JPH0767060B2 - Single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator and surface acoustic wave filter - Google Patents

Single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator and surface acoustic wave filter

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JPH0767060B2
JPH0767060B2 JP1257046A JP25704689A JPH0767060B2 JP H0767060 B2 JPH0767060 B2 JP H0767060B2 JP 1257046 A JP1257046 A JP 1257046A JP 25704689 A JP25704689 A JP 25704689A JP H0767060 B2 JPH0767060 B2 JP H0767060B2
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surface acoustic
acoustic wave
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terminal
interdigital transducers
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正 神田
宏二 浅野
洋 清水
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国際電気株式会社
清水 郁子
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【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は、弾性表面波共振子に関し、特にエネルギー閉
じ込め型2端子対弾性表面波共振子および弾性表面波フ
ィルタに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface acoustic wave resonator, and more particularly to an energy trap type two-terminal surface acoustic wave resonator and a surface acoustic wave filter.

(従来技術とその問題点) エネルギー閉じ込め型2端子対弾性表面波共振子は、通
常第1図(a)に示すように弾性表面波を伝搬せしめる
圧電基板1の表面の弾性表面波伝搬路上に電気信号を弾
性表面波に変換する2つのすだれ状変換器(Interdigit
al Transducer;以下IDTと略記する)すなわち、IDT(2
A)とIDT(2B)が直列に配設され、その両側を前記IDT
(2A)から励振される弾性表面波を反射するための周期
的構造をもつグレーティング(格子状)反射器3が配置
された構成を有している。入力端子4と接地端子Eおよ
び出力端子5と接地端子E′とで2端子対を構成する。
(Prior Art and Its Problems) The energy trap type two-terminal pair surface acoustic wave resonator is normally arranged on the surface acoustic wave propagation path on the surface of the piezoelectric substrate 1 for propagating the surface acoustic wave as shown in FIG. 1 (a). Two interdigital transducers (Interdigit) that convert electric signals into surface acoustic waves
al Transducer; hereinafter abbreviated as IDT), that is, IDT (2
A) and IDT (2B) are arranged in series and both sides of the IDT
The grating (lattice) reflector 3 having a periodic structure for reflecting the surface acoustic wave excited from (2A) is arranged. The input terminal 4 and the ground terminal E, and the output terminal 5 and the ground terminal E'constitute a two-terminal pair.

第1図及び以降の図でグレーティング反射器3の中間電
極の図示は省略した。また、IDT(2A),(2B)の電極
対数は任意に設けられるが、第1図(a)の場合はそれ
ぞれ2対で代表させて示してあり、第1図以降の図面に
おいても電極対数は特定したものではなく代表例で示
す。
The intermediate electrode of the grating reflector 3 is not shown in FIG. 1 and the subsequent drawings. The number of electrode pairs of the IDTs (2A) and (2B) is arbitrarily set, but in the case of FIG. 1 (a), each pair is represented by two pairs, and the number of electrode pairs is also shown in the drawings after FIG. Is not specified but is shown as a representative example.

圧電基板1の材料は、通常、タンタル酸リチウム(Li T
aO3),ニオブ酸リチウム(LiNbO3),水晶等の圧電単
結晶基板が用いられ、IDT(2A),(2B)およびグレー
ティング反射器3の電極材料にはアルミニウム(Al)や
金(Au)等が用いられる。また、第2図以降では圧電基
板1の図示は省略する。
The material of the piezoelectric substrate 1 is usually lithium tantalate (Li T
Piezoelectric single crystal substrates such as aO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), and quartz are used, and aluminum (Al) and gold (Au) are used as the electrode materials for the IDTs (2A), (2B) and the grating reflector 3. Etc. are used. In addition, illustration of the piezoelectric substrate 1 is omitted from FIG.

第1図(a)に示した従来の電極構成の2端子対弾性表
面波共振子に於いて、IDT(2A)及び(2B)が弾性表面
波伝搬路上(矢印で図示)に直列に配置されているた
め、IDT(2A)によって励振された表面波は反射器3を
介さずに直接IDT(2B)により受信されることになり、
いわゆるトランスバーサルフィルタの特性を呈し共振子
の通過特性に重畳される。このような共振子でフィルタ
を構成した場合、IDT(2A)とIDT(2B)が表面波の伝搬
路上に直列にあるために生ずるIDT同志の結合は帯域外
減衰量を劣化させる原因となる。
In the conventional two-terminal-pair surface acoustic wave resonator shown in FIG. 1 (a), IDTs (2A) and (2B) are arranged in series on the surface acoustic wave propagation path (shown by an arrow). Therefore, the surface wave excited by the IDT (2A) is directly received by the IDT (2B) without passing through the reflector 3.
It exhibits a so-called transversal filter characteristic and is superimposed on the pass characteristic of the resonator. When a filter is constructed with such resonators, the IDT (2A) and the IDT (2B) are connected in series on the propagation path of the surface wave, and the coupling between the IDTs causes deterioration of the out-of-band attenuation.

