JPH0322703A - Saw共振子 - Google Patents
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- JPH0322703A JPH0322703A JP15713389A JP15713389A JPH0322703A JP H0322703 A JPH0322703 A JP H0322703A JP 15713389 A JP15713389 A JP 15713389A JP 15713389 A JP15713389 A JP 15713389A JP H0322703 A JPH0322703 A JP H0322703A
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
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。
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、弾性表面波を応用してなるSAW共振子に関
する。
する。
[従来の技Wl]
従来のSAW共振子の電極構造の一冥施例を第4図に示
す。図中の各部位の名称は、40oが圧電体平板、40
1はIDT,402は反射器,405と404は各々I
DTの正負の交芝指電極,405と406等は反射器の
反射の動作をする導体ストリップ,407は前記導体ス
トリップの接続導体である。第4図は従来のSAW共振
子に於で、弾性表面波の励振と受信を行うIDT、(イ
ンターデジタルトランスジェーサの略)と1対の反射器
の片側の電極パターン1部を拡大して図示したものであ
る。水晶及びLiTa03 ,LiNbO,等の圧電材
を平板としてその表面を鏡面研摩した上にAt,Au等
の導体金属膜を蒸着した後、フォトエッチング技術によ
りパターン形成して作られたのがIDT(101)と反
射器(102)である。IDTは導体幅がλ/4の交差
指電極を周期λ/4のピッチで配置してできる。但しλ
はSAW共振子が動作時に於て振動変位を生成する弾性
表面波の波長λである。λはIDT電極の幅の4倍とほ
ぼ等しい。第4図408にλ丁を示した。又点PとS間
の長さLgはIDTと反射器[発明−が解決しようとす
る課題] しかし前述の従来技術によるSAW共振子に於では、主
共振の他にもう一つ望まれない副共振が発生して、SA
W共振子を用いて、発振器及びフィルタを構成する際に
異常発振とか、フィルタの帯域外の動作減衰量が得られ
ないという問題点を有する。
す。図中の各部位の名称は、40oが圧電体平板、40
1はIDT,402は反射器,405と404は各々I
DTの正負の交芝指電極,405と406等は反射器の
反射の動作をする導体ストリップ,407は前記導体ス
トリップの接続導体である。第4図は従来のSAW共振
子に於で、弾性表面波の励振と受信を行うIDT、(イ
ンターデジタルトランスジェーサの略)と1対の反射器
の片側の電極パターン1部を拡大して図示したものであ
る。水晶及びLiTa03 ,LiNbO,等の圧電材
を平板としてその表面を鏡面研摩した上にAt,Au等
の導体金属膜を蒸着した後、フォトエッチング技術によ
りパターン形成して作られたのがIDT(101)と反
射器(102)である。IDTは導体幅がλ/4の交差
指電極を周期λ/4のピッチで配置してできる。但しλ
はSAW共振子が動作時に於て振動変位を生成する弾性
表面波の波長λである。λはIDT電極の幅の4倍とほ
ぼ等しい。第4図408にλ丁を示した。又点PとS間
の長さLgはIDTと反射器[発明−が解決しようとす
る課題] しかし前述の従来技術によるSAW共振子に於では、主
共振の他にもう一つ望まれない副共振が発生して、SA
W共振子を用いて、発振器及びフィルタを構成する際に
異常発振とか、フィルタの帯域外の動作減衰量が得られ
ないという問題点を有する。
第10図には前記SAW共振子の共振特性を横軸に周波
数、縦軸に共振子の通過電流工を用いて図示した。図中
に於で、周波@f1に於る大きな共振が主共振(100
0)であり、周波数f2の小さな共振(1 001 ’
Iが副共振であって副共振は不用なものである。SAW
共振子の設計条件によっては、主共振と副共振は同等の
大きさとなる場合もある。これら2つの共振状態の発生
の原因を第8図と第9図を用いて説明する。第8図はS
