JP2821263B2 - 弾性表面波装置、及びそれを用いた通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、入力電極から弾性表面波と共に励振され
る、主に圧電性基板に平行に進行する不要バルク波を抑
圧して帯域外抑圧度を改善するのに好適な弾性表面波装
置に関する。

［従来の技術］ 従来から、弾性表面波を励振させるための電極から、
弾性表面波と同時に励振されるバルク波を抑制するため
に、例えば特開昭54−13751号公報には、バルク波のモ
ードの中で、中心周波数の最も近くに現われるスローシ
ェアの振動が、帯域内に取り込まれる、即ち、レイリー
波とスローシェアモードの伝搬速度がほぼ一致するよう
に、基板の切断方位を選定する技術が開示されている。
この技術は、フィルタの通過帯域近傍の高周波側帯域外
のスプリアスを実質的に抑圧できるという利点を有して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の技術は、スローシェア以外のバル
ク波モードの点についての配慮がされておらず、帯域外
に現われるバルク波の応答を全般的に抑圧することが出
来ないという問題があった。また、上記バルク波モード
は、それらの伝搬速度の、基板切断角度に対する依存性
が、基板によって異なるため、使用できる基板が限られ
ているという問題もあった。

本発明の目的は、基板の特性によらず、主として圧電
性基板に平行に進行する不要バルク波を抑圧して帯域外
抑圧度を改善するのに好適な弾性表面波装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための、本発明に係る弾性表面波
装置は、圧電性基板上に、弾性表面波の励振する入力電
極と、該入力電極からの弾性表面波を電気信号に変換し
て出力する出力電極とを形成し、所望の周波数を特性を
得るために電極指交差幅に重み付けした弾性表面波装置
において、前記入力電極は、前記弾性表面波の伝搬方向
とほぼ直交する方向に互いに対向し、且つ各々から弾性
表面波と共に励振される前記圧電性基板の表面に対して
平行に進行するバルク波を互いに逆相とするように構成
された第１及び第２の入力電極を含み、該第１及び第２
の入力電極の各々から前記出力電極へ伝搬する弾性表面
波のいずれか一方を遮断する遮断手段を設けたことを特
徴とするものである。

前記バルク波を互いに相殺するには、例えば、前記第
１及び第２の入力電極の一方を他方に対して、弾性表面
波の伝搬方向に装置の中心周波数における弾性表面波の
半波長ずらして配置すればよい。

また、前記遮断手段は、前記第１及び第２の入力電極
のいずれか一方の弾性表面波伝搬路に塗布された、弾性
表面波を吸収する吸音剤を含むものであってもよいし、
前記第１及び第２の入力電極のいずれか一方の弾性表面
波伝搬路に、弾性表面波の伝搬方向に対して斜めに形成
された、該装置の中心周波数における弾性表面波の波長
程度の深さを有する溝を含むものであってもよい。

また、前記第１の入力電極と第２の入力電極との間
に、該装置の中心周波数における弾性表面波の波長程度
の深さを有する溝を形成してもよい。

［作用］ 本発明では、第１及び第２の入力電極を、それぞれか
ら励振するバルク波が互いに逆相になるように構成して
いるため、それぞれの入力電極から発生するバルク波を
互いに相殺でき、不要バルク波を抑圧できる。この場
合、第１及び第２の入力電極の各々から励振される弾性
表面波も互いに逆相になるため、これら弾性表面波が出
力電極において互いに相殺してしまが、本発明では、第
１及び第２の入力電極のいずれか一方の弾性表面波伝搬
路に、例えは吸音剤や溝により構成された遮断手段を設
けることにより、他方の入力電極から伝搬する弾性表面
波のみを出力電極に到達させるようにして弾性表面波同
士で相殺されることを防止している。