第1図(b)は、第1図(a)の電極構成を有する共振
子の縦方向振動モードのエネルギ分布を示すものであ
り、6は基本(0次)縦モード(対称モード(S0))の
振動の変位分布を示し、7は非調和1次縦モード(反対
称モード(a0))の振動の変位分布を示す。第1図
(a)と(b)において、共振子の容量比γ(共振周波
数と反共振周波数の差の逆数に比例する値)の小さくす
れば、フィルタを構成した場合、通過帯域幅を広くでき
ることが知られている。共振子の容量比γを小さくする
ためにIDT(2A)と(2B)と電極対数を多くすると、共
振器長が長くなるためIDT(2A)及び(2B)がこのモー
ドと結合してスプリアスとなる欠点があった。
FIG. 1 (b) shows the energy distribution of the longitudinal vibration mode of the resonator having the electrode configuration of FIG. 1 (a), where 6 is the basic (0th order) longitudinal mode (symmetric mode (S 0 )) Shows the displacement distribution of vibration, and 7 shows the displacement distribution of vibration in the anharmonic first-order longitudinal mode (antisymmetric mode (a 0 )). In FIGS. 1A and 1B, if the capacitance ratio γ of the resonator (a value proportional to the reciprocal of the difference between the resonance frequency and the anti-resonance frequency) is reduced, the pass band width becomes wider when the filter is configured. It is known to be possible. If IDT (2A) and (2B) and the number of electrode pairs are increased in order to reduce the capacitance ratio γ of the resonator, the resonator length becomes longer, so IDT (2A) and (2B) are coupled to this mode and spurious There was a drawback.

この欠点を改善するため、第2図(a)に示すように、
グレーティング反射器3の間に2つのIDT(2C),(2
D)を弾性表面波伝搬方向に対して並列に配設させた2
端子対弾性表面波共振子の電極構成を提案している。
(平成1年2月14日付出願した2端子対弾性表面波共振
子) 第2図(b)は縦方向の振動モードを示し、(c)は横
方向(表面波の伝搬方向に対して直角な方向)の3種類
の振動モード9,10,11を示す。9は基本(0次)横モー
ド、10は1次横モード、11は2次横モードである。
In order to improve this drawback, as shown in FIG.
Two IDTs (2C), (2
D) is arranged in parallel with the surface acoustic wave propagation direction 2
The electrode configuration of the terminal-pair surface acoustic wave resonator is proposed.
(2 terminal pair surface acoustic wave resonator filed on February 14, 1991) FIG. 2 (b) shows a longitudinal vibration mode, and FIG. 2 (c) shows a lateral direction (a right angle to the propagation direction of the surface wave). 3 types of vibration modes 9, 10, and 11) are shown. Reference numeral 9 is a basic (0th) transverse mode, 10 is a primary transverse mode, and 11 is a secondary transverse mode.

第2図(a)の電極構成によれば、2つのIDT(2C),
(2D)は弾性表面波伝搬路上に直列に配設されていない
ため、いわゆるトランスバーサルフィルタの特性を呈す
ることはなく、また、弾性表面波伝搬方向には1つのID
Tが反射器間の中心付近に配設されていることに相当す
るため、第1図(b)の7に相当する1次縦モードとは
結合しない。すなわち、1次縦モードによるスプリアス
が現れない利点がある。
According to the electrode configuration of FIG. 2 (a), two IDTs (2C),
Since (2D) is not placed in series on the surface acoustic wave propagation path, it does not exhibit the characteristics of a so-called transversal filter, and one ID in the surface acoustic wave propagation direction.
Since T corresponds to being arranged near the center between the reflectors, it is not coupled with the primary longitudinal mode corresponding to 7 in FIG. 1 (b). That is, there is an advantage that spurious due to the primary longitudinal mode does not appear.

しかしながら、反射器3は弾性表面波導波路を形成して
おり、反射器3の幅8(ガイド幅)が大きくなると第2
図(c)に示すように高次横モード10,11が現れるよう
になりIDT(2C)及び(2D)と結合してスプリアスとな
る不具合があった。
However, the reflector 3 forms a surface acoustic wave waveguide, and if the width 8 (guide width) of the reflector 3 becomes large, the
As shown in FIG. 7C, higher-order transverse modes 10 and 11 have appeared, and there is a problem in which spurious is generated by coupling with IDTs (2C) and (2D).

通常、IDT(2C),(2D)のそれぞれの交差幅(または
交差指長)の和は反射器3のガイド幅8と同程度に形成
されるため、以下特に断らない限りガイド幅8はIDT(2
C),(2D)の交差幅の和とほぼ等しいとして扱う。
Normally, the sum of the crossing widths (or crossing finger lengths) of IDTs (2C) and (2D) is formed to be approximately the same as the guide width 8 of the reflector 3, so the guide width 8 is the IDT unless otherwise specified below. (2
It is treated as almost equal to the sum of the intersection widths of C) and (2D).

