JPH04150606A - 弾性表面波共振子 - Google Patents
弾性表面波共振子Info
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- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims abstract 2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
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- H03H9/1452—Means for weighting by finger overlap length, apodisation
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
Landscapes
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は、圧電基板上にすだれ状電極変換器か形成され
た弾性表面波共振子に関するものである。
た弾性表面波共振子に関するものである。
（従来技術とその問題点）
代表例としてラブ波型弾性表面波共振子について述べる
。
。
電気機械結合係数（Ｋ２）かレーリー（Ｒａｙｌｅｉｇ
ｈ）波型の表面波（ＰｆＳＶ波）に比べて格段に大きい
ラブ波（ＳＨ波）型共振子か提案されている。
ｈ）波型の表面波（ＰｆＳＶ波）に比べて格段に大きい
ラブ波（ＳＨ波）型共振子か提案されている。
（特開昭６３−２６０２１３参照）
第１図は、従来のラブ波型弾性表面波共振子の構成例を
示す平面図である。第１図において、１は圧電基板、２
はすだれ状電極変換器（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下ＩＤＴと略記する）を示し、
３は交差幅を示す。図中の矢印はラブ波型弾性表面波の
伝搬方向を示す。また、特に断らない限り第２図以降の
図には電圧基板の図示を省略する。
示す平面図である。第１図において、１は圧電基板、２
はすだれ状電極変換器（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下ＩＤＴと略記する）を示し、
３は交差幅を示す。図中の矢印はラブ波型弾性表面波の
伝搬方向を示す。また、特に断らない限り第２図以降の
図には電圧基板の図示を省略する。
第１図に示す如く、ＬｔＮｂ０３回転Ｙ板のような擬似
弾性表面波の存在する圧電基板１上に金（Ａｕ）。
弾性表面波の存在する圧電基板１上に金（Ａｕ）。
銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）等の重金属のすたれ状電極を
付着させることにより、伝搬減衰の大きな擬似弾性表面
波を減衰のないラブ波型表面波とし、かつ、電気信号を
表面波に変換するＩＤＴのみて弾性表面波共振子が構成
されている。
付着させることにより、伝搬減衰の大きな擬似弾性表面
波を減衰のないラブ波型表面波とし、かつ、電気信号を
表面波に変換するＩＤＴのみて弾性表面波共振子が構成
されている。
第１図の構成の共振子は表面波導波路を形成しているた
め、表面波伝搬方向（縦方向、第１図の矢印方向）及び
表面波伝搬方向と垂直な方向にはそれぞれ非調和高次モ
ードの振動か存在しスプリアスとなる欠点かある。さら
に、このようなＹカット−Ｘ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板では
、わずかではあるか、レーリー波型の弾性表面波か誘起
されるため、これもスプリアスとなる欠点かある。
め、表面波伝搬方向（縦方向、第１図の矢印方向）及び
表面波伝搬方向と垂直な方向にはそれぞれ非調和高次モ
ードの振動か存在しスプリアスとなる欠点かある。さら
に、このようなＹカット−Ｘ伝搬ＬｉＮｂＯ３基板では
、わずかではあるか、レーリー波型の弾性表面波か誘起
されるため、これもスプリアスとなる欠点かある。
また、第１図の構成ではＩＤＴ２の両端付近の電極指か
らＩＤＴ外部へ表面波エネルギーか放射されるため、共
振子のＱか大きくならない欠点があった。
