(57)【要約】【課題】部品点数を減らしたＡＳＫ送受信装置を提供する。【解決手段】圧電体平板上に形成されたＳＡＷデバイスと、増幅器とＳＷ回路と復調器とを少なくとも備えるＡＳＫ送受信装置であって、ＳＡＷデバイスは、少なくとも主ＩＤＴとゲイトＩＤＴと副ＩＤＴと一対の反射器とを配置した２モード型ＳＡＷ素子であり、かつ主ＩＤＴをＳＷ回路にて増幅器に接続して発振回路を構成し、かつ副ＩＤＴ側の端子を開放状態として、第３の周波数で発振させ、かつＡＳＫデータ信号に対応して断続する発振信号を出力して送信系を構成し、また、主ＩＤＴの端子を前記ＳＷ回路にて受信信号入力側に接続し、かつ副ＩＤＴ側の端子を復調器に接続して、第１の周波数と第２の周波数との周波数間を通過帯域幅とする二重モード型ＳＡＷフィルタとなして、発振信号を受信して盧波する受信系を構成し、第３の周波数を第１の周波数と第２の周波数との間に配設した。【選択図】図１
2008131435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体平板上に形成されたＳＡＷデバイスと、増幅器とＳＷ回路と復調器とを少なくと
も備えるＡＳＫ送受信装置であって、
前記ＳＡＷデバイスは、少なくとも主ＩＤＴとゲイトＩＤＴと副ＩＤＴと一対の反射器
とを配置した２モード型ＳＡＷ素子であり、かつ前記主ＩＤＴを前記ＳＷ回路にて前記増
幅器に接続して発振回路を構成し、かつ前記副ＩＤＴ側の端子を開放状態として、第３の
周波数で発振させ、かつＡＳＫデータ信号に対応して断続する発振信号を出力して送信系
を構成し、
また、前記主ＩＤＴの端子を前記ＳＷ回路にて受信信号入力側に接続し、かつ前記副Ｉ
ＤＴ側の端子を前記復調器に接続して、第１の周波数と第２の周波数との周波数間を通過
帯域幅とする二重モード型ＳＡＷフィルタとなして、前記発振信号を受信して盧波する受
信系を構成し、前記第３の周波数を前記第１の周波数と前記第２の周波数との間に配設し
たことを特徴とするＡＳＫ送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶等の安定な周波数を発生できる圧電体ＳＡＷ共振子を使用してＡＳＫ変
調を直接に行うことができるＡＳＫ変調器とその受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電気を有する水晶ＳＴカット基板（圧電体平板の一例）を用いて構成するＳＡ
Ｗ共振子を使用したＡＳＫ送信装置がある。また前記のＡＳＫ送信装置の送信信号を受信
するために、別途に構成したＳＡＷフィルタを使用した受信装置を構成していた。前記の
ＳＡＷ共振子については、その周波数温度特性が零温度係数をもち精度が良くかつ、所望
の周波数を直接発振が可能であるために、各種無線系の圧電発振器に使用されているが、
これはジッタが無く位相ノイズに優れた信号が高信頼性かつ低コストに容易に得られると
いう長所があるためである。
この理由から近年、乗用車のドアの自動開閉にはＳＡＷ共振子を用いた微弱無線機（キ
ーレスエントリー装置）が多数使用されるに至っている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２５２０１６号公報
【特許文献２】特開平１１−１９６１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の従来技術を使用したものはいずれも送信系と受信系を別途に構成
することが必要のため、（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。このための部品
点数の増加による装置の大型化とコストアップが課題であった。特に最近になって、セン
サーネットワークが必要とされる時代においては、各種センサーの情報を中央処理装置に
伝送して処理することが必要であり、このために屋内等で使用される比較的近距離間の微
弱無線通信が必要であり、前述の送受信装置の小形化かつ低コスト化が急務となっている
。
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するものでその目的とするところは、ＳＡＷ共振子とＳＡＷ
フィルタを１個の素子内に一体化して構成して使用することによって、従来送信と受信系
を別体に構成してきたＡＳＫ送受信装置を一体化して、低ジッタ，小形かつ低コストなＡ
ＳＫ送受信装置を市場に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
