(57)【要約】【課題】励振電極間に浮き電極を配置した一方向性ＳＡＷ変換器及びそれを用いたＳＡＷデバイスにおいて、従来の浮き電極の構造では反射効率が悪く一方向性が損なわれてしまうという問題がある。【解決手段】  約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極４を配置した基本区間と、約λ／１０の幅を有する浮き電極Ｓ１、Ｓ２を中心間距離がλ／２となるように順番に配置すると共に浮き電極Ｓ１とＳ２を短絡した基本区間とを連結し、前記スプリット電極４を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記浮き電極Ｓ１の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるように配置する。【選択図】    図１
2005268962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、
前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、
第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、
第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、
前記第１及び第２の基本区間を連結した部分を少なくとも１つ含んでおり、
前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴とする一方向性弾性表面波変換器。
【請求項２】
圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、
前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、
第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、
第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、
第３の基本区間は、約λ／４の幅を有する第３及び第４の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置したものであり、
前記第１及び第２の基本区間を連結した部分と、前記第１及び第３の基本区間を連結した部分とを少なくとも１つ含んでおり、
前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極、又は前記第３の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴とする一方向性弾性表面波変換器。
【請求項３】
圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、
前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、
第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、
第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、
第３の基本区間は、約λ／４の幅を有する第３及び第４の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置したものであり、
第４の基本区間は、前記正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極であって前記第１の基本区間と正負の配列を反転したものであり、
第５の基本区間は、前記スプリット電極の電極指配列位置を維持しつつ正電極指のみ或いは負電極指のみで構成したものであり、
前記第１、第４及び第５の基本区間のうち少なくとも２つの基本区間を含むと共に、前記第２及び第３の基本区間のうち少なくとも一方の基本区間と連結されており、
前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極、又は前記第３の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴とする一方向性弾性表面波変換器。
【請求項４】
前記第１又は第４又は第５の基本区間の電極周期と、前記第２の基本区間の電極周期と、前記第３の基本区間の電極周期とを互いに異ならせたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項５】
前記スプリット電極の正電極指及び負電極指は、λ／８±λ／４０の幅を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項６】
前記第１及び第２の浮き電極は、λ／１０±λ／２０の幅を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項７】
