JPH04150606A - 弾性表面波共振子 - Google Patents
弾性表面波共振子Info
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- JPH04150606A JPH04150606A JP2275888A JP27588890A JPH04150606A JP H04150606 A JPH04150606 A JP H04150606A JP 2275888 A JP2275888 A JP 2275888A JP 27588890 A JP27588890 A JP 27588890A JP H04150606 A JPH04150606 A JP H04150606A
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- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims abstract 2
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- 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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
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- H03H9/1452—Means for weighting by finger overlap length, apodisation
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- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
Landscapes
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- 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】
(発明の属する技術分野)
本発明は、圧電基板上にすだれ状電極変換器か形成され
た弾性表面波共振子に関するものである。
た弾性表面波共振子に関するものである。
(従来技術とその問題点)
代表例としてラブ波型弾性表面波共振子について述べる
。
。
電気機械結合係数(K2)かレーリー(Rayleig
h)波型の表面波(PfSV波)に比べて格段に大きい
ラブ波(SH波)型共振子か提案されている。
h)波型の表面波(PfSV波)に比べて格段に大きい
ラブ波(SH波)型共振子か提案されている。
(特開昭63−260213参照)
第1図は、従来のラブ波型弾性表面波共振子の構成例を
示す平面図である。第1図において、1は圧電基板、2
はすだれ状電極変換器(Interdigital T
ransducer、以下IDTと略記する)を示し、
3は交差幅を示す。図中の矢印はラブ波型弾性表面波の
伝搬方向を示す。また、特に断らない限り第2図以降の
図には電圧基板の図示を省略する。
示す平面図である。第1図において、1は圧電基板、2
はすだれ状電極変換器(Interdigital T
ransducer、以下IDTと略記する)を示し、
3は交差幅を示す。図中の矢印はラブ波型弾性表面波の
伝搬方向を示す。また、特に断らない限り第2図以降の
図には電圧基板の図示を省略する。
第1図に示す如く、LtNb03回転Y板のような擬似
弾性表面波の存在する圧電基板1上に金(Au)。
弾性表面波の存在する圧電基板1上に金(Au)。
銀(Ag)、白金(Pt)等の重金属のすたれ状電極を
付着させることにより、伝搬減衰の大きな擬似弾性表面
波を減衰のないラブ波型表面波とし、かつ、電気信号を
表面波に変換するIDTのみて弾性表面波共振子が構成
されている。
付着させることにより、伝搬減衰の大きな擬似弾性表面
波を減衰のないラブ波型表面波とし、かつ、電気信号を
表面波に変換するIDTのみて弾性表面波共振子が構成
されている。
第1図の構成の共振子は表面波導波路を形成しているた
め、表面波伝搬方向(縦方向、第1図の矢印方向)及び
表面波伝搬方向と垂直な方向にはそれぞれ非調和高次モ
ードの振動か存在しスプリアスとなる欠点かある。さら
に、このようなYカット−X伝搬LiNbO3基板では
、わずかではあるか、レーリー波型の弾性表面波か誘起