第4図は、第2図(a)の電極構成による共振子の入力
インピーダンス特性例である。両図において、交差幅=
160μm(=10λ)、IDT(2A),(2B)の対数がそれ
ぞれ50対、電極ピッチ8μm、反射器格子の本数300
本、X−112゜Y LiTaO3基板の場合の入力インピーダン
スの実測例である。すなわち、ガイド幅=10λのと
き、第2図(c)の基本(0次)横モード9による第4
図の特性bと、第2図(c)の1次横モード10による第
4図の特性aとの2つのモードが存在していることがわ
かる。
FIG. 4 is an example of input impedance characteristics of the resonator having the electrode configuration shown in FIG. Crossing width =
160 μm (= 10λ 0 ), 50 pairs of IDTs (2A) and (2B) each, electrode pitch 8 μm, number of reflector gratings 300
This is an actual measurement example of the input impedance in the case of the X-112 ° Y LiTaO 3 substrate. That is, when the guide width = 10λ 0 , the fourth mode by the basic (0th) transverse mode 9 in FIG.
It can be seen that there are two modes, the characteristic b in the figure and the characteristic a in FIG. 4 due to the primary transverse mode 10 in FIG. 2 (c).

また、第9図はガイド幅8と共振子の基本モードのQと
の関係を示す特性図であり、第10図はガイド幅8と横モ
ード9,10,11の共振周波数との関係を示す特性図であ
る。第10図からわかるように、1次横モード10が現れる
ガイド幅8は約6λであり、2次横モード11が現れる
ガイド幅8は約20λである。高次横モードの現れ方は
若干の膜厚依存を示すが、第2図(a)に示す電極構成
に於いて、ガイド幅8が6λ以上では、必ず、1次ま
たは1次と2次の横モードスプリアスが混在することに
なる。所望の0次(基本)横モード9のみ存在させるた
めには、ガイド幅8を数λ以下(X−112゜Y LiTaO3
の場合6λ以下)にしなければならない。
Further, FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the guide width 8 and the Q of the fundamental mode of the resonator, and FIG. 10 shows the relationship between the guide width 8 and the resonance frequencies of the transverse modes 9, 10, and 11. It is a characteristic diagram. As can be seen from FIG. 10, the guide width 8 in which the primary transverse mode 10 appears is about 6λ 0 , and the guide width 8 in which the secondary transverse mode 11 appears is about 20λ 0 . The appearance of the higher-order transverse mode shows a slight film thickness dependence. However, in the electrode configuration shown in FIG. 2 (a), when the guide width 8 is 6λ 0 or more, it is always the first order or the first order and the second order. Lateral mode spurious will be mixed. In order to allow only the desired zeroth-order (basic) transverse mode 9 to exist, the guide width 8 is set to several λ 0 or less (X−112 ° Y LiTaO 3
In the case of, it should be 6λ 0 or less).

しかしながら、第9図に示すようにガイド幅8を狭くす
ると、グレーティング反射器3を伝搬する表面波は回折
による損失が増えるため共振子のQが低下する傾向があ
る。Qが低下した共振子でフィルタを構成する場合、挿
入損失が増加する欠点があった。
However, as shown in FIG. 9, when the guide width 8 is narrowed, the surface wave propagating through the grating reflector 3 tends to have a reduced Q because the loss due to diffraction increases. When a filter is constructed with a resonator having a reduced Q, there is a drawback that the insertion loss increases.

また、共振子のインピーダンスは、IDT対数および交差
幅によって決まる静電容量により決定される。従って、
交差幅が数λ以下に限定されると、インピーダンス設
計の自由度が限定されるという欠点があった。
The impedance of the resonator is determined by the capacitance determined by the IDT logarithm and the cross width. Therefore,
If the crossing width is limited to several λ 0 or less, there is a drawback that the degree of freedom in impedance design is limited.

次に、弾性表面波フィルタについて述べる。Next, the surface acoustic wave filter will be described.

弾性表面波共振子でフィルタを構成する場合、単一モー
ド2端子対弾性表面波共振子を複数個縦続接続する方法
が知られている。第6図は、同一構造の単一モード共振
子を2個縦続接続した2重モード共振子フィルタの構成
例である。すなわち、第1図に示した従来の電極構成の
2端子対弾性表面波共振子を同一基板1(図示せず省
略)上に弾性表面波伝搬方向が平行で、かつ、互いに音
響結合による影響が無視できる程度の間隔で並設され電
気的に縦続接続されたものである。
When configuring a filter with a surface acoustic wave resonator, a method is known in which a plurality of single mode two-terminal pair surface acoustic wave resonators are connected in cascade. FIG. 6 is a configuration example of a dual mode resonator filter in which two single mode resonators having the same structure are connected in cascade. That is, the two-terminal pair surface acoustic wave resonator having the conventional electrode configuration shown in FIG. 1 has the surface acoustic wave propagation directions parallel to each other on the same substrate 1 (not shown), and is influenced by acoustic coupling with each other. They are arranged side by side and are electrically connected in cascade at negligible intervals.

