KR20080103427A

KR20080103427A - 공진기, 발진기 및 통신 장치

Info

Publication number: KR20080103427A
Application number: KR1020080047067A
Authority: KR
Inventors: 신야 모리타; 아키라 아키바
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2008-11-27
Also published as: DE102008021175A1; CN101312338B; CN101312338A

Abstract

병렬 공진기에서의 각각의 공진기 소자의 구조 및 각각의 공진기 소자의 진동부에 가해지는 응력을 동등하게 하여 Q 값의 향상을 도모하고, 이 공진기를 사용한 필터 및 통신 장치를 제공한다. 공간을 사이에 두고 하부 전극(26, 27)과 진동부(24)를 갖는 복수의 공진기 소자(21)가 병렬 접속되고, 복수의 공진기 소자(21)가 폐쇄계(closed system)로 되도록 배치되고, 복수의 공진기 소자(21)의 진동부(24)가 연속하여 일체로 형성되어 이루어진다.

폐쇄계, 공진 주파수, 진동 모드, 대역통과 필터, 단위 공진기 소자

Description

공진기, 발진기 및 통신 장치{RESONATOR, OSCILLATOR, AND COMMUNICATION APPARATUS}

본 발명은 기계적인 공진을 이용한 공진기, 이 공진기를 사용한 발진기, 및 이 발진기를 구비한 통신 장치에 관한 것이다.

최근의 무선 통신 기술의 발전에 따라, 무선 통신 기술을 이용한 통신 기기에서는 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 지금까지 소형화가 곤란하였던 RF 신호 처리 부분에서, 반도체에서 사용하는 미세 가공 기술을 사용하여 미세한 기계 구조를 제작하는 미소기전 시스템(MEMS : micro-electromechanical system) 기술이 이용되고 있다.

그 일례로 기계적인 공진을 이용한 메카니컬 공진기가 있다. 이 메카니컬 공진기를 이용한 필터, 발진기, 믹서 등의 RF 소자는 소형이고 집적화가 가능하므로, 통신 분야에의 응용이 기대되고 있다. 특허 문헌 1 및 2에는 메카니컬 공진기의 기술이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개 특허 2006-33740호 공보

특허 문헌 2 : 미국 특허 번호 제6,249,073호 명세서

그런데, 공진기를 이용하여 예컨대 발진기를 구성하는 경우, 삽입 손실을 작게 하려면, 공진기의 Q 값이 높은 것이 필요하였다. 메카니컬 공진기는 임피던스가 높으므로, 동일한 공진 소자를 병렬 접속, 즉 병렬화하여 임피던스를 낮출 필요가 있지만, 이러한 병렬화에 의하여 공진기의 Q 값이 저하되어 버린다.

기계 진동을 이용한 병렬 공진기의 Q 값이 저하되는 원인으로서는, (1) 병렬 공진기 내의 개개의 단위 공진기 소자의 특성의 불균일과, (2) 진동부의 운동 에너지가 지지부를 통해 기판에 누출되는 2가지 원인을 들 수 있다. 두 번째의 원인은 단일의 공진기에서도 마찬가지이다. 이하에서는, 상기한 2가지의 원인에 대하여 설명한다.

(1)의 원인에 대하여 상세하게 설명한다. 메카니컬 공진기의 삽입 손실을 작게 하기 위해서는, 동일한 공진기 소자를 병렬화하여 임피던스를 낮게 할 필요가 있다. 단위 공진기(unit resonator)를 병렬화하는 경우, 일반적으로 도 25에 나타낸 바와 같이, 복수의 공진기 소자를 종횡 어레이형으로 배열하여 병렬화하는 것이 고려된다. 도 25의 (A) 및 (B)에 나타낸 병렬 공진기(1)는, 도 26에 나타낸 단위(unit)로 되는 공진기 소자(2)를 어레이형으로 배열하여 구성된다.

공진기 소자(2)는, 도 26에 나타낸 바와 같이, 기판(3) 상에 입력 전극(이른바, 입력 신호선)(4) 및 출력 전극(이른바, 출력 신호선)(5)을 형성하고, 입출력 전극(4, 5)에 대하여 공간(6)을 통하여 공중에 지지된 진동부(이른바, 빔)(7)를 배 치하여 구성된다. 진동부(7)는 양단이 배선층(9) 상의 지지부(8)(8A, 8B)에 지지되고, 입출력 전극(4, 5)과 교차하도록 형성된다. 병렬 공진기(1)는, 도 25의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 공통 기판(3) 상에 복수의 공진기 소자(2)(도 26을 참조)를 어레이형으로 배열하고, 1행마다에 진동부(7)의 지지부(8A, 8B)를 도전성을 갖는 시트(9)에 접속하고, 최종단의 시트(9)를 각각의 행마다 접속하여 각각의 진동부(7)를 공통으로 접속하고 있다. 진동부(7)에는 DC 바이어스 전압(V)이 공급된다. 한편, 진동부(7)와 교차하여 배치한 입력 전극(4)끼리 및 출력 전극(5)끼리는 각각 접지되어 공통 접속되어 있다.

도 25의 구성에서, 개개의 공진기 소자(2)는, 그 공진 특성을 보면, 어레이의 외주부와 중심부에서 공진 주파수의 불균일이 발생하고 있다. 공진 주파수의 불균일이 발생하는 원인으로서는, 진동부(이른바, 진동부(7))에 가해지는 응력이 중심부와 외주부에서 상이하게 되는 것과, 공진기 소자(2)의 제조 공정에서, 어레이의 중심부와 외주부에서 막두께(특히, 진동부의 막두께) 등의 구조적인 불균일이 발생하기 쉽다는 2가지 원인이 있다.

이로써, 병렬 공진기(1) 내에서 파수(波數)의 분포가 있으면, 단일의 공진기에 비해 Q 값이 저하되어 버린다. 병렬화하였을 때의 Q 값의 저하를 방지하기 위해서는, 병렬 공진기 내의 공진 주파수의 불균일을 작게 할 필요가 있다. 그러나, 어레이형으로 공진기 소자(2)를 배치한 경우, 진동부에 가해지는 응력이 상이하여, 공진기 소자의 구조적인 불균일 등을 없게 하는 것은 곤란하였다.

(2)의 원인에 대하여 상세하게 설명한다. 공진기의 Q 값을 향상시키기 위해 서는, 진동 부분의 운동 에너지를 기판에 누출시키지 않는 것이 중요하다. 어레이형으로 배열된 공진기 소자(2)에서, 각각의 진동부(7)는 인접한 공진기 소자(2)의 진동부(7)와 분리된 형태로 지지부(8)(8A, 8B)에 지지되어 있다(도 25의 (B)를 참조). 그러므로, 각각의 공진기 소자(2)의 진동의 운동 에너지의 일부가 지지부(8)(8A, 8B)를 통해 기판(3) 측에 누출되어 Q 값을 저하시킨다.

