(57)【要約】【課題】圧電基板上に設けたＩＤＴ電極の電極指の交差幅を重み付けした弾性波共振子において、高次横モードに基づくスプリアスを抑圧することのできる弾性波共振子及びこの弾性波共振子を用いた弾性波デバイスを提供する。【解決手段】弾性波共振子は、圧電基板上に設けたＩＤＴ電極の電極指の交差幅を重み付けされ、バスバーに接続された電極指群の先端を結んで形成される包絡線にはバスバーからの距離が極大となる少なくとも３つの極大部と、この距離が極小となる少なくとも２つの極小部とが交互に配列され、隣り合う極大部と極小部とを通る包絡線を構成する電極指群には、予め定めたｎ次横モード（ｎは予め定めた３以上の奇数）が発生しない上限の交差幅を有する電極指が含まれ、前記上限の交差幅を有する電極指の先端部を通る包絡線は、弾性波の伝播方向に対して１０°以上、６５°以下の範囲内の傾斜角度を有する直線等である。【選択図】図１
2009219045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に設けたＩＤＴ電極の電極指の交差幅を重み付けした弾性波共振子において、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも一方側のバスバーに接続された電極指群の先端を結んで形成される包絡線には、当該バスバーからの距離が極大となる少なくとも３つの極大部と、この距離が極小となる少なくとも２つの極小部とが交互に配列されていることと、
これらの隣り合う極大部と極小部とを通る包絡線を構成する電極指群には、予め定めたｎ次横モード（ｎは予め定めた３以上の奇数）が発生しない上限の交差幅を有する電極指が含まれていることと、
前記上限の交差幅を有する電極指の先端部を通る包絡線は、弾性波の伝播方向に対して１０°以上、６５°以下の範囲内の傾斜角度を有する直線であるか、または前記上限の交差幅を有する電極指の先端部及びこの電極指よりも交差幅の小さい電極指の先端部を予め決められた本数だけ結んで形成される包絡線は、当該包絡線に対して引いた接線と前記伝播方向との成す最大傾斜角度が前記範囲内の傾斜角度を有する曲線であることと、を備えていることを特徴とする弾性波共振子。
【請求項２】
前記極大点の１つは、ＩＤＴ電極内に励振される０次縦モードの最大振幅の発生する位置に設けられていることを特徴とする弾性波共振子。
【請求項３】
前記ｎ次横モードは、３次横モードであることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性波共振子。
【請求項４】
前記ＩＤＴ電極の対向するバスバーの内端間の開口長に対し、前記極小部に位置する電極指と、この電極指に隣り合う左右の電極指との交差幅のうち、いずれか短い方の交差幅の比が０．３以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の弾性波共振子。
【請求項５】
複数の弾性波共振子が共通の基板上に形成された弾性波デバイスであって、
前記複数の弾性波共振子の少なくとも一つは請求項１ないし４のいずれか一つに記載された弾性波共振子であることを特徴とする弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）等の弾性波を利用した弾性波共振子及びこれを利用した弾性波デバイスに関し、特に高次横モードに起因するスプリアスを抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の移動体端末に実装され、高周波信号の弁別を行う例えばラダー型フィルタ等に組み込まれる共振子として、弾性波を利用した弾性波共振子が知られている。図１４は、水晶、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３等の圧電体の表面に発生させた弾性表面波（以下、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）という）を利用したＳＡＷ共振子１００の一例を示している。
【０００３】
ＳＡＷ共振子１００は、圧電体からなる図示しない圧電基板上に、櫛型交差指状電極２（以下、ＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極２という）と、このＩＤＴ電極２の両側に配置された反射器３ａ、３ｂとが配置された構成を備えている。ＩＤＴ電極２は、例えばアルミニウム等により構成され、互いに対向するように設けられた２つのバスバー２１、２２と、これらのバスバー２１、２２に交差指状に接続された多数の電極指２３１とを備えている。そして、一方側のバスバー２１に入力された周波数信号を電気-機械変換することにより隣り合う電極指２３１、２３２間に励振されるＳＡＷを利用し、周波数に応じて共振、反共振を生じる周波数特性を得ている。なお反射器３ａ、３ｂは、例えばアルミニウム等よりなる多数の電極指２３１を備えたグレーティング反射器として構成されており、ＩＤＴ電極２の外側方向に伝播したＳＡＷをＩＤＴ電極２へと反射する役割を果たす。
