JP4538791B2 - 発振装置および弾性表面波素子の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、発振装置および弾性表面波素子の駆動方法に係り、特に電子機器の小型化、薄型化に好適な発振装置および弾性表面波素子の駆動方法に関する。

発振装置（回路）は現在、テレビ、携帯電話をはじめとする様々な無線通信機器の心臓部として用いられている。無線通信機は従来、その送信周波数帯および受信周波数帯が１つの周波数帯に決定されており、それを変更することはできなかった。したがって、２周波数帯を規定している無線通信機では、高い周波数帯を使用する送信機は高い周波帯を使用する受信機と、低い周波帯を使用する送信機は低い周波帯を使用する受信機とでなければ通信することができない。このため、無線通信を行うには、送信側と受信側とで周波数帯の合った通信機を選択する必要があった。

このような事情を鑑み、特許文献１のような無線通信機が提案されている。特許文献１に記載の無線通信機は、高い周波数帯の信号を受信／送信するための帯域フィルタと、低い周波数帯の信号を受信／送信するための帯域フィルタとを備え、送信又は受信する信号の周波数に応じて使用する帯域フィルタを切り替えることを可能な構成とした無線通信機である。

このような構成の無線通信機によれば、送信又は受信する信号の周波数帯に応じて相手方（通信機）の周波数帯を切り替えることができ、送信側と受信側との使用周波数帯を必要に応じて切り替えることが可能となり、１つの無線通信機で２つの周波数帯の信号に対応することができる。
特開平６−１３２８４７号公報

特許文献１に記載の無線通信機によれば、確かに２つの周波数帯の通信を１つの無線通信機によって担うことができる。
しかし近年、通信機器は小型化、薄型化を望まれる傾向が強く、携帯型の無線通信機器に関しては特にその傾向が強い。これに対し、特許文献１に記載の無線通信機は、複数の周波数帯に対応する帯域フィルタ、及びその周辺部品を備える分だけ、従来の無線通信機よりも部品数が多くなる。このことは、従来の無線通信機よりも大型化になることを意味し、市場の傾向に反することとなる。もちろん、従来の無線通信機を複数所持するよりも、その容積ははるかに縮減されるのは確かであるが、通信機自体が大型化されることは望まれることではない。

本願出願人は、複数の周波数帯の電波を１つの送受信機で、送受信し、しかも従来と変わらず小型・薄型な送受信機を提供するためには、無線通信機の心臓部である発振装置において複数の周波数帯の信号を発振することが出来れば良いと考えた。そこで、本発明では、１つの発振装置にて、周波数の異なる複数の高周波信号を出力することができる発信装置および弾性表面波素子の駆動方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
第１の形態の弾性表面波素子の駆動方法は、圧電基板の一主面に複数の櫛歯状電極トランスデューサが並列に配設された弾性表面波素子の駆動方法であって、前記複数の櫛歯状電極トランスデューサの中から連続して隣り合う複数の櫛歯状電極トランスデューサを選択し、選択した前記櫛歯状電極トランスデューサに対して高周波信号を印加して弾性表面波を前記圧電基板の前記主面に励起させることを特徴とする弾性表面波素子の駆動方法。
また、適用例として、上記目的を達成するための本発明に係る発振装置は、１つの圧電基板の一主面に、パターン電極によって構成される少なくとも一対の反射器と、２つの櫛歯状電極の対から構成され、対を成す前記反射器の間に配設された複数の櫛歯状トランスデューサとを備えた弾性表面波素子と、前記複数の櫛歯状電極トランスデューサの１つである第１の櫛歯状電極トランスデューサと並列接続した増幅器と、前記複数の櫛歯状電極トランスデューサのうち前記第１の櫛歯状電極トランスデューサ以外の他の複数の前記櫛歯状電極トランスデューサと前記増幅器との間に設けられた接続切替回路と、を有する発振装置であって、前記接続切替回路は、前記第１の前記櫛歯状電極トランスデューサに隣接して連なる任意の数の前記他の櫛歯状電極トランスデューサを選択して、選択された前記他の櫛歯状電極トランスデューサを前記増幅器に並列接続可能であることを特徴とする。
また、上記のような構成の発振装置では、前記複数の櫛歯状電極トランスデューサは、互いに対応する位置に形成された前記櫛歯状電極の電極指が同一線上となるように形成されていると良い。

