JPH08181561A - 弾性表面波共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性表面波共振器の伝送特性からスプリアス
を取り除く。 【構成】 弾性表面波及び電気信号間の変換を行なうト
ランスデューサと、弾性表面波の伝搬方向に沿ってこの
トランスデューサを挟んで対向配置される第１及び第２
の反射器とが圧電基板上に形成されてなる弾性表面波共
振器に関する。第１及び第２の反射器のストップバンド
が異なるように、しかも、トランスデューサから放射さ
れる所望波の放射コンダクタンスが最大になる周波数
が、ストップバンドが高い側の上記反射器のストップバ
ンドの下端の周波数より大きく、ストップバンドが低い
側の反射器のストップバンドの上端の周波数より小さく
なるように、第１及び第２の反射器を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波及び電気信
号間の変換を行なうトランスデューサと、弾性表面波の
伝搬方向に沿ってこのトランスデューサを挟んで対向配
置される２個の反射器とが圧電基板上に形成されてなる
弾性表面波共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の弾性表面波（Surface Ac
oustic Wave 、以下ＳＡＷと略す）共振器の概略構造を
示すものであり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図
２（ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。

【０００３】ＳＡＷ共振器は、電気信号をＳＡＷに変換
したり逆にＳＡＷを電気信号に変換したりするトランス
デューサ２１と、ＳＡＷの伝搬方向に沿ってこのトラン
スデューサ２１を挟んで対向する同一構成の一対の反射
器３１、３１とが、圧電基板１１上に形成されて構成さ
れている。各反射器３１はそれぞれ、幅δR （＝ＬR／
４）の電極３２を周期ＬR ／２（ＬR が反射器３１の電
極周期と呼ばれている）で多数並べてその端部を電気的
に開放あるいは短絡して構成されている。一方、トラン
スデューサ２１は、幅δT （＝ＬT ／４）の電極指２２
を周期ＬT ／２で多数並べて、その端部を図２（ａ）に
示すように交互に電気的に短絡して、言い換えると、２
個の櫛形電極の各櫛歯部分（電極指２２）が互い違いに
入り込むように構成されている。

【０００４】一方の入出力端子５１に印加された電気信
号は、トランスデューサ２１において圧電基板１１の圧
電効果によってＳＡＷ４１に変換され、このＳＡＷ４１
は、圧電基板１１の表面におけるトランスデューサ２１
を構成する電極指２２の伸長方向に対して垂直方向に、
トランスデューサ２１の両側に放射される。このとき、
トランスデューサ２１の端部が短絡されている電極周期
ＬT に等しい波長λを持つＳＡＷ４１が最も強く励振さ
れる。

【０００５】図３は、従来の反射器３１によるＳＡＷ４
１の反射の様子を示す図である。トランスデューサ２１
から放射されたＳＡＷ４１（波長＝λ）が反射器３１
（周期＝ＬR ）に到達すると、反射器３１内の基板１１
の表面がメタライズされた部分（ＢやＤ）と基板１１の
表面がメタライズされていない部分（ＡやＣ）との音響
インピーダンスの違いにより、電極３２の端部でＳＡＷ
４１の反射が起こる。

【０００６】トランスデューサ２１から放射されたＳＡ
Ｗ４１の一部は、トランスデューサ２１及び反射器３１
間のメタライズされていない部分Ａと反射器３１の電極
３２がある（メタライズされている）部分Ｂの境界で反
射し、残りは通過する。この境界を通過したＳＡＷ４２
は、メタライズされている部分Ｂとメタライズされてい
ない部分Ｃの境界に達し、ここでも再び前述の反射、透
過が起こる。反射器３１の電極本数を多くすると、各々
の電極３２においてこのような反射、透過が繰り返さ
れ、トランスデューサ２１から放射されたＳＡＷ４１の
波長λが反射器３１の周期ＬR と同じであれば、すなわ
ちλ＝ＬR であれば、反射波は全て同位相で重ね合わさ
れて全体として一方向にＳＡＷ４１を反射する。このよ
うな共振状態のＳＡＷ４１をトランスデューサ２１で電
気信号に変換して他方の入出力端子５２から取り出すこ
とができる。

【０００７】従って、図２に示すように、トランスデュ
ーサ２１の両側に反射器３１、３１を配置し、両反射器
３１、３１の間隔ＬRRを適当に設定すれば、ＳＡＷ共振
器内に波長λ（＝ＬT ＝ＬR ）の定在波が発生し、自由
表面（メタライズされていない基板表面）のＳＡＷの伝
搬速度をｖ0 とすると、共振周波数ｆ0 がｖ0 ／λであ
るＳＡＷ共振器が得られる。

