专利名称：弹性表面波器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有在压电性基板上形成的叉指换能器的弹性表面波器件。
背景技术：
弹性表面波器件主要用作电子设备中的中频滤波器。作为电子设备，有电视接收机、通信设备、移动电话(CDMA方式等)。弹性表面波器件具有小型轻量的特点，在移动电话中采用，可以有效利用该特点。
然而，移动电话所采用的中频滤波器要求具有低损耗、窄频带并能迅速截止的频率特性。作为实现该种中频滤波器的滤波器，已开发有以叉指换能器(IDT)为基本构成的弹性表面波器件。
该弹性表面波器件为了满足窄频带、能迅速截止的频率特性要求，使用的压电基板采用的是晶体等温度变化引起的振动特性变动小的材料。
我们知道，弹性表面波器件因为利用弹性表面波(SAW)机械振动，所以会产生内部反射波(声反射波、电反射波)。内部反射波对弹性表面波的主波会产生振幅衰减、相位畸变等不良影响。因此，为了减轻反射波对主波的影响，开发了一种技术，调整或修整弹性表面波器件的IDT部分中电极指宽度，使主波的传递方向为规定的方向。该技术例如日本特开昭54-17647号公报所示。
但是，在上述器件中，并未完全消除内部反射波对主波的不良影响。此影响当观察弹性表面波器件的信号通频带传递功能特性时，该特性曲线以基频为中心，呈现为非对称，仍出现有畸变。
在此，对弹性表面波器件中，本发明者尤其关注的固有波与反射波的相位关系进行说明。
图1(A)和图1(C)示出弹性表面波器件主要部分的剖面图。该弹性表面波器件的电极指是λ/16的宽度窄的电极指与3λ/16的宽度宽的电极指组成对。从第1共用电极凸起的的多对电极指与从第2共用电极凸起的多对电极指交替排列。而各电极指之间距离选定为λ/8。
图1(B)示出固有波与向图中左方前进的内部反射波的相位关系。图1(D)示出固有波与向图中右方前进的内部反射波的关系。在图中，设固有波的相位为基本相位，并设从该固有波的矢量相位向顺时针的方向为反射波的相位延迟量。
首先参照图1(A)和图1(B)，说明向图中左侧前进的反射波与固有波的关系。
以任意的弹性表面波激振点P1为基准，设从与该激振点最接近的宽度(λ/16)的电极指的一侧边缘EA反射出的反射波为A，设同样从该电极指的另一侧边缘EB反射出的反射波为B。并以激振点为基准，设通过电极指、从与其相邻的宽度(3λ/16)的电极指的一侧边缘EC反射出的反射波为C，设同样从该电极指的另一侧边缘ED反射出的反射波为D。
反射波A的相位相对激振点的固有波相位，产生0.125λ路径长的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生45°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则((0.125/2)×2)λ∶X＝λ∶360°所以，X＝45°在该式中，(×2)是为了获得往复路径长度用的系数。
而反射波B的相位相对激振点P1处的固有波的相位，产生(0.125+(1/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EB产生倒相((1/2)λ)，所以相对固有波的相位产生270°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则由于{((0.125/2)×2)+((1/16)×2)+(1/2)}λ∶X＝λ∶360°故获得X＝360×(0.1251(1/8)+(1/2))＝270°在上述式子中，(×2)是为了获得往复路径长度用的系数，(1/2)是在边缘EB处的倒相量。
此外，反射波C的相位相对在激振点P1的固有波相位，产生(0.125+(1/8)+(1/4)λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生180°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则因为{((0.125/2)×2)+((1/16)×2)+((1/8)×2)}λ∶X＝λ∶360故获得X＝360×(0.125+(1/8)+(1/4))＝180°在上述式子中，(×2)是为了获得往复路径长度用的系数。
