JPH033412B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH033412B2 JPH033412B2 JP6982584A JP6982584A JPH033412B2 JP H033412 B2 JPH033412 B2 JP H033412B2 JP 6982584 A JP6982584 A JP 6982584A JP 6982584 A JP6982584 A JP 6982584A JP H033412 B2 JPH033412 B2 JP H033412B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- idt
- frequency
- reflector
- resonator
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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 elements; 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
本発明は２個のインタデイジタル・トランスジ
ユーサ（以下IDTと略称する）電極によつて圧電
基板表面或はバルク内に励起した弾性波を前記２
個のIDT電極の両外側に設けた反射器によつて反
射するタイプの所謂２ポート型共振器の改良に関
する。 ２ポート型共振器は発振が容易である等の理由
によつて特に高周波領域では好んで用いられるも
のであるが、これが例えばIDT電極によつて圧電
基板表面に励起する弾性表面波（SAW）を利用
するものである場合には第１図に示す如く共振器
のＱを高めしかも小型化する為水晶等の圧電基板
１上に設けた１対のIDT電極２の両外側に反射器
３，３を配置するのが一般的であつた。 又、前記IDT電極２のピツチLTと前記反射器
３，３のピツチLRとは同一とするのが通例であ
つた。しかしながらこのような構成をとる２ポー
トSAW共振器はそのＱを充分高くすることがで
きず挿入損失も大きいという欠陥があつた。 本発明は上述の如き従来の２ポート型弾性表面
波（SAW）共振器の欠陥を除去すべくなされた
ものであつて、前記IDT電極の放射コンダクタン
スがピークを示す周波数のほぼ中心値と、前記反
射器の反射効率が増加から最大値へ或は最大値か
ら減少へ転ずる遷移点近傍の周波数とを一致せし
めるよう、前記IDT電極指及び前記反射器のピツ
チを設定した２ポート型共振器を提供することを
目的とする。 以下、本発明をこれをなすに至つた理論と実施
例とに基づいて詳細に説明する。 先ず、本発明の理解を助ける為に従来の反射器
を有するSAW共振器に於ける前記反射器及び
IDT電極の特性について少しく説明する。 即ち、前記IDT電極２の電極指ピツチLTと、
反射器３の電極指ピツチの倍数LRとを等しくし
た場合には、一般にIDT電極の放射コンダクタン
スGaが最大、即ちインピーダンスが最小となる
ピーク周波数の中心値をT、前記反射器３の反射
係数｜Γ｜が最大値を示す周波数範囲の中心周波
数をRとすると、TとRとの関係は第２図に示す
如くT＜Rとなることが知られている。尚、本図
に於ける前記IDTの放射コンダクタンスは圧電基
板材質及びIDT電極指対数によつて決定する基準
値GNで規準化した値にて示す。 さて、第２図に示す如き特性を示すIDT電極と
反射器を備えたSAW共振器は、共振周波数Tと
反射効率が最良の周波数範囲R±rとが一致して
いない為共振器のＱが小さく挿入損失が大きいこ
とは明らかである。 この問題を解決する為には特開昭57−99813に
開示された如く前記IDT電極のピツチLTと前記
反射器電極ピツチLRとを夫々適切に設定し前記R
とTとを一致させるようにすればよいように思わ
れる。 しかしながら上記発明は１ポート型共振器に関
するものであつてこの手法をそのまま２ポート型
共振器に適用することは不可である。その理由は
前記第１図に示す如き構成をとる２ポート型共振
器に於いては２個のSAW共振器２によつて励起
した波動の結合に起因して前記第２図に示す如く
放射コンダクタンスGaのピークも２山発生する
のでその中心周波数Tを反射係数｜Γ｜が最大値
