JPS586618A - 弾性表面波共振子 - Google Patents
弾性表面波共振子Info
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- JPS586618A JPS586618A JP10460481A JP10460481A JPS586618A JP S586618 A JPS586618 A JP S586618A JP 10460481 A JP10460481 A JP 10460481A JP 10460481 A JP10460481 A JP 10460481A JP S586618 A JPS586618 A JP S586618A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
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- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- 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
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02551—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of quartz substrates
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
本発明は弾性表面波共振子、特にＶＴＲモジ具レーし＊
は移動無線機器等の発振器として用いる高胸波管基本波
周波にて発揚しうる弾性表面波水晶共振子に関する。
は移動無線機器等の発振器として用いる高胸波管基本波
周波にて発揚しうる弾性表面波水晶共振子に関する。
従来、１００ＭＨｚ前後壕での安定した周波数を得るに
轄水晶岬圧電振動子薄板のバルク波振動のオーバートー
ン振動を利用していたが、より高い周波数帯を使用せん
とする場合には容量比の膠化、インピーダンスの上昇専
権々の不都合が生ずる。
轄水晶岬圧電振動子薄板のバルク波振動のオーバートー
ン振動を利用していたが、より高い周波数帯を使用せん
とする場合には容量比の膠化、インピーダンスの上昇専
権々の不都合が生ずる。
これを解決する手段として圧電振動子基板上にインタデ
ィジタル電極を設け、鉄電極に印加する電気エネルギを
弾性表面波に変換することにより高い基本波周波にて所
望の周波数１−得ることのできる弾性表面波共振子の研
究が広く行なわれている。
ィジタル電極を設け、鉄電極に印加する電気エネルギを
弾性表面波に変換することにより高い基本波周波にて所
望の周波数１−得ることのできる弾性表面波共振子の研
究が広く行なわれている。
しかしながら斯る形式の共振子はそのＱが前記インタデ
ィジタル電極の電極指対数Ｎの累乗に比例することが知
られており、高いＱｔ得んとすれば必然的に前記電極指
対＠Ｎが増大し、従って長大な共振子となってしまう。
ィジタル電極の電極指対数Ｎの累乗に比例することが知
られており、高いＱｔ得んとすれば必然的に前記電極指
対＠Ｎが増大し、従って長大な共振子となってしまう。
本発明は弾性表面波共振子の上記の間ＩＩ＋を解決する
為になされたものであって、本願発明者等が既に特許出
願した発明（ＩＩｌ？脂昭５６−５６７１０）に係る共
振子を新たな理論に基づいて改良することによって更に
少数の電極指対数Ｎで所望のＱｔ−得ることができる弾
性表面波共振子を蝿供することを目的とする。
為になされたものであって、本願発明者等が既に特許出
願した発明（ＩＩｌ？脂昭５６−５６７１０）に係る共
振子を新たな理論に基づいて改良することによって更に
少数の電極指対数Ｎで所望のＱｔ−得ることができる弾
性表面波共振子を蝿供することを目的とする。
以、下本発明をその基礎となる理論と実験データによっ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
本願発明者等は前記した先行する特許出願に於いて水晶
基板上に著〈厚い（表面波身長の１゜５−以上）電極を
付着することにより比較的少数の電極指対数Ｎ（５００
対前後）で高いＱを一得られる事を明らかにした。
基板上に著〈厚い（表面波身長の１゜５−以上）電極を
付着することにより比較的少数の電極指対数Ｎ（５００
対前後）で高いＱを一得られる事を明らかにした。
Ｑが高いという事は印加された電気エネルギの電極内部
への閉じ込めの効率が良いこと管意味するが、弾性表面
