JP4094913B2

JP4094913B2 - Surface acoustic wave resonator

Info

Publication number: JP4094913B2
Application number: JP2002264904A
Authority: JP
Inventors: 和幸大内
Original assignee: 和幸大内
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP2004104541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電性基板の表面に弾性表面波励振用のインターデジタル電極と２つの反射器とが形成された弾性表面波共振子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の弾性表面波共振子は、共振点を１つのみ備えた共振特性のものが一般的であった。また本発明者は以前、特許文献１において、弾性表面波共振子におけるインターデジタル電極の交差幅を着目次数についての一般変成比が最大となる重み関数に従ってアポダイズする構成を提案したが、この構成にあっても共振点は依然として１つのみであった。
【特許文献１】
特開平９−２７０６６７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記した特許文献１の構成を更に研究した結果、従来は１つであった着目次数を複数に増加するとともに、その複数のモードの和で表される関数に基づいてインターデジタル電極の交差幅をアポダイズすると、共振点が複数に増加することを知見した。
【０００４】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであって、複数の共振点を有する表面弾性波共振子を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は更に、総和する振動モード分布の最大値のうち、着目する次数のものを他と異ならせることにより、共振特性を調整可能とした表面弾性波共振子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる弾性表面波共振子１０は、図４にその全体的な構成を概略的に示す如く、圧電性基板１２の表面に、電気信号を弾性表面波に変換するインターデジタル電極１４と、そのインターデジタル電極１４の両側にあって、インターデジタル電極１４から発生された弾性表面波を反射する反射器１６とを形成することにより、２つの反射器１６・１６間に弾性表面波の導波路２６を構成している。
【０００７】
本発明にあっては更に、インターデジタル電極１４の交差部分で区画される外周形状にその特徴を有する。すなわち、導波路２６で規定される横方向の振動モードであって、図２に例示する様に複数の次数の振動モード分布を総和すると、図３の実線の様なモード和振動分布が形成されるので、そのモード和振動分布の全部または一部に基づいて図１の様にインターデジタル電極１４における電極指１８ａ・１８ｂの交差幅をアポダイズするのである。
【０００８】
その際、図３および図７で例示するモード和振動分布におけるプラス部分とマイナス部分とは、互いに位相を反転して電気信号が供給される。
【０００９】
なお、上記した各次数の振動モード分布は、図２の様に全ての振動モード分布における最大値を略同一に相対化することも可能であるし、図６の様に着目する１または複数の次数における振動モード分布の最大値を他とは異なった値に設定したのちに総和することもできる。
【００１０】
またインターデジタル電極１４の交差部分で区画される外周形状は、図３および図７において実線で例示する如く、振動モード分布の総和により求めたモード和振動分布と、破線で例示するその高さ方向に反転した曲線とで包囲される形状に対応して構成されることが好ましい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は上記の如く、複数の振動モードの和で表わされる関数に対応した形状にインターデジタル電極１４における交差幅をアポダイズすることにより、図５の様な明確に分離した複数の共振特性を有する表面弾性波振動子が構成できる。
【００１２】
ここで、総和する各振動モード分布の最大値を図２の様に略同一に相対化すると、形成される各共振点の共振特性は図５の様に互いに略揃ったものとすることができる。一方、総和する各振動モード分布の大きさを図６の様に変更すると、図１０の様に各共振点ごとに異なった共振特性が構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる弾性表面波共振子１０における基本的な構成は従来と略同様であって、図４に示す如く、水晶や圧電セラミック等の圧電性材料からなる圧電性基板１２の表面中央にインターデジタル電極１４を形成するとともに、そのインターデジタル電極１４を挟んで両側に反射器１６を形成した構成を持つ。
【００１４】
