Coaxial cable
4.3 SiO 2 / LiNbO 3 構造 SAW フィルタの比較評価
4.3.2 TCF の比較
表4.2にTCFの比較に用いたSAWフィルタの仕様，図4.4にTCFの比較を示す．両SAWフィルタとも対数N
= 22, 伝搬路長L = 0.2 mmである．SiO2皮膜ありはTCFSiO2 = -13.1 ppm/℃となり皮膜なしTCFwithoutfilm =
-75.6 ppm/℃に比べてTCFが5.8倍改善した．また，4.5に示すように測定結果はTCFの計算値と一致している．
表4.2 TCFの比較に用いたSAWフィルタ
SAW
SiO2Thickness HSiO2(µm)
Al Thickness HAl(µm)
Wavelength λ(µm)
Overlap length W (mm)
without film —
0.12 15.6 7.8
SiO2 film 3.7
4.3 SiO2 / LiNbO3 構造SAWフィルタの比較評価 39
0 20 40 60 80
Temperature [ ° C]
-5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000
F re q u e n cy S h ift D f/ f
0[ p p m ]
without film -75.6 ppm/
°C
-13.1 ppm/ h/
l=0.237
°C
図4.4 TCFの比較
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Normalized Film Thickness h/ -80
-60 -40 -20 0 20 40 60
T C F (p p m / C )
h/
=0.237 Calculated TCF
(Metallized surface)
without film
: Measured TCF
SiO2 film
図4.5 TCF計算値と基準温度における傾きより求めた測定値との比較
40 第4章 SiO2 /LiNbO3 構造SAWフィルタの基礎検討
4.3.3 遅延時間の比較
表4.3に遅延時間の比較に用いたSAWフィルタの仕様，表4.4に遅延時間の比較, 図??に出力波形の比較を示す．
両SAWフィルタとも対数N = 22,伝搬路長L = 0.2 mmである．
SiO2皮膜ありの遅延時間は皮膜なしと比較して26 ns増加したが出力波形はほとんど変化していない．一般的に SiO2皮膜したSAWフィルタの位相速度は遅くなるため，遅延時間は大きくなると予測される．しかしながら本測定 では，SAWフィルタの個体差ためSiO2皮膜したSAWフィルタの遅延時間の方が小さくなったと考えられる．
表4.3 遅延時間の比較に用いたSAWフィルタ
SAW
SiO2Thickness HSiO2(µm)
Al Thickness HAl(µm)
Wavelength λ(µm)
Overlap length W (mm)
without film —
0.12 15.6 7.8
SiO2 film 3.7
表4.4 遅延時間の比較
SAW Rise（ns） Fall （ns) Total （ns)
without film 66 76 142
SiO2 film 58 58 116
図4.6 出力波形の比較
4.4 まとめ 41
4.3.4 絶縁性能の比較
表4.5に絶縁性能の比較に用いたSAWフィルタの仕様，図4.7に絶縁性能の比較を示す．両SAWフィルタとも対 数 N = 22,伝搬路長L = 0.2 mmである．SiO2皮膜なしのSAWフィルタはVDC= 1090 VでIDTが絶縁破壊さ れ，SiO2皮膜ありのSAWフィルタはVDC= 1350 VでIDTが絶縁破壊された．したがって，SiO2皮膜により絶縁 性能は1.24倍向上した．これは，SiO2の絶縁破壊電界（200 kV/cm）が空気の絶縁破壊電界（30 kV/cm）よりも大 きいため，絶縁性能が向上したと考えられる．
表4.5 絶縁性能の比較に用いたSAWフィルタ
SAW
SiO2Thickness HSiO2(µm)
Al Thickness HAl(µm)
Wavelength λ(µm)
Overlap length W (mm)
without film —
0.12 15.6 7.8
SiO2 film 1.0
(b) SiO
2皮膜あり (a) SiO
2皮膜なし
図4.7 絶縁性能の比較
4.4 まとめ
本章では, 挿入損失, TCF, 遅延時間,絶縁性能の4点においてSiO2 / LiNbO3 構造SAWフィルタの基礎検討を 行った．挿入損失と遅延時間においてSiO2皮膜の有無はほとんど影響はなかった．TCFにおいては SiO2皮膜より 5.8倍改善し，絶縁性能においては1.24倍向上した．以上の結果より提案システムにSiO2/ LiNbO3 構造SAWフィ ルタを採用することは有効な手法であることを明らかにした．
43
第 5 章
SAW フィルタのパターン設計
44 第5章 SAWフィルタのパターン設計
5.1 まえがき
本章では提案システムにさらに適したSAWフィルタのパターン設計について述べる．提案システムの実用化に向け てSAWフィルタのさらなる性能向上は必須と考える．先行研究では使用する周波数帯域と伝搬路長について検討した が，未だ検討していない課題や第３章で述べた単相３レベルインバータの動作検証により新たに生じた課題がある．そ こで本研究では，各SAWフィルタの中心周波数間の狭小化，伝搬路長の短縮，インピーダンスマッチングの改善を検 討し新たなSAWフィルタのパターン設計を行った．