を示す周波数の中心値Rに一致せしめれば第３図
に示す如く共振のピークもT1及びT2の２個所発
生することになり発振器に必要なのはT1又はT2
の内の１つの共振周波数であつて、その一方はス
プリアスとなる。 そこで上述の不都合を解決する為本発明に係る
２ポート共振器に於いては以下の如き構成をと
る。 即ち、第４図に示す如く放射コンダクタンス
Gaがピークを示す周波数T1及びT2のほぼ中心値
Tを前記反射係数｜Γ｜が上昇から最大値に遷移
する点近傍の周波数に合わせるようにしたもので
ある。 斯くすることによつて一方の周波数T2の共振
は反射器の反射係数｜Γ｜が最大となる点に位置
するので強調され他方T1に於ける共振は依然と
して損失の大なる状態に止まるので第５図に示す
如くT2なる共振周波数を有するスプリアスの充
分抑圧された共振器を得ることができる。 上述の手法を適用した２ポート型SAW共振器
を実現する為には以下に示す如くIDT電極ピツチ
LTと反射器電極ピツチLRとを設定すればよい。 先ず反射器の反射係数｜Γ｜が最大となる周波
数の中心値R及びIDTの放射コンダクタンスがピ
ークを示す周波数の中心値Tは夫々電子通信学会
技術報告US80−18（1980年６月30日）の宇野等の
論文に開示された如く R＝（１−k1）Ｖ／LR ……(1) T＝｛１−k1−k2−k2／（0.7q2＋0.56q＋0.43）｝ Ｖ／LT ……(2) ここでＶ……SAW伝搬速度 k1……反射器電極による周波数低下量 k2……IDT電極による周波数低下量 ｑ……IDT電極対数をＮとした場合 ｑ＝πk2Nで表わされる量 にて表わされる。 ところで上記宇野等の論文によれば前記放射コ
ンダクタンスGa／GNが１より大となる周波数範
囲は、 ｛１−k1−k2−k2／（0.35q2＋0.3q＋0.2）｝Ｖ／
LT≦ ≦（１−k1−k2）Ｖ／LT ……(3) で与えられるから、 前記の下限値をRに合わせるようにすれば前記
Tを前記反射係数｜Γ｜が上昇から最大値に遷移
する点近傍にほぼ合わせ込むことができよう。 即ち、（１−k1−k2）／（１−k1）LT／LR
１ ……(4) となる如くIDT電極指ピツチLTと反射器電極ピ
ツチLRの比を定めればよい。 ここで前記K1及びK2は圧電基板を水晶とした
場合前述の宇野等の論文から k1＝4.33×10-4＋4.23×10-2（Ｈ／λ）＋7.9
（Ｈ／λ）2 k2＝6.25×10-4＋0.12（Ｈ／λ） ｝……(5) 但しＨはアルミ電極膜厚、λはSAWの波長であ
るから 例えばＨを1.5％（対λ比）、IDT電極対
数Ｎを50λ＝22.9μm（136MHz）とすれば 0.9976LT／LR＜１ ……(6) となるのでＬＴ／LRを既ね0.998とすればよい。 斯くすることによつて周波数の高い側T2に於
ける共振は第５図に示す如く強調せられ低周波数
側T1に於ける共振は抑圧されるので共振周波数
をT2としＱが高く挿入損失が小さく更にスプリ
アスも充分に小さい２ポート型共振器を得ること
が可能となる。 尚、本発明は前記Tを前記反射係数｜Γ｜が上
昇から最大値に遷移する点に合わせることにのみ
限定する必要はなく第６図に示す如く逆に最大値
から減少に向う点に合わせるようにしてもよい。 この場合には前記第３式のの上限値をRに合
わせるようにすればよいからLT／LR値を Ｋ＜LT／LR
１−k1−k2−k2／（0.35q2＋0.3q＋0.2）／１−k2……(
7) 但しＫは前記放射コンダクタンスの低周波T1
側ピークが反射係数｜Γ｜の低い位置へ移動して
しまわない為の限界であつて実験的に求めればよ
い。 上述の如き手法にて設計試作した２ポート共振
器の特性を従前通りの反射器電極ピツチとIDT電
極指のそれとを同一としたものと比較したところ
以下の如き結果を得た。
ユーサ（以下IDTと略称する）電極によつて圧電
基板表面或はバルク内に励起した弾性波を前記２
個のIDT電極の両外側に設けた反射器によつて反
射するタイプの所謂２ポート型共振器の改良に関
する。 ２ポート型共振器は発振が容易である等の理由
によつて特に高周波領域では好んで用いられるも
のであるが、これが例えばIDT電極によつて圧電
基板表面に励起する弾性表面波（SAW）を利用
するものである場合には第１図に示す如く共振器