インターデジタル電極１４は、図１の様にそれぞれが複数の電極指１８ａ・１８ｂ・・・を持つ１対の櫛形の電極から構成され、その各電極指１８ａ・１８ｂを相互に交差させた状態で対向配置された形状を持ち、電気信号を弾性表面波に変換するための変換器としての機能を果たす。
【００１５】
また反射器１６はグレーティング形式であって、横方向に伸びる多数のストリップ電極１７・１７・・・を、例えば弾性表面波波長λの２分の１のピッチで縦方向に連続的に配置するとともに、導波路２６の両側を縦方向に伸びる２本の電極１９・１９で、各ストリップ電極１７を互いに接続した構造を持つ。
【００１６】
本発明は上記した構成にあって、インターデジタル電極１４における電極形状、特に１対の櫛形電極における各電極指１８ａ・１８ｂにおける相互の交差幅を決定するための手順に特徴を有する。
【００１７】
より具体的には、着目する次数の対称モードおよび反対称モードにおける振動モード分布を２あるいはそれ以上足し合わせた形状から、目的とするインターデジタル電極１４の交差幅を決定する。
【００１８】
なお、対称モードおよび反対称モードの振動モード分布関数φＳｉ（ｘ）およびφＡi（ｘ）は、例えばこの種のモデルにおける公知の波動方程式を、適宜の境界条件を設定して解くことによって算出することができ、
対称モードに対しては、
φＳｉ（ｘ）＝Ａｃｏｓ（ｋ_ｘｓ _i・ｘ）・ｅ⁻ ^j ^（βｓ ⁱ ^{・ｚ−ωｔ）} ・・・（１）
反対称モードに対しては、
φＡｉ（ｘ）＝Ｂｓｉｎ（ｋ_ｘ _ai・ｘ）・ｅ^{−ｊ（βａ} ⁱ ^{・ｚ−ωｔ）} ・・・（２）
で表わすことができる。
【００１９】
ここで、ｘは導波路の幅方向への位置、ｚは導波路伝搬方向への位置を表わし、ωは共振周波数の角速度、ｋ_ｘｓ _i＝（ｋ_ｓ ^２−β_ｓ _i ^２）^１／２、ｋ_ｘａ _i＝（ｋ_ｓ ^２−β_ａ _i ^２）^１／２、ｋ_ｓ＝ω／ｖ_ｓ、β_ｓ _i＝ω／ｖ_ｓ _i、β_ａ _i＝ω／ｖ_ａ _iであり、ｖ_ｓは周期的摂動構造での音速である。
【００２０】
また、ｖ_ｓ _iは対称モードの、ｖ_ａ _iは反対称モードの弾性表面波の導波路中での速度であって、電極の厚み、電極材料および圧電性基板の種類等の条件から波動方程式を解くことによって得られる速度分散曲線から求めることができる。したがって（１）式および（２）式におけるｘ方向の伝搬定数（ｋ_ｘｓ _i・ｋ_ｘａ _i）はモード、次数によって異なる値をとる。
【００２１】
上記の様にして、例えば第１次の対称モードＳ０における振動モード分布を求めると、図２において実線で示する様な、半周期分の余弦曲線における左右の両端が立ち上がった形状となる。また、第１次の反対称モードＡ１における振動モード分布は、図２において破線で示する様な正弦曲線の一部となる。更に第２次の対称モードＳ２における振動モード分布は、図２の一点鎖線で示すごとく、１．５周期分の余弦曲線における左右両端が切除された形状となる。
【００２２】
更に、３つの曲線における最大値を図２に示す様に１に相対化して和を取るとモード和振動分布が求まるが、図３において実線で示す様に、座標軸のプラス側に伸びる大きな山状の曲線ａと、マイナス側に伸びる小さな山状の曲線ｂとから構成される。
【００２３】
ここで、求めたモード和振動分布が図３に示す曲線にあっては、同図において破線で示す縦軸方向に反転した曲線を加えることによって、略楕円状の閉じた２つの曲線ＡおよびＢが構成される。そこでこの閉じた曲線ＡおよびＢに対応した形状を、図４に示す如く、本発明におけるインターデジタル電極１４の交差部分で区画される外周形状を決定するために使用する。
【００２４】
より具体的には、図１に例示する如く、インターデジタル電極１４を形成する領域を挟んで両側にプラス極の電極２０を設ける一方、中央部分を縦断して細帯状のマイナス極の電極２２を設ける。そして、プラス極の電極２０から伸びる電極指１８ａとマイナス極の櫛形電極２２から伸びる電極指１８ｂとの交差位置の外周が、上記した２つの閉曲線Ａ・Ｂにおける外周形状に相似する形状となる様に交差幅を決定するのである。
【００２５】
ところで、大きい曲線ａは図３における縦軸のプラス方向に伸び、小さい曲線ｂはマイナス方向に伸びる。そこで、圧電性基板１２上に形成されるインターデジタル電極１４にあっても、小さい閉曲線Ｂに対応する部分に負のアポタイズを施すため、大きい閉曲線Ａとは位相が逆転するようにプラス極およびマイナス極を逆に接続している。なお、大きい閉曲線Ａと小さい閉曲線Ｂは、例示した様に中央部分に揃えて配置することが好ましいが、縦方向にずらせて配置することも可能である。
【００２６】
以上の構成により、先ず電極２０・２０および１９・１９によって、図４において破線で示す圧電性基板１２上における導波路２６の境界が決まる。ここで、その導波路２６内に設けたストリップラインの配列構造部分における弾性表面波の伝搬速度は他よりも小さいため、弾性表面波は導波路２６に集中する。ストリップラインの配列構造部分でモード和振動分布に対応したエネルギーが弾性表面波に供給される。この様にして、インターデジタル電極１４により励振されて発生された弾性表面波はその両側に向けて縦方向に伝搬し、反射器１６で繰り返し反射させることによって定在波を形成する。
【００２７】
