JP2000091873A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通過帯域内の振幅リップルおよび群遅延リッ
プルを低減する弾性表面波装置を提供する。 【解決手段】 櫛歯状電極11は、共通電極部13の一側に
向けて２本ずつで対をなす電極指14a1，14a2，…，14b
1，14b2，…，14c を突出して形成する。櫛歯状電極12
は、共通電極部15の一側に向けて２本ずつで対をなす電
極指16a1，16b1，…，16a2，16b2…を突出して形成す
る。幅をλ／８以下、λ／８、λ／８以上の５種類以上
とすることにより、内部反射源の反射量を連続的に変化
させ、連続関数である内部反射源の分布関数を連続的に
分布させる。通過帯域内の振幅リップルおよび群遅延リ
ップルを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向した櫛歯状電
極を有する弾性表面波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、弾性表面波装置は、小型、軽
量、無調整および高信頼性を有するため、移動体通信シ
ステムの携帯電話などの移動体通信分野に用いられてい
る。

【０００３】また、移動体通信システムの構成部品の一
つである中間周波数（ＩＦ）フィルタは、低損失で、狭
帯域かつ急峻な特性が要求されるとともに、フラットな
群遅延特性および位相特性が要求されている。

【０００４】そして、フラットな群遅延特性を得るため
には、トランスバーサル型のフィルタのインターデジタ
ルトランスデューサ（ＩＤＴ）が用いられている。

【０００５】また、狭帯域で急峻な特性から、水晶など
の温度変化による周波数変動の小さい圧電基板を用いる
必要がある。

【０００６】さらに、マッチングを取ることで低損失化
が可能になるが、双方向性のインターデジタルトランス
デューサを用いた場合、トリプル・トランジット・エコ
ー（ＴＴＥ：電気的反射）の増大によって、振幅リップ
ルおよび群遅延リップルが劣化する。

【０００７】このため、一方向性のインターデジタルト
ランスデューサが用いられている。また、このような一
方向性のインターデジタルトランスデューサの内部に設
けた音響的反射源により、電気的反射をキャンセルする
ことにより、振幅リップルおよび群遅延リップルを低減
させている。

【０００８】そして、この一方向性のインターデジタル
トランスデューサとしてはたとえば特開昭６１−６９１
７号公報に記載の構成が知られている。

【０００９】この特開昭６１−６９１７号公報には、た
とえば図７および図８に示す構成が知られている。

【００１０】この図７および図８に示す構成は、いわゆ
るスプリット電極あるいはダブル電極といわれる構成
で、圧電体基板上に、一対の櫛歯状電極１，２を対向さ
せて設けている。

【００１１】そして、櫛歯状電極１は、共通電極部３を
有し、この共通電極部３の一側に向けて、２本ずつで対
をなす電極指4a，4b、電極指4c，4cが突出して形成さ
れ、動作中心周波数の弾性表面波の波長をλとしたと
き、電極指4aは３λ／１６、電極指4bはλ／１６、電極
指4cはλ／８の幅に形成され、隣り合う電極指4a，4bと
電極指4c，4cとの合計の幅はそれぞれλ／４である。

【００１２】また、櫛歯状電極２は、同様に、共通電極
部５を有し、この共通電極部５の一側に向けて、２本ず
つで対をなす電極指6a，6b、電極指6c，6cが突出して形
成され、電極指6aは３λ／１６、電極指6bはλ／１６、
電極指6cはλ／８の幅に形成され、隣り合う電極指6a，
6bと電極指6c，6cとの合計の幅はそれぞれλ／４であ
る。

【００１３】そして、櫛歯状電極１および櫛歯状電極２
は、対をなして組が形成された電極指4a，4b、電極指4
c，4cのそれぞれ２本と、対をなして組が形成された電
極指6a，6b、電極指6c，6cのそれぞれ２本とが交互に配
置され、それぞれ電極指4a，4b，4c，6a，6b，6cは平行
に配設され、それぞれ隣接する電極指4a，4b，4c，6a，
6b，6cとの間隙はいずれもλ／８である。

【００１４】このようにして、電極指4a，6aを３λ／１
６、電極指4b，6bをλ／１６とすることによりそれぞれ
が内部反射源となり、電気的反射をキャンセルする要素
となり、インターデジタルトランスデューサは、圧電基
板材料により方向は異なるが、各電極指4a，4b，6a，6b
端での反射により、一方向性の伝搬方向を得ている。な
お、各電極指4a，4b，6a，6bの方向を入れ換えることに
より伝搬方向も異なる。

