JPS632414A

JPS632414A - 弾性表面波共振子

Info

Publication number: JPS632414A
Application number: JP61145469A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Sone; 竹彦曽根
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1986-06-21
Filing date: 1986-06-21
Publication date: 1988-01-07
Also published as: US4742319A

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】「技術分野」本発明は、弾性表面波が伝搬する電圧基板上に、すだれ
状電極および反射器を備えた弾性表面波共振子に係り、
特に、発振回路中に用いでも異常発振を起すことのない
弾性表面波共振子に関する。

「従来技術およびその問題点」弾性表面波素子は、従来軍需用の特殊な用途に使用され
でいたが、近年、ＦＭチューナ、ＴＶ等の民生用機器に
も使用され始め、にわかに脚光を浴びるようになってき
た０弾性表面波素子は、具体的には遅延素子、発振子、
フィルタなどとして製品化されている。これら各種の弾
性表面波素子の特徴は、小型、軽量で、信頼性が高いこ
と、およびその製造工程が集積回路と類似しており、量
産性に冨むことなどである。そして、現在では欠くべか
らざる電子部品として量産されるに至っている。

筒４図には、発振器等に用いられる弾性表面波共振子の
一例が示されており、以下に記すように構成されている
。

この弾性表面波共振子は、弾性表面波が伝搬する電圧基
板１の上に弾性表面波励振用のすだれ状電極２と、弾性
表面波の伝搬方向に直角に多数本の金属ストリップを周
期的に配列した格子状反射器３．３°を形成している。

このような構成を有する弾性表面波共振子のすだれ状電
極２に特定周波数の電圧を印加すると、すだれ状電極２
の間隙の圧電基板１の表面１こ電界がかかり、圧電基板
１の圧電性により電圧に比例した歪が生じ、その歪が圧
電基板１の材料によって定まる音速で表面波として両側
に伝搬する。この表面波は、両側の格子状反射器３．３
′によって反射され、再びすだれ状電極２に帰還して共
振がなされるようになっている。

なお、第４図に示したものは金属ストリップを相互に接
続しない開放型の反射器を有するものであるが、弾性表
面波共振子としては、第５図に示すように、金属ストリ
ップの一端を相互に接続した短絡型の反射器３．３゛を
有するものもある。

このような弾性表面波共振子のインピーダンス特性を反
射係数チャートで示すと第６図のようになる。

同図において、上半内部Ａは弾性表面波共振子が誘導性
の特性を示す領域であり、逆に下半内部８は弾性表面波
素子が容ｊｉ牲の特性を示す領域である。また、寅線で
示される曲線は任意の周波数の電圧をすだれ状電極２に
印加した場合のベクトル軌跡を示している。なお、図中
、Ｃは共振点、Ｄは反共振点、Ｍは主共振部、Ｓは副共
振部である。また、外周の円は、反射係数の絶対値１の
円である。

この図を見れば明らかなように、すだれ状電極２に印加
する電圧の周波数ωを、共振周波数より低い周波数から
高い周波数まで上昇していくと、誘導性の特性を示す周
波数領域が２ケ所（斜線で示す部分）存在することがわ
かる。すなわち、−方は反射器３．３′の反射波によっ
て生じる主共振部Ｍの部分であり、他方はすだれ状電極
２の内部の反射波によって主じる副共振部Ｓの部分であ
る。

このように、１つの共振子において誘導性となる周波数
領域が複数存在すると、例えば、コルピッツ型発振回路
等に、当該共振子を組込み、所定の周波数を発振させる
場合には、前記した誘導性の領域を用いるので、外乱等
の外的要因により、あらかじめ設定した発振周波数とは
異なる発振を起してしまうおそれがある。

「発明の目的」本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、す
だれ状電極内部の多重反射による副共振を小古くし、か
つ、副共振が誘導性領域で起らないようにして、安定し
た発振が得られるようにした弾性表面波共振子を提供す
ることを目的とする。