【０００８】しかし、実際のＳＡＷ共振器では、メタラ
イズされた部分のＳＡＷの伝搬速度がメタライズされて
いない部分のＳＡＷの伝搬速度より小さいことや、トラ
ンスデューサ２１と反射器３１とでは電気的な境界条件
が異なることの影響で、上記の周期条件（ＬT ＝ＬR ）
では効率良くＳＡＷを反射させることができない。

【０００９】文献『T.Uno and H.Jumonji ，“Optimiza
tion of Quartz SAW Resonator Structure with Groove
Gratings ”，IEEE Transactions on Sonics and Ultr
asonics ，Vol.SU-29 ，No.6，pp.299-310，November 1
982 』 上記文献によれば、トランスデューサ２１が励振し易い
ＳＡＷの周波数や、反射器３１が反射し易いＳＡＷの周
波数は単一ではなく、使用する基板材料、電極材料、電
極周期等によって、ある幅を持っている。

【００１０】反射器３１の反射特性は、前記文献の３０
０頁の（１）式で表されており、反射器３１が入射した
ＳＡＷを９９％以上反射する周波数帯域（ストップバン
ド）は、前記文献の３００頁のFig.2 のようにｆ0 ＝ｖ
0 ／ＬR よりも低周波側に存在する。

【００１１】トランスデューサ２１のＳＡＷの共振し易
さは放射コンダクタンスと呼ばれるが、これは、前記文
献の３００頁の（２）式で表される。そのピークは、前
記文献の３００頁のFig.2 のようにｆ0 ＝ｖ0 ／ＬT よ
りも低周波側にあり、一般に反射器３１のストップバン
ドの中心とは一致しない。

【００１２】トランスデューサ２１及び反射器３１内で
のＳＡＷの伝搬速度ｖT 、ｖR は使用する基板材料、電
極材料、電極膜厚、トランスデューサ２１及び反射器３
１の電極周期、電極本数に依存するので、これらを適当
に選んで所望の共振周波数ｆ（＝ｆT ＝ｆR ）が得られ
るようにしている。

【００１３】通常のＳＡＷ共振器の製造プロセスでは、
トランスデューサ２１と反射器３１とはフォトリソグラ
フィ法によって、同一材料で同時に形成されるので、上
記パラメータのうち、電極周期をトランスデューサ２１
と反射器３１とで若干違わせて共振周波数ｆを調整する
のが一般的である。すなわち、前記文献の３００頁の
（１４）式に従って、放射コンダクタンスのピークｆT
が、ストップバンドの中心ｆR と一致し、ｆT ＝ｆR ＝
ｆ（ｆ：希望の共振周波数) を満たすように電極周期Ｌ
T 、ＬR を選んでいる。

【００１４】図４及び図５はそれぞれ、基板材料に３６
°Ｙ−Ｚ’水晶（ＳＨ波、ＳＡＷの伝搬速度：ｖ0 ＝５
１００ｍ／ｓ）を、電極材料にＡｌを使用し、各反射器
３１の電極数Ｍを５００本、トランスデューサ２１の電
極対数Ｎを１００対、電極膜厚ｈを４０８［ｎｍ］（ｈ
／λ＝０．０２）としたときの反射係数と放射コンダク
タンスとを示している。

【００１５】電極の有無に拘らずＳＡＷの伝搬速度ｖ0
が一定であれば、トランスデューサ２１がｆ0 ＝２５０
［ＭＨｚ］のＳＡＷを励振し、反射器３１がｆ0 ＝２５
０［ＭＨｚ］のＳＡＷを反射するためには、トランスデ
ューサ２１の電極周期ＬT 及び反射器３１の電極周期Ｌ
R は、ＬT ＝ＬR ＝ｖ0 ／ｆ0 ＝２０．４［μｍ］とす
れば良いことになる。しかし、これらの電極周期を２
０．４［μｍ］にすると、前記文献の３００頁の（１）
式及び（２）式によれば、放射コンダクタンス及び反射
係数は、それぞれ図４（ａ）及び図５のようになり、放
射コンダクタンスのピークが反射器３１のストップバン
ドの外に位置する。従って、共振周波数が２５０ＭＨｚ
のＳＡＷ共振器は得られない。

【００１６】しかしながら、前記文献の３００頁の
（１）式及び（２）式に従って、反射器３１の電極周期
ＬR を２０．２９２［μｍ］とし、トランスデューサ２
１の電極周期ＬT を２０．１８８［μｍ］にすれば、放
射コンダクタンスのピークが反射器３１のストップバン
ドの中心と一致し、共振周波数が２５０ＭＨｚのＳＡＷ
共振器が得られる。すなわち、実際のＳＡＷ共振器は、
このようにトランスデューサ２１及び反射器３１の電極
周期ＬT 及びＬR を定めている。