波共振子に於いて振動エネルギが閉じ込められる理由は
周期的に並ぶ電極部と無電極部とのｔ養インピーダンス
の差に起因する所動摂動理論によって説明されている。
への閉じ込めの効率が良いこと管意味するが、弾性表面
波共振子に於いて振動エネルギが閉じ込められる理由は
周期的に並ぶ電極部と無電極部とのｔ養インピーダンス
の差に起因する所動摂動理論によって説明されている。
摂動理論によるならば基板たる水晶と音蕃インピーダン
スの大きく異なるＡｕｅＡｔｅＣｒ或はＮｉといった材
料によりて電極を形成すれば史に効率よく振動エネルギ
を閉じ込められるはずであるが実験の結果は全く予想管
裏切るものであっ喪。
スの大きく異なるＡｕｅＡｔｅＣｒ或はＮｉといった材
料によりて電極を形成すれば史に効率よく振動エネルギ
を閉じ込められるはずであるが実験の結果は全く予想管
裏切るものであっ喪。
この理由は末だ明らかではないが電極部と無電極部との
音饗インピーダンスが違いすぎることによって表面波の
伝播位相が合致しなくなる為とも考えられる。
音饗インピーダンスが違いすぎることによって表面波の
伝播位相が合致しなくなる為とも考えられる。
一方水晶基板と音争インピーダンスのはソ等いＡｎｔ−
電極としその厚さｔ著しく大とした場合共振子のＱが大
きくなる理由を考察するに、光面波の遂行方向に極めて
背丈が高くかつ質量の大なる障壁が存在することによっ
て表面波の反射効率が高くなると共Ｋｌ［障壁、卸ちイ
ンタディジタル電極指の断面積が大きくなるので共振子
の勢価抵抗が低下する為であろうと考えられる。
電極としその厚さｔ著しく大とした場合共振子のＱが大
きくなる理由を考察するに、光面波の遂行方向に極めて
背丈が高くかつ質量の大なる障壁が存在することによっ
て表面波の反射効率が高くなると共Ｋｌ［障壁、卸ちイ
ンタディジタル電極指の断面積が大きくなるので共振子
の勢価抵抗が低下する為であろうと考えられる。
これら電極の膜厚、質量付加及び勢価抵抗の減少の三効
果がＱの上昇に対していかなる割合で効果を発揮してい
るのかは定かではないが、いずれにしても電極展厚錬は
副共撫の発生、製造性及び電極膜付着強度郷の面から表
面波身長の１．５１６を越えて飛躍的に増加させること
は困麹でめ９かつ得豫ではない。
果がＱの上昇に対していかなる割合で効果を発揮してい
るのかは定かではないが、いずれにしても電極展厚錬は
副共撫の発生、製造性及び電極膜付着強度郷の面から表
面波身長の１．５１６を越えて飛躍的に増加させること
は困麹でめ９かつ得豫ではない。
そこで残る質量付加及び叫価抵抗減少効果を強−する為
電極部と無電極部の１比ｔｆえて電極部幅管大きくする
ならば電極指対数Ｎｔ−増加することなくＱを上昇させ
る歳は同一のＱを得るにより少数の電極指対数Ｎで足り
ると考えられる。
電極部と無電極部の１比ｔｆえて電極部幅管大きくする
ならば電極指対数Ｎｔ−増加することなくＱを上昇させ
る歳は同一のＱを得るにより少数の電極指対数Ｎで足り
ると考えられる。
本発明は以上の如き理論的推定に基づいてなされたもの
であるが実験の結果は前記質量付加及び尋価抵抗減少の
効果が極めて大きいものであることを示しえ。
であるが実験の結果は前記質量付加及び尋価抵抗減少の
効果が極めて大きいものであることを示しえ。
以下その実験結果について説明する。
ｗ４１図は不夷験に使用した弾性表面波共振子の桐造を
示す図である１、 圧電振動子基板１として温度特性の良好な水晶の回転Ｙ
カット、Ｘ軸反時計まわり３７° （電極膜厚の質量効
果音溝ｊｌ［）としＸ軸方向伝播１を用いＡＩＫよって
電極を形成する。２．２扛バスパー電極であってその適
所管端子として用いリード線３，３ｔ−介して電気エネ
ルギを印加する。
示す図である１、 圧電振動子基板１として温度特性の良好な水晶の回転Ｙ
カット、Ｘ軸反時計まわり３７° （電極膜厚の質量効
果音溝ｊｌ［）としＸ軸方向伝播１を用いＡＩＫよって
電極を形成する。２．２扛バスパー電極であってその適
所管端子として用いリード線３，３ｔ−介して電気エネ
ルギを印加する。
本図に於いて電極指４，４．・・・・・・Ｏ幅ｋｌ。
電極指間の無電１ｋｌｌｓｔｓ、ｌ！面波身長をλとす
るとλ／ ２ ＝ ｓ ＋ １となるよう構成する。一
般に＄と１とは製造性等の観点より等しく作成される。
るとλ／ ２ ＝ ｓ ＋ １となるよう構成する。一
般に＄と１とは製造性等の観点より等しく作成される。
又電極指対数？ＮとすればＮλ；Ｌとな９共振子のサイ
ズを決定するものである。
ズを決定するものである。
Ｗは電極指交叉長であり表面波長λで規準化したＷ／λ
の値によって共振子の緒特性に１畳を与える。
