(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波基板上に入力すだれ状電極及び出力すだれ状電極が配置された弾性表面波装置において、
弾性表面波の伝播路を少なくとも２個以上有し、
前記各伝播路に少なくとも４個以上のすだれ状電極が配置され、そのうち各々組みとなる２個のすだれ状電極の幾何学的位相差Φｍを０度または１８０度から外し、それぞれのすだれ状電極を独立に他方の伝播路に配置したすだれ状電極に接続し、それぞれの接続点には電気素子を接続せず、組みとなるそれぞれ２個のすだれ状電極群は相対する入力電極または出力電極に対し対称に配置されて、片方の伝播路における前記電極群への入力信号が他方の伝播路に伝達する際に所望の方向により強く弾性表面波を放射させるように構成したことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍだけ隔てる手段としてソリッド型のグループ型電極を用いたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍだけ隔てる手段としてスプリット型のグループ型電極を用いたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１記載の弾性表面波装置において、前記幾何学的位相差Φｍを９０度としたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項記載の弾性表面波装置を通信装置のフィルタ部に用いたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置に係り、特に外部移相回路を必要としない低損失の弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の低損失型弾性表面波装置は、例えばIEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS 533頁 B. R. Potterらにより報告されているように、グループ型一方向性電極では、外部に移相回路を必要としていた。
【０００３】
図８は、従来のグループ型弾性表面波装置の概略構成図である。１個の伝播路上にＩすだれ状電極９とＱすだれ状電極１０が同図に示すように配置されており、１１は電気的位相器である。２個のすだれ状電極９，１０の幾何学的位相差Φｍならびに電気的位相Φｃはともに９０度としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
グループ型一方向性電極は比較的広帯域に方向性がとれる、位相特性が良好である等の利点を有するが、外部に移相回路を必要とする。その他に、内部反射型一方向性電極の手法を用いると外部移相回路は不要であるが、位相特性が劣化しやすい等の欠点を有する。また、基板の弾性定数の非対称性を利用するN-SPUDT(Natural Single Phase Unidirectional Transducer)という方法も有るが、基板が比較的高価で、相対するすだれ状電極では反対の方向性が出るため、一般的には方向性が劣化する、電極構造が複雑となる等の欠点を有する。
【０００５】
前述のように従来のグループ型一方向性では、外部に電気的な移相回路を必要とするという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、基本的にはグループ型一方向性電極の利点を残し、かつ外部に移相回路を必要としない弾性表面波装置及びそれを用いた通信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、弾性表面波基板上に入力すだれ状電極及び出力すだれ状電極が配置された弾性表面波装置において、
弾性表面波の伝播路を少なくとも２個以上有し、
前記各伝播路に少なくとも４個以上のすだれ状電極が配置され、そのうち各々組みとなる２個のすだれ状電極の幾何学的位相差Φｍを０度または１８０度から外し、それぞれのすだれ状電極を独立に他方の伝播路に配置したすだれ状電極に接続し、それぞれの接続点には電気素子を接続せず、組みとなるそれぞれ２個のすだれ状電極群は相対する入力電極または出力電極に対し対称に配置されて、片方の伝播路における前記電極群への入力信号が他方の伝播路に伝達する際に所望の方向により強く弾性表面波を放射させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍだけ隔てる手段としてソリッド型のグループ型電極を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍだけ隔てる手段としてスプリット型のグループ型電極を用いたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記幾何学的位相差Φｍを９０度としたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の手段は、前記第１の手段ないし第４の手段のうちのいずれか記載の弾性表面波装置を通信装置のフィルタ部に用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。弾性表面波基板１上に表面波の伝播路を２個設け、第１の伝播路にＩ1 すだれ状電極２とＱ1 すだれ状電極３を配置し、第２の伝播路にＩ2 すだれ状電極４、Ｑ2 すだれ状電極５を配置している。
【００１４】
電極間距離をＬ、弾性表面波音速をＶ、周波数をｆとしたとき、幾何学的位相差Φｍは
Φｍ＝２πｆＬ／Ｖ
で求められる。０度、１８０度以外の幾何学的位相差Φｍ分だけ離して前記Ｉ1 すだれ状電極２とＱ1 すだれ状電極３、ならびにＩ2 すだれ状電極４とＱ2 すだれ状電極５が配置されている。本実施形態では幾何学的位相差Φｍを９０度としている。
【００１５】
同図に示すように第１の伝播路のＩ1 すだれ状電極２は第２の伝播路のＱ2 すだれ状電極５に、第１の伝播路のＱ1 すだれ状電極３は第２の伝播路のＩ2 すだれ状電極４に接続されている。
【００１６】
本実施形態のように幾何学的位相差Φｍを９０度にすれば、第２の伝播路の入射波側の方向では、Ｉ1 すだれ状電極２からＱ2 すだれ状電極５を通ってくる波と、Ｑ1 すだれ状電極３からＩ2 すだれ状電極４を通ってくる波は同相となり、逆方向に伝搬する波では、Ｉ1 すだれ状電極２からＩ2 すだれ状電極４を通ってくる波と、Ｑ1 すだれ状電極３からＱ2 すだれ状電極５を通ってくる波の位相差は２Φｍ＝１８０度となり相殺される。幾何学的位相差Φｍが９０度以外では原理的には逆方向に波が伝搬するが、方向性が充分な条件では低損失性も保持される。
【００１７】