のＱを高めしかも小型化する為水晶等の圧電基板
１上に設けた１対のIDT電極２の両外側に反射器
３，３を配置するのが一般的であつた。 又、前記IDT電極２のピツチLTと前記反射器
３，３のピツチLRとは同一とするのが通例であ
つた。しかしながらこのような構成をとる２ポー
トSAW共振器はそのＱを充分高くすることがで
きず挿入損失も大きいという欠陥があつた。 本発明は上述の如き従来の２ポート型弾性表面
波（SAW）共振器の欠陥を除去すべくなされた
ものであつて、前記IDT電極の放射コンダクタン
スがピークを示す周波数のほぼ中心値と、前記反
射器の反射効率が増加から最大値へ或は最大値か
ら減少へ転ずる遷移点近傍の周波数とを一致せし
めるよう、前記IDT電極指及び前記反射器のピツ
チを設定した２ポート型共振器を提供することを
目的とする。 以下、本発明をこれをなすに至つた理論と実施
例とに基づいて詳細に説明する。 先ず、本発明の理解を助ける為に従来の反射器
を有するSAW共振器に於ける前記反射器及び
IDT電極の特性について少しく説明する。 即ち、前記IDT電極２の電極指ピツチLTと、
反射器３の電極指ピツチの倍数LRとを等しくし
た場合には、一般にIDT電極の放射コンダクタン
スGaが最大、即ちインピーダンスが最小となる
ピーク周波数の中心値をT、前記反射器３の反射
係数｜Γ｜が最大値を示す周波数範囲の中心周波
数をRとすると、TとRとの関係は第２図に示す
如くT＜Rとなることが知られている。尚、本図
に於ける前記IDTの放射コンダクタンスは圧電基
板材質及びIDT電極指対数によつて決定する基準
値GNで規準化した値にて示す。 さて、第２図に示す如き特性を示すIDT電極と
反射器を備えたSAW共振器は、共振周波数Tと
反射効率が最良の周波数範囲R±rとが一致して
いない為共振器のＱが小さく挿入損失が大きいこ
とは明らかである。 この問題を解決する為には特開昭57−99813に
開示された如く前記IDT電極のピツチLTと前記
反射器電極ピツチLRとを夫々適切に設定し前記R
とTとを一致させるようにすればよいように思わ
れる。 しかしながら上記発明は１ポート型共振器に関
するものであつてこの手法をそのまま２ポート型
共振器に適用することは不可である。その理由は
前記第１図に示す如き構成をとる２ポート型共振
器に於いては２個のSAW共振器２によつて励起
した波動の結合に起因して前記第２図に示す如く
放射コンダクタンスGaのピークも２山発生する
のでその中心周波数Tを反射係数｜Γ｜が最大値
を示す周波数の中心値Rに一致せしめれば第３図
に示す如く共振のピークもT1及びT2の２個所発
生することになり発振器に必要なのはT1又はT2
の内の１つの共振周波数であつて、その一方はス
プリアスとなる。 そこで上述の不都合を解決する為本発明に係る
２ポート共振器に於いては以下の如き構成をと
る。 即ち、第４図に示す如く放射コンダクタンス
Gaがピークを示す周波数T1及びT2のほぼ中心値
Tを前記反射係数｜Γ｜が上昇から最大値に遷移
する点近傍の周波数に合わせるようにしたもので
ある。 斯くすることによつて一方の周波数T2の共振
は反射器の反射係数｜Γ｜が最大となる点に位置
するので強調され他方T1に於ける共振は依然と
して損失の大なる状態に止まるので第５図に示す
如くT2なる共振周波数を有するスプリアスの充
分抑圧された共振器を得ることができる。 上述の手法を適用した２ポート型SAW共振器
を実現する為には以下に示す如くIDT電極ピツチ
LTと反射器電極ピツチLRとを設定すればよい。 先ず反射器の反射係数｜Γ｜が最大となる周波
数の中心値R及びIDTの放射コンダクタンスがピ
ークを示す周波数の中心値Tは夫々電子通信学会
技術報告US80−18（1980年６月30日）の宇野等の
論文に開示された如く R＝（１−k1）Ｖ／LR ……(1) T＝｛１−k1−k2−k2／（0.7q2＋0.56q＋0.43）｝ Ｖ／LT ……(2) ここでＶ……SAW伝搬速度 k1……反射器電極による周波数低下量 k2……IDT電極による周波数低下量 ｑ……IDT電極対数をＮとした場合 ｑ＝πk2Nで表わされる量 にて表わされる。 ところで上記宇野等の論文によれば前記放射コ
ンダクタンスGa／GNが１より大となる周波数範