【０００４】
ＩＤＴ電極２の各電極指２３１、２３２間に励振されるＳＡＷは、例えば図１４中に矢印で示した方向（縦方向という）へと伝播し、このＳＡＷの進行波と、両側の反射器３ａ、３ｂにて反射されたＳＡＷの反射波とが重なり合うと、縦方向に対して垂直な方向（横方向という）に振幅の分布を持つ横モードが励振される。横モードには、主共振モード、２次モード、３次モード、…と、無数の次数を持つモードが存在し、これらのうち図１５（ａ）に振幅の分布を模式的に示した主共振モードのみがＳＡＷ共振子１００の周波数特性を得るために利用される。
【０００５】
一方、主共振モードより高次のモードのうち、偶数次のモードは各モード内で振動エネルギーが相殺され周波数特性には影響を与えないが、３次、５次…といった奇数次のモードは、例えば図１５（ａ）に斜線で塗りつぶされていない領域に相当する振動エネルギーが相殺されずに残ってしまう。このような相殺されなかった振動エネルギーは、ＳＡＷ共振子１００の周波数特性にスプリアスとなって現れ、例えばラダー型フィルタの周波数特性にリップルを生ずる原因となる。
【０００６】
そこでこのような高次横モードの影響を抑圧するため、電極指２３１、２３２の交差幅に重み付けを行った各種のＳＡＷ共振子が知られている。例えば非特許文献１に記載のＳＡＷ共振子１００ａは、図１６に示すように電極指２３１、２３２の交差幅がＩＤＴ電極２の中央領域にて最大、両端部にて最小となっていて、各電極指２３１、２３２同士の先端部を結んで形成される包絡線の形状が直線となっている。
【０００７】
重み付けによって電極指２３１、２３２の交差幅が小さくなっている領域においては、図１５（ｂ）に示すようにモード内で相殺されるエネルギーの割合が大きくなる。この結果、交差幅を小さくしていくにつれて次数の低いモードから順に高次横モードの影響が小さくなり、ＳＡＷ共振子１００ａ全体の周波数特性においてもスプリアスを小さくすることができる。なお対向する電極指２３１、２３２と交差していない電極２３３は、ＳＡＷの位相の乱れを防止するためのダミー電極２３３である。
【０００８】
このように電極指２３１、２３２の交差幅を重み付けして高次横モードの影響をより小さく抑えようとする技術は、移動体端末の低消費電力化や受信アンテナの小型化に伴う受信電波の微弱化等の要求に応じて盛んに検討されており、様々な包絡線形状を持ったＳＡＷ共振子が提案されている。例えば特許文献１においては、図１７に示したｘ軸の原点を基準にして、電極指２３１、２３２の包絡線形状を「ｃｏｓ−１（｜ａｘ｜）、但し、ａは定数」として、ＳＡＷの励振強度分布を主共振モードと一致させ、高次横モードの抑圧の度合いをより高めたＳＡＷ共振子１００ｂが記載されている。
【０００９】
しかしながら、これら図１６、図１７に記載されたＳＡＷ共振子１００ａ、１００ｂにおいても、後掲の実測定結果（実験値）に示すように、高次の横振動モードを所望のレベルにまで抑圧できないことを本発明者は把握している。
【００１０】
なお、特許文献２には電極指の交差幅が極大となる極大点と、同じく交差幅が極小となる極小点とを複数備え、これらの極大点と極小点とが交互に配置されたＳＡＷ共振子が記載されている。しかしながら当該特許文献２に記載の技術は包絡線の傾斜角度が１０°以上、６５°以下の範囲を外れており、包絡線の傾きが大きすぎるため高次横モードを抑圧する効果を十分に得ることはできない。また当該ＳＡＷ共振子は、包絡線の極小点がＩＤＴ電極の中央部まで伸び出しており、電極指の交差幅が小さい領域が多数ある。後述のように電極指の交差幅が小さい領域では、ＩＤＴ電極に電力を印加した際に電極指に過大な応力が加わり電極指の破壊に至るおそれがあるばかりでなく、当該ＳＡＷ共振子を備えたフィルタの挿入損失が増大するといった問題がある。
【００１１】
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌Ａ  Ｖｏｌ．７５−Ａ  Ｎｏ．３  第４６４頁左欄第８行目〜右欄第７行目、図１１
【特許文献１】特開平７−２２８９８号公報：第０００２段落、図５
【特許文献２】特開２００７−６０１０８号公報：、第０００９段落、第００３５段落、第００４４段落、図７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に基づいて行われたものであり、その目的は、圧電基板上に設けたＩＤＴ電極の電極指の交差幅を重み付けした弾性波共振子において、高次横モードに基づくスプリアスを抑圧することのできる弾性波共振子及びこの弾性波共振子を用いた弾性波デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わる弾性波共振子は、圧電基板上に設けたＩＤＴ電極の電極指の交差幅を重み付けした弾性波共振子において、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも一方側のバスバーに接続された電極指群の先端を結んで形成される包絡線には、当該バスバーからの距離が極大となる少なくとも３つの極大部と、この距離が極小となる少なくとも２つの極小部とが交互に配列されていることと、
