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JPS6216048B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6216048B2
JPS6216048B2 JP10495377A JP10495377A JPS6216048B2 JP S6216048 B2 JPS6216048 B2 JP S6216048B2 JP 10495377 A JP10495377 A JP 10495377A JP 10495377 A JP10495377 A JP 10495377A JP S6216048 B2 JPS6216048 B2 JP S6216048B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
split
electrode
idt
electrode finger
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP10495377A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5438741A (en
Inventor
Kentaro Hanma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10495377A priority Critical patent/JPS5438741A/ja
Publication of JPS5438741A publication Critical patent/JPS5438741A/ja
Publication of JPS6216048B2 publication Critical patent/JPS6216048B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14544Transducers of particular shape or position
    • H03H9/14552Transducers of particular shape or position comprising split fingers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02842Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections
    • H03H9/0285Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections of triple transit echo
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02637Details concerning reflective or coupling arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気的な反射によつて生ずるトリプ
ルトランジエツトエコーを減少させた弾性表面波
素子に関するものである。
〔従来の技術〕
弾性表面波素子は、圧電性を有する基板上にそ
の表面を伝播する弾性表面波(以下SAWと略称
する)を送出する入力変換器及びそれを受信する
出力変換器が配設された構成となつている。
通常、この入力変換器及び出力変換器は、1対
の互に入り組んだ櫛歯形電極(以下IDTと略称す
る)で構成されている。
まず、入力IDTに与えられる電気信号は、
SAWに変換され基板上を出力IDTの方向に伝播
する。このSAWの1部が出力IDTで再び電気信
号に変換されて出力として取り出されることにな
る。
この場合出力IDTで電気信号に変換されなかつ
た不要なSAWの1部は、出力IDTを通過し素子
の端部に設けられた吸音材で吸収消滅するように
構成されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし出力IDTで反射され基板上を伝播して再
び入力IDTに達する不要なSAWが存在する。
この不要な反射により生じたSAWは、先に出
力IDTで生じたと同じ過程を経て、反射波は再び
基板を伝播して出力IDTに到達し電気信号として
取り出される。
この信号は、希望信号である最初に伝播した信
号に対し3倍の遅延時間を経て受信されるので、
トリプルトランジツトエコー(以下TTEと略称
する)と呼ばれ、SAWフイルタの望ましくない
2次効果の1つとなつている。
TTEは、IDTの電極部と電極の存在しない伝
播部分の音響インピーダンスの不整合による反射
成分(以下MELと略称する)と、負荷とIDTの
電気的な不整合により生ずる相互作用による反射
成分(以下RWと略称する)により構成されてい
ることが知られている。
この2種類の反射成分の内、MELはIDTの全
ての電極指幅をSAWの波長の1/8となるようにして おけば零にすることが出来ることが知られてい
る。
このように構成したスプリツトコネクト形IDT
及びスプリツトアイソレート形IDTの構造を、第
1図及び第2図に示す。
TTEの反射成分のうちRWは、すでに述べたよ
うにIDTと接続される負荷の相互作用による電気