此外，反射波D的相位相对激振点P1处的固有波相位，产生(0.125+(1/8)+(1/4)+(3/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘ED处产生倒相，故相对固有波的相位产生135°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则因为{((0.125/2)×2)+((1/16)×2)+((1/8)×2)+(3/16)×2+(1/2)}λ∶X＝λ∶360，所以获得X＝360×((1/8)+(1/8)+(1/4)+(3/8)+(1/2))＝495°＝135°在上述式子中，(×2)是为了获得往复路径长度用的系数，(1/2)是在边缘ED处的倒相量。
将上述反射波A、B、C、D的矢量合成的结果是对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图1(B)所示，内部反射波A、B、C、D矢量的合成矢量的相位为157.5度。该值与抵消固有波方向的的相位(180°)偏离22.5°。
合成矢量是将反射波A、B、C、D的矢量的垂直座标系的x分量与y分量合成后获得的结果。
下面参照图1(C)、图1(D)，说明向图中右侧前进的反射波与固有波的关系。
以任意的弹性表面波激振点P2为基准，设从与该激振点最接近的宽度(3λ/16)的电极指的一侧边缘EE反射出的反射波为E，设同样从该电极指的另一侧边缘EF反射出的反射波为F。又以激振点为基准，设通过电极指、从与其相邻的宽度(λ/16)的电极指的一侧边缘EG反射出的反射波为G，设同样从该电极指的另一侧边缘EH反射出的反射波为H。
反射波E的相位相对激振点P2的固有波相位，产生0.125λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生45°的相位延迟。
而反射波F的相位相对激振点P2处的固有波的相位，产生(0.125+(3/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EF产生倒相，所以相对固有波的相位产生0°的相位延迟。
此外，反射波G的相位相对在激振点P2的固有波相位，产生(0.125+(3/8)+0.25)λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生270°的相位延迟。
此外，反射波H的相位相对激振点P2处的固有波相位，产生(0.125+(3/8)+0.25+(1/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EH处产生倒相，故相对固有波的相位产生190°的相位延迟。
上述各相位延迟可以用与图1(A)、图1(B)说明时所示的式子相同思路的式子导出。
将上述反射波E、F、G、H的矢量合成后的结果是相对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图1(D)所示，内部反射波E、F、G、H的矢量合成的相位为22.5度。该相位从与固有波相同方向的相位(0°)偏离22.5°。
根据上述结果可知，由于反射波的影响，不能充分获得固有波(主波)向所需方向传播的效率。
因此，本发明的目的在于，提供一种在信号通频带的传递功能特性呈现更良好的特性、且插入损耗也小的弹性表面波器件。
发明的公开为了达到上述目的，(A)本发明是一种具备叉指换能器的弹性表面波器件，该叉指换能器具有在压电性基板上平行形成的第1和第2共用电极、与所述第1共用电极连接并向所述第2共用电极方向延伸的第1分叉电极组，以及与所述第2共用电极连接并向所述第1共用电极方向延伸的第2分叉电极组；构成所述第1分叉电极组的多对电极指与构成所述第2分叉电极组的多对电极指，其成对电极指彼此以λ/2周期相互交错；所述成对的电极指由比λ/8(其中λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指和比λ/8的宽度宽的电极指构成；相对由所述叉指换能器激振的固有波的相位，从任意激振源沿表面波传播方向在λ/2以内距离所含电极指所产生的反射波的合成矢量的相位，具有由nπ-5°≤φ≤nπ+5°(n为自然数)所表示的相位φ。
(B)本发明在上述(A)的器件中，任意电极指与中间夹着该电极指配置的一侧电极指的中心间距离(t1)不同于与另一侧电极指的中心间距离(t2)。