第1図の共振子の電極構成について前述したように、ID
T(2A)とIDT(2B)は弾性表面波の伝搬路上に直列に配
設されているため、いわゆるトランスバーサルフィルタ
の特性が重畳されて、フィルタの帯域外特性が劣化する
という欠点および、1次縦モードによるスプリアスが現
れる欠点があった。
As described above regarding the electrode configuration of the resonator in FIG.
Since T (2A) and IDT (2B) are arranged in series on the surface acoustic wave propagation path, the characteristics of a so-called transversal filter are superimposed and the out-of-band characteristics of the filter deteriorate. There was a drawback that spurious due to the next vertical mode appeared.

(発明の目的) 本発明の目的は、Qの低下をさけるためガイド幅8をあ
る程度大きくすると同時に、インピーダンス設計の自由
度を上げ、かつ、1次縦モードのスプリアスおよび1次
横モードのスプリアスが現れない電極構成の単一モード
2端子対弾性表面波共振子を提供することにある。ま
た、2端子対共振子を複数個縦続接続して構成されるフ
ィルタに於いて、挿入損失の増大がなく、インピーダン
ス設計の自由度を上げ、かつ、1次縦モードのスプリア
ス及び1次横モードのスプリアスのない弾性表面波フィ
ルタを提供することにある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to increase the guide width 8 to some extent in order to avoid a decrease in Q, at the same time increase the degree of freedom in impedance design, and to prevent spurious in the primary longitudinal mode and spurious in the primary transverse mode. It is to provide a single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator having an electrode configuration that does not appear. Further, in a filter formed by connecting a plurality of two-terminal-pair resonators in cascade, insertion loss does not increase, the degree of freedom in impedance design is increased, and spurious in primary longitudinal mode and primary transverse mode are achieved. Another object of the present invention is to provide a surface acoustic wave filter having no spurious effect.

(発明の構成及び作用) まず、弾性表面波共振子について述べる。(Structure and Action of the Invention) First, the surface acoustic wave resonator will be described.

本発明の特許請求の範囲請求項(1)に記載した単一モ
ード2端子対弾性表面波共振子は、圧電基板上に、対向
する2つのグレーティング反射器の間に該2つのグレー
ティング反射器を共用して3個のすだれ状変換器が弾性
表面波の伝搬方向に直角に前記グレーティング反射器の
幅の中心線に対して対称に並列配置され、該3個のすだ
れ状変換器のうち中央のすだれ状変換器を入力端子対と
して両側のすだれ状変換器の電気的に接続して出力端子
対とした単一モード2端子対弾性表面波共振子におい
て、 前記3個のすだれ状変換器の交差幅の和と該交差幅の和
にほぼ等しい前記グレーティング反射器のガイド幅と
を、前記横モードのうち2次横モードの振動が現れる直
前の約20λ(λ=弾性表面波の波長)まで大きくし
たことを特徴とするものである。
A single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator according to claim (1) of the present invention has two grating reflectors between two opposing grating reflectors on a piezoelectric substrate. In common, three interdigital transducers are arranged in parallel at right angles to the propagation direction of the surface acoustic wave with respect to the center line of the width of the grating reflector. A single-mode two-terminal surface acoustic wave resonator having a comb-shaped transducer as an input terminal pair, which is electrically connected to the comb-shaped transducers on both sides to form an output terminal pair, in which the three comb-shaped transducers intersect each other. The sum of the widths and the guide width of the grating reflector, which is approximately equal to the sum of the intersecting widths, are set to about 20λ 00 = wavelength of the surface acoustic wave) immediately before the vibration of the second-order transverse mode among the transverse modes appears. It is characterized by increasing to Is shall.