【００１７】図６は、このように放射コンダクタンスの
ピークが反射器３１のストップバンドの中心と一致する
ようにしたＳＡＷ共振器の伝送特性（挿入損失Ｓ２１）
を示す図である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前記文献では、特定の
ＳＡＷ（所望波：ＳＨ波）だけが基板１１内に存在する
と仮定して計算を行なっている。

【００１９】しかし、実際にはバルク波等のＳＨ波以外
の波（以後、スプリアスと呼ぶ）も同時に発生してい
る。これらのスプリアスもトランスデューサ２１で励振
されるのでその波長はλであるが、伝搬速度がＳＨ波と
若干異なるので、共振周波数もＳＨ波とは異なる。

【００２０】図７は、ＳＨ波と低周波側のスプリアス
（１次のみを示す）とが存在する場合の、ＳＡＷ共振器
の放射コンダクタンスと反射係数の関係を表す図であ
る。ｆTはＳＨ波の共振周波数であり、ｆS はスプリア
スの共振周波数である。

【００２１】図６に示した伝送特性（Ｓ２１）を有する
実際のＳＡＷ共振器では、図４（ｂ）に示した反射係数
との対応から、反射器３１のストップバンドｆmin 〜ｆ
max内にはＳＨ波の放射コンダクタンスＴ０の他にスプ
リアスの放射コンダクタンスＳ１もピークを持ってい
る。すなわち、図６に示すＳＡＷ共振器の伝送特性（Ｓ
２１）からは、ＳＨ波（ｆ／ｆ0 ＝１）と低周波側のス
プリアス（ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）がストップバンド
内にあることが分かる。

【００２２】スプリアスを除去するためには、ストップ
バンドが狭い反射器３１を構成すれば良いが、周波数的
にごく僅かしか異なっていないＳＨ波（ｆ／ｆ0 ＝１）
と低周波側のスプリアス（ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）と
を弁別できる程度にストップバンドが狭い反射器３１の
実現構成は、確立されていない。

【００２３】そのため、トランスデューサが最も強く励
振する基本モードの周波数を有する定在波だけが発生
し、伝送特性からスプリアスを取り除くことができるＳ
ＡＷ共振器が望まれている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、弾性表面波及び電気信号間の変換を行なうトランス
デューサと、弾性表面波の伝搬方向に沿ってこのトラン
スデューサを挟んで対向配置される第１及び第２の反射
器とが圧電基板上に形成されてなる弾性表面波共振器に
おいて、以下のようにしたことを特徴とする。

【００２５】すなわち、第１及び第２の反射器のストッ
プバンドが異なるように、しかも、トランスデューサか
ら放射される所望波の放射コンダクタンスが最大になる
周波数が、ストップバンドが高い側の反射器のストップ
バンドの下端の周波数より大きく、ストップバンドが低
い側の反射器のストップバンドの上端の周波数より小さ
くなるように、第１及び第２の反射器を構成したことを
特徴とする。

【００２６】ここで、トランスデューサから放射される
スプリアスの放射コンダクタンスが最大になる周波数
と、ストップバンドが高い側の反射器の減衰極とが一致
するように、第１及び第２の反射器を構成することは好
ましい。

【００２７】また、第１及び第２の反射器の電極膜厚を
異ならせて、上述の反射特性を有する第１及び第２の反
射器を構成することは好ましい。

【００２８】さらに、第１及び第２の反射器の電極周期
を異ならせて、上述の反射特性を有する第１及び第２の
反射器を構成することも好ましい。

【００２９】

【作用】本発明の弾性表面波共振器においては、トラン
スデューサから放射される所望波の放射コンダクタンス
が最大になる周波数が、ストップバンドが高い側の反射
器のストップバンドの下端の周波数より大きく、ストッ
プバンドが低い側の反射器のストップバンドの上端の周
波数より小さくなるような反射特性を有するように、第
１及び第２の反射器を構成した。

【００３０】そのため、恰も、ストップバンドが高い側
の反射器のストップバンドの下端の周波数から、ストッ
プバンドが低い側の反射器のストップバンドの上端の周
波数までをストップバンドとする狭いストップバンドの
２個の反射器を有する弾性表面波共振器と等価な弾性表
面波共振器を実現でき、スプリアスを除去することがで
きる。

【００３１】ここで、トランスデューサから放射される
スプリアスの放射コンダクタンスが最大になる周波数
と、ストップバンドが高い側の反射器の減衰極とを一致
するように、第１及び第２の反射器を構成すると、スプ
リアスの除去が確実にできて好ましい。

【００３２】また、このような第１及び第２の反射器の
異なる反射特性を、電極膜厚や電極周期を異ならせて実
現すると、反射器の構成に、従来と同様に単純なフォト
リソグラフィ法をそのまま適用できて好ましい。