(C)本发明在上述(A)的器件中，其特征在于，所述成对电极指由具有λ/16宽度的宽度窄的电极指和具有0.1465λ≤w≤0.1605λ的宽度w的宽度宽的电极指所构成。
(D)还有，本发明的弹性表面波器件，其特征在于，构成所述第1分叉电极组的多对电极指与构成所述第2分叉电极组的多对电极指，成对电极指彼此相互交错，所述成对电极指包含比λ/8(其中λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指和比λ/8的宽度宽的电极指，所述宽度窄的电极指和宽度宽的电极指的宽度之和比λ/4小，所述窄宽度电极指与宽宽度电极指的宽度及该两个电极指相邻边缘之间的距离之和为3λ/8。
附图的简单说明图1A至D为说明本发明的发明者所关注的弹性表面波器件的动作及特性用的图。
图2所示为本发明弹性表面波器件一实施形态的说明图。
图3A至D所示为说明图2的弹性表面波器件动作原理用的图。
图4A、B所示为图2的弹性表面波器件的频率特性图。
图5所示为本发明的弹性表面波器件的另一实施形态。
图6A至D所示为说明图5的弹性表面波器件的动作原理的图。
图7所示为图5的弹性表面波器件的频率特性图。
实施发明的最佳形态以下参照
本发明的实施形态。
在图2中，11为以晶体为材料的压电性基板，叉指换能器部分12形成在其一个面上。
在叉指换能器部分12，并列并有间隔地配置有第1共用电极13和第2共用电极14。在该第1共用电极13上，连接着向第2共用电极14方向延伸的第1分叉电极组(电极指5a1、5b1、5a2、5b2、5a3、5b3……)。并在第2共用电极14上，连接着向第1共用电极13方向延伸的第2分叉电极组(电极指6a1、6b1、6a2、6b2、6a3、6b3……)。
第1分叉电极组其宽度窄的电极指(带有后缀a的电极指)与宽度宽的电极指(带有后缀b的电极指)组成对，该成对电极指相互留有间隔地重复排列。此外，第2分叉电极组其宽度窄的电极指(带有后缀a的电极指)与宽度宽的电极指(带有后缀b的电极指)也组成对，该成对电极指相互留有间隔地重复排列。
构成第1分叉电极组的成对电极指(5a1、5b1)、(5a2、5b2)、(5a3、5b3)……与构成第2分叉电极组的成对电极指(6a1、6b1)、(6a2、6b2)、(6a3、6b3)……相互交错。作为一个整体，宽度宽的电极指与宽度窄的电极指交替排列。
上述共用电极13、14及分叉电极组由铝(Al)或铝(Al)合金为主体的电极膜构成。
还有，在该实施例中，成对的电极指由比λ/8(其中，λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指5b1、5b2、5b3……、6a1、6a2、6a3……，以及比λ/8的宽度宽或相等的电极指5a1、5a2、5a3……、6b1、6b2、6b3……所构成。还有，在该实施例中，宽度窄的电极指的宽度为λ/16，宽度宽的电极指的宽度为3λ/16。
此外，相邻电极指中心间的距离t1、t2、t1、t2……是对λ/4(在此以该值为基准值)互异的距离。中心间的距离t1相对基准值有正的偏差(比基准值大)，中心间的距离t2相对基准值有负的偏差(比基准值小)。该距离t1、t2重复排列。
即，相邻电极指中心间的距离相对基准值λ/4，以正负偏差交替相互排列。由于该偏差，在IDT内的反射波对固有波的相位延迟量得以调整。而该调整如后面所述，可以将内部反射波的前进方向设定为最符合弹性表面波的主波前进方向的方向。
在本实施例中，t1＝((0.152+(1/8))λt2＝((0.098+(1/8))λt1+t2＝λ/2。又，在这些式子中，0.152λ及0.098λ是电极指相对边缘间的距离，λ/8是相邻电极指的(1/2)宽度的和。因此，将任意一个电极指夹在中间的两侧电极指的中心间距离为λ/2。
上述电极指中心间距离t1、t2是本发明的多个发明人研究结果，作为弹性表面波的主波单方向性最优良状态下能发挥的值而发现的。如果将确定上述t1、t2的值时的思路用一般式子来表示，则如下所示。
设成对电极指之中一个电极指的宽度为w，另一个电极指的宽度为((λ/4)-w)，这两个电极指的中心间距离为x1，则以基本满足如下条件来选择x1
tan{k(x1-(λ/8))}＝1/cos{k((3λ/4)+2w)}(其中，k为频率，表示为k＝2π从)在该状态时，弹性表面波的主波的单方向性为最佳状态。