らＩＤＴ外部へ表面波エネルギーか放射されるため、共
振子のＱか大きくならない欠点があった。
一般に、弾性表面波共振子を用いて電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）を構成する場合、前述の縦モード及び横モードの
非調和高次のスプリアスかないことか要求され、さらに
、雑音レベルに対する搬送波レベル（Ｃ／Ｎ）を大きく
するためにＱの高い共振子が望まれる。
ＣＯ）を構成する場合、前述の縦モード及び横モードの
非調和高次のスプリアスかないことか要求され、さらに
、雑音レベルに対する搬送波レベル（Ｃ／Ｎ）を大きく
するためにＱの高い共振子が望まれる。
第１図の従来の構成では表面波エネルギーかＩＤＴ２の
両側端部からＩＤＴの外側へ放射されるためＱか低下す
る。そのため、ＩＤＴ２の両性側にグレーティング反射
器４を配置してＱの向上か図られている。第２図はその
構成例である。但し、グレーティング反射器の電極（ス
トリップ）の本数は数本でよい。何故ならば、ラブ波型
表面波は電気機械結合係数（Ｋ２）か格段に大きいため
、電極１本当りの反射係数は非常に大きいこと、また、
反射器の電極本数を多くすると共振子の容量比か大きく
なるからである。
両側端部からＩＤＴの外側へ放射されるためＱか低下す
る。そのため、ＩＤＴ２の両性側にグレーティング反射
器４を配置してＱの向上か図られている。第２図はその
構成例である。但し、グレーティング反射器の電極（ス
トリップ）の本数は数本でよい。何故ならば、ラブ波型
表面波は電気機械結合係数（Ｋ２）か格段に大きいため
、電極１本当りの反射係数は非常に大きいこと、また、
反射器の電極本数を多くすると共振子の容量比か大きく
なるからである。
第３図は、第１図の従来の共振子の特性側図である。（
ロ）は共振点を示し、（ハ）は反共振点を示す。（イ）
はスプリアスである。試料の各定数は次の通りである。
ロ）は共振点を示し、（ハ）は反共振点を示す。（イ）
はスプリアスである。試料の各定数は次の通りである。
圧電基板はＹ Ｘ Ｌ １ＮｂＯａ、ＩＤＴ対数は３
０対、電極ピッチＰは５μｍ１交差幅は４５λ。（λ。
０対、電極ピッチＰは５μｍ１交差幅は４５λ。（λ。
＝２Ｐ）、電極材料は金（Ａｕ）、電極の膜厚は４９５
０人の場合である。
０人の場合である。
第４図は第２図の構成による共振子の特性側図であり、
第１図のＩＤＴ２の両側に５本ずつの電極を有する反射
器４を設は他は同一条件とした場合である。
第１図のＩＤＴ２の両側に５本ずつの電極を有する反射
器４を設は他は同一条件とした場合である。
第４図の特性は第３図の特性に比へて共振抵抗Ｒ１はｚ
７Ωから２．４Ωと小さくなり、反共振抵抗Ｒ１は１．
６４にΩから３．７７にΩと大きくなっている。すなわ
ち、Ｑの目安となる共振抵抗と反共振抵抗の比（２Ｃ１
ｊ７ ｏｇＲ，／ Ｒ、）は５５．７ｄＢから６３．９
ｄＢと大きくなりＱか向上したことかわかる。しかしな
から、第３図、第４図の（Ｂ）の位相特性に示すように
、共振周波数（ロ）の低域側から反共振周波数（ハ）付
近にかけてみられる縦及び横の非調和高次モードによる
リップルは改善されていない。
７Ωから２．４Ωと小さくなり、反共振抵抗Ｒ１は１．
６４にΩから３．７７にΩと大きくなっている。すなわ
ち、Ｑの目安となる共振抵抗と反共振抵抗の比（２Ｃ１
ｊ７ ｏｇＲ，／ Ｒ、）は５５．７ｄＢから６３．９
ｄＢと大きくなりＱか向上したことかわかる。しかしな
から、第３図、第４図の（Ｂ）の位相特性に示すように
、共振周波数（ロ）の低域側から反共振周波数（ハ）付
近にかけてみられる縦及び横の非調和高次モードによる
リップルは改善されていない。
第５図は、このような縦モード及び横モードの非調和高
次のスプリアスを抑圧した共振子の構成側図である。図
のように、ＩＤＴ２の中央部か最大の交差幅となり両端
部は０となるような菱形の重み付けをすることて上記の
スプリアスを取り除くことかできる。第６図は、第５図
のようにＩＤＴに菱形重み付けをした場合の特性例であ
り、ＩＤＴ対数等他等地件は第３図の場合と同じである
。
次のスプリアスを抑圧した共振子の構成側図である。図
のように、ＩＤＴ２の中央部か最大の交差幅となり両端
部は０となるような菱形の重み付けをすることて上記の
