CN101312338A - 谐振器、振荡器和通信装置 - Google Patents

Abstract

一种谐振器，使并列谐振器中各谐振器元件的结构和作用在各谐振器元件振动部的应力相等而谋求提高Q值。提供一种使用该谐振器的滤波器和通信装置。隔着空间具有下部电极(26)、(27)和振动部(24)的多个谐振器元件(21)并列连接，使多个谐振器元件(21)配置成为闭合系统，并使多个谐振器元件(21)的振动部(24)连续而形成一体。

Description

谐振器、振荡器和通信装置

技术领域

本发明涉及利用机械谐振的谐振器、使用该谐振器的振荡器和具备该振荡器的通信装置。

背景技术

随着近年来无线通信技术的发展，要求利用无线通信技术的通信机器小型化和重量轻。对于以前难于小型化的RF信号处理部分则使用半导体所使用的微细加工技术，并利用制作微细机械结构的微型机电系统(MEMS)技术。

其一就有利用机械谐振的机械谐振器。利用该机械谐振器的滤波器、振荡器、混频器等RF元件由于能小型并集成化，所以期待应用于通信领域。专利文献1、2中公开了机械谐振器的技术。

专利文献1：日本特开2006-33740号公报

专利文献2：美国专利第6249073号说明书

在利用谐振器例如制作振荡器时，需要插入损失少且谐振器的Q值高。由于机械谐振器的阻抗高，所以需要把相同的谐振元件并列连接，即进行并列化来降低阻抗，但由并列化而谐振器的Q值降低。

作为利用机械振动而使并列谐振器的Q值下降的原因能举出下面两个。(1)是并列谐振器内各个单位谐振器元件的特性有偏差(2)是振动部的动能通过支承部向基板漏损。该(2)在单体的谐振器也是一样。说明上述的两个原因。

详述(1)的原因。为了减少机械谐振器的插入损失则需要把相同的谐振器元件并列化以降低阻抗。在把单位谐振器并列化时一般如图25所示那样，考虑把多个谐振器元件配列成纵横阵列状来进行并列化。图25A、图25B所示的并列谐振器1就是把图26所示的单位谐振器元件2配列成阵列状的结构。

如图26所示，谐振器元件2在基板3上形成输入电极(所谓的输入信号线)4和输出电极(所谓的输出信号线)5，相对输入输出电极4、5而经由空间6配置中空支承的振动部(所谓梁)7。振动部7的两端由配线层9上的支承部8(8A、8B)所支承，形成与输入输出电极4、5交叉。如图25A、图25B所示，并列谐振器1在共同基板3上阵列状配列了多个谐振器元件2(参照图26)，把每一行振动部7的支承部8A、8B由具有导电性的台座9连接，把最终端的台座9按每各行连接而把各个振动部7共通地连接。向振动部7供给DC偏压V。另一方面，把与振动部7交叉配置的输入电极4之间、输出电极5之间共通连接。

图25的结构中，各个谐振器元件2若看其谐振特性，则在阵列状的外周部和中心部产生谐振频率的偏差。作为产生谐振频率偏差的原因有两点：作用在振动部(所说的振动部7)上的应力与在中心部和外周部的应力是不同的、在谐振器元件2的制造处理中容易在阵列的中心部与外周部产生膜厚度(特别是振动部的膜厚度)等结构上的偏差。

这样，当在并列谐振器1内在波数上有分布，则与单体的谐振器相比Q值降低。为了防止并列化时的Q值降低则需要减少并列谐振器内的谐振频率偏差。但在阵列状配置谐振器元件2时，难于消除作用在振动部的应力的不同和谐振器元件在结构上的偏差等。

详述(2)的原因。为了提高谐振器的Q值，使振动部分的动能不向基板漏损是重要的。在阵列状配列的谐振器元件2中，各振动部7以与相邻的谐振器元件2的振动部7分离的形态支承在支承部8(8A、8B)上(参照图25B)。因此，各谐振器元件2振动的动能的一部分通过支承部8(8A、8B)向基板3侧漏损，使Q值降低。

发明内容

本发明鉴于上述点而提供一种使各谐振器元件的结构和作用在各谐振器元件的应力相等而谋求提高Q值的并列化的谐振器。

本发明提供一种使用上述谐振器的振荡器和具备该振荡器的通信装置。

本发明的谐振器把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，并使多个谐振器元件的振动部连续而形成一体。

