JPS62256512A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
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- JPS62256512A JPS62256512A JP9977186A JP9977186A JPS62256512A JP S62256512 A JPS62256512 A JP S62256512A JP 9977186 A JP9977186 A JP 9977186A JP 9977186 A JP9977186 A JP 9977186A JP S62256512 A JPS62256512 A JP S62256512A
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Landscapes
- 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】
「技術分野」
本発明は、弾性表面波が伝搬する圧電基板上に、金属ス
トリップによる反射器、すだれ状電極等を有する共振子
、フィルター、遅延線等の弾性表面波素子に間する。
トリップによる反射器、すだれ状電極等を有する共振子
、フィルター、遅延線等の弾性表面波素子に間する。
「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
ていたが、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。゛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θ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。
ていたが、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。゛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θ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。
圧電体媒体表面を伝搬する仲′注表面波には才1々ある
が、一般的に利用されているのはレイリー(Rayle
ic+h)波とよばれるものである。ところで、圧電基
板の性能を評価する指標として、結合係数と温度係数と
がある。結合係数は、電気エネルギーが振動エネルギー
に変換される効率を表わす指標であり、温度係数は圧電
媒体を伝搬する弾性表面波の伝搬遅延時閉の温度係数を
示す指標である。また、弾性表面波には弾性表面波が伝
搬する圧電基板の表層内において、弾性表面波の伝搬す
る方向と直交する方向に粒子変位をなすシアーホリゾン
タル型の弾性表面波があり、前記結合係数が大きいこと
等で注目されはしめている。
が、一般的に利用されているのはレイリー(Rayle
ic+h)波とよばれるものである。ところで、圧電基
板の性能を評価する指標として、結合係数と温度係数と
がある。結合係数は、電気エネルギーが振動エネルギー
に変換される効率を表わす指標であり、温度係数は圧電
媒体を伝搬する弾性表面波の伝搬遅延時閉の温度係数を
示す指標である。また、弾性表面波には弾性表面波が伝
搬する圧電基板の表層内において、弾性表面波の伝搬す
る方向と直交する方向に粒子変位をなすシアーホリゾン
タル型の弾性表面波があり、前記結合係数が大きいこと
等で注目されはしめている。
最近の弾性表面波共子の用途に、自動車電話等の移動無
線器の高周波化に伴い、電圧制御発振器等に弾性表面波
共振子が用いられ、小型、軽量、低コスト化に役立っで
いるが、周波数可変幅が狭いという問題がある。
線器の高周波化に伴い、電圧制御発振器等に弾性表面波
共振子が用いられ、小型、軽量、低コスト化に役立っで
いるが、周波数可変幅が狭いという問題がある。
従来技術における金属ストリップを用いた反射器を有す
る弾性表面波素子の一例とlノで、弾性表面波共振子の
一例を第3図に示す。すなわち、この弾性表面波共振子
は、弾性表面波が伝搬する圧電基板1の上に弾性表面波
励振用のすたれ状電極2と、弾性表面波の伝搬方向に直
角に多数本の金、富ストリップを周期的に配列した反射
器3.3“を形成しで構成されている。そして、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
場2の間隙の圧電基板1表面に電芥かかかり、圧電基板
1の圧電性により電圧に比例したひすみか王し、そのひ
ずみが圧電基板1の材料によって定まった音速で表面波
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()で共振がなされるようになっている。
る弾性表面波素子の一例とlノで、弾性表面波共振子の
一例を第3図に示す。すなわち、この弾性表面波共振子
は、弾性表面波が伝搬する圧電基板1の上に弾性表面波
励振用のすたれ状電極2と、弾性表面波の伝搬方向に直
角に多数本の金、富ストリップを周期的に配列した反射
器3.3“を形成しで構成されている。そして、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
場2の間隙の圧電基板1表面に電芥かかかり、圧電基板
1の圧電性により電圧に比例したひすみか王し、そのひ
ずみが圧電基板1の材料によって定まった音速で表面波
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()で共振がなされるようになっている。
なあ、第3図に示されたものは、金属ストリップか互い
に接続されてい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4図に示すように、
金属ストリップが互いに接続された短絡型の反射器3.
