JPH0728195B2 - Surface acoustic wave resonator - Google Patents
Surface acoustic wave resonatorInfo
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- JPH0728195B2 JPH0728195B2 JP61042923A JP4292386A JPH0728195B2 JP H0728195 B2 JPH0728195 B2 JP H0728195B2 JP 61042923 A JP61042923 A JP 61042923A JP 4292386 A JP4292386 A JP 4292386A JP H0728195 B2 JPH0728195 B2 JP H0728195B2
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- wave resonator
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、圧電性基板上に弾性表面波励振用のインタ
ーディジタル電極とグレーティング反射器とを形成して
なる弾性表面波共振子の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention relates to a surface acoustic wave formed by forming an interdigital electrode for exciting a surface acoustic wave and a grating reflector on a piezoelectric substrate. Revision of resonator.
(従来の技術) 近年、VHF,UHF帯用の発振子や狭帯域フィルタとして弾
性表面波共振子(以下「SAW共振子」と呼ぶ)の開発が
進められている。このSAW共振子は、第7図に示すよう
に、圧電基板1上に、インターディジタル電極2を形成
するとともに、このインターディジタル電極2の両側に
グレーティング反射器3,4を形成して構成されている。
インターディジタル電極2は、電気信号を弾性表面波に
変換するトランスデューサであり、図示のように交差幅
が一様なものは正規型と称される。グレーティング反射
器3,4は、弾性表面波波長の1/2ピッチで多数本のストリ
ップを周期的に配置したもので、インターディジタル電
極2の励振によって両方向に伝搬する弾性表面波をグレ
ーティング反射器3,4間で繰返し反射させることにより
定在波を形成する。したがって、この構成により一端子
対型の共振子が構成できる。(Prior Art) In recent years, surface acoustic wave resonators (hereinafter referred to as "SAW resonators") have been developed as resonators for the VHF and UHF bands and narrow band filters. As shown in FIG. 7, this SAW resonator is formed by forming interdigital electrodes 2 on a piezoelectric substrate 1 and grating reflectors 3 and 4 on both sides of the interdigital electrodes 2. There is.
The interdigital electrode 2 is a transducer that converts an electric signal into a surface acoustic wave, and one having a uniform crossing width as shown in the figure is called a normal type. The grating reflectors 3 and 4 are formed by periodically arranging a large number of strips at a pitch of 1/2 of the surface acoustic wave wavelength. A standing wave is formed by repeatedly reflecting between 4 and 4. Therefore, with this configuration, a one-terminal pair type resonator can be configured.
ところで、低インピーダンスのSAW共振子を得るために
は、インターディジタル電極2の電極開口長W、即ちイ
ンターディジタル電極2の交差長を長くする必要があ
る。しかし、単純にこの電極開口長を長くすると、第8
図の共振通過特性で示されるように共振周波数の高域側
でスプリアス5が発生するという問題があった。これ
は、インターディジタル電極2で励振される弾性表面波
エネルギーの分布が第9図(a)に示すように矩形状と
なるためで、同図(b)で示す上記エネルギー分布のフ
ーリエ級数展開の0次横モード6(基本波)以外の高次
横モード7,8が影響している。By the way, in order to obtain a low impedance SAW resonator, it is necessary to lengthen the electrode opening length W of the interdigital electrodes 2, that is, the cross length of the interdigital electrodes 2. However, if the electrode opening length is simply increased,
There is a problem that the spurious 5 is generated on the high frequency side of the resonance frequency as shown by the resonance passage characteristic in the figure. This is because the distribution of the surface acoustic wave energy excited by the interdigital electrode 2 has a rectangular shape as shown in FIG. 9 (a), and the Fourier series expansion of the energy distribution shown in FIG. 9 (b) is performed. Higher-order transverse modes 7 and 8 other than the 0th-order transverse mode 6 (fundamental wave) are affecting.
そこで、インターディジタル電極2を、例えば第10図に
示すように、電極の交差部分の外形が余弦の弧線を描く
ようにアポダイズ法による重み付けを行なったものも知
られている。このSAW共振子は、インターディジタル電
極2における励振効率を中心部で最大となるように変え
ることにより、弾性表面波エネルギーの分布を前述した
0次横モード6と一致させたものである。この場合、交
差部の短いところで弾性表面波の位相が乱れないように
励振には寄与しないダミー電極9を設けて弾性表面波が
一様に電極の金属膜を経験するようにしている。Therefore, it is also known that the interdigital electrode 2 is weighted by the apodization method so that the outer shape of the intersecting portion of the electrodes draws an arc line of a cosine as shown in FIG. In this SAW resonator, the excitation efficiency in the interdigital electrode 2 is changed so as to be maximized in the central portion, so that the surface acoustic wave energy distribution is made to coincide with the 0th-order transverse mode 6. In this case, a dummy electrode 9 that does not contribute to excitation is provided so that the phase of the surface acoustic wave is not disturbed at a short intersection, so that the surface acoustic wave uniformly experiences the metal film of the electrode.
