JPH02182012A - 弾性表面波装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２ボ一ト弾性表面波装置の改良に関し、特に
、電圧制御発振回路に好適に用いられる弾性表面波装置
において位相特性を改善したものに関する。

〔従来の技術〕

近年、無線通信装置において、印加電圧により発振周波
数を変化させる電圧制御発振回路（以下、■ＣＯという
）が多用されてきている。このｖＣＯ用の発振素子とし
ては、一般にＬＣ同調回路やストリップ線路からなるも
のが用いられているが、位相雑音を重視する場合には等
価的なＱが高く、かつ無調整とし得る弾性表面波装置を
用いることが多い。

ｖＣＯ用の弾性表面波装置としては、１ボ一ト弾性表面
波共振子やトランスパーサ゛ル型弾性表面波遅延線が良
く知られている。

ｌポート弾性表面波共振子は、水晶振動子と同様に、主
として第２図に示すようなコルピッツ発振回路で用いら
れる。ここでは、周波数可変範囲を拡げるために、弾性
表面波共振装置１に直列にインダクタンス２が接続され
ている。

しかしながら、上記のような表面波装置用基板として、
温度特性に優れた水晶基板を用いた場合には、１ボ一ト
弾性表面波共振子では周波数可変範囲が狭くなりがちで
ある。そのため上記のようなインダクタンス２を直列に
接続することにより可変範囲が拡げられているが、その
結果、等価的Ｑが低下し、位相雑音特性が劣化し易い。

また、インダクタンス２の値による影響も微妙であり、
無調整化を果たすことが困難であった。

他方、弾性表面波遅延線の場合には、第３図に示すよう
に、帰還路に弾性表面波遅延線３を挿入した、いわゆる
帰還型発振回路として用いられる。

この場合には、位相の周波数特性を利用して発振周波数
を可変とするために遅延時間を短くすれば、位相特性の
傾きが緩やかになり、周波数可変範囲を広くし得るが、
電極対数が少なくなるため水晶基板の場合には挿入損失
が大きくなり、発振回路のゲインを大きくとらなければ
ならない。従って、消費電力やコストが増大する。

そこで、弾性表面波遅延線に代えて、第４図に示す２ポ
一ト型弾性表面波共振子を用いることが考えられている
。２ポ一ト弾性表面波共振子４では、圧電体基板５上に
所定距離を隔ててグレーティング型反射器６．７が形成
されている。この反射器６，７間に、２ｔ１１のインタ
ーデジタルトランスデユーサ８，９が配置されている。

２ポ一ト弾性表面波共振子４では、インターデジタルト
ランスデユーサ８，９及び反射器６．７のピッチが圧電
体基板５上を伝搬する表面波の波長の１／２のピッチに
ほぼ等しくされており、反射器６，７間で発生する定在
波を効率良（検出するように各インターデジタルトラン
スデユーサ８９が配置されている。そして、圧電体基板
５として水晶基板を用いた場合においても、挿入損失を
小さくすることができ、かつ周波数可変範囲を比較的広
くすることができる。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
上記のような一般的な２ボ一ト弾性表面波共振子４では
、通過帯域において位相特性が直線的でないため、位相
雑音特性が劣化するという問題のあることがわかった。

よって、本発明の目的は、２ボ一ト弾性表面波共振子に
おいて位相特性を通過帯域においてほぼ一定の傾きとす
ることができ、従って周波数可変により位相雑音特性の
劣化しない構造を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明の弾性表面波装置では、所定距離を隔てて形成さ
れた一対の反射器と、この反射器間に形成されたインタ
ーデジタルトランスデユーサとを備える複数の弾性表面
波共振子が圧電体基板上に構成されている。

そして、複数の弾性表面波共振子は、インターデジタル
トランスデユーサの電極交差幅方向の高次導波モードと
基本導波モードとが２重モード化されるように、交差幅
方向に近接して並設されている。

〔作用〕

上記構成により、交差幅方向の横モード高次導波モード
と基本導波モードとが弾性結合により２重モード化され
る。従って、電極交差幅や複数の弾性表面波共振子間の
距離を調節することにより、周波数に対してほぼ直線的
な位相特性を実現することができる。よって、例えば■
Ｃ○用弾性表面波装置として用いた場合、周波数変化に
対する位相雑音特性の変化が低減される。

〔実施例の説明］ 第１図は本発明の一実施例を説明するための概略平面図
である。

本実施例の弾性表面波装置１１では、圧電体基板１２上
に、２＆ｌｌの弾性表面波共振子１３．１４が形成され
ている。

第１の弾性表面波共振子１３は、所定距離を隔てて配置
された一対の反射器１５．１６間に相互に間挿し合う（
し歯電掻からなる１ｍのインターデジタルトランスデユ
ーサ１７を配置した構成を有する。

同様に、第２の弾性表面波共振子１４もまた、一対の反
射器１９，２０、反射器１９．２０間に形成されたｔＩ
ＪＩのインターデジタルトランスデユーサ２１を有する
。

本実施例の特徴は、第１及び第２の弾性表面波共振子１
３．１４が各インターデジタルトランスデューサ１７．
２１の電極交差幅方向に近接して並設されていることに
ある。この第１．第２の弾性表面波共振子１３．１４間
の距離Ｗ２は、両弾性表面波共振子１３．１４の電極交
差幅方向の高次導波モードと基本導波モードとが２重モ
ード化されるように、すなわち両弾性表面波共振子１３
゜１４が横方向に弾性結合されるように選ばれている。