上記のような構成の発振装置によれば、弾性表面波素子の主面に配設された複数の櫛歯状電極トランスデューサに対して選択的に高周波信号を印加させることができる。このため、１つの弾性表面波素子によって共振周波数の異なる複数の弾性表面波を選択的に励起させることができる。よって、１つの発振装置にて、周波数の異なる複数の高周波信号を出力することができることとなる。

また、上記構成の発振装置によれば、発振中、少なくとも１つの櫛歯状電極トランスデューサに対しては継続的に高周波信号が印加されることとなるため、発振モードの切り替え（共振周波数の切り替え）時に、発振が瞬断される虞が無い。このため、発振モードの切り替え時に出力位相のズレを生じる事も無い。

また、上記のような構成の発振装置では、前記接続切替回路は、選択された前記他の櫛歯状電極トランスデューサの中から、任意の櫛歯状電極トランスデューサを構成する一対の櫛歯状電極のそれぞれを前記増幅器の入力側と出力側とに切替接続可能な構成とすると良い。

このような構成とすることにより、弾性表面波素子を構成する圧電基板上に、位相が１８０°ズレた弾性表面波を励起させることが可能となり、任意の共振周波数において、弾性表面波の伝搬効率を向上させることが可能となる。
また、前記櫛歯状電極トランスデューサは、櫛歯状電極の電極指の交差幅を同一に構成すると良い。

上記構成により、各櫛歯状電極トランスデューサによる発振を同期させることができるとともに、周波数精度、周波数偏移精度を向上させることができる。これは、弾性表面波素子における櫛歯状電極トランスデューサは、その交差幅を変えることによって出力する周波数に僅かな変化を起こさせることによる。このため、櫛歯状電極の電極指の交差幅を調整（制御）することにより、所望の周波数精度を実現させることができる。
また、本発明に係る弾性表面波素子の駆動方法は、圧電基板の一主面に複数の櫛歯状電極トランスデューサが並列に配設された弾性表面波素子の駆動方法であって、前記複数の櫛歯状電極トランスデューサの中から１つ又は連続して隣り合う複数の櫛歯状電極トランスデューサを選択し、選択した前記櫛歯状電極トランスデューサに対して高周波信号を印加して弾性表面波を前記圧電基板の前記主面に励起させることを特徴とする。
上記構成の弾性表面波素子の駆動方法において、前記高周波信号は、隣り合う前記櫛歯状電極トランスデューサ毎に位相を逆転させた信号であると良い。
また、選択した前記複数の櫛歯状電極トランスデューサは、連続して隣り合う複数の前記櫛歯状電極トランスデューサからなる組を複数有し、同じ前記組内の前記各櫛歯状電極トランスデューサに同位相の前記高周波信号を与え、隣接した前記組のそれぞれに互いに位相が逆転した前記高周波信号を与えても良い。
また、前記複数の組それぞれの前記櫛歯状電極トランスデューサの数は、互いに等しくしても良い。

以下、本発明の発振装置および弾性表面波素子の駆動方法に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態にすぎず、本発明の技術的範囲は以下の実施形態のみに限定されるものでは無い。

図１を参照して、本発明の発振装置に使用する弾性表面波素子（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ素子）１０について説明する。本実施形態に示すＳＡＷ素子１０は、圧電基板１２と、前記圧電基板１２の一主面に導電性パターンによって形成された反射器１４（１４ａ〜１４ｆ）と、前記反射器１４と同様に導電性パターンによって形成された櫛歯状電極トランスデューサ（Interdigital Transducer：ＩＤＴ）１６（１６ａ〜１６ｆ）とを基本的な構成とする。

前記圧電基板１２は、圧電性を有する単結晶、例えば、水晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ_２B_４Ｏ_７）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）や、ＺｎＯ薄膜を備えたサファイア基板等で構成される。

