JPS6355807B2 - - Google Patents
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- JPS6355807B2 JPS6355807B2 JP14579181A JP14579181A JPS6355807B2 JP S6355807 B2 JPS6355807 B2 JP S6355807B2 JP 14579181 A JP14579181 A JP 14579181A JP 14579181 A JP14579181 A JP 14579181A JP S6355807 B2 JPS6355807 B2 JP S6355807B2
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- JP
- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- transducer
- electrodes
- comb
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- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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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
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧電性基板上に弾性表面波励振用
トランスデユーサとグレーテイング反射器を形成
してなる弾性表面波共振子に関する。
トランスデユーサとグレーテイング反射器を形成
してなる弾性表面波共振子に関する。
弾性表面波共振子の基本構成は、第１図に示す
ように圧電性基板１上に、電気信号を弾性表面波
に変換せしめるインターデイジタル電極からなる
トランスデユーサ２と、このトランスデユーサ２
で励振され両方向に伝搬する弾性表面波を中央に
反射せしめるための、弾性表面波波長の1/2のピ
ツチで多数本のストリツプを周期的に配置してな
るグレーテイング反射器３，４とを形成したもの
である。
ように圧電性基板１上に、電気信号を弾性表面波
に変換せしめるインターデイジタル電極からなる
トランスデユーサ２と、このトランスデユーサ２
で励振され両方向に伝搬する弾性表面波を中央に
反射せしめるための、弾性表面波波長の1/2のピ
ツチで多数本のストリツプを周期的に配置してな
るグレーテイング反射器３，４とを形成したもの
である。
ところで、このような共振子でインピーダンス
の大きいものを得るためには、トランスデユーサ
２の電極開口長、すなわちインターデイジタル電
極の電極指の噛み合う部分（交差部）の長さを小
さくする必要がある。しかし単純にこの電極開口
長を小さくすると、伝搬する弾性表面波のビーム
が回折の現象によつて広がり、所望の共振子形成
領域から外に放射されて逃げていくことが原因の
一つとなる共振損失が増加し、共振子としての性
能、すなわちＱが低下する。
の大きいものを得るためには、トランスデユーサ
２の電極開口長、すなわちインターデイジタル電
極の電極指の噛み合う部分（交差部）の長さを小
さくする必要がある。しかし単純にこの電極開口
長を小さくすると、伝搬する弾性表面波のビーム
が回折の現象によつて広がり、所望の共振子形成
領域から外に放射されて逃げていくことが原因の
一つとなる共振損失が増加し、共振子としての性
能、すなわちＱが低下する。
この点を解決するため、発明者らは先に第２図
に示すように、２個のインターデイジタル電極２
１，２２を電気的に直列に接続してトランスデユ
ーサ２を構成し、かつこのトランスデユーサ２か
ら励振された弾性表面波の伝搬路の幅方向全域に
わたるようにグレーテイング反射器３，４を形成
した弾性表面波共振子を提案している。（特願昭
56−5166号） この構成によれば、Ｑを高く保ちながらインピ
ーダンスを上げることができる。しかし反面、こ
の構成ではトランスデユーサ２の実効開口長が大
きくなるため、第３図にその共振通過特性を示す
ように、高次横モード波によるスプリアス３１，
３２が発生するという問題がある。
に示すように、２個のインターデイジタル電極２
１，２２を電気的に直列に接続してトランスデユ
ーサ２を構成し、かつこのトランスデユーサ２か
ら励振された弾性表面波の伝搬路の幅方向全域に
わたるようにグレーテイング反射器３，４を形成
した弾性表面波共振子を提案している。（特願昭
56−5166号） この構成によれば、Ｑを高く保ちながらインピ
ーダンスを上げることができる。しかし反面、こ
の構成ではトランスデユーサ２の実効開口長が大