AW共振子の前記IDTと反射器間の距GM I’ g
”λ/4の場合であり、第9図はLg=λ/2の場合で
ある。いずれの図も、主共振と副共振状態での直列共振
周テ数f>−ftに於るSAW共振子の振動変位状態を
弾性表面波がもつ応力波Fの状態で表わした。まず第8
図中、800は圧電体平板、801と802は幅がほぼ
λ/4であるIDTの交差指電極、さらに803,80
4,805は反射器の導体幅がほぼλ/4の導体ストリ
ップである。実線806は主共振の応力波状態、破線8
07は副共振の応力波状態である。次に第9図中、90
0は圧電体平板、901と902は第8図と同様のID
Tの交差指電極、さらに903,904,905は同様
に反射器の導体ス} IJップである。実線906が主
共振に対応する応力波の状態であり破線907が副共振
に対応する応力波の状態である。第8図及び第9図のい
ずれの場合にあっても副共振.は無視できない大きさで
発生する。そこで本発明はこのような問題点を解決する
もので、その目的とするところは、副共振がないが無視
できる程に小さいSAW共振子を製作し、単一スペクト
ルで安定なSAW発振器及び無スプリアスで通過帯域外
の動作減衰量の大きくとれるSAWフィルタを市場に提
供することにある。
数、縦軸に共振子の通過電流工を用いて図示した。図中
に於で、周波@f1に於る大きな共振が主共振(100
0)であり、周波数f2の小さな共振(1 001 ’
Iが副共振であって副共振は不用なものである。SAW
共振子の設計条件によっては、主共振と副共振は同等の
大きさとなる場合もある。これら2つの共振状態の発生
の原因を第8図と第9図を用いて説明する。第8図はS
AW共振子の前記IDTと反射器間の距GM I’ g
”λ/4の場合であり、第9図はLg=λ/2の場合で
ある。いずれの図も、主共振と副共振状態での直列共振
周テ数f>−ftに於るSAW共振子の振動変位状態を
弾性表面波がもつ応力波Fの状態で表わした。まず第8
図中、800は圧電体平板、801と802は幅がほぼ
λ/4であるIDTの交差指電極、さらに803,80
4,805は反射器の導体幅がほぼλ/4の導体ストリ
ップである。実線806は主共振の応力波状態、破線8
07は副共振の応力波状態である。次に第9図中、90
0は圧電体平板、901と902は第8図と同様のID
Tの交差指電極、さらに903,904,905は同様
に反射器の導体ス} IJップである。実線906が主
共振に対応する応力波の状態であり破線907が副共振
に対応する応力波の状態である。第8図及び第9図のい
ずれの場合にあっても副共振.は無視できない大きさで
発生する。そこで本発明はこのような問題点を解決する
もので、その目的とするところは、副共振がないが無視
できる程に小さいSAW共振子を製作し、単一スペクト
ルで安定なSAW発振器及び無スプリアスで通過帯域外
の動作減衰量の大きくとれるSAWフィルタを市場に提
供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明のSAW共振子は次の各項を特徴とする。
(11 圧電体平板の表面上に、弾性表面波を送受す
るIDTと、該IDTの両測に前記弾性表面波を反射す
る1対の反射器を形成してなるキャピティ型SAW共振
子に於で、前記IDTは、弾性表面波の波長なλとして
周期λ/4の交差指電極からなりさらに前記反射器が周
期λ/2か又はλ/2とλ/4の反射構造体よりなるこ
と、 (2) また反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほ
ぼλ/2幅の導体ストリップ群からなること、(3)
また反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほぼλ/2
幅の圧電体表面上に形成された溝群の配列からなること
、 (4) またIDTと反射器間の距離Lgが弾性表面
波の波長をλとしてほぼLg=λ/4であること、 (5) またIDTと反射器間の距離Lgが弾性表面
波の波長をλとしてほぼLg=λ/2であること。
るIDTと、該IDTの両測に前記弾性表面波を反射す
る1対の反射器を形成してなるキャピティ型SAW共振
子に於で、前記IDTは、弾性表面波の波長なλとして
周期λ/4の交差指電極からなりさらに前記反射器が周
期λ/2か又はλ/2とλ/4の反射構造体よりなるこ
