JPS632414A - 弾性表面波共振子 - Google Patents
弾性表面波共振子Info
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- JPS632414A JPS632414A JP61145469A JP14546986A JPS632414A JP S632414 A JPS632414 A JP S632414A JP 61145469 A JP61145469 A JP 61145469A JP 14546986 A JP14546986 A JP 14546986A JP S632414 A JPS632414 A JP S632414A
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Classifications
-
- 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
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02842—Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
「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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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***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。
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***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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (3)
- (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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61145469A JPS632414A (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 弾性表面波共振子 |
US07/017,897 US4742319A (en) | 1986-06-21 | 1987-02-24 | Surface-acoustic-wave resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61145469A JPS632414A (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 弾性表面波共振子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS632414A true JPS632414A (ja) | 1988-01-07 |
Family
ID=15385961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61145469A Pending JPS632414A (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | 弾性表面波共振子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4742319A (ja) |
JP (1) | JPS632414A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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