本发明的谐振器在把多个谐振器元件连接的并列谐振器中把多个谐振器元件配置成闭合系统，并通过使多个谐振器元件的振动部连续而形成一体而使各谐振器元件的结构相同，使作用在各谐振器元件振动部的应力相等。

本发明的振荡器使用谐振器的结构是，该谐振器把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，并使多个谐振器元件的振动部连续而形成一体。

本发明的振荡器由于使用把多个谐振器元件配置成闭合系统并使多个谐振器元件的振动部连续而形成一体的并列谐振器，所以使并列谐振器中各谐振器元件的结构相同，使作用在各谐振器元件振动部的应力相等，能得到优良的谐振器特性。

本发明的通信装置在具备用于频率转换的振荡电路的通信装置中，作为振荡器而使用：把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，并使多个谐振器元件的振动部连续而形成一体的振荡器。

本发明的通信装置由于作为振荡器而使用由上述并列谐振器构成的振荡器，所以能得到优良的特性。

根据本发明的谐振器，能提供Q值高的并列谐振器。

根据本发明的振荡器，能提供频率稳定性高的振荡器。

根据本发明的通信装置，能提供可得到优良振荡器特性且可靠性高的通信装置。

附图说明

图1A、图1B是表示本发明实施例的谐振器所适用的单位谐振器元件一例的平面图及其A-A线上的剖面图；

图2是表示本发明谐振器第一实施例的概略平面图；

图3是图2谐振器主要部分的放大图；

图4是第一实施例谐振器的沿图2的B-B线上的剖面图；

图5A、图5B是把本实施例的圆环状并列谐振器与阵列状并列谐振器进行比较的谐振特性图；

图6是表示本发明谐振器第二实施例的概略平面图；

图7A、图7B是表示本发明谐振器第三实施例的概略平面图和其单位谐振器元件的剖面图；

图8A、图8B是表示本发明谐振器第四实施例主要部分的概略平面图和其单位谐振器元件多边形的环状的模式图；

图9A、图9B、图9C是表示本发明谐振器实施例的谐振器所适用的单位谐振器元件其他例的平面图及其C-C线上的剖面图；

图10A、图10B是表示本发明谐振器第五实施例的概略平面图和主要部分的放大图；

图11是第五实施例谐振器的剖面图(沿图10B的D-D线上的剖面图)；

图12是从本发明振动部一体连续的支承用伸出部的立体图；

图13A、图13B是表示本发明谐振器第六实施例的概略平面图和主要部分的放大图；

图14A、图14B、图14C是表示本发明谐振器第七实施例的概略平面图和主要部分的放大图；

图15是表示本发明谐振器所适用的振动部支承方法一例的结构图；

图16是表示本发明谐振器所适用的振动部支承方法其他例的结构图；

图17是表示本发明谐振器所适用的振动部支承方法又其他例的结构图；

图18是表示本发明振动部支承机构一例的结构图；

图19是表示本发明振动部支承机构其他例的结构图；

图20是表示本发明振动部支承机构又其他例的结构图；

图21A、图21B是供说明具有曲率形成的振动部的平面图及其主要部分的立体图；

图22是供说明本发明的四个支架的Q值的曲线；

图23是供说明本发明的六个支架的Q值的曲线；

图24是表示本发明通信装置实施例的电路图；

图25A、图25B是表示阵列状并列谐振器的例的概略平面图及其剖面图；

图26是表示图26并列谐振器的单位谐振器元件的例的剖面图。

符号说明

21单位谐振器元件  22基板  23支承部  24环状振动部(梁)  25空间  26输入电极  27输出电极  28配线层31、55、56、59、61谐振器  63支承部  64支承用伸出部  57单位谐振器元件  71、72、73谐振器

具体实施方式

以下使用附图说明本发明的实施例。

首先使用图1A、图1B说明构成本实施例谐振器的单体谐振器元件的结构和动作原理。本实施例中作为对象的谐振器元件是微米级、纳米级的微小谐振器元件。本实施例作为一例所示的谐振器元件21是机械谐振器元件，包括：由两端的支承部23中空地保持在基板22上的成为振子的振动部(所谓梁)24、与上述同样地经由空间25而与振动部24交叉地固定在基板22上并成为下部电极的输入电极(所谓的输入信号线)26和输出电极(所谓的输出信号线)27。支承部23形成得与基板22上的导电性台座28连接。

该谐振器元件21通过从输入电极26输入的信号而使被施加有直流(DC)偏压V的振动部24受到静电力的外力，振动部24以固有谐振频率产生振动。该振动经由微小的空间25作为信号而向输出电极27传递。该谐振器元件21是利用2次模挠曲振动的谐振器元件。