前記第３及び第４の浮き電極は、λ／５以上λ／４以下の幅を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項８】
前記スプリット電極において、弾性表面波の伝搬方向に沿って前記正電極指と前記負電極指の交差幅方向に重み付けが施されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項９】
前記第１乃至第４の浮き電極において、弾性表面波の伝搬方向に沿って前記浮き電極の長さ方向に重み付けが施されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項１０】
前記圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３を用いたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器を用いた弾性表面波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に浮き電極を備えた一方向性弾性表面波変換器及びそれを用いた弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波（以下、ＳＡＷと称す）デバイスは通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられる。画像等のデータ通信の需要増により、携帯電話に用いられるＩＦフィルタにはより広帯域で低リップル、急峻な減衰傾度が要求されている。このような厳しい仕様を満たすフィルタとしてはトランスバーサルＳＡＷフィルタが最も適している。
【０００３】
図８は従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタを示したものである。圧電基板１０１の主表面上にＳＡＷの伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極１０２、１０３を所定の間隔をあけて配置すると共に、該ＩＤＴ電極１０２、１０３の間に入出力端子間の直達波を遮蔽するためのシールド電極１０４を配置する。前記ＩＤＴ電極１０２、１０３は互いに間挿し合う複数の電極指を有する一対のくし形電極より構成されており、ＩＤＴ電極１０２の一方のくし形電極を入力端子ＩＮに接続すると共に他方のくし形電極は接地し、ＩＤＴ電極１０３の一方のくし形電極を出力端子ＯＵＴに接続すると共に他方のくし形電極を接地している。また、基板端面からの不要な反射波を抑圧するために、圧電基板１０１の長辺方向（ＳＡＷの伝搬方向）の両端に吸音材１０５を塗布している。
【０００４】
しかしながら、図８に示すようなくし形電極を正、負、正と順番に並べた所謂シングル（ソリッド）型のＩＤＴ電極の場合、ＳＡＷは伝搬方向に沿って左右に等しく伝搬するためフィルタの挿入損失が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
この問題を解決すべく、特許第２０８５０７２号公報、特許第２９８４５２３号公報、特許第３３４５６０９号公報に開示されているような反射バンク型と呼ばれる内部に浮き電極を配置した一方向性ＳＡＷ変換器が考えられた。図９は前記反射バンク型一方向性ＳＡＷ変換器を示したものである。一方向性ＳＡＷ変換器１１１は、バスバー１１２から伸長する正電極指とバスバー１１３から伸長する負電極指を交互に配置したシングル電極１２０と、前記バスバー１１２、１１３のどちらにも電気的に接続されていない開放型の浮き電極１２１から構成されている。弾性表面波の基本波長をλとした時、シングル電極１２０の正電極指と負電極指の中心間距離と、浮き電極１２１の隣り合う電極指の中心間距離をそれぞれλ／２としている。そして、浮き電極１２１の位置をシングル電極１２０の中心からλ／２だけ離れた位置からλ／８だけ右側にずらすことにより、図中左側に強くＳＡＷが励振する一方向性変換器として動作し挿入損失の劣化を防ぐことができる。
【０００６】
ただし、前述のようにシングル電極１２０をλ／２の周期で配置すると、該シングル電極１２０においてＳＡＷの反射が重畳してしまうという問題があった。ＳＡＷの反射が重畳すると理想的な一方向性変換器としての機能が損なわれ、フィルタの反射帯域の下端周
波数、もしくは上端周波数のどちらか一方で強い反射が生じて伝達応答が非対称となってしまい、中心周波数に対し対称な伝達応答が求められるトランスバーサルＳＡＷフィルタにおいて問題となっていた。
【０００７】
そこで、図１０に示すようなスプリット電極を用いた一方向性ＳＡＷ変換器が考えられた。一方向性ＳＡＷ変換器１３１は、バスバー１３２から伸長する２本の正電極指とバスバー１３３から伸長する２本の負電極指を交互に配置したスプリット電極１４０と、前記バスバー１３２、１３３のどちらにも電気的に接続されていない開放型の浮き電極１４１から構成されている。また、スプリット電極１４０の正電極指と負電極指の中心間距離と、浮き電極１４１の隣り合う電極指の中心間距離をλ／２としている。そして、浮き電極１４１の位置を隣接するスプリット電極の正電極指の中心位置からλ／２だけ離れた位置からλ／８だけ右側にずらすことにより、図中左側に強くＳＡＷが励振する一方向性ＳＡＷ変換器として動作し、対称な伝達応答を得ることができる。