「発明の構成」本発明の弾性表面波共振子は、圧電基板上に弾性表面波
を励振する少なくとも一組のすだれ状電極と、このすだ
れ状電極により励振された弾性表面波を反射する反射器
とを備えた弾性表面波共振子において、前記すだれ状電
極が前記すだれ状電極の内部での弾性表面波の多重反射
を抑制する構造であることを特徴とする。

すだれ状電極内部での弾性表面波の多重反射による共振
は、例えば前記すだれ状電極の各電極指を２本に分割し
た金属ストリップで構成することにより抑制することが
できる。

また、前記すだれ状電極の各電極指を動作中心周波数の
波長を入。とした場合に、はぼ１／８λ。

と５／８λ。の幅の電極指を交互に並べて構成すること
により抑制することもできる。

このように、本発明の弾性表面波共振子では、すだれ状
電極内部での弾性表面波の多重反射を抑制する構造をと
ったので、すだれ状電極内部での弾性表面波の多重反射
による副共振が誘導性領域でおこらないようにし、安定
した発振を可能とすることができる。

「発明の実施例」以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図および第２図には、本発明を開放型の反射器を有
する弾性表面波共振子に適用した実施例が示されでいる
。

この弾性表面波共振子は、圧電基板１として４１度回転
Ｙ軸カットのニオブ酸リチウムを用い、この圧電基板１
上に厚さ１００ＯＡのＡＩ膜を成膜し、通常のフォトリ
ソグラフィー技術にて、すだれ状電極２Ｆ３よび反射器
３．３゛を形成した。

すだれ状電極２は、対向するくし歯状の電極２ａ、２ｂ
からなり、各くし歯状の電極２ａ、２ｂは複数の電極指
２１を有しでいて、各電極指２１は２本に分割された金
属ストリップ２２．２３とからなっている。そして、平
行に配列された電極指２１のくり返しピッチ入。は１０
日ｍとされ、交差幅Ｗは２０λ。

とぎれている、なお、本発明において、すだれ状電極２
の対数とは、対向するくし歯状電極２ａ、２ｂから延び
る２本の電極指の組（第２図中、Ｇで囲んだ部分）を１
対としで計算したものである。そして、この実施例では
、後述するようにすだれ状電極２の対数を種々変えて作
製した。

また、すだれ状電極２の両側に位置する反射器３．３′
のエレメントの数はそれぞれ２００本とした。

この基板をハーメチクシール（ＴＯ−５型）に固定し、
ＡＩ線を用いてワイヤーボンドにて結線し、Ｎ２雰囲気
中で封止した。こうして、１ポート共振子を作製した。

このようにして作製された弾性表面は共振子の共振周波
数は約４３０ＭＨｚであった。

この弾性表面波共振子を用いてそのインピーダンス特性
を調べると、第３図に示す反射係数チャートのように、
副共振部Ｓが極めて小ざくなる。すだれ状電極２の電極
指２１が単線で構成されている場合には、第３図中破線
で示すごとく副共振部Ｓが大きくなる。また、後述する
ように、すだれ状電極２の対数を１４対以下とした場合
には、副共振部Ｓが容量性領域８に位冒し、誘導性領域
Ａに入らない、したがって、誘導性領域Ａには主共振部
Ｍのみが存在することになる。

この弾性表面波共振子において、すだれ状電極２の対数
を変えて各種作製し、それらの特性を測定した結果を第
１表に示す。

また、すだれ状電極２の電極指２１を単線で構成し、Ｖ
だれ状電極２の対数を変えて各種作製し、それらの特性
を測定した結果を第２表に示す。

（以下、余白）第１表第２表表中○印は、必要とする発振周波数の領域以外が容！牲
であったこと、すなわち周波数の変化により誘導性とな
る領域が１箇所しか存在しないことを示す。

また、ｘ印は、必要とする発振周波数の領域に誘導性の
領域があること、すなわち周波数の変化により誘導性と
なる領域が複数箇所存在することを示す。

このように、すだれ状電極内部での多重反Ｉｔを抑制す
る構造の電極で構成することにより、多重反射による副
共振を抑制することができ、さらにすだれ状電極２の対
数を１４対以下とすることにより、誘導性領域Ａには主
共振部Ｍのみが位置し、すだれ状電極２による副共振部
Ｓは容量性領ｖｔ日に位置するので、安定した発振が得
られる。