图2～图4表示本发明谐振器即所谓并列谐振器的第一实施例。同图表示概略结构，图2是本谐振器整体的平面图，图3是谐振器中单位谐振器元件的平面图，图4是单位谐振器元件几个部分的剖面图(图3的B-B线上的剖面)。

本实施例的谐振器31在基板22上把多个上述的谐振器元件21配置成闭合形状，且使多个谐振器元件21的振动部24连续而形成一体。基板22至少由形成有下部电极的表面具有绝缘性的基板所形成。例如能使用半导体基板上形成有绝缘膜的基板和绝缘性玻璃基板等。并列内的所有谐振器元件21相对闭合系统的中心被配置成点对称的环状，本例被配置成圆形的环状。这时，闭合形状的连续一体化的振动部24被形成圆形的环状。

换言之，多个谐振器元件21被配列成振动部24中振动的波腹、波节交替并列的一列圆形。

各谐振器元件21的输入电极26与圆形振动部24的内侧或外侧，本例是内侧形成的同心圆状的配线(与所谓输入电极26一起成为输入信号线)41连接。各谐振器元件21的输出电极27与圆形振动部24的外侧或内侧，本例是外侧形成的同心圆状的配线(与所谓输出电极27一起成为输出入信号线)42连接。从输入侧的同心圆状配线41向内侧延长地导出电极焊盘即所谓的输入端子t1，从输出侧的同心圆状配线42向外侧延长地导出电极焊盘即所谓的输出端子t2。

圆形闭合的振动部24形成得使振动的波腹与波腹、波节与波节的间隔成为一定。该圆形闭合的振动部24的长度是振动的波长的整数倍。即振动部24形成为使振动的波腹和波节都是偶数，且波腹和波节是同数地连接成圆形的形状。

连续一体化的振动部24的支承部23被形成在振动的波节处。如图4所示，本实施例把支承部23设置在隔着单位谐振器元件的输入电极26和输出电极27的两侧，即每隔振动的一个波节设置。图4因为是概略图，所以省略了与图1所示的支承部23连接的台座28。只要能得到振动部24的强度，即只要使振动部24不与下部电极26、27接触，则支承部23就并不限定于每隔一个波节，也可以每个各波节上或每隔二个波节以上来设置。

本实施例的谐振器31由把图1的单位谐振器元件21例如24个环状连接成圆形构成。

根据第一实施例的谐振器31，由于把谐振器元件21环状配置成圆形，所以被并列化的谐振器31整体与单位谐振器元件21的位置关系是对于所有的谐振器元件21相同，难于产生谐振器元件21结构上的偏差。且作用在各单位谐振器元件21的振动部24的应力也全部相等。因此，各个谐振器元件的特性偏差被抑制，能抑制随着并列化的Q值的降低，能得到与单位谐振器同等的Q值。

如图2所示，由于配置成环状的多个谐振器元件21的振动部24连续地形成一体，所以对振动的波腹的数量的支承部23的数量变少，通过支承部23向基板22侧漏损的振动的动能变少。即，向基板侧漏损的动能的一部分有助于邻接的谐振器元件21的振动。

由于把多个谐振器元件相对圆的中心成点对称地配置成圆形的环状，所以与振动部24连续一体的结构相辅相成而谐振器31整体以高次模振动，动能向邻接的谐振器元件21传递，整体上能减少向基板22侧漏损的动能。这样，能提高并列谐振器的Q值。

由于振动部24的长度是振动波长的整数倍，所以能使谐振器31以高次模振动。由于把振动部24的支承部23设置在振动的波节处，所以能进行高次模的振动。

图5把第一实施例的圆环状并列谐振器31与图26比较例的阵列状并列谐振器1的谐振特性进行比较表示。图5A是第一实施例并列谐振器31的谐振特性a、图5B是比较例并列谐振器1的谐振特性b。图5A是使用把谐振器元件的并列数设定为32个的试样时的特性、图5B是使用把谐振元件的并列数设定为30个的试样时的特性。在为了减少谐振波峰的插入损失而并列化的情况下，在阵列状的并列化中有波峰裂缝产生，Q值降低，产生Q值大幅度的偏差(参照图5B)。在本实施例的环状并列化中波峰裂纹几乎消失，Q值降低和Q值的偏差被大幅度减少(参照图5A)。

