(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板に、該圧電基板上で電極指が互いに交叉して対向するように設けた入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極と、前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極間に所定の開口長を有した第１のグレーティング反射器と、前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極の弾性表面波伝搬方向の両側に所定の開口長を有した第２のグレーティング反射器とを配置した弾性表面波装置において、
前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極の交叉長は、前記第２のグレーティング反射器の開口長よりも小さくし、かつ、第１のグレーティング反射器の開口長と同じか若しくはそれ以上にしたことを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電基板上に入力用交叉指電極と出力用交叉指電極を形成した２ポート共振子型の弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２ポート共振子型の弾性表面波装置においては、例えば、図５のような電極構造となっている。即ち、圧電基板１０の表面に入力用交叉指電極２０及び出力用交叉指電極３０を、また、入出力用交叉指電極２０，３０の間に入出力用交叉指電極２０，３０間で各電極からの電磁波による干渉で発生する直達波を防止するためのグレーティング反射器６０，７０を、さらに、入出力用交叉指電極２０，３０の弾性表面波伝搬方向の両側に弾性表面波のエネルギーを閉じこめるグレーティング反射器４０，５０を各々配設していた。
【０００３】
このような弾性表面波装置においては、励起された弾性表面波がグレーティング反射器４０，５０，６０，７０で反射して完全にエネルギーを閉じ込めるために入出力用交叉指電極２０，３０の交叉長Ｗとグレーティング反射器４０，５０，６０，７０の開口長Ｗ0を等しくするか、グレーティング反射器４０，５０，６０，７０の開口長Ｗ0を交叉長Ｗよりも長くすることが一般的に行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した弾性表面波装置の電極構造では、入出力用交叉指電極２０，３０の交叉長Ｗの方向に1次の横モードのみならず２次以上の高次横モードの振動エネルギーが閉じ込められており、この高次横モードの偶数次の振動モードにおける電荷は、入出力用交叉指電極２０，３０内で相殺されるが、奇数次の振動モードによる電荷は相殺されることがなく、フィルタ特性にスプリアスとして現れるという問題点があった。
【０００５】
かかる問題点を解決するために、入力用及び出力用交叉指電極２０，３０の交叉長Ｗを小さくすると低次横モードのみ励振され、交叉幅Ｗを大きくすると、複数の高次横モードが励振されるという特性を利用して、できる限り、交叉幅Ｗを小さくすることにより、高次横モードをカットオフすることも行われていた。
【０００６】
しかしながら、このような入出力用交叉指電極２０，３０の交叉長Ｗを小さくすることは、高次横モードの振動を抑圧するだけでなく１次の基本モードの振動を抑圧することになり、通過帯域の挿入損失が劣化するという欠点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、高次横モードによるスプリアスを抑圧すると共に、１次の基本モードの抑圧を防止して通過帯域の挿入損失を防止した弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明の弾性表面波装置は、圧電基板に、該圧電基板上で電極指が互いに交叉して対向するように設けた入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極と、前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極間に所定の開口長を有した第１のグレーティング反射器と、前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極の弾性表面波伝搬方向の両側に所定の開口長を有した第２のグレーティング反射器とを配置した弾性表面波装置において、前記入力用交叉指電極及び前記出力用交叉指電極の交叉長は、前記第２のグレーティング反射器の開口長よりも小さくし、かつ、第１のグレーティング反射器の開口長と同じか若しくはそれ以上にした構成とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極の交叉長を、第２のグレーティング反射器の開口長よりも小さくしたために、高次横モードの振動が入力用交叉指電極内及び出力用交叉指電極内で相殺されることになり、これにより、高次横モードの振動によるスプリアスを防止することができる。
【００１０】
