JPH03283710A - 弾性表面波共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、弾性表面波共振子に係り、特に複数の弾性表
面波共振子素子を同一の圧電基板上に構成する方法に関
する。

（従来の技術） デジタル信号に応じて周波数変調を行うＦＳＫ（周波数
シフトキーイング）変調器や、ビデオ信号をＲＦ倍信号
変換するＲＦモジュレータ等の装置では２つの異なる周
波数の信号が必要となる。

この複数の周波数を発生するための発振器の構成は一般
に次の２通りに大別できる。第１に電圧で周波数を可変
するＶＣＤ　（電圧制御発振器）方式である。ところで
、このＶＣＤ方式に弾性表面波共振子や水晶振動子を用
いた場合、これらの素子の特性によって周波数可変幅が
決定されるため、周波数の可変幅が任意に選択できない
欠点がある。

この欠点を排した方法が次に説明する第２の方法である
。すなわち２個の弾性表面波共振子素子と、２系統の発
振回路を用いて２つの発振周波数を発生する方法である
。

この第２の方法では、共振周波数が異なる２つの弾性表
面波共振子素子が必要となる。ところで小型化のための
実装上の問題、及びコストの面から考えても２個の弾性
表面波共振子素子は同一の圧電基板上に配置したほうが
よい。さらに望ましくは、２個の弾性表面波共振子素子
の位置関係は、弾性表面波の伝搬方向に対して上下（垂
直方向）に隣接する様に配置するよりも、左右（伝搬方
向に対して平行）に隣接していた方が発振回路との接続
が簡単となる。次に第７図を参照して、第２の方法につ
いて説明する。

第７図において、弾性表面波共振子素子（３０）は、圧
電基板（１）上に第１の弾性表面波共振子素子（２０）
と第２の弾性表面波共振子素子（２１）とが配置されて
いる。この第１の弾性表面波共振子素子（２０）は、２
個のインターデジタル型電極（２）、（２）とこのこの
インターデジタル型電極（２）　、（２）を挟む様に配
置されたグレーティング反射器（３）、（３）とから構
成されている。なお（４）はインターデジタル型電極（
２）のポンディングパッドである。

また第２の弾性表面波共振子素子（２１）は、２個のイ
ンターデジタル型電極（５）　、（５）と、この２個の
インターデジタル型電極（５）　、（５）を挟む様に配
置されたグレーティング反射器（８）　、（８）とから
構成されている。なお（７）はインターデジタル型電極
（５）のポンディングパッドである。この弾（８）に貫
通植設されたり−ドピン（９）と、ポンディングパッド
（４）　、（７）とは、ボンディングワイヤー（ｌＯ）
を介して電気的に接続されている。しかしながら、この
弾性表面波共振子（３０）は、結果的には単体としての
弾性表面波共振子素子（２０）、（２１）を単に２個隣
接配置しただけの構造である。

従ってこの弾性表面波共振子（３０）では、インターデ
ジタル型電極（２）とインターデジタル型電極（５）と
のアパーチャ一方向の長さ（開口長）と比較して弾性表
面波の伝搬方向の長さが圧倒的に長くなる。このため、
変形パッケージが必要となりパッケージのコスト高を招
いたり、同一の圧電基板上に構成したにもかかわらず小
型化できない等の問題により、この様な構成の弾性表面
波共振子はほとんど実用化されていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 上述の問題点に鑑みて本発明は、安価な小型の弾性表面
波共振子を提供する事を課題としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を解決するため、同一圧電基板上の
一主面上に複数の弾性表面波共振子素子を、弾性表面波
の伝搬方向に隣接配置した弾性表面波共振子において、
少なくとも１個の反射器を共用させた事を特徴とするも
のである。

（作　用） 本発明は、上述の手段をとる事により同一圧電基板上に
最小限の大きさで、複数の弾性表面波共振子素子を配置
した弾性表面波共振子を得る事ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図において、弾性表面波共振子素子（３ｏ）は、圧
電基板（１）の１工面上に構成された第１の弾性表面波
共振子素子（２０）と第２の弾性表面波共振子素子（２
１）とからなる。この第１の弾性表面波共振子素子（２
０）は、２個のインターデジタル型電極（２）　、（２
）と、この２個のテンターデジタル型電極（２）　、（
２）を挟む様に配置された複数の電極指（４１）からな
るグレーティング反射器（３）　、（１１）とから構成
されている。なお（４）はインターデジタル型電極（２
）のポンディングパッドである。また第２の弾性表面波
共振子素子（２工）は、２個のインターデジタル型電極
（５）　、（５）と、この２個のインターデジタル型電
極（５）　、（５）　麿を挾む様に配置された複数の電
極指（４１）からなるグレーティンパッドである。ここ
で、このグレーティング反射器（１１）は、第１の弾性
表面波共振子素子（２０）と第２の弾性表面波共振子素
子（２１）との共通の反射器となっている。すなわち２
個の弾性表面波共振子素子が、グレーティング反射器（
１１）を共有した状態で１つの圧電基板（１）に構成さ
れた構造となっている。