图6表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第二实施例。本实施例的谐振器55在每个振动的波节上配置支承部23。除了支承部23之外其他的单位谐振器元件21的输入电极26、输出电极27和振动部24等的结构与图2、图4的第一实施例相同，因此，在与图4对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。支承部23也可以以每三个以上的振动波节进行配置。

根据第二实施例的谐振器55，由于在振动的所有波节上配置了支承部23，所以谐振模被限定，所以Q值的精度高。其他的则与所述第一实施例有同样的效果。

图7A、图7B表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第三实施例。本实施例的谐振器56作为下部电极仅形成了输出电极27，隔着各输出电极27地即在振动部24的每个振动波节上(相当于是每隔振动的一个波腹)配置支承部23。本实施例在通过支承部23向振动部24施加DC偏压V并且输入有输入信号。这时，支承部23(或振动部24)兼作输入电极。第三实施例通过由一个输出电极27和两支承部23保持的振动部24来形成单位谐振器元件57，并把多个单位谐振器元件57配置成圆形的环状。其他的振动部24等的结构与图2、图4的第一实施例相同，因此，在与图4对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。

第三实施例的谐振器56也与所述第一实施例有同样的效果。

图8A、图8B表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第四实施例。本实施例的谐振器59在把单位谐振器元件21连接成环状时是连接成多边形的结构。作为多边形例如能设定成正六边形、正八边形等偶数的正多边形。除了设定成多边形的结构之外，其他的结构则与图2～图4的第一实施例相同，因此，在与图2～图4对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。

第四实施例的谐振器59也与所述第一实施例有同样的效果。

上述实施例的谐振器把谐振器元件中振动部24的支承部23配置在振动部24下。图9A、图9B表示谐振器元件中把振动部的支承方法设定成不同的谐振器的其他结构。

如图9A、图9B、图9C所示，本实施例的谐振器61中其谐振器元件62包括：振动部24、经由固定部63、64把振动部24固定在基板22上的支承部66、经由微小的空间25而与振动部24相对地形成在基板22上的电信号的输入电极26和输出电极27，把支承部66配置在振动部24的外侧。符号41表示输入侧的配线、符号42表示输出侧的配线。支承部66在振动部24的外侧并与其连续形成一体。在支承部66的外侧与其连续成一体外伸地形成有固定部64，固定部63配置在该固定部64下。固定部63被固定在与基板22上的下部电极即输入电极26和输出电极27同时形成的导电性台座81上。

在此，支承部66与固定部64连续形成一体并成为向振动部24外侧伸出的伸出部。作为支承部66的固定部被形成有台座81、固定部63和64这三个。

支承部66的位置被形成在振动部24谐振时产生的振动的波节处，即形成在几乎不产生振动的部位。支承部66和固定部64的位置、大小和刚性被设定成使振动部24的两端大约作为振动的自由端进行振动。

本实施例的谐振器61与把支承部23配置在振动部24下的谐振器相比，从振动部24向基板22漏损的动能非常少。由于与上述实施例同样地把支承部66配置在振动的波节处，所以有动能难于向支承部66传递的优点。

图9A、图9B表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第五实施例。本实施例的谐振器61不把支承部23配置在振动部24下，而是设置在振动部24两侧延长部下。除了支承部23的结构之外，其他的结构则与图2～图4的第一实施例相同，因此，在与图2～图4对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。

第五实施例的谐振器61也与所述第一实施例有同样的效果。

根据上述各实施例的谐振器，把谐振器元件环状配置成一列，且把振动部连续一体化地并列，通过作为整体以高次模进行振动而使各谐振器元件的结构相同，作用在各谐振器元件的振动部的应力相等。通过该结构使并列谐振器内的各个单位谐振器元件的特性偏差减少，能抑制随着并列化的Q值的降低，能得到与单位谐振器同等的Q值。通过减少振动部的动能通过支承部向基板的漏损而能得到比单位谐振器元件高的Q值。

下面说明使用图9A、图9B的谐振器元件62的本发明谐振器的其他实施例。

图10～图11表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第五实施例。同图表示概略结构，图10A是本谐振器整体的平面图、图10B是谐振器中单位谐振器元件的平面图，图11是谐振器的剖面图(沿图10A的D-D线上的剖面图)。

第五实施例的谐振器71在基板22上把多个上述的谐振器元件62配置成闭合形状，且使多个谐振器元件62的振动部24连续而形成一体。基板22与上述同样地至少由形成有下部电极的表面具有绝缘性的基板所形成。例如能使用半导体基板上形成有绝缘膜的基板和绝缘性基板等的基板等。并列内的所有谐振器元件71相对闭合系统的中心被配置成点对称的环状，本例被配置成圆形的环状。闭合形状的连续一体化的振动部24被形成圆形的环状。