【００３３】

【実施例】

（Ａ）第１実施例 以下、本発明によるＳＡＷ共振器の第１実施例を図面を
参照しながら詳述する。ここで、図１（ａ）及び（ｂ）
はそれぞれ、この第１実施例のＳＡＷ共振器の概略構成
を示す平面図及び断面図であり、上述した図２との同
一、対応部分には、同一符号を付して示している。

【００３４】この第１実施例のＳＡＷ共振器も、基本的
には、電気信号をＳＡＷに変換したり逆にＳＡＷを電気
信号に変換したりするトランスデューサ２１と、ＳＡＷ
の伝搬方向に沿ってこのトランスデューサ２１を挟んで
対向する一対の反射器３１ａ及び３１ｂとが、圧電基板
１１上に形成されて構成されている。

【００３５】しかしながら、この第１実施例において
は、従来のＳＡＷ共振器とは異なって、２個の反射器３
１ａ及び３１ｂは、その反射特性が異なるように構成さ
れている。すなわち、反射器３１ａの電極３２ａの膜厚
ｈa と、反射器３１ｂの電極３２ｂの膜厚ｈb とが異な
るようになされている。なお、反射器３１ａの電極３２
ａの幅と反射器３１ｂの電極３２ｂの幅とは同じ幅δR
を有し、反射器３１ａの電極周期と反射器３１ｂの電極
周期とは同じ電極周期ＬR を有し、反射器３１ａの電極
本数と反射器３１ｂの電極本数とは同じ本数を有するよ
うになされている。

【００３６】図７は、第１実施例のＳＡＷ共振器による
放射コンダクタンスと反射係数との関係を示す図であ
る。この関係を満たすように、反射器３１ａの電極３２
ａの膜厚ｈa と、反射器３１ｂの電極３２ｂの膜厚ｈb
とが選定されている。

【００３７】すなわち、圧電基板１１上に形成されたト
ランスデューサ２１から放射されるＳＨ波の放射コンダ
クタンスが最大になる周波数をｆT とし、スプリアスの
放射コンダクタンスが最大になる周波数をｆS とし、圧
電基板１１上に形成された一方の反射器（ストップバン
ドが高い側の反射器）３１ａのストップバンドの下端の
周波数をｆminaとし、その上端の周波数をｆmaxaとし、
その減衰極をｆP とし、他方の反射器３１ｂのストップ
バンドの上端の周波数をｆmaxbとし、その下端の周波数
をｆminbとすると、図７に示すように、下記(1) 式及び
(2) 式を共に満足するようにトランスデューサ２１の電
極膜厚ｈT 、反射器３１ｂの電極膜厚ｈb 、反射器３１
ａの電極膜厚ｈa （ｈa ＜ｈb ）を選定している。

【００３８】 ｆmina≦ｆT ≦ｆmaxb …(1) ｆP ＝ｆS …(2) ここで、電極膜厚ｈT 、ｈa 、ｈb と各種周波数との間
には、(3) 式に示す関係があり、この関係から、電極膜
厚ｈT 、ｈa 、ｈb を定めることができる。なお、(3)
式は、電極材料としてＡｌを適用した場合であるが、他
の電極材料を適用した場合にも、(3) 式の定数（４．３
３×１０^-4等）が異なるだけであり、各種周波数が電極
周期（この第１実施例では両反射器で同じ）及び電極膜
厚に依存していることは同様である。また、自由表面で
のＳＡＷの伝搬速度ｖ0 は、基板材料にもよるが、後述
する具体例の場合には、５１００［ｍ／ｓ］である。

【００３９】

【数１】 図１において、一方の入出力端子５１に電気信号が加え
られると、この電気信号はトランスデューサ２１でＳＡ
Ｗ４１に変換され、トランスデューサ２１を構成する電
極指２２の伸長方向に対して垂直方向に、トランスデュ
ーサ２１の両側に放射される。このとき、トランスデュ
ーサ２１の放射コンダクタンスが最大になる周波数ｆT
（前記文献３００頁（２）式によって決まる）を持つＳ
ＡＷ４１が最も強く励振され、同時にスプリアス（周波
数ｆS ）等も励振される。

【００４０】トランスデューサ２１から放射されたＳＡ
Ｗ４１やスプリアスが反射器３１ａに到達すると、反射
器３１ａが、図８に示す反射特性を有するように、すな
わち、ストップバンドの下端の周波数がｆminaに、上端
の周波数がｆmaxaに、減衰極がｆS になるように、電極
膜厚ｈa が形成されているので、ｆmina以上ｆmaxa以下
の周波数を持つＳＡＷ４１が反射器３１ａで反射され、
スプリアスは、反射器３１ａを通り抜けて基板１１端部
（チップ端部）まで伝搬していく。チップ端部は、ダイ
シングの際に不規則な形状になっているので、チップ端
部に到達したスプリアスは乱反射されて共振器の方向に
はほとんど戻らない。