さらに、本発明の特許請求の範囲請求項(3)に記載し
た単一モード2端子対弾性表面波共振子は、圧電基板上
に、対向する2つのグレーティング反射器の間に該2つ
のグレーティング反射器を共用して4個のすだれ状変換
器が弾性表面波の伝搬方向に直角に前記グレーティング
反射器の幅の中心線に対して対称に並列配置され、該4
個のすだれ状変換器のうち該中心線に対して対称の位置
にある内側の2つのすだれ状変換器及び外側のすだれ状
変換器がそれぞれ電気的に並列接続されて一方が入力端
子対となり他方が出力端子対となるように構成された単
一モード2端子対弾性表面波共振子において、 前記4個のすだれ状変換器の交差幅の和と該交差幅の和
にほぼ等しい前記グレーティング反射器のガイド幅と
を、前記横モードのうち2次横モードの振動が現れる直
前の約20λ(λ=弾性表面波の波長)まで大きくし
たことを特徴とするものである。)以下本発明による2
端子対弾性表面波共振子について図面により詳細に説明
する。
Further, the single mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator according to claim (3) of the present invention is provided with two grating reflectors between two opposing grating reflectors on a piezoelectric substrate. The four interdigital transducers are commonly arranged in parallel at right angles to the propagation direction of the surface acoustic wave with respect to the center line of the width of the grating reflector.
Of the two interdigital transducers, two inner interdigital transducers and an outer interdigital transducer that are symmetrical with respect to the center line are electrically connected in parallel, and one of them serves as an input terminal pair and the other interdigital transducer. A single-mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonator configured so as to form an output terminal pair, the grating reflector having a sum of cross widths of the four interdigital transducers and substantially equal to the sum of the cross widths. And the guide width is increased up to about 20λ 00 = wavelength of surface acoustic wave) immediately before the vibration of the secondary transverse mode of the transverse modes appears. ) The following 2 according to the present invention
The terminal pair surface acoustic wave resonator will be described in detail with reference to the drawings.

第3図(a)は本発明の特許請求の範囲請求項(3)に
記載した第1の実施例であり、4つのIDTを用いた場合
の2端子対弾性表面波共振子の電極構成図である。第3
図(b)(c)はそれぞれ縦方向,横方向の変位分布を
示す。2つのグレーティング反射器3の間に、弾性表面
波伝搬方向に対して並列に、かつ、グレーティング反射
器3の幅(ガイド幅)8の中心線に対して対称な位置に
配設された4つのIDT(2E,2F,2G,2H)は、それぞれ独立
した電極構成としてもよいが、本実施例では、2つずつ
のIDT(2Eと2F及び2Gと2H)と接地側電極を共通にした
構成とし、それぞれ対称な位置にある2つのIDT(2Fと2
G及び2Eと2H)はそれぞれ電気的に接続された入力IDT、
出力IDTとした構成である。入力端子14と接地端子Eお
よび出力端子15と接地端子E′とで2端子対を構成す
る。
FIG. 3 (a) is a first embodiment described in the claims (3) of the present invention, and is an electrode configuration diagram of a two-terminal pair surface acoustic wave resonator when four IDTs are used. Is. Third
Figures (b) and (c) show vertical and horizontal displacement distributions, respectively. Four grating reflectors 3 are arranged between the two grating reflectors 3 in parallel with the surface acoustic wave propagation direction and symmetrically with respect to the center line of the width (guide width) 8 of the grating reflector 3. The IDTs (2E, 2F, 2G, 2H) may have independent electrode configurations, but in the present embodiment, two IDTs (2E and 2F and 2G and 2H) and the ground side electrode are commonly used. , And two IDTs (2F and 2
G and 2E and 2H) are electrically connected input IDTs,
This is a configuration with an output IDT. The input terminal 14 and the ground terminal E, and the output terminal 15 and the ground terminal E'constitute a two-terminal pair.

第8図は本発明の特許請求の範囲請求項(1)に記載し
た第2の実施例であり、3つのIDTを用いた場合の2端
子対弾性表面波共振子の電極構成図である。第3図
(a)に示した第1の実施例では、IDT(2F)とIDT(2
G)は電極の一部を共用することで電気的に接続してい
るが、この第2の実施例ではIDT(2F)とIDT(2G)とを
併合して1つのIDT(2I)を形成し、かつ、IDT(2I)と
(2H)の接地側電極を共通にした3つのIDT(2E,2I,2
H)の電極構成となっており、電気的特性は第1の実施
例の場合の同じになることは明白である。以下第3図の
第1の実施例について説明する。
FIG. 8 is a second embodiment of the present invention as set forth in claim 1 and is an electrode configuration diagram of a two-terminal pair surface acoustic wave resonator when three IDTs are used. In the first embodiment shown in FIG. 3 (a), IDT (2F) and IDT (2
G) is electrically connected by sharing a part of the electrode, but in this second embodiment, IDT (2F) and IDT (2G) are merged to form one IDT (2I). In addition, three IDTs (2E, 2I, 2) with the ground side electrodes of IDT (2I) and (2H) in common
It is clear that the electrode configuration of H) is used and the electrical characteristics are the same as in the case of the first embodiment. The first embodiment of FIG. 3 will be described below.

第3図(a)の電極構成に於いて、第2図(a)の場合
と同様に各IDT(2E)(2F)((2G)(2H)は非調和1
次縦モードとは結合することはなく、従って、従来構成
にみられた1次縦モードによるスプリアスによる特性劣
化やトランスバーサルフィルタ特性の重畳による特性劣
化も生じないことは明白である。
In the electrode configuration of FIG. 3 (a), each IDT (2E) (2F) ((2G) (2H) is anharmonic as in the case of FIG. 2 (a).
It is not coupled with the secondary longitudinal mode, and therefore it is obvious that the characteristic degradation due to the spurious due to the primary longitudinal mode and the characteristic degradation due to the superposition of the transversal filter characteristic, which are seen in the conventional configuration, do not occur.