本实施例把振动部24的支承部66在每隔振动的一个波节部分即在两次振动模的与每一波长的波节对应的部分形成在振动部24的内周侧和外周侧的两外侧。即，如前所述，支承部66被形成得从振动部24的两侧与其连续成一体。本例的支承部66相对单位谐振器元件被设置了四个。支承部66支承振动部24，且经由固定部64、63被固定在与基板22上的下部电极即输入电极和输出电极同时形成的具有导电性的台座65上。

如图12所示，支承振动部24的支承部66是与振动部24连接的部分。固定部64与该支承部66连续形成。作为从振动部24向外侧伸出的伸出部而具有宽度宽的固定部64与宽度窄的支承部66连续的形状。该支承部66与固定部64连续形成一体，最好把宽度d2设定成与振动部24膜厚度(即由支承部66和固定部64构成的伸出部的膜厚度)d1相等(d2＝d1)。即，最好使宽度窄部64A的截面形状是正方形。这时，由支承部66和固定部64构成的伸出部与振动部24被形成在同一平面上。把支承部66和固定部64与振动部24形成在同一平面时，能使支承部66与振动部24连接点处的机械损失在最小限度。因此，能保持振动体的Q值高。通过设定成d1＝d2，使振动部24振动时支承部66的扭曲运动顺利，能稳定地确保Q值提高。若宽度窄部64A的宽度d2过宽，则难于发生扭曲，若过窄则宽度窄部64A动作不稳定，结果是不能得到稳定的Q值。当把宽度窄部64A的截面设定成正方形时，能确保得到Q值的最大点。

其他的结构与上述图2～图4说明的相同，因此把详细说明省略。在与图2～图4对应的部分付与相同的符号而省略说明。

根据第五实施例的谐振器71，由于在把谐振器元件62的谐振波数作为单位而建立高次振动模的同时，把振动部24作为环状的闭合系统形成，所以能建立均匀的振动模。在该闭合系统中，任何谐振器元件62的振动的波节与波节的距离、波腹与波腹的距离都相互相等。因此，即使比较闭合系统内的任何谐振器元件62之间，谐振器特性也相互相等，不产生谐振器元件62结构上的偏差。这样，能抑制各个谐振器元件62的特性偏差，作为谐振器能得到Q值高且具有小插入损失的谐振器。由于把振动部24的支承部63配置在振动部24的外侧，所以能减少经过振动部24-伸出部64-支承部63-基板22的路径传递的动能向基板22侧的漏损，进一步能得到高的Q值。

图13A、图13B表示本发明的谐振器即所谓并列谐振器的第六实施例。本实施例的谐振器72在把单位谐振器元件62连接成环状时是连接成多边形的结构。该例把振动部24形成多边形的闭合系统。作为多边形与上述同样地能设定成正六边形、正八边形等偶数的正多边形。除了设定成多边形的结构之外，其他的结构则与图10A、图10B的第五实施例相同，因此，在与图10A、图10B对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。

根据第六实施例的谐振器72，由于把谐振器元件62连接成多边形的闭合系统结构，所以有与第五实施例说明的同样的效果。例如谐振器元件62的形状相互相同，所以能抑制各个谐振器元件62的特性偏差，具有高的Q值和小的插入损失。由于把支承部63配置在振动部24的两外侧，所以能减少动能向基板22的漏损，进一步能得到高的Q值。

第五、第六实施例以谐振器元件62相互等价为条件构成，但通过闭合系统的制作方法，还能组合不等价的谐振器元件来构成闭合系统的谐振器。

图14表示组合不等价的谐振器元件的本发明谐振器即所谓并列谐振器的第七实施例。本实施例的谐振器73把图14B和图14分别表示的两种谐振器元件62A、62B组合成为闭合系统，配置成由直线和曲线(例如圆弧)构成的田径跑道状环状结构。图14B的谐振器元件62A被配置成曲线部分，与振动部24和与输出电极连接的配线42以及与输入电极连接的配线41一起成曲线状地形成与所述图10B同样的形状。图14C的谐振器元件62B被配置成直线部分，与振动部24和与输出电极连接的配线42以及与输入电极连接的配线41一起形成直线状。