きくなるため、第３図にその共振通過特性を示す
ように、高次横モード波によるスプリアス３１，
３２が発生するという問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的はインピーダンスが高く、かつＱが大き
く、しかもスプリアスの少ない弾性表面波共振子
を提供することにある。
の目的はインピーダンスが高く、かつＱが大き
く、しかもスプリアスの少ない弾性表面波共振子
を提供することにある。
高次横モード波によるスプリアスを抑圧するた
めの方法として、電気信号−弾性表面波変換用ト
ランスデユーサにCOS型アポダイス法と呼ばれ
る重み付けを施すことにより、グレーテイング反
射器内の横モード波のうち特定の単一モードのみ
に相当する表面波を励振し、他の高次モードのス
プリアスが発生しないようにする方法が提案され
ている。（1976、Ultrasonics Symposium
Proceedings Multimode Saw Resonator−Ａ
Method to study The Optimum Resonaton
design W.H.Haydl著）。
めの方法として、電気信号−弾性表面波変換用ト
ランスデユーサにCOS型アポダイス法と呼ばれ
る重み付けを施すことにより、グレーテイング反
射器内の横モード波のうち特定の単一モードのみ
に相当する表面波を励振し、他の高次モードのス
プリアスが発生しないようにする方法が提案され
ている。（1976、Ultrasonics Symposium
Proceedings Multimode Saw Resonator−Ａ
Method to study The Optimum Resonaton
design W.H.Haydl著）。
本発明は、このCOS型アポダイス法重み付け
を、複数個のインターデイジタル電極を直列接続
してなるトランスデユーサに応用したもので、こ
のトランスデユーサから励振される総合の弾性表
面波エネルギー分布が余弦カーブを描くように、
トランスデユーサを構成する複数個のインターデ
イジタル電極の形状を弾性表面波の伝搬方向にお
いて徐々に変化させたとを特徴としている。さら
に具体的には、例えば２個のインターデイジタル
電極を各一方のくし型電極を共通接続することに
よつて電気的に直列に接続してトランスデユーサ
を構成する場合、共通接続された各一方のくし型
電極または、各他方のくし型電極の電極指の長さ
を、その先端部がこれらのくし型電極全体として
余弦カーブを描くように、弾性表面波の伝搬方向
において徐々に変化させればよい。
を、複数個のインターデイジタル電極を直列接続
してなるトランスデユーサに応用したもので、こ
のトランスデユーサから励振される総合の弾性表
面波エネルギー分布が余弦カーブを描くように、
トランスデユーサを構成する複数個のインターデ
イジタル電極の形状を弾性表面波の伝搬方向にお
いて徐々に変化させたとを特徴としている。さら
に具体的には、例えば２個のインターデイジタル
電極を各一方のくし型電極を共通接続することに
よつて電気的に直列に接続してトランスデユーサ
を構成する場合、共通接続された各一方のくし型
電極または、各他方のくし型電極の電極指の長さ
を、その先端部がこれらのくし型電極全体として
余弦カーブを描くように、弾性表面波の伝搬方向
において徐々に変化させればよい。
従つて、本発明によればＱを大きく保ちながら
インピーダンスを上げることができるとともに、
高次横モード波によるスプリアスが抑圧された良
好な特性を持つた弾性表面波共振子が得られる。
インピーダンスを上げることができるとともに、
高次横モード波によるスプリアスが抑圧された良
好な特性を持つた弾性表面波共振子が得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第４図は本発明の一実施例に係る弾性表面波共
振子の構成を示したもので、圧電性基板４１、例
えばLiTaO3（リチウムタンタレイト）基板上に、
アルムニウム薄膜のような金属膜からなる電気信
号を弾性表面波に変換せしめるトランスデユーサ
４２、およびその両側に位置してトランスデユー
サ４２から励振された弾性表面波を反射せしめる
グレーテイング反射器４３，４４が形成されてい
る。
振子の構成を示したもので、圧電性基板４１、例
えばLiTaO3（リチウムタンタレイト）基板上に、
アルムニウム薄膜のような金属膜からなる電気信
号を弾性表面波に変換せしめるトランスデユーサ
４２、およびその両側に位置してトランスデユー
サ４２から励振された弾性表面波を反射せしめる
グレーテイング反射器４３，４４が形成されてい
る。
トランスデユーサ４２は、２個のインターデイ
ジタル電極４２１，４２２が各々励振する弾性表
面波の伝搬方向が一致するように弾性表面波の伝