なお、インターデジタル電極１４が存在しない部分には、図１において破線で示すごとく、何れかの電極２０または２２に接続され、且つ、他の電位の電極指１８ａまたは１８ｂとは交差しないダミーの電極２４を形成することができる。
【００２８】
また、上記した例では３つのモードを足し合わせた例を示したが、２つまたは４つ以上の対称および反対称振動モードを利用する場合にあっても同様に、各次数の振動モード分布を求めたのち、それらの和をとることによって必要な曲線が求まる。
【００２９】
更に図２では、足し合わせる振動モード分布における最大値を全て１に相対化したが、図６の様に各モード分布に重みを付けて足し合わせることもできる。また図３および図７では、足し合わせて求めたモード和振動分布曲線と反転した曲線とで閉曲線を形成し、その形状をインターデジタル電極１４の外周形状としたがこれに限らず、モード和振動分布の一部のみ利用するなど、適宜変更して実施できる。
【００３０】
【実施例】
圧電性基板１２として、図１における縦方向長さが５ｍｍ、横方向長さが２ｍｍのＳＴカット水晶板を用い、その表面にインターデジタル電極１４と反射器１６とを形成した。
【００３１】
そしてこの例では、インターデジタル電極１４により発生される弾性表面波の波長λを１０μｍとし、電極の膜厚を０．０２５λ、導波路２６の幅を２０λに設定するとともに、インターデジタル電極１４は電極指１８ａ・１８ｂを１１５対、反射器１６は片側を１１０本とした。
【００３２】
更に、図２において実線で示す第１次の対称モードＳ０と、破線で示す第１次の反対称モードＡ１と、一点鎖線で示す第２次の対称モードＳ２とに着目し、それらの最大値を１に相対化した３つのモード分布を足し合わせた図３に示すモード和振動分布を圧電性基板１２上における弾性表面波の振動分布と考え、更にその振動分布に対応した振動エネルギーを圧電性基板１２に対して与えることができる図１に例示する電極構成を採用した。
【００３３】
図５は、その様にして具体的に構成した図１に示す弾性表面波振動子１０における共振特性を示すものであって、足し合わせた３つの振動モードに対応して、略等しい３つの共振点を有することが確かめられた。
【００３４】
【他の実施例】
他の条件を上記した実施例と同一にする一方、図６において破線で示すごとく、足し合わせる振動モード分布の内の第１次の反対称モードＡ１に着目し、その分布の最大値を１．０から０．３に減少させた。かかる３つの振動モード分布の総和から求まるモード和振動分布は、図７の様に、１つの大きなプラス部分ａ１と、２つの小さいマイナス部分ｂ１・ｂ２とから構成される。
【００３５】
そこで、実線で示すモード和振動分布を上下反転した図７の破線で示す曲線を加え、３つの閉曲線Ａ１・Ｂ１およびＢ３を描き、それを図８で示す如く、圧電性基板１２上に電極指１８で形成されるインターデジタル電極１４の外周形状とした。
【００３６】
このインターデジタル電極１４の構成を具体化したものが図９である。かかる例では、圧電性基板１２上に形成される形状はＡ１・Ｂ１およびＢ３の３つあるので、電極２０・２３が導波路２６の両側に２つあるのに対し、導波路２６内に設ける細帯状の電極２１・２２は２本備え、各電極２０・２１・２２・２３がプラスおよびマイナスと交互に並ぶ様にする。
【００３７】
更に、プラス極の電極２０・２１から伸びる電極指１８ａとマイナス極の電極２２・２３から伸びる電極指１８ｂとの交差位置の外周が、上記した２つの閉曲線Ａ１・Ｂ１およびＢ２における外周形状と相似する形状となる様に交差幅を決定するとともに、閉曲線Ａ１とＢ１・Ｂ２とでは、その位相が反転するように接続することも同様である。
【００３８】
図１０は、その様にして具体的に構成した図９に示す弾性表面波振動子１０における共振特性を示すものであって、足し合わせた３つの振動モードに対応して３つの共振点を有するが、着目次数の振動モードに対応した共振点の特性が、振動モード分布の最大値の変更に対応して変形されることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を３つの共振点を持つ弾性表面波共振子に実施した一例を示す平面図である。
【図２】足し合わせる３つの振動モード分布の一例を示すグラフである。
【図３】図２に示す３つの曲線を足し合わせたモード和振動分布を示すグラフである。
【図４】形成されるインターデジタル電極の外形状を模式的に示す説明図である。
【図５】図１に例示する弾性表面波共振子の共振特性を示すグラフである。
【図６】足し合わせる３つの振動モード分布における最大値が互いに異なる場合における図２に類似したグラフである。
【図７】図６に示す３つの曲線を足し合わせたモード和振動分布を示すグラフである。
【図８】図７で示すモード和振動分布を使用して形成されるインターデジタル電極の外形状を模式的に示す説明図である。
【図９】図８に示す電極形状を持つ弾性表面波共振子の平面図である。
【図１０】図９に例示する弾性表面波共振子の共振特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０弾性表面波共振子
１２圧電性基板
１４インターデジタル電極
１６反射器
１８電極指
２０・２１プラス極の電極
