JPS60114010A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電圧制御発根器に用いた場合に周波数可変
幅を広帯域となし得る弾性表面波共振子に関するもので
ある。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

弾性表面波共振子は、一般に第１図に示すように、弾性
表面波を伝搬する圧電基板１上に弾性表面波励振用のイ
ンターディジタル電極２と、弾性癖面波伝搬方向に直角
に多数本のストリップを周期的に配列したグレーティン
グ反射器３，４を形成して構成されている。

このような弾性表面波共振子は電気的等価回路で表わす
と、水晶振動子の場合と同様に第２図１ａｌまたは（ｂ
）のように表わすことができる。第２図１ａ＋において
、ＣＴは電極間の静電容量と端子間の浮遊容量を加算し
たものであり、インダクタンスＬｎ。

容量ＣＯ＋および抵抗曳の直列共振回路は共振子の共振
現象を現わしている。また同図１ｂｌにおいて、Ｒ，ｅ
は角周波数ωの場合の等価抵抗、Ｘｅは同じく等価リア
クタンスを示している。したがって、弾性表面波共振子
による発振器は、水晶発振器の場合型の電圧制御発振器
を示している。＠３図において５は共振子、６は破線よ
り右側の発振用トランＲ，，はそれぞれ抵抗を示してい
る。

この発振器は、破線で示したようｌこ共振器５の側と、
それμ外の回路６とに区分して考えれば、第４図のよう
に表わすことができる。回路６側のインピーダンスＺｒ
、（＝４ｒ、＋ｊＸＬ）は単純化した場合（１）式のよ
うに表わせる。

・・・・・・・・・・・・−・ｉｆ） ただし、上式ｌζおいて、ｇｍは相互コンダクタンス、
Ｃｅはエミッタ容量、ωは角周波数である。

発振が定常状態にあるときは、共振子５側のインピーダ
ンスと回路６側のインピーダンスの間には次式が成立す
る。

コルピッツ型発振器においては、共振子５を共振−反共
振の間の周波数で誘導性リアクタンスすなわちインダク
タンスＬとして動力）せているので、この場合回路６側
のリアクタンスＸＬは（１）式のようｊ（容量性リアク
タンスとなる。しｔ＝がってリアクタンスＸＬは容量Ｃ
Ｌで表わすことができ、発振周波数はｒ２１式のように
おおむねインダクタンスＬと容量ＣＬの直列共振周波数
となる。

そこで、共振子５に直列に接続したバラクタ（可変容量
ダイオード）７に印加される逆方向電圧（制御電圧）を
変えることにより、発振周波数ｆを（３）式にしたがっ
て可変することができる。

ただし、ｆｒは共振子５の共振周波数、ｒは共振子５の
容量比Ｃｒ／Ｃ−ｎｐ　ＣＬ’　＝　（Ｃｒ、−ｔ　＋
　Ｃｘ−１）　−１い。

しかし、容量比は共振子に使用する圧電基板の電気機械
結合係数でほぼ決定されるため、より広い周波数可変幅
を得るためには、第５図に示すようにインダクタし、を
共振子５に直列に挿入して共振周波数を低下させ見かけ
上の容量比「を小さく使用していた。この手段によると
、個別のインダクタＬ、を外部において接続しなければ
ならないので、発振回路の形状が大きくなり価格も力）
さむという欠点へあった。

〔発明の目的〕

この発明は上記の欠点を除去し、個別素子としてのイン
ダクタを用いることなく容量比を小さくして発振器を小
型に構成し得るとともに周波数可変幅を広くすることの
できる弾性表面波共振子を提供しようとするものである
。

〔発明の概要〕

この発明は、弾性表面波共振子が構成される圧電基板上
に、弾性表面波励振用のインタディジタル電極を設ける
ととも一ζ特にこの電栢に接続してインダクタ形成用電
極を設けたことを特徴としている。

〔発明の効果〕

この発明によれば、上記のようにして基板上に形成され
たインダクタが弾性表面波共振子と直列に接続されるた
め、従来のように個別素子としてのインダクタを外部に
設ける必要がなく容量比の小さな弾性表面波共振子を構
成することができる。

したがってこれを発振子として用いた場合、広帯域可変
可能な発振器を容易に構成することができる。

またインダクタ形成用電極は弾性表面波共捜子の製造過
程で同時に形成が可能であるから製造が容易であり全体
としての価格を低減し得るとともに全体の構成を小型化
することができる。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照し、この発明の一実施例について説明す
る。