この弾性表面波共振子（３０）は接着部材（図示せず）
を介して金属性ステム（８）上に載置固定されている。

またステム（８）に貫通植設されたリードビン（９）と
、ポンディングパッド（４）　、（７）とは、ボンディ
ングワイヤー（１０）を介して電気的に接続されている
。上述の構成とする事により、第７図に示した弾性表面
波共振子と比較して第１図に示した弾性表面波共振子は
、圧電基板の伝搬方向の長さが短かい弾性表面波共振子
が得られ、小形化する事ができる。

次に第１図の実施例におけるグレーティング反射器（１
１）について、第２図と第３図を用いて詳細に説明する
。第２図は、グレーティング反射器（１１）の中心付近
の側面拡大模式図であり、ピッチｄ３は弾性表面波共振
子素子（２０）の共振周波数Ｆ１における波長の｜／２
に相当する長さと、弾性表面波共振子素子（２１）の共
振周波数Ｆ２における波長の｜／２に相当する長さとの
和の｜／２の長さ、すなわち平均の長さである。第３図
は、反射器（ｌｌ）の反射特性を示す特性曲線図である
。

一般に弾性表面波共振子に使用されるグレーティング反
射器の反射特性は、第３図に示す如く反射器のピッチに
対応する周波数すなわち第３図の中央において１００％
に近い最大の反射効率を示すが、第３図からも明らかな
ように充分な電極本数を有する通常の設計においては、
この周波数から±数千ｐｐ園程度離れた周波数において
もこの最大の反射効率に近い反射効率を示す。よって、
第１図の実施例においては、弾性表面波共振子素子（２
０）の共振周波数Ｆ１と、弾性表面波共振子素子（２１
）の共振周波数Ｆ２とは、反射器（１１）が十分な反射
効率を示す周波数範囲内に選定されている。

この選定の仕方について以下にのべる。反射器の電極１
本当たりの反射率をε、中心周波数をＦＯ１反射特性に
おけるトップバンドすなわち十分な反射効率の得られる
周波数帯域をΔＦとすると次に示す関係式が成立する事
が知られている。

２φε／π閤ΔＦ／ＦＯ（Ａ） 第５図の実施例において反射器（１１）の中心周波数は
、ＦｌとＦ２との中間の周波数となるように上記ピッチ
ｄ３が選定されているので、ＦＯ■（Ｆ　１　＋Ｆ　２
）　／２　　　　　（Ｂ）である。よって（Ａ）式と（
Ｂ）式よりΔＦ−（Ｆ１＋Ｆ２）φｇ／π　　（Ｃ）と
なる。ところで、ＦｌとＦ２とは反射器（１１）が十分
な反射効率を示す周波数範囲内に存在しなければならな
い。よって、 ΔＦ＞ＩＦＩ−Ｆ２１　　　　　　　（Ｄ）となる。（
Ｃ）式と（Ｄ）式より、最終的に下記（Ｅ）式が得られ
る。

ε＞π・ＩＦＩ−Ｆ２｜／（Ｆ１＋Ｆ２）　　（Ｅ）（
Ｅ）式のようにε、Ｆｌ、Ｆ２を選定する事により、反
射器（１１）はＦｌにおいてもＦ２においても正常に反
射器として動作する。すなわち１つの反射器（ｉ’　１
　）を２つの弾性表面波共振子素子（２ｏ）、（２１）
で共有する事ができる。

以上の様に第１図の実施例によれば、少なくとも１つの
反射器を２つの弾性表面波共振子素子で共有できるため
、同一圧電基板上に最小限の大きさで、複数の弾性表面
波共振子素子を配置した弾性表面波共振子を得る事がで
きる。

本発明は第１図に実施例に限定されるものでなく、種々
に変形して実施する事ができる。

第１図の実施例の反射器（１１）のＦｌにおける反射率
とＦ２における反射率とは、ＦＯにおける反射率に対し
、厳密にはわずかではあるが小さくなってしまう。ぞこ
でこの差分をできるだけ少なくするために、第２図に赤
すグレーティング反射器（ｌｉ）の構造を改良した、第
２の実施例のグレーティング反射器（１１）の構造を第
４図に示す。第２の実施例全体の構成は第１図と同じあ
り、共有する反射器のみが異なる。以下、第２の実施例
について説明する。