されるため、これもスプリアスとなる欠点かある。
め、表面波伝搬方向(縦方向、第1図の矢印方向)及び
表面波伝搬方向と垂直な方向にはそれぞれ非調和高次モ
ードの振動か存在しスプリアスとなる欠点かある。さら
に、このようなYカット−X伝搬LiNbO3基板では
、わずかではあるか、レーリー波型の弾性表面波か誘起
されるため、これもスプリアスとなる欠点かある。
また、第1図の構成ではIDT2の両端付近の電極指か
らIDT外部へ表面波エネルギーか放射されるため、共
振子のQか大きくならない欠点があった。
らIDT外部へ表面波エネルギーか放射されるため、共
振子のQか大きくならない欠点があった。
一般に、弾性表面波共振子を用いて電圧制御発振器(V
CO)を構成する場合、前述の縦モード及び横モードの
非調和高次のスプリアスかないことか要求され、さらに
、雑音レベルに対する搬送波レベル(C/N)を大きく
するためにQの高い共振子が望まれる。
CO)を構成する場合、前述の縦モード及び横モードの
非調和高次のスプリアスかないことか要求され、さらに
、雑音レベルに対する搬送波レベル(C/N)を大きく
するためにQの高い共振子が望まれる。
第1図の従来の構成では表面波エネルギーかIDT2の
両側端部からIDTの外側へ放射されるためQか低下す
る。そのため、IDT2の両性側にグレーティング反射
器4を配置してQの向上か図られている。第2図はその
構成例である。但し、グレーティング反射器の電極(ス
トリップ)の本数は数本でよい。何故ならば、ラブ波型
表面波は電気機械結合係数(K2)か格段に大きいため
、電極1本当りの反射係数は非常に大きいこと、また、
反射器の電極本数を多くすると共振子の容量比か大きく
なるからである。
両側端部からIDTの外側へ放射されるためQか低下す
る。そのため、IDT2の両性側にグレーティング反射
器4を配置してQの向上か図られている。第2図はその
構成例である。但し、グレーティング反射器の電極(ス
トリップ)の本数は数本でよい。何故ならば、ラブ波型
表面波は電気機械結合係数(K2)か格段に大きいため
、電極1本当りの反射係数は非常に大きいこと、また、
反射器の電極本数を多くすると共振子の容量比か大きく
なるからである。
第3図は、第1図の従来の共振子の特性側図である。(
ロ)は共振点を示し、(ハ)は***振点を示す。(イ)
はスプリアスである。試料の各定数は次の通りである。
ロ)は共振点を示し、(ハ)は***振点を示す。(イ)
はスプリアスである。試料の各定数は次の通りである。
圧電基板はY X L 1NbOa、IDT対数は3
0対、電極ピッチPは5μm1交差幅は45λ。(λ。
0対、電極ピッチPは5μm1交差幅は45λ。(λ。
=2P)、電極材料は金(Au)、電極の膜厚は495
0人の場合である。
0人の場合である。
第4図は第2図の構成による共振子の特性側図であり、
第1図のIDT2の両側に5本ずつの電極を有する反射
器4を設は他は同一条件とした場合である。
第1図のIDT2の両側に5本ずつの電極を有する反射
器4を設は他は同一条件とした場合である。
第4図の特性は第3図の特性に比へて共振抵抗R1はz
7Ωから2.4Ωと小さくなり、***振抵抗R1は1.
64にΩから3.77にΩと大きくなっている。すなわ
ち、Qの目安となる共振抵抗と***振抵抗の比(2C1
j7 ogR,/ R、)は55.7dBから63.9
dBと大きくなりQか向上したことかわかる。しかしな
から、第3図、第4図の(B)の位相特性に示すように
、共振周波数(ロ)の低域側から***振周波数(ハ)付
近にかけてみられる縦及び横の非調和高次モードによる
リップルは改善されていない。
7Ωから2.4Ωと小さくなり、***振抵抗R1は1.
64にΩから3.77にΩと大きくなっている。すなわ
ち、Qの目安となる共振抵抗と***振抵抗の比(2C1
j7 ogR,/ R、)は55.7dBから63.9
dBと大きくなりQか向上したことかわかる。しかしな
から、第3図、第4図の(B)の位相特性に示すように
、共振周波数(ロ)の低域側から***振周波数(ハ)付
近にかけてみられる縦及び横の非調和高次モードによる
リップルは改善されていない。
第5図は、このような縦モード及び横モードの非調和高
次のスプリアスを抑圧した共振子の構成側図である。図
のように、IDT2の中央部か最大の交差幅となり両端
部は0となるような菱形の重み付けをすることて上記の
スプリアスを取り除くことかできる。第6図は、第5図
のようにIDTに菱形重み付けをした場合の特性例であ