【０００８】
ところで、図１０に示すスプリット電極１４０の電極指の幅は励振効率が最も高いλ／８で形成されるが、スプリット電極１４０と浮き電極１４１との間隔Ｇが零に近づくと、近接効果により間隔Ｇに隣接する電極端のＳＡＷの反射が急激に小さくなり一方向性変換器としての機能が大きく損なわれる。そのため、間隔Ｇは少なくともλ／１６以上の間隔が必要であり、その結果、間隔Ｇに隣接する浮き電極Ｆ１の幅をλ／４以下にする必要があった。
【０００９】
ここで、前記開放型の浮き電極の幅と反射効率の関係について調べた。図１１は圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３を用い、電極膜厚を波長換算値で０．２５％λとした時の開放型の浮き電極の幅と反射効率の関係を示している。なお、横軸に電極幅の波長換算値を、縦軸に反射効率を表すモード結合理論のモード間結合係数κ１２'の半値κ１２'／２を示している。同図から明らかなように、開放型の浮き電極の反射効率の大きさ｜κ１２'／２｜は電極幅を大きくするほど高まる傾向にあり、電極幅を０．４λとした時に｜κ１２'／２｜≒０．０１０もの高い反射効率が得られる。その一方で、電極幅を０．２５λ以下としてしまうと反射効率が半減してしまうことが分かる。従って、スプリット電極に隣接する浮き電極Ｆ１の幅をλ／４以下にしなければならないという設計上の制約がある以上、開放型の浮き電極では十分な反射効率が得られず一方向性が損なわれしまうという問題があった。
【００１０】
また、間隔Ｇを１λ以上離して配置すれば浮き電極Ｆ１の幅の制限はなくなるが、減衰傾度が急峻な伝達応答を得るためにはスプリット電極１４０と浮き電極１４１がある程度隣接しなければならない。また、スプリット電極と浮き電極の間隔を１λ以上広くあけてしまうとチップサイズの増大も避けられないという問題が生じる。
【００１１】
一方、特開平１１−２４３３２４号公報において、励振電極間に配置した浮き電極のうち、一部の浮き電極の方向性を残りの浮き電極の方向性と逆方向にした一方向性ＳＡＷ変換器が開示されている。図１２に該一方向性ＳＡＷ変換器の簡略図を示す。一方向性ＳＡＷ変換器１５１は、バスバー１５２から伸長する正電極指２本、バスバー１５３から伸長する負電極指２本を一対としたスプリット電極１６１と、バスバー１５２、１５３に電気的に接続されていない複数の電極指同士を接続した短絡型の浮き電極１６２、１６３を備えている。なお、前記スプリット電極１６１の電極指幅及び電極指間隔をλ／８とし、前記浮き電極１６２、１６３の電極指幅及び電極指間隔をλ／４としている。また、浮き電極１６２の位置をスプリット電極１６１の周期的な中心位置よりＡ方向に約λ／８だけシフトすると共に、浮き電極１６３の位置をＡ方向とは逆のＢ方向に約λ／８だけシフトしている。このように、変換器内において方向性の異なる浮き電極を配置して反射波と励振波の位相を同相にしたり逆相にしたりすることで、通過帯域から阻止域にかけての減衰量の変化を急峻なものとし選択度を高めた一方向性ＳＡＷ変換器が開示されている。
【００１２】
しかしながら、前記一方向性ＳＡＷ変換器は浮き電極１６２、１６３の電極指幅をλ／４としている為、スプリット電極１６１と浮き電極１６２、１６３との間隔が狭くなってしまい反射効率が劣化してしまう問題があった。また、短絡型の浮き電極における電極幅と反射効率の関係が見出されておらず最適な電極幅を解明する必要があった。
【特許文献１】特許第２０８５０７２号公報
【特許文献２】特許第２９８４５２３号公報
【特許文献３】特許第３３４５６０９号公報
【特許文献４】特開平１１−２４３３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の解決しようとする問題点は、スプリット電極間に浮き電極を配置した一方向性ＳＡＷ変換器及びそれを用いたＳＡＷデバイスにおいて、従来の浮き電極の構造では反射効率が劣化してしまい一方向性が損なわれ、また、スプリット電極と浮き電極との間隔を１λ以上広げてしまうとチップサイズが大型になってしまう点である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係る一方向性ＳＡＷ変換器及びそれを用いたＳＡＷデバイスの請求項１に記載の発明は、圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、前記第１及び第２の基本区間を連結した部分を少なくとも１つ含んでおり、前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、第３の基本区間は、約λ／４の幅を有する第３及び第４の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置したものであり、前記第１及び第２の基本区間を連結した部分と、前記第１及び第３の基本区間を連結した部分とを少なくとも１つ含んでおり、