圧電体平板上に形成されたＳＡＷデバイスと、増幅器とＳＷ回路と復調器とを少なくと
も備えるＡＳＫ送受信装置であって、ＳＡＷデバイスは、少なくとも主ＩＤＴとゲイトＩ
ＤＴと副ＩＤＴと一対の反射器とを配置した２モード型ＳＡＷ素子であり、かつ主ＩＤＴ
をＳＷ回路にて増幅器に接続して発振回路を構成し、かつ副ＩＤＴ側の端子を開放状態と
して、第３の周波数で発振させ、かつＡＳＫデータ信号に対応して断続する発振信号を出
力して送信系を構成し、また、主ＩＤＴの端子をＳＷ回路にて受信信号入力側に接続し、
かつ副ＩＤＴ側の端子を復調器に接続して、第１の周波数と第２の周波数との周波数間を
通過帯域幅とする二重モード型ＳＡＷフィルタとなして、発振信号を受信して盧波する受
信系を構成し、第３の周波数を第１の周波数と第２の周波数との間に配設したことを特徴
とする。
【０００７】
この回路構成によれば、１個の二重モード型ＳＡＷフィルタを形成すれば、自動的に第
１の周波数と第２の周波数との周波数間を通過帯域幅とする二重モード型のＳＡＷフィル
タと、第１の周波数と第２の周波数との間に位置する第３の周波数によって発振する発振
回路が構成可能となるため、ＳＡＷ共振子とＳＡＷフィルタの２つの機能を集約すること
ができ装置の小形化及び生産性面で有利となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明のＡＳＫ送受信装置１の実施形態について、図１によって具体的回路の実施
例をブロック図にて説明した後、図２には本発明で使用される２個の機能が実現できる２
モード型ＳＡＷ素子の具体的な構成を電極パターンを示す図により説明し、図３と図４で
は３個の周波数配置とＳＡＷ素子の特性との関係を説明し、図５において本発明のブロッ
ク図の動作状態の説明を行ない、さらに図６では受信装置として動作する場合の２モード
型ＳＡＷ素子の接続状態を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、ＡＳＫ送受信装置１の一実施例について、その構成をブロック図にて図示した
ものである。
図１中の各部位は、Ｃ-ＭＯＳ-ＩＣあるいはトランジスタ等の能動素子によって形成し
た増幅器１００、バイポーラあるいはＭＯＳトランジス等より少なくともなるアナログス
イッチ回路（以降、ＳＷ回路と称する）１０１，１０２，１０５，１０６、ＳＡＷ共振子
とＳＡＷフィルタの２モードの機能を有する２モード型ＳＡＷ素子１０４、ＳＡＷフィル
タとのインピーダンス終端整合をとるための抵抗素子１０３，１０７、受信系を構成する
ための復調器１０８である。またＡＳＫ送信系のＲＦ信号出力端子としての端子ａ、ＡＳ
Ｋデータ信号を入力するための端子ｂ、ＳＷ回路１０１，１０２，１０５，１０６と２モ
ード型ＳＡＷ素子１０４の出力状態制御するための制御信号入力端子としての端子ｃ、ア
ンテナで受信したＲＦ信号をＳＡＷフィルタ（２モード型ＳＡＷ素子１０４の機能）に接
続するためのＲＦ入力端子としての端子ｄ，ｄ'、ＳＡＷフィルタ（２モード型ＳＡＷ素
子１０４の機能）を通過して選択された第３の周波数ｆ３とＡＳＫデータの周波数成分を
復調してもとのＡＳＫデータ信号とする復調器１０８の入力端子としての端子ｅ，ｅ'で
ある。図１において、増幅器１００とＳＷ回路１０１，１０２を端子ＳＷ１側に倒す状態
と、２モード型ＳＡＷ素子１０４のＳＡＷ共振子の機能とでＡＳＫ変調器を構成する。ま
た一方、ＳＷ回路１０１，１０２とＳＷ回路１０５，１０６を端子ＳＷ２側に倒すことに
より、２モード型ＳＡＷ素子１０４をＳＡＷフィルタとして使用して、復調器１０８とあ
わせて受信系を構成する。
【００１０】
次に、図１の２モード型ＳＡＷ素子１０４について図２を用いて説明する。
図２は本発明に使用する２モード型ＳＡＷ素子１０４の電極パーンの配置を示す平面図
である。
最初に本発明の２モード型ＳＡＷ素子１０４に使用する圧電体平板２００の一例につい
て説明する。圧電体平板２００は、例えば面内回転ＳＴカット水晶板でありレイリー型表
面波で動作するもので、水晶結晶の基本軸である電気軸Ｘと光軸Ｚの２軸が作る面を主面
とするＹ板を電気軸Ｘの回りに反時計方向にθ度（特に零温度係数が得られるθ＝３１度
から４２度）回転した基板において、さらに基板の法線軸の回りに電気軸Ｘ軸からの面内
の回転角Ψが±（４０〜４６）度である方位を弾性表面波の位相伝播方位軸としたもので
ある。あるいはまた、圧電体平板２００はＳＨ型表面波で動作する水晶基板であってもよ
い。次に、圧電体平板２００の表面を鏡面研磨した後、レイリー型あるいはＳＨ型等の弾