ところが、このような構成であっても、従来は、第11図
のスミス図表でも明らかな通り、共振周波数よりも低い
側にスプリアスが生じ、特性を劣化させていた。このよ
うな特性劣化は、発振器、特に電圧制御発振器の発振子
として広帯域可変を可能とするため伸張コイルを接続し
て共振周波数よりも低い周波数を使用する特には、発振
周波数が連続的に可変されず周波数の飛び現象を起こす
という大きな問題となる。However, even with such a configuration, conventionally, as is clear from the Smith chart of FIG. 11, spurious is generated on the side lower than the resonance frequency, and the characteristics are deteriorated. Such characteristic deterioration is caused by continuously changing the oscillation frequency, especially when the extension coil is connected and a frequency lower than the resonance frequency is used in order to enable wide-band tuning as an oscillator of the oscillator, particularly the voltage controlled oscillator. It becomes a big problem that the frequency jump phenomenon occurs.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、従来のSAW共振子では、共振周波数の近
傍の低域側でスプリアスを生じてしまうため、広帯域可
変ができないという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional SAW resonator has a problem that it cannot be tuned over a wide band because spurious is generated on the low frequency side near the resonance frequency.
この発明は、このような事情に基づきなされたもので、
発振周波数を中心として広い帯域に亙りスプリアスが生
じることがないSAW共振子を提供することを目的とす
る。The present invention was made under such circumstances,
An object of the present invention is to provide a SAW resonator in which spurious is not generated over a wide band centered on the oscillation frequency.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明では、圧電性基板上に形成されて電気信号を弾性
表面波に変換せしめるインターディジタル電極を、その
中心から前記グレーティング反射器に近付くにつれて対
称的に交差幅が減少するようにアポダイズしており、且
つ交差しない部分にダミー電極を配置している。[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) In the present invention, an interdigital electrode, which is formed on a piezoelectric substrate and converts an electric signal into a surface acoustic wave, approaches the grating reflector from its center. As a result, the apodization is performed so that the cross width decreases symmetrically, and the dummy electrode is arranged in a portion that does not cross.
(作用) 本発明者等は、インターディジタル電極の形状を種々変
化させた場合のインピーダンスの周波数特性につきシュ
ミレーションを行なった。その結果、前述したスプリア
スは、弾性表面波のダミー電極からの反射によるもので
あり、ダミー電極の先端形状、即ちインターディジタル
電極の交差部分をグレーティング反射器に近付くにつれ
て対称的に減少させることでスプリアスの抑制或はスプ
リアスの低域側への移動が可能であることが確認され
た。このメカニズムについては未だ明らかではないが、
この事実に基づけば、インターディジタル電極の上記の
形状によって0次横モードのエネルギーのみが伝搬さ
れ、ダミー電極からの反射の影響が少なくなる。(Operation) The inventors of the present invention performed a simulation on the frequency characteristic of impedance when the shape of the interdigital electrode was changed variously. As a result, the aforementioned spurious is due to the reflection of the surface acoustic wave from the dummy electrode, and the tip shape of the dummy electrode, that is, the intersection of the interdigital electrodes is reduced symmetrically as it approaches the grating reflector. It was confirmed that it is possible to suppress the noise or move the spurious to the low frequency side. Although this mechanism is not clear yet,
Based on this fact, the above-described shape of the interdigital electrode propagates only the 0th-order transverse mode energy and reduces the influence of reflection from the dummy electrode.
(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る弾性表面波共振子を示
すもので、例えば400MHz帯移動無線機におけるシンセサ
イザ局部発振器の電圧制御発振器に好適な例である。FIG. 1 shows a surface acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention, which is an example suitable for a voltage-controlled oscillator of a synthesizer local oscillator in a 400 MHz band mobile radio, for example.