从振动部的两侧配置连续的支承部66等其他结构则与第五实施例相同，因此，在与图10A、图10B对应的部分付与相同的符号而省略重复说明。

根据第七实施例的谐振器73，两个谐振器元件62A、62B虽然振动模不同，但被设计成谐振频率相等。因此在构成谐振器时，与第五、第六实施例同样地把谐振器元件的谐振波数作为单位而建立高次振动模。由于同样地把振动部24形成闭合系统，所以容易建立均匀的振动模，在该闭合系统内的任何谐振器元件也以相互相等的谐振频率进行振动。

虽然增加了控制两个谐振器元件62A、62B特性的设计因子，但作为谐振器元件，振动部24能使用直线的谐振器元件62B的好处大。由于直线的振动部24在闭合系统内外的结构相同，所以与曲线(圆弧)的振动部24相比，应力-变形的计算容易，容易制造。因此，容易得到希望的频率特性。

因此，第七实施例的谐振器73最好至少直线部比曲线部多，且直线部尽可能地长。

本实施例也与上述同样地具有高的Q值和小的插入损失。且减少动能向基板22的漏损，进一步能得到高的Q值。

图15～图17表示上述第五～第七实施例的谐振器所适用的对于谐振部的支承方法即支承部的配置位置的例。与第五～第七实施例对应的部分则付与同一符号。

图15的支承方法把支承部63配置在与振动部24的振动的所有波节对应的两外侧。即，作为谐振器的结构形成为，在与振动部24的振动的所有波节对应位置两侧形成与该两侧一体连续的伸出部64，在该伸出部64之下配置支承部63，并且从两侧支撑振动部24的所有波节。该振动部24以按每一个波长进行支承的一次驱动模进行振动。换言之，以按每半个波长进行支承的两次驱动模进行振动。即，本谐振器在单位谐振器元件中把振动部24以六个支承部进行支撑。

如图15的例，在设定成从振动部24所有的波节两侧来连接支承部66的结构时，谐振器的Q值高，且谐振模被限定，Q值的精度变高。

图16的支承方法把支承部66配置在与振动部24的振动的每一个波长的波节对应的两外侧。即，作为谐振器的结构是，在与振动部24的振动的每一个波长的波节对应位置两侧形成与该两侧一体连续的伸出部64，在与该支承部66连接的固定部64下配置固定部63。即本谐振器在单位谐振器元件中把振动部24以四个支承部66进行支撑。本结构由于振动部24以两次驱动模进行振动，所以能适用利用两次模谐振频率的谐振器的情况。

如图16的例，在设定成每隔振动的一个波节地从振动部24的两侧来连接支承部66的结构时，能得到Q值高的谐振器。

虽然未图示，但利用三次模谐振频率的谐振器在单位谐振器元件中在两端的支承部66之间产生两个振动的波节。

图17的支承方法是利用二次模谐振频率的谐振器的支承方法。该支承方法在振动部24内周侧与外周侧交替地即对于每一个振动的波节来配置支承部66。即，作为谐振器与振动的波节的位置对应并且在振动部24的内周侧与外周侧交替地各形成一个支承部66，在与该支承部66连接的固定部64之下配置固定部63。本谐振器在单位谐振器元件中把振动部24以三个固定部63进行支撑。

如图17的例，在设定成对于振动的波节在振动部24的内周侧和外周侧交替连接支承部66的结构时，能得到高的Q值，并且与有的波节处没有支承部的谐振器相比，由于增加了谐振状态的稳定度，所以容易得到稳定的Q值。

在此，把上述闭合系统的振动部24从外侧支承的谐振器中，对于单位谐振器来说，与图16所示的把振动部24在每隔一个波节处由支承部66支承的所谓四个支架相比，图15所示的把振动部24在所有的波节处由支承部63支承的所谓六个支架的Q值偏差小。图22是表示四个支架的Q值偏差的曲线。图23是表示六个支架的Q值偏差的曲线。曲线的横轴表示Q值，纵轴表示度数。

根据图22和图23的曲线，四个支架中成为Q值偏差指标的正态分布曲线I的标准偏差值σ是σ＝±10.6％。相对地，六个支架中正态分布曲线II的标准偏差值σ是σ＝±3.5％。这样，则能看出六个支架比四个支架的Q值偏差小。Q值是决定制品质量的重要参数，Q值的偏差小与制品的偏差少相连。