一方、バルク波は、吸音剤や溝では殆ど遮断されない
ため、上記遮断手段がバルク波同士の相殺抑圧を防げる
ことは殆どない。

［実施例］ 第１図は本発明第１実施例の模式的平面図である。圧
電性基板１として、128度回転Ｙ軸切断Ｘ軸伝搬のニオ
ブ酸リチウム単結晶を用い、この基板１上に、入力すだ
れ状電極２、３と、出力すだれ状電極４と、それらの間
に位置する接地されたシールド電極５とが、配設されて
いる。入力電極２、３は、電気的、形状的に同一の構造
となっており、弾性表面波の伝搬軸６の方向に、装置の
中心周波数における波長の半分だけずらして配置されて
おり、それぞれ、導波路７、及び８を形成している。さ
らに、図中、ハッチングして示すように、吸音剤９が、
圧電性基板１の両端部および入力電極３を含む導波路８
上に塗布されている。また、入力電極２、３は、それぞ
れ入力端子10、10′に、出力電極４は出力端子11、11′
に接続されている。入力電極２、３は、電気的、形状的
に同一の構造を採っており、一般に夫々の電極から放射
されるバルク波も同一の条件で励振され、同じモードの
バルク波が同じ励振強度で同方向へ放射される。この
時、吸音剤の塗布によりバルク波の励振強度が僅かに落
ちることも考えられる。かかる場合は、吸音剤を塗布し
た方の電極と、塗布してない方の電極のバルク波の励振
強度が等しくなるように入力電極３の開口を入力電極２
のそれよりも大きくとれば良い。しかし、入力電極２と
３は、弾性表面波の伝搬路６に沿って装置中心周波数に
おける波長の半分だけずらして配置されているため、入
力電極２及び３から伝搬するバルク波は、出力電極４に
夫々互いに逆相になって受信されることになる。同時
に、入力電極２、３から放射されるバルク波は、位相が
逆相で相殺しながら伝搬すると考えられるので、伝搬路
７、８の外側すなわち圧電性基板１の端面12、13での端
面反射による影響も抑圧することが出来る。一方、圧電
性基板１の面上を伝搬する弾性表面波は、入力電極２及
び３から伝搬し、それぞれ、導波路７及び８を通る。し
かし、一方の導波路８には吸音剤９が塗布されているた
め、導波路８を伝搬する弾性表面波は、吸音剤９に吸収
され、出力電極４へ到達する弾性表面波は、入力電極２
から伝搬するもののみとなる。このため、所望の周波数
特性を実現するために設計された入力電極２と３の相互
作用による周波数特性の劣化を防ぐことができる。更
に、導波路８の吸音剤９は、入力電極２から回折して斜
行する弾性表面波をも吸収し、出力電極４への進行を防
ぐ効果も得られる。以上のことは、このフィルタ装置が
トランスバーサル形の構成となっているため、入力電極
と出力電極を置き換えても同様のことが言える。以上の
如く、バルク波および一部の回折波を抑圧することによ
り、帯域外抑圧度が改善された。

第１実施例において、フィルタの中心周波数は36.36M
Hz、入力すだれ状電極２及び３の対数は32.5対、最大開
口長は1800μｍ、出力すだれ状電極４の対数は11対、最
大開口長は2000μｍである。

第２図は、本発明の第２実施例の模式的平面図であ
る。入力電極16以外の構成は、第１実施例と同様であ
る。入力電極16は入力端子10に接続された電極指14′に
代表される電極指の共通部をなす共通電極部14、及び入
力端子10′に接続された電極指15′に代表される電極指
の共通部をなす共通電極部15により形成された電気的に
逆相となる２個のすだれ状電極で構成される。即ち、入
力電極16の弾性表面波の伝搬軸６の上下２つの電極指交
差部（開口部）は、幾何学的形状に関して同一構造をと
っており、入力電極16の弾性表面波の伝搬軸６の上下２
つの開口部で同一の位置にある電極指14′及び15′に関
して、電極指14′が一方の入力端子10に、電極指15′が
他方の入力端子10′に接続されている。ここで、電極指
14′に隣接し、交差部をなす電極指は、共通電極部15の
電極指であり、端子10′に接続され、電極指15′に隣接
し、交差部をなす電極指は、共通電極部14の電極指であ
り、端子10に接続されている。このため、弾性表面波の
伝搬軸６の上下の開口部は、それぞれ、電気的に逆相と
なる。この電極を用いることにより、本発明の第１実施
例と同様な効果が得られる。更に、本実施例によれば、
第１実施例の場合に生じていた入力電極２及び３間での
不要な励振部をなくすことができるため、一層良好な特
性を得ることができる。

第３図は、本発明第３実施例の模式的平面図である。
導波路８に塗布した吸音剤９′以外の構成は、第２実施
例と同様である。本実施例では、吸音剤９′は、第３図
に示すように、入力電極16の、弾性表面波伝搬軸６の下
方に位置する電極指交差部、即ち弾性表面波励振部を避
けるように塗布されている。このように吸音剤９′を塗
布すると、吸音剤が弾性表面波の励振部上に塗布される
ことによる、バルク波の励振強度の変化を抑えることが
でき、設計が容易になるばかりでなく、吸音剤の弾性表
面波励振部上への塗布工程に付随する電極指の欠線を防
ぎ、歩留も向上する。

第４図は本発明第４実施例の模式的平面図である。本
実施例の電極構成は、第２実施例の電極構成と同一であ
る。圧電性基板１の端面12及び13側の上面には、吸音剤
９が約2mm塗布されている。また、入力電極16と出力電
極４の間の導波路８上に、装置の中心周波数の波長（3
6.36MHzの場合で107μｍ）程度の深さの溝17が弾性表面
波の伝搬軸６に対して斜めに設けられている。一般に弾
性表面波は、そのエネルギーを圧電性基板の表面から中
心周波数における波長の深さの範囲内に集中させて伝搬
する。そのため、溝17を設けることによって、導波路８
を伝搬する弾性表面波を、導波路８外へ反射し、出力電
極への進行を妨げる。よって、本発明第２実施例と同様
な効果が得られる。更に、バルク波の、吸音剤塗布によ
る影響がなくなるため、より効果的にバルク波を相殺す
る。また、吸音剤の塗布工程が簡略化される。