これらの隣り合う極大部と極小部とを通る包絡線を構成する電極指群には、予め定めたｎ次横モード（ｎは予め定めた３以上の奇数）が発生しない上限の交差幅を有する電極指が含まれていることと、
前記上限の交差幅を有する電極指の先端部を通る包絡線は、弾性波の伝播方向に対して１０°以上、６５°以下の範囲内の傾斜角度を有する直線であるか、または前記上限の交差幅を有する電極指の先端部及びこの電極指よりも交差幅の小さい電極指の先端部を予め決められた本数だけ結んで形成される包絡線は、当該包絡線に対して引いた接線と前記伝播方向との成す最大傾斜角度が前記範囲内の傾斜角度を有する曲線であることと、を備えていることを特徴とする。  
ここで前記極大点の１つは、ＩＤＴ電極内に励振される０次縦モードの最大振幅の発生する位置に設けられていることが好ましく、前記ｎ次横モードは、３次横モードである場合が好適である。また、前記ＩＤＴ電極の対向するバスバーの内端間の開口長に対し、前記極小部に位置する電極指と、この電極指に隣り合う左右の電極指との交差幅のうち、いずれか短い方の交差幅の比が０．３以上であることが好ましい。
【００１４】
また本発明に係わる弾性波デバイスは、複数の弾性波共振子が共通の基板上に形成された弾性波デバイスであって、前記複数の弾性波共振子の少なくとも一つは上述の弾性波共振子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係わる弾性波共振子によれば、ＩＤＴ電極の電極指群の先端部を結んで形成される包絡線が、バスバーからの距離が最大となる少なくとも３つの極大部と、この距離が極小となる少なくとも２つの極小部とを交互に備えているので、予め定めた次数の高次横モードを抑圧可能な上限の交差幅を持つ電極指を弾性波の伝播方向に間隔を空けて複数回配置することができる。更に隣り合う極大点と極小点とを結ぶ包絡線を構成する直線の傾斜角度、またはこの包絡線を構成する曲線に対して引いた接線の最大傾斜角度が１０°以上、６５°以下の範囲内の傾斜角度となっているので、前述の上限交差幅を持つ電極指の近傍に、当該上限交差幅に近い交差幅を持つ電極指を複数本まとめて配置することができ、周波数特性への影響の大きな高次横モードを効果的に抑圧してスプリアスの小さい弾性波共振子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の具体的な構成例を説明する前に、本発明の主旨について簡単に説明しておく。背景技術にて説明したように、従来、高次横モードによるスプリアスの発生を抑えることを目的として様々な包絡線形状を備えたＳＡＷ共振子が提案されてきたが、低スプリアス化の要求はますます強くなってきている。そこで本発明者は、より性能の高いＳＡＷ共振子を開発すべく鋭意検討を行ったところ、以下の知見を得るに至った。
【００１７】
即ち、（１）既述の図１６や図１７に記載のＳＡＷ共振子１００ａ、１００ｂにおいては、例えば比較的振動エネルギーの大きな３次横モード等、特定の次数の高次横モードについての抑圧が十分でないためにスプリアスが発生してしまう場合が多い。（２）このように抑圧しきれないある特定の高次横モードを十分に抑圧するためには、例えば交差幅が一定のＩＤＴ電極２に共振周波数を持つ信号を入力しながら電極指２３１、２３２の交差幅を徐々に小さくしていったとき、当該特定の高次横モードが発生しなくなる上限の交差幅（以下、上限交差幅という）を持つ電極指２３１、２３２を多くの本数備えていることが好ましい。（３）このような上限交差幅を備えた電極指２３１、２３２を多数本配置する場合には、これらの電極指２３１、２３２を一つの場所にまとめて配置するよりは、弾性波の伝播方向に分散して配置したほうがよい。
【００１８】
以上に述べた（１）〜（３）の知見に基づけば、例えば図１８に模式的に示すように、特定の高次横モードを抑圧可能な上限交差幅「Ｗｍａｘ」を持った電極指２３１、２３２をＳＡＷの伝播方向に幅広く配置した包絡線４１、４２形状を持つＩＤＴ電極２を採用することが効果的にも思われる。しかしながら高次横モードの特性は、圧電基板の微妙な物性の変化やバスバー２１、２２の内端間の距離（開口長という）のわずかなずれ等によって変化し、実際の上限交差幅はＩＤＴ電極２毎にばらつきがある。このため図１８に示したように計算上の上限交差幅「Ｗｍａｘ」を持つ電極指２３１、２３２を備えたＳＡＷ共振子を製造しても、当該交差幅が実際の上限交差幅からずれてしまっている場合には、スプリアスの抑圧に何ら役立たないおそれがある。
【００１９】