图18～图20表示对于振动部24的支承机构的例。

图18的支承机构是把支承部23配置在振动部24之下的例。本例的支承机构76包括：与下部电极即输入电极26和输出电极27同时形成在基板22上的导电性台座81、与振动部24的振动的波节对应的支承区域24a、被固定在台座81上并支撑振动部24侧的支承区域24a的支承部23。25是下部电极与振动部24之间的空间。台座81被形成得与下部电极相同材料、相同膜厚度。制造时把台座81和下部电极即输入电极26、输出电极27以及与它们连接的配线41、42(参照图10、图13、图14)在同一工序中形成，通过把振动部24和支承部23在同一工序中形成，而能进行高精度加工。

图19的支承机构是把支承部66配置在振动部24外侧的例。本例的支承机构77包括：与下部电极即输入电极26和输出电极27同时形成在基板22上的导电性台座81、与振动部24的外侧连续成一体的支承部66、与支承部66连续的固定部64、被固定在台座81上并支撑固定部64的固定部63。25是空间。台座81被形成得与下部电极相同材料、相同膜厚度。支承部66作为振动部24的延长部被一体形成，且被形成在与振动部24的振动的波节对应的位置处。支承部66与上述同样地在与振动部24连接侧形成具有宽度窄部和宽度宽部。制造时把台座81和下部电极即输入电极26、输出电极27以及与这些电极连接的配线(例如相当于图2的配线层41、42)在同一工序中形成，通过把支承部66、固定部64和固定部63在同一工序中形成而能进行高精度加工。

该支承机构77与支承机构76的不同之一在于支承部的配置。支承机构77把支承部63形成在振动部24的闭合系统(圆形、多边形、履带形)外。不同之二在于支承部的运动。支承机构76的支承部23进行弯曲动作。支承机构77的支承部63进行扭曲动作。

图20的支承机构是改变振动部24与支承部86的刚性比率的例。本例的支承机构78包括：由与振动部24不同材料构成的支承部86、与之连续成一体的固定部87、固定部87下的固定部83、台座81。这时，支承部86与振动部24的一部分重叠地与振动部24形成一体。特别是通过改变伸出部支承部86的材料使与振动部24不同而能控制支承的强度变大。

如图21所示，所述圆形环状型的谐振器等中，谐振器元件22的内外形状产生不同。由内周、外周的曲率不同而认为是振动的波节的区域的宽度产生差。或者在成为波节的区域的宽度，内周侧比闭合系统的外周侧窄。与这种结构相对，最好如图21B、表1所示，对于支承部66的结构设置出内外差。

[表1]

	长度L	宽度W	厚度d	硬度
					外周侧	短	宽	厚	硬
内周侧	长	窄	薄	软

使表1所示闭合系统的振动部24内外侧各自的宽度窄部64A的长度L、宽度W、厚度d和硬度的一部分或全部能如表1所示那样不同。通过这样使伸出部64A的物理量在振动部24的内外侧不同，使对于内外周支承部的振动体的弹簧效果等价，能得到振动体的谐振在圆环的内外周能均匀的好处。利用该效果能保持Q值高。

根据上述各实施例的谐振器，把多个谐振器元件环状配置成一列来作为闭合系统，且把振动部连续一体化地并列，通过作为整体以高次模进行振动而使各谐振器元件的结构相同，并且作用在各谐振器元件的振动部的应力相等。通过该结构使并列谐振器内的各个单位谐振器元件的特性偏差减少，能抑制随着并列化的Q值的降低，能得到与单位谐振器同等的Q值。通过减少振动部的动能通过支承部向基板的漏损，而能得到比单位谐振器元件高的Q值。

根据本发明的实施例，由于能制作Q值高的并列谐振器，所以使用该并列谐振器能构成高性能的振荡器、滤波器、混频器等RF元件。能构成利用该RF元件的设备和通信装置。

特别是本实施例的并列谐振器适用在振荡器中是恰当的。根据本实施例的振荡器能构成频率稳定性高的振荡器。

本发明能提供使用上述实施例谐振器的振荡器构成的手机、无线LAN机器、无线电收发两用机、电视调谐器(テレビ一ナ)、收音机调谐器等利用电磁波进行通信的通信装置。

下面参照图24说明适用上述本发明实施例振荡器的通信装置的结构例。

首先说明发送系统的结构，把I波道的发送信号和Q波道的发送信号分别从基带块230向乘法器201I和201Q供给。各乘法器201I和201Q把振荡器221的振荡输出被移相器202进行了规定相位移动的两个信号相乘，把该相乘信号混合成一个系统。被混合的信号经由可变放大器203和带通滤波器204向乘法器205供给，与振荡器222的输出相乘，频率转换成发送频率。乘法器205的输出经由带通滤波器206、可变放大器207和功率放大器208向与天线收发转换器209连接的天线210供给，从天线210进行无线发送。带通滤波器204和206把发送信号以外的频率成分除去。天线收发转换器209是从发送系统把发送频率的信号向天线侧供给并从天线侧把接收频率的信号向接收系统供给的分波机构。