搬方向と直交する方向に並べられるとともに、く
し型電極ａ，ｂの電極指が平行に形成され、かつ
各一方のくし型電極ａが共通接続されることによ
つて電気的に直列に接続されている。そして、イ
ンターデイジタル電極４２１，４２２は共通接続
された各一方のくし型電極ａの電極指の長さが、
その先端部がこれらのくし型電極ａ全体として余
弦カーブを描くように、弾性表面波の伝搬方向に
おいて徐々に変化している。また、インターデイ
ジタル電極４２１，４２２の各他方のくし型電極
ｂの電極指の長さは一定である。
ジタル電極４２１，４２２が各々励振する弾性表
面波の伝搬方向が一致するように弾性表面波の伝
搬方向と直交する方向に並べられるとともに、く
し型電極ａ，ｂの電極指が平行に形成され、かつ
各一方のくし型電極ａが共通接続されることによ
つて電気的に直列に接続されている。そして、イ
ンターデイジタル電極４２１，４２２は共通接続
された各一方のくし型電極ａの電極指の長さが、
その先端部がこれらのくし型電極ａ全体として余
弦カーブを描くように、弾性表面波の伝搬方向に
おいて徐々に変化している。また、インターデイ
ジタル電極４２１，４２２の各他方のくし型電極
ｂの電極指の長さは一定である。
具体的数値例を挙げれば、インターデイジタル
電極４２１，４２２の電極開口長は、伝搬する弾
性表面波の波長をλ0として、最大のところ（くし
型電極ａの電極指が最長のところ）で20λ0であ
り、電極指の数は各々11対、また電極指の線幅は
8μｍ、配列ピツチ（周期長）は16μｍである。
電極４２１，４２２の電極開口長は、伝搬する弾
性表面波の波長をλ0として、最大のところ（くし
型電極ａの電極指が最長のところ）で20λ0であ
り、電極指の数は各々11対、また電極指の線幅は
8μｍ、配列ピツチ（周期長）は16μｍである。
一方、グレーテイング反射器４３，４４は各各
200本のストリツプ電極によつて構成され、スト
リツプ電極の線幅おおよび配列ピツチはインター
デイジタル電極４２１，４２２と同じであり、さ
らに開口長はインターデイジタル電極４２１，４
２２の開口長の合計と同じ40λ0である。すなわ
ち、グレーテイング反射器４３，４４はトランス
デユーサ４２によつて励振された弾性表面波の伝
搬路の幅方向全域にわたつて形成されている。
200本のストリツプ電極によつて構成され、スト
リツプ電極の線幅おおよび配列ピツチはインター
デイジタル電極４２１，４２２と同じであり、さ
らに開口長はインターデイジタル電極４２１，４
２２の開口長の合計と同じ40λ0である。すなわ
ち、グレーテイング反射器４３，４４はトランス
デユーサ４２によつて励振された弾性表面波の伝
搬路の幅方向全域にわたつて形成されている。
このように構成された本発明による弾性表面波
共振子は、トランスデユーサ４２を構成するイン
ターデイジタル電極４２１，４２２の最大の電極
開口長20λ0と同じ電極開口長の１個のインターデ
イジタル電極をトランスデユーサに用いた場合と
同程度の高いインピーダンス値が得られる。しか
もグレーテイング反射器４３，４４がインターデ
イジタル電極４２１，４２２を直列に接続したト
ランスデユーサ４２から励振される弾性表面波を
効率よく反射するように構成されているため、Ｑ
は電極開口長が40λ0のトランスデユーサを用いた
場合と同程度の値を維持することができる。
共振子は、トランスデユーサ４２を構成するイン
ターデイジタル電極４２１，４２２の最大の電極
開口長20λ0と同じ電極開口長の１個のインターデ
イジタル電極をトランスデユーサに用いた場合と
同程度の高いインピーダンス値が得られる。しか
もグレーテイング反射器４３，４４がインターデ
イジタル電極４２１，４２２を直列に接続したト
ランスデユーサ４２から励振される弾性表面波を
効率よく反射するように構成されているため、Ｑ
は電極開口長が40λ0のトランスデユーサを用いた
場合と同程度の値を維持することができる。
そしてさらに、インターデイジタル電極４２
１，４２２は全体としてCOS型アポダイズ法に
よる重み付けが施されており、トランスデユーサ
４２から励振される総合の弾性表面波エネルギー
分布がCOS型となつているため、高次横モード
波によるスプリアスの抑圧も図られることにな
る。
１，４２２は全体としてCOS型アポダイズ法に
よる重み付けが施されており、トランスデユーサ
４２から励振される総合の弾性表面波エネルギー
分布がCOS型となつているため、高次横モード
波によるスプリアスの抑圧も図られることにな
る。
第５図は本発明の上記実施例に係る弾性表面波
共振子の共振通過特性を示したもので、第３図に
見られていたスプリアス３１，３２がよく抑圧さ
れているのが理解されよう。
共振子の共振通過特性を示したもので、第３図に
見られていたスプリアス３１，３２がよく抑圧さ