性表面波の位相伝搬方向軸に対して直交して、例えば金属アルミニウムより少なくともな
る多数の平行導体の電極指を周期的に配置した少なくとも１個のすだれ状電極（以降、Ｉ
ＤＴと称する）を構成し、その両側に一対の反射器を形成して１個の２モード型ＳＡＷ素
子１０４を構成することができる。
【００１１】
図２に示す２モード型ＳＡＷ素子１０４は、圧電体平板２００、反射器２０１，２０５
、主すだれ状電極としての主ＩＤＴ２０２、副すだれ状電極としての副ＩＤＴ２０４、ゲ
イトＩＤＴ２０３、主ＩＤＴへの正負極性の入力端子２０６、副ＩＤＴへの入力端子２０
７とによって少なくとも構成されている。またＩＤＴ領域中の斜線で形成された部位は、
ＩＤＴの正負極性より少なくともなる電極指群への給電導体部位２１１であり、いずれも
前述のアルミニウム電極等の金属で形成されている。反射器２０１と主ＩＤＴ２０２、ゲ
イトＩＤＴ２０３、副ＩＤＴ２０４、反射器２０５の全体で１個の縦型の二重モード型Ｓ
ＡＷフィルタを構成している。一方、２モード型ＳＡＷ素子１０４を１モード型ＳＡＷ素
子として使用する場合には、入力端子２０６を発振回路の増幅器１００（図１参照）への
入出力端子ｇ，ｇ'（図１参照）に接続し、かつ入力端子２０７を開放状態とすればよい
。
【００１２】
前述のＳＡＷフィルタ動作状態においては、１個のＳＡＷフィルタは表面波にて動作す
る２つの固有な振動状態としてのＳ０モードおよびＡ０モードをつくるが、両者は１個の
ＳＡＷフィルタ素子内において相互に弾性的に結合するように設計することが必要である
。この状態を効果的に形成するために、ゲイトＩＤＴ２０３のが必要である。ＳＴカット
の場合においては、このゲイトＩＤＴ２０３の電極周期長Ｐ（Ｘ）を、主ＩＤＴ２０２と
副ＩＤＴ２０４との電極周期長ＰＴ０に対して、大きく設定することにより振動の変位状
態を制御して、対称モードＳ０と斜対称モードＡ０を効果的に発生させることができる。
この場合の電極周期長比Ｐ（Ｘ）／ＰＴ０が１．０２以上から１．０４以下に設定すれば
十分な効果が期待できる。図２中の階段状の線２０８は２モード型ＳＡＷ素子１０４の縦
方向（すなわち、弾性表面波の位相伝搬方向）に関して、電極指の周期長Ｐ（ｘ）を図示
したものである。フィルタおよび共振子である２つの素子動作状態の説明はあらためて図
３と図４で行う。入力端子２０６に接続する主ＩＤＴ２０２は、常に本発明のＡＳＫ送受
信装置１の増幅回路１００（図１参照）に接続されて、第３の周波数ｆ３の状態をとって
振動する。
【００１３】
前述した、主ＩＤＴ２０２、ゲイトＩＤＴ２０３、副ＩＤＴ２０４、はひとつのＩＤＴ
を３つに分割して形成することができる。
本発明の図２の２モード型ＳＡＷ素子１０４の構成条件の１例を示すと、前述の水晶Ｓ
Ｔカットあるいは回転ＳＴカットにおいて、アルミ電極の膜厚みｈと利用する弾性表面波
の波長λとの比ｈ／λが０．０２から０．０３であり、ＩＤＴの総対数Ｍ＝１６０対，主
ＩＤＴ２０２が８０対，副ＩＤＴ２０４が８０対，ゲイトＩＤＴ２０３は２０対から４０
対で電極周期比が１．０２から１．０４，ＩＤＴの交叉幅が４０波長，反射器２０１，２
０５は９０本である。
【００１４】
次に、図３は、図１で説明した２モード型ＳＡＷ素子１０４を縦型の二重モード型ＳＡ
Ｗフィルタを形成した場合のフィルタの伝送特性（動作伝送量ＳＢ、単位ｄＢ）を測定し
たものである。ただし、フィルタの終端インピーダンスは不整合状態にある。同図の横軸
は周波数変化率Δｆ／ｆ０を単位ＰＰＭ（１０-6）で表した。またｆ０はＳＡＷフィルタ
の中心周波数ｆ０である。
【００１５】
同図の曲線の左側のピーク４０２がＡ０モード、右側のピーク４０１がＳ０モードであ
る。Ａ０モード（ピーク４０２）が共振周波数としての第１の周波数ｆ１に対応し、Ｓ０
モード（ピーク４０１）が共振周波数としての第２の周波数ｆ２に対応する。ＳＡＷフィ
ルタの通過帯域幅は第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との間での範囲内で形成される
。
【００１６】
さらに、図４において前述の各周波数の配置関係を図示した。同図の横軸は周波数軸ｆ
（Ｈｚ）であり、縦軸は共振子の特性であり、アドミタンスＹ（ｆ）を単位としてｄＢで
表記しており、ＳＡＷフィルタの特性の場合には挿入損失ＳＳをｄＢ単位で表記した。挿
入損失ＳＳの特性と動作伝送量ＳＢはちょうど特性を上下反転した状態である。
【００１７】
図４では、Ａ０モードの共振周波数としての第１の周波数曲線５０２と、Ｓ０モードの
共振周波数としての第２の周波数曲線５０１と、２モード型ＳＡＷ素子１０４をＳＡＷ共