また、第3図(a)の電極構成に於いて、弾性表面波伝
搬方向に直角な方向に対しては、弾性表面波導波路の中
心線に対して対称にIDTが配設され、かつ、対称な位置
にある2つのIDTはそれぞれ電気的に接続されているた
め、入出力IDTは1次横モード10と結合しない。
Further, in the electrode configuration of FIG. 3 (a), the IDTs are arranged symmetrically with respect to the center line of the surface acoustic wave waveguide in the direction perpendicular to the surface acoustic wave propagation direction, and Since the two IDTs at different positions are electrically connected to each other, the input / output IDT is not coupled to the primary transverse mode 10.

第5図は、第3図(a)の構成の共振子の入力インピー
ダンス特性例であり、X−112゜Y LiTaO3基板を用い、I
DT対数50対、反射器の電極本数300本、ガイド幅8を10
λとした場合の実測値である。この図から明らかなよ
うに、第4図にみられた1次横モードのスプリアスaが
きれいに抑圧されて基本(0次)横モード9による特性
bのみが得られていることがわかる。
FIG. 5 is an example of input impedance characteristics of the resonator having the configuration shown in FIG. 3 (a), using an X-112 ° Y LiTaO 3 substrate,
DT 50 pairs, 300 reflector electrodes, guide width 8 10
It is an actual measurement value when λ 0 is set. As is apparent from this figure, the spurious a of the first-order transverse mode shown in FIG. 4 is suppressed cleanly, and only the characteristic b by the basic (0th-order) transverse mode 9 is obtained.

従って、第10図からもわかるように単一モード2端子対
弾性表面波共振子を実現する場合、第2図(a)の構成
ではガイド幅8が1次横モード10が現れる直前(およそ
6λ)以下に限られていたものが、第3図(a)の構
成とすることにより2次横モード11が現れる直前(およ
び20λ)まで拡張することができ、共振子のQを高く
することができる。
Therefore, as can be seen from FIG. 10, in the case of realizing a single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator, in the configuration of FIG. 2 (a), the guide width 8 is set just before the primary transverse mode 10 appears (about 6λ). 0 ) or less, but with the configuration of FIG. 3 (a), it can be expanded to just before the appearance of the secondary transverse mode 11 (and 20λ 0 ), and the Q of the resonator is increased. be able to.

次に、弾性表面波フィルタについて述べる。Next, the surface acoustic wave filter will be described.

第7図は、本発明の弾性表面波フィルタの電極構成例で
あり、第3図に示した本発明の第1の実施例である単一
モード2端子対弾性表面波共振子2個が同一基板1(図
示は省略)上に弾性表面波伝搬方向が平行で、かつ、互
いに音響結合による影響が無視できる程度の間隔で並設
され、電気的に縦続接続されたものである。第8図に示
した本発明の第2の実施例である2端子対弾性表面波共
振子2個を同様に構成することも勿論有効である。
FIG. 7 shows an example of the electrode configuration of the surface acoustic wave filter of the present invention. The two single mode two-terminal pair surface acoustic wave resonators of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 are the same. The surface acoustic wave propagation directions are parallel to each other on the substrate 1 (not shown), and they are arranged in parallel at intervals such that the influence of acoustic coupling can be ignored, and are electrically connected in cascade. Of course, it is also effective to configure the two two-terminal pair surface acoustic wave resonators of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 in the same manner.

第7図の実施例では2個の共振子によって構成されてい
るが、例えばフィルタの減衰特性を更に良くするために
は共振子の数を増せばよいことは明白である。
In the embodiment shown in FIG. 7, two resonators are used, but it is obvious that the number of resonators may be increased in order to further improve the damping characteristic of the filter.

この構成によるフィルタの特徴は、構成要素である共振
子に本発明による単一モード2端子対弾性表面波共振子
を用いていることである。従って、共振子の利点がその
ままフィルタの利点になる。
A feature of the filter according to this configuration is that the single mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator according to the present invention is used as the constituent resonator. Therefore, the advantage of the resonator becomes the advantage of the filter as it is.