前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極、又は前記第３の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、圧電基板上に配置して弾性表面波素子を構成するための弾性表面波変換器であって、前記弾性表面波変換器は、励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えており、第１の基本区間は、約λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極を配置したものであり、第２の基本区間は、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡したものであり、第３の基本区間は、約λ／４の幅を有する第３及び第４の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置したものであり、第４の基本区間は、前記正電極指２本及び負電極指２本を一対としたスプリット電極であって前記第１の基本区間と正負の配列を反転したものであり、第５の基本区間は、前記スプリット電極の電極指配列位置を維持しつつ正電極指のみ或いは負電極指のみで構成したものであり、前記第１、第４及び第５の基本区間のうち少なくとも２つの基本区間を含むと共に、前記第２及び第３の基本区間のうち少なくとも一方の基本区間と連結されており、前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極、又は前記第３の浮き電極の中心位置との間隔が３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記第１又は第４又は第５の基本区間の電極周期と、前記第２の基本区間の電極周期と、前記第３の基本区間の電極周期とを互いに異ならせたことを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記スプリット電極の正電極指及び負電極指は、λ／８±λ／４０の幅を有していることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記第１及び第２の浮き電極は、λ／１０±λ／２０の幅を有していることを特徴としている。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記第３及び第４の浮き電極は、λ／５以上λ／４未満の幅を有していることを特徴としている。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、前記スプリット電極において、弾性表面波の伝搬方向に沿って前記正電極指と前記負電極指の交差幅方向に重み付けが施されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記第１乃至第４の浮き電極において、弾性表面波の伝搬方向に沿って前記浮き電極の長さ方向に重み付けが施されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、前記圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３を用いたことを特徴としている。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の一方向性弾性表面波変換器を用いた弾性表面波デバイスであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一方向性ＳＡＷ変換器及びそれを用いたＳＡＷデバイスは、正電極指２本と負電極指２本を一対としたスプリット電極からなる基本区間と、約λ／１０の幅を有する第１及び第２の浮き電極を中心間距離がλ／２となるように順番に配置し第１及び第２の浮き電極を短絡した基本区間とを連結して構成されており、前記スプリット電極を構成する正電極指２本、又は負電極指２本の中心位置と前記第１の浮き電極の中心位置との間隔を３λ／８±ｎλ／２（但し、ｎ＝０，１，２，３，・・・）となるようにしたので、高い反射効率が得られ一方向性が改善され、またスプリット電極と浮き電極の間隔を広げる必要がないのでチップサイズを小型にできるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る一方向性ＳＡＷ変換器の一部を示している。一方向性ＳＡＷ変換器１は、圧電基板上に励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えている。本実施例では、バスバー２より伸長する正電極指Ｔ１、Ｔ２とバスバー３より伸長する負電極指Ｔ３、Ｔ４を一対とするスプリット電極４と、前記バスバー２、３のどちらにも接続されていない電極Ｓ１、Ｓ２同士を電気的に接続した短絡型の浮き電極５を基本区間とし、これらの基本区間を連結した構造となっている。なお、本実施例では圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を用いている。