【００１５】そして、一般的に、インターデジタルトラ
ンスデューサの電気的反射をキャンセルするための内部
反射源の分布関数は、インターデジタルトランスデュー
サの励振分布関数の自己コンボリューションとなる。

【００１６】すなわち、自己コンボリューションによる
内部反射源の分布関数に従って、上述のように、一部の
電極指4a，6aを３λ／１６、電極指4b，6bをλ／１６と
することにより、一方向性とすることができる。なお、
電極指4c，6cは内部反射源を構成しない。

【００１７】このように、内部反射源の分布関数は連続
的であるが、内部反射源として分布させる方法は、離散
的分布させるのが一般的である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、連続関
数である内部反射源の関数を、離散的分布させているの
で近似的にならざるを得ないから、通過帯域の全ての周
波数範囲でリップルのない特性を得ることは難しい問題
を有している。

【００１９】特に、近年、帯域幅１．２５ＭＨｚの狭帯
域ＣＭＤＡ、帯域幅５ＭＨｚの広帯域ＣＤＭＡ方式のよ
うに、中間周波数フィルタといえども広い帯域幅を要求
されるようになり、帯域内のリップルを小さくすること
がより困難な状況である。

【００２０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、通過帯域内の振幅リップルおよび群遅延リップルを
低減する弾性表面波装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電極指
がそれぞれ共通電極部に接続されて形成された対をなす
櫛歯状電極を対向させた弾性表面波装置において、前記
櫛歯状電極は、２本毎に対をなして交互に配置され、動
作中心周波数の弾性表面波の波長をλとしたとき、λ／
８より狭い幅の電極指とλ／８より広い幅の電極指とを
それぞれ複数種ずつ有するものである。

【００２２】そして、λ／８より狭い幅の電極指とλ／
８より広い幅の電極指とをそれぞれ複数種ずつ有するた
め、電気的反射をキャンセルするため音響的な内部反射
源の分布関数をたとえば連続的に分布させることがで
き、通過帯域内の振幅リップルおよび群遅延リップルを
低減する。

【００２３】また、櫛歯状電極は、λ／８の幅の電極指
を有するもので、反射に寄与しないλ／８の電極指を含
んでいてもよい。

【００２４】さらに、対をなす２本の電極指は、合計の
幅がλ／４であるものである。

【００２５】またさらに、対向する櫛歯状電極の電極指
と重なり合って位置する部分の長さが異なる部分を有す
るもので、励振量を変化させることにより周波数特性を
変化させる。

【００２６】また、電極指が２本以上で対をなした部分
を有するもので、励振量を変化させることにより周波数
特性を変化させる。

【００２７】さらに、対向する櫛歯状電極の電極指と先
端が互いに対向して直線状に位置する電極指を有するも
のである。

【００２８】またさらに、対をなす電極指毎に長さが異
なり、対向する櫛歯状電極の隣に位置する電極指と重な
り合って位置する部分の長さが異なる部分を有するもの
で、励振量を変化させることにより周波数特性を変化さ
せる。

【００２９】そしてまた、対をなす電極指の幅は、内部
反射源として重み付けされているものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の弾性表面波装置の
一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００３１】図１および図２に示す弾性表面波装置であ
るインターデジタルトランスデューサは、いわゆるスプ
リット電極あるいはダブル電極といわれる構成で、圧電
体基板上に、一対の櫛歯状電極11，12を対向させて設け
ている。

【００３２】そして、櫛歯状電極11は、共通電極部13を
有し、この共通電極部13の一側に向けて、２本ずつで対
をなす電極指14a1，14a2，…，14b1，14b2…、電極指14
c が突出して形成され、動作中心周波数の弾性表面波の
波長をλとしたとき、電極指14a1，14a2…はλ／８より
幅広、たとえば１２λ／８０、１４λ／８０…の幅に形
成され、電極指14b1，14b2…はλ／８より幅狭、たとえ
ば８λ／８０、６λ／８０…の幅に形成され、電極指14
c はλ／８の幅に形成され、隣り合う電極指14a1，14b
1、電極指14a2，14b2…と電極指14c ，14c との合計の
幅はそれぞれλ／４である。