以上に説明したように、（１）〜（３）にて得られた知見を活用するためには、抑圧したい高次横モードに対応する上限交差幅「Ｗｍａｘ」が変動した場合においても、安定して当該高次横モードを抑圧できる構成が必要となる。本発明はこのような観点からなされている。以下、本実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１の構成について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１の平面図であり、ＩＤＴ電極２と反射器３ａ、３ｂとを備え、各バスバー２１、２２に接続された電極指２３１、２３２の交差幅に重み付けがされている点は、図１６、図１７に示した既述のＳＡＷ共振子１００ａ、１００ｂと同様である。当該ＳＡＷ共振子１は、各電極指２３１、２３２群の先端部を結んで形成される包絡線に極大部である極大点Ｐ１〜Ｐ３、Ｑ１〜Ｑ３と、極小部である極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２とを交互に備えており、予め定めた高次横モード、例えば３次横モードの影響を抑圧できるようになっている点が従来のＳＡＷ共振子１００ａ、１００ｂと異なっている。
【００２１】
ここで電極指２３１、２３２の交差幅の重み付けに係わる設計変数について図２を参照しながら定義しておくと、隣り合う電極指２３１、２３２に挟まれる圧電基板の領域（タップという）にＩＤＴ電極２の左端側から順に「１，２，３，…」と番号をつけたとき、ｉ番目のタップを形成する電極指２３１、２３２の交差幅を「Ｗ（ｉ）」とする。ｉ番目のタップにおいては交差幅「Ｗ（ｉ）」と等しい幅でＳＡＷが励振されるため、この励振幅を「Ｙ（ｉ）」とするとき重み付け係数「ｙ（ｉ）」の絶対値は以下の（１）式で定義される。  
｜ｙ（ｉ）｜＝Ｙ（ｉ）／Ｗ０＝Ｗ（ｉ）／Ｗ０＝ｗ（ｉ）  …（１）  
ここでＷ０はＩＤＴ電極２の開口長でありｗ（ｉ）はｉ番目のタップを形成する電極指２３１、２３２の開口長に対する交差幅の比（相対交差幅という）である。
【００２２】
（１）式において重み付け係数の絶対値をとっている理由は、電極指２３１、２３２間に形成される電界の向きによって重み付け係数の向きが変化するからである。今、ｉ番目のタップを形成する電極指２３１、２３２間に、図２に示したｘ軸の右方向へ向かう電界が形成されている場合をプラス、左方向へ向かう電界が形成されている場合をマイナスとしたとき、重み付け係数は以下の（２）式で表される。  
ｙ（ｉ）＝ｓｉｇｎ＊（Ｙ（ｉ）／Ｗ０）  …（２）  
ここで「ｓｉｇｎ」は、電極指２３１、２３２間に形成される電界の向きがプラスの場合に「ｓｉｇｎ＝１」、マイナスの場合に「ｓｉｇｎ＝−１」を返す。  
【００２３】
このように電極指２３１、２３２の交差幅の重み付けは、ＳＡＷの励振される領域の幅を調節するために行われるものであり、本実施の形態においては既述のように高次横モードの影響を抑圧する目的で重み付け係数「｜ｙ（ｉ）｜」の分布が設定されており、この重み付け係数の分布を実現するように電極指２３１、２３２群の先端部を結んで形成される包絡線の形状が決定されている。
【００２４】
図３（ｂ）は、実施の形態に係わるＩＤＴ電極２の電極指２３１、２３２の記載を省略して各包絡線４１、４２を線描した模式図である。図面に向かって上方側を前方、下方側を後方とすると、４１は後方側のバスバー２２に接続されている電極指２３２群により形成される包絡線であり、４２は前方側のバスバー２１に接続されている電極指２３１群により形成される包絡線である。
【００２５】
図３に示すように縦方向（ＳＡＷの伝播方向）にｘ軸、横方向にｙ軸をとって、２つのバスバー２１、２２の中央左端を原点とし、同右端を「Ｌ点」としたとき、包絡線４１は、原点を出発して「原点近傍位置→Ｐ１→Ｂ１→Ｐ２→Ｂ２→Ｐ３→Ｌ点近傍位置」の順に原点からＬ点までの各極大点Ｐ１〜Ｐ３、極小点Ｂ１、Ｂ２を直線で結んだ屈曲線となっている。
【００２６】
ここでＳＡＷ共振子１に周波数信号を入力すると、ＩＤＴ電極２には、既述の横モードに加えて、ＳＡＷの伝播方向に縦モードが励振されことが知られている。図３（ａ）に示すように縦モードの主共振モード（０次モード）は、ＩＤＴ電極２のｘ軸方向中央部にて振幅が最大となるピークを有しており、この領域における電極指２３１、２３２の交差幅が小さいと周波数信号が電気-機械変換される際に電極指２３１、２３２に過大な応力が加わり電極指２３１、２３２の破壊に至る要因となる。
【００２７】
そこで当該包絡線４１においては、前述のピークの発生する位置にて電極指２３１、２３２の交差幅が極大となるように、前後方向（ｙ方向）についてはバスバー２１付近、左右方向（ｘ方向）についてはＩＤＴ電極２の中央位置に極大点Ｐ２が配置されている。そして残る２つの極大点Ｐ１、Ｐ３は、前後方向については既述の極大点Ｐ２とほぼ同じ位置、左右方向についてはＩＤＴ電極２の両端から中央までの距離のおよそ３分の１の位置に配置されている。
【００２８】