また、前記圧電基板１２上に配される反射器１４やＩＤＴ１６を形成する導電性パターンは、金や銅、アルミニウムといった導電性金属を蒸着やスパッタ等により薄膜形成し、エッチング（例えばフォトリソグラフィ技術）によりパターン形成したものである。

上記のような圧電基板１２に対して上述したような導電性パターンによって形成される反射器１４やＩＤＴ１６は、下記形状で、下記のように配設される。
まず、反射器１４について説明する。本実施形態のＳＡＷ素子１０の反射器１４は、梯子状に形成される。このような形状に形成された反射器１４は、梯子でいうところの踏み板を構成する電極指１５が、圧電基板１２上において、弾性表面波の伝搬方向と直交するように配置される。また、当該反射器１４は、圧電基板１２上において線対称となるように、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置される。本実施形態では、前述のように配置された２つの反射器１４を一対と定義し、１つの圧電基板１２上に複数（図１では６対）の対を成す反射器１４を並列にかつ前記電極指１５が同一線上となるように配置する。

次に、ＩＤＴ１６について説明する。ＩＤＴ１６は、同一形状を成す２つの櫛歯状電極１６ａ１（１６ｂ１〜１６ｆ１），１６ａ２（１６ｂ２〜１６ｆ２）の櫛歯状電極指１７ａ（１７ａ１，１７ａ２）を互い違いに噛合わせて構成される。このように構成されるＩＤＴ１６は、上述した対を成す２つの反射器１４の間毎に相互に独立させて配設される。このとき、前記櫛歯状電極指１７（１７ａ他１６ｂ〜１６ｆに形成された電極指）が、前記反射器１４の電極指１５と平行になるようにする。また、ＩＤＴ１６同士では、互いに対応する位置に形成された櫛歯状電極指１７が、同一線上となるようにする。このように配設されたＩＤＴ１６には、各ＩＤＴ１６毎に独立した一対の高周波信号の入出力端子を備える（対を成す櫛歯状電極の双方に、入力、又は出力のいずれか一方の役割を担う端子を備える）。

なお、図１には、ＩＤＴ１６及び一対の反射器１４から構成されるパターン（弾性表面波パターン）１８は、１つの圧電基板１２上に６つ示されているが、２つ以上であれば、その数は奇数であること、偶数であることのどちらをも問わない。

上記のような構成のＳＡＷ素子１０によれば、各ＩＤＴ１６に対して独立した入出力端子を備えるようにしたことにより、ＳＡＷ素子１０を構成する圧電基板１２に配設された１つ、又は連続して隣り合う複数のＩＤＴ１６に対して、選択的に高周波信号を印加することができる。これにより、圧電基板１２の主面には共振周波数の異なる複数のモードの弾性表面波を励起させることができる。詳細すると、図２に示すように、前記ＩＤＴ１６の数に応じた発振モードを選択することができる（図２においては、Ｓ０からＳ５）。この場合、高周波信号を印加するＩＤＴ１６の数が少ないほど（弾性表面波の振幅が小さいほど）出力される周波数が高く、高周波信号を印加するＩＤＴ１６の数が多いほど（振幅が大きいほど）周波数が低くなる。すなわち、図２においては、最も周波数が高いのがＳ０モードであり、最も周波数が低いのがＳ５モードである。なお、図２においては、選択された発振モード毎に、必要とされるＩＤＴ１６に対して同じ方向に高周波信号を印加することで、同相の発振モードを奏するようにしている。詳細すると、例えば櫛歯状電極１６ａ１（１６ｂ１〜１６ｆ１）を高周波信号の入力側とし、櫛歯状電極１６ａ２（１６ｂ２〜１６ｆ２）を信号の出力側と設定しているということである。