【００４１】反射器３１ａで反射されたＳＡＷ４１は、
トランスデューサ２１を通り過ぎた後、他方の反射器３
１ｂに入射する。反射器３１ｂは、ストップバンドの下
端の周波数がｆminbに、上端の周波数がｆmaxbになるよ
うに電極膜厚ｈb が形成されているので、ｆminb以上ｆ
maxb以下の周波数を持つＳＡＷ４１は反射器３１ｂで反
射される。

【００４２】一方、トランスデューサ２１から放射され
たＳＡＷ４１とスプリアスが反射器３１ｂに到達する
と、図８に示すように、反射器３１ｂはストップバンド
の下端の周波数がｆminbに、上端の周波数がｆmaxbにな
るように電極膜厚ｈb が形成されているので、ｆminb以
上ｆmaxb以下の周波数を持つＳＡＷ４１とスプリアスが
反射器３１ｂで反射される。

【００４３】反射器３１ｂで反射したＳＡＷ４１とスプ
リアスは、トランスデューサ２１を通り過ぎた後、他方
の反射器３１ａに入射する。反射器３１ａはストップバ
ンドの下端の周波数がｆminaに、上端の周波数がｆmaxa
に、減衰極がｆS になるように電極膜厚ｈa が形成され
ているので、ｆmina以上ｆmaxa以下の周波数を持つＳＡ
Ｗ４１だけが反射器３１ａで反射され、周波数ｆS を持
つスプリアスは反射器３１ａを通り抜けてチップ端部ま
で伝搬していく。

【００４４】このような反射器３１ａ及び３１ｂによる
反射が繰り返され、その結果、ＳＡＷ共振器内にはｆmi
na以上ｆmaxb以下を満足する周波数ｆT を持つＳＡＷ４
１だけが存在し、このような共振状態のＳＡＷ４１がト
ランスデューサ２１で電気信号に変換されて他方の入出
力端子５２から取り出される。

【００４５】次に、従来の技術の項で説明したＳＡＷ共
振器を、この第１実施例に従がうように改良する場合を
検討する。

【００４６】上述した図６には、基板材料としては３６
°Ｙ−Ｚ’水晶を用い、電極材料としてＡｌを用い、各
反射器３１ａ、３１ｂ（３１）の電極数Ｍが５００本で
あり、トランスデューサ２１の電極対数Ｎが１００対で
あり、トランスデューサ２１及び各反射器３１ａ、３１
ｂ（３１）の電極膜厚を全て同じ膜厚ｈ＝ｈT ＝ｈa＝
ｈb であって４０８［ｎｍ］（ｈ／λ＝０．０２）であ
る従来のＳＡＷ共振器であって、両反射器３１ａ及び３
１ｂ（３１）の電極周期ＬR を２０．２９２［μｍ］と
し、トランスデューサ２１の電極周期ＬT を２０．１８
８［μｍ］とし、放射コンダクタンスのピークが反射器
のストップバンドの中心と一致するようにしたＳＡＷ共
振器の伝送特性（Ｓ２１）を示した。

【００４７】図９は、第１実施例の各反射器３１ａ、３
１ｂの反射係数を示す図である。すなわち、２種類の電
極膜厚についての反射係数を示すものである。

【００４８】図６に示すＳＡＷ共振器の伝送特性（Ｓ２
１）では、ＳＨ波（ｆ／ｆ0 ＝１）と低周波側のスプリ
アス（ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）がストップバンド内に
ある。図９に示すように、反射器３１ａの反射係数のメ
インローブと第１サイドローブの間の減衰極ｆP が低周
波側のスプリアスｆS （ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）に一
致するように、トランスデューサ２１の電極膜厚ｈT と
一方の反射器３１ｂの電極膜厚ｈb とを４０８［ｎｍ］
（ｈT ／λ＝ｈb ／λ＝０．０２）のままにしておき、
他方の反射器３１ａの電極膜厚ｈa だけを３４５［ｎ
ｍ］（ｈa ／λ＝０．０１７）とすることによって、Ｓ
ＡＷ共振器は、下端周波数ｆmina、上端周波数ｆmaxbの
ストップバンドを持つ２個の反射器を対向配置した構成
のＳＡＷ共振器と等価になる。