【００３３】また、櫛歯状電極12は、同様に、共通電極
部15を有し、この共通電極部15の一側に向けて、２本ず
つで対をなす電極指16a1，16b1，…，16a2，16b2…が突
出して形成され、電極指16a1，16a2…はλ／８より幅
広、たとえば１１λ／８０、１３λ／８０…の幅に形成
され、電極指16b1，16b2…はλ／８より幅狭、たとえば
９λ／８０、７λ／８０…の幅に形成され、隣り合う電
極指16a1，16b1、電極指16a2，16b2…の合計の幅はそれ
ぞれλ／４である。

【００３４】そして、櫛歯状電極11および櫛歯状電極12
は、対をなして組が形成された電極指14a1，4b1 、電極
指14a2，14b2…、電極指14c ，14c のそれぞれ２本と、
対をなして組が形成された電極指16a1，16b1、電極指16
a2，16b2…のそれぞれ２本とが交互に配置され、それぞ
れ電極指14a1，14b1，14a2，14b2，…，14c ，16a1，16
b1，16a2，16b2…は平行に配設され、それぞれ隣接する
電極指14a1，14b1，14a2，14b2，…，14c ，16a1，16b
1，16a2，16b2…との間隙はいずれもλ／８である。

【００３５】ここで、電極指の膜厚と反射量との関係を
図３を参照して説明する。

【００３６】この図３では、電極指の幅をλ／１６、３
λ／１６としたもので、電極膜厚ｈ／λと１周期当た
り、電極指２本分のλ／２当たりの反射量γの関係を示
したもので、電極膜厚と反射量とは比例関係にあり、直
線的に変化している。

【００３７】次に、電極幅偏差ｗと１周期当たりの反射
量γとの関係を図４を参照して説明する。

【００３８】この図４では、電極膜厚を一定にした場合
に、電極幅偏差ｗと１周期当たりの反射量γとの関係を
示したもので、電極幅偏差ｗは細い方の電極幅とλ／８
との差である。すなわち、λ／８より幅が狭い電極指の
幅をｗ１、λ／８より幅が広い電極指の幅をｗ２とする
と、ｗ＝ｗ１−λ／８であり、簡単にするために、ｗ２
＝λ／４−ｗ１としている。

【００３９】そして、電極幅偏差ｗと反射量γとは比例
関係にあり、直線的に変化する。特に、ｗ＝０、対をな
す電極指の幅がλ／８で等しい場合には、反射量が０に
なる。また、ｗの正負に伴ない反射量の符号も反転して
いるが、一方向性の向きに対応している。

【００４０】したがって、図３および図４に基づき、内
部反射源の分布関数を連続的に分布できる。すなわち、
内部反射源の分布関数の最大値が得られるように、膜厚
ｈと電極幅偏差ｗの可変範囲となる最大電極幅偏差ｗｍ
ａｘを決定する。このとき、電極幅偏差ｗの最大電極幅
偏差ｗｍａｘは、幅の狭い電極指に対応し、電極パター
ン形成上で無理のない値を選択すればよい。すなわち、
内部反射源の分布関数を実現する膜厚ｈと電極幅偏差ｗ
の組み合わせは、理論上無数に存在することになる。

【００４１】そして、各分布関数の値を最大値で規格化
して、図４から最大電極幅偏差ｗｍａｘに対する比例計
数を求めることで、各々の組の電極幅偏差ｗを決定す
る。なお、分布関数が負の値をとるように設定してもよ
い。

【００４２】上述のように、電極指14a1，14a2…を１２
λ／８０、１４λ／８０…、電極指14b1，14b2…を８λ
／８０、６λ／８０…、電極指14c をλ／８、電極指16
a1，16a2…を１１λ／８０、１３λ／８０…、電極指16
b1，16b2…を９λ／８０、７λ／８０…というように、
λ／８を含まずに４種類以上、λ／８を含んで５種類以
上とすることにより、いわゆる抜き電極で重み付けを
し、内部反射源の反射量を連続的に変化することができ
るので、連続関数である内部反射源の分布関数を連続的
に分布させる。したがって、通過帯域内の振幅リップル
および群遅延リップルを低減することができる。