と、 (2) また反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほ
ぼλ/2幅の導体ストリップ群からなること、(3)
また反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほぼλ/2
幅の圧電体表面上に形成された溝群の配列からなること
、 (4) またIDTと反射器間の距離Lgが弾性表面
波の波長をλとしてほぼLg=λ/4であること、 (5) またIDTと反射器間の距離Lgが弾性表面
波の波長をλとしてほぼLg=λ/2であること。
[作用]
本発明の上記構成によれば、従来、反射器がもつ2つの
弾性表面波の反射状態を一つの状態のみとすることがで
き、結果としてSAW#:.振子の共振状態を主共振の
みに単一化することができる。
弾性表面波の反射状態を一つの状態のみとすることがで
き、結果としてSAW#:.振子の共振状態を主共振の
みに単一化することができる。
従来のSAT共振子が2つの共振状態をもつメカニズム
については第8図と第9図により説明できる。反射器に
於て弾性表面波の反射状態は、各反射動作を行う導体ス
} IJップの端部が応力波の節となる様に反射される
ことである。従って、導体ストリップの2つの端部に対
応して2つの共振状態が発生する。本発明に於ては、反
射器の導体ストリップの幅を弾性表面波の波長λの17
2とすることにより弾性表面波の応力波の節が反射動作
を行う導体ストリップの端部にくる状態を唯一に限定す
ることができる。その結果単一の共振状態のみを実現す
ることができる。
については第8図と第9図により説明できる。反射器に
於て弾性表面波の反射状態は、各反射動作を行う導体ス
} IJップの端部が応力波の節となる様に反射される
ことである。従って、導体ストリップの2つの端部に対
応して2つの共振状態が発生する。本発明に於ては、反
射器の導体ストリップの幅を弾性表面波の波長λの17
2とすることにより弾性表面波の応力波の節が反射動作
を行う導体ストリップの端部にくる状態を唯一に限定す
ることができる。その結果単一の共振状態のみを実現す
ることができる。
[実施例]
第1図は本発明のSAW共振子に於る電極パターンの詳
細図である。図中各部位の名称は、100が圧電体平板
、10101点鎖線内はIDT,10201点鎖線内は
反射器、105と104は各々IDTの交差指電極の正
負電極、105と106等は反射器の反射動作をする導
体ストリップであり107は105と106等を接続す
るための接続導体である。前記IDT101の交差指電
極の電極幅Wtは、IDTに於て励振される弾性表面波
の波長λのほぼ1/4に設定し、さらに電極指間のピッ
チもほぼλ/4とする。この場合のIDTの交差指電極
の周期は図中の108のλ丁となる。通例、λTは前記
λに極めて近い値に設定する。次に、前記工INTに於
て励振されて交差指電極に直交して左右に伝播する弾性
表面波を、反射して共振子とするための構造体が反射器
であるが、本発明に於ては、反射動作をする導体ストI
Jップの電極幅WRを従来のλ/4に対してλ/2とし
て構成する。又導体ストリップ間のピクチもほぼλ/2
とする。さらに前記IDTと反射器間の距dLgをλ丁
の174としている。 (第1図点PとS間の長さ)。
細図である。図中各部位の名称は、100が圧電体平板
、10101点鎖線内はIDT,10201点鎖線内は
反射器、105と104は各々IDTの交差指電極の正
負電極、105と106等は反射器の反射動作をする導
体ストリップであり107は105と106等を接続す
るための接続導体である。前記IDT101の交差指電
極の電極幅Wtは、IDTに於て励振される弾性表面波
の波長λのほぼ1/4に設定し、さらに電極指間のピッ
チもほぼλ/4とする。この場合のIDTの交差指電極
の周期は図中の108のλ丁となる。通例、λTは前記
λに極めて近い値に設定する。次に、前記工INTに於
て励振されて交差指電極に直交して左右に伝播する弾性
表面波を、反射して共振子とするための構造体が反射器
であるが、本発明に於ては、反射動作をする導体ストI
Jップの電極幅WRを従来のλ/4に対してλ/2とし
て構成する。又導体ストリップ間のピクチもほぼλ/2
とする。さらに前記IDTと反射器間の距dLgをλ丁
の174としている。 (第1図点PとS間の長さ)。
次に前述のIDT及び反射器の形成方法につき述べてお
く。まず、100の圧電体平板は、水晶及びLiTaO