3°を有するものもある。
に接続されてい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4図に示すように、
金属ストリップが互いに接続された短絡型の反射器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6図のように表わすこ
とかできる。第6図において、COはすだれ状電極2の
静電容量であり、インダクタンスL、容量Cおよび抵抗
Rの直列共振回路は、共振子の共振現象を表わしでいる
。子だ、COとCとの比Go/Cを容量比といい、γで
表わす。容量比γは、共振子の共振周波数特性等を決定
する重大なパラメータの一つであり、γが小さいと電圧
制御発振器に用いた場合、広い周波数範囲にわたり、発
振周波数を可変することができる。
と、水晶振動子の場合と同様に第6図のように表わすこ
とかできる。第6図において、COはすだれ状電極2の
静電容量であり、インダクタンスL、容量Cおよび抵抗
Rの直列共振回路は、共振子の共振現象を表わしでいる
。子だ、COとCとの比Go/Cを容量比といい、γで
表わす。容量比γは、共振子の共振周波数特性等を決定
する重大なパラメータの一つであり、γが小さいと電圧
制御発振器に用いた場合、広い周波数範囲にわたり、発
振周波数を可変することができる。
従来の反射器の部分拡大図を第5図に示す。すなわち、
反射器に用いる金属ストリップ幅と、金属ストlリッツ
周温が大旨等しく、反射器の線幅比n、がnR二〇、5
となるように作られている。これか反射器の性能、具体
的には反射率を本来の特性から劣化させ、反射器全体の
反射率を上げるためには多数本の金属ストリップを用い
なければならないので素子か大型化し、また、容量比γ
も小さくならないという欠点となっていた。
反射器に用いる金属ストリップ幅と、金属ストlリッツ
周温が大旨等しく、反射器の線幅比n、がnR二〇、5
となるように作られている。これか反射器の性能、具体
的には反射率を本来の特性から劣化させ、反射器全体の
反射率を上げるためには多数本の金属ストリップを用い
なければならないので素子か大型化し、また、容量比γ
も小さくならないという欠点となっていた。
一方、すだれ状電極で励振される弾性表面波は、反射器
によって反射され共振を起こすのであるが、反射器によ
って反射される際に、波動エネルギーの一部はモード変
換によりバルク波等になつ、エネルギー損失となる。と
ころか、従来の弾性表面波素子においでは、反射器の線
幅比nRが全て一定となるように設定されていたので、
反射器のすだれ状電極に近い部分の金属ストリップにお
けるモード変換が大きく、全体としてのエネルギー損失
も大きなっていた。このため、弾性表面波共振子などに
適用した際に、大きなQ(クォリティファクタ)を得る
ことができなかった。
によって反射され共振を起こすのであるが、反射器によ
って反射される際に、波動エネルギーの一部はモード変
換によりバルク波等になつ、エネルギー損失となる。と
ころか、従来の弾性表面波素子においでは、反射器の線
幅比nRが全て一定となるように設定されていたので、
反射器のすだれ状電極に近い部分の金属ストリップにお
けるモード変換が大きく、全体としてのエネルギー損失
も大きなっていた。このため、弾性表面波共振子などに
適用した際に、大きなQ(クォリティファクタ)を得る
ことができなかった。
「発明の目的」
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、金属
ストリップを用いた反射器の反射率を向上させ、かつ、
全体としてのモード変換をできるだけ小ざ〈押えで、弾
性表面波共振子などに適用した際にQを向上させること
ができるようにした弾性表面波素子を提供することにあ
る。
ストリップを用いた反射器の反射率を向上させ、かつ、
全体としてのモード変換をできるだけ小ざ〈押えで、弾
性表面波共振子などに適用した際にQを向上させること
ができるようにした弾性表面波素子を提供することにあ
る。
「発明の構成」
本発明の弾性表面波素子は、弾性表面波が伝搬する圧電
基板上に、少なくとも一組のすだれ状電極と、複数の金
属ストリ・ンプからなる反射器とを備え、前記反射器の
金属ストリップのピッチをり、1.金属ストリップ幅を
lRとし、線幅比n、=β7/L、で表わした場合、前
記金属ストリップのピッチLRを変化させずに、前記線
幅比n、を前記すだれ状電極から離れるにしたがって反
射効果が大きくなるように変化させたことを特徴とする
。
基板上に、少なくとも一組のすだれ状電極と、複数の金
属ストリ・ンプからなる反射器とを備え、前記反射器の
金属ストリップのピッチをり、1.金属ストリップ幅を
lRとし、線幅比n、=β7/L、で表わした場合、前
記金属ストリップのピッチLRを変化させずに、前記線