スプリアスを取り除くことかできる。第６図は、第５図
のようにＩＤＴに菱形重み付けをした場合の特性例であ
り、ＩＤＴ対数等他等地件は第３図の場合と同じである
。
第６図（Ｂ）の特性をみてみると、第３図に見られた共
振周波数の低域側から反共振周波数付近にかけて見られ
たスプリアスによるリップルがなくなっていることかわ
かる。また、第５図の構成では、ＩＤＴ中央部で交差幅
か大で両側へ向かってい（程交差幅か小さくなる重み付
けがなされているため、ＩＤＴ両端部から外側へ放射さ
れる表面波エネルギーか少なく第３図の特性に比べてＱ
が大きくなっていることがわかる。しかしながら、第３
図及び第４図にみられるようにレーリー波によるスプリ
アス（イ）は除かれていない。
振周波数の低域側から反共振周波数付近にかけて見られ
たスプリアスによるリップルがなくなっていることかわ
かる。また、第５図の構成では、ＩＤＴ中央部で交差幅
か大で両側へ向かってい（程交差幅か小さくなる重み付
けがなされているため、ＩＤＴ両端部から外側へ放射さ
れる表面波エネルギーか少なく第３図の特性に比べてＱ
が大きくなっていることがわかる。しかしながら、第３
図及び第４図にみられるようにレーリー波によるスプリ
アス（イ）は除かれていない。
次に、このレーリー波によるスプリアスを除く方法を考
える。
える。
第７図及び第８図は第１図による従来の共振子て圧電基
板はＹ ＸＬｔＮｂＯ３、ＥＤＴ対数を１５対とし、
電極ピッチＰ゛を５μｍ、交差幅を３０λ′。
板はＹ ＸＬｔＮｂＯ３、ＥＤＴ対数を１５対とし、
電極ピッチＰ゛を５μｍ、交差幅を３０λ′。
（λ’０＝２Ｐ’）とし、膜厚だけを変えた場合の特性
例であり、第７図では２３００人、第８図では４２８０
人である。両者を比較するとレーリー波のスプリアス（
イ）が見られるのは膜厚の厚い第８図であり第７図には
見られない。しかしながら、膜厚が薄いとＱは低くなる
ことがわかる。
例であり、第７図では２３００人、第８図では４２８０
人である。両者を比較するとレーリー波のスプリアス（
イ）が見られるのは膜厚の厚い第８図であり第７図には
見られない。しかしながら、膜厚が薄いとＱは低くなる
ことがわかる。
第９図は電極の膜厚Ｈと共振周波数ｆ、との関係を示す
特性図であり、横軸は電極ピッチＰで規格化しである。
特性図であり、横軸は電極ピッチＰで規格化しである。
実験によると膜厚か薄くなるとレーリー波の共振による
スプリアス（イ）は小さくなり、しかも、Ｈ／Ｐ＝０．
０５（５％）以下になるとほんととその共振は現れなく
なる。
スプリアス（イ）は小さくなり、しかも、Ｈ／Ｐ＝０．
０５（５％）以下になるとほんととその共振は現れなく
なる。
ラブ波型弾性表面波共振子では、レーリー波はスプリア
スとなるが、よく知られているように、ラブ波型以外の
弾性表面波（例えばレーリー波型）を利用しても極めて
多数のＩＤＴを設けることにより弾性表面波共振子を構
成することかできる。
スとなるが、よく知られているように、ラブ波型以外の
弾性表面波（例えばレーリー波型）を利用しても極めて
多数のＩＤＴを設けることにより弾性表面波共振子を構
成することかできる。
この場合は、レーリー波はスプリアスではない。
しかし、縦モード及び横モードはラブ波型弾性表面波共
振子と同様スプリアスとなる。
振子と同様スプリアスとなる。
（発明の目的）
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、縦モードと横
モード及びラブ波型弾性表面波を利用する場合のレーリ
ー波によるスプリアスを抑圧し、かつ、Ｑの高い弾性表
面波共振子を提供することにある。
モード及びラブ波型弾性表面波を利用する場合のレーリ
ー波によるスプリアスを抑圧し、かつ、Ｑの高い弾性表
面波共振子を提供することにある。
（発明の構成及び作用）
以下図面により本発明の詳細な説明する。
代表例としてラブ波型弾性表面波共振子について述へる
。
。
第１０図は本発明の一実施例によるラブ波型弾性表面波
共振子の電極構造を示す平面図てあり、圧電基板は図示
を省略した。図において、弾性表面波伝搬方向に沿って
ＩＤＴ２を配設し、ＩＤＴ２の両側に数本の電極のグレ
ーティング反射器４を配置し、かつ、ＩＤＴ２の電極部