れているのが理解されよう。
この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、例えばインターデイジタル電極４２１，４２
２の各他方のくし型電極すなわち共通接続されな
い方のくし型電極ｂの電極指の長さを弾性表面波
の伝搬方向において徐々に変化させても、スプリ
アスの抑圧に関して同じ効果を得ることができ
る。
く、例えばインターデイジタル電極４２１，４２
２の各他方のくし型電極すなわち共通接続されな
い方のくし型電極ｂの電極指の長さを弾性表面波
の伝搬方向において徐々に変化させても、スプリ
アスの抑圧に関して同じ効果を得ることができ
る。
また、第６図に示すようにグレーテイング反射
器４３，４４についても４３１，４３２，４４
１，４４２の如く２分割して直列に接続した構成
とすることが可能である。
器４３，４４についても４３１，４３２，４４
１，４４２の如く２分割して直列に接続した構成
とすることが可能である。
また、第７図に示すようにインターデイジタル
電極４２１，４２２の電極指の長さが一定の方の
くし型電極ｂの相互間に、くし型電極ａと先端ど
うし対向する形でダミー電極ｃを形成して、トラ
ンスデユーサ４２内での弾性表面波の波面の乱れ
を防止することもできる。
電極４２１，４２２の電極指の長さが一定の方の
くし型電極ｂの相互間に、くし型電極ａと先端ど
うし対向する形でダミー電極ｃを形成して、トラ
ンスデユーサ４２内での弾性表面波の波面の乱れ
を防止することもできる。
さらに、以上の例では１個のトランスデユーサ
を用いたいわゆる１端子対型の共振子を例示した
が、グレーテイング反射器の間に２個のトランス
デユーサを並設し、一方を入力トランスデユー
サ、他方を出力トランスデユーサとして用いるよ
うな２端子対型の共振子にも本発明を適用するこ
とができる。
を用いたいわゆる１端子対型の共振子を例示した
が、グレーテイング反射器の間に２個のトランス
デユーサを並設し、一方を入力トランスデユー
サ、他方を出力トランスデユーサとして用いるよ
うな２端子対型の共振子にも本発明を適用するこ
とができる。
以上の実施例では、インターデイジタル電極を
２個直列接続してトランスデユーサを構成した
が、３個以上のインターデイジタル電極を直列接
続してトランスデユーサを構成した場合にも、こ
の発明を適用できる。第８図、第９図はその実施
例で、両側のインターデイジタル電極４２１，４
２２は前記各実施例とほぼ同様に形成され、中央
のインターデイジタル電極４３３は電極開口長、
すなわち両くし型電極の電極指の長さを一定とし
ている。
２個直列接続してトランスデユーサを構成した
が、３個以上のインターデイジタル電極を直列接
続してトランスデユーサを構成した場合にも、こ
の発明を適用できる。第８図、第９図はその実施
例で、両側のインターデイジタル電極４２１，４
２２は前記各実施例とほぼ同様に形成され、中央
のインターデイジタル電極４３３は電極開口長、
すなわち両くし型電極の電極指の長さを一定とし
ている。
ところで、これらの場合両側のインターデイジ
タル電極４２１，４２２でのインピーダンスと中
央のインターデイジタル電極４３３でのインピー
ダンスを等しくすることが重要である。これらの
インピーダンスに差があると、正しいCOS型の
弾性表面波エネルギー分布が得られないからであ
る。そこで、第８図ではインターデイジタル電極
４３３の電極開口長をインターデイジタル電極４
２１，４２２より小さくして、また第９図ではイ
ンターデイジタル電極４３３の電極指の数を少な
くして、インピーダンスを揃えている。
タル電極４２１，４２２でのインピーダンスと中
央のインターデイジタル電極４３３でのインピー
ダンスを等しくすることが重要である。これらの
インピーダンスに差があると、正しいCOS型の
弾性表面波エネルギー分布が得られないからであ
る。そこで、第８図ではインターデイジタル電極
４３３の電極開口長をインターデイジタル電極４
２１，４２２より小さくして、また第９図ではイ
ンターデイジタル電極４３３の電極指の数を少な
くして、インピーダンスを揃えている。
第１図は弾性表面波共振子の基本構成を示す平
面図、第２図はインピーダンスの増加とＱの向上
を図つた弾性表面波共振子の平面図、第３図はそ
の共振通過特性を示す図、第４図は本発明の一実
施例に係る弾性表面波素子の平面図、第５図はそ
の共振通過特性を示す図、第６図〜第９図は本発
明の他の実施例の平面図である。 ４１……圧電性基板、４２……トランスデユー
サ、４３，４４……グレーテイング反射器、４２
１，４２２，４３３……インターデイジタル電
極。
面図、第２図はインピーダンスの増加とＱの向上
を図つた弾性表面波共振子の平面図、第３図はそ
の共振通過特性を示す図、第４図は本発明の一実