본 발명은, 전술한 점을 감안하여, 각각의 공진기 소자의 구조 및 각각의 공진기 소자에 가해지는 응력을 동등하게 하여 Q 값의 향상을 도모하는 병렬화된 공진기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 공진기를 사용한 발진기 및 이 발진기를 구비한 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 공진기는, 공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계(closed system)로 되도록 배치되고, 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공진기에서는, 복수의 공진기 소자를 접속한 병렬 공진기에서, 복수의 공진기 소자를 폐쇄계가 되도록 배치하고, 복수의 공진기 소자의 진동부를 연속하여 일체로 형성함으로써, 각각의 공진기 소자의 구조가 동등하게 되고, 또한 각각의 공진기 소자의 진동부에 가해지는 응력이 동등하게 된다.

본 발명에 관한 발진기는, 공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계로 되도록 배치되고, 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는 공진기를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발진기에서는, 복수의 공진기 소자를 폐쇄계로 되도록 배치하고, 복수의 공진기 소자의 진동부를 연속하여 일체로 형성한 병렬 공진기를 사용하여 구성되므로, 병렬 공진기에서의 각각의 공진기 소자의 구조가 동등하게 되고, 또한 각각의 공진기 소자의 진동부에 가해지는 응력이 동등하게 되어, 우수한 발진기 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 통신 장치는, 주파수 변환을 위한 발진 회로를 구비한 통신 장치에서, 발진기로서, 공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계가 되도록 배치되고, 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는 발진기가 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 통신 장치에서는, 발진기로서, 전술한 병렬 공진기에 의한 발진기를 사용하므로, 우수한 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 공진기에 의하면, Q 값이 높은 병렬 공진기를 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 발진기에 의하면, 주파수 안정성이 높은 발진기를 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 통신 장치에 의하면, 우수한 발진기 특성을 얻을 수 있어, 신뢰성이 높은 통신 장치를 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

먼저, 도 1의 (A) 및 (B)를 참조하여 본 실시예에 관한 공진기를 구성하는 단일의 공진기 소자의 구성 및 동작 원리를 설명한다. 본 실시예에서 대상으로 하는 공진기 소자는, 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 미소 공진기 소자이다. 본 실시예에서 일례로서 나타내는 공진기 소자(21)는, 기판(22) 상에 양단의 지지부(23)로 공중에 유지된 진동자가 되는 진동부(이른바, 빔)(24)와, 전술한 바와 마찬가지로, 공간(25)을 사이에 두고 진동부(24)와 교차하도록 기판(22) 상에 고정된 하부 전극이 되는 입력 전극(이른바, 입력 신호선)(26) 및 출력 전극(이른바, 출력 신호선)(27)으로 구성되는 메카니컬 공진기 소자이다. 지지부(23)는 기판(22) 상의 도전성 시트(28)에 접속되도록 형성된다.

이 공진기 소자(21)는, 입력 전극(26)으로부터 입력된 신호에 의해 직류(DC) 바이어스 전압(V)이 인가된 진동부(24)가 정전기력에 의해 외력을 받게 되어, 진동부(24)에서 고유의 공진 주파수로 진동을 일으킨다. 이 진동이 미소한 공간(25)을 통하여 출력 전극(27)에 신호로서 전해진다. 이 공진기 소자(21)는 2차 모드의 휨 진동(flexural oscillation)을 이용한 공진기 소자이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제1 실시예를 나타내고 있다. 이들 도면은 개략 구성을 나타내고, 도 2는 본 공진기 전체의 평면도, 도 3은 공진기 중의 단위 공진기 소자의 평면도, 도 4는 단위 공진기 소자 수개 분의 단면도(도 3의 B-B 라인을 따라 절취한 단면)이다.

본 실시예에 관한 공진기(31)는, 기판(22) 상에, 복수의 공진기 소자(21)가 폐쇄된 형상으로 배치되고, 또한 복수의 공진기 소자(21)의 진동부(24)가 연속하여 일체로 형성되어 이루어진다. 기판(22)은 적어도 하부 전극이 형성되는 표면이 절연성을 갖는 기판으로 형성된다. 예컨대, 반도체 기판 상에 절연막이 형성된 기판 또는 절연성의 유리 기판 등이 사용된다. 병렬 내의 모든 공진기 소자(21)는, 폐쇄계의 중심에 대하여 점대칭이 되도록 고리 형상으로, 본 예에서는 원형을 이루는 고리 형상으로 배치된다. 이 경우, 폐쇄된 형상의 연속 일체화된 진동부(24)는 원형을 이루는 고리 형상으로 형성된다.

환언하면, 복수의 공진기 소자(21)는, 진동부(24)에서의 진동의 배(loop)와 진동의 마디(node)가 교대로 정렬되도록 일렬로 또한 원형으로 배열된다.

각각의 공진기 소자(21)의 입력 전극(26)은, 원형의 진동부(24)의 내측 또는 외측, 본 예에서는 내측에 형성한 동심원형의 배선(이른바, 입력 전극(26)과 함께 입력 신호선이 됨)(41)에 접속된다. 각각의 공진기 소자(21)의 출력 전극(27)은, 원형의 진동부(24)의 외측 또는 내측, 본 예에서는 외측에 형성한 동심원형의 배선(이른바 출력 전극(27)과 함께 출력 신호선이 됨)(42)에 접속된다. 입력 측의 동심원형의 배선(41)으로부터 내측으로 연장하도록 전극 패드, 이른바 입력 단자(t1)가 도출되고, 출력 측의 동심원형의 배선(42)으로부터 외측으로 연장하도록 전극 패드, 이른바 출력 단자(t2)가 도출된다.

또한, 원형으로 폐쇄된 진동부(24)는, 진동의 배 간의 간격 및 마디 간의 간격이 일정하게 되도록 형성된다. 이 원형으로 폐쇄된 진동부(24)의 길이는 진동의 파장의 정수 배로 된다. 즉, 진동부(24)는, 진동의 배와 마디가 함께 짝수이고 또 한 배와 마디가 같은 수로 되도록 원형으로 접속된 형태로 형성된다.

연속 일체화된 진동부(24)의 지지부(23)는 진동의 마디에 형성된다. 본 실시예에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 단위 공진기 소자의 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)을 협지하는 양측에, 즉 진동의 마디 1개 건너에 지지부(23)가 설치된다. 도 4는 개략도이기 때문에, 도 1에 도시한 지지부(23)에 접속되는 시트(28)가 생략되어 있다. 지지부(23)는, 진동부(24)의 강도를 얻을 수 있다면, 즉 진동부(24)가 하부 전극(26, 27)에 접촉되지 않으면, 1개의 마디 건너로 한정되지 않고, 각각의 마디마다 또는 2개 이상의 마디 건너에 설치하는 것도 가능하다.