すなわち、第6図の従来の構成に比べ、本発明の構成で
は、特性を劣化させる1次縦モードが現れないため、4
つのIDT(2E〜2H)の電極対数を、2次縦モードが現れ
る直前まで多くして共振子の容量比を小さくすることが
できるため、フィルタの通過帯域幅を広くとることがで
きる。さらに、弾性表面波伝搬路上にIDTが直列に配設
されていないため、入出力のIDTによるトランスバーサ
ルフィルタ特性が重畳されることなく所望の帯域外減衰
量が確保される。また、IDTのガイド幅を2次横モード
が現れる直前まで長くしても1次横モードによるスプリ
アスが現れないため、共振子のQの低下が抑えられフィ
ルタの挿入損失の増加が抑えられる。さらに、IDT対数
を多くできることと合わせて考えればインピーダンス設
計の自由度を大きくすることができる。
That is, as compared with the conventional configuration of FIG. 6, in the configuration of the present invention, the primary longitudinal mode that deteriorates the characteristics does not appear, so
Since the number of electrode pairs of one IDT (2E to 2H) is increased until just before the second-order longitudinal mode appears, the capacitance ratio of the resonator can be reduced, so that the pass band width of the filter can be widened. Further, since the IDTs are not arranged in series on the surface acoustic wave propagation path, the desired out-of-band attenuation can be secured without the transversal filter characteristics of the input / output IDTs being superimposed. Further, even if the guide width of the IDT is lengthened just before the appearance of the secondary transverse mode, spurious due to the primary transverse mode does not appear, so that the Q of the resonator is suppressed from being lowered and the insertion loss of the filter is prevented from increasing. Furthermore, considering the fact that the IDT logarithm can be increased, the degree of freedom in impedance design can be increased.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明による単一モードの
2端子対弾性表面波共振子は、スプリアスや特性劣化の
要因となる1次縦モード及び1次横モードを抑圧して単
一モードすなわち、縦モード,横モードともに基本(0
次)モードの有効利用範囲が拡げられるため、単一モー
ド共振子としてガイド幅を数λから10数λにまで拡
張してQの向上を図ることができると同時に、インピー
ダンス設計の自由度が大きくなるという著しい効果があ
る。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonator according to the present invention suppresses the primary longitudinal mode and the primary transverse mode that cause spurious and characteristic deterioration. Single mode, that is, both vertical and horizontal modes are basic (0
The effective utilization range of the following) mode is expanded at the same time extends from a few lambda 0 the guide width as a single-mode resonator to 10 several lambda 0 can be improved Q, the degree of freedom of impedance design Has a remarkable effect of increasing.