将上述条件应用于一个电极指的宽度为λ/16、另一电极指的宽度为3λ/16的场合，则使两电极指的中心间距离x2基本满足下式即可tan{k(x2-λ/8)}=2]]>参照图3(A)至图3(D)，说明本实施例的弹性表面波器件的内部反射波与固有波(主波)的相位关系。
图3(A)和图3(C)示出了图2的弹性表面波器件的主要部分的剖面图，图3(B)示出固有波与向图中左方前进的内部反射波的相位关系，图3(D)示出固有波与向图中右方前进的内部反射波的关系。又，在图中，设固有波的相位为基本相位，并设从该固有波的矢量相位向顺时针转的方向为反射波的相位延迟量。
首先参照图3(A)和图3(B)，说明向图中左侧前进的反射波与固有波的关系。
令任意弹性表面波激振点P1为基准，设从与该激振点最接近的宽度λ/16的电极指的一侧边缘EA反射出的反射波为A，设同样从该电极指另一侧边缘EB反射出的反射波为B。再将以激振点为基准，通过电极指，并从与此相邻的宽度3λ/16的电极指的一侧边缘EC反射出的反射波设为C，将从同样的电极指的另一边缘ED反射出的反射波设为D。
反射波A的相位相对激振点的固有波相位，产生0.098λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生35.28°的相位延迟。即，如果设延迟量＝X，则因为((0.098/2)×2)λ∶X＝λ∶360°故获得X＝35.28°在该式子中，(×2)是获得往复路径长度用的系数。
此外，反射波B的相位相对激振点P1处的固有波的相位，产生(0.098+(1/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且边缘EB处发生倒相((1/2)λ)，故相对固有波的相位产生260.28°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则因为{((0.098/2)×2)+((1/16)×2)+(1/2)}λ∶X
＝λ∶360故获得X＝360×(0.098+(1/8)+(1/2))＝260.28°在上述式子中，(×2)是获得往复路径长度用的系数，(1/2)是在边缘EB处的倒相量。
此外，反射波C的相位相对激振点P1处的固有波的相位，产生(0.098+(1/8)+0.304)λ的路径长度的相位延迟要素，相对固有波的相位产生189.72°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则因为{((0.098/2)×2)+((1/16)×2)+(0.152×2)}λ∶X＝λ∶360故获得X＝360×(0.098+(1/8)+0.304)＝189.72°在上述式子中，(×2)是获得往复路径长度用的系数。
此外，反射波D的相位相对激振点P1处的固有波的相位，产生(0.098+(1/8)＋3/8)λ的路径长度的相位延迟要素，又因为在边缘ED产生倒相，故相对固有波的相位，产生144.72°的相位延迟。即，若设延迟量＝X，则因为{((0.098/2)×2)+((1/16)×2)+(0.152×2)+(3/16)×2+(1/2)}λ∶X＝λ∶360所以X＝360×(0.098+(1/8)+0.304+(3/8)+(1/2))＝504.72°＝144.72°在上述式子中，(×2)是获得往复路径长度用的系数。(1/2)是在边缘ED处的倒相量。
将上述反射波A、B、C、D的矢量合成的结果成为对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图3(B)所示，内部反射波A、B、C、D矢量的合成矢量的相位为179.97度，相对固有波的相位大致为反相的关系。
合成矢量是将反射波A、B、C、D的矢量的垂直座标系的x分量与y分量合成后获得的结果。
下面参照图3(C)、图3(D)，说明向图中右侧前进的反射波与固有波的关系。
以任意的弹性表面波激振点P2为基准，设从与该激振点最接近的宽度3λ/16的电极指的一侧边缘EE反射出的反射波为E，设同样从该电极指的另一侧边缘EF反射出的反射波为F。并以激振点为基准，设通过电极指、从与其相邻的宽度λ/16的电极指的一侧边缘EG反射出的反射波为G，设同样从该电极指的另一侧边缘EH反射出的反射波为H。
反射波E的相位相对激振点P2的固有波相位，产生0.098λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生35.28°的相位延迟。