그리고, 본 실시예의 공진기(31)는 예컨대 24개의 도 1의 단위 공진기 소자(21)를 원형의 고리 형상으로 접속한 구성으로 하고 있다.

제1 실시예에 관한 공진기(31)에 의하면, 공진기 소자(21)를 원형의 고리 형상으로 배치하여 구성되므로, 병렬화된 공진기(31) 전체와 단위 공진기 소자(21)의 위치 관계는, 모든 공진기 소자(21)에 대하여 동등하게 되어, 공진기 소자(21)의 구조적인 불균일이 발생하기 어렵게 된다. 또한, 각각의 단위 공진기 소자(21)의 진동부(24)에 가해지는 응력도 모두 동등하게 된다. 따라서, 개개의 공진기 소자의 특성의 불균일이 억제되고, 병렬화에 따른 Q 값의 저하를 억제할 수 있어, 단위 공진기와 동등한 Q 값을 얻을 수 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 고리 형상으로 배치한 복수의 공진기 소자(21)의 진동부(24)가 연속하여 일체로 형성되므로, 진동의 배의 개수에 대한 지지부(23)의 개수가 적게 되어, 지지부(23)를 통해 기판(22) 측에 누출되는 진동의 운동 에너지는 감소된다. 즉, 기판 측에 누출되는 운동 에너지의 일부는 인접한 공진기 소자(21)의 진동에 기여하게 된다.

또한, 복수의 공진기 소자를 원의 중심에 대하여 점대칭이 되도록 원형의 고리 형상으로 배치하므로, 진동부(24)의 연속 일체의 구성과 함께, 공진기(31) 전체가 고차 모드(higher mode)로 진동하고, 운동 에너지가 인접한 공진기 소자(21)에 전해져, 전체적으로 기판(22) 측에 누출되는 운동 에너지를 작게 할 수 있다. 이로써, 병렬 공진기의 Q 값을 향상시킬 수 있다.

진동부(24)의 길이가 진동의 파장의 정수 배이므로, 공진기(31)를 고차 모드로 진동시킬 수 있다. 진동부(24)의 지지부(23)가 진동의 마디에 설치되므로, 고차 모드의 진동을 가능하게 한다.

도 5a 및 도 5b는, 제1 실시예의 원형의 병렬 공진기(31)와, 도 25의 비교예에 관한 어레이형의 병렬 공진기(1)의 공진 특성을 비교하여 나타낸다. 도 5a는 제1 실시예의 병렬 공진기(31)의 공진 특성(a)이고, 도 5b는 비교예에 관한 병렬 공진기(1)의 공진 특성(b)이다. 도 5a는 공진기 소자의 병렬수를 32개로 한 샘플 공진기를 사용했을 때의 특성이다. 도 5b는 공진 소자의 병렬수를 30개로 한 샘플 공진기를 사용했을 때의 특성이다. 공진 피크의 삽입 손실을 저감하기 위해 병렬화한 경우, 어레이형의 병렬화에서는 피크 분열이 발생하고, Q 값의 저하 및 Q 값의 대폭적인 불균일이 발생하고 있다(도 5b를 참조). 본 실시예의 원형의 병렬화에서는 피크 분열이 대략 없어져, Q 값의 저하 및 Q 값의 불균일이 대폭 저감되어 있다(도 5a를 참조).

도 6은 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제2 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 관한 공진기(55)는, 진동의 마디마다에 지지부(23)를 배치하여 구성된다. 지지부(23)를 제외한 그 외의 단위 공진기 소자(21)의 입력 전극(26), 출력 전극(27), 진동부(24) 등의 구성은 도 2 및 도 4의 제1 실시예와 마찬가지이므로, 도 4와 대응하는 부분에는 동일 부호를 부여하여, 중복 설명을 생략한다.

제2 실시예에 관한 공진기(55)에 의하면, 진동의 모든 마디에 지지부(23)가 배치되므로, 공진 모드가 한정되어 Q 값의 정밀도가 높아진다. 그 외에, 전술한 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

도 7의 (A) 및 (B)는 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제3 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 관한 공진기(56)는 하부 전극으로서 출력 전극(27)만을 형성하고, 각각의 출력 전극(27)을 협지하도록, 즉 진동부(24)의 진동의 마디마다에(진동의 배의 1개 건너에 상당) 지지부(23)를 배치하여 구성된다. 본 실시예에서는, 지지부(23)를 통해 진동부(24)에 DC 바이어스 전압(V)이 인가되는 동시에, 입력 신호가 입력된다. 이 경우, 지지부(23)(또는 진동부(24))가 입력 전극을 겸하게 된다. 제3 실시예에서는, 1개의 출력 전극(27)과 양측의 지지부(23)로 유지된 진동부(24)에 의해, 단위 공진기 소자(57)가 형성되고, 복수의 단위 공진기 소자(57)가 원형을 이루는 고리 형상으로 배치된다. 그 외의 진동부(24) 등의 구성은 도 2 및 도 4의 제1 실시예와 마찬가지이므로, 도 4에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여하여, 중복 설명을 생략한다.

제3 실시예에 관한 공진기(56)에서도, 전술한 제1 실시예와 마찬가지의 효과 를 얻을 수 있다.

도 8의 (A) 및 (B)는 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제4 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 관한 공진기(59)는, 단위 공진기 소자(21)를 고리 형상으로 접속할 때, 다각형이 되도록 접속하여 구성된다. 다각형으로서는, 예컨대, 정육각형, 정팔각형 등의 짝수의 정다각형으로 할 수 있다. 다각형으로 한 구성을 제외한 그 외의 구성은, 도 2 내지 도 4의 제1 실시예와 마찬가지이므로, 도 2 내지 도 4에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.

제4 실시예에 관한 공진기(59)에서도, 전술한 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

전술한 실시예에서의 공진기는, 공진기 소자에서의 진동부(24)의 지지부(23)를 진동부(24) 아래에 배치한 구성이다. 도 9의 (A) 및 (B)는 공진기 소자에서의 진동부의 지지 방식을 달리한 공진기의 다른 구성을 나타낸다.