【００４９】これによって、低周波側のスプリアスが抑
制されるので、ＳＡＷ共振器内には所望する周波数ｆT
＝２５０ＭＨｚのＳＡＷだけが存在する。

【００５０】以上のように、上記第１実施例によれば、
圧電基板上でトランスデューサの両側に対向配置される
各反射器の電極膜厚を異なるようにさせてその反射特性
（ストップバンド）を異なるようにしたので、トランス
デューサが最も強く励振する基本モード周波数の定在波
だけをＳＡＷ共振器内に発生させることができ、ＳＡＷ
共振器の伝送特性（Ｓ２１）からスプリアスを取り除く
ことができる。

【００５１】ここで、ストップバンドが高い側の反射器
の減衰極を、スプリアスに一致させるようにしたので、
スプリアスの除去を確実に行なうことができる。

【００５２】このようにスプリアスを除去するために各
反射器の電極膜厚を異なるようにさせたので、フォトリ
ソグラフィ法を適用してＳＡＷ共振器を製造する場合に
もその製造工程を特に複雑なものにすることはない。

【００５３】（Ｂ）第２実施例 以下、本発明によるＳＡＷ共振器の第２実施例を図面を
参照しながら詳述する。ここで、図１０（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ、この第２実施例のＳＡＷ共振器の概
略構成を示す平面図及び断面図であり、上述した図１及
び図２との同一、対応部分には、同一符号を付して示し
ている。

【００５４】この第２実施例のＳＡＷ共振器も、基本的
には、電気信号をＳＡＷに変換したり逆にＳＡＷを電気
信号に変換したりするトランスデューサ２１と、ＳＡＷ
の伝搬方向に沿ってこのトランスデューサ２１を挟んで
対向する一対の反射器３１ａ及び３１ｂとが、圧電基板
１１上に形成されて構成されている。

【００５５】しかしながら、この第２実施例において
も、従来のＳＡＷ共振器とは異なって、２個の反射器３
１ａ及び３１ｂは、その反射特性が異なるように構成さ
れている。この第２実施例では、反射器３１ａの電極周
期ＬRaと、反射器３１ｂの電極周期ＬRbとが異なるよう
になされている。従って、反射器３１ａの電極３２ａの
幅δRa（＝ＬRa／４）と反射器３１ｂの電極３２ｂの幅
δRb（＝ＬRb／４）とも異なる。なお、反射器３１ａの
電極３２ａの膜厚及び反射器３１ｂの電極３２ｂの膜厚
は、トランスデューサ２１の電極指２２の膜厚と同じ膜
厚ｈに選定されており、反射器３１ａの電極本数と反射
器３１ｂの電極本数とも同じ本数に選定されている。

【００５６】図１１は、第２実施例のＳＡＷ共振器によ
る放射コンダクタンスと反射係数との関係を示す図であ
る。この関係を満たすように、反射器３１ａの電極周期
ＬRaと、反射器３１ｂの電極周期ＬRbとが選定されてい
る。

【００５７】すなわち、圧電基板１１上に形成されたト
ランスデューサ２１から放射されるＳＨ波の放射コンダ
クタンスが最大になる周波数をｆT とし、スプリアスの
放射コンダクタンスが最大になる周波数をｆS とし、圧
電基板１１上に形成された一方の反射器（ストップバン
ドが高い側の反射器）３１ａのストップバンドの下端の
周波数をｆminaとし、その上端の周波数をｆmaxaとし、
その減衰極をｆP とし、他方の反射器３１ｂのストップ
バンドの上端の周波数をｆmaxbとし、その下端の周波数
をｆminbとすると、図１１に示すように、第１実施例に
おいて挙げた上記(1) 式及び(2) 式を共に満足するよう
に、トランスデューサ２１の電極周期ＬT と、反射器３
１ａの電極周期ＬRaと、反射器３１ｂの電極周期ＬRb
（ＬRa＜ＬRb）とが選定されている。

【００５８】ここで、電極周期ＬT 、ＬRa、ＬRbと各種
周波数との間には、(4) 式に示す関係があり、この関係
から、電極周期ＬT 、ＬRa、ＬRbを定めることができ
る。なお、(4) 式は、電極材料としてＡｌを適用した場
合であるが、他の電極材料を適用した場合にも、(4) 式
の定数（４．３３×１０^-4等）が異なるだけであり、各
種周波数が電極周期及び電極膜厚（この第２実施例では
両反射器及びトランスデューサで同じ）に依存している
ことは同様である。また、自由表面でのＳＡＷの伝搬速
度ｖ0 は、基板材料にもよるが、後述する具体例の場合
には、５１００［ｍ／ｓ］である。