２２・２３マイナス極の電極
２４ダミーの電極
２６導波路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave resonator in which an interdigital electrode for surface acoustic wave excitation and two reflectors are formed on the surface of a piezoelectric substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of surface acoustic wave resonator generally has a resonance characteristic having only one resonance point. In addition, the present inventor previously proposed a configuration in which a crossing width of interdigital electrodes in a surface acoustic wave resonator is apodized in accordance with a weight function that maximizes a general transformation ratio with respect to the order of interest. Even so, there was still only one resonance point.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-270667
[Problems to be solved by the invention]
As a result of further research on the configuration of Patent Document 1 described above, the present inventor increased the order of interest, which has been one in the past, to a plurality of, and interdigital based on the function represented by the sum of the plurality of modes. It was found that the resonance point increases to a plurality when the crossing width of the electrodes is apodized.
[0004]
The present invention has been made based on such knowledge, and an object thereof is to provide a surface acoustic wave resonator having a plurality of resonance points.
[0005]
It is another object of the present invention to provide a surface acoustic wave resonator which can adjust the resonance characteristics by making the order of interest out of the maximum value of the vibration mode distribution to be summed different from the others.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A surface acoustic wave resonator 10 according to the present invention has an interdigital electrode 14 for converting an electrical signal into a surface acoustic wave on the surface of a piezoelectric substrate 12, as schematically shown in FIG. By forming reflectors 16 on both sides of the interdigital electrode 14 and reflecting the surface acoustic waves generated from the interdigital electrode 14, a waveguide of surface acoustic waves is formed between the two reflectors 16 and 16. 26 is configured.