一方、２つの極小点Ｂ１、Ｂ２は、前後方向についてはｘ軸からバスバー２１までの中央位置、左右方向については極大点Ｐ１とＰ２との中央位置よりもやや外端寄りの位置、並びに極大点Ｐ２とＰ３との間の中央よりもやや外端寄りの位置に各々配置されている。この結果、包絡線４１を構成する線分Ｐ１-Ｂ１、Ｂ１-Ｐ２、Ｐ２-Ｂ２並びにＢ２-Ｐ３がＳＡＷの伝播方向に対して成す傾斜角度θ１〜θ４は、例えば１０°以上、６５°以下の範囲内の傾斜角度となっている。また、バスバー２１、２２間の開口長Ｗ０に対し、各極小点Ｂ１、Ｂ２に位置する電極指２３２と、この電極指２３２に隣り合う左右の電極指２３１との交差幅のうち、いずれか短い方の交差幅Ｗ（ｍＢ）の比が０．３以上、好ましくは０．３５以上となっている。
【００２９】
これに対してもう一方の包絡線４２を構成する極大点Ｑ１〜Ｑ３、極小点Ｃ１、Ｃ２は、電極指２３１の先端部が離散的に配置されているため多少のずれはあるものの、ｘ軸を挟んで既述の包絡線４１を構成する極大点Ｐ１〜Ｐ３、極小点Ｂ１、Ｂ２とほぼ線対称となる位置に配置されている。よって当該包絡線４２は、「原点近傍位置→Ｑ１→Ｃ１→Ｑ２→Ｃ２→Ｑ３→Ｌ点近傍位置」の順にこれらの点を直線で結んだ屈曲線により構成され、線分Ｑ１-Ｃ１、Ｃ１-Ｑ２、Ｑ２-Ｃ２並びにＣ２-Ｑ３がＳＡＷの伝播方向に対して成す傾斜角度θ１’〜θ４’についても、既述の傾斜範囲内の傾斜角度となっており、各極小点Ｃ１、Ｃ２に位置する電極指２３１と、左右の電極指２３２との交差幅のうちいずれか短い方の交差幅Ｗ（ｍＣ）は、開口長Ｗ０に対する長さの比率が０．３以上、好ましくは０．３５以上となっている。
【００３０】
以上に説明したように各々の包絡線４１、４２において、３つの極大点Ｐ１〜Ｐ３、Ｑ１〜Ｑ３と、２つの極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２とが交互に配置され、これらの点が直線で結ばれていることにより、本実施の形態に係わるＩＤＴ電極２の重み付け係数は、以下の（３）式〜（６）式を満たしている。  
｜ｙ（Ｐ１）｜≒｜ｙ（Ｐ２）｜≒｜ｙ（Ｐ３）｜  …（３）  
｜ｙ（Ｂ１）｜≒｜ｙ（Ｂ２）｜                  …（４）  
｜ｙ（Ｑ１）｜≒｜ｙ（Ｑ２）｜≒｜ｙ（Ｑ３）｜  …（５）  
｜ｙ（Ｃ１）｜≒｜ｙ（Ｃ２）｜                  …（６）  
そして、電極指２３１、２３２の交差幅は包絡線４１、４２に含まれる線分（Ｐ１-Ｂ１、Ｂ１-Ｐ２、Ｐ２-Ｂ２、Ｂ２-Ｐ３及び、Ｑ１-Ｃ１、Ｃ１-Ｑ２、Ｑ２-Ｃ２、Ｃ２-Ｑ３）に沿って連続的に変化することになる。
【００３１】
そこで本実施の形態では、３次横モードに対応する上限交差幅（３次横モードが発生しなくなる上限の交差幅）を設計レベルで予め把握しておき、当該設計上の上限交差幅よりも例えば交差幅の小さい電極指２３１、２３２も包絡線４１、４２に含まれるように余裕をとって極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２のｙ方向の配置位置を設定している。これにより、実際の上限交差幅がこの設計値を外れてばらついたとしても、包絡線４１、４２上のいずれかの位置に、実際の上限交差幅に対応する交差幅を持つ電極指２３１、２３２を前記線分の数に対応する本数だけ存在させるようにすることができる。
【００３２】
ここで既述の（２）の知見にて述べたように、例えば３次横モードを抑圧するためには、当該３次横モードに対応した上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２を多数配置することが好ましい。しかしながら、当該上限交差幅よりも交差幅の小さい電極指２３１、２３２では３次横モードを抑圧する効果が急激に小さくなってしまうわけではなく、例えば交差幅が数μｍ小さい程度の範囲であれば上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２に劣らない横モードの抑圧効果を発揮することができることがわかっている。
【００３３】
そこで本実施の形態に係わる本実施の形態に係わるＩＤＴ電極２においては、ＳＡＷの伝播方向に対して包絡線４１、４２を構成する各線分の成す傾斜角度が１０°以上、６５°以下の範囲内の角度となるようにすることにより、例えば図３（ｂ）にＳ１〜Ｓ４の符号を付した各領域内に、３次横モードを抑圧するにあたって有効な交差幅を持つ電極指２３１、２３２を例えば数本〜十数本程度配置することが可能となる。この結果、領域Ｓ１〜Ｓ４全体では当該交差幅を持つ電極指２３１、２３２が例えば十数本〜数十本程度、ＳＡＷの伝播方向に間隔を空けて配置されることになる。
【００３４】