幅比n、を前記すだれ状電極から離れるにしたがって反
射効果が大きくなるように変化させたことを特徴とする
。
このように、反射器の線幅比をすだれ状電極から離れる
にしたがって反射効果が大きくなるように変化させたこ
とにより、反射器のすだれ状電極に近い金属ストリップ
部分におけるモード変換を減少させ、全体としてのエネ
ルギーの損失を低く抑えることができる。したがって、
弾性表面波共振子に適用した際に、大きな無負荷Qを得
ることができる。
にしたがって反射効果が大きくなるように変化させたこ
とにより、反射器のすだれ状電極に近い金属ストリップ
部分におけるモード変換を減少させ、全体としてのエネ
ルギーの損失を低く抑えることができる。したがって、
弾性表面波共振子に適用した際に、大きな無負荷Qを得
ることができる。
ところで、弾性表面波素子においては、茶3図に示した
ような開放型の反射器を何するものと、第4図に示した
ような短絡型の反射器を有するものとが知られている。
ような開放型の反射器を何するものと、第4図に示した
ような短絡型の反射器を有するものとが知られている。
開放型の反射器を宵するものにおいては、すだれ状電極
から離れるにしたがって反射器の線幅比n、壱大きくす
ることにより、反射効果を高めることができる。この場
合、より好ましくは、nlRlを0.5未満から1.0
に近づけるようにする。また、短絡型の反射器を有する
ものにおいては、すだれ状電極から離れるにしたがって
反射器の線幅比nut小さくすることにより、反射効果
を高めることができる。この場合、より好ましくは、n
*を0.5以上から0.0に近づける。
から離れるにしたがって反射器の線幅比n、壱大きくす
ることにより、反射効果を高めることができる。この場
合、より好ましくは、nlRlを0.5未満から1.0
に近づけるようにする。また、短絡型の反射器を有する
ものにおいては、すだれ状電極から離れるにしたがって
反射器の線幅比nut小さくすることにより、反射効果
を高めることができる。この場合、より好ましくは、n
*を0.5以上から0.0に近づける。
本発明において、反射器の特性、プロセスの容易性、コ
スト等の面から、金属ストリップからなる反射器やすだ
れ状電極は同一の金属で形成することが好ましく、金属
としてはAIまたはA1合金が好ましく、あるいはAl
またはA1合金と高融点金属との多層膜構造とすること
が好ましい。
スト等の面から、金属ストリップからなる反射器やすだ
れ状電極は同一の金属で形成することが好ましく、金属
としてはAIまたはA1合金が好ましく、あるいはAl
またはA1合金と高融点金属との多層膜構造とすること
が好ましい。
「発明の実施例」
実施例1
第1図には本発明を開放型の反射器を有する弾性表面波
共振子に適用した例が示されている。
共振子に適用した例が示されている。
すなわち、128度回転Y軸カットのニオブ酸リチウム
を基板1として用い、厚さ100OAのAI膜により対
数10組のすだれ状電極2を形成した。そして、すだれ
状電極2の両側に、上記と同様なAI膜からなる互いに
接続されていない各200本の金属ストリップからなる
開放型の反射器31v形成した(第1図には一方の反射
器3のみが部分的に示されでいる)、こうして、450
MHz帯の1ポート共振子を作製した。
を基板1として用い、厚さ100OAのAI膜により対
数10組のすだれ状電極2を形成した。そして、すだれ
状電極2の両側に、上記と同様なAI膜からなる互いに
接続されていない各200本の金属ストリップからなる
開放型の反射器31v形成した(第1図には一方の反射
器3のみが部分的に示されでいる)、こうして、450
MHz帯の1ポート共振子を作製した。
この場合、すだれ状電極2のとツチLy、反射器3の金
属ストリップのビ・シチL+は、全て一定の長さとした
。また、すだれ状電極2の幅β1も一定の長さとした。
属ストリップのビ・シチL+は、全て一定の長さとした
。また、すだれ状電極2の幅β1も一定の長さとした。
しかし、この実施例においては、反射器3の金属ストリ
ップの幅β07、l1m2)β113、j2 *a、1
2 R5・・・を、すだれ状電極2かう離れるにしたが
って、その線幅比rlRが0.3から0.7になるよう
に順次変化させた。
ップの幅β07、l1m2)β113、j2 *a、1
2 R5・・・を、すだれ状電極2かう離れるにしたが
って、その線幅比rlRが0.3から0.7になるよう
に順次変化させた。
こうして得られた弾性表面波共振子は、反射器3の金属
ストリップの線幅比n1.lが大きいほど反射効果が高
くなるので、すだれ状電極2から離れるほど反射効果が
高くなっている。このため、すだれ状電極2に近い、バ
ルク波などへのモード変換の大きい個所における反射を
少なくしで、その部分のモード変換を低く抑え、すだれ