본 실시예에 관한 공진기(61)는, 도 9의 (A), (B) 및 (C)에 나타낸 바와 같이, 그 공진기 소자(62)가, 진동부(24)와, 진동부(24)를 기판(22)에 고정부(63, 64)를 통하여 고정하는 지지부(66)와, 미소한 공간(25)을 사이에 두고 진동부(24)와 대향하고 기판(22) 상에 형성된 전기 신호의 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)으로 이루어지고, 지지부(66)를 진동부(24)의 외측에 배치하여 구성된다. 도면부호 41은 입력 측의 배선을 나타내고, 도면부호 42는 출력 측의 배선을 나타낸다. 지지부(66)는, 진동부(24)의 외측에 진동부(24)와 일체로 연속하여 형성된다. 지지 부(66)의 외측에 지지부(66)와 일체로 연속하여 연장하도록 고정부(64)가 형성되고, 이 고정부(64) 아래에 고정부(63)가 배치된다. 고정부(63)는, 기판(22) 상에 하부 전극인 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)과 동시에 형성한 도전성의 시트(81)에 고정된다.

여기서, 지지부(66)와 고정부(64)는 연속되는 동시에 일체로 형성되어, 진동부(24)의 외측으로 연장하는 연장부가 된다. 지지부(66)의 고정부로서는, 시트(81) 및 고정부(63, 64)의 3개로 형성된다.

지지부(66)의 위치는, 진동부(24)가 공진할 때 발생하는 진동의 마디, 즉 진동이 거의 발생하지 않는 지점에 형성된다. 지지부(66) 및 고정부(64)의 위치, 크기 및 강성(rigidity)은, 진동부(24)의 양단이 대략 진동의 자유단으로서 진동하도록 설정된다.

본 실시예의 공진기(61)에서는, 진동부(24) 아래에 지지부(23)를 배치한 공진기에 비하여, 진동부(24)로부터 기판(22)으로의 진동 에너지의 누출이 매우 적다. 또한, 전술한 실시예와 마찬가지로, 지지부(66)가 진동의 마디에 배치되므로, 지지부(66)에 대하여 진동 에너지가 전해지기 어려운 이점이 있다.

다음에, 도 9의 (A) 및 (B)의 공진기 소자(62)를 사용한 본 발명에 관한 공진기의 다른 실시예를 설명한다.

도 10 내지 도 11은 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제5 실시예를 나타낸다. 이들 도면은 개략 구성을 나타내고, 도 10의 (A)는 본 공진기 전체의 평면도이고, 도 10의 (B)는 공진기 중의 단위 공진기 소자의 평면도이며, 도 11은 공진기의 단면도(도 10의 (B)의 D-D 라인을 따라 절취한 단면도)이다.

제5 실시예에 관한 공진기(71)는, 기판(22) 상에, 복수의 공진기 소자(62)가 폐쇄된 형상으로 배치되고, 또한 복수의 공진기 소자(62)의 진동부(24)가 연속하여 일체로 형성되어 이루어진다. 기판(22)은, 전술한 바와 마찬가지로, 적어도 하부 전극이 형성되는 표면이 절연성을 갖는 기판으로 형성된다. 예컨대, 반도체 기판 상에 절연막이 형성된 기판 또는 절연성 기판 등의 기판이 사용된다. 병렬 내의 모든 공진기 소자(71)는, 폐쇄계의 중심에 대하여 점대칭이 되도록 고리 형상으로, 본 예에서는 원형을 이루는 고리 형상으로 배치된다. 폐쇄된 형상의 연속 일체화된 진동부(24)는 원형을 이루는 고리 형상으로 형성된다.

그리고, 본 실시예에서는, 진동부(24)의 지지부(66)가, 진동의 마디 1개 건너의 부분, 즉 2차 진동 모드에서의 1 파장마다의 마디에 대응하는 부분에서, 진동부(24)의 내주측 및 외주측의 양 외측에 형성된다. 즉, 지지부(66)는, 전술한 바와 같이, 진동부(24)의 양쪽으로부터 이것과 일체로 연속하여 형성된다. 본 예에서의 지지부(66)는 단위 공진기 소자에 대하여 4개 설치된다. 지지부(66)는 진동부(24)를 지지하고, 또한 기판(22) 상의 하부 전극인 입력 전극 및 출력 전극과 동시에 형성한 도전성을 갖는 시트(65)에 고정부(64, 63)를 통하여 고정된다.

진동부(24)를 지지하는 지지부(66)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 진동부(24)에 접하는 부분이다. 이 지지부(66)에 고정부(64)가 연속하여 형성된다. 진동부(24)로부터 외측으로 연장하는 연장부로서는, 폭이 좁은 지지부(66)에 폭이 넓은 고정부(64)가 연속된 형상을 갖는다. 이 지지부(66)는, 진동부(24)와 연속 일체로 형성되고, 폭(d2)이 진동부(24)의 막두께(즉, 지지부(66) 및 고정부(64)로 이루어지는 연장부의 막두께)(d1)와 동일(d2=d1)한 것으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 협폭부(64A)의 단면 형상을 정사각형으로 하는 것이 바람직하다. 이때, 지지부(66) 및 고정부(64)로 이루어지는 연장부는, 진동부(24)와 동일 평면 상에 형성된다. 지지부(66) 및 고정부(64)를 진동부(24)와 동일한 평면상에 형성할 때에는, 지지부(66)와 진동부(24)의 접속점에서의 기계 손실을 최소로 할 수 있다. 따라서, 진동체의 Q 값을 높게 유지할 수 있다. d1=d2로 함으로써, 진동부(24)의 진동에 즈음하여, 지지부(66)의 뒤틀림 운동(torsional movement)이 매끄럽게 되어, 안정적으로 Q 값이 상승하는 것이 확인되었다. 협폭부(64A)의 폭(d2)이 너무 넓으면, 뒤틀림이 발생하기 어렵게 되고, 너무 좁으면 협폭부(64A)가 불안정한 움직임으로 되어, 결과적으로 안정된 Q 값이 얻어지지 않는다. 협폭부(64A)의 단면을 정사각형으로 하였을 때에는, Q 값의 최대점을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

그 외의 구성은, 전술한 도 2 내지 도 4에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 상세 설명을 생략한다. 또, 도 2 내지 도 4에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여하여 설명을 생략한다.