図において、圧電基板1は、弾性表面波を伝搬する例え
ば36゜Y−XLiTaO3基板である。この圧電基板1の上に
は、例えば0.5μm厚のアルミ薄膜からなる弾性表面波
励振用インターディジタル電極2が設けられ、さらにそ
の両側にグレーティング反射器3,4が設けられている。
グレーティング反射器3,4は弾性表面波波長の1/4の線幅
である2.8μmのアルミストリップを1/2波長間隔で200
本ずつ配列してなるものである。インターディジタル電
極2の周期長は、上記グレーティング反射器3,4の周期
長よりも1%程度小さく設定されている。In the figure, the piezoelectric substrate 1 is, for example, a 36 ° Y-XLiTaO 3 substrate that propagates surface acoustic waves. On the piezoelectric substrate 1, surface acoustic wave excitation interdigital electrodes 2 made of, for example, a 0.5 μm thick aluminum thin film are provided, and grating reflectors 3 and 4 are provided on both sides thereof.
The grating reflectors 3 and 4 are made of aluminum strip of 2.8 μm, which has a line width of 1/4 of the surface acoustic wave wavelength, at 200 wavelength intervals.
The books are arranged one by one. The period length of the interdigital electrode 2 is set to be about 1% smaller than the period length of the grating reflectors 3 and 4.
そして、インターディジタル電極2の交差長は、中央か
ら両側のグレーティング反射器3,4に近付く程短くなっ
ている。交差部分の外形は、2倍の余弦カーブの先端部
を左右対称的に配置した形状となっている。また、この
交差部分以外のところには、弾性表面波の位相が乱れな
いよにするため励振には寄与しないダミー電極9を形成
している。The crossing length of the interdigital electrodes 2 becomes shorter as it gets closer to the grating reflectors 3 and 4 on both sides from the center. The outer shape of the intersecting portion has a shape in which the tips of double cosine curves are symmetrically arranged. In addition, in order to prevent the phase of the surface acoustic wave from being disturbed, a dummy electrode 9 that does not contribute to the excitation is formed in a portion other than the intersecting portion.
このように構成されたSAW共振子のインピーダンスの周
波数特性を第2図に示す。第11図の従来の特性を比べる
と、共振周波数近傍(低域)のスプリアス10は十分に抑
制され、しかも低域側に移動して特性は大幅に改善され
ている。コルピッツ型電圧制御発振器の発振素子として
使用した場合でも、伸張コイルを直列に挿入し、共振子
のキャパシティブ領域も利用できるため、制御感度及び
周波数可変幅を拡大することができる。The frequency characteristics of the impedance of the SAW resonator thus constructed is shown in FIG. Comparing the conventional characteristics shown in FIG. 11, the spurious 10 near the resonance frequency (low range) is sufficiently suppressed, and further the characteristics are improved by moving to the low range side. Even when it is used as an oscillating element of a Colpitts type voltage controlled oscillator, the extension coil can be inserted in series and the capacitive region of the resonator can be utilized, so that the control sensitivity and the frequency variable width can be expanded.
第3図は本発明の他の実施例を示すものである。この場
合には、インターディジタル電極2の交差部の外形が余
弦カーブの基端部のカーブを左右対称的に配置した形状
となっている。このSAW共振子のインピーダンスの周波
数特性を第4図に示す。この図から明らかなように、ス
プリアス10は抑制され、しかも低域側に移動している。
したがって、この場合もキャパシティブ領域を拡大する
ことができる。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this case, the outer shape of the intersection of the interdigital electrodes 2 has a shape in which the curve of the base end of the cosine curve is symmetrically arranged. The frequency characteristics of the impedance of this SAW resonator are shown in FIG. As is clear from this figure, the spurious 10 is suppressed and is moving to the low frequency side.
Therefore, also in this case, the capacity area can be expanded.
第5図は、本発明の更に他の実施例を示すもので、イン
ターディジタル電極2の交差部分の外形が余弦カーブそ
のものを左右対称的に配置した形状である。この場合に
は、第6図に示すように、スプリアス10の抑制効果は小
さいものの、それが低い方へ移動しており、やはりキャ
パシティブ領域が拡大されていることが分る。FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention, in which the outer shape of the intersection of the interdigital electrodes 2 is a shape in which the cosine curve itself is symmetrically arranged. In this case, as shown in FIG. 6, although the suppressing effect of the spurious 10 is small, it is moving to the lower side, and it can be seen that the capacity area is also expanded.