状電極2から離れた、比較的モード変換の小さい個所に
おける反射を多くして、モード変換を低く抑えつつ反射
率を高めることができる。したがって、全体としてはモ
ード変換によるエネルギーの損失Nを少なくすることが
でき、無負荷Qを高めることができる。
ストリップの線幅比n1.lが大きいほど反射効果が高
くなるので、すだれ状電極2から離れるほど反射効果が
高くなっている。このため、すだれ状電極2に近い、バ
ルク波などへのモード変換の大きい個所における反射を
少なくしで、その部分のモード変換を低く抑え、すだれ
状電極2から離れた、比較的モード変換の小さい個所に
おける反射を多くして、モード変換を低く抑えつつ反射
率を高めることができる。したがって、全体としてはモ
ード変換によるエネルギーの損失Nを少なくすることが
でき、無負荷Qを高めることができる。
上記の弾性表面波共振子について、寅際に無負荷C1測
定したところ、反射器3の金属ストリップの線幅比nR
を0.5と一定にした従来の弾性表面波共振子に比べで
、無負荷Qの(!Wを約1.5倍に ゛することが
できた。
定したところ、反射器3の金属ストリップの線幅比nR
を0.5と一定にした従来の弾性表面波共振子に比べで
、無負荷Qの(!Wを約1.5倍に ゛することが
できた。
実施例2
舅2図には本発明を短絡型の反射器を何する弾性表面波
共振子に適用した例が示されでいる。
共振子に適用した例が示されでいる。
すなわち、128度回転Y軸カットのニオブ酸署ノチウ
ムを基板1として用い、厚ざ100OAのAl膜により
対数10組のすたれ状電極2を形成した。そして、すだ
れ状電極2の両側に、上記と同様なA1膜からなる互い
に接続されている各200本の金属ストリップからなる
短絡型の反射器3を形成した(第2図には一方の反射器
3のみが部分的に示されている)、こうして、450M
Hz帯の1ボート共振子を作製した。
ムを基板1として用い、厚ざ100OAのAl膜により
対数10組のすたれ状電極2を形成した。そして、すだ
れ状電極2の両側に、上記と同様なA1膜からなる互い
に接続されている各200本の金属ストリップからなる
短絡型の反射器3を形成した(第2図には一方の反射器
3のみが部分的に示されている)、こうして、450M
Hz帯の1ボート共振子を作製した。
この場合、すだれ状電極2のどツチLT、反射器3の金
属ストリップのピッチし、は、全て一定の長さとした。
属ストリップのピッチし、は、全て一定の長さとした。
また、すだれ状電極2の幅β1も一定の長さとした。し
かし、この実施例においては、反射器3の金属ストリッ
プの幅β8、ρR2,12R3、β□、!R5・・・を
、すプどれ状電極2から離れるにしたがって、その線幅
比nRが0.7から0.3になるように順次変化させた
。
かし、この実施例においては、反射器3の金属ストリッ
プの幅β8、ρR2,12R3、β□、!R5・・・を
、すプどれ状電極2から離れるにしたがって、その線幅
比nRが0.7から0.3になるように順次変化させた
。
こうしで得られた弾性表面波共振子は、反射器3の金属
ストリップの線幅比n、か小さいほど反射効果が高くな
るので、すだれ状電極2から離れるほど反射効果か高く
なっている。このため、実施例1と同様に、全体として
のモード変換(こよるエネルギー損失を少なくすること
かでき、無負荷Q%高めることかできる。
ストリップの線幅比n、か小さいほど反射効果が高くな
るので、すだれ状電極2から離れるほど反射効果か高く
なっている。このため、実施例1と同様に、全体として
のモード変換(こよるエネルギー損失を少なくすること
かでき、無負荷Q%高めることかできる。
上記の弾性表面波共振子について、実際に無負荷Qを測
定したところ、反射器3の金属ストリップの線幅比n6
を0.5と一定にした従来の弾性表面波共振子に比べて
、無1ij−荷Qの偵を約1.4倍にすることができた
。
定したところ、反射器3の金属ストリップの線幅比n6
を0.5と一定にした従来の弾性表面波共振子に比べて
、無1ij−荷Qの偵を約1.4倍にすることができた
。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明によれば、反射器の金1ス
トリップをすだれ状電極から離れるにしたかって反射率
の大きい線幅比としたので、全体とL)でのモード変換
ロスを少なくすることができる。したかっで、弾性表面
波共振子などに適用した際に01高めることかできる。
トリップをすだれ状電極から離れるにしたかって反射率
の大きい線幅比としたので、全体とL)でのモード変換
ロスを少なくすることができる。したかっで、弾性表面
波共振子などに適用した際に01高めることかできる。
第1図は本発明を開放型反射器を有する弾性表面波共振
子に適用した一実施例を示す部分断面図、第2図は本発