また、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極の交叉長は、第１のグレーティング反射器の開口長と同じか若しくはそれ以上にしたために、通過帯域内の挿入損失を劣化させない弾性表面波装置が提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における２ポート共振子型の弾性表面波装置を説明する平面図である。図１において弾性表面波装置Ａは、圧電基板１の主面に、入力用交叉指電極２及び出力用交叉指電極３が、また、入力用及び出力用交叉指電極２，３間に第１のグレーティング反射器Ｐが、さらに、入力用及び出力用交叉指電極２，３の両側には第２のグレーティング反射器Ｑが弾性表面波の伝搬方向に配設されている。
【００１２】
入力用交叉指電極２は互いに噛み合う一対の櫛歯状電極指２ａ，２ｂからなり、例えば、一方の櫛歯状電極指２ａは外部回路ｓと接続し、ここより入力信号を発している。また、他方の櫛歯状電極指２ｂは外部回路の接地電位tと接続している。なお、櫛歯状電極指２a，２ｂが弾性表面波伝搬方向で互いに噛み合う交叉長をＷ1としている。
【００１３】
出力用交叉指電極３は互いに噛み合う一対の櫛歯状電極指３ａ，３ｂからなり、例えば、一方の櫛歯状電極指３ａは外部回路の接地電位ｕと接続している。また、他方の櫛歯状電極指３ｂは外部回路ｖと接続し、ここから弾性表面波による出力信号を発している。なお、櫛歯状電極指３ａ，３ｂの交叉長は入力用交叉指電極２と同じ長さとしている。
【００１４】
第１のグレーティング反射器Ｐは入力用交叉指電極２に隣接した弾性表面波伝搬方向右側にグレーティング反射器６が配置されており、また、グレーティング反射器６の弾性表面波伝搬方向隣にはグレーティング反射器７が配設されている。なお、各グレーティング反射器６，７の開口長はＷ２としている。このように、第１のグレーティング反射器Ｐは入力用及び出力用交叉指電極２，３間に設けられ、主に入力用及び出力用交叉指電極２，３間で電磁的結合により生じる直達波を防止するために設けられている。なお、グレーティング反射器６は入力側の端子とし、グレーティング反射器７は出力側の端子としても利用することができる。
【００１５】
第２のグレーティング反射器Ｑは入力用交叉指電極２の弾性表面波伝搬方向と逆側に隣接したグレーティング反射器４と出力用交叉指電極３の弾性表面波伝搬方向に隣接したグレーティング反射器５で構成されている。各グレーティング反射器４，５間で入力用及び出力用交叉指電極２，３からの振動エネルギーを閉じ込めるように作用する。なお、各グレーティング反射器４，５の開口長はＷ３としている。
【００１６】
ここで、入力用及び出力用交叉指電極２，３の交叉長Ｗ１は、第２のグレーティング反射器４，５の開口長Ｗ３よりも小さくし、第１のグレーティング反射器６，7の開口長Ｗ２と等しいかそれ以上に形成していることが本発明の特徴である。上述の圧電基板１は所定カット角、所定伝搬方向となるように切断処理された水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、さらに、所定伝搬方向となるように分極処理されたＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＺ（ジルコン酸鉛）等から成る。
【００１７】
また、入力用及び出力用交叉指電極２，３、グレーティング反射器４，５，６，７は、例えば、アルミニウム薄膜からなり、その厚みは０．１〜１μｍで所定のパターンに被着形成されている。また、各一対の櫛歯状電極指２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの電極指幅及び間隔は、例えば、弾性表面波の波長λに対して１／４λとなっている。
【００１８】
次に本発明の弾性表面波装置Ａにおける動作について図１，２を用いて説明する。本発明の弾性表面波装置Ａは、外部回路ｓを通じて入力用交叉指電極２の櫛歯状電極指２ａに入力された信号による圧電作用により励振されて生じた弾性表面波がグレーティング反射器６，７を介して櫛歯状電極指２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと垂直な圧電基板１の表面上の方向に伝搬して出力用交叉指電極３まで至り、これにより生じた弾性表面波は、グレーティング反射器４，５間で振動エネルギーが外部に漏れずに閉じこめられることになる。
【００１９】
そして、出力用交叉指電極３に弾性表面波が入射すると、その弾性表面波の振幅に比例した電圧が出力用交叉指電極に発生し、所定のフィルタ特性に応じた信号が櫛歯状電極指３ｂから抽出されて外部回路ｖより出力される。
【００２０】
この場合、図２（ａ）に示すように、入力用及び出力用交叉指電極２，３の交叉長Ｗ１を第２のグレーティング反射器Ｑの開口長Ｗ３よりも小さくした場合には、１次の横モード分布における励振領域２１はそのままで、高次横モードの奇数次横モード分布において励振領域２２が正負の両領域で存在するようになるため、正（＋）領域と負（−）領域の振動が相殺しあい、奇数次横モードの励振領域２２は抑圧されることになる。