[0007]
The present invention further has a feature in the outer peripheral shape defined by the intersecting portion of the interdigital electrode 14. That is, in the transverse vibration mode defined by the waveguide 26, when the vibration mode distributions of a plurality of orders are summed as illustrated in FIG. 2, a mode sum vibration distribution as shown by a solid line in FIG. 3 is formed. Therefore, the intersection width of the electrode fingers 18a and 18b in the interdigital electrode 14 is apodized based on all or part of the mode sum vibration distribution as shown in FIG.
[0008]
At that time, the plus portion and the minus portion in the mode sum vibration distribution exemplified in FIGS. 3 and 7 are supplied with an electrical signal with their phases reversed.
[0009]
The above-described vibration mode distributions of the respective orders can be relativized with the same maximum value in all vibration mode distributions as shown in FIG. 2, or one or a plurality of attentions as shown in FIG. The maximum value of the vibration mode distribution in the order can be set to a value different from the others and then summed.
[0010]
Further, the outer peripheral shape defined by the intersection of the interdigital electrodes 14 is a mode sum vibration distribution obtained by the summation of vibration mode distributions as illustrated by solid lines in FIGS. 3 and 7, and the height direction illustrated by broken lines. It is preferable to be configured corresponding to a shape surrounded by a curved line that is inverted.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has a plurality of clearly separated resonance characteristics as shown in FIG. 5 by apodizing the intersection width in the interdigital electrode 14 into a shape corresponding to a function represented by the sum of a plurality of vibration modes. A surface acoustic wave vibrator can be constructed.
[0012]
Here, when the maximum values of the vibration mode distributions to be summed are relativized substantially the same as shown in FIG. 2, the resonance characteristics of the formed resonance points can be substantially aligned with each other as shown in FIG. . On the other hand, when the magnitude of each vibration mode distribution to be summed is changed as shown in FIG. 6, different resonance characteristics are formed for each resonance point as shown in FIG.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The basic structure of the surface acoustic wave resonator 10 according to the present invention is substantially the same as that of the prior art. As shown in FIG. 4, an interferometer is formed at the center of the surface of the piezoelectric substrate 12 made of a piezoelectric material such as quartz or piezoelectric ceramic. The digital electrode 14 is formed, and the reflector 16 is formed on both sides of the interdigital electrode 14.
[0014]
As shown in FIG. 1, the interdigital electrode 14 is composed of a pair of comb-shaped electrodes each having a plurality of electrode fingers 18a, 18b,..., With the electrode fingers 18a, 18b crossing each other. It has a shape arranged opposite to each other and functions as a converter for converting an electric signal into a surface acoustic wave.
[0015]
The reflector 16 is of a grating type, and a number of strip electrodes 17, 17... Extending in the transverse direction are continuously arranged in the longitudinal direction at a pitch of, for example, half the surface acoustic wave wavelength λ. The strip electrode 17 is connected to each other by two electrodes 19 and 19 extending vertically on both sides of the waveguide 26.
[0016]
The present invention has the above-described configuration and is characterized by a procedure for determining the electrode shape of the interdigital electrode 14, particularly the mutual crossing width of the electrode fingers 18a and 18b in a pair of comb electrodes.
[0017]
More specifically, the cross width of the target interdigital electrode 14 is determined from the shape obtained by adding two or more vibration mode distributions in the symmetry mode and the antisymmetric mode of the order of interest.
[0018]
The vibration mode distribution functions φSi (x) and φAi (x) of the symmetric mode and the antisymmetric mode are calculated by, for example, solving a known wave equation in this type of model by setting appropriate boundary conditions. Can
For symmetric mode,
_{φSi (x) = Acos (k} xs i · x) · e - j (βs i · z-ωt) ··· (1)
For antisymmetric mode,
φAi (x) = Bsin (k _x _ai · x) · e− ^{j (βa} ⁱ ^{· z−ωt)} (2)
It can be expressed as
[0019]
Here, x is the position in the width direction of the waveguide, z represents the position of the waveguide step, omega is the resonant frequency angular _{_{_{^{velocity, k xs i = (k s}}}} 2 -β s i 2) 1/2 _{_{_{^{, k xa i = (k s}}}} 2 -β a i 2) 1/2, k s = ω / v s, β s i = ω / v s i, is a _{_{_{β a i = ω / v a}}} i, v _s is the speed of sound in a periodic perturbation structure.