明を短絡型反射器を有する弾性表面波共振子に通用した
他の実施例を示す部分断面図、M3図は開放型反射器を
有する従来の弾性表面波共振子を示す平面図、第4図は
短絡型反射器を有する従来の弾性表面波共振子を示す平
面図、第5図は従来の弾性表面波共振子の反射器部分を
示す断面図、第6図は弾性表面波素子の電気的等価回路
図である。 図中、1は圧電基板、2はすだれ状電極、3は反射器、
LRは反射器の金属ストリップのピッチ、ff II+
、!R2)β、3.1,14、uR5・・・は反射器の
金属スト1リツプの幅である。 特許出願人 アルプス電気株式会社 3′23 第4因 第5図 第6図
子に適用した一実施例を示す部分断面図、第2図は本発
明を短絡型反射器を有する弾性表面波共振子に通用した
他の実施例を示す部分断面図、M3図は開放型反射器を
有する従来の弾性表面波共振子を示す平面図、第4図は
短絡型反射器を有する従来の弾性表面波共振子を示す平
面図、第5図は従来の弾性表面波共振子の反射器部分を
示す断面図、第6図は弾性表面波素子の電気的等価回路
図である。 図中、1は圧電基板、2はすだれ状電極、3は反射器、
LRは反射器の金属ストリップのピッチ、ff II+
、!R2)β、3.1,14、uR5・・・は反射器の
金属スト1リツプの幅である。 特許出願人 アルプス電気株式会社 3′23 第4因 第5図 第6図
Claims (3)
- (1)弾性表面波が伝搬する圧電基板上に、少なくとも
一組のすだれ状電極と、複数の金属ストリップからなる
反射器とを備えた弾性表面波素子において、前記反射器
の金属ストリップのピッチをL_R、金属ストリップ幅
をl_Rとし、線幅比n_R=l_R/L_Rで表わし
た場合、前記金属ストリップのピッチL_Rを変化させ
ずに、前記線幅比n_Rを前記すだれ状電極から離れる
にしたがって反射効果が大きくなるように変化させたこ
とを特徴とする弾性表面波素子。 - (2)特許請求の範囲第1項において、前記反射器が互
いに接続されていない金属ストリップからなり、前記線
幅比n_Rを前記すだれ状電極から離れるにしたがって
大きくなるように変化させた弾性表面波素子。 - (3)特許請求の範囲第1項において、前記反射器が互
いに接続している金属ストリップからなり、前記線幅比
n_Rを前記すだれ状電極から離れるにしたがって小さ
くなるように変化させた弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9977186A JPS62256512A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9977186A JPS62256512A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62256512A true JPS62256512A (ja) | 1987-11-09 |
Family
ID=14256230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9977186A Pending JPS62256512A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62256512A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39538E1 (en) * | 1998-10-28 | 2007-04-03 | Epcos Ag | Surface acoustic wave arrangement with a junction region between surface acoustic wave structures having a decreasing then increasing finger period |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP9977186A patent/JPS62256512A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39538E1 (en) * | 1998-10-28 | 2007-04-03 | Epcos Ag | Surface acoustic wave arrangement with a junction region between surface acoustic wave structures having a decreasing then increasing finger period |
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