第６図は、この発明を９００ＭＨｚ帯パーソナル無線ｌ
とおけるチャンネル切換用電圧制御発振器に使用する発
振子に適用した場合を示している。

図において、１１は弾性表面波を伝搬するための例えば
タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ，）よりなる圧電基板
であり、この基板１１上に例えば０．１μｍ厚のアルミ
薄膜力）らなる弾性表面波共振子のインターディジタル
電極１２が設けられ、さらにその両側には弾性表面波波
長の１７４の幅約１．０μｍのストリップ導体を１／２
波長間隔で２００本ずつ配列してなるグレーティング反
射器１３．１４を設けて、一端子対型の弾性表面波共振
子が構成されている。

また、前記インターディジタル電極１２の一端（この実
施例では図示右端）に渦巻状をなしたストリップ導体よ
りなるインダクタ形成用電極１５がこれに接続されて設
けられている。

この電極１５は、第５図のインダクタＬ、に相当し、弾
性表面波共振子を構成する圧電性基板１１上に形成され
、この共振子に直列に接続された構成となる。したがっ
て容量化の小さな弾性表面波共振子を得ることができ、
発振子として用いた場合に、広帯域可変可能な発振器と
することかで峠る。

また個別素子としてのインデノを別に設ける必要がない
ので全体きして構成を小型化しかつ価格低減し得る特長
がある。

第７図ないし第９図は、いずれもこの発明の他の実施例
を示すものである。

第７図の実施例は、インターディジタル電極棒の両側に
インダクタ形成用電極１５ａ、１５ｂを設けたものであ
り、このようにすることにより、一層大きなインダクタ
を得ることができこの発明の効果をさらに助長すること
ができろ。

第８図の実施例は、インダクタ形成用電極１５の一部を
グレーティング反射器１３僕兼ねたものであり、インダ
クタ形成用電４＠１５のインターディジタル電極１２に
対する接続部をグレーティング反射器１３の一部を利用
して構成している。

また第９図の実施例は、インダクタ形成用電極１５′の
インターディジタル電極】２に対する接続部をグレーテ
ィング反射器１３の一部を利用して構成する他、グレー
ティング反射器１Ｑ１３．１４の間１した構成のもので
ある。

なお、理解の便宜上、第７図ないし第９図において、第
１図に対応する部分は同一符号によって表示した。

この発明は上記各実施例に限定されるものではなく要旨
を変更しない範囲において櫨々変形して実施するこきが
できる。

上記実施例はいずれもグレーティング反射器を用いた場
合が示されているが、この発明はグレーティング反射器
がなく弾性表面波励振用インターディジタル電極のみか
らなる多対型共振子を構成した場合にも適用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の弾性表面波共振子の一例の斜視図、第２
図ｆａｔ山１は第１図の弾性表面波共振子の電気的等価
回路図、第３図は従来のコルピッツ型電圧制御発振器の
基本的構成図、第４図はその２端子表現により等価回路
図、第５図は共振子に直列にインダクタを挿入し広帯域
可変にした従来のコルピッツ型′４圧制御発振器の構成
図、第６図はこの発明の一実施例の斜視図、第７図ない
し第９図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す斜視図
である。 １・・・圧電基板 ２・・・インク４デイジタル電極 ３．４・・・グレーティング反射器 ５・・・共振子　６・・・回路 ７・・り寸うクタ １１・・・圧電基板　１２・・・インターディジタル電
極１３．１４・・・グレーティング反射器１５、１５’
、　１５ａ、　１５ｂ−４ンダクタ形成用電極出願人　
東京芝浦電気株式会社 １Ｎ１図 第２Ｖ！Ｊ （ａ）　Ｉ　ｂ） 第３図 第４図 ： １！６図 第７図 第８図 Ｉ９ｖｌＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）弾性表面波を伝搬する圧電基板と、この基板上に
   設けられた電気信号を弾性表面波ｌど変換させる弾性表
   面波励振用のインターディジタル電極と、前記基板上に
   このインターディジタル電極と接続して設けられたイン
   ダクタ形成用電極とをうばメも具備したことを特徴とす
   る弾性表面ターディジタル電極の他に弾性表面波を反射
   させるグレーティング反射器が設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波共振子
   。 （３）上記グレーティング反射器はインターディジタル
   電極の両側に２個設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の弾性表面波共振子。 （４）上記インダクター形成用電極はその少くとも振子
   。