に交差幅か中央部で大きく両側に行くに従って前記両グ
レーティング反射器の一番外側の電極中央部に頂点をも
つような菱形の各辺に沿って交差幅か直線的に変化する
ように重み付けされ、ＩＤＴ２の両側端部では交差幅が
Ｏとならないようにしたことを特徴としている。
共振子の電極構造を示す平面図てあり、圧電基板は図示
を省略した。図において、弾性表面波伝搬方向に沿って
ＩＤＴ２を配設し、ＩＤＴ２の両側に数本の電極のグレ
ーティング反射器４を配置し、かつ、ＩＤＴ２の電極部
に交差幅か中央部で大きく両側に行くに従って前記両グ
レーティング反射器の一番外側の電極中央部に頂点をも
つような菱形の各辺に沿って交差幅か直線的に変化する
ように重み付けされ、ＩＤＴ２の両側端部では交差幅が
Ｏとならないようにしたことを特徴としている。
表現をかえれば、菱形に重み付けをしたＩＤＴの両端の
数対の重み付けを零にし、その数対を電気的に切り離し
て短絡ストリップ電極すなわちグレーティング反射器に
置き換えたことを特徴としている。
数対の重み付けを零にし、その数対を電気的に切り離し
て短絡ストリップ電極すなわちグレーティング反射器に
置き換えたことを特徴としている。
第１０図に示した本発明のラブ波型弾性裏波共振子では
、ＩＤＴ２により励振された表面波はＩＤＴ電極自身か
反射器の動作をするため多重反射されるか、ＩＤＴ両側
端から放射される表面波エネルギーは、ＩＤＴ２の外側
にＩＤＴと連続する等しいピッチで配設された少数の電
極を有する反射器４により更に多重反射されるためエネ
ルギー閉じ込め効果か上かり共振子のＱか向上する。さ
らに、すだれ状変換器２の電極部に、弾性表面波導波路
を形成するために生じる縦モード及び横モードによる非
調和高次スプリアスと結合しないように、反射器４を含
む導波路の各辺の中心を結ぶ線にそってつくられる菱形
の辺にそってＩＤＴ部分の交差幅に重み付けがされてい
る。
、ＩＤＴ２により励振された表面波はＩＤＴ電極自身か
反射器の動作をするため多重反射されるか、ＩＤＴ両側
端から放射される表面波エネルギーは、ＩＤＴ２の外側
にＩＤＴと連続する等しいピッチで配設された少数の電
極を有する反射器４により更に多重反射されるためエネ
ルギー閉じ込め効果か上かり共振子のＱか向上する。さ
らに、すだれ状変換器２の電極部に、弾性表面波導波路
を形成するために生じる縦モード及び横モードによる非
調和高次スプリアスと結合しないように、反射器４を含
む導波路の各辺の中心を結ぶ線にそってつくられる菱形
の辺にそってＩＤＴ部分の交差幅に重み付けがされてい
る。
また、レーリー波によるスプリアス（イ）を抑圧するた
めに、電極の膜厚Ｈは、電極ピッチＰで規格化したＨ／
Ｐ、 ＝０．０５以下に設定されている。
めに、電極の膜厚Ｈは、電極ピッチＰで規格化したＨ／
Ｐ、 ＝０．０５以下に設定されている。
第１１図は第１０図に示した本発明の構成例により試作
した共振子の特性側図である。ＩＤＴ対数＝５０対、反
射器電極本数＝５本、電極材料＝金（Ａｕ）、電極ピッ
チＰ”＝７．１μｍ１交差幅２６λ”０（λ”。
した共振子の特性側図である。ＩＤＴ対数＝５０対、反
射器電極本数＝５本、電極材料＝金（Ａｕ）、電極ピッ
チＰ”＝７．１μｍ１交差幅２６λ”０（λ”。
＝２Ｐ”）電極膜厚Ｈ＝ ３３８０人の場合である。縦
モードと横モード及びレーリー波によるスプリアスはみ
られず、共振抵抗Ｒ７は２．０Ω、反共振抵抗Ｒ１は３
．２９にΩでありそのレベル差（２０ｆｏｇＲ。
モードと横モード及びレーリー波によるスプリアスはみ
られず、共振抵抗Ｒ７は２．０Ω、反共振抵抗Ｒ１は３
．２９にΩでありそのレベル差（２０ｆｏｇＲ。
／Ｒ７）は６４ｄＢとなり極めて高いＱか得られている
。
。
ラブ波型以外の弾性表面波共振子に於いても同様な効果
か得られることは明白である。この場合、Ｋ２がラブ波
型弾性表面波、に比へ格段に小さいためＥＤＴ対数か極
めて大きくなる。
か得られることは明白である。この場合、Ｋ２がラブ波
型弾性表面波、に比へ格段に小さいためＥＤＴ対数か極
めて大きくなる。
グレーティング反射器の電極指の本数かＩＤＴの電極指
の本数の１１５以下ならば十分本発明の効果か得られる
。
の本数の１１５以下ならば十分本発明の効果か得られる
