弾性表面波装置
【課題】複数の分割共振子の熱的ストレスを相対的に調整可能な弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】ＳＡＷ装置１は、第１、第２の分割共振子１３Ｅ、１３Ｆを含む共振子１１を有する。第１、第２の分割共振子１３Ｅ、１３Ｆは、それぞれＳＡＷ共振子により構成され、両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されている。第２の分割共振子１３Ｆは第１の分割共振子１３Ｅよりも静電容量が大きい。
【解決手段】ＳＡＷ装置１は、第１、第２の分割共振子１３Ｅ、１３Ｆを含む共振子１１を有する。第１、第２の分割共振子１３Ｅ、１３Ｆは、それぞれＳＡＷ共振子により構成され、両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されている。第２の分割共振子１３Ｆは第１の分割共振子１３Ｅよりも静電容量が大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波共振子を有する弾性表面波装置が知られている。特許文献１では、複数の弾性表面波共振子を直列に接続することにより、共振子を構成する技術を開示している。換言すれば、共振子を複数の分割共振子に分割する技術を開示している。特許文献１では、このように共振子を分割することにより、弾性表面波を励振したときに生じる機械的ストレスが複数の分割共振子に分散され、耐電力性が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０５３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、複数の分割共振子は、熱的ストレスが互いに異なる。例えば、一列に配列された３つの分割共振子をそれぞれ熱源として捉えた場合に、中央に配置された分割共振子は、両側を他の分割共振子に塞がれていることから、両側の分割共振子に比べて放熱をすることが難しく、温度が上昇し易い。このような場合、マイグレーションの熱加速により、中央の分割共振子においてマイグレーションが生じやすくなる。ひいては、共振子全体としての耐電力性が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、複数の分割共振子の熱的ストレスを相対的に調整可能な弾性表面波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様の弾性表面波装置は、第１、第２の分割共振子を含む共振子を有する。前記第１、第２の分割共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、且つ両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されている。前記第１の分割共振子は第２の分割共振子よりも静電容量が大きい。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成を有する弾性表面波装置によれば、複数の分割共振子の熱的ストレスを相対的に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＳＡＷ装置の回路構成を示す模式図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す、共振子の模式的な平面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】第１の実施形態の効果の説明に用いられる記号を説明する模式図である。
【図６】（ａ）は、設定例１の消費電力のシミュレーション結果を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１０】