【００４３】次に、他の実施の形態の弾性表面波装置を
図５を参照して説明する。

【００４４】この図５に示す弾性表面波装置はアポダイ
ズ型で、図１に示す弾性表面波装置において、一方の櫛
歯状電極11の電極指14d ，14e と他方の櫛歯状電極12の
電極指16d ，16e とを対向させて直線状に配設し、一方
の櫛歯状電極11の電極指14dと他方の櫛歯状電極12の電
極指16d は比較的短めで、一方の櫛歯状電極11の電極指
14e と他方の櫛歯状電極12の電極指16e は比較的長め
で、電極指14d ，14e 、電極指16d ，16e は２本ずつ１
組として交互に配置され、電極指14d ，14e ，16d ，16
e と平行に隣り合って重なり合う部分の長さは異なって
設けられて重み付けを設けている。また、一方の櫛歯状
電極11の電極指14d および他方の櫛歯状電極12の電極指
16e を加えた長さと、一方の櫛歯状電極11の電極指14e
と他方の櫛歯状電極12の電極指16d を加えた長さとは、
ほぼ共通電極部13および共通電極部15間の長さとほぼ等
しい長さに設定される。このように、隣り合って平行に
なる部分の長さを異ならせることにより、励振量を変化
させて周波数特性を変化させる。

【００４５】また、図１と同様にλ／８以外の幅の電極
指も含まれており、これら電極指の幅を変化させること
により反射量を設定する。

【００４６】また、他の実施の形態の弾性表面波装置を
図６を参照して説明する。

【００４７】この図６に示す弾性表面波装置は、図１に
示す弾性表面波装置において、図１では櫛歯状電極11の
電極指14a1，14b1，14a2，14b2，…，14c ，14c と、櫛
歯状電極12の電極指16a1，16b1，16a2，16b2，…とを２
本１組で交互に配設しているが、この図６では櫛歯状電
極11の電極指14a1，14b1，14a2，14b2，…，14c と、櫛
歯状電極12の電極指16a1，16b1，16a2，16b2，…とを任
意の本数を連続させて１組として交互に配設する。この
ように、抜き電極で電極指の１組の連続する数を異なら
せることにより、励振量を変化させて周波数特性を変化
させる。

【００４８】また、図１と同様にλ／８以外の幅の電極
指も含まれており、これら電極指の幅を変化させること
により反射量を設定する。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、λ／８より狭い幅の電
極指とλ／８より広い幅の電極指とをそれぞれ複数種ず
つ有するため、電気的反射をキャンセルするため音響的
な内部反射源の分布関数をたとえば連続的に分布させる
ことができ、通過帯域内の振幅リップルおよび群遅延リ
ップルを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾性表面波装置の一実施の形態を示す
平面図である。

【図２】同上図１の一部を拡大して示す平面図である。

【図３】同上電極膜厚と反射量との関係を示すグラフで
ある。

【図４】同上電極幅偏差と反射量との関係を示すグラフ
である。

【図５】同上他の実施の形態の弾性表面波装置を示す平
面図である。

【図６】同上また他の実施の形態の弾性表面波装置を示
す平面図である。

【図７】従来例の弾性表面波装置を示す平面図である。

【図８】同上図７の一部を拡大して示す平面図である。

【符号の説明】

11，12 櫛歯状電極 13，15 共通電極部 14a1，14b1，14a2，14b2，…，14c ，16a1，16b1，16a
2，16b2… 電極指

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電極指がそれぞれ共通電極部に接
   続されて形成された対をなす櫛歯状電極を対向させた弾
   性表面波装置において、 前記櫛歯状電極は、２本毎に対をなして交互に配置さ
   れ、動作中心周波数の弾性表面波の波長をλとしたと
   き、λ／８より狭い幅の電極指とλ／８より広い幅の電
   極指とをそれぞれ複数種ずつ有することを特徴とした弾
   性表面波装置。
2. 【請求項２】 櫛歯状電極は、λ／８の幅の電極指を有
   することを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
3. 【請求項３】 対をなす２本の電極指は、合計の幅がλ
   ／４であることを特徴とする請求項１または２記載の弾
   性表面波装置。
4. 【請求項４】 対向する櫛歯状電極の電極指と重なり合
   って位置する部分の長さが異なる部分を有することを特
   徴とする請求項１ないし３いずれか記載の弾性表面波装
   置。
5. 【請求項５】 電極指が２本以上で対をなした部分を有
   することを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の
   弾性表面波装置。
6. 【請求項６】 対向する櫛歯状電極の電極指と先端が互
   いに対向して直線状に位置する電極指を有することを特
   徴とする請求項１ないし５いずれか記載の弾性表面波装
   置。
7. 【請求項７】 対をなす電極指毎に長さが異なり、対向
   する櫛歯状電極の隣に位置する電極指と重なり合って位
   置する部分の長さが異なる部分を有することを特徴とす
   る請求項６記載の弾性表面波装置。
8. 【請求項８】 対をなす電極指の幅は、内部反射源とし
   て重み付けされていることを特徴とする請求項１ないし
   ７いずれか記載の弾性表面波装置。