제5 실시예에 관한 공진기(71)에 의하면, 공진기 소자(62)의 공진의 파수(wave number)를 단위로 하는 고차의 진동 모드가 이루어지는 것과 함께, 진동부(24)가 고리 형상의 폐쇄계로 형성되므로, 균질한 진동 모드를 발생할 수 있다. 이 폐쇄계에서는, 어느 공진기 소자(62)의 진동에서도 마디 간의 거리와 배 간의 거리가 서로 같다. 따라서, 폐쇄계 내의 어느 공진기 소자(62)끼리를 비교하여도, 공진기 특성이 서로 동등하게 되어, 공진기 소자(62)의 구조적인 불균일이 발생하지 않는다. 이로써, 개개의 공진기 소자(62)의 특성의 불균일이 억제되고, 공진기로서 높은 Q 값과 작은 삽입 손실을 갖는 공진기를 얻을 수 있다. 또한, 진동부(24)의 지지부(63)를 진동부(24)의 외측에 배치하므로, 진동부(24)-연장부(64)-지지부(63)-기판(22)의 경로를 거쳐 전해지는 진동 에너지의 기판(22) 측으로의 누출이 감소되어, 여전히 높은 Q 값이 얻어진다.

도 13의 (A) 및 (B)는 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제6 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 관한 공진기(72)는, 단위 공진기 소자(62)를 고리 형상으로 접속할 때, 다각형이 되도록 접속하여 구성된다. 이 예에서는, 진동부(24)가 다각형의 폐쇄계로서 형성된다. 다각형으로서는, 전술한 것과 마찬가지로, 정육각형, 정팔각형 등의 짝수의 정다각형으로 할 수 있다. 다각형으로 한 구성을 제외한 그 외의 구성은, 도 10의 (A) 및 (B)의 제5 실시예와 마찬가지이므로, 도 10의 (A) 및 (B)에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여하여, 중복 설명을 생략한다.

제6 실시예에 관한 공진기(72)에 의하면, 다각형의 폐쇄계로 되도록 공진기 소자(62)를 접속하여 구성하므로, 제5 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 제공한다. 예컨대, 공진기 소자(62)의 형상이 서로 동등하게 되므로, 개개의 공진기 소자(62)의 특성의 불균일이 억제되고, 높은 Q 값 및 작은 삽입 손실을 갖게 된다. 진동부(24)의 양 외측에 지지부(63)가 배치되므로, 진동 에너지의 기판(22)으로 누출이 감소되고, 보다 높은 Q 값이 얻어질 수 있다.

제5 및 제6 실시예에서는, 공진기 소자(62)가 서로 등가인 조건으로 구성되어 있지만, 폐쇄계의 형성 방법에 따라서는 등가가 아닌 공진기 소자를 조합시켜 폐쇄계의 공진기를 구성할 수도 있다.

도 14는, 등가가 아닌 공진기 소자를 조합한 본 발명에 관한 공진기, 이른바 병렬 공진기의 제7 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 관한 공진기(73)는, 도 14의 (B) 및 (C)에 각각 나타낸 2종류의 공진기 소자(62A, 62B)를 폐쇄계로 되도록 조합시켜, 직선과 곡선(예컨대, 원호)으로 이루어지는 트랙 형상의 환형으로 배치하여 구성된다. 도 14의 (B)의 공진기 소자(62A)는 곡선 부분에 배치되고, 진동부(24), 출력 전극에 접속된 배선(42) 및 입력 전극에 접속된 배선(41)과 함께, 전술한 도 10의 (B)와 동일한 곡선 구조로서 형성된다. 도 14의 (C)의 공진기 소자(62B)는 직선 부분에 배치되고, 진동부(24), 출력 전극에 접속된 배선(42) 및 입력 전극에 접속된 배선(41)이 함께 직선 구조로 형성된다.

진동부의 양쪽으로부터 연속된 지지부(66)를 배치하는 등의 그 외의 구성은, 제5 실시예와 마찬가지이므로, 도 10의 (A) 및 (B)에 대응하는 부분에 동일한 도면부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.

제7 실시예에 관한 공진기(73)에 의하면, 2개의 공진기 소자(62A, 62B)는 진동 모드가 상이하지만, 공진 주파수가 동등하게 되도록 설계된다. 그러므로, 공진기로서 구성한 경우, 제5 및 제6 실시예와 마찬가지로, 공진기 소자의 공진의 파수를 단위로 하는 고차의 진동 모드가 이루어진다. 또한, 마찬가지로 진동부(24)가 폐쇄계로 형성되어 있으므로, 균질한 진동 모드를 발생하기 쉽고, 폐쇄계 내의 어 느 공진기 소자도 서로 동일한 공진 주파수로 진동한다.

2개의 공진기 소자(62A, 62B)의 특성을 제어하는 설계 요소가 증가하지만, 공진기 소자로서, 진동부(24)는 직선인 공진기 소자(62B)를 사용할 수 있는 이점이 크다. 직선의 진동부(24)는 폐쇄계의 내주와 외주의 구조가 동등하게 되므로, 곡선(원호)의 진동부(24)보다 응력-불균일 계산이 용이하게 되어, 제조하기 쉬워진다. 그러므로, 원하는 주파수 특성을 용이하게 얻을 수 있다.

따라서, 제7 실시예의 공진기(73)에서는, 적어도 직선부가 곡선부보다 많고, 또한 직선부가 가능한 한 길어지도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시예에 있어서도, 전술한 바와 마찬가지로, 높은 Q 값 및 작은 삽입 손실을 갖는다. 또한, 진동 에너지의 기판(22)으로의 누출이 감소되고, 보다 높은 Q 값을 얻을 수 있다.

도 15 내지 도 17은, 전술한 제5 내지 제7 실시예에 관한 공진기에 적용되는 진동부에 대한 지지 방법, 즉 지지부의 배치 위치의 예를 나타낸다. 그리고, 제5 내지 제7 실시예에 대응하는 부분에는 동일한 도면부호를 부여하여 나타내고 있다.

도 15의 지지 방법은, 지지부(63)가 진동부(24)의 진동의 모든 마디에 대응하는 양 외측에 배치된다. 즉, 공진기로서는, 진동부(24)의 진동의 모든 마디에 대응하는 위치의 양측에 이것과 일체로 연속하는 연장부(64)를 형성하고, 이 연장부(64) 아래에 지지부(63)를 배치하여, 진동부(24)의 모든 마디를 양쪽으로부터 지지하도록 구성된다. 이 진동부(24)에서는, 1파장마다 지지하는 1차의 구동 모드로 진동한다. 환언하면, 반파장마다 지지하는 2차의 구동 모드로 진동한다. 즉, 본 공진기는, 단위 공진기 소자에서, 진동부(24)를 6개의 지지부로 지지한 구조가 된다.

도 15의 예와 같이, 진동부(24)에서의 모든 마디의 양쪽으로부터 지지부(66)를 접속한 구성으로 할 때에는, 공진기의 Q 값이 높아지는 동시에, 공진 모드가 한정되어, Q 값의 정밀도가 높아진다.