また、本発明による弾性表面波フィルタは、1次縦モー
ド及び1次横モードによるスプリアスや特性劣化がな
く、かつ、挿入損失が小さく、従来より帯域幅が広くイ
ンピーダンス設計の自由度が大きいフィルタが構成でき
るという著しい効果がある。
Further, the surface acoustic wave filter according to the present invention is a filter that has no spurious and characteristic deterioration due to the first-order longitudinal mode and the first-order transverse mode, has a small insertion loss, has a wide bandwidth and has a high degree of freedom in impedance design. It has the remarkable effect of being configurable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は従来の2端子対弾性表面波共振子の電極構成例
図、第2図は先に提案した2端子対弾性表面波共振子の
電極構成例図、第3図は本発明による2端子対弾性表面
波共振子の第1の実施例の電極構成例図、第4図は第2
図の2端子対弾性表面波共振子の入力インピーダンス特
性例図、第5図は本発明の第3図の構成による2端子対
弾性表面波共振子の入力インピーダンス特性例図、第6
図は従来の2重モード弾性表面波フィルタの電極構成例
図、第7図は本発明の2重モード弾性表面波フィルタの
電極構成例図、第8図は本発明による共振子の第2の実
施例を示す電極構成例図、第9図はガイド幅とQとの関
係を示す特性図、第10図はガイド幅と横モードの共振周
波数との関係を示す特性図である。 1……圧電基板、2A,2B,2C,2D,2E,2F,2G,2H,2I……ID
T、3……グレーティング反射器、4,12,14……入力端
子、5,13,15……出力端子、6,7……縦モードの振動変位
分布、8……ガイド幅、9,10,11……横モードの振動変
位分布。
FIG. 1 is a diagram showing an electrode configuration example of a conventional 2-terminal pair surface acoustic wave resonator, FIG. 2 is a diagram showing an electrode configuration example of the previously proposed 2-terminal pair surface acoustic wave resonator, and FIG. FIG. 4 shows a second example of the electrode configuration of the first embodiment of the terminal-paired surface acoustic wave resonator.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the input impedance characteristic of the two-terminal pair surface acoustic wave resonator, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the input impedance characteristic of the two-terminal pair surface acoustic wave resonator according to the configuration of FIG. 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an electrode structure of a conventional dual mode surface acoustic wave filter, FIG. 7 is a diagram showing an example of electrode structure of a double mode surface acoustic wave filter of the present invention, and FIG. 8 is a second example of a resonator according to the present invention. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the guide width and Q, and FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the guide width and the resonance frequency of the transverse mode. 1 …… Piezoelectric substrate, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2I …… ID
T, 3 …… Grating reflector, 4,12,14 …… Input terminal, 5,13,15 …… Output terminal, 6,7 …… Vibration displacement distribution in longitudinal mode, 8 …… Guide width, 9,10 , 11 …… Transverse mode vibration displacement distribution.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 洋 東京都調布市小島町1丁目1番地1 (72)発明者 鈴木 勇次 山梨県甲府市貢川1丁目7―46 (56)参考文献 特開 昭63−285018(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Shimizu 1-1-1, Kojima-cho, Chofu-shi, Tokyo (72) Inventor Yuji Suzuki 1-7-14, Kutagawa, Kofu-shi, Yamanashi (56) References 63-285018 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電基板上に、対向する2つのグレーティ
ング反射器の間に該2つのグレーティング反射器を共用
して3個のすだれ状変換器が弾性表面波の伝搬方向に直
角に前記グレーティング反射器の幅の中心線に対して対
称に並列配置され、該3個のすだれ状変換器のうち中央
のすだれ状変換器を入力端子対とし両側のすだれ状変換
器を電気的に接続して出力端子対とした単一モード2端
子対弾性表面波共振子において、 前記3個のすだれ状変換器の交差幅の和と該交差幅の和
にほぼ等しい前記グレーティング反射器のガイド幅と
を、前記横モードのうち2次横モードの振動が現れる直
前の約20λ(λ=弾性表面波の波長)まで大きくし
たことを特徴とする単一モード2端子対弾性表面波共振
子。
Claim: What is claimed is: 1. On a piezoelectric substrate, three interdigital transducers sharing two grating reflectors between two grating reflectors facing each other, wherein three interdigital transducers are perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave. Of the three interdigital transducers are arranged in parallel symmetrically with respect to the center line of the width of the intermediary device, and the interdigital transducers in the center are used as input terminal pairs to electrically connect the interdigital transducers on both sides to output. In a single-mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonator as a terminal pair, the sum of the cross widths of the three interdigital transducers and the guide width of the grating reflector substantially equal to the sum of the cross widths are set to A single-mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonator characterized in that it is increased to about 20λ 00 = wavelength of surface acoustic wave) just before vibration of the second-order transverse mode among transverse modes.
【請求項2】請求項(1)記載の単一モード2端子対弾
性表面波共振子が複数個、同一圧電基板上に弾性表面波
の伝搬方向が全て平行でかつ互いに音響結合による影響
が無視できる程度の間隔で並設され、電気的に縦続接続
されて構成されたことを特徴とする弾性表面波フィル
タ。
2. A plurality of single-mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonators according to claim 1, the propagation directions of surface acoustic waves are all parallel on the same piezoelectric substrate, and the influence of acoustic coupling is neglected. A surface acoustic wave filter characterized in that the surface acoustic wave filters are arranged side by side at an interval as much as possible and are electrically connected in cascade.
【請求項3】圧電基板上に、対向する2つのグレーティ
ング反射器の間に該2つのグレーティング反射器を共用
して4個のすだれ状変換器が弾性表面波の伝搬方向に直
角に前記グレーティング反射器の幅の中心線に対して対
称に並列配置され、該4個のすだれ状変換器のうち該中
心線に対して対称の位置にある内側の2つのすだれ状変
換器及び外側のすだれ状変換器がそれぞれ電気的に並列
接続されて一方が入力端子対となり他方が出力端子対と
なるように構成された単一モード2端子対弾性表面波共
振子において、 前記4個のすだれ状変換器の交差幅の和と該交差幅の和
にほぼ等しい前記グレーティング反射器のガイド幅と
を、前記横モードのうち2次横モードの振動が現れる直
前の約20λ(λ=弾性表面波の波長)まで大きくし
たことを特徴とする単一モード2端子対弾性表面波共振
子。
3. On a piezoelectric substrate, four interdigital transducers sharing two grating reflectors between two opposing grating reflectors are provided with four interdigital transducers at right angles to the propagation direction of surface acoustic waves. Of the four interdigital transducers arranged symmetrically with respect to the center line of the width of the vessel and symmetrical with respect to the central line of the four interdigital transducers and an outer interdigital transducer. In a single mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonator, each of which is electrically connected in parallel and one of which is an input terminal pair and the other of which is an output terminal pair. The sum of the cross widths and the guide width of the grating reflector which is approximately equal to the sum of the cross widths are set to about 20λ 00 = the surface acoustic wave wavelength just before the occurrence of the second-order transverse mode vibration among the transverse modes. ) Up to Single-mode two-terminal-pair surface acoustic wave resonators, wherein the door.
【請求項4】請求項(3)記載の単一モード2端子対弾
性表面波共振子が複数個、同一圧電基板上に弾性表面波
の伝搬方向が全て平行でかつ互いに音響結合による影響
が無視できる程度の間隔で並設され、電気的に縦続接続
されて構成されたことを特徴とする弾性表面波フィル
タ。
4. A plurality of single-mode two-terminal pair surface acoustic wave resonators according to claim 3, the propagation directions of surface acoustic waves are all parallel on the same piezoelectric substrate, and the influence of acoustic coupling is neglected. A surface acoustic wave filter characterized in that the surface acoustic wave filters are arranged side by side at an interval as much as possible and are electrically connected in cascade.
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