【００５９】

【数２】 両反射器３１ａ及び３１ｂの反射特性を、第１実施例で
は、電極膜厚を異なるようにさせることで変えており、
第２実施例では、電極周期を異なるようにさせることで
変えており、そのため、図８及び図１１は若干異なった
ものとなっている。しかし、この第２実施例のＳＡＷ共
振器においても、トランスデューサ２１から放射される
ＳＨ波の放射コンダクタンスが最大になる周波数がｆT
が、ストップバンドが高い反射器３１ａの下端の周波数
ｆminaより高く、ストップバンドが低い反射器３１ｂの
上端の周波数ｆmaxbより低く選定され、スプリアスの放
射コンダクタンスが最大になる周波数をｆS とストップ
バンドが高い反射器３１ａの減衰極をｆP とが一致する
ように、各反射器３１ａ、３１ｂの反射特性を選定して
いること（上記(1) 式及び(2) 式参照）は、第１実施例
と同様である。

【００６０】そのため、この第２実施例においても、一
方の入出力端子５１に電気信号が加えられ、トランスデ
ューサ２１によって励振されたその放射コンダクタンス
が最大になる周波数ｆT を持つＳＡＷ４１とスプリアス
（周波数ｆS ）とは、両反射器３１ａ及び３１ｂに向か
って放射され、各反射器３１ａ及び３１ｂにおいて、第
１実施例について説明したと同様な反射作用が繰り返さ
れることにより、ＳＡＷ共振器内にはｆmina以上ｆmaxb
以下を満足する周波数ｆT を持つＳＡＷ４１だけが存在
するようになり、このような共振状態のＳＡＷ４１がト
ランスデューサ２１で電気信号に変換されて他方の入出
力端子５２から取り出される。

【００６１】次に、従来の技術の項で説明したＳＡＷ共
振器を、この第２実施例に従がうように改良する場合を
検討する。

【００６２】従来の技術の項で上述した図６には、基板
材料としては３６°Ｙ−Ｚ’水晶を用い、電極材料とし
てＡｌを用い、各反射器３１ａ、３１ｂ（３１）の電極
数Ｍが５００本であり、トランスデューサ２１の電極対
数Ｎが１００対であり、トランスデューサ２１及び各反
射器３１ａ、３１ｂ（３１）の電極膜厚が全て同じ膜厚
ｈ＝ｈT ＝ｈa ＝ｈb ＝４０８［ｎｍ］（ｈ／λ＝０．
０２）である従来のＳＡＷ共振器であって、両反射器３
１ａ及び３１ｂ（３１）の電極周期ＬR を２０．２９２
［μｍ］とし、トランスデューサ２１の電極周期ＬT を
２０．１８８［μｍ］とし、放射コンダクタンスのピー
クが反射器のストップバンドの中心と一致するようにし
たＳＡＷ共振器の伝送特性（Ｓ２１）を示した。

【００６３】図１２は、電極周期が異なるようにされた
第２実施例の各反射器３１ａ、３１ｂの反射係数を示す
図である。

【００６４】図６に示すＳＡＷ共振器の伝送特性（Ｓ２
１）では、ＳＨ波（ｆ／ｆ0 ＝１）と低周波側のスプリ
アス（ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）がストップバンド内に
ある。図９に示すように、反射器３１ａの反射係数のメ
インローブと第１サイドローブの間の減衰極ｆP が低周
波側のスプリアスｆS （ｆ／ｆ0 ＝０．９９７５）と一
致するように、トランスデューサ２１の電極周期ＬT を
２０．１８８［μｍ］、反射器３１ｂの電極周期ＬRbを
２０．２９２［μｍ］のままにしておき、他方の反射器
３１ａの電極周期ＬRaだけを２０．２６５［μｍ］にす
ることによって、ＳＡＷ共振器は、下端周波数ｆmina、
上端周波数ｆmaxbのストップバンドを持つ２個の反射器
を対向配置した構成のＳＡＷ共振器と等価になる。

【００６５】これによって、低周波側のスプリアスが抑
制されるので、ＳＡＷ共振器内には所望する周波数ｆT
＝２５０ＭＨｚのＳＡＷだけが存在する。

【００６６】以上のように、上記第２実施例によれば、
圧電基板上でトランスデューサの両側に対向配置される
各反射器の電極周期を異なるようにさせてその反射特性
（ストップバンド）を異なるようにしたので、トランス
デューサが最も強く励振する基本モード周波数の定在波
だけをＳＡＷ共振器内に発生させることができ、ＳＡＷ
共振器の伝送特性（Ｓ２１）からスプリアスを取り除く
ことができる。

【００６７】ここで、ストップバンドが高い側の反射器
の減衰極を、スプリアスに一致させるようにしたので、
スプリアスの除去を確実に行なうことができる。

【００６８】このようにスプリアスを除去するために各
反射器の電極周期を異なるようにさせたので、フォトリ
ソグラフィ法を適用してＳＡＷ共振器を製造する場合に
もその製造工程を特に複雑なものにすることはない。