도 16의 지지 방법은, 지지부(66)가 진동부(24)의 진동의 1파장마다의 마디에 대응하는 양 외측에 배치된다. 즉, 공진기로서는, 진동부(24)의 진동의 1파장마다의 마디에 대응하는 위치의 양측에 이것과 일체로 연속하는 지지부(66)를 형성하고, 이 지지부(66)에 이어지는 고정부(64) 아래에 고정부(63)를 배치하여 구성된다. 즉, 본 공진기는, 단위 공진기 소자에서, 진동부(24)를 4개의 지지부(66)로 지지한 구조가 된다. 본 구성은, 진동부(24)가 2차의 구동 모드로 진동하므로, 2차 모드의 공진 주파수를 이용하는 공진기의 경우에 적용할 수 있다.

도 16의 예와 같이, 진동의 마디의 1개 건너에 진동부(24)의 양쪽으로부터 지지부(66)를 접속한 구성으로 할 때에는, 높은 Q 값의 공진기를 얻을 수 있다.

그리고, 도시하지는 않았지만, 3차 모드의 공진 주파수를 이용하는 공진기에서는, 단위 공진 소자에서, 양단의 지지부(66) 사이에 2개의 진동의 마디가 발생한다.

도 17의 지지 방법은 2차 모드의 공진 주파수를 이용하는 공진기의 지지 방법이다. 이 지지 방법은, 진동부(24)의 내주측과 외주측을 교대로, 즉 진동의 마디에 대하여 1개의 지지부(66)가 배치된다. 즉, 공진기로서는, 진동의 마디의 위 치에 대응하여 진동부(24)의 내주측과 외주측에 교대로 1개씩 지지부(66)를 형성하고, 이 지지부(66)에 이어지는 고정부(64) 아래에 고정부(63)을 배치하여 구성된다. 본 공진기는, 단위 공진기 소자에서, 진동부(24)를 3개의 고정부(63)로 지지한 구조가 된다.

도 17의 예와 같이, 진동의 마디에 대하여 진동부(24)의 내주측과 외주측에 교대로 지지부(66)를 접속한 구성으로 할 때에는, 높은 Q 값을 얻을 수 있는 동시에, 지지부가 없는 마디가 있는 공진기와 비교하여, 공진 상태의 안정도가 증가하기 때문에, 안정된 Q 값이 얻어지고 쉽다.

여기서, 전술한 폐쇄계의 진동부(24)를 외측으로부터 지지하는 공진기에서는, 단위 공진기에 대하여, 도 16에 나타낸 진동부(24)를 1개 건너의 마디에서 지지부(66)에 의해 지지하는 이른바 4 지점 서포트에 비하여, 도 15에 나타낸 진동부(24)를 모든 마디에서 지지부(63)에 의해 지지하는 이른바 6 지점 서포트 쪽이, Q 값의 불균일이 작아진다. 도 22는 4 지점 서포트에서의 Q 값의 불균일을 나타내는 그래프이다. 도 23은 6 지점 서포트에서의 Q 값의 불균일을 나타내는 그래프이다. 그래프의 가로축은 Q 값을 나타내고, 세로축은 도수(度數)를 나타낸다.

도 22 및 도 23의 그래프로부터, 4지점 서포트에서는, Q 값의 불균일의 지표로 되는, 정규 분포 곡선 I의 표준 편차값 σ가 σ=±10.6％이었다. 이에 대하여, 6지점 서포트에서는, 정규 분포 곡선 II의 표준 편차값 σ가 σ=±3.5％이었다. 이로써, 6지점 서포트는, 4지점 서포트에 비해 Q 값의 불균일이 작아지는 것이 인정된다. Q 값은 제품의 품질을 결정하는 중요한 파라미터이며, Q 값의 불균일이 작다는 것은 제품 불균일이 작다는 것으로 연결된다.

도 18 내지 도 20은 진동부(24)에 대한 지지 기구의 예를 나타낸다.

도 18의 지지 기구는 진동부(24) 아래에 지지부(23)를 배치하는 예이다. 본 예의 지지 기구(76)는, 기판(22) 상에 하부 전극인 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)과 동시에 형성한 도전성의 시트(81)와, 진동부(24)의 진동의 마디에 대응하는 지지 영역(24a)과, 시트(81)에 고정되고, 진동부(24) 측의 지지 영역(24a)을 지지하는 지지부(23)로 구성된다. 도면부호 25는 하부 전극과 진동부(24) 사이의 공간이다. 시트(81)는 하부 전극과 동일한 재료 및 동일한 막두께로 형성된다. 제조시에는, 시트(81)와, 하부 전극의 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)과, 이들에 접속되는 배선(41, 42)(도 10, 도 13, 도 14를 참조)을 동일 공정으로 형성하고, 진동부(24)와 지지부(23)를 동일 공정으로 형성함으로써, 양호한 정밀도로 가공할 수 있다.

도 19의 지지 기구는, 진동부(24)의 외측에 지지부(66)를 배치하는 예이다. 본 예의 지지 기구(77)는, 기판(22) 상에 하부 전극인 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)과 동시에 형성한 도전성의 시트(81)와, 진동부(24)의 외측에 일체로 연속하는 지지부(66)와, 지지부(66)에 연속하는 고정부(64)와, 시트(81)에 고정되어 고정부(64)를 지지하는 고정부(63)로 구성된다. 도면부호 25는 공간을 나타낸다. 시트(81)는 하부 전극과 동일한 재료 및 동일한 막두께로 형성된다. 지지부(66)는 진동부(24)의 연장부로서 일체로 형성되고, 또한 진동부(24)의 진동의 마디에 대응하는 위치에 형성된다. 지지부(66)는, 전술한 바와 마찬가지로 진동부(24)에 접하 는 측의 협폭부와 광폭부를 가지고 형성된다. 제조시에는, 시트(81)를 하부 전극의 입력 전극(26) 및 출력 전극(27)과 이들 전극에 접속되는 배선(예컨대, 도 2의 배선층(41, 42)에 상당함)을 동일 공정으로 형성하고, 지지부(66), 고정부(64) 및 고정부(63)를 동일 공정으로 형성함으로써, 양호한 정밀도로 가공할 수 있다.

이 지지 기구(77)의 지지 기구(76)에 대한 첫 번째 차이점은 지지부의 배치이다. 지지 기구(77)에서는, 지지부(63)가 진동부(24)의 폐쇄계(원형, 다각형, 트랙 형태)의 밖에 형성되어 있다. 두 번째 차이점은 지지부의 움직임이다. 지지 기구(76)의 지지부(23)는 벤딩 동작을 한다. 지지 기구(77)의 지지부(63)는 뒤틀림 동작을 한다.