的な反射で生ずるので、その量は大きく負荷に依
存することになる。
第3図及び第4図は、それぞれスプリツトコネ
クト形IDT、スプリツトアイソレート形IDTの
RW反射波強度の負荷抵抗依存性を示すものであ
る。
第3図によれば、RW反射波強度は負荷抵抗R
Lが零の時に零で、負荷抵抗RLの増加に伴い単調
に増加する。
スプリツトコネクト形IDTのRW反射波強度は
(1)式で与えられることが知られている。
(Kentaro Hanma et.al A Triple Transit
Supression Technique1976 ultrasonics
Symposium Proceedings.IEEE.Cat#76―CH
1120―5su参照) |RW|=(Ga+Ge)+(ωCt+Xe)/Ga
………(1) ここで、|RW|;RW反射強度、Ga;IDTの
入力コンダクタンス、Ct;IDTの入力容量、ω;
表面波の角周波数、Ge;電極に接続される負荷
のコンダクタンス、Xe;電極に接続される負荷
抵抗のサセプタンスである。
一方、スプリツトアイソレート形IDTのRW反
射波強度は、第4図に示すように負荷抵抗RL
0の場合に最大で、負荷抵抗RLの増加に伴い単
調に減少する。以下、この理由を説明する。
第1図に示すスプリツトコネクト形IDTでは、
すべての電極指A1〜A9,A′1〜A′9が電気的に電
極指連結部1もしくは2に接続されていて、この
場合RW反射波強度は(1)式で表わされた。
第2図に示すスプリツトアイソレート形IDTで
も、電極指連結部1もしくは2に接続された電極
指B′1〜B′9からのRW反射成分であるRW1は(1)式
で表わされる。しかし、電極指B1〜B9は、電極
指連結部1,2のいずれにも接続されていないの
で、ここでのRW反射成分であるRW2は負荷依存
性を示さない。
ここで、スプリツトアイソレート形IDTのRW
反射波強度|RWI|を次式で示すことにする。
|RWI|=|RW1+RW2| ………(2) RW2の強度は、前述した如く、電極指B1〜B9
が電極指連結部1,2のいずれにも接続されてい
ないので負荷抵抗RLが無限大すなわちGe=Xe=
0である場合のRW1の強度に等しいので、(1)式
にGl=Xl=0を代入して(3)式が得られる。
|RW2|=Ga+(ωCt)/Ga ………(3) 又、RW1の強度|RW1|は(1)式から次式で与
えられる。
|RW1|=(Ga+Ge)+(ωCt+Xe)/G
………(4) 次に、RW1とRW2の位相差を考える。
RW1とRW2の位相差φ12は、電極指B1とB′1
B2とB′2……B9とB′9の電極指の中心間距離が、そ
れぞれ1/4波長であることを考えると、或る基準点 に入射する表面波と電極指B1〜B9、B′1〜B′9から
反射されて来るRW反射の位相差は1/4波長の往復 分の1/2波長であることが明らかである。
即ち、RW1とRW2とは互に逆相であるから、
これを考慮して(3)、(4)式を(2)式に代入すると、(5)
式が得られる。
|RWI|=|Ga+(ωCt)/Ga−(Ga+Ge)+(ωCt+Xe)/Ga| …(5) (5)式により、第4図に示したスプリツトアイソ
レート形IDTのRW反射波強度特性が了解出来
る。
上述のように、従来のスプリツトコネクト形
IDTは第3図あるいは(1)式を参照すれば負荷抵抗
Lを充分小さな値に設定することにより、また
スプリツトアイソレート形IDTでは、第4図ある
いは(5)式を参照すれば負荷抵抗RLを充分大きな
値に設定することによりRW反射強度が小さくな
るので、共にTTEを抑圧する効果を有する。
しかし、SAWフイルタのTTEを負荷抵抗RL
を単に小さくしたり又は大きくしたりして、抑圧
することは得策でない。
何故ならば、IDTの電気―表面波変換効率L
は、負荷抵抗RLに依存し、その値が大き過ぎて
も小き過ぎても電気―表面波変換効率Lが低下
し、SAWフイルタの損失が増大するからであ
る。
本発明の目的は、この従来の難点を解決し、
SAWフイルタの損失を増大させることなくTTE
を抑圧できる弾性表面波素子を提供するものであ
る。
〔問題を解決するための手段〕
上記問題点は、1つの弾性表面波素子上にスプ
リツトアイソレート形電極部とスプリツトコネク
ト形電極部を配置し、それぞれ発生するTTEを
打ち消すことにより達成される。
〔作 用〕
スプリツトコネクト形電極及びスプリツトアイ
ソレート形電極を1つの弾性表面波素子上に配置
し、両者のRW強度を一致させ、かつ両者の生ず
るRW反射波の位相を逆相になるようにすること
によつて、両者の生ずるRW反射波は打ち消し合
い減少する。
〔実施例〕
以下、本発明に係る弾性表面波素子を、その実
施例に基づいて詳細に説明する。
第5図を用いてスプリツトコネクト形IDT及び
スプリツトアイソレート形IDTから生ずるRW反
射波の位相差について説明する。
第5図aで上段に示したのは、スプリツトコネ
クト形IDTの電極指の位置を、横軸に表面波の波
長λを基にした距離をとつて示したものである。
Sは基準線で、説明の便宜上電極指+F1の左端
から1/16λの距離に設定してある。
ここで、スプリツトコネクト形IDTの左端の電
極指+F1の表面波Aが入射すると、RWは電極指
+F1より発生する。
このRWが発生する時刻は、表面波Aが電極指
+F1の中央に到達した時で、RWは電極指+F1
中央から発生すると考えてよい。