なあ、圧電基板１として３０度、５０度の回転Ｙ軸カッ
トのニオブ酸リチウムを用いて、上記と同様な実験を行
なったが、同じ結果が得られた。

また、すだれ状電極２の交差幅Ｗを５〜２００λ。と変
化させて、上記と同様な実験を行なったが、同じ結果が
得られた。

ざらに、すだれ状電極２にＣＯＳ型、Ｈａｍｍｉｎ９型
等の種々の重み付けを加えて、上記と同様な実験を行な
ったが、同し結果が得られた。

以上、種々の実験により明らかなように、ニオブ酸リチ
ウムにより形成した圧電基板を用いた弾性表面波共振子
では、誘導嘗領域が１閣所存在する特性を得るには、す
だれ状電極の対数のみを制限すればよい。

また、第７図には、本発明の他の実施例によるすだれ状
電極の構造が示されている。

この実施例においで、すだれ状電極２は、対向するくし
歯状の電極２ａ、２ｂからなり、各くし歯状の電極２ａ
、２ｂの繰り返しピッチをλ０とした場合に、１／８λ
。、５／８λ。の線幅の電極指が交互に形成されでいる
。

この実施例において、すだれ状電極２の対数は、対向す
るくし歯状電極２ａ、２ｂの電極指の組を１対として計
算することにする。そして、すだれ状電極２の対数を変
えて各種の弾性表面波共振子を作製し、それらの特性を
測定した。結果は、前記実施例で得た第１表の結果と同
様であった。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、すだれ状電極の
内部での弾性表面波の多重反射を抑制する構造にするこ
とにより、前記すだれ状電極内部での前記弾゛ｉ表面波
の多重反射による副共振現象を抑制することができる。

このような前記すだれ状電極の内部での弾性表面波の多
重反射は、前記すだれ状電極の電極指を２本に分割され
た合圧ストリップで形成すること、あるいは前記すだれ
状電極の電極指の幅を動作中心周波数の波長をλ。

とじた場合、はぼ１／８λ。、５／８λ。の線幅の電極
指を交互に並べで形成することにより抑制することがで
きる。このようにすることにより、前記すだれ状電極内
部での前記弾性表面波の多重反射による副共振を抑制す
ることができ、少なくとも副共振が誘導性領域で起こら
ないようにすることができる。このため、発振回路に組
み込んだ場合、回路的に工夫することなしに安定な発振
が得られ、その利用価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弾性表面波共振子の実施例を示す
平面図、第２図は同弾性表面波共振子のすだれ状電極部
分を示す部分拡大図、第３図は同弾性表面波共振子の反
射係数チャートを示す図表、第４図および第５図は従来
の弾性表面波共振子のそれぞれ異なる例を示す図、第６
図は従来の弾性表面波共振子の反射係数チャートを示す
図表、第７図は本発明による弾性表面波共振子の他の実
施例におけるすだれ状電極部分を示す部分断面図である
。図中、１は圧電基板、２はすだれ状電極、３．３゛は反
射器である。特許出願人　　アルプス電気株式会社第１図フ第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電基板上に弾性表面波を励振する少なくとも一
組のすだれ状電極と、このすだれ状電極により励振され
た弾性表面波を反射する反射器とを備えた弾性表面波共
振子において、前記すだれ状電極が前記すだれ状電極の
内部での弾性表面波の多重反射を抑制する構造であるこ
とを特徴とする弾性表面波共振子。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記すだれ状電
極の各電極指が２本に分割された金属ストリップで形成
されている弾性表面波共振子。
（３）特許請求の範囲第１項において、前記すだれ状電
極の各電極指が動作中心周波数の波長をλ＿０とした場
合に、１／８λ＿０と５／８λ＿０の電極指幅が交互に
並べて構成されている弾性表面波共振子。