도 20의 지지 기구는 진동부(24)와 지지부(86)의 강성의 비율을 변경한 예이다. 본 예의 지지 기구(78)는, 진동부(24)와 상이한 재료에 의한 지지부(86), 지지부(86)에 일체로 연속하는 고정부(87), 고정부(87) 아래의 고정부(63), 및 시트(81)에 의해 구성된다. 이 경우, 지지부(86)는 진동부(24)에 일부 중첩되도록 하여 진동부(24)와 일체화된다. 특히, 연장부의 지지부(86)의 재료를 진동부(24)와 상이하도록 변경함으로써, 지지의 힘을 커다란 정도로 제어할 수 있다.

도 21에 나타낸 바와 같이, 전술한 원형의 고리 형상의 공진기 등에서는, 공진기 소자(22)의 내주와 외주의 형상에 차이가 발생한다. 내주와 외주의 곡률이 상이한 것에 의해, 진동의 마디로 간주할 수 있는 영역의 폭에 차가 발생한다. 또는, 마디로 되는 영역의 폭은, 폐쇄계의 외주측보다 내주측이 좁아진다. 이와 같은 구성에 대하여, 도 21의 (B) 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 지지부(66)의 구조에 서 내주와 외주 간의 크기 차이를 제공하는 것이 바람직하다.

표 1에 나타내는, 폐쇄계의 진동부(24)의 내주측 및 외주측에서의 각각의 협폭부(64A)의 길이(L), 폭(w), 두께(d) 및 경도 중 일부 또는 전부가 표 1에 나타낸 바와 같이 서로 상이하게 될 수 있다. 이와 같이 연장부(64A)의 물리량을 진동부(24)의 내주와 외주에서 상이한 것으로 함으로써, 내주와 외주의 지지부의 진동체에 대한 스프링 효과가 등가가 되어, 진동체의 공진이 원형의 내주와 외주에서 균일하게 할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 그 효과로, Q 값을 높게 유지할 수 있다.

전술한 각각의 실시예에 관한 공진기에 의하면, 복수의 공진기 소자를 일렬로 원형으로 배치하여 폐쇄계로 하고, 또한 진동부를 연속 일체화하여 배열하여 전체적으로 고차의 모드로 진동시킴으로써, 각각의 공진기 소자의 구조가 동등하게 되고, 각각의 공진기 소자의 진동부에 가해지는 응력이 동등하게 된다. 이 구성에 의해, 병렬 공진기 내의 개개의 단위 공진기 소자의 특성의 불균일이 감소하고, 병렬화에 따른 Q 값의 저하가 억제되고, 단위 공진기와 동등한 Q 값을 얻을 수 있다. 또한, 진동부의 운동 에너지가 지지부를 통해 기판으로 누출되는 것이 감소됨으로써, 단위 공진기보다 높은 Q 값을 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, Q 값이 높은 병렬 공진기를 제작할 수 있으므로, 이 병렬 공진기를 사용하여 고성능의 발진기, 필터, 믹서 등의 RF 소자를 구성할 수 있다. 또한, 이 RF 소자를 이용한 디바이스 및 통신 장치를 구성할 수 있다.

특히, 본 실시예의 병렬 공진기는 발진기에 적용하기에 매우 적합하다. 본 실시예의 발진기에 의하면, 주파수 안정성이 높은 발진기를 구성할 수 있다.

본 발명은, 전술한 실시예의 공진기에 의한 발진기를 사용하여 구성되는 휴대 전화기, 무선 LAN 기기, 무선 송수신기, 텔레비전, 라디오 튜너 등의 전자파를 이용하여 통신하는 통신 장치를 제공할 수 있다.

다음에, 전술한 본 발명의 실시예의 발진기를 적용한 통신 장치의 구성예를 도 24를 참조하여 설명한다.

먼저, 송신계의 구성에 대하여 설명하면, I 채널의 송신 신호와 Q 채널의 송신 신호를, 각각 베이스밴드 블록(230)으로부터 승산기(201I, 201Q)에 공급한다. 각각의 승산기(201I, 201Q)에서는, 발진기(221)의 발진 출력을 위상-시프트 변환기(202)로 소정 위상 시프트시킨 2개의 신호를 승산하고, 그 승산 신호를 1계통으로 혼합한다. 혼합된 신호는 가변 증폭기(203) 및 대역통과 필터(204)를 통하여 승산기(205)에 공급되고, 발진기(222)의 출력과 승산되고, 송신 주파수로 주파수 변환된다. 승산기(205)의 출력은, 대역통과 필터(206), 가변 증폭기(207) 및 전력 증폭기(208)를 통하여, 듀플렉서(209)에 접속된 안테나(210)에 공급되고, 안테나(210)로부터 무선 송신된다. 대역통과 필터(204, 206)에서는, 송신 신호 이외의 주파수 성분을 제거한다. 듀플렉서(209)는 송신 주파수의 신호를 송신계로부터 안테나 측에 공급하고, 수신 주파수의 신호를 안테나 측으로부터 수신계에 공급하는 분파 수단이다.

수신계에서는, 안테나(210)에서 수신된 신호를 듀플렉서(209)를 통하여 저잡음 증폭기(211)에 공급하고, 저잡음 증폭기(211)의 증폭 출력을 승산기(213)에 공급한다. 승산기(213)에서는, 발진기(222)의 출력을 승산하고, 수신 주파수의 신호를 중간 주파 신호로 변환한다. 변환된 중간 주파수 신호는 대역통과 필터(214)를 통하여 2개의 승산기(215I, 215Q)에 공급된다. 각각의 승산기(215I, 215Q)에서는, 발진기(221)의 발진 출력을 위상-시프트 변환기(216)로 소정 위상 시프트시킨 2개의 신호를 승산하여, I 채널의 수신 신호와 Q 채널의 수신 신호를 얻는다. 얻어진 I 채널의 수신 신호와 Q 채널의 수신 신호는 베이스밴드 블록(230)에 공급된다. 대역통과 필터(212, 214)에서는 신호 이외의 주파수 성분이 제거된다.

발진기(221, 222)는 제어부(223)에 의해 발진 주파수가 제어되는 구성으로 하고 있으므로, PLL(Phase Locked Loop) 회로를 구성하고 있다. 제어부(223) 내에는 PLL 회로로서 필요한 필터 또는 비교기 등이 배치되어 있다.

이와 같은 도 24에 나타낸 통신 장치에서, 발진기(221, 222)로서 본 예의 구성의 발진기를 적용하는 것이 가능하다.

본 발명에 관한 통신 장치에 의하면, Q 값이 높은 병렬 공진기에 의한 발진기를 구비함으로써, 우수한 주파수 안정성을 갖는 발진기 특성을 얻을 수 있어, 신뢰성이 높은 통신 장치를 제공할 수 있다.