本実施例の横結合２重モード化弾性表面波装置では、第
５図に示すように、個々の弾性表面波共振子１３．１４
におけるインターデジタルトランスデユーサ１７．２１
の電極交差幅Ｗ１及び共振子１３．１４間の距Ｍｗｔを
Ｉｆｌｆｆすることにより、第１図の右側に略図的に強
度分布を示す基本導波モードｆ１と高次導波モードｆ、
との結合状態を変化させることができ、それによって位
相特性を周波数に対してほぼ直線とすることができる。

この位相特性の改良を、より具体的に説明する。

圧電体基板１２として水晶基板を用い、中央に設けられ
るインターデジタルトランスデユーサ１７゜２１の対数
を２５０とし、両側の反射器１５，１６．１９．２０を
それぞれ２５０本のメタルストリップアレイで構成し、
電極交差幅が約５波長の弾性表面波共振子１３．１４を
形成した。この第１、第２の弾性表面波共振子を約１波
長隔てて配置しくすなわち、Ｗｔ　”１波長）、相互に
弾性結合させることにより、横結合２重モード弾性表面
波フィルタを構成した。

この弾性表面波装置の周波数特性は第６図に示すとおり
となった。第６図から明らかなように、位相特性がほぼ
直線的に変化し、かつ通過帯域幅において挿入損失が約
２ｄＢと非常に小さいことがわかる。

比較のために、第４図に示した一般的な２ポ一ト弾性表
面波装置の減衰量及び位相の周波数特性を第７図に示す
、ここでは、第４図の弾性表面波装置において圧電体基
板５を水晶基板で構成し、インターデジタルトランスデ
ユーサ８．９をそれぞれ５０対のｃｏｓ−’重み付けと
し、反射器６゜７をそれぞれ３５０本のメタルストリッ
プアレイで構成した６７４ＭＨｚの２ボ一ト弾性表面波
共振子が構成されている。第７図から明らかなように、
この２ボ一ト弾性表面波共振子では、Ａ、　　Ｃ点では
、位相特性がＢ点に比べてなだらかであり、これを■Ｃ
Ｏに用いたところ、その位相雑音特性は、Ａ点では一９
９ｄＢｃ／Ｈ２，Ｂ点では−１２０　ｄ　Ｂ　ｃ　／　
Ｈｚ及びＣ点では一１０２ｄＢｃ／Ｈｚであった。すな
わち、周波数に対する位相特性の急峻なり点では位相雑
音特性が良好であるが、逆に位相特性のゆるやかなＡ及
びＣ点では位相雑音特性が悪化していることがわかる。

これに対して、上述した実施例の２重モード化された弾
性表面波装置を■ＣＯに用いたところ、周波数可変範囲
の全域に渡り位相雑音特性が−１１０ｄ　Ｂ　ｃ　／　
Ｈｚ以下となり、従って上記従来例に比べて約１１ｄＢ
だけ改善させることがわかった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、高次導波モードと基本導波
モードとが結合されて２重モード化されているので、−
船釣な２ボ一ト弾性表面波共振子に比べて位相雑音特性
を効果的に改善することが可能となる。また、従来の弾
性表面波遅延線に比べれば、はるかに低損失であり、発
振回路の電位を高める必要もなく、従って消費電力の増
大を招かない、のみならず、周波数可変範囲を拡げるこ
とができ、かつ無調整化も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を略図的に示す平面図、第２
図は１ボ一ト弾性表面波共振子を用いたコルピッツ型■
ＣＯ回路の例を示す図、第３図は表面波遅延線を用いた
基板型■ＣＯの回路図、第４図は２ポ一ト弾性表面波共
振子の概略平面図、第５図は本発明の一実施例における
基本導波モードと２次導波モードとの周波数差と結合さ
れる弾性表面波共振子の交差幅及び弾性共振子間の距離
との関係を示す図、第６図は本発明の一実施例における
減衰量及び位相−周波数特性を示す図、第７図は２ボ一
ト弾性表面波共振子の減衰量−周波数特性及び位相−周
波数特性を示す図である。 図において、１１は弾性表面波装置、１２は圧電体基板
、１３は第１の弾性表面波共振子、１４は第２の弾性表
面波共振子、１５．１６，１９゜２０は反射器、１７．
２１はインターデジタルトランスデユーサを示す。 第４図 第５図 電力９見＋１４Ｗ＋屋ヅ灰仮）１’Ｊｔの距麺Ｖｂ乙托
右Ａ’もめ間色 第６図 ｎ日　譚　数　（ＭＨＸ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧電体基板上において、所定距離を隔てて形成された
   一対の反射器と、前記反射器間に形成されたインターデ
   ジタルトランスデューサとを備える複数の弾性表面波共
   振子が構成されており、前記インターデジタルトランス
   デューサの電極交差幅方向の高次導波モードと基本波導
   波モードとが結合されて２重モード化されるように、前
   記複数の弾性表面波共振子が交差幅方向に近接して並設
   されていることを特徴とする電圧制御発振回路用弾性表
   面波装置。