第４図においてピッチｄｉは弾性表面波共振子素子（２
０）の中心周波数Ｆ１における波長の｜／２に相当する
長さであり、第１図のグレーティング反射器（３）のピ
ッチと同じである。この長さピッチｄｉはグレーティン
グ反射器（１１）の左側まで保たれる。同様にピッチｄ
２は弾性表面波共振子素子（２１）の中心周波数Ｆ２に
おける波長の１７２に相当する長さであり、第１図のグ
レーティング反射器（６）のピッチと同じである。この
長さピッチｄ２はグレーティング反射器（１１）の右側
まで保たれる。グレーティング反射器（１１）の中心部
のピッチｄ３は、ピッチｄｉとピッチｄ２の中間の長さ
でありピッチの極端な不連続をなくしている。グレーテ
ィング反射器（１１）の電極本数は、第１図のグレーテ
ィング反射器（３）　、（８）と同じ本数であり、グレ
ーティング反射器（１１）の反射特性は、グレーティン
グ反射器（３）　、（６）のＦｌ、Ｆ２における反射特
性とほぼ同じである。

この様子を具体的な数値例を用いて第５図に示す。第１
の弾性表面波共振子素子の反射器に当たるグレーティン
グ反射器（３）の反射特性を点線で示し、第２の弾性表
面波共振子素子の反射器に当たるグレーティング反射器
（６）の反射特性を点線で示す。グレーティング反射器
（３）の中心周波数Ｆ１は、２９９．５ＭＨ２であり、
グレーティング反射器（６）の反射特性のストップバン
ド内に存在する。

同様に、グレーティング反射器（６）の中心周波数Ｆ　
２　ハ８００．５ＭＮＺテあり、グレーティング反射器
（３）の反射特性のストップバンド内に存在する。

ところで弾性表面波共振子素子のグレーティング反射器
においては、インターデジタル電極に近い電極指から順
に弾性表面波が反射されるため、インターデジタル電極
から遠ざかるにつれて弾性表面波の強度が小さくなる。

このため反射器全体の反射効率に与える影響は、インタ
ーデジタル電極に近い電極指はど大きい。よって第４図
のグレーティング反射器（１１）は、右約半分がＦ２に
対応したピッチｄ２となっているためＦｌに対して反射
効率がやや低下するが、共振周波数Ｆ１の弾性表面波共
振子素子（２０）は、グレーティング反射器（１１）の
左半分に構成されているためこの効果の影響は少ない。

よって反射器（１１）の反射特性は、動作上反射器（３
）の反射特性にかなり近いものとなる。同様に共振周波
数Ｆ２の弾性表面波共振子素子（２１）はグレーティン
グ反射器（１１）の右側に構成されているため、反射器
（１１）の反射特性は動作上反射器（６）の反射特性に
かなり近いものとなる。

以上の様に、第２の実施例によれば、第１の実施例に比
べて、共有する反射器の反射効率を高くする事ができる
。すなわち、共振特性の良好な弾性表面波共振子素子を
得る事ができる。その他の効果は第１図の実施例と同様
である。

また上記の実施例変形例においては、弾性表面波共振子
素子は全て２ポート型を図示したが、これに限定される
ものではなく１ボートや３ポ一ト以上の素子についても
本発明は有効である。第６図は１ポ一チ型弾性表面波共
振子素子を用いた場合の一実施例の構成を示す。

ようするに、本発明はその要旨を逸脱しない節回におい
て種々に変形して実施する事ができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、同一圧電基板上に最小限の大きさで複
数の弾性表面波共振子素子を配置した、小型な弾性表面
波共振子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による２ポ一ト型弾性表面波共
振子を示す模式平面図、第２図は第１図に用いられてい
るグレーティング反射器の中心付近の側面拡大模式図、
第３図はグレーティング反射器の反射特性を示す特性曲
線図、第４図は第２の実施例に用いられているグレーテ
ィング反射器の中心付近の側面拡大模式図、第５図は第
２の実施例におけるグレーティング反射器の反射特性を
示す特性曲線図、第６図は本発明のさらに他の実施例を
示す模式平面図、第７図は従来の弾性表面波共振子を示
す模式平面図である。 （１）・・・圧電基板 （２）　、（５）・・・インターデジタル型電極（３）
　、（６）　、（１１）・・・グレーティング反射器（
４）　、（７）・・・ポンディングパッド（２０）、（
２１）・・・弾性表面波共振子（４１）・・・電極指

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電性基体と、 この圧電性基体の一主面上に配置された複数の弾性表面
   波共振子素子とを備え、 前記弾性表面波共振子素子を構成する少なくとも一つの
   反射器は、複数の前記弾性表面波共振子素子の反射器と
   して共用されている事を特徴とする弾性表面波共振子。
2. （２）請求項１記載の２つの前記弾性表面波共振子素子
   において共用される前記反射器は、前記反射器を共用す
   る第１の弾性表面波共振子素子の共振周波数をＦ１とし
   、 前記反射器を共用する第２の弾性表面波共振子素子の共
   振周波数をＦ２とし、 前記反射器を構成する電極指１本当たりの反射率をεと
   した場合、 ε＞π・｜Ｆ１−Ｆ２｜／（Ｆ１＋Ｆ２） の関係式を満足する事を特徴とする弾性表面波共振子。