り、IDT対数等他等地件は第3図の場合と同じである
。
次のスプリアスを抑圧した共振子の構成側図である。図
のように、IDT2の中央部か最大の交差幅となり両端
部は0となるような菱形の重み付けをすることて上記の
スプリアスを取り除くことかできる。第6図は、第5図
のようにIDTに菱形重み付けをした場合の特性例であ
り、IDT対数等他等地件は第3図の場合と同じである
。
第6図(B)の特性をみてみると、第3図に見られた共
振周波数の低域側から***振周波数付近にかけて見られ
たスプリアスによるリップルがなくなっていることかわ
かる。また、第5図の構成では、IDT中央部で交差幅
か大で両側へ向かってい(程交差幅か小さくなる重み付
けがなされているため、IDT両端部から外側へ放射さ
れる表面波エネルギーか少なく第3図の特性に比べてQ
が大きくなっていることがわかる。しかしながら、第3
図及び第4図にみられるようにレーリー波によるスプリ
アス(イ)は除かれていない。
振周波数の低域側から***振周波数付近にかけて見られ
たスプリアスによるリップルがなくなっていることかわ
かる。また、第5図の構成では、IDT中央部で交差幅
か大で両側へ向かってい(程交差幅か小さくなる重み付
けがなされているため、IDT両端部から外側へ放射さ
れる表面波エネルギーか少なく第3図の特性に比べてQ
が大きくなっていることがわかる。しかしながら、第3
図及び第4図にみられるようにレーリー波によるスプリ
アス(イ)は除かれていない。
次に、このレーリー波によるスプリアスを除く方法を考
える。
える。
第7図及び第8図は第1図による従来の共振子て圧電基
板はY XLtNbO3、EDT対数を15対とし、
電極ピッチP゛を5μm、交差幅を30λ′。
板はY XLtNbO3、EDT対数を15対とし、
電極ピッチP゛を5μm、交差幅を30λ′。
(λ’0=2P’)とし、膜厚だけを変えた場合の特性
例であり、第7図では2300人、第8図では4280
人である。両者を比較するとレーリー波のスプリアス(
イ)が見られるのは膜厚の厚い第8図であり第7図には
見られない。しかしながら、膜厚が薄いとQは低くなる
ことがわかる。
例であり、第7図では2300人、第8図では4280
人である。両者を比較するとレーリー波のスプリアス(
イ)が見られるのは膜厚の厚い第8図であり第7図には
見られない。しかしながら、膜厚が薄いとQは低くなる
ことがわかる。
第9図は電極の膜厚Hと共振周波数f、との関係を示す
特性図であり、横軸は電極ピッチPで規格化しである。
特性図であり、横軸は電極ピッチPで規格化しである。
実験によると膜厚か薄くなるとレーリー波の共振による
スプリアス(イ)は小さくなり、しかも、H/P=0.
05(5%)以下になるとほんととその共振は現れなく
なる。
スプリアス(イ)は小さくなり、しかも、H/P=0.
05(5%)以下になるとほんととその共振は現れなく
なる。
ラブ波型弾性表面波共振子では、レーリー波はスプリア
スとなるが、よく知られているように、ラブ波型以外の
弾性表面波(例えばレーリー波型)を利用しても極めて
多数のIDTを設けることにより弾性表面波共振子を構
成することかできる。
スとなるが、よく知られているように、ラブ波型以外の
弾性表面波(例えばレーリー波型)を利用しても極めて
多数のIDTを設けることにより弾性表面波共振子を構
成することかできる。
この場合は、レーリー波はスプリアスではない。
しかし、縦モード及び横モードはラブ波型弾性表面波共
振子と同様スプリアスとなる。
振子と同様スプリアスとなる。
(発明の目的)
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、縦モードと横
モード及びラブ波型弾性表面波を利用する場合のレーリ
ー波によるスプリアスを抑圧し、かつ、Qの高い弾性表
面波共振子を提供することにある。
モード及びラブ波型弾性表面波を利用する場合のレーリ
ー波によるスプリアスを抑圧し、かつ、Qの高い弾性表
面波共振子を提供することにある。
(発明の構成及び作用)
以下図面により本発明の詳細な説明する。
代表例としてラブ波型弾性表面波共振子について述へる
。
。
第10図は本発明の一実施例によるラブ波型弾性表面波
共振子の電極構造を示す平面図てあり、圧電基板は図示
を省略した。図において、弾性表面波伝搬方向に沿って
IDT2を配設し、IDT2の両側に数本の電極のグレ
ーティング反射器4を配置し、かつ、IDT2の電極部