なお、本発明は特にインターディジタル電極2の交差部
分の外形が余弦カーブに沿ったものに限定されるもので
はなく、両側に対称的に交差長が短くなる形状であれば
様々な変形例が考えられる。It should be noted that the present invention is not particularly limited to the outer shape of the intersecting portion of the interdigital electrode 2 along the cosine curve, and various modifications may be considered as long as the intersecting length is symmetrically shortened on both sides. To be
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、発振周波数を中心
として広い帯域に亙りスプリアスが生じることがないSA
W共振子を提供することができる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, SA in which spurious is not generated over a wide band centered on the oscillation frequency
A W resonator can be provided.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係るSAW共振子の構成を示
す平面図、第2図は同共振子のインピーダンスの周波数
特性を示すスミス図表、第3図は本発明の他の実施例に
係るSAW共振子の構成を示す平面図、第4図は同共振子
のインピーダンスの周波数特性を示すスミス図表、第5
図は本発明の更に他の実施例に係るSAW共振子の構成を
示す平面図、第6図は同共振子のインピーダンスの周波
数特性を示すスミス図表、第7図は従来の正規型SAW共
振子の構成を示す平面図、第8図は同共振子の通過特性
(振幅)を示す図、第9図はSAW共振器のエネルギー分
布の各モードを説明するための図、第10図は従来のアポ
ダイズ法によるSAW共振子の構成を示す平面図、第11図
は同共振子のインピーダンスの周波数特性を示すスミス
図表である。 1……圧電基板、2……インターディジタル電極、3,4
……グレーティング反射器、9……ダミー電極。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a SAW resonator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a Smith chart showing frequency characteristics of impedance of the resonator, and FIG. FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a SAW resonator according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a Smith chart showing frequency characteristics of impedance of the resonator, and FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a structure of a SAW resonator according to still another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a Smith chart showing frequency characteristics of impedance of the resonator, and FIG. 7 is a conventional normal type SAW resonator. Fig. 8 is a plan view showing the configuration of Fig. 8, Fig. 8 is a diagram showing the pass characteristic (amplitude) of the resonator, Fig. 9 is a diagram for explaining each mode of energy distribution of the SAW resonator, and Fig. 10 is a conventional diagram. FIG. 11 is a plan view showing the structure of the SAW resonator by the apodization method, and FIG. 11 is a Smith chart showing the frequency characteristic of impedance of the resonator. 1 ... Piezoelectric substrate, 2 ... Interdigital electrodes, 3,4
...... Grating reflector, 9 ... Dummy electrode.
Claims (2)
れ電気信号を弾性表面波に変換するインターディジタル
電極と、このインターディジタル電極の両側に形成され
弾性表面波を反射するグレーティング反射器とからなる
弾性表面波共振子において、前記インターディジタル電
極は、その中心から前記グレーティング反射器に近付く
につれて対称的に交差幅が減少するようにアポダイズさ
れており、且つ交差しない部分にダミー電極を配置して
なることを特徴とする弾性表面波共振子。1. A piezoelectric substrate, interdigital electrodes formed on the piezoelectric substrate for converting electric signals into surface acoustic waves, and grating reflectors formed on both sides of the interdigital electrodes for reflecting surface acoustic waves. In the surface acoustic wave resonator consisting of, the interdigital electrode is apodized so that the crossing width decreases symmetrically from the center thereof toward the grating reflector, and the dummy electrode is arranged in the non-crossing part. A surface acoustic wave resonator characterized by being formed.
の外形が余弦の弧線の少なくとも一部からなることを特
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。2. The surface acoustic wave resonator according to claim 1, wherein the interdigital electrode has an outer shape of at least a part of an arc line of a cosine at an intersecting portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042923A JPH0728195B2 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Surface acoustic wave resonator |
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| JP61042923A JPH0728195B2 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Surface acoustic wave resonator |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62200814A JPS62200814A (en) | 1987-09-04 |
| JPH0728195B2 true JPH0728195B2 (en) | 1995-03-29 |
Family
ID=12649540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042923A Expired - Lifetime JPH0728195B2 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Surface acoustic wave resonator |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728195B2 (en) |
Cited By (3)
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| EP1770858A2 (en) | 2005-08-23 | 2007-04-04 | Fujitsu Media Devices Limited | Surface acoustic wave apparatus |
| US8106726B2 (en) | 2005-01-21 | 2012-01-31 | National University Corporation Chiba University | Elastic surface wave device comprising dummy electrodes |
| CN104990638A (en) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 深圳华远微电科技有限公司 | Chip based on wireless temperature sensor |
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| JP2645674B2 (en) * | 1990-10-15 | 1997-08-25 | 国際電気株式会社 | Surface acoustic wave resonator |
| US6335667B1 (en) | 1998-08-28 | 2002-01-01 | Seiko Epson Corporation | Multi-longitudinal mode coupled saw filter |
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| JPS58100521A (en) * | 1981-12-10 | 1983-06-15 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Electrode construction for surface acoustic wave resonator |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61042923A patent/JPH0728195B2/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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