従つて、電極指+F1から発生したRW反射aが
基準線Sの位置に達した時、このRW反射aと入
射表面波Aの位相差は、電極指+F1の中央が基
準線Sの位置から2/16λだけ離れているので、2/
16λ の往復分すなわち2/16λ+2/16λ=4/16λ
となり、これ を角度で言えば90゜の位相遅れということにな
る。
一方、スプリツトコネクト形IDTでは、電極指
+F1は電極指+F2に接続されているので、入射
表面波Aが電極指+F1に達した時に、電極指+
F2からもRW反射bが生ずる。
この時、基準線SにおけるRW反射bと入射表
面波Aの位相差は、同様にして2/16λ+6/16λ
、つま り180゜の位相遅れとなる。
次に、入射表面波AはRW反射a及びbを発生
しつつ電極指+F1を通過し電極指+F2に達する
と、同様にRW反射c及びdを発生し、基準線S
の位置におけるこれらと入射表面波Aの位相差
は、それぞれ6/16λ+6/16λ=12/16λお
よび6/16λ+2/16λ =λ/16となり、角度であらわすとそれぞれ270゜、 180゜の位相遅れとなる。
電極指+F1及び+F2におけるRW反射は、これ
らのRW反射a,b,c,dを合成したものとな
るので、基準線Sの位置における入射表面波Aと
電極指+F1及び+F2によるRW反射の位相差は、
RW反射aとcが相互に消去し合つて、RW反射
bとdの位相差の180゜に等しくなる。以上がス
プリツトコネクト形IDTにおけるRW反射波の位
相であり、これは入射表面波Aに対し、位相が
180゜遅れていることが明確となつた。
次に、スプリツトアイソレート形IDTからの
RW反射と入射表面波Aの位相差について、第5
図bを用いて説明する。
スプリツトアイソレート形IDTでは、電極指連
結部に接続された電極指+F1と電極指連結部に
接続されていないアイソレート指AF4とは相互に
接続されていないので、生ずるRW反射はa′及び
c′だけとなる。
RW反射a′及びc′の入射表面波A′との位相差
は、スプリツトコネクト形IDTの場合と同様に考
えると、それぞれ90゜及び270゜の位相遅れとな
る。
又、RW反射a′とc′の大きさは、すでに第4図
を用いて説明したように負荷抵抗RLが無限大の
場合以外は等しくなく、有限の負荷抵抗RLが接
続された状態では一般に反射c′が反射a′よりも大
きい値となる。
従つて、スプリツトアイソレートIDTにおいて
は、基準線Sの位置での入射表面波A′とRW反射
の位相差は反射c′の有する位相である270゜とな
る。
以上がスプリツトアイソレート形IDTにおける
RW反射波の位相であり、これは入射表面波A′に
対し位相が270゜遅れている。
以上の説明では、スプリツトアイソレート
IDT、スプリツトコネクトIDTとも、2個の電極
指からのRW反射の位相を考えたが、電極指数が
多い場合でも隣接する2個の電極指を対にして考
えれば、同様の結果が得られる。
従つて、スプリツトコネクトIDTからのRW反
射は、スプリツトアイソレートIDTからのRW反
射より90゜進んでいることが明らかにされた。
第6図に、本発明に係る弾性表面波素子の実施
例の櫛歯形電極の構成を示す正面図である。
図で、電極指C1C′1,C2C′2,C7C′7はスプリツ
トコネクト形IDT、電極指C3C′3,C4C′4,,C5C′5
はスプリツトアイソレート形IDTであり、それぞ
れの電極指幅及び電極指間ギヤツプはλ/8である。
また図でnを零もしくは正の整数としてB=1/4λ +nλ/2である。
すなわち、電極指C′2と電極指C3及び電極指C′5
と電極指C′6間のギヤツプはλ/4にしてある。すな わち、スプリツトコネクトIDTとスプリツトアイ
ソレートIDTの境界の電極指間距離だけを他の電
極指間距離である1/8λに、更に2/16λをプラス
した 距離とした。これは、前述したスプリツトコネク
トIDTとスプリツトアイソレートIDTの本来の
RW反射の位相差90°を、上述した2/16λ分の距離 をもたせることにより、スプリツトアイソレート
IDTからのRW反射の位相を更に90゜、すなわち
4/16λだけ遅らせることにより、両IDT間の位相差 を180゜にし、互いに打消し合うようにするため
に必要である。
電極指C′6は、スプリツトコネクト形IDTC6
C′6の内、電極指C6がアイソレートされた電極指
C′5と共存し得ないため欠けたものである。
従つて、他の実施例として電極指C6を配設し
電極指C′5を設けない形のものも構成し得る。
第6図に示す実施例のRW反射率は、第7図に
示すようにスプリツトコネクト形IDTC1,C′1
C2,C′2,C′6,C7,C′7によるRW反射と、スプ
リツトアイソレート形IDTC3,C′3,C4,C′4
C5,C′5により生ずるRW反射のキヤンセル効果
により、負荷抵抗RLの所定値において小さな値
に抑圧可能となる。
このキヤンセル効果の生ずる負荷抵抗RLの値
は、スプリツトコネクト形IDTとスプリツトアイ
ソレート形IDTの電極指数の比を変化させて、(1)
式および(5)式を用いて理論的にもしくは実験的に
設定し得るものである。
なお、第6図に示す実施例では、スプリツトア
イソレート形IDTを中央付近に、スプリツトコネ
クト形IDTをその両側に配置した構成となつてい
るが、これはその電極指数比が一定であれば、任
意に配置しても同様な効果が得られる。
又、スプリツトアイソレート形IDTとスプリツ