而反射波F的相位相对激振点P2处的固有波的相位，产生(0.098+(3/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EF产生倒相，所以相对固有波的相位产生350.28°的相位延迟。
此外，反射波G的相位相对在激振点P2的固有波相位，产生(0.098+(3/8)+0.304)λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生279.72°的相位延迟。
此外，反射波H的相位相对激振点P2处的固有波相位，产生(0.098+(3/8)+0.304+(1/8))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EH处产生倒相，故相对固有波的相位产生144.72°的相位延迟。
上述各相位延迟可以用与图3(A)、图3(B)说明时所示的式子相同思路的式子导出。
将上述反射波E、F、G、H的矢量合成后的结果是相对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图3(D)所示，内部反射波E、F、G、H的矢量合成的相位为+0.03°，对固有波的相位基本为同相关系。
上述发明是在共用电极13、14上，分别设置由宽度比λ/8窄的电极指和宽度比λ/8宽的电极指组成对的成对电极指的多个组。这里，设共用电极13上设置的成对电极指的多个组为第一组，设共用电极14上设置的成对电极指的多个组为第二组。第一组与第二组的多个成对电极相互交错配置。
其结果是，在整体上，宽度比λ/8窄的电极指与宽度比λ/8宽的电极指交错排列。在上述的发明中，将宽度为λ/16的电极指和宽度为3λ/16的电极指作为成对电极指。通过选定成对电极指的间隔，获得图3(B)、图3(D)所示的矢量特性。
从该图3(B)、图3(D)的矢量特性可知，在上述实施例中，相对弹性表面波的理想传播方向，合成矢量的方向为nπ±0.03°的范围。在此，n为自然数，当固有波与反射波同相时，n为偶数(包括0)，反相时n为奇数。
但本发明并不限于上述数值。
在上述实施例中，在λ/16宽度的电极指和3λ/16宽度的电极指的成对电极之中，选择一个电极指的位置(例如，使3λ/16宽度的电极指偏移)，最终选择电极间隔为0.098λ和0.152λ。在该例中，结果是，相对弹性表面波的理想传播方向，反射波的合成矢量方向为±0.03°的范围。
但即使相对弹性表面波的理想传播方向，反射波的合成矢量方向为±5°的范围，也能获得充分的效果。
在这样的情况下，使λ/16宽度的电极指和3λ/16宽度的电极指的成对电极之中的一方电极指位置发生偏移，在0.152λ±0.007λ和0.098λ-/+0.007λ的范围选择电极间隔即可。
又，上述的符号-/+是减加的意思，以对前面的±号上下选取同序进行表示。
图4(A)所示为使上述弹性表面波器件与外部电路匹配，测定传播特性及群延迟特性的结果。从该特性图可知，传播特性和群延迟特性均具有以基频f0为中心基本对称的特性。
图4(B)所示为使应用本发明做成的弹性表面波器件与外部电路匹配的状态。整个弹性表面波器件FA实际上由图2所示的生成弹性表面波的换能器和接收传播来的弹性表面波并将振动变换成电的换能器所构成。
外部匹配电路由与弹性表面波器件的输入侧和输出侧连接的元件构成。在输入侧，设有连接在信号输入端子，与接地连接端子之间的电感器L12，以及一端与信号输入端子连接的电容器C11。而在输出侧，存在连接在信号输出端子与接地连接端子之间的电感器L22，以及一端与信号输出端子连接的电容器C21。在该例子中，使用由L和C构成的匹配电路，但作为其它的方法，调整弹性表面波器件的阻抗来取得匹配也可以。
又，在实施例中，为了获得弹性表面波的主波的传播方向性的最佳方向性，严密地求出电极指中心间的距离t1、t2。但本发明并不限于该方法。当然也可以根据弹性表面波器件所要求的特性，增加或减少t1、t2的偏差值。
另外在上述实施例中，减窄了图中λ/16宽度的电极指与其左侧电极指的间隔，加宽了图中λ/16宽度的电极指与其右侧电极指的间隔。但并不限于此情况，在使用传播特性与上述压电性基板不同的压电性基板的情况下，上述间隔的窄间隔与宽间隔的配置关系有时会与上述实施例相反。
本发明并不限于上述实施形态。