。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明によれば、縦モード
、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレ
ーリー波によるスプリアスか抑圧され、しかも、Ｑの高
い弾性表面波共振子を実現することかできる。
、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレ
ーリー波によるスプリアスか抑圧され、しかも、Ｑの高
い弾性表面波共振子を実現することかできる。
第１図は従来のラブ波型弾性表面波共振子の構成例図、
第２図は従来の反射器付ラブ波型弾性表面波共振子の構
成例図、第３． ７． ８図は第１図の構成による共振
子の特性側図、第４図は第２図の構成による共振子の特
性側図、第５図は従来のＩＤＴ重み付はラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第６図は第５図の構成による共
振子の特性側図、第９図は電極膜厚と共振周波数との関
係を示す特性側図、第１０図は本発明のラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第１１図は第１０図の構成によ
る共振子の特性側図である。 ｌ・・・圧電基板、 ２・・・すだれ状電極変換器（Ｉ ３・・・交差幅、 ４・・・グレーティング反射器。 ＤＴ）、
第２図は従来の反射器付ラブ波型弾性表面波共振子の構
成例図、第３． ７． ８図は第１図の構成による共振
子の特性側図、第４図は第２図の構成による共振子の特
性側図、第５図は従来のＩＤＴ重み付はラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第６図は第５図の構成による共
振子の特性側図、第９図は電極膜厚と共振周波数との関
係を示す特性側図、第１０図は本発明のラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第１１図は第１０図の構成によ
る共振子の特性側図である。 ｌ・・・圧電基板、 ２・・・すだれ状電極変換器（Ｉ ３・・・交差幅、 ４・・・グレーティング反射器。 ＤＴ）、
Claims (3)
- （１）圧電基板上にすだれ状電極変換器が形成された弾
性表面波共振子において、 前記すだれ状電極変換器の両側の表面波伝搬路上に該す
だれ状電極変換器と等しい電極幅、等しいピッチですだ
れ状電極指の本数の１／５以下の電極指を有するグレー
ティング反射器が前記ピッチと等しい間隔で配置され、 前記すだれ状電極変換器の電極部に、該電極部の交差幅
が中央部で大きく両側にいくに従って一様に小さくなり
前記両グレーティング反射器の一番外側の電極中央部に
頂点をもつような菱形の重み付けが施されたことを特徴
とする弾性表面波共振子。 - （２）特定の回転角でカットされた高結合圧電基板上に
重金属によるすだれ状電極変換器が形成されたラブ波型
弾性表面波共振子において、 前記すだれ状電極変換器の両側の表面波伝搬路上に該す
だれ状電極変換器と等しい電極幅、等しいピッチですだ
れ状電極指の本数の１／５以下の電極指を有するグレー
ティング反射器が前記ピッチと等しい間隔で配置され、 前記すだれ状電極変換器の電極部に、該電極部の交差幅
が中央部で大きく両側にいくに従って一様に小さくなり
前記両グレーティング反射器の一番外側の電極中央部に
頂点をもつような菱形の重み付けが施されたことを特徴
とするラブ波型弾性表面波共振子。 - （３）前記すだれ状電極変換器の電極膜厚が隣接する電
極間隔の５％以下であることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載のラブ波型弾性表面波共振子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2275888A JP2645674B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 弾性表面波共振子 |
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