振子の状態で使用した場合の第３の周波数曲線５００Ｃとを示している。第１の周波数曲
線５０２の共振周波数としての第１の周波数ｆ１と、第２の周波数曲線５０１の共振周波
数としての第２の周波数ｆ２との間に、第３の周波数曲線５００Ｃの共振周波数としての
第３の周波数ｆ３が配設されている。また周波数曲線５０３はＳＡＷフィルタとしての特
性であり、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２とで形成された周波数範囲をほぼ包括し
ている。
【００１８】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて図１のブロック図の動作について説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、図１に対応したＡＳＫ送受信装置１の動作波形を示すものであ
る。図５（ａ）は、増幅器１００とＳＷ回路１０１，１０２と２モード型ＳＡＷ素子１０
４とで構成される発振器で構成されたＡＳＫ変調器へのＡＳＫデータ信号３０１である（
図１の端子ｂに対応）。ＡＳＫデータ信号３０１のＨ（ｈｉｇｈｔ）＝＋１、Ｌ（Ｌｏｗ
）＝０電位に対応してＡＳＫ変調器のＲＦ出力信号３０２が断続する。図５（ｂ）は、Ａ
ＳＫ変調器からのＲＦ出力信号３０２であり（図１の端子ａに対応）、ＡＳＫデータ信号
３０１（図５（ａ）参照）に対応して、第３の周波数ｆ３で形成されたＲＦ出力信号３０
２が断続していることがわかる。図５（ｃ）は、ＡＳＫ送受信装置１が送信器として動作
する場合にはＨ（＋１電位水準）とし、受信器として動作する場合にはＬ（０電位水準）
として、ＳＷ回路１０１，１０２，１０５，１０６（図１参照）の接続を切り換えるため
の制御信号３０３である（図１の端子ｃに対応する）。
【００１９】
図６は、ＡＳＫ送受信装置１を受信器として動作させる場合のＳＷ回路１０１，１０２
，１０５，１０６の接続状態を示したものである。ＳＷ回路１０１，１０２，１０５，１
０６は端子ＳＷ２側に倒されて、２モード型ＳＡＷ素子１０４はＳＡＷフィルタとして動
作している。この際に抵抗素子１０３と抵抗素子１０７はＳＡＷフィルタの終端インピー
ダンスに整合して設定されており、アンテナからの受信信号は盧波されて復調器１０８に
入力される。復調器１０８からは再生されたＡＳＫデータが出力されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
ちなみに、２モード型ＳＡＷ素子１０４の説明において、水晶基板かつ縦型の二重モー
ドＳＡＷフィルタにより説明したが、水晶以外の材料よりなる基板でもよく、また横型の
二重モードＳＡＷフィルタにより、同様な機能を構成することができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明のＡＳＫ送受信装置１は、ＳＡＷデバイス技術とＩＣ技術
とを融合したことによって、部品点数を減らして小形化することができた。今後、ますま
す需要が増加すると考えられるセンサーシステム分野において、数メートルから数十メー
トル範囲でのデータ通信を可能にした安価なシステムとして、おおいに社会的貢献できる
と考える。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＡＳＫ送受信装置の回路構成の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明のＡＳＫ送受信装置の構成要素である２モード型ＳＡＷ素子の一実施例を示す平面図。
【図３】本発明の２モード型ＳＡＷ素子の一実施例が示すＳＡＷフィルタの特性図。
【図４】本発明の２モード型ＳＡＷ素子の一実施例が示す他の特性図。
【図５】本発明のＡＳＫ送受信装置が示す信号特性図。
【図６】本発明のＡＳＫ送受信装置の一実施例における他の回路状態を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２３】
１００…増幅器、１０１，１０２，１０５，１０６…ＳＷ回路、１０４…２モード型Ｓ
ＡＷ素子、１０３，１０７…抵抗素子、１０８…復調器。
【図１】
2008131435.tif 000003
【図２】
2008131435.tif 000004
【図３】
2008131435.tif 000005
【図４】
2008131435.tif 000006
【図５】
2008131435.tif 000007
【図６】
2008131435.tif 000008