囲は、 ｛１−k1−k2−k2／（0.35q2＋0.3q＋0.2）｝Ｖ／
LT≦ ≦（１−k1−k2）Ｖ／LT ……(3) で与えられるから、 前記の下限値をRに合わせるようにすれば前記
Tを前記反射係数｜Γ｜が上昇から最大値に遷移
する点近傍にほぼ合わせ込むことができよう。 即ち、（１−k1−k2）／（１−k1）LT／LR
１ ……(4) となる如くIDT電極指ピツチLTと反射器電極ピ
ツチLRの比を定めればよい。 ここで前記K1及びK2は圧電基板を水晶とした
場合前述の宇野等の論文から k1＝4.33×10-4＋4.23×10-2（Ｈ／λ）＋7.9
（Ｈ／λ）2 k2＝6.25×10-4＋0.12（Ｈ／λ） ｝……(5) 但しＨはアルミ電極膜厚、λはSAWの波長であ
るから 例えばＨを1.5％（対λ比）、IDT電極対
数Ｎを50λ＝22.9μm（136MHz）とすれば 0.9976LT／LR＜１ ……(6) となるのでＬＴ／LRを既ね0.998とすればよい。 斯くすることによつて周波数の高い側T2に於
ける共振は第５図に示す如く強調せられ低周波数
側T1に於ける共振は抑圧されるので共振周波数
をT2としＱが高く挿入損失が小さく更にスプリ
アスも充分に小さい２ポート型共振器を得ること
が可能となる。 尚、本発明は前記Tを前記反射係数｜Γ｜が上
昇から最大値に遷移する点に合わせることにのみ
限定する必要はなく第６図に示す如く逆に最大値
から減少に向う点に合わせるようにしてもよい。 この場合には前記第３式のの上限値をRに合
わせるようにすればよいからLT／LR値を Ｋ＜LT／LR
１−k1−k2−k2／（0.35q2＋0.3q＋0.2）／１−k2……(
7) 但しＫは前記放射コンダクタンスの低周波T1
側ピークが反射係数｜Γ｜の低い位置へ移動して
しまわない為の限界であつて実験的に求めればよ
い。 上述の如き手法にて設計試作した２ポート共振
器の特性を従前通りの反射器電極ピツチとIDT電
極指のそれとを同一としたものと比較したところ
以下の如き結果を得た。
【表】
136MHz２ポート共振器、水晶37゜Yカツトルミ膜
厚1.5％（対λ比）、IDT50対、反射器300本 以上からも明らかな如く本発明に係る２ポート共
振器は従来のそれに比して挿入損失、Ｑ及びスプ
リアスの抑圧度等の諸特性がいずれも大幅に大幅
に向上していることが理解されよう。 本発明に係る２ポート共振器は以上説明した如
く構成するものであるから材料、製法等に何等の
変更を加えることなくして共振器の諸特性を大幅
に向上する上で著しい効果を発揮する。 尚、本発明はSAW共振器のみならずIDT電極
によつて圧電基板バルク内に励起する波動を利用
するBSW（すべり波）等についても同様に適用可
能であることはいうまでもない。
厚1.5％（対λ比）、IDT50対、反射器300本 以上からも明らかな如く本発明に係る２ポート共
振器は従来のそれに比して挿入損失、Ｑ及びスプ
リアスの抑圧度等の諸特性がいずれも大幅に大幅
に向上していることが理解されよう。 本発明に係る２ポート共振器は以上説明した如
く構成するものであるから材料、製法等に何等の
変更を加えることなくして共振器の諸特性を大幅
に向上する上で著しい効果を発揮する。 尚、本発明はSAW共振器のみならずIDT電極
によつて圧電基板バルク内に励起する波動を利用
するBSW（すべり波）等についても同様に適用可
能であることはいうまでもない。
第１図は本発明を適用すべきSAW2ポート共振
器の構成を示す図、第２図はそのIDTによる放射
コンダクタンス及び反射器による反射係数と周波
数との一般的関係を示す図、第３図はその周波数
特性を示す図、第４図は本発明の一手法を適用し
た２ポート共振器のIDTによる放射コンダクタン
ス及び反射器による反射係数と周波数との関係を
示す図、第５図はその周波数特性を示す図、第６
図は本発明の他の手法を適用した２ポート共振器
のIDTによる放射コンダクタンス及び反射器によ
る反射係数と周波数との関係を示す図である。 １……圧電基板、２……IDT電極、３……反射
器、Ga……放射コンダクタンス、｜Γ｜……反射
係数。
器の構成を示す図、第２図はそのIDTによる放射
コンダクタンス及び反射器による反射係数と周波
数との一般的関係を示す図、第３図はその周波数