上記のような構成のＳＡＷ素子１０では、周波数が高い場合には、圧電基板１２に対するＩＤＴ１６の割合が小さく（Ｓ０モードでは、一対のＩＤＴのみに電圧が印加されるため）、弾性表面波の伝達効率が悪い。従って、隣り合うＩＤＴ１６毎、又は幾つかのＩＤＴ１６毎に組を構成し、印加する高周波信号の方向を逆転させる（入力する高周波信号の位相を逆転させる）ことで、同相・逆相の発振を交互に繰り返す発振モードとすることができる。これにより、圧電基板１２に対しては高周波信号が印加されるＩＤＴ１６の割合を増やしつつ、所望の周波数の弾性表面波を励起させることが可能となる。よって、高い周波数の弾性表面波を励起させる場合であっても、弾性表面波の伝達効率を向上させることができる。なお、組を成すＩＤＴ１６同士には、同位相の高周波信号を印加するようにする。

このように弾性表面波を励起させた場合、図３に示すように隣り合うＩＤＴ１６毎、又は組を構成したＩＤＴ１６毎に、位相が１８０°ずれた振幅を繰り返すこととなる。すなわち、Ｓ（synchronize）モードの発振と、Ａ（ansynchronize）モードの発振とを繰り返すのである。なお、ＳモードとＡモードとの発振を同時に行う場合には、Ｓモードの波形とＡモードの波形とが点対称の波形となるように、高周波信号を印加するＩＤＴ１６の組合せを考慮する必要がある。また、図３においては、Ｓ０モードに対応した発振モードがＡ０モードであり、Ｓ１モードにはＡ１モード、Ｓ２モードにはＡ２モードがそれぞれ対応している。つまり、Ｓ０モードとＡ０モードとを励起させる場合には、隣り合うＩＤＴ１６毎に印加する高周波信号を逆転させており、Ｓ１モードとＳ０モードとを励起させる場合には、隣り合う２つのＩＤＴ１６を１組として設定し、隣り合う組毎に印加する高周波信号を逆転させている。同様に、Ｓ２モードとＡ２モードを励起させる場合には、隣り合う３つのＩＤＴ１６を１組として設定し、隣り合う組毎に印加する高周波信号を逆転させている。逆にいえば、各組を構成するＩＤＴ１６には、それぞれ位相が同相となるように高周波信号を入力しているのである。
また、上記構成のＳＡＷ素子１０において、前記ＩＤＴ１６は、櫛歯状電極の電極指１７の交差幅が同一となるように構成すると良い。

上記構成により、各ＩＤＴ１６による発振を同期させることができるとともに、周波数精度、周波数偏移精度を向上させることができる。これは、ＳＡＷ素子１０におけるＩＤＴ１６は、その交差幅を変えることによって出力する周波数に僅かな変化を起こさせることによる。このため、ＩＤＴ１６を構成する櫛歯状電極指の交差幅を調整（制御）することにより、所望の周波数精度を実現させることができる。

次に、上記ＳＡＷ素子１０を用いた本発明に係る発振装置について図４を参照して説明する。上記ＳＡＷ素子１０を用いる発振装置２０ａは、前記ＳＡＷ素子１０と、前記ＳＡＷ素子１０に信号を伝達する増幅回路としての反転増幅器（以下、インバータという）２２とを基本構成としており、前記ＳＡＷ素子１０は前記インバータ２２の正帰還回路に備えられる。

前記インバータ２２の出力側及び入力側には、それぞれ前記弾性表面波素子１０を構成する複数のＩＤＴ１６のうちの１つであるＩＤＴ１６ａの櫛歯状電極１６ａ２と櫛歯状電極１６ａ１とが並列接続されている。また、前記インバータ２２の出力側及び入力側にはそれぞれ、前記ＩＤＴ１６ａへの接続経路２８とは別の分岐経路３０が接続されている。当該分岐回路３０には接続切替回路（セレクタ）２４（２４ａ，２４ｂ）が接続されており、前記分岐経路３０は前記セレクタ２４を介して他の複数のＩＤＴ１６であるＩＤＴ１６ｂ〜１６ｆを形成する櫛歯状電極に並列接続される。

前記セレクタ２４は、各々接続されている櫛歯状電極への高周波信号の供給を選択的に行う役割を担う。そして、前記ＩＤＴ１６ａに隣接するＩＤＴ１６ｂや、当該ＩＤＴ１６ｂに対して連続して隣り合う複数のＩＤＴ１６のうちの連続して隣り合う任意の数のＩＤＴ１６を選択して高周波信号を入力することにより、図２に示すような複数の発振モードの弾性表面波を励起させることが可能となる。また、前記セレクタ２４には、選択されたいずれかのＩＤＴ１６（１６ｂ〜１６ｆ）へ印加する高周波信号の向き（入力側）を逆転させることで、図３に示すようなＡモードの発振も可能にさせることができる。高周波信号を逆転させてＩＤＴ１６へ入力するためには、双方のセレクタ２４ａ，２４ｂ間で入力又は出力する信号の授受が為されなければならない。このため前記セレクタ２４には、双方のセレクタ２４ａ，２４ｂ間の電気的な橋渡しをするための接続経路３２が設けられている。

このように構成される発振装置２０ａであれば、１つのＳＡＷ素子によって上述したような様々なモードの弾性表面波を励起させることができる。なお、前記セレクタ２４には、各ＩＤＴ１６への分岐経路の接続を同期して行うためのモード切替制御部２６が接続されている。また、前記モード切替制御部２６には、モード切替信号入力端子２６ａが備えられ、当該モード切替信号入力端子２６ａに入力された信号に従って発振モードを切り替える。

また、上記構成の発振装置２０ａによれば、発振中、少なくともＩＤＴ１６ａに対しては継続的に高周波信号が印加されることとなるため、発振モードの切り替え（共振周波数の切り替え）時に、発振が瞬断される虞が無い。このため、発振モードの切り替え時に出力位相のズレを生じる事も無い。

次に、上記構成の発振装置２０ａを備えた通信機器について図５、図６を参照して説明する。まず、送信するためのデータ信号を重畳させた信号（電波）を送信するための機器である送信機について図５を参照して説明する。

本実施形態で示す送信機１００は、送信信号を出力するための発振器２０と、前記発振器２０に対して送信するデータ信号（出力制御信号）を入力する出力制御信号入力端子４０ａと、前記発振器２０から出力される送信信号を電波として放出するアンテナ４４とを基本構成とする。

前記発振器２０は、上述した発振装置２０ａと、発振装置２０ａからの出力信号を振幅変調（Amplitude Shift Keying：ＡＳＫ）するための出力制御部４０と、前記発振装置２０ａに付随するモード切替制御部２６とを基本構成としている。

また、前記出力制御部４０には、発振装置２０ａからの出力信号を入力する経路の他、上述した出力制御信号入力端子４０ａからの信号を入力するための出力制御信号入力経路が接続されている。

上記のような構成を有する送信機１００によれば、必要に応じてモード切替信号入力端子２６ａにモード切替信号を入力することで、異なる周波数帯で通信を行うことが可能となる。したがって、ある周波数帯（チャンネル）で通信を行う際、他の通信機からの干渉やノイズ、その他の妨害波を受けるような場合に、妨害波等を避けることができるチャンネルに切り替えて通信を行うことができる。

また、本実施形態に示す送信機１００では、前記出力制御信号入力経路には、変調切替回路４２を介して分岐経路を備え、前記分岐経路を前記モード切替制御部２６へ接続するようにしている。このため、前記モード切替制御部２６は、モード切替信号入力端子２６ａからの信号、又は出力制御信号入力端子４０ａからの信号のいずれかが入力されることによりセレクタ２４の接続制御を行い、発振モードの切り替えを行うこととなる。なお、出力制御信号入力端子４０ａからの信号によって発振モードの切り替えを行う場合、発振装置２０ａからの出力信号は、複数の発振モードから選択した二つの発振モードによる周波数変調（Frequency Shift Keying：ＦＳＫ）が為されることとなるため、ＦＳＫ通信用の信号となる。

また、前記変調切替回路４２によって、出力制御信号がモード切替制御部２６へ入力されるように設定されている場合には、出力制御部４０に対しては発振装置からの出力信号のみが入力されるため、当該出力信号はそのままアンテナ４４へ出力される。

このため、変調切替回路４２によって出力制御信号が、出力制御部４０へ入力されるように設定された場合にはＡＳＫ通信信号が、モード切替制御部２６へ入力されるように設定された場合にはＦＳＫ通信信号が、それぞれアンテナ４４から放出されることとなる。
なお、変調切替回路４２には、変調切替信号を入力するための変調切替信号入力端子４２ａを備えると良い。

上記のような構成の送信機１００では、次のような効果を得ることができる。
まず、ＡＳＫ通信を行う場合には、通信の際の消費電力が少なく、長時間の通信や待機時間の長い通信等を行うことができる。また、ＦＳＫ通信を行う場合には、妨害波が多い場合であっても良好（良質）な通信を行うことが可能となる。

また、上述したように、発振装置２０ａによって出力する信号の周波数帯を切り替えることができるため、必要に応じてチャンネル（発振装置２０ａから出力される信号の周波数）を切り替えることで、妨害波（妨害信号）を回避して通信を行うことができる。

本実施形態で示した送信機１００では、発振装置２０ａにおいて一定限度内の帯域幅において、複数の周波数の信号を切り替えて出力することができる。このため、多周波発振（多値変調）を行うことができる。

このような通信方式を可能とする上記送信機では、スペクトラム拡散（spectrum spread）通信を行うことも可能となる。具体的には、非常に短い時間間隔（０．１秒程度）でチャンネル（発振モード）を切り替えながらデータを送信する周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散通信である。このような方式によれば、１チャンネルあたりの使用周波数帯の帯域幅が比較的狭い場合であってもスペクトラム拡散通信を行うことが可能となる。

スペクトラム拡散とは、デジタル信号を拡散符号と呼ばれる信号によって元の信号より広い帯域に拡散させた上で送信し、受信側で同じ拡散符号によって元のデジタル信号を復元する技術である。同技術を使用している公知な発明としては、近距離無線規格のブルートゥース（Bluetooth）や、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多重接続）方式の携帯電話などを挙げることができる。

このようなスペクトラム拡散通信では次のような効果を奏することができる。まず、同一帯域上で多くの通信が同時平行的に行うことができ、データ送信速度を向上させることができる。次に、通信時、他局に対する影響が殆ど無い。また、通信時におけるノイズや他のノードからの影響も殆ど受けないため、通信品質が高い。さらに、同じ拡散符号を利用しないと元の信号を復元できないため、信号内容を追跡、検出することが困難であり、秘匿性が高い。

なお、上記のような効果を奏する送信機であっても、使用する発振器は１つとなるため、通信機自体の大きさは、従来と変わらないもの、または従来よりも小さなものとすることができる。

次に、上記構成の送信機によって送信された送信信号を受信するための受信機について図６を参照して説明する。
受信機２００は、送信機１００から送信された電波（送信信号）を受信するためのアンテナ６０と、受信機内部に配置され、前記受信信号と異なる周波数帯の高周波信号を出力する局部発振器５０と、前記アンテナ６０によって受信した受信信号と前記局部発振器５０からの出力信号とを混合して中間周波（内部周波）信号を得る混合器（ミキサ）６６と、前記ミキサ６６を介して出力された中間周波信号を低周波信号へと復調するための検波器７２とを基本的な構成とする。なお、このような構成の受信機を一般的に、スーパーヘテロダイン方式（Super Heterodyne System）の受信機という。

上記受信機２００の基本的な構成要素はそれぞれ、ミキサ６６の入力側にアンテナ６０と局部発振器５０とがそれぞれ接続され、ミキサ６６の出力側には検波器７２が接続される。詳細な構成としては、アンテナ６０とミキサ６６との間には受信信号から、設定された周波数帯の信号を得るための高周波濾波器（Radio Frequency Filter：ＲＦフィルタ）６２と、前記ＲＦフィルタ６２によって濾波された受信信号を増幅する高周波増幅器（Radio Frequency amplifier：ＲＦアンプ）６４とが備えられている。また、ミキサ６６と検波器７２との間には、ミキサ６６から出力される中間周波信号のうち、設定された周波数の信号のみを得るための中間周波濾波器（Intermdeiate Frequency Filter：ＩＦフィルタ）６８と、前記ＩＦフィルタ６８によって濾波された中間周波信号を増幅するための中間周波増幅器（Intermdeiate Frequency amplifier：ＩＦアンプ）７０とが備えられている。