图5所示为本发明另一实施形态。
11为以晶体为材料的压电性基板，叉指换能器部分12形成在其一个面上。
在叉指换能器部分12，并列并有间隔地配置有第1共用电极13和第2共用电极14。在该第1共用电极13上，连接着向第2共用电极14方向延伸的第1分叉电极组(电极指3a1、3b1、3a2、3b2、3a3、3b3……)。3a3、3b3……未图示。同时在第2共用电极14上，连接着向第1共用电极13方向延伸的第2分叉电极组(电极指4a1、4b1、4a2、4b2、4a3、4b3……)。4a2、4b2、4a3、4b3……未图示。
第1分叉电极组其宽度窄的电极指(带有后缀a的电极指)与宽度宽的电极指(带有后缀b的电极指)组成对，该成对电极指相互留有间隔地重复排列。该重复周期为λ。此外，第2分叉电极组其宽度窄的电极指(带有后缀a的电极指)与宽度宽的电极指(带有后缀b的电极指)也组成对，该成对电极指相互留有间隔地重复排列。该重复周期为λ。
构成第1分叉电极组的成对电极指(3a1、3b1)、(3a2、3b2)、(3a3、3b3)……与构成第2分叉电极组的成对电极指(4a1、4b1)、(4a2、4b2)、(4a3、4b3)……相互交错。作为一个整体，宽度宽的电极指与宽度窄的电极指交替排列。
上述共用电极13、14及分叉电极组由铝(Al)或铝(Al)合金为主体的电极膜构成。
还有，在该实施例中，成对的电极指由比λ/8(其中，λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指3b1、3b2、3b3……、4a1、4a2、4a3……，以及比λ/8的宽度宽的电极指3a1、3a2、3a3……、4b1、4b2、4b3……所构成。还有，在该实施例中，宽度窄的电极指的宽度W1为λ/16，宽度窄的电极指的宽度W2为0.1535λ。
在本实施例中，当设宽度比基准值(λ/8)窄的电极指的宽度为W1，并设宽度比基准值(λ/8)宽的电极指的宽度为W2时，该电极指的宽度值以基本满足下式的条件进行选择。
cos(k·2W2)+sin(k·2W2)＝2-cos(k·2W1)-sin(k·2W1)(式中k表示频率k＝2π/λ)
发明者们经研究结果发现，满足该式子时，弹性表面波的主波表示出最良好的单方向性。
在前面的实施例中，成对电极指的宽度选择λ/16和3λ/16，进行IDT设计。
但在本实施例中，在成对电极指的宽度之和不是λ/4时，根据上述关系式决定宽度宽的电极指的宽度。
参照图6(A)至图6(D)，说明本实施例的弹性表面波器件的内部反射波与固有波(主波)的相位关系。
图6(A)和图6(C)示出图5的弹性表面波器件的主要部分的剖面图，图6(B)示出固有波与向图中左方前进的内部反射波的相位关系，图6(D)所示为固有波与向图中右方前进的内部反射波的关系。同时，在图中， 以固有波的相位为基本相位，从该固有波的矢量向顺时针转表示反射波的相位延迟量。
首先参照图6(A)和图6(B)，说明向图中左侧前进的反射波与固有波的关系。
以任意的弹性表面波激振点P1为基准，设从与该激振点最接近的宽度(λ/16)的电极指的一侧边缘EA反射出的反射波为A，设同样从该电极指的另一侧边缘EB反射出的反射波为B。又以激振点为基准，设通过电极指、从与其相邻的宽度(0.1535λ)的电极指的一侧边缘EC反射出的反射波为C，设同样从该电极指的另一侧边缘ED反射出的反射波为D。
反射波A的相位相对激振点的固有波相位，产生(λ/16)×2的路径长的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生45°的相位延迟。
而反射波B的相位相对激振点P1处的固有波的相位，产生(λ/16)×2+(λ/16)×2的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EB产生倒相，所以相对固有波的相位产生270°即(-90°)的相位延迟。
此外，反射波C的相位相对在激振点P1的固有波相位，产生(1/16)×2+(1/16)×2+0.159×2)λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生204.48°的相位延迟。
此外，反射波D的相位相对激振点P1处的固有波相位，产生(1/8)+(1/8)+0.318+0.307)λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘ED处产生倒相，故相对固有波的相位产生135°的相位延迟。