図１に示されているように、Ｉ1 すだれ状電極２の近傍に入力補助電極６が、Ｉ2 すだれ状電極４の近傍に順方向出力補助電極７が、Ｑ2 すだれ状電極５の近傍に逆方向出力補助電極８が、それぞれ配置されている。このような構成をとることにより、外部の移相器を設けなくても方向性をとることができる。
【００１８】
図２は、本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。この実施形態は、２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍ（９０度）だけ隔てる手段としてソリッド型のグループ型電極を用いた例である。
【００１９】
表面波の伝播路を２個設け、第１の伝播路にＩ1 すだれ状電極１２とＱ1 すだれ状電極１３を配置し、第２の伝播路にＩ2 すだれ状電極１４、Ｑ2 すだれ状電極１５を配置している。そして第１の伝播路のＩ1 すだれ状電極１２は第２の伝播路のＱ2 すだれ状電極１５に、第１の伝播路のＱ1 すだれ状電極１３は第２の伝播路のＩ2 すだれ状電極１４に接続されている。
【００２０】
Ｉ1 すだれ状電極１２とＱ1 すだれ状電極１３の間に共通電極としてのミアンダ電極１６が、Ｉ2 すだれ状電極１４とＱ2 すだれ状電極１５の間に共通電極としてのミアンダ電極１７が、それぞれ配置されている。
【００２１】
図３は、第２実施形態に係る弾性表面波装置の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。電極対数を調整して、伝播路間の信号伝達は損失の少ないように設定した。尚、より広帯域な特性が必要な場合は、上下の電極間の配線にインダクタンス等を挿入することにより、対応可能である。弾性表面波基板は１２８度Ｙ−Ｘ LiNb03を用い、シミュレーションツールとしては等価回路モデルを用いている。同図に示すようにシミュレーション結果では、充分な方向性が得られている。
【００２２】
図４は、この第２実施形態に係る弾性表面波装置における周波数実測特性図である。図３と図４を比較すると明らかなように、第２実施形態に係る弾性表面波装置はシミュレーション程ではないが充分な方向性が得られている。この実施形態に係る弾性表面波装置は、ミアンダ電極２２，２３の配線を太くでき、そこでの導体損失を減らすことができる。
【００２３】
図５は、本発明の第３実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。この実施形態は、２個のすだれ状電極を幾何学的位相差Φｍ（９０度）だけ隔てる手段としてスプリット型のグループ型電極を用いた例である。
【００２４】
表面波の伝播路を２個設け、第１の伝播路にＩ1 すだれ状電極１８とＱ1 すだれ状電極１９を配置し、第２の伝播路にＩ2 すだれ状電極２０とＱ2 すだれ状電極２１を配置している。そして第１の伝播路のＩ1 すだれ状電極１８は第２の伝播路のＱ2 すだれ状電極２１に、第１の伝播路のＱ1 すだれ状電極１９は第２の伝播路のＩ2 すだれ状電極２０に接続されている。
【００２５】
Ｉ1 すだれ状電極１８とＱ1 すだれ状電極１９の間に共通電極としてのミアンダ電極２２が、Ｉ2 すだれ状電極２０とＱ2 すだれ状電極２１の間に共通電極としてのミアンダ電極２３が、それぞれ配置されている。
【００２６】
図６は、第３実施形態に係る弾性表面波装置の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。弾性表面波基板は１２８度Ｙ−Ｘ LiNb03を用い、シミュレーションツールとしては等価回路モデルを用いている。同図に示すようにシミュレーション結果では、充分な方向性が得られ、また帯域外の抑圧度が大きい。この実施形態に係る弾性表面波装置を用いれば、帯域外抑圧度を向上させることができる
図７は、本発明の第４実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。この実施形態では表面波の伝播路を２個設け、第１の伝播路にＩ1 すだれ状電極２４、Ｉ1 すだれ状電極２６、Ｑ1 すだれ状電極２５、Ｑ1 すだれ状電極２７の４個のすだれ状電極を配置している。また第２の伝播路にＩ2 すだれ状電極２８、Ｉ2 すだれ状電極３０、Ｑ2 すだれ状電極２９、Ｑ2 すだれ状電極３１の４個のすだれ状電極を配置している。そのうち各々組みとなる２個のすだれ状電極の幾何学的位相差Φｍは９０度となっている。
【００２７】
各電極の接続関係は図に示すようになっており、それぞれのすだれ状電極を独立に他方の伝播路に配置したすだれ状電極に接続し、組みとなるそれぞれ２個のすだれ状電極群は相対する入力電極または出力電極あるいは中間段の電極に対し対称に配置されている。そしてこれら一方向性電極を、入力すだれ状電極３２と出力すだれ電極３３の両側にそれぞれ配置している。
【００２８】
この実施形態に係る弾性表面波装置を用いれば、弾性表面波エネルギーを閉じ込め、低損失化を図ることができる。
【００２９】
本発明の弾性表面波装置は、例えば携帯電話などの通信装置のフィルタ部に用いることができ、弾性表面波装置の回路が簡略化される共に、低損失で帯域外特性が良好であるため、通信装置の小形化、高性能化が図れる。
【００３０】
前記実施形態では弾性表面波の伝播路を２個設けた場合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、伝播路を３個以上設ける弾性表面波装置にも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば外部移相回路を用いず、方向性の良好な一方向性電極が得られ、回路の簡略化と、通信装置の小形化、高性能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の周波数シュミレーション特性図である。
【図４】本発明の第２実施形態にに係る弾性表面波装置の周波数実測特性図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る弾性表面波装置の周波数シュミレーション特性図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成図である。
【図８】従来の弾性表面波装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  弾性表面波基板
２、１２、１８、２４、２６  Ｉ1 すだれ状電極
３、１３、１９、２５、２７  Ｑ1 すだれ状電極
４、１４、２０、２８、３０  Ｉ2 だれ状電極
５、１５、２１、２９、３１  Ｑ2 すだれ状電極
６  入力補助電極
７  順方向出力補助電極
８  逆方向出力補助電極
１６、１７、２２、２３  ミアンダ電極
３２、３３  すだれ状電極
【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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