (zh) | 1986-07-16 |
| CN85109610B (zh) | 1987-12-09 |
| JPS61141217A (ja) | 1986-06-28 |
| DE3544132A1 (de) | 1986-07-03 |
| CA1261461A (en) | 1989-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |