JPH026451B2 - - Google Patents

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JPH026451B2
JPH026451B2 JP56206816A JP20681681A JPH026451B2 JP H026451 B2 JPH026451 B2 JP H026451B2 JP 56206816 A JP56206816 A JP 56206816A JP 20681681 A JP20681681 A JP 20681681A JP H026451 B2 JPH026451 B2 JP H026451B2
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saw
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Sutanrei Kurosu Piitaa
Robaato Shirebu Uiriamu
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弾性表面波共振器に関するものであ
る。
一般に発振回路の安定化を図るためにフイード
バツク要素が用いられている。このようなフイー
ドバツク要素の一例は、弾性表面波（SAW）共
振器である。SAW共振器に関しては、米国特許
第3886504号、及び第4144507号にも開示されてい
るように、圧電基板上にある間隔をあけて一対の
グレーテイング反射器が配置されている。このグ
レーテイングの間に少くとも１つのSAWトラン
スデユーサを配置すると共に、電気的励振源から
のエネルギーに応答して圧電基板内に弾性表面波
を発生させる。そして前記トランスデユーサによ
つて発生された弾性表面波の反射から定在波共振
状態を得るように、グレーテイング相互間の位置
決めがなされる。SAW共振器の共振状態は、発
振回路を安定化するために使用することができ
る。
前記の安定化を最適化し、かつ発振器の信号対
ノイズ比を最大にするためには、高いＱ及び低い
挿入損失の特性を維持しながら、周波数安定化フ
イードバツク要素における電力容量を最大にする
ことが必要である。SAW共振器において、電力
容量は音響アパーチヤ、あるいはデバイスの幅に
比例している。ここで音響アパーチヤはトランス
デユーサにおけるすだれ状電極の最大の重なりの
長さとして定義され、デバイスの幅はグレーテイ
ング構造内の各反射器の長さとして定義される。
このように、発振器を安定化するためにSAW共
振器内に大きな音響アパーチヤを備えることは望
ましいことである。しかしながら、アパーチヤの
大きさにはある制限がある。SAW共振器の構成
は実質上二次元導波管であるから、周波数分離度
がアパーチヤ寸法の２乗に反比例する一群の横導
波管モードを共振器が持続させることがある。こ
の現象は、ジヤーナル・アプライド・フイジクス
48(12)1977年12月第4955〜4961頁にハーマン・エ
イ・ハウスによつて「SAWグレーテイング共振
器のモード」という題で紹介されている。該文献
によると、高電力を取り扱うことのできる広いア
パーチヤに対して、基本周波数に非常に近い周波
数でいくつかの横モードが起こり、かつSAW共
振器フイルタの応答特性にかなりのひずみが生じ
る。このひずみは、例えば、共振器におけるＱの
減少としてあらわれる。それはまた、共振器が発
振器内に組み合わされたときに位相ノイズを増加
させることになり、これが広いアパーチヤを使用
する利点を打ち消すことになる。上記の理由によ
り、SAW共振器が発振器を安定化するために使
用されるときはいつでも、SAW共振器内におけ
る前記横モードを抑制することが非常に望まし
い。
従来技術においては、スプリアスモードを抑制
するために種々の方法が提案されていた。最も一
般的な方法の一つは、アポタイズ形電極を用いる
方法である。この技術におけるトランスデユーサ
は、横モードが励起されないように、反射器にお
けるグレーテイングの基本モードに設計される。
しかしながら、SAW共振器の周波数は、約500M
Hz以上に増加するので、この方法による横モード
の抑制は極めて困難である。他方、特別のデバイ
スパラメータに対して横モードを抑制するように
設定することもできるが、しかし通常、トランス
デユーサの金属化又はグレーテイング・デフイニ
シヨンのいずれかが共振器組み立て中に変形した
場合、横モードに関連した問題が再び現われる。
このことについては、1979年及び1980年のウルト
ラソニツク・シンポジウム・ブロシーデイングス
において、タンスキ及びクロスその他により、
「横モードひずみのない最大許容アパーチヤが
SAW共振器に対して存在する」という報告がな
された。
横モードの抑制について従来提案されている第
２の方法は、横モードを減衰させるためのアブソ
ーバを使用することである。しかしながら、この
アブソーバ自体は、必要モードと不必要モードの
両方を通過させるので、共振器固有のＱが低下す
る。
横モードによつて生じるスプリアス周波数は、
SAW共振器の幅すなわちグレーテイング構造に
おける個々の反射器の長さによつて決定される。
幅の狭い共振器は幅の広い共振器の場合よりも、
不必要な横モードが主モードからさらに遠ざかる
けれども、狭い共振器は電力容量が低い。上記の
欠点を除去するために、本発明の一実施例による
SAW共振器は、いくつかの個々の副SAW共振器
すなわちSAWサブデバイスを並列に動作させる。
SAWサブデバイスの並列組み合せによつて、共
振器はより高い電力を取り扱うことが可能とな
る。
この並列支持は従来横モードを抑制又は最少化
するためには使用されなかつた。例えば、SAW
共振器において、単一デバイスを形成するために
サブデバイスを並列に接続することは、共振器の
構成自体が複雑になり、また並列共振器に電気的
接続をするためにより複雑なコネクタを必要とす
るので、過去においては使用されなかつた。
さらに別の制限は、製造時、あるいは設計時に
おけるわずかな寸法ずれによるサブデバイス間の
相違いよつて振幅あるいは位相応答におけるリツ
プルのようなスプリアス応答を導入する可能性が
あるという点である。これらのスプリアスモード
は、横モードによつて発生したものと同様に、デ
バイスのＱを減少させ、かつ発振器の位相ノイズ
を増加させる。本実施例においてこの制限は、共
通サブストレート上に同一のサブデバイスを作る
ことによつて克服される。
デバイスの並列動作におけるこの技術の別の制
限は、本実施例のサブデバイスから成る並列ビー
ム間の接続をするときに困難性が付加されるとい
う点にある。SAW共振器の通常の構成における
接続は、トランスデユーサに付着される広いバー
電極によつてなされる。並列構成において、これ
らのバー電極は個々のサブデバイスを介して交差
しなければならない。バー電極自体は、スプリア
ス共振、及び共振器フイルタ応答特性の低下を生
じさせる。この制限は、本発明による実施例によ
つて克服される。
並列構成と共に存在すると考えられたさらに別
の制限は、並列の幅の狭い音響ビームに関連した
回折損失が付加されるという点にある。これらの
損失が存在するけれども、本具体例は、他の損失
が優勢である周波数で最も有用であるので、
SAWサブデバイスの並列接続によつて悪化する
ことが判明しなかつた。
前述のハートマン他の文献において、マルチ共
振器における個々のSAW共振器の動作を並列に
することがおおまかに示唆されている。それらの
目的は明らかに、マルチポール帯域フイルタと同
様に所定の全体周波数応答特性を構成することで
あつた。しかし実際に並列動作のSAW装置をど
のように実現するか、あるいは横モードの最少化
についてはなんら開示されていない。また、横モ
ードひずみの減少あるいは抑制するための個々の
SAW共振器の並列動作の教示もなかつた。
第１図は本発明の一実施例によるSAW共振器
の構成図である。図において、マルチ構成の
SAW共振器１００は２つのSAWサブデバイス１
０１及び１０２により構成される。
各サブデバイスは、入力トランスデユーサ１０
５Ａ，Ｂ及び出力トランスデユーサ１０６Ａ，Ｂ
共にそれぞれのグレーテイング反射器１０８Ａ，
Ｂと１０９Ａ，Ｂ、及び両グレーテイング反射器
間に配置されそしてそれらに関連した電気的接続
部１０３及び１０４から構成されている。電気的
接続部１０３及び１０４は一塊の金属ストリツプ
にすることもできるが、この方法は周波数応答の
ひずみを導入する恐れがあり、望ましくない。マ
ルチ構成におけるSAW共振器の動作に影響する
ことなく、他の金属化構成又はステツチ結合ワイ
ヤを使つて電気的接続をなすことができる。第１
図の実施例において、これらの接続部は、グレー
テイング１０８Ａ，Ｂとトランスデユーサ１０５
Ａ，Ｂの間、及びグレーテイング１０９Ａ，Ｂと
トランスデユーサ１０６Ａ，Ｂの間で形成しなけ
ればならない。この構成の要件は、サブデバイス
１０１，１０２の各々が、横モードによつて生じ
たスプリアス応答を、SAW共振器１００の共振
周波数から離すのに十分なだけ狭くされるという
点である。
前記接続部１０３及び１０４は、それぞれ入力
トランスデユーサ１０５Ａ，Ｂに、そして出力ト
ランスデユーサ１０６Ａ，Ｂに電気的接続をす
る。本実施例における各トランスデユーサ１０５
Ａ，１０５Ｂ，１０６Ａ、及び１０６Ｂは、両手
の指を組み合わせたようなすだれ状電極１１１で
構成される。これらトランスデユーサのアース部
分は、バー電極１０７Ａ，１０７Ｂによつて接続
される。
本実施例において、電気的接続部１０３及び１
０４は、グレーテイング反射器１０８（Ａ，Ｂ）、
１０９（Ａ，Ｂ）内に周期的に伸びる平行電極１
１０で構成される。かくしてトランスデユーサ１
０５（Ａ，Ｂ），１０６（Ａ，Ｂ）とグレーテイ
ング反射器１０８（Ａ，Ｂ），１０９（Ａ，Ｂ）
の間には波の伝達に対する遮断がほとんど生じな
い。これらの電気的接続部に幅の広い一塊の接続
部材を使用した場合には、グレーテイング反射器
の周期性が阻害され、グレーテイングとトランス
デユーサとの間にスプリアス共振を生じることが
ある。
本実施例によるSAW共振器１００を回路内に
使用するときに、その共振周波数近くの所定の周
波数のみがこの回路に結合される。かくしてスプ
リアス周波数は共振周波数から離れているため
に、スプリアスモードからのいかなる悪影響も無
視できるほどのレベルに維持される。さらに、こ
れらの横モードが離れているので、SAW共振器
１００の周波数特性は、位相又は振幅において実
質上ひずんでいない。
第２図及び第３図は、本発明の他の実施例で４
つのサブデバイスを並列にしたマルチ構成の
SAW共振器の構成図を示す。第２図は、単一の
ポートと、４つのサブデバイス２０１〜２０４か
ら成る共振器２００を示す。この単一ポートの共
振器２００はそのグレーテイング反射器２０８
（Ａ〜Ｄ）と２０９（Ａ〜Ｄ）との間に配置され
た単一トランスデユーサ２０５を具えている。本
実施例において、トランスデユーサ２０５への電
気的接続部２０５Ａ，２０５Ｂは、前記グレーテ
イング２０８，２０９と共に周期的に伸びる複数
の電極で構成される。
第３図は、４つのサブデバイス３０１〜３０４
を並列にした２ポート共振器３００を示してい
る。この２ポート共振器３００は、そのグレーテ
イング３０８（Ａ〜Ｄ），３０９（Ａ〜Ｄ）間に
配置された２つのトランスデユーサ３０５，３０
６を具えている。本実施例において、トランスデ
ユーサ３０５，３０６への電気的接続３０５Ｂ，
３０６Ｂはそれぞれ、グレーテイング構成３０
８，３０９と共に周期的に伸びる複数の電極で形
成される。残りの電気的接続部３０５Ａ，３０６
Ａはトランスデユーサ間に置かれた広いストリツ
プでる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第３図は本発明の各実施例による構
成図である。図において、１００，２００，３０
０はSAW共振器１０１，１０２，２０１〜２０
４及び３０１〜３０４はSAWサブデバイス、１
０３及び１０４は電気的接続部、１０５Ａ及び１
０５Ｂは入力トランスデユーサ、１０６Ａ及び１
０６Ｂは出力トランスデユーサ、１０７Ａ及び１
０７Ｂはバー電極、１０８Ａ，Ｂ及び１０９Ａ，
Ｂはグレーテイング反射器、１１０及び１１１は
電極である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ同一形状の弾性表面波サブデバイスを共
    通の圧電基板上に複数個配列した共振器であり、
    前記各サブデバイスはそれぞれにおいて、定在波
    共振パターンを与えるために配置された一対の第
    １、第２グレーテイング反射器と、前記両グレー
    テイング反射器の間に配置されそして前記基板の
    圧電表面上に弾性表面波を送りだす少なくとも第
    １のトランスデユーサとより成る、横モード周波
    数を共振周波数から遠ざけるのに充分な狭さの音
    響アパーチヤを備えたものであつて、前記各サブ
    デバイスにおける前記各第１のトランスデユーサ
    を第１共通接続部よつて共通に接続して該第１共
    通接続部を介して前記各サブデバイスを並列動作
    させることを特徴とする弾性表面波共振器。 ２ 前記各サブデバイス内における前記第１共通
    接続部部分が、少なくとも前記第１グレーテイン
    グ反射器と前記第１のトランスデユーサとの間
    で、前記第１、第２グレーテイング反射器と共に
    周期的に伸びる複数の平行電極を備えて成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表
    面波共振器。
JP56206816A 1980-12-22 1981-12-21 Surface acoustic wave resonator Granted JPS57127319A (en)

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Publication Number Publication Date
JPS57127319A JPS57127319A (en) 1982-08-07
JPH026451B2 true JPH026451B2 (ja) 1990-02-09

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EP (1) EP0054723B1 (ja)
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DE (1) DE3168823D1 (ja)

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