このように構成された受信機２００では、アンテナ６０からの受信信号と、局部発振器５０から出力される出力信号とが、ミキサ６６によってミキシングされ、中間周波信号が出力される。そして、中間周波信号は検波器７２を介して低周波信号へ復調され、出力端子７４へ出力される。なお、中間周波とは、受信信号の周波数と、局部発振器からの出力信号の周波数との周波数差を出力したものである。

本実施形態に示す受信機２００では、局部発振器５０に上述した複数の周波数帯の信号を出力することができる発振装置２０ａを採用する。このため、局部発振器５０は、発振装置２０ａと、モード切替制御部２６、及びモード切替信号入力端子２６ａとを基本的な構成要素とすることとなる。局部発振器５０をこのような構成とすることにより、１つの局部発振器によって共振周波数の異なる複数の出力信号を得ることが可能となる。

このため、受信機としては、同一の中間周波数に変換可能な複数（本実施形態では６つ）の受信信号の周波数を得ることができることとなる。また、受信機内部の基本的構成要素は変わらないため、その大きさは従来と変わらない、または従来よりも小さなものとすることができる。

また、上述した送信機１００と同様に、本実施形態で示す受信機では、ＡＳＫ通信の信号と、ＦＳＫ通信の信号との両方を受信することができるようにすることが望ましい。このため、本実施形態で示す受信機２００には、ＡＳＫ通信用の検波器（ＡＳＫ検波器）７６と、ＦＳＫ通信用の検波器（ＦＳＫ検波器）７８とを備えるようにした。このため、前記ＡＳＫ検波器７６と前記ＦＳＫ検波器７８とのそれぞれの入力側には、ＩＦアンプ７０からの中間周波信号入力経路が接続され、出力側には出力端子への低周波信号出力経路が接続されている。そして、少なくとも中間周波信号入力経路にはＡＳＫ検波器７６とＦＳＫ検波器７８とのいずれかを選択するための検波切替回路８０ａが備えられている。なお、低周波信号出力経路にも検波切替回路８０ｂを備え、前記いずれかの検波器７６，７８のうち、選択されない検波器を信号の伝達経路から切り離すように構成しても良い。このような構成とすることにより、選択されなかった検波器、及び中間周波信号入力経路が、インピーダンスの不整合等の原因となるスタブ（stub）となることが無い。また、前記検波切替回路８０ａ，８０ｂのそれぞれには、複数の検波切替回路８０の切り替えを同期して行うための検波切替制御部８２を接続すると良い。そして、検波切替制御部８２は、備えられた検波切替信号入力端子８２ａに入力される検波切替信号によって、検波切替回路８０ａ，８０ｂを同期させて切り替える。

ＦＳＫ通信は、ＦＳＫ通信信号をＡＳＫ通信信号に変換した後に復調を行う。このため、前記ＦＳＫ検波器７８は、前記ＡＳＫ検波器７６に比べ、その構成が複雑となる。例えば、ＡＳＫ用検波器７６は、ダイオードによって整流し、コンデンサによって平滑（搬送波の除去）を行うといった工程で復調を行う。これに対し、ＦＳＫ検波器７８ではまず、振幅制限部７８ａで送信信号（受信信号）に混在する雑音成分を取り除く。次に周波数弁別部７８ｂでＦＳＫ信号を２つのＡＳＫ信号に分け、この２つのＡＳＫ信号の双方に含まれる信号成分を合成して出力する。そして、デンファシス回路部７８ｃにて、前記合成した信号のＳＮ比（信号対雑音比）を改善し、復調を行う。

このように、ＦＳＫ通信では、ＡＳＫ通信に比べて復調が複雑になる反面、通信品質は高くなる。
上記構成の受信機２００によれば、上記構成の送信機１００からの送信信号を受信することができる。