の値によって共振子の緒特性に１畳を与える。
上述の如き共振子に於いては電１に展犀り管表面波身長
１０１．５５６以上にとると電極指対数Ｎに対してＱが
極めて急速に立ち上ることが既に知られている。
１０１．５５６以上にとると電極指対数Ｎに対してＱが
極めて急速に立ち上ることが既に知られている。
その様子を第２図に示す。ここでｒ及びｌ＋共蚤のレベ
ルは電極族厚ｈ／λ＝１．５−の場合のみ含水したがこ
些會史に大きくするとｒ及び＊＋共振のレベルも平行移
動的に上昇する。従りてｈ／λの儀には一定の限界があ
シ無制限に厚くし得ないことは先に述べたとうりである
。
ルは電極族厚ｈ／λ＝１．５−の場合のみ含水したがこ
些會史に大きくするとｒ及び＊＋共振のレベルも平行移
動的に上昇する。従りてｈ／λの儀には一定の限界があ
シ無制限に厚くし得ないことは先に述べたとうりである
。
さて本実験に於いてＦｉｈ／λ、Ｗ／λ會一定値（夫々
１５１＆及び１０）に固定し前記電極指幅ｊと電極指間
の幅Ｓとの比率を変化させた。
１５１＆及び１０）に固定し前記電極指幅ｊと電極指間
の幅Ｓとの比率を変化させた。
その結果は第３（２）に示す如くなり、Ｑは！／！十＄
に対しｌ ／ ｌ ＋ ｓ ＝ ０．５ 近傍では
直線的に変化し、０．７近傍で飽和する如く見える。
に対しｌ ／ ｌ ＋ ｓ ＝ ０．５ 近傍では
直線的に変化し、０．７近傍で飽和する如く見える。
又電極指対数ＮとＱ及びｒとの関係を前記！／ｌ＋３
の比について調べると第４図の如くなり、所望のＱを得
るのに必要な電極指対数Ｎは大幅に減少し、しかもｒ４
かえりで減少することがわかる。
の比について調べると第４図の如くなり、所望のＱを得
るのに必要な電極指対数Ｎは大幅に減少し、しかもｒ４
かえりで減少することがわかる。
因みに６０ＭＨｚの共振子を本発明に基づいて製作する
場合、ｌ／ｌ＋ａ が０．５の共振子によ５テ１５，
０００ ノＱｔ−得ントスレば約５′ｏＯ対の電極ルを
必要とし、喪ものがｌ／ｌ＋ｓ を０．６とすれば約
３００対ですみしかもｒも殆んど同尋となる。即ち電極
膜厚を大としたのみの共振子に比して更に約６０９６の
サイズ（実際には電極周辺部のスペースが不変であるの
で７０ ｎｓ度である）ですむことになり小型化の効果
に著しいものがある。
場合、ｌ／ｌ＋ａ が０．５の共振子によ５テ１５，
０００ ノＱｔ−得ントスレば約５′ｏＯ対の電極ルを
必要とし、喪ものがｌ／ｌ＋ｓ を０．６とすれば約
３００対ですみしかもｒも殆んど同尋となる。即ち電極
膜厚を大としたのみの共振子に比して更に約６０９６の
サイズ（実際には電極周辺部のスペースが不変であるの
で７０ ｎｓ度である）ですむことになり小型化の効果
に著しいものがある。
しかも図示はしないが電極指対数の減少により副共振は
更に減少するので低ノイズであるという効果も併せ持つ
ものである。
更に減少するので低ノイズであるという効果も併せ持つ
ものである。
冑、１８３図からＱはｌ／ｌ＋ｍ の値が０６７を越
えると飽和するように見えるがｌ ／ ／ ＋ ｓ が
１に近接すれはＱがかえりて低下するものと考えられ、
更に製造技術上の除外もあるから、この値が一定限度以
上になれｄ電極指間の短絡が多発して共振器としての機
能を失うであろうことは自明である。その限界は明白で
はないが、例えば水晶基板管用いる共振子でｅｏＭＨｇ
の共振周波数を考え九場合０．８程度であろうと思われ
る。
えると飽和するように見えるがｌ ／ ／ ＋ ｓ が
１に近接すれはＱがかえりて低下するものと考えられ、
更に製造技術上の除外もあるから、この値が一定限度以
上になれｄ電極指間の短絡が多発して共振器としての機
能を失うであろうことは自明である。その限界は明白で
はないが、例えば水晶基板管用いる共振子でｅｏＭＨｇ
の共振周波数を考え九場合０．８程度であろうと思われ
る。
本発明は以上説明した如く構成するので良好な温度特性
を有しノイズの少ない共振子を極めて小型化することが
可能となる。４ＩＫ従来高いＱを得る為にはその幅に比
して極めて長い圧電振動基板を必要とした為これを収納
する／（ツケージはその長大な長手方向のサイズに制約
されスペース・ファクタの悪かった弾性表面波組立体が
極めて小型化しうるから高周波発振ｔａ＋必要とする電
子機器の小型化に著しい効果がある。
を有しノイズの少ない共振子を極めて小型化することが
可能となる。４ＩＫ従来高いＱを得る為にはその幅に比
して極めて長い圧電振動基板を必要とした為これを収納
する／（ツケージはその長大な長手方向のサイズに制約
されスペース・ファクタの悪かった弾性表面波組立体が
極めて小型化しうるから高周波発振ｔａ＋必要とする電