[0020]
Further, v _s _i is the _velocity of the symmetric mode and v _a _i is the velocity of the anti-symmetric mode of the surface acoustic wave in the waveguide, and the wave equation is calculated from conditions such as the thickness of the electrode, the electrode material and the type of the piezoelectric substrate. Can be obtained from a velocity dispersion curve obtained by solving. Therefore, the propagation constant (k _xs _i · k _xa _i ) in the x direction in the equations (1) and (2) takes different values depending on the mode and the order.
[0021]
For example, when the vibration mode distribution in the first-order symmetric mode S0 is obtained as described above, the left and right ends of the cosine curve corresponding to a half cycle rise as shown by the solid line in FIG. Further, the vibration mode distribution in the first-order antisymmetric mode A1 is a part of a sine curve as indicated by a broken line in FIG. Further, the vibration mode distribution in the second-order symmetric mode S2 has a shape in which the left and right ends of the cosine curve for 1.5 periods are cut off, as shown by a one-dot chain line in FIG.
[0022]
Further, when the maximum values in the three curves are relativized to 1 as shown in FIG. 2 and the sum is taken, the mode sum vibration distribution is obtained, but as shown by the solid line in FIG. 3, a large mountain shape extending to the plus side of the coordinate axis. Curve a and a small mountain-shaped curve b extending to the minus side.
[0023]
Here, when the obtained mode sum vibration distribution is in the curve shown in FIG. 3, two curves A and B which are substantially elliptical closed are added by adding curves inverted in the vertical axis direction indicated by the broken line in FIG. Is configured. Therefore, the shapes corresponding to the closed curves A and B are used to determine the outer peripheral shape defined by the intersection of the interdigital electrodes 14 in the present invention, as shown in FIG.
[0024]
More specifically, as illustrated in FIG. 1, a positive electrode 20 is provided on both sides of a region where the interdigital electrode 14 is formed, while a thin strip-shaped negative electrode 22 is formed by vertically cutting the central portion. Provide. The outer periphery of the intersection position of the electrode finger 18a extending from the positive electrode 20 and the electrode finger 18b extending from the negative comb electrode 22 has a shape similar to the outer shape of the two closed curves A and B described above. The intersection width is determined.
[0025]
By the way, the large curve a extends in the positive direction of the vertical axis in FIG. 3, and the small curve b extends in the negative direction. Therefore, even in the interdigital electrode 14 formed on the piezoelectric substrate 12, since a negative apodization is applied to a portion corresponding to the small closed curve B, the positive pole and the negative polarity are reversed so that the phase is reversed from that of the large closed curve A. The poles are connected in reverse. The large closed curve A and the small closed curve B are preferably arranged so as to be aligned with the central portion as illustrated, but can also be arranged shifted in the vertical direction.
[0026]
With the above configuration, the boundaries of the waveguide 26 on the piezoelectric substrate 12 indicated by broken lines in FIG. 4 are first determined by the electrodes 20, 20 and 19, 19. Here, since the propagation speed of the surface acoustic wave in the arrangement structure portion of the strip line provided in the waveguide 26 is smaller than the others, the surface acoustic wave concentrates on the waveguide 26. Energy corresponding to the mode sum vibration distribution is supplied to the surface acoustic wave in the arrangement structure portion of the stripline. In this way, the surface acoustic wave generated by being excited by the interdigital electrode 14 propagates in the longitudinal direction toward both sides thereof, and is repeatedly reflected by the reflector 16 to form a standing wave.
[0027]
As shown by a broken line in FIG. 1, a dummy electrode that is connected to one of the electrodes 20 or 22 and does not intersect with the other electrode fingers 18a or 18b is provided in a portion where the interdigital electrode 14 does not exist. 24 can be formed.