なお、極大点Ｐ１、Ｑ１よりも左側の領域、並びに極大点Ｐ３、Ｑ３よりも右側の領域の包絡線４１、４３を構成する線分（原点-Ｐ１、原点-Ｑ１、Ｐ３-Ｌ点、Ｑ３-Ｌ点）については、ＳＡＷの伝播方向に対する傾斜角度を所定の範囲内とする設計はなされていない。しかしながら、これらの線分を構成する電極指２３１、２３２にも、図３（ｂ）中に領域Ｓ０、Ｓ０’の符号を付した領域内に３次横モードを抑圧するにあたって有効な交差幅を持つ電極指２３１、２３２が含まれており、他の領域Ｓ１〜Ｓ４の電極指２３１、２３２と相俟って３次横モードを抑圧する効果を発揮することは勿論である。
【００３５】
既述のように高次横モードの発生は、ＳＡＷ共振子１の周波数特性にスプリアスとして現れ、当該ＳＡＷ共振子１を用いたラダー型フィルタの周波数特性のリップル等となる。このため、既述の１０°以上、６５°以下の傾斜角度の範囲は、例えば当該ＳＡＷ共振子１を用いたラダー型フィルタ等の挿入損失の仕様を満たすように高次横モードの抑圧に有効な交差幅を持つ電極指２３１、２３２が十数本〜数十本程度配置できる範囲となっている。
【００３６】
ここで、ある傾斜角度を持つ線分の単位長さ内に配置可能な電極指２３１、２３２の本数は、例えば隣り合う電極指２３１、２３２間の配置間隔（以下、ピッチという）の長短によって増減し、電極指２３１、２３２のピッチはＳＡＷ共振子１の共振周波数等によって決定される。そこで上記範囲内の実際の傾斜角度θ１〜θ４、θ１’〜θ４’の決定にあたっては、例えば共振周波数等、所望の周波数特性を持つように電極指２３１、２３２間のピッチを決定し、その条件下で極大点Ｐ１〜Ｐ３、Ｑ１〜Ｑ３、極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の配置位置を変化させ、シミュレーションや実験等によりＳＡＷ共振子１の周波数特性を確認する。そして例えばラダー型フィルタの挿入損失の使用値を満たす程度までスプリアスを抑圧できる位置にてこれら各極大点、極小点の配置位置を決定すること等により決めるとよい。
【００３７】
以上の構成を備えることにより、本実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１には、３次横モードを抑圧するのに有効な上限交差幅及びこの交差幅に近い交差幅を持つ電極指２３１、２３２を例えば十数本〜数十本備え、例えば図３（ｂ）に示すように、これらの電極指２３１、２３２が領域Ｓ１〜Ｓ４に間隔を空けて配置される（更に領域Ｓ０、Ｓ０’にも配置される）こととなる。この結果、当該ＳＡＷ共振子１は既述の知見（２）、（３）にて説明した要件を備えることとなり、予め定めた次数の高次横モード（本実施の形態においては３次横モード）を効果的に抑圧することができる。
【００３８】
本実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１によれば以下の効果がある。ＩＤＴ電極２の電極指２３１、２３２群の先端部を結んで形成される各々の包絡線４１、４２には、バスバー２１、２２からの距離が最大となる３つの極大点Ｐ１〜Ｐ３、Ｑ１〜Ｑ３と、この距離が極小となる２つの極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２とが交互に配列されているので、例えば３次横モード等、予め定めた次数の高次横モードを抑圧可能な上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２をＳＡＷの伝播方向に間隔を空けて複数回配置することができる。更に隣り合う極大点と極小点とを結ぶ包絡線４１、４２を構成する直線（線分）の傾斜角度が１０°以上、６５°以下の範囲内となっているので、前述の上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２の近傍に、当該上限交差幅に近い交差幅を持つ電極指２３１、２３２を複数本まとめて配置することができ、周波数特性への影響の大きな高次横モードを効果的に抑圧してスプリアスの小さいＳＡＷ共振子１を得ることができる。
【００３９】
また、ＳＡＷ共振子１の主共振モード（０次モード）のピークが発生する位置と、極大点Ｐ２、Ｑ２の位置を一致させることにより、電極指２３１、２３２の交差幅を極大とすることで、ＩＤＴ電極２への電力の印加時に電極指２３１、２３２に加わる応力の最も大きな領域における耐電力性を低下させないようにすることできる。さらにまた、極小点Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２における電極指２３１、２３２の交差幅を、少なくともバスバー２１、２２間の開口長の３０％以上とすることにより、交差幅が短くなる領域であってもＩＤＴ電極２に入力される電力に対して実用上十分な耐電力性を持たせることができる。
【００４０】