特性を示す図、第４図は本発明の一手法を適用し
た２ポート共振器のIDTによる放射コンダクタン
ス及び反射器による反射係数と周波数との関係を
示す図、第５図はその周波数特性を示す図、第６
図は本発明の他の手法を適用した２ポート共振器
のIDTによる放射コンダクタンス及び反射器によ
る反射係数と周波数との関係を示す図である。 １……圧電基板、２……IDT電極、３……反射
器、Ga……放射コンダクタンス、｜Γ｜……反射
係数。
Claims (1)
- １ ２個のインタデイジタル・トランスジユーサ
（IDT）電極によつて圧電基板表面或はバルク内
に励起した弾性波を前記２個のIDT電極の両外側
に設けた反射器によつて反射するタイプの共振器
に於いて、前記IDT電極の放射コンダクタンスが
ピークを示す周波数のほぼ中心値と前記反射器の
反射効率が増加から最大値へ或は最大値から減少
へ転ずる遷移点近傍の周波数とを一致せしめる如
く前記IDT電極の電極指及び前記反射器のピツチ
を設定することによつて共振器のＱを向上させる
と共に挿入損失及びスプリアスを減少せしめるこ
とを特徴とする２ポート型弾性表面波共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6982584A JPS60213110A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | ２ポ−ト型弾性表面波共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6982584A JPS60213110A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | ２ポ−ト型弾性表面波共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60213110A JPS60213110A (ja) | 1985-10-25 |
| JPH033412B2 true JPH033412B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=13413917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6982584A Granted JPS60213110A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | ２ポ−ト型弾性表面波共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60213110A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251223A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-08 | Pioneer Electronic Corp | 弾性表面波共振子 |
| JPS63119310A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Nec Corp | 弾性表面波共振子 |
| JP2745012B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1998-04-28 | 東洋通信機株式会社 | リーキーｓａｗ共振子 |
| WO2006137464A1 (ja) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Epson Toyocom Corporation | 弾性表面波デバイス、モジュール、及び発振器 |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6982584A patent/JPS60213110A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60213110A (ja) | 1985-10-25 |
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