,,LimbO,等の圧電材料を平板にスライスした後
その表面を鏡面研摩して仕上げる。次に前記圧電体平板
の表面上に、At,Au ,Ou等の導体金属を蒸着又
はスパッタ等により薄膜形成した後フォトエッチング技
術により電極パターンを形成する。通例反射器の有する
導体ストリップの本数はioo〜1000本の多数の配
列となる。反射器に於る弾性表面波の反射原理は、弾性
表面波の伝播路上に周期的に配置された反射構造体(た
とえば導体ストリップ等)により圧電体表面と異なる反
射構造体の端部に於て音響インピーダンスに不整合が生
じて、わずかな波の反射が発生し、それらが多数集まる
ことによって、弾性表面波の全反射が生ずることになる
。弾性表面波は波の性質上、その波のエネルギーが表面
から1波長程度に局在するため、前述の音響インピーダ
ンスの不整合は圧電体平板の表面をわずかエッチング加
工して細長い溝をはって配列することによっても構成で
きる。
く。まず、100の圧電体平板は、水晶及びLiTaO
,,LimbO,等の圧電材料を平板にスライスした後
その表面を鏡面研摩して仕上げる。次に前記圧電体平板
の表面上に、At,Au ,Ou等の導体金属を蒸着又
はスパッタ等により薄膜形成した後フォトエッチング技
術により電極パターンを形成する。通例反射器の有する
導体ストリップの本数はioo〜1000本の多数の配
列となる。反射器に於る弾性表面波の反射原理は、弾性
表面波の伝播路上に周期的に配置された反射構造体(た
とえば導体ストリップ等)により圧電体表面と異なる反
射構造体の端部に於て音響インピーダンスに不整合が生
じて、わずかな波の反射が発生し、それらが多数集まる
ことによって、弾性表面波の全反射が生ずることになる
。弾性表面波は波の性質上、その波のエネルギーが表面
から1波長程度に局在するため、前述の音響インピーダ
ンスの不整合は圧電体平板の表面をわずかエッチング加
工して細長い溝をはって配列することによっても構成で
きる。
第11図はこの方法を本発明の例につき実施した反射器
の断面図である。図中、1100は圧電体平板、110
1と1102等はIDTの交差指電極、1103と11
04等は反射器として構成した輻λ/2の溝の配列であ
る。又長さLgはIDTと反射器間の距離であってほぼ
λT/4 又はλt / 2 の値をとっている。
の断面図である。図中、1100は圧電体平板、110
1と1102等はIDTの交差指電極、1103と11
04等は反射器として構成した輻λ/2の溝の配列であ
る。又長さLgはIDTと反射器間の距離であってほぼ
λT/4 又はλt / 2 の値をとっている。
次に第2図に本発明の他の実施例を示す。第2図は本発
明の第1図とIDT(201)と反射器(202)間の
距離LgがLレ=λT/2 と異なる他は同じであるた
め説明は省略する。
明の第1図とIDT(201)と反射器(202)間の
距離LgがLレ=λT/2 と異なる他は同じであるた
め説明は省略する。
次に第3図には本発明のSAW共振子に用いた反射器の
他の実施例を示した。図中、3oOは圧電体平板、50
1と302は両方とも反射器であるが、301は電極幅
と電極間ピッチがλ/2の反射器、一方502は電極幅
と電極間ピッチがλ/4の反射器である。又304と3
05及び507と308等は反射動作する導体ストリッ
プであり、305と306等は導体ストリップを接続す
るための接続導体である。前記両反射器間の距離L日は
両反射器間にまたがって存在する振動変位の位相整合を
とるためにLs=λ/2 としてある。第3図の様にピ
ッチλ/2とλ/4を並用する理由は、ビッチλ/2の
反射器3010反射動作は波長λに対して2次モードの
反射となり若干反射性能が低下するため、ピクチλ/4
の反射器によりこの欠点を補う目的がある。このように
すれば、SAW共振子の主共振のQ値を大きく維持した
上に、副共振の大きさを小さく抑制することができる。
他の実施例を示した。図中、3oOは圧電体平板、50
1と302は両方とも反射器であるが、301は電極幅
と電極間ピッチがλ/2の反射器、一方502は電極幅
と電極間ピッチがλ/4の反射器である。又304と3
05及び507と308等は反射動作する導体ストリッ
プであり、305と306等は導体ストリップを接続す
るための接続導体である。前記両反射器間の距離L日は
両反射器間にまたがって存在する振動変位の位相整合を