[0028]
Moreover, although the example which added three modes was shown in the above-mentioned example, even when using two or four or more symmetrical and antisymmetric vibration modes, the vibration mode distribution of each order is similarly shown. After obtaining, the necessary curve is obtained by taking the sum of them.
[0029]
Further, in FIG. 2, the maximum values in the vibration mode distribution to be added are all made relative to 1, but each mode distribution can also be added with a weight as shown in FIG. In FIGS. 3 and 7, a closed curve is formed by adding the mode sum vibration distribution curve obtained by addition and the inverted curve, and the shape is the outer peripheral shape of the interdigital electrode 14. However, the present invention is not limited to this. It can be implemented with appropriate changes such as using only a part of the distribution.
[0030]
【Example】
As the piezoelectric substrate 12, an ST-cut quartz plate having a vertical length of 5 mm and a horizontal length of 2 mm in FIG. 1 was used, and an interdigital electrode 14 and a reflector 16 were formed on the surface.
[0031]
In this example, the wavelength λ of the surface acoustic wave generated by the interdigital electrode 14 is set to 10 μm, the film thickness of the electrode is set to 0.025λ, and the width of the waveguide 26 is set to 20λ. There were 115 pairs of fingers 18a and 18b, and 110 reflectors 16 on one side.
[0032]
Further, in FIG. 2, paying attention to the first-order symmetric mode S0 indicated by a solid line, the first-order anti-symmetric mode A1 indicated by a broken line, and the second-order symmetric mode S2 indicated by a one-dot chain line, their maximum values The mode sum vibration distribution shown in FIG. 3 obtained by adding the three mode distributions relative to 1 is considered as the vibration distribution of the surface acoustic wave on the piezoelectric substrate 12, and the vibration energy corresponding to the vibration distribution is piezoelectric. The electrode configuration illustrated in FIG. 1 that can be applied to the substrate 12 was employed.
[0033]
FIG. 5 shows the resonance characteristics of the surface acoustic wave resonator 10 shown in FIG. 1 specifically configured as described above, and corresponds to three resonances which are substantially equal to the three vibration modes added together. It was confirmed to have a dot.
[0034]
[Other embodiments]
While making the other conditions the same as in the above-described embodiment, as shown by a broken line in FIG. 6, paying attention to the first-order antisymmetric mode A1 in the vibration mode distribution to be added, the maximum value of the distribution is 1. Reduced from 0 to 0.3. The mode sum vibration distribution obtained from the sum of the three vibration mode distributions is composed of one large plus portion a1 and two small minus portions b1 and b2, as shown in FIG.
[0035]
Therefore, a curve indicated by a broken line in FIG. 7 obtained by vertically inverting the mode sum vibration distribution indicated by a solid line is added, and three closed curves A1, B1, and B3 are drawn. As shown in FIG. The outer peripheral shape of the interdigital electrode 14 formed by 18 was used.
[0036]
FIG. 9 shows a specific configuration of the interdigital electrode 14. In such an example, since there are three shapes of A1, B1, and B3 formed on the piezoelectric substrate 12, there are two electrodes 20 and 23 on both sides of the waveguide 26, whereas they are provided in the waveguide 26. Two strip-shaped electrodes 21 and 22 are provided so that the electrodes 20, 21, 22, and 23 are alternately arranged in the positive and negative directions.
[0037]
Further, the outer periphery of the intersection position of the electrode finger 18a extending from the positive electrode 20/21 and the electrode finger 18b extending from the negative electrode 22/23 is similar to the outer shape of the two closed curves A1, B1, and B2 described above. Similarly, the intersection width is determined so as to obtain the shape to be formed, and the closed curves A1 and B1 and B2 are connected so that their phases are reversed.
[0038]
FIG. 10 shows the resonance characteristics of the surface acoustic wave resonator 10 shown in FIG. 9 specifically configured as described above, and has three resonance points corresponding to the three vibration modes added together. However, it was confirmed that the characteristic of the resonance point corresponding to the vibration mode of the order of interest is deformed in response to the change of the maximum value of the vibration mode distribution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example in which the present invention is applied to a surface acoustic wave resonator having three resonance points.