作为接收系统，把由天线210接收的信号经由天线收发转换器209向低噪声放大器211供给，把低噪声放大器211的放大输出向乘法器213供给。在乘法器213中与振荡器222的输出相乘，把接收频率的信号变换成中频信号。把被变换的中频信号经由带通滤波器214向两个乘法器215I和215Q供给。各乘法器215I和215Q把振荡器221的振荡输出被移相器216进行了规定相位移动的两个信号相乘，得到I波道的接收信号和Q波道的接收信号。把得到的I波道的接收信号和Q波道的接收信号向基带块230供给。带通滤波器212和214把信号以外的频率成分除去。

振荡器221和222通过控制部223来控制振荡频率，构成PLL(PhaseLocked Loop)电路。控制部223内作为PLL电路而配置有必要的滤波器和比较器等。

这种图24所示的通信装置中，作为振荡器221和222能适用本例结构的振荡器。

根据本发明的通信装置，通过具备Q值高的并列谐振器构成的振荡器，能得到具有优良频率稳定性的振荡器特性，能提供可靠性高的通信装置。

图24的例是适用进行无线发送和无线接收的通信装置内振荡器的例，但也可以适用经由有线传输路进行发送和接收的通信装置内的振荡器，且也可以把本例的振荡器适用在仅进行发送处理的通信装置或仅进行接收处理的通信装置所具备的振荡器。且也可以适用在处理其他高频信号的机器所必须的振荡器中。

作为减少振动的动能向基板漏损的机构，考虑了图11A、图11B所示的并列谐振器11。该并列谐振器11中在基板13上由输入电极14、输出电极15和振动部16构成的多个单位谐振器元件12把振动部16一体化地配置成一列，把振动部16的支承部17设置在振动的振动波节部处，作为整体以高次谐振模式进行振动。这时，相对于振动的波腹数量而支承部17的数量少，从谐振器元件12漏损的动能的一部分向邻接的谐振器元件12的振动部16传递，对邻接的谐振器元件12的振动有好处，因此，整体地向基板13漏损的动能变少。但这时作用在谐振器元件振动部16的应力随部位的不同而不同，所以在中央部与端部产生谐振频率的偏差，Q值与上述实施例相比低下。

Claims (18)

1、一种谐振器，其特征在于，把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，

并使所述多个谐振器元件的振动部连续而形成一体。

2、如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述多个谐振器元件相对闭合系统的中心被配置成点对称。

3、如权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述多个谐振器元件被配置成圆形或多边形的环状。

4、如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述闭合的振动部形成得使振动的波腹与波腹、波节与波节的间隔成为一定。

5、如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述闭合形状的振动部的长度是振动的波长的整数倍。

6、如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部设置在振动的波节处。

7、如权利要求6所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部设置在振动部之下。

8、如权利要求7所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部对于所述环状的振动部而设置在振动的所有波节处。

9、如权利要求7所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部对于所述环状的振动部而设置在振动的每隔一个波节处。

10、如权利要求6所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部设置在振动部的外侧。

11、如权利要求10所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部对于所述环状振动部的内周、外周的两外侧而设置在振动的所有波节处。

12、如权利要求10所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部对于所述环状振动部的内周、外周的两外侧而设置在振动的每隔一个波节处。

13、如权利要求10所述的谐振器，其特征在于，所述振动部的支承部对于所述环状振动部的内周、外周的两外侧而交替地设置在振动的波节处。

14、如权利要求10所述的谐振器，其特征在于，所述支承部与所述振动部的外侧连续形成一体。

15、如权利要求14所述的谐振器，其特征在于，所述支承部与所述振动部形成在同一平面上。

16、如权利要求14所述的谐振器，其特征在于，与所述振动部连接的所述支承部的截面形状是正方形。

17、一种振荡器，其特征在于，其使用谐振器，该谐振器把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，

并使所述多个谐振器元件的振动部连续而形成一体。

18、一种通信装置，是具备用于频率转换的振荡电路的通信装置，其特征在于，

谐振器把隔着空间具有下部电极和振动部的多个谐振器元件配置成为闭合系统，

并使用将多个谐振器元件的振动部连续而形成一体的振荡器。

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