とるためにLs=λ/2 としてある。第3図の様にピ
ッチλ/2とλ/4を並用する理由は、ビッチλ/2の
反射器3010反射動作は波長λに対して2次モードの
反射となり若干反射性能が低下するため、ピクチλ/4
の反射器によりこの欠点を補う目的がある。このように
すれば、SAW共振子の主共振のQ値を大きく維持した
上に、副共振の大きさを小さく抑制することができる。
前述の第10図の破線で示す副共振1002はこうして
改善された共振特性を示した。
改善された共振特性を示した。
最後に本発明の実施例第1図,第2図及び第3図SAW
共振子が共振状態にある際の振動変位の状態を弾性表面
波の応力波rの状態で示す。第5図,第6図,第7図は
それぞれ第1図,第2図,第3図に対応した振動変位に
供5応力波の状態である。図中、500,600及び7
00等は圧電体平板、501 ,502,601 ,6
02はIDTの交差指電極、503,504,605,
604及び701〜704等は反射器の導体ストリップ
である。主共振の振動に対応する応力波が実線の505
,605,705であり、副共振の振動に対応する応力
波を破線の506,606 ,707で示した。いずれ
の図に於てもピッチλ/2の反射器に於て、副共振の応
力波は反射のための導体ストリップの中央で節となる変
位状態を示し、反射器の反射位相条件を満足しないため
波の反射は生じない。従って波は透過して共振現象を呈
しない。第7図にあっては、副共振の応力波は705と
704等のλ/4の反射器部のみで反射される。
共振子が共振状態にある際の振動変位の状態を弾性表面
波の応力波rの状態で示す。第5図,第6図,第7図は
それぞれ第1図,第2図,第3図に対応した振動変位に
供5応力波の状態である。図中、500,600及び7
00等は圧電体平板、501 ,502,601 ,6
02はIDTの交差指電極、503,504,605,
604及び701〜704等は反射器の導体ストリップ
である。主共振の振動に対応する応力波が実線の505
,605,705であり、副共振の振動に対応する応力
波を破線の506,606 ,707で示した。いずれ
の図に於てもピッチλ/2の反射器に於て、副共振の応
力波は反射のための導体ストリップの中央で節となる変
位状態を示し、反射器の反射位相条件を満足しないため
波の反射は生じない。従って波は透過して共振現象を呈
しない。第7図にあっては、副共振の応力波は705と
704等のλ/4の反射器部のみで反射される。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、周期λ/2の反射構
造体を用いたことにより、SAW共振子の主共振の応力
波のみ反射して単一スペクトルの共振子が実現できる。
造体を用いたことにより、SAW共振子の主共振の応力
波のみ反射して単一スペクトルの共振子が実現できる。
さらに、周期λ/2とλ/4の反射構造体を並用すれば
、主共振のQ値を高く維持して副共振の大きさを小さく
抑圧できることより、SAW発振器に於て副共振での発
振を防ぐ他、SAW共振子を多数接続してなるSAWフ
ィルタの設計の自由度を増し、通過特性の改善が可能と
なり今後多くの利点がある。
、主共振のQ値を高く維持して副共振の大きさを小さく
抑圧できることより、SAW発振器に於て副共振での発
振を防ぐ他、SAW共振子を多数接続してなるSAWフ
ィルタの設計の自由度を増し、通過特性の改善が可能と
なり今後多くの利点がある。
103,104・・・・・・交差指電極105,106
・・・・・・導体ストリップ
・・・・・・導体ストリップ
第1図は本発明のSAW共振子の一実施例に於る電極パ
ターンの詳細図、第2図は本発明の他の実施例に於る第
1図と同様な図、第3図は本発明のSAW共振子が有す
る反射器の電極ノくターンの詳細図、第4図は従来のS
AW共振子の電極ノくターンの詳細図、第5図と第6図
及び第7図は本発明の第1図と第2図及び第3図が示す
共振時の応力波が示す変位状態図、第8図と第9図は従
来のSAW共振子が示す共振時の応力波が示す変位状態
図、第10図はSAT共振子が示す共振特性図、第11
図は本発明のSAW共振子が有する反射器構造体の断面
図である。 1ロ0・・・・・・・・・・・・・・・圧電体平板1
0 1 ・・・・・・・・・・・・・・・ 工 DT以
上
ターンの詳細図、第2図は本発明の他の実施例に於る第
1図と同様な図、第3図は本発明のSAW共振子が有す