第５図は本発明第５実施例の模式的平面図である。本
実施例は、第３実施例の入力電極16及び出力電極４を、
それぞれ、スプリットコネクト型の入力電極20及び出力
電極21に置き換えたものである。このようにすることに
よって、本発明の第３実施例の効果に加えて、電極内反
射を抑えることができ、また設計の自由度も増加する。

第６図は本発明第６実施例の模式的平面図である。本
実施例では、入力電極20は、導波路７側に位置する共通
電極部18と、導波路８側に位置する共通電極18′、及び
それらから延びる電極指と交差する電極指の共通電極19
から構成される。共通電極部18は入力端子10へ、また、
共通電極部18′は、180度移相器22を介して入力端子10
へ接続されている。また、共通電極部19は、接地されて
いる。このようにすることにより、共通電極部18と19で
構成される弾性表面波励振部と、共通電極部18′と19で
構成される弾性表面波励振部では逆相の弾性表面波が励
振される。よって、本発明の第３実施例と同様な効果が
得られる。

第７図は本発明装置をテレビジョン受信機の中間周波
フィルタとして用いた第７実施例のシステムブロック図
である。本発明弾性表面波装置24は、チューナブロック
23から送られてくる中間周波信号から１チャンネル分の
信号を抜取り（フィルタリング）、抜き取った信号は、
次段の検波ブロック25へ送られ、検波後、映像信号出力
26と音声信号出力27に出力される。

第８図は本発明第１実施例のフィルタ周波数特性（実
線）28と従来の弾性表面波フィルタの周波数特性（破
線）29を比較して示す。本フィルタは、西独向けTV・IF
フィルタを対象にしている。本発明によれば、従来の高
域側の帯域外に現われていたバルク波の応答を抑圧する
ことができ、約5dB帯域外抑圧度が改善されている。

第９図は本発明第８実施例の模式的平面図である。本
実施例は、第５図に示した第５実施例と同様な電極構成
で、吸音剤としてAPB−50（ポリブタジエン系樹脂）を
スクリーン塗布したものである。本吸音剤は、吸音効果
が優れているのに加え、紫外線硬化型であるため、製作
が容易で、量産性に優れているという利点がある。

第10図は本発明の第９実施例の模式的平面図である。
本実施例では、入力電極２′と３′の間に装置中心周波
数の波長以上の深さの溝（切れ込み）31が設けられてい
る。この切れ込み31を設けることにより、導波路７、８
を伝搬するバルク波の伝搬過程における相互作用がなく
なり、一層良好な効果が得られる。

第11図は本発明第10実施例の模式的平面図である。入
力電極32及び32′は、弾性表面波の伝搬軸６に直角な軸
に対して軸対称の形状を有し、出力電極４の電極端か
ら、それぞれ、Ｌ及びＬ′離して配置され、この図で上
方に位置する共通電極部は、入力端子10に、下方に位置
する共通電極部は入力端子10′に接続されている。な
お、|L−Ｌ′｜＝半波長（但し装置中心周波数におけ
る）となるように配置してある。また、圧電性基板１の
端部12′および13′は斜めにカットしてある。入力電極
32及び32′から伝搬されるバルク波は、出力電極４に逆
相で受波され、入力電極32′から伝搬される弾性表面波
は吸音剤９に吸収される。更に、入力電極32及び32′か
ら、基板端部12′及び13′へ進行するバルク波は、導波
路外へ反射されるため、第９実施例と同様な効果が得ら
れる。

第12図は本発明第11実施例弾性表面波装置の入力電極
33の一部の模式的平面図である。入力電極33の、電極指
交差部34夫々で代表される励振部から、装置中心周波数
における波長の半分（又はその奇数倍）だけ離れた位置
に、前記励振部で励振されたバルク波を相殺するため
に、電極指交差部35夫々で代表される表面に吸音剤を塗
布した励振部を設けてある。このようにして、第１、第
２実施例と同等な効果が得られ、かつ、チップサイズを
小形化できる。