トコネクト形IDT間のギヤツプは、必ずしも1/4λ である必要はなく、1/4λに1/2λの整数倍を加え
たも のでも同一の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明に係る弾性
表面波素子では、先ずその電力損失が最小となる
負荷抵抗RLを設定し、この負荷抵抗でRW反射
強度抑圧が生ずるように、スプリツトコネクト形
IDTとスプリツトアイソレート形IDTの電極指数
の比を設定することにより、その電力損失を増加
させることなく有効なRW反射強度抑圧を実現す
ることが可能で、TTE抑圧特性を有するSAWフ
イルタを構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はスプリツトコネクト形櫛歯形電極の構
成を示す正面図、第2図はスプリツトアイソレー
ト形櫛歯形電極の構成を示す正面図、第3図はス
プリツトコネクト形櫛歯形電極の特性を示す図、
第4図はスプリツトアイソレート形櫛歯形電極の
特性を示す図、第5図はスプリツトコネクト形櫛
歯形電極とスプリツトアイソレート形櫛歯形電極
の負荷との電気的相互作用による反射の位相差を
示す原理図、第6図は本発明に係る弾性表面波素
子の実施例の櫛歯形電極の構成を示す正面図、第
7図は本発明に係る弾性表面波素子の実施例の特
性を示す図である。 符号の説明、1,2…電極指連結部、An(n
=1、2…9)…電極指、A′n(n=1、2…
9)…電極指、Bn(n=1、2…9)…電極
指、B′n(n=1、2…9)…電極指、Cn(n=
1、2…7)…電極指、C′n(n=1、2…7)
…電極指。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧電基板と、負荷に接続された連結部と、圧
    電基板上に設けられた隣接する2本の電極指がと
    もに連結部に接続された電極対を2対有するスプ
    リツトコネクト形電極部と、圧電基板上に設けら
    れた隣接する2本の電極指中スプリツトコネクト
    形電極部に近い側の電極指は連結部に接続され、
    スプリツトコネクト形電極部に遠い側の電極指は
    連結部から分離された電極対を2対有するスプリ
    ツトアイソレート形電極部とからなり、各電極対
    の電極指幅および電極指間間隔は1/8λ(λは圧電 基板上を伝播する弾性表面波の波長)に構成さ
    れ、隣接するスプリツトコネクト形電極部とスプ
    リツトアイソレート形電極部との間隔は1/4λ+n1
    /2 λ(nは零若しくは正の整数)に構成されること
    を特徴とする弾性表面波素子。
JP10495377A 1977-09-02 1977-09-02 Elastic surface wave element Granted JPS5438741A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10495377A JPS5438741A (en) 1977-09-02 1977-09-02 Elastic surface wave element

Applications Claiming Priority (1)

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JP10495377A JPS5438741A (en) 1977-09-02 1977-09-02 Elastic surface wave element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5438741A JPS5438741A (en) 1979-03-23
JPS6216048B2 true JPS6216048B2 (ja) 1987-04-10

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ID=14394450

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0057555B1 (en) * 1981-02-04 1985-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device
EP0255263B1 (en) * 1986-07-29 1995-01-04 R F Monolithics, Inc. Transducer
US5521565A (en) * 1988-09-28 1996-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Surface wave interdigital transducer and surface wave filter with symmetric or predeterminable asymmetric transfer characteristic between input and output

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JPS5438741A (en) 1979-03-23

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