施例に係る弾性表面波素子の平面図、第５図はそ
の共振通過特性を示す図、第６図〜第９図は本発
明の他の実施例の平面図である。 ４１……圧電性基板、４２……トランスデユー
サ、４３，４４……グレーテイング反射器、４２
１，４２２，４３３……インターデイジタル電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電性基板と、この基板上に形成され電気信
号を弾性表面波に変換せしめるインターデイジタ
ル電極からなるトランスデユーサと、このトラン
スデユーサによつて励振される弾性表面波の伝搬
路の幅方向全域にわたるように前記基板上に形成
され、前記弾性表面波を反射せしめるグレーテイ
ング反射器とからなる弾性表面波共振子におい
て、前記トランスデユーサは各々励振する弾性表
面波の伝搬方向が一致するように弾性表面波の伝
搬方向と直交する方向に並べられ、かつ電気的に
直列に接続された複数個のインターデイジタル電
極からなり、これらのインターデイジタル電極は
前記トランスデユーサから励振される総合の弾性
表面波エネルギー分布が余弦カーブを描くように
弾性表面波の伝搬方向において徐々に形状が変化
していることを特徴とする弾性表面波共振子。 ２ 前記トランスデユーサを構成する複数個のイ
ンターデイジタル電極は、各々共振する弾性表面
波の伝搬方向が一致するように弾性表面波の伝搬
方向と直交する方向に並べられるとともに、くし
型電極の電極指が平行に形成され、かつ各一方の
くし型電極が共通接続されることによつて電気的
に直列に接続された２個のインターデイジタル電
極であり、これらのインターデイジタル電極は共
通接続された各一方のくし型電極、または各地方
のくし型電極の電極指の長さが、その先端部がこ
れらのくし型電極全体として余弦カーブを描くよ
うに弾性表面波の伝搬方向において徐々に変化し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の弾性表面波共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14579181A JPS5847317A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 弾性表面波共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14579181A JPS5847317A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 弾性表面波共振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847317A JPS5847317A (ja) | 1983-03-19 |
| JPS6355807B2 true JPS6355807B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=15393237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14579181A Granted JPS5847317A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 弾性表面波共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5847317A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63114111U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728195B2 (ja) * | 1986-02-28 | 1995-03-29 | 株式会社東芝 | 弾性表面波共振子 |
| KR101910554B1 (ko) * | 2014-10-21 | 2018-10-22 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성파 공진자 및 래더형 필터 |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP14579181A patent/JPS5847317A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63114111U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5847317A (ja) | 1983-03-19 |
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