［発明の効果］ 以上の説明の通り、本発明によれば、圧電性基板の特
性によらず、主として基板表面に平行に進行するバルク
波を良好に抑圧でき、帯域外周波数特性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の模式的平面図、第２図は本
発明の第２実施例の模式的平面図、第３図は本発明第３
実施例の模式的平面図、第４図は本発明第４実施例の模
式的平面図、第５図は本発明第５実施例の模式的平面
図、第６図は本発明第６実施例の模式的平面図、第７図
は本発明装置をテレビジョン受信機の中間周波フィルタ
として用いた第７実施例のシステムブロック図、第８図
は本発明第１実施例のフィルタ周波数特性と従来の弾性
表面波フィルタの周波数特性を比較して示す図、第９図
は本発明第８実施例の模式的平面図、第10図は本発明の
第９実施例の模式的平面図、第11図は本発明第10実施例
の模式的平面図、第12図は本発明第11実施例弾性表面波
装置の入力電極の一部の模式的平面図である。 １……圧電性基板、２、３、16、20、32、32′、33、3
5、37……入力すだれ状電極、４、21、38……出力すだ
れ状電極、５……シールド電極、６……弾性表面波の伝
搬軸、７、８……弾性表面波伝搬路、９、９′、30……
吸音剤、10、10′……入力端子、11、11′……出力端
子、12、13……圧電性基板端面、14、15、18、18′、19
……入力側共通電極部、14′、15′……電極指、17……
溝、22……180゜移相器、23……チューナブロック、24
……本発明弾性表面波装置、25……検波ブロック、26…
…映像出力端子、27……音声出力端子、28……本発明第
１実施例のフィルタ周波数特性、29……従来の弾性表面
波装置フィルタの周波数特性。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 博志 神奈川県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 池田 宏明 神奈川県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 特開 昭51−32244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−78967（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−14435（ＪＰ，Ｕ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電性基板上に、弾性表面波を励振する入
   力電極と、該入力電極からの弾性表面波を電気信号に変
   換して出力する出力電極とを形成し、所望の周波数を特
   性を得るために電極指交差幅に重み付けした弾性表面波
   装置において、 前記入力電極は、前記弾性表面波の伝搬方向とほぼ直交
   する方向に互いに対向して配置され、且つ各々から弾性
   表面波と共に励振される前記圧電性基板の表面に対して
   平行に進行するバルク波を互いに逆相とするように構成
   された第１及び第２の入力電極を含み、該第１及び第２
   の入力電極の各々から前記出力電極へ伝搬する弾性表面
   波のいずれか一方を遮断する遮断手段を設けたことを特
   徴とする弾性表面波装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の入力電極は、各々すだ
   れ状電極で構成され、且つこれらの入力電極から励振さ
   れる前記バルク波の各々の振幅が、互いに等しくなるよ
   うな開口長を有することを特徴とする請求項１に記載の
   弾性表面波装置。
3. 【請求項３】前記第１及び第２の入力電極の一方を他方
   に対して、弾性表面波の伝搬方向に該装置の中心周波数
   における弾性表面波の半波長ずらして配置することによ
   り、各々入力電極から励振される前記バルク波を互いに
   逆相にして相殺することを特徴とする請求項１に記載の
   弾性表面波装置。
4. 【請求項４】前記遮断手段は、前記第１及び第２の入力
   電極のいずれか一方の弾性表面波伝搬路に塗布された、
   弾性表面波を吸収する吸音剤を含むことを特徴とする請
   求項１に記載の弾性表面波装置。
5. 【請求項５】前記吸音剤は、前記入力電極の電極指交差
   部以外の弾性表面波伝搬路に塗布されることを特徴とす
   る請求項４に記載の弾性表面波装置。
6. 【請求項６】前記遮断手段は、前記第１及び第２の入力
   電極のいずれか一方の弾性表面波伝搬路に、弾性表面波
   の伝搬方向に対して斜めに形成された、該装置の中心周
   波数における弾性表面波の波長程度の深さを有する溝を
   含むことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装
   置。
7. 【請求項７】前記入力電極と出力電極は、各々スプリッ
   トコネクタ型電極指を有するすだれ状電極としたことを
   特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置。
8. 【請求項８】前記第１の入力電極と第２の入力電極との
   間に、該装置の中心周波数における弾性表面波の波長程
   度の深さを有する溝を形成したことを特徴とする請求項
   １に記載の弾性表面波装置。
9. 【請求項９】圧電性基板上に、弾性表面波を励振する入
   力電極と、該入力電極からの弾性表面波を電気信号に変
   換して出力する出力電極とを形成し、所望の周波数を特
   性を得るために電極指交差幅に重み付けした弾性表面波
   装置において、 前記入力電極は、第１の電極指交差部で構成され、弾性
   表面波及び前記圧電性基板の表面に対して平行に進行す
   るバルク波を励振する第１の励振源と、第２の電極指交
   差部で構成され、該第１の励振源により励振される前記
   バルク波のみを相殺するための第２の励振源とを含むこ
   とを特徴とする弾性表面波装置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の弾性
    表面波装置を用いた通信装置。