【００２７】
前記スプリット電極４の電極指Ｔ１〜Ｔ４の幅及び間隔をいずれもλ／８とし、前記浮き電極５の電極Ｓ１、Ｓ２の幅をλ／１０、中心間距離をλ／２としている。そして、前記スプリット電極４の負電極指Ｔ３とＴ４の中心位置と浮き電極５の電極Ｓ１の中心位置との間隔が３λ／８となるように、浮き電極５をλ／８だけ左方向にシフトさせている。
【００２８】
図２は、前記短絡型の浮き電極５の電極Ｓ１、Ｓ２の幅と反射効率の関係を示している。なお、横軸に電極幅の波長換算値を、縦軸に反射効率を表すモード結合理論のモード間結合係数κ１２'の半値κ１２'／２を示しており、電極膜厚を０．２５％λとしている。同図から明らかなように、短絡型の浮き電極５は電極幅を小さくするほど反射効率が高まる傾向にある。特に電極幅を０．１λとした時には｜κ１２'／２｜≒０．００９もの高い反射効率が得られている。
【００２９】
このように、本実施例の一方向性ＳＡＷ変換器は、短絡型の浮き電極の幅を小さくするほど反射効率が高まることを見出し、短絡型の浮き電極５の電極Ｓ１、Ｓ２の幅をλ／１０と小さくした。その結果、間隔Ｇを１λ以上離してチップサイズを大型にすること無く高い反射効率が得られる。また、浮き電極５の位置を左方向にλ／８シフトさせることで、浮き電極５を透過する波と反射する波が互い干渉し合い、左方向のＳＡＷの励振は強くなり右方向のＳＡＷの励振が弱くなるので一方向性が実現できる。
【００３０】
以上では、浮き電極５の電極Ｓ１、Ｓ２の幅をλ／１０としたが、λ／１０±λ／２０の範囲内であれば十分な反射効率が得られ一方向性が改善される。
【００３１】
また、図１ではスプリット電極の右隣に短絡型の浮き電極を配置した構造を示したが、図３に示すようにスプリット電極の左隣に短絡型の浮き電極を配置してもよい。この場合は、スプリット電極１４の正電極指Ｔ１とＴ２の中心位置と浮き電極１５の電極Ｓ３の中心位置との間隔が３λ／８となるように、浮き電極１５を右方向にλ／８だけシフトさせる。なお、一方向性ＳＡＷ変換器１１においては、右方向のＳＡＷの励振は強くなり左方向のＳＡＷの励振が弱くなる。
【００３２】
図４は、本発明に係る一方向性ＳＡＷ変換器を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタの入力側ＩＤＴ電極の一部を示している。ＩＤＴ電極２１は、λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本のスプリット電極からなる基本区間Ａ、前記基本区間Ａの正負の配列を逆にして励振位相を反転させた基本区間Ｂ、前記基本区間Ａの電極指配列位置を維持しつつ片側のバスバーから伸長する電極指のみで構成しＳＡＷの励振を行わない基本区間Ｃ、λ／１０の幅を有する短絡型の浮き電極を図中右側にλ／８だけシフトさせた基本区間Ｄ、λ／１０の幅を有する短絡型の浮き電極を図中左側にλ／８だけシフトさせた基本区間Ｅを１λとして複数連結して構成している。
【００３３】
図４のように、方向性の異なる浮き電極を内部に配置することで、フィルタの通過帯域から阻止域にかけての減衰量を急峻にでき、電極に励振及び反射の重み付けを施すことにより伝達応答の高性能化が実現できる。なお、前記電極部Ａ〜Ｅの配置方法は、コンピューターによる遺伝的アルゴリズム(ＧＡ)を用いて最適化問題を解くことで求めている。
【００３４】
図５は、本発明の第２の実施例に係る一方向性ＳＡＷ変換器を示している。一方向性ＳＡＷ変換器３１は、圧電基板上に励起される弾性表面波の波長λに相当する幅を有した基本区間を複数個連結した構成を備えている。本実施例では、バスバー３２より伸長する正電極指Ｔ５、Ｔ６とバスバー３３より伸長する負電極指Ｔ７、Ｔ８を一対とするスプリット電極３４と、前記バスバー３２、３３に接続されておらず電気的に短絡状態にある電極Ｓ５、Ｓ６からなる短絡型の浮き電極３５と、前記バスバー３２、３３に接続されておらず電気的に開放状態にある電極Ｏ１、Ｏ２からなる開放型の浮き電極３６を基本区間として複数連結した構造となっている。なお、本実施例においては圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板を用いている。
【００３５】
前記スプリット電極３４の電極指Ｔ５〜Ｔ８の幅及び間隔をいずれもλ／８とし、前記短絡型の浮き電極３６の電極Ｓ５、Ｓ６の幅をλ／１０、中心間距離をλ／２とし、前記開放型の浮き電極３５の電極Ｏ１、Ｏ２の幅をλ／４、中心間距離をλ／２としている。そして、前記スプリット電極３４の正電極指Ｔ５、Ｔ６の中心位置と前記浮き電極３５の電極Ｓ５及び前記浮き電極３６の電極Ｏ１の中心位置との間隔が３λ／８となるように、浮き電極３５、３６を図中右方向にλ／８だけシフトさせている。