上記実施形態に示したＳＡＷ素子では、複数のＩＤＴの両側に配設され、それぞれ対を成す反射器は、各ＩＤＴ毎に一対設ける構成としていた。しかしながら、反射波を考慮すれば、一対の大型な反射器によって複数のＩＤＴを挟み込むような構成としても良い。

本発明の発振装置に用いるＳＡＷ素子の構成を示すブロック図である。 本発明の発振装置によって励起可能な発振モードを示す図である。 本発明の発振装置によって励起可能な発振モードの応用形態を示す図である。 本発明の発振装置の構成を示す図である。 本発明の発振装置を搭載した送信機の構成を示す図である。 本発明の発振装置を搭載した受信機の構成を示す図である。

符号の説明

１０………弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）、１２………圧電基板、１４………反射器、１５………電極指、１６………櫛歯状電極トランスデューサ（ＩＤＴ）、１７………櫛歯状電極指、１８………弾性表面波パターン、２０………発振器、２０ａ………発振装置、２６………モード切替制御部、４０………出力制御部、４４………アンテナ、５０………局部発振器、６０………アンテナ、６６………混合器（ミキサ）、７２………検波器、１００………送信機、２００………受信機。

Claims (8)

1. １つの圧電基板の一主面に、パターン電極によって構成される少なくとも一対の反射器と、２つの櫛歯状電極の対から構成され、対を成す前記反射器の間に配設された複数の櫛歯状トランスデューサとを備えた弾性表面波素子と、
   前記複数の櫛歯状電極トランスデューサの１つである第１の櫛歯状電極トランスデューサと並列接続した増幅器と、
   前記複数の櫛歯状電極トランスデューサのうち前記第１の櫛歯状電極トランスデューサ以外の他の複数の前記櫛歯状電極トランスデューサと前記増幅器との間に設けられた接続切替回路と、
   を有する発振装置であって、
   前記接続切替回路は、前記第１の前記櫛歯状電極トランスデューサに隣接して連なる任意の数の前記他の櫛歯状電極トランスデューサを選択して、選択された前記他の櫛歯状電極トランスデューサを前記増幅器に並列接続可能であることを特徴とする発振装置。
2. 前記複数の櫛歯状電極トランスデューサは、互いに対応する位置に形成された前記櫛歯状電極の電極指が同一線上となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発振装置。
3. 前記接続切替回路は、選択された前記他の櫛歯状電極トランスデューサの中から、任意の前記櫛歯状電極トランスデューサを構成する一対の前記櫛歯状電極のそれぞれを前記増幅器の入力側と出力側とに切替接続可能な構成とすることを特徴とする請求項１または２に記載の発振装置。
4. 前記櫛歯状電極トランスデューサは、前記櫛歯状電極の電極指の交差幅を同一に構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の発振装置。
5. 圧電基板の一主面に複数の櫛歯状電極トランスデューサが並列に配設された弾性表面波素子の駆動方法であって、
   前記複数の櫛歯状電極トランスデューサの中から連続して隣り合う複数の櫛歯状電極トランスデューサを選択し、
   選択した前記櫛歯状電極トランスデューサに対して高周波信号を印加して弾性表面波を前記圧電基板の前記主面に励起させることを特徴とする弾性表面波素子の駆動方法。
6. 前記高周波信号は、隣り合う前記櫛歯状電極トランスデューサ毎に位相を逆転させた信号であることを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波素子の駆動方法。
7. 選択した前記複数の櫛歯状電極トランスデューサは、連続して隣り合う複数の前記櫛歯状電極トランスデューサからなる組を複数有し、
   同じ前記組内の前記各櫛歯状電極トランスデューサに同位相の前記高周波信号を与え、
   隣接した前記組のそれぞれに互いに位相が逆転した前記高周波信号を与えることを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波素子の駆動方法。
8. 前記複数の組それぞれの前記櫛歯状電極トランスデューサの数は、互いに等しいことを特徴とする請求項７に記載の弾性表面波素子の駆動方法。

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