当該実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１は、例えば複数のＳＡＷ共振子をラダー型に接続したラダー型フィルタ、通過帯域の異なるフィルタを２つ組み合わることにより、送受信信号を弁別するデュプレクサ、また共振子や発信器等の各種ＳＡＷデバイスに適用することができる。ここで、複数のＳＡＷ共振子１を備えたＳＡＷデバイスは、全ての共振子について実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１を採用することが好ましいが、当該ＳＡＷ共振子１を複数の共振子の中に１つ以上備えていれば、当該ＳＡＷ共振子１を備えていないＳＡＷデバイスと比較してスプリアス抑圧の効果を発揮することができる。
【００４１】
またバスバー２１、２２から包絡線４１、４２までの距離が最大となる極大部や、この距離が極小となる極小部は、極大点、極小点により構成する場合に限定されない。例えば図４に示したＳＡＷ共振子１ａのようにＳＡＷの伝播方向に平行な直線部により極小部Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を構成してもよい。また図５に示すＳＡＷ共振子１ｂのように極大部Ｐ２、Ｑ２をＳＡＷの伝播方向に平行な直線部としてもよい。
【００４２】
また２本の包絡線４１、４２の形状は、図３のＳＡＷ共振子１に示すようにｘ軸に対して互いに線対称な構成とする場合に限定されない。例えば図６のＳＡＷ共振子１ｃに示すように、２本の包絡線がｘ軸に対して互いに非対称であってもよい。また、図７（ａ）に示すように反射器３ａ、３ｂを備えないＳＡＷ共振子１ｄや、図７（ｂ）に示すように反射器３ａ、３ｂの電極指３０１の両端部により包絡線の一部を形成したＳＡＷ共振子１ｅも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
更にまた極大点Ｐ１〜Ｐ３、極小点Ｂ１、Ｂ２を通る包絡線４１の傾きは一定の場合に限られず、例えば図８（ａ）のＩＤＴ電極２に示すように、包絡線４１、４２を構成する直線の傾きが途中で変化してもよい。この場合には、所定の高次横モードを抑圧可能な上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２（図８（ａ）中の領域Ｓ１〜Ｓ４内に存在している）の先端部を通る包絡線４１、４２の傾きが既述の１０°以上、６５°以下の範囲内の角度となっていればよい。
【００４４】
次に図８（ｂ）は包絡線４１、４２が曲線により構成されているＩＤＴ電極２の例を示している。この場合には、例えば設計上の上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２の左右方向に、所定の高次横モードを抑圧可能であって交差幅の異なる電極指２３１、２３２を予め決めた本数、例えば十数本〜数十本程度並べ（図８（ｂ）中に領域Ｔ１〜Ｔ４で表してある）、これらの電極指２３１、２３２の先端部で形成される包絡線４１、４２の曲線に対して引いた接線のＳＡＷの伝播方向に対する最大傾斜角度θ１〜θ４が、予め決めた範囲内の傾斜角度となるようにするとよい。このとき、領域Ｔ１〜Ｔ４に並べる電極指２３１、２３２の本数を、前記高次横モードを抑圧するために必要な必要本数よりも多く設けておくことにより、実際の上限交差幅がばらついたとしてもこの領域内に当該上限交差幅及びこの交差幅よりも数μｍ程度小さい交差幅を持つ電極指２３１、２３２を十数本〜数十本、間隔を空けて配置することが可能となる。
【００４５】
上述の各実施の形態においては３次横スプリアスを抑圧する場合について説明したが、予め定めたｎ次横モードの次数は３次に限定されるものではない。例えば５次横モードの影響が大きなＳＡＷ共振子においては、当該モードに対応する上限交差幅を持つ電極指２３１、２３２の先端部を通る包絡線の傾きが既述の傾斜角度を持つ直線となるようにしてもよいし、このような直線が３次横モード、５次横モードの各々に対応させて配置された包絡線形状としてもよい。
【００４６】
また包絡線４１、４３上に配置する極大部、極小部の数についても、実施の形態中に示した極大部３つ、極小部２つの場合に限定されるものではなく、これらが交互に配置されていれば、極大部の数は４つ以上、極小部の数は３つ以上であってもよい。
【００４７】
更にまた、上述の各実施の形態においては弾性波共振子としてＳＡＷを利用するタイプのＳＡＷ共振子について説明したが、本発明に適用可能な弾性波共振子の種類はこれに限られない。例えば弾性境界波を利用するタイプの弾性波共振子であってもよい。  
なお、図９に示すトランスバーサル型ＳＡＷ共振子１１０において、ＳＡＷの位相を反転するために形成された極小点Ｄ１、Ｄ２と、これらに隣接する極大点Ｒ１〜Ｒ３とを通る包絡線については、本発明の技術的範囲に含まれない。
【実施例】
【００４８】
（実験）  
実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１及び従来タイプのＳＡＷ共振子１００、１００ａ、１００ｂを作成し、これらのＳＡＷ共振子１、１００、１００ａ、１００ｂの一方側のバスバーに周波数を変化させながら信号を入力して、当該入力信号の反射特性（Ｓ１１特性）を実測定した。  
Ａ．実験条件  
（実施例１）  