子機器の小型化に著しい効果がある。
第１−は弾性表面波共振子の一般的電極配置図、第２図
は電極指対数Ｎと共振子のＱｚｒ及びｇａｌｌ共振のレ
ベルとの関係が電＆膜厚ｈＫよって変化する様子管示す
実験データ、第３−は電極指幅ｊと電極指間の幅Ｓとの
比が共振子のＱに与える効果を示す実験データ、９４図
は電極指対数Ｎと共振子のＱ及びｒとの＠保が／Ａｓに
よって変化する様子を示す図である。 特許出願人 東洋通信機株式会社
は電極指対数Ｎと共振子のＱｚｒ及びｇａｌｌ共振のレ
ベルとの関係が電＆膜厚ｈＫよって変化する様子管示す
実験データ、第３−は電極指幅ｊと電極指間の幅Ｓとの
比が共振子のＱに与える効果を示す実験データ、９４図
は電極指対数Ｎと共振子のＱ及びｒとの＠保が／Ａｓに
よって変化する様子を示す図である。 特許出願人 東洋通信機株式会社
Claims (1)
- 水晶基板上の主平面上に電気エネルギ管弾性表面波に変
換して伝播せしめるインクディジタル電極を設けた共振
子に於いて、前記水晶基板のカット方向を回転Ｙカット
、前記表面波の伝播方向？Ｘ軸方向とし、前記インタデ
ィジタル電極ｔＡ／にて構成し、その膜厚を前記表面波
の波長の１．５優以上とすると共に前記インタディジタ
ル電極の電極指幅を非電極部の幅よりも大とすゐことに
よりて印加され九亀気エネルギの電極内部への閉じ込め
効率を改善したことを特許とする弾性表面波共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10460481A JPS586618A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 弾性表面波共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10460481A JPS586618A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 弾性表面波共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586618A true JPS586618A (ja) | 1983-01-14 |
Family
ID=14385018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10460481A Pending JPS586618A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 弾性表面波共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586618A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63269612A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | 水晶弾性表面波共振子 |
| JP2004032116A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Japan Radio Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
| US7382217B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-06-03 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP10460481A patent/JPS586618A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63269612A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | 水晶弾性表面波共振子 |
| JP2004032116A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Japan Radio Co Ltd | 弾性表面波フィルタ |
| US7382217B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-06-03 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
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