に交差幅か中央部で大きく両側に行くに従って前記両グ
レーティング反射器の一番外側の電極中央部に頂点をも
つような菱形の各辺に沿って交差幅か直線的に変化する
ように重み付けされ、IDT2の両側端部では交差幅が
Oとならないようにしたことを特徴としている。
共振子の電極構造を示す平面図てあり、圧電基板は図示
を省略した。図において、弾性表面波伝搬方向に沿って
IDT2を配設し、IDT2の両側に数本の電極のグレ
ーティング反射器4を配置し、かつ、IDT2の電極部
に交差幅か中央部で大きく両側に行くに従って前記両グ
レーティング反射器の一番外側の電極中央部に頂点をも
つような菱形の各辺に沿って交差幅か直線的に変化する
ように重み付けされ、IDT2の両側端部では交差幅が
Oとならないようにしたことを特徴としている。
表現をかえれば、菱形に重み付けをしたIDTの両端の
数対の重み付けを零にし、その数対を電気的に切り離し
て短絡ストリップ電極すなわちグレーティング反射器に
置き換えたことを特徴としている。
数対の重み付けを零にし、その数対を電気的に切り離し
て短絡ストリップ電極すなわちグレーティング反射器に
置き換えたことを特徴としている。
第10図に示した本発明のラブ波型弾性裏波共振子では
、IDT2により励振された表面波はIDT電極自身か
反射器の動作をするため多重反射されるか、IDT両側
端から放射される表面波エネルギーは、IDT2の外側
にIDTと連続する等しいピッチで配設された少数の電
極を有する反射器4により更に多重反射されるためエネ
ルギー閉じ込め効果か上かり共振子のQか向上する。さ
らに、すだれ状変換器2の電極部に、弾性表面波導波路
を形成するために生じる縦モード及び横モードによる非
調和高次スプリアスと結合しないように、反射器4を含
む導波路の各辺の中心を結ぶ線にそってつくられる菱形
の辺にそってIDT部分の交差幅に重み付けがされてい
る。
、IDT2により励振された表面波はIDT電極自身か
反射器の動作をするため多重反射されるか、IDT両側
端から放射される表面波エネルギーは、IDT2の外側
にIDTと連続する等しいピッチで配設された少数の電
極を有する反射器4により更に多重反射されるためエネ
ルギー閉じ込め効果か上かり共振子のQか向上する。さ
らに、すだれ状変換器2の電極部に、弾性表面波導波路
を形成するために生じる縦モード及び横モードによる非
調和高次スプリアスと結合しないように、反射器4を含
む導波路の各辺の中心を結ぶ線にそってつくられる菱形
の辺にそってIDT部分の交差幅に重み付けがされてい
る。
また、レーリー波によるスプリアス(イ)を抑圧するた
めに、電極の膜厚Hは、電極ピッチPで規格化したH/
P、 =0.05以下に設定されている。
めに、電極の膜厚Hは、電極ピッチPで規格化したH/
P、 =0.05以下に設定されている。
第11図は第10図に示した本発明の構成例により試作
した共振子の特性側図である。IDT対数=50対、反
射器電極本数=5本、電極材料=金(Au)、電極ピッ
チP”=7.1μm1交差幅26λ”0(λ”。
した共振子の特性側図である。IDT対数=50対、反
射器電極本数=5本、電極材料=金(Au)、電極ピッ
チP”=7.1μm1交差幅26λ”0(λ”。
=2P”)電極膜厚H= 3380人の場合である。縦
モードと横モード及びレーリー波によるスプリアスはみ
られず、共振抵抗R7は2.0Ω、***振抵抗R1は3
.29にΩでありそのレベル差(20fogR。
モードと横モード及びレーリー波によるスプリアスはみ
られず、共振抵抗R7は2.0Ω、***振抵抗R1は3
.29にΩでありそのレベル差(20fogR。
/R7)は64dBとなり極めて高いQか得られている
。
。
ラブ波型以外の弾性表面波共振子に於いても同様な効果
か得られることは明白である。この場合、K2がラブ波
型弾性表面波、に比へ格段に小さいためEDT対数か極
めて大きくなる。
か得られることは明白である。この場合、K2がラブ波
型弾性表面波、に比へ格段に小さいためEDT対数か極
めて大きくなる。
グレーティング反射器の電極指の本数かIDTの電極指
の本数の115以下ならば十分本発明の効果か得られる
。
の本数の115以下ならば十分本発明の効果か得られる
。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、縦モード
、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレ
ーリー波によるスプリアスか抑圧され、しかも、Qの高
い弾性表面波共振子を実現することかできる。
、横モード及びラブ波型弾性表面波を利用した場合のレ
ーリー波によるスプリアスか抑圧され、しかも、Qの高
い弾性表面波共振子を実現することかできる。
第1図は従来のラブ波型弾性表面波共振子の構成例図、
第2図は従来の反射器付ラブ波型弾性表面波共振子の構
成例図、第3. 7. 8図は第1図の構成による共振
子の特性側図、第4図は第2図の構成による共振子の特
性側図、第5図は従来のIDT重み付はラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第6図は第5図の構成による共
振子の特性側図、第9図は電極膜厚と共振周波数との関
係を示す特性側図、第10図は本発明のラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第11図は第10図の構成によ
る共振子の特性側図である。 l・・・圧電基板、 2・・・すだれ状電極変換器(I 3・・・交差幅、 4・・・グレーティング反射器。 DT)、
第2図は従来の反射器付ラブ波型弾性表面波共振子の構
成例図、第3. 7. 8図は第1図の構成による共振
子の特性側図、第4図は第2図の構成による共振子の特
性側図、第5図は従来のIDT重み付はラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第6図は第5図の構成による共
振子の特性側図、第9図は電極膜厚と共振周波数との関
係を示す特性側図、第10図は本発明のラブ波型弾性表
面波共振子の構成例図、第11図は第10図の構成によ
る共振子の特性側図である。 l・・・圧電基板、 2・・・すだれ状電極変換器(I 3・・・交差幅、 4・・・グレーティング反射器。 DT)、
Claims (3)
- (1)圧電基板上にすだれ状電極変換器が形成された弾
性表面波共振子において、 前記すだれ状電極変換器の両側の表面波伝搬路上に該す
だれ状電極変換器と等しい電極幅、等しいピッチですだ
れ状電極指の本数の1/5以下の電極指を有するグレー
ティング反射器が前記ピッチと等しい間隔で配置され、 前記すだれ状電極変換器の電極部に、該電極部の交差幅
が中央部で大きく両側にいくに従って一様に小さくなり
前記両グレーティング反射器の一番外側の電極中央部に
頂点をもつような菱形の重み付けが施されたことを特徴
とする弾性表面波共振子。 - (2)特定の回転角でカットされた高結合圧電基板上に
重金属によるすだれ状電極変換器が形成されたラブ波型
弾性表面波共振子において、 前記すだれ状電極変換器の両側の表面波伝搬路上に該す
だれ状電極変換器と等しい電極幅、等しいピッチですだ
れ状電極指の本数の1/5以下の電極指を有するグレー
ティング反射器が前記ピッチと等しい間隔で配置され、 前記すだれ状電極変換器の電極部に、該電極部の交差幅
が中央部で大きく両側にいくに従って一様に小さくなり
前記両グレーティング反射器の一番外側の電極中央部に
頂点をもつような菱形の重み付けが施されたことを特徴
とするラブ波型弾性表面波共振子。 - (3)前記すだれ状電極変換器の電極膜厚が隣接する電
極間隔の5%以下であることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載のラブ波型弾性表面波共振子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2275888A JP2645674B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 弾性表面波共振子 |
US07/770,178 US5204575A (en) | 1990-10-15 | 1991-10-02 | Surface acoustic wave resonator |
DE69112983T DE69112983T2 (de) | 1990-10-15 | 1991-10-15 | Akustischer Oberflächenwellenresonator. |
EP91309491A EP0481733B1 (en) | 1990-10-15 | 1991-10-15 | Surface acoustic wave resonator |
Applications Claiming Priority (1)
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