그리고, 도 24의 예에서는, 무선 송신 및 무선 수신을 행하는 통신 장치 내의 발진기에 적용한 예로 하였으나, 유선의 전송로를 통하여 송신 및 수신을 행하는 통신 장치 내의 발진기에 적용해도 되고, 또한 송신 처리만을 행하는 통신 장치나 수신 처리만을 행하는 통신 장치가 구비하는 발진기에, 본 예의 발진기를 적용하여도 된다. 또한, 그 외의 고주파 신호를 취급하는 기기에 필요한 발진기에 적용하여도 된다.

도 1의 (A) 및 (B)는 본 발명의 실시예의 공진기에 적용되는 단위 공진기 소자의 일례를 나타낸 평면도 및 그 A-A 라인을 따라 절취한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 공진기의 제1 실시예를 나타낸 개략 평면도이다.

도 3은 도 2의 공진기의 주요부의 확대도이다.

도 4는 제1 실시예의 공진기의 도 2의 B-B 라인을 따라 절취한 단면도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 관한 원형의 병렬 공진기와 어레이형 병렬 공진기를 비교한 공진 특성도이다.

도 6은 본 발명의 공진기의 제2 실시예를 나타낸 개략 평면도이다.

도 7의 (A) 및 (B)는 본 발명의 공진기의 제3 실시예를 나타낸 개략 평면도 및 그 단위 공진기 소자의 단면도이다.

도 8의 (A) 및 (B)는 본 발명의 공진기의 제4 실시예를 나타낸 주요부의 개략 평면도 및 그 단위 공진기 소자의 다각형의 고리 형상을 나타내는 모식도이다.

도 9의 (A), (B) 및 (C)는 본 발명의 공진기 실시예의 공진기에 적용되는 단위 공진기 소자의 다른 예를 나타낸 평면도 및 그 C-C 라인을 따라 절취한 단면도이다.

도 10(A) 및 (B)는 본 발명의 공진기의 제5 실시예를 나타낸 개략 평면도 및 주요부의 확대도이다.

도 11은 제5 실시예의 공진기의 단면도(도 10의 (B)의 D-D 라인을 따라 절취한 단면도)이다.

도 12는 본 발명에 관한 진동부로부터 일체로 연속하는 지지용의 연장부의 사시도이다.

도 13(A) 및 (B)는 본 발명의 공진기의 제6 실시예를 나타낸 개략 평면도 및 주요부의 확대도이다.

도 14의 (A) 및 (B)는 본 발명의 공진기의 제7 실시예를 나타낸 개략 평면도 및 주요부의 확대도이다.

도 15는 본 발명에 관한 공진기에 적용되는, 진동부의 지지 방법의 일례를 나타낸 구성도이다.

도 16은 본 발명에 관한 공진기에 적용되는, 진동부의 지지 방법의 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 17은 본 발명에 관한 공진기에 적용되는, 진동부의 지지 방법의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 18은 본 발명에 관한 진동부의 지지 기구의 일례를 나타낸 구성도이다.

도 19는 본 발명에 관한 진동부의 지지 기구의 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 20은 본 발명에 관한 진동부의 지지 기구의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 21의 (A) 및 (B)는 곡률을 갖고 형성되는 진동부의 설명을 위한 평면도 및 주요부의 사시도이다.

도 22는 본 발명의 설명을 위한 4지점 서포트의 Q 값의 그래프이다.

도 23은 본 발명의 설명을 위한 6지점 서포트의 Q 값의 그래프이다.

도 24는 본 발명에 관한 통신 장치의 실시예를 나타낸 회로도이다.

도 25의 (A) 및 (B)는 어레이형 병렬 공진기의 예를 나타내는 개략 평면도 및 그 단면도이다.

도 26은 도 25의 병렬 공진기의 단위 공진기 소자의 예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 단위 공진기 소자

22 : 기판

23 : 지지부

24 : 고리 형상의 진동부(빔)

25 : 공간

26 : 입력 전극

27 : 출력 전극

28 : 배선층

31, 55, 56, 59, 61 : 공진기

57 : 단위 공진기 소자

63 : 지지부

64 : 지지용의 연장부

71, 72, 73 : 공진기

Claims

공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계(closed system)로 되도록 배치되고,

상기 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는,

공진기.
제1항에 있어서,

상기 복수의 공진기 소자가 폐쇄계의 중심에 대하여 점대칭으로 배치되는, 공진기.
제2항에 있어서,

상기 복수의 공진기 소자가, 원형 또는 다각형을 이루는 고리 형상으로 배치되는, 공진기.
제1항에 있어서,

폐쇄된 상기 진동부가, 진동의 배(loop) 간의 간격과 진동의 마디(node) 간의 간격이 일정하게 되도록 형성되는, 공진기.
제1항에 있어서,

폐쇄된 형상의 진동부의 길이가 진동의 파장의 정수배인, 공진기.
제1항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가 진동의 마디에 설치되는, 공진기.
제6항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가 진동부 아래에 설치되는, 공진기.
제7항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 상기 고리 형상의 진동부에 대하여, 진동의 모든 마디에 설치되는, 공진기.
제7항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 상기 고리 형상의 진동부에 대하여, 진동의 1개 건너의 마디에 설치되는, 공진기.
제6항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 진동부의 외측에 설치되는, 공진기.
제10항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 상기 고리 형상의 진동부의 내주 및 외주의 양 외측에 대하여, 진동의 모든 마디에 설치되는, 공진기.
제10항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 상기 고리 형상의 진동부의 내주 및 외주의 양 외측에 대하여, 진동의 1개 건너의 마디에 설치되는, 공진기.
제10항에 있어서,

상기 진동부의 지지부가, 상기 고리 형상의 진동부의 내주 및 외주의 양 외측에 대하여, 교대로 진동의 마디에 설치되는, 공진기.
제10항에 있어서,

상기 지지부가 상기 진동부의 외측에 연속하여 일체로 형성되는, 공진기.
제14항에 있어서,

상기 지지부가 상기 진동부와 동일 평면상에 형성되어 있는, 공진기.
제14항에 있어서,

상기 진동부에 접하는 상기 지지부의 단면 형상이 정사각형인, 공진기.
공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계로 되도록 배치되고,

상기 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는 공진기를 사용하여 구성되는,

발진기.
주파수 변환을 위한 발진 회로를 포함한 통신 장치에 있어서,

발진기로서,

공간을 사이에 두고 하부 전극과 진동부를 갖는 복수의 공진기 소자가 폐쇄계로 되도록 배치되고, 상기 복수의 공진기 소자의 진동부가 연속하여 일체로 형성되어 이루어지는, 발진기가 이용되어 이루어지는,

통신 장치.