る反射器の電極ノくターンの詳細図、第4図は従来のS
AW共振子の電極ノくターンの詳細図、第5図と第6図
及び第7図は本発明の第1図と第2図及び第3図が示す
共振時の応力波が示す変位状態図、第8図と第9図は従
来のSAW共振子が示す共振時の応力波が示す変位状態
図、第10図はSAT共振子が示す共振特性図、第11
図は本発明のSAW共振子が有する反射器構造体の断面
図である。 1ロ0・・・・・・・・・・・・・・・圧電体平板1
0 1 ・・・・・・・・・・・・・・・ 工 DT以
上
Claims (5)
- (1)圧電体平板の表面上に、弾性表面波を送受するI
DTと、該IDTの両側に前記弾性表面波を反射する1
対の反射器を形成してなるキャビティ型SAW共振子に
於て、前記IDTは、弾性表面波の波長をλとして周期
λ/4の交差指電極からなり、さらに前記反射器が周期
λ/2か又はλ/2とλ/4の反射構造体よりなること
を特徴とするSAW共振子。 - (2)反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほぼλ/2
幅の導体ストリップ群からなることを特徴とする請求項
1記載のSAW共振子。 - (3)反射器の周期λ/2の反射構造体が、ほぼλ/2
幅の圧電体表面上に形成された溝群の配列からなること
を特徴とする請求項1記載のSAW共振子。 - (4)IDTと反射器間の距離Lgが弾性表面波の波長
をλとしてほぼLg=λ/4であることを特徴とする請
求項1記載のSAW共振子。 - (5)前記IDTと反射器間の距離Lgが弾性表面波の
波長をλとしてほぼLg=λ/2であることを特徴とす
る請求項1記載のSAW共振子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15713389A JPH0322703A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Saw共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15713389A JPH0322703A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Saw共振子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0322703A true JPH0322703A (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15642926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15713389A Pending JPH0322703A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Saw共振子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0322703A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6255916B1 (en) | 1993-05-27 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Resonator-type surface-acoustic-wave filter for reducing the signal strength of a spurious peak |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP15713389A patent/JPH0322703A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6255916B1 (en) | 1993-05-27 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Resonator-type surface-acoustic-wave filter for reducing the signal strength of a spurious peak |
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