【００６９】（Ｃ）他の実施例 上記第１実施例においては電極の膜厚を変えることで２
個の反射器の反射係数を異なるようにさせたものを示
し、上記第２実施例においては電極周期を変えることで
２個の反射器の反射係数を異なるようにさせたものを示
したが、本発明は、トランスデューサから放射されるＳ
Ｈ波の放射コンダクタンスが最大になる周波数ｆT が、
ストップバンドが高い側の反射器の下端の周波数ｆmina
より高く、ストップバンドが低い側の反射器の上端の周
波数ｆmaxbより低くなるように（好ましくはさらにスプ
リアスの放射コンダクタンスが最大になる周波数ｆS と
ストップバンドが高い側の反射器の減衰極ｆP とが一致
するように）、２個の反射器の反射特性を実現できれば
良く、そのための具体的方法は、第１及び第２実施例の
ものに限定されない。例えば、電極の膜厚と電極周期と
を共に変えることで２個の反射器の反射係数を上記の関
係を満足するように異なるようにさせても良く（(3) 式
及び(4) 式参照）、また、電極材料や電極数を変えるこ
とで２個の反射器の反射係数を上記の関係を満足するよ
うに異なるようにさせても良い。

【００７０】また、上記各実施例においては、スプリア
スの放射コンダクタンスが最大になる周波数ｆS とスト
ップバンドが高い側の反射器の減衰極ｆP とが一致する
ようにしたものを示したが、トランスデューサから放射
されるＳＨ波の放射コンダクタンスが最大になる周波数
ｆT より高周波側のスプリアスの放射コンダクタンスも
かなり大きいならば、そのスプリアスの周波数とストッ
プバンドが低い側の反射器の減衰極とを一致させるよう
にしても良い。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、トラン
スデューサから放射される所望波の放射コンダクタンス
が最大になる周波数が、ストップバンドが高い側の反射
器のストップバンドの下端の周波数より大きく、ストッ
プバンドが低い側の反射器のストップバンドの上端の周
波数より小さくなるように、第１及び第２の反射器を構
成したので、トランスデューサが最も強く励振する基本
モード周波数の定在波だけを弾性表面波共振器内に発生
させることができ、弾性表面波共振器の伝送特性からス
プリアスを取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のＳＡＷ共振器の平面図及び断面図
である。

【図２】従来のＳＡＷ共振器の平面図及び断面図であ
る。

【図３】ＳＡＷ共振器での反射の様子を示す説明図であ
る。

【図４】反射器の電極周期と反射係数との関係を示す特
性図である。

【図５】トランスデューサの電極周期と放射コンダクタ
ンスとの関係を示す特性図である。

【図６】従来のＳＡＷ共振器の一例の伝送特性図であ
る。

【図７】従来の両反射器の反射特性とトランスデューサ
の放射コンダクタンスとの関係の説明図である。

【図８】第１実施例の両反射器の反射係数とトランスデ
ューサの放射コンダクタンスとの関係の説明図である。

【図９】第１実施例の両反射器の反射係数と電極膜厚と
の関係の説明図である。

【図１０】第２実施例のＳＡＷ共振器の平面図及び断面
図である。

【図１１】第２実施例の両反射器の反射係数とトランス
デューサの放射コンダクタンスとの関係の説明図であ
る。

【図１２】第２実施例の両反射器の反射係数と電極膜厚
との関係の説明図である。

【符号の説明】

２１…トランスデューサ、３１ａ、３１ｂ…反射器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性表面波及び電気信号間の変換を行な
   うトランスデューサと、弾性表面波の伝搬方向に沿って
   このトランスデューサを挟んで対向配置される第１及び
   第２の反射器とが圧電基板上に形成されてなる弾性表面
   波共振器において、 上記第１及び第２の反射器のストップバンドが異なるよ
   うに、しかも、上記トランスデューサから放射される所
   望波の放射コンダクタンスが最大になる周波数が、スト
   ップバンドが高い側の上記反射器のストップバンドの下
   端の周波数より大きく、ストップバンドが低い側の上記
   反射器のストップバンドの上端の周波数より小さくなる
   ように、上記第１及び第２の反射器を構成したことを特
   徴とする弾性表面波共振器。
2. 【請求項２】 上記トランスデューサから放射されるス
   プリアスの放射コンダクタンスが最大になる周波数と、
   ストップバンドが高い側の反射器の減衰極とが一致する
   ように、上記第１及び第２の反射器を構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の弾性表面波共振器。
3. 【請求項３】 上記第１及び第２の反射器の電極膜厚を
   異ならせて、上記反射特性を有する上記第１及び第２の
   反射器を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の弾性表面波共振器。
4. 【請求項４】 上記第１及び第２の反射器の電極周期を
   異ならせて、上記反射特性を有する上記第１及び第２の
   反射器を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の弾性表面波共振器。