将上述反射波A、B、C、D的矢量合成的结果是对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图6(B)所示，内部反射波A、B、C、D矢量的合成矢量的相位为179.99度，相对固有波的相位大致为反相的关系。即，振动向图中右方传播。
下面参照图6(C)、图6(D)，说明向图中右侧前进的反射波与固有波的关系。
以任意的弹性表面波激振点P2为基准，设从与该激振点P2最接近的宽度(3λ/16)的电极指的一侧边缘EE反射出的反射波为E，设同样从该电极指的另一侧边缘EF反射出的反射波为F。又以激振点P2为基准，设通过电极指、从与其相邻的宽度(λ/16)的电极指的一侧边缘EG反射出的反射波为G，设同样从该电极指的另一侧边缘EH反射出的反射波为H。
反射波E的相位相对激振点P2的固有波相位，产生(λ/16)×2的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生45°的相位延迟。
而反射波F的相位相对激振点P2处的固有波的相位，产生((1/16)×2+(0.1535×2))λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EF产生倒相，所以相对固有波的相位产生335.52°的相位延迟。
此外，反射波G的相位相对在激振点P2的固有波相位，产生((1/16)×2+0.1535×2+0.159×2)λ的路径长度的相位延迟单元，从而相对固有波的相位产生270°的相位延迟。
此外，反射波H的相位相对激振点P2处的固有波相位，产生((1/16)×2+0.1535×2+0.159×2+(1/16)×2)λ的路径长度的相位延迟单元，并且在边缘EH处产生倒相，故相对固有波的相位产生135°的相位延迟。
将上述反射波E、F、G、H的矢量合成后的结果是相对固有波的内部反射波的相位延迟量。如图6(D)所示，内部反射波E、F、G、H的合成矢量为0.001°，相对固有波的相位是大致同相的关系。
从该图6(B)、图6(D)的矢量特性可知，在上述实施例中，相对弹性表面波的理想传播方向(在图中是右方)，合成矢量的方向在±0.001°的范围。
但本发明并不限于上述数值。
在上述实施例中，使成对电极指之中，λ/16宽度的电极指固定，使宽度宽的电极指的宽度为0.1535λ，并选择这些电极指的间隔为0.159λ。其结果是，相对弹性表面波的理想传播方向，反射波的合成矢量的方向在±0.001°的范围。
但即使相对弹性表面波的理想传播方向，反射波的合成矢量的方向为±5°的范围，也能获得充分的效果。
此情况下，将λ/16宽度的电极指固定，将宽度宽的电极指的宽度选定为(0.1535λ±0.007λ)的范围的值即可。又，成对电极指的各外侧电极指边缘的位置是固定的。
图7所示为与前面的实施例一样，使上述弹性表面波器件与外部电路匹配，测定传播特性和群延迟特性的结果。从该特性图可知，传播特性和群延迟特性均具有以基频f0为中心基本对称的特性。
又，在上述各实施例中，列举了宽度宽的电极指与宽度窄的电极指交替排列的例子，但也可以在换能器的一部分，排列不相同(例如，宽度宽的电极相互相邻配置)。这样可以根据所要求的特性，对固定波、反射波附加权重。
若采用如上所述的本发明的弹性表面波器件，则信号通频带中的传递功能特性呈现更良好的特性，且插入损耗也小。
产业上利用的可能性本发明的弹性表面波器件主要用作电子设备的中频滤波器。作为电子设备，有电视接收机、通信设备、移动电话(CDMA方式等)。本发明的弹性表面波器件具有小型轻量的特征，用于移动电话，可有效利用其特征。
权利要求
1.一种具备叉指换能器的弹性表面波器件，该叉指换能器具有在压电性基板上呈平行状形成的第1和第2共用电极、与所述第1共用电极连接并向所述第2共用电极方向延伸的第1分叉电极组，以及与所述第2共用电极连接并向所述第1共用电极方向延伸的第2分叉电极组，其特征在于，构成所述第1分叉电极组的多对电极指与构成所述第2分叉电极组的多对电极指，其成对电极指彼此以λ/2周期相互交错；所述成对的电极指由比λ/8(其中λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指和比λ/8的宽度宽的电极指构成；相对由所述叉指换能器激振的固有波的相位，从任意激振源沿表面波传播方向在λ/2以内距离所含电极指所产生的反射波的合成矢量的相位，具有由nπ-5°≤φ≤nπ+5°(n为自然数)所表示的相位φ。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波器件，其特征在于，任意电极指与中间夹着该电极指配置的一侧电极指的中心间距离(t1)不同于与另一侧电极指的中心间距离(t2)。