【００２１】
しかしながら、入力用及び出力用交叉指電極２，３の交叉長Ｗ1を第２のグレーティング反射器Ｑの開口長Ｗ3と等しくした場合には、図２（ｂ）に示すように高次の横モード分布における励振領域２２は負（−）領域の振動が残ることになる。この励振領域２２がスプリアスとして外部回路ｖに現れることになる。
【００２２】
一方、入力用及び出力用交叉指電極２，３の交叉長Ｗ１を第２のグレーティング反射器Ｑの開口長Ｗ３よりもさらに小さくした場合には高次横モードの振動が抑圧できて不要なスプリアスを抑制することができるが、本発明の良好な実施形態として第１のグレーティング反射器Ｐの開口長Ｗ２と等しいかそれ以上とする方が良い。これにより、１次の横モードの振動が抑圧されることなく、通過帯域の挿入損失が劣化するのを防止できる。
【００２３】
従って、奇数次横モードの励振領域を相殺するためには、本発明者が誠意検討の結果、入力用及び出力用交叉指電極２，３の交叉長Ｗ１を、第２のグレーティング反射器Ｑの開口長Ｗ３よりも小さくすることが良く、さらに、通過帯域の挿入損失が劣化するのを防止するためには第１のグレーティング反射器Ｐの開口長Ｗ２と等しいか、それ以上とすることが必要であることを見出した。
【００２４】
【実施例】
次に本発明の作用効果を確認するために、図１の構造において本発明の実施例を示す。圧電基板１としては２７．５°ＳＴカットの水晶基板を用い、その表面に入力用交叉指電極２、出力用交叉指電極３、第２のグレーティング反射器４，５，第１のグレーティング反射器６，７を弾性表面波伝搬方向に沿って形成した。これにより、中心周波数３６０ＭＨｚの２ポート共振子型の弾性表面波装置を製作した。入力用交叉指電極２、出力用交叉指電極３、第２のグレーティング反射器４，５，第１のグレーティング反射器６，７は、具体的には圧電基板１に電極材料であるアルミニウムを真空蒸着で膜厚０．３６μｍで形成した後、フォトプロセスで所定パターンを形成しＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で不要部を除去し、レジスト剥離して電極を形成した。この場合、電極指周期Ｌ＝８．５４μｍとし、入出力用交叉指電極の交叉長Ｗ１はＷ１＝１４０μｍとした。また、第１のグレーティング反射器６，７の開口長Ｗ２と第２のグレーティング反射器４，５の開口長Ｗ３はＷ２＝１３０μｍ、Ｗ３＝１８０μｍである。以上の構成で２ポート共振子型の弾性表面波装置を２素子並列接続したものを２段縦続接続して実験した結果を図３に示す。
【００２５】
これより、通過帯域外の阻止域(高周波側)で高次横モードによる不要なスプリアス（図３ではａ、ｂ）を抑制でき良好な特性が得られた。
【００２６】
比較例１として入出力用交叉指電極２，３の開口長Ｗ1を第１のグレーティング反射器６，７の開口長Ｗ2と第２のグレーティング反射器４，５の開口長Ｗ3を等しくした以外は実施例と同じ構成で実験した。その結果を図４に示す。
これより通過帯域外の高周波側に高次横モードに起因する不要なスプリアス（図４ではｃ、ｄ）が生じ、実用には不適な特性であった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極間に第１のグレーティング反射器を配置し、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極の両側に第２のグレーティング反射器を配設する構造において、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極の交叉長は、前記第２のグレーティング反射器の開口長よりも小さくした構成としたために、１次横モード以外の高次横モードの振動が入力用交叉指電極内及び出力用交叉指電極内で相殺されることになり、これにより、高次横モードの振動によるスプリアスを防止することができる。
【００２８】
また、入力用交叉指電極及び出力用交叉指電極の交叉長は、第１のグレーティング反射器の開口長と同じか若しくはそれ以上にしたために、通過帯域内の挿入損失を劣化させず、通過帯域内は低損失で阻止域は高減衰の弾性表面波装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置の平面図である。
【図２】本発明の弾性表面波装置において発生する横モードを説明する図である。
【図３】本発明のフィルタ特性を示す特性図である。
【図４】本発明の比較例のフィルタ特性を示す特性図である。
【図５】従来の弾性表面波装置を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ：弾性表面波装置
１：圧電基板
２：入力用交叉指電極
３：出力用交叉指電極
Ｐ：第１のグレーティング反射器
Ｑ：第２のグレーティング反射器
４〜７：グレーティング反射器
【図１】
0004339970.tif 000002
【図２】
0004339970.tif 000003
【図３】
0004339970.tif 000004
【図４】
0004339970.tif 000005
【図５】
0004339970.tif 000006