図１に記載の包絡線形状を備えたＳＡＷ共振子１に対し、入力信号の周波数を１．１〜２．７［ＧＨｚ］の範囲で変化させ反射特性を実測定した。  
（比較例１）  
図１４に記載の電極指２３１、２３２が重み付けされていないＳＡＷ共振子１００に対し、入力信号の周波数を１．０〜２．５［ＧＨｚ］の範囲で変化させ反射特性を実測定した。  
（比較例２）  
図１６に示す包絡線形状がひし形のＳＡＷ共振子１００ａに対し、入力信号の周波数を１．０〜２．４［ＧＨｚ］の範囲で変化させ反射特性を実測定した。  
（比較例３）  
図１７に示す「ｃｏｓ−１（｜ａｘ｜）」の包絡線形状を備えたＳＡＷ共振子１００ｂに対し、入力信号の周波数を１．０〜２．４［ＧＨｚ］の範囲で変化させ反射特性を実測定した。
【００４９】
Ｂ．実験結果  
（実施例１）の実験結果を図１０のスミスチャートに示し、（比較例１〜比較例３）の実験結果を各々図１１〜図１３のスミスチャートに示す。なお、これらの各スミスチャートにおいて太い矢印にて指示した反射応答は、高次横モードとは異なる原理により引き起こされる応答であり、本実施の形態に係わる技術の適用対象ではない。
【００５０】
不要なスプリアスの無い理想的な周波数特性を持つＳＡＷ共振子においては、ＳＡＷ共振子の反射特性は、スミスチャートの外周円に沿って単一の円を描く。このような理想的な反射特性と比較すると、図１０に示した（実施例１）に係わるＳＡＷ共振子１は、高次横モードとは関係の無い既述の応答を除いて、きれいな単一円を描いており、スプリアスの無い優れた周波数特性を持っている。
【００５１】
これに対して例えば高次横モードを抑圧する重み付けを行っていない（比較例１）のＳＡＷ共振子１００では、図１１に示した反射特性の破線の矢印で示した位置に比較的大きな不要応答が多数観察され、スプリアスの多い周波数応答となっている。また、高次横モードの抑圧を目的として、電極指２３１、２３２の重み付けを行った従来型のＳＡＷ共振子１００ａ、１００ｂについては、夫々図１２、図１３に示した反射特性からも分かるように、不要応答の大きさはかなり小さくなっているものの、これらが消滅しているとは言えない。  
以上の結果から実施の形態に係わるＳＡＷ共振子１は、従来のＳＡＷ共振子１００ａ、１００に比べて優れた周波数性能を備えており、当該ＳＡＷ共振子１を利用してフィルタを構成すれば、リップルの小さな高性能のフィルタ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図２】上記ＳＡＷ共振子の電極指に関する拡大平面図である。
【図３】上記ＳＡＷ共振子のＩＤＴ電極を模式的に示した平面図である。
【図４】第２の実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図５】第３の実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図６】第４の実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図７】第５、第６の実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図８】第７、第８の実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の平面図である。
【図９】実施の形態には該当しないＳＡＷ共振子の平面図である。
【図１０】実施の形態に係わるＳＡＷ共振子の反射特性を示す特性図である。
【図１１】第１の比較例に係わるＳＡＷ共振子の反射特性を示す特性図である。
【図１２】第２の比較例に係わるＳＡＷ共振子の反射特性を示す特性図である。
【図１３】第３の比較例に係わるＳＡＷ共振子の反射特性を示す特性図である。
【図１４】電極指の重み付けがされていないＳＡＷ共振子の一例を示す平面図である。
【図１５】高次横モードを抑圧する原理を示す説明図である。
【図１６】電極指の重み付けがされたＳＡＷ共振子の第１の従来例を示す平面図である。
【図１７】電極指の重み付けがされたＳＡＷ共振子の第２の従来例を示す平面図である。
【図１８】電極指の重み付けがされたＳＡＷ共振子の参考例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２
極小点
Ｐ１〜Ｐ３、Ｑ１〜Ｑ３、Ｒ１〜Ｒ３
極大点
１、１ａ〜１ｅ
ＳＡＷ共振子
２          ＩＤＴ電極
３ａ、３ｂ  反射器
２１、２２  バスバー
４１、４２  包絡線
１００、１００ａ〜１００ｂ
ＳＡＷ共振子
１１０      トランスバーサル型ＳＡＷ共振子
２３１、２３２
電極指
２３３      ダミー電極
３０１      電極指
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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