【００３６】
本実施例の特徴は、λ／１０の幅を有する短絡型の浮き電極３５とλ／４の幅を有する開放型の浮き電極３６を配置したことである。前述の如く、スプリット電極３４に隣接する電極Ｓ５、Ｏ１の幅はλ／４以下という制限があり、その制限の中で最も反射効率が得られるλ／４の幅を有する開放型の浮き電極と、λ／１０の幅を有する短絡型の浮き電極を配置することで一方向性を高めている。また、開放型の浮き電極と短絡型の浮き電極は反射係数が反転しているので、浮き電極３５と浮き電極３６の方向性は逆になり反射の位相が反転するので、通過帯域から阻止域にかけての減衰量が急峻になる。
【００３７】
以上では、短絡型の浮き電極３５の幅をλ／１０、開放型の浮き電極３６の幅をλ／４としたが、短絡型の浮き電極３５の幅をλ／１０±λ／２０、開放型の浮き電極３６の幅をλ／５以上λ／４以下の範囲内とすれば反射効率が十分得られ一方向性が高まる。
【００３８】
また、一方向性ＳＡＷ変換器においては、基本区間の電極周期を各々異ならすことによりフィルタを高性能化する手法が多用されており、本発明の一方向性ＳＡＷ変換器においても適用することは可能である。図６に示すＩＤＴ電極４１は、λ／８の幅を有する正電極指２本及び負電極指２本のスプリット電極で形成した基本区間Ａ、前記基本区間Ａの正負の配列を逆にして励振位相を反転させた基本区間Ｂ、前記基本区間Ａの電極指配列位置を維持しつつ片側のバスバーから伸長する電極指のみで構成しＳＡＷの励振を行わない基本区間Ｃ、λ／１０の幅を有する短絡型の浮き電極を図中右側にλ／８だけシフトさせた基本区間Ｄ、λ／４の幅を有する開放型の浮き電極を図中右側にλ／８だけシフトさせた基本区間Ｅを１λとして複数連結して構成されている。なお、基本区間Ａ、Ｂ、Ｃの電極周期をλｓ、基本区間Ｄの電極周期をλｄ、基本区間Ｅの電極周期をλｅとし、λｓ≠λｄ≠λｅとしている。
【００３９】
前記ＩＤＴ電極４１は、隣り合う基本区間の電極周期が異なる場合において最隣接する電極指の中心間距離を補正している。即ち、基本区間ＡとＤの最隣接する電極指同士の中心間距離をλｓ／８＋λａ／８とし、基本区間ＡとＥの最隣接する電極指同士の中心間距離をλｓ／８＋λｂ／８としている。このようにすることでＳＡＷの励振の連続性が保たれ、より低損失な特性が得られる。
【００４０】
以上では、スプリット電極の幅をλ／８としたが、実際に製造する上では電極幅をλ／８に一致させることは困難であり、製造ばらつきを考慮するとλ／８±λ／４０の範囲内であれば特性上問題ない。
【００４１】
また、図７に示す一方向性ＳＡＷ変換器５１のようにスプリット電極の交差幅及び浮き電極の電極指の長さをＳＡＷの伝搬方向に沿って変化させた所謂アポダイズ重み付けを施したり、各電極指の延長上に各電極指の先端に生じる空隙を埋めるようなダミー電極５２を設けてもよい。
【００４２】
これまで圧電基板に１２８°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムを用いた一方向性ＳＡＷ変換器及びそれを用いたＳＡＷデバイスについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧電基板に水晶、タンタル酸リチウム、四硼酸リチウム、ランガサイト等に用いた場合にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る一方向性ＳＡＷ変換器を説明する図である。
【図２】本発明に係る一方向性ＳＡＷ変換器の短絡型の浮き電極の幅と反射効率の関係を示す。
【図３】本発明の第１の実施例に係る別の一方向性ＳＡＷ変換器を説明する図である。
【図４】本発明に係る一方向性ＳＡＷ変換器を用いたトランスバーサルＳＡＷフィルタのＩＤＴ電極の一部を示す。
【図５】本発明の第２の実施例に係る一方向性ＳＡＷ変換器を説明する図である。
【図６】本発明に係る電極周期を異ならせた基本区間を連結して構成したＩＤＴ電極の一部を示す。
【図７】本発明に係るアポダイズ重み付けを施した一方向性ＳＡＷ変換器を示す。
【図８】従来のトランスバーサルＳＡＷフィルタを示す。
【図９】従来の反射バンク型一方向性ＳＡＷ変換器を示す。
【図１０】従来の励振電極にスプリット電極を用いた一方向性ＳＡＷ変換器を示す。
【図１１】開放型の浮き電極の幅と反射効率の関係を示す。
【図１２】従来の浮き電極の方向性を異ならせた一方向性ＳＡＷ変換器を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１、１１、２１、３１、４１、５１：一方向性ＳＡＷ変換器（ＩＤＴ電極）
２、３、３２、３３：バスバー
４、３４：スプリット電極
５、３５：短絡型の浮き電極
３６：開放型の浮き電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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