3.根据权利要求1所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述成对电极指由具有λ/16宽度的宽度窄的电极指和具有0.1465λ≤w≤0.1605λ的宽度w的宽度宽的电极指所构成。
4.根据权利要求2所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述宽度窄的电极指与宽度宽的电极指呈交替排列的状态，电极指宽度中心之间的距离以不同的距离t1、t2交替，t1相对基准值(λ/4)有正的偏差，t2相对基准值(λ/4)具有负的偏差。
5.根据权利要求2所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述成对电极指的宽度之和为λ/4。
6.根据权利要求5所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述成对电极指之中，一电极指的宽度为λ/16，另一电极指的宽度为3λ/16。
7.根据权利要求5所述的弹性表面波器件，其特征在于，若设构成所述成对电极指的一电极指的宽度为w，另一电极指的宽度为(λ/4)-w，这两条电极指的中心间距离为x1，则选择x1要基本满足下式条件tan{k(x1-(λ/8))}＝1/(cos{k((3λ/4)+2w)}(式中k是频率，表示k＝2π/λ)
8.根据权利要求5所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述成对电极指之中，一电极指的宽度为λ/16，另一电极指的宽度为3λ/16，该两条电极指的中心间距离x2满足下式tan{k(x2-λ/8)}=2]]>
9.一种具备叉指换能器的弹性表面波器件，该叉指换能器具有在压电性基板上呈平行状形成的第1和第2共用电极、与所述第1共用电极连接并向所述第2共用电极方向延伸的第1分叉电极组，以及与所述第2共用电极连接并向所述第1共用电极方向延伸的第2分叉电极组，其特征在于，构成所述第1分叉电极组的多对电极指与构成所述第2分叉电极组的多对电极指，其成对电极指彼此相互交错；所述成对电极指包括比λ/8(其中λ为成为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指和比λ/8的宽度宽的电极指；所述宽度窄的电极指和宽度宽的电极指的宽度之和比λ/4小；所述宽度窄的电极指和宽度宽的电极指的宽度及该两个电极指相邻边缘间的距离之和为3λ/8。
10.根据权利要求9所述的弹性表面波器件，其特征在于，所述宽度窄的电极指的宽度为λ/16。
11.根据权利要求9所述的弹性表面波器件，其特征在于，设构成所述成对电极指的一电极指的宽度为w1、另一电极指的宽度为w2时，选择所述w1、w2要基本满足下式cos(k·2w2)+sin(k·2w2)＝2-cos(k·2w1)-sin(k·2w1)(式中k表示频率k＝2π/λ)
12.根据权利要求10所述的弹性表面波器件，其特征在于，构成所述成对电极指的一电极指的宽度为λ/16，另一电极指的宽度为0.1535λ。
全文摘要
一种弹性表面波器件,其信号通频带中的传递功能特性呈现更良好的特性,且插入损耗也小。多对电极指构成第一分叉电极组5a1、5b1、5a2、5b2、5a3、5b3……。多对电极指构成第二分叉电极组6a1、6b1、6a2、6b2、6a3、6b3……。各组多对电极指彼此交替交错。成对电极指包含比λ/8(其中λ为作为工作中心频率的弹性表面波的波长)的宽度窄的电极指和比λ/8的宽度宽的电极指,相邻的所述电极指的中心间距离对λ/4互异。
文档编号H03H9/145GK1338147SQ00803024
公开日2002年2月27日 申请日期2000年9月28日 优先权日1999年10月18日
发明者水户部整一 申请人:东芝株式会社