FIG. 2 is a graph showing an example of three vibration mode distributions to be added.
FIG. 3 is a graph showing a mode sum vibration distribution obtained by adding three curves shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing an outer shape of an interdigital electrode to be formed.
FIG. 5 is a graph showing resonance characteristics of the surface acoustic wave resonator illustrated in FIG. 1;
6 is a graph similar to FIG. 2 when the maximum values in the three vibration mode distributions to be added are different from each other. FIG.
7 is a graph showing a mode sum vibration distribution in which three curves shown in FIG. 6 are added. FIG.
8 is an explanatory view schematically showing an outer shape of an interdigital electrode formed using the mode sum vibration distribution shown in FIG. 7. FIG.
9 is a plan view of a surface acoustic wave resonator having the electrode shape shown in FIG.
10 is a graph showing resonance characteristics of the surface acoustic wave resonator illustrated in FIG. 9. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface acoustic wave resonator 12 Piezoelectric board | substrate 14 Interdigital electrode 16 Reflector 18 Electrode finger | toe 20 * 21 Positive electrode 22 * 23 Negative electrode 24 Dummy electrode 26 Waveguide

Claims

圧電性基板（１２）の表面に、電気信号を弾性表面波に変換するインターデジタル電極（１４）と、該インターデジタル電極（１４）の両側にあって前記弾性表面波を反射する反射器（１６）とを形成することにより、弾性表面波の導波路を構成した弾性表面波共振子において、
前記インターデジタル電極（１４）の交差部分で区画される外周形状が、
前記導波路で規定される横方向の振動モードであって、対称モードおよび反対称モード対で表される次数の振動モード分布を、複数次数に亘って総和したモード和振動分布の一部または全部に基づいてアポダイズされることを特徴とする弾性表面波共振子。On the surface of the piezoelectric substrate (12), an interdigital electrode (14) for converting an electrical signal into a surface acoustic wave, and a reflector (16) on both sides of the interdigital electrode (14) for reflecting the surface acoustic wave. In a surface acoustic wave resonator that constitutes a surface acoustic wave waveguide,
The outer peripheral shape defined by the intersection of the interdigital electrodes (14) is
Wherein a lateral vibration mode defined by the waveguide, the oscillation mode distributions of order represented by the symmetric mode and antisymmetric mode pairs, some or all of the total sum the mode sum vibration distributed over a plurality orders A surface acoustic wave resonator characterized by being apodized based on

前記モード和振動分布におけるプラス部分とマイナス部分とは、互いに位相を反転して電気信号が供給される請求項１記載の弾性表面波共振子。 The surface acoustic wave resonator according to claim 1, wherein the positive portion and the negative portion in the mode sum vibration distribution are supplied with an electric signal with their phases reversed.

前記各次数の振動モード分布は、最大値を略同一に相対化したのちに総和する請求項２記載の弾性表面波共振子。 The surface acoustic wave resonator according to claim 2, wherein the vibration mode distributions of the respective orders are summed after the relative maximum values are made substantially the same.

前記各次数の振動モード分布は、最大値を略同一に相対化するとともに、着目する１または複数の次数における最大値を、他の振動モード分布とは異なった値に設定したのちに総和される請求項２記載の弾性表面波共振子。 The vibration mode distributions of the respective orders are relativized by setting the maximum values to be substantially the same and setting the maximum values of the one or more orders of interest to values different from the other vibration mode distributions. The surface acoustic wave resonator according to claim 2.

前記インターデジタル電極（１４）の交差部分で区画される外周形状は、
前記モード和振動分布と、その高さ方向に反転した曲線とで包囲される形状に構成される請求項３または４記載の弾性表面波共振子。The outer peripheral shape defined by the intersection of the interdigital electrodes (14) is:
The mode and the sum vibration distribution, surface acoustic wave resonator according to claim 3 or 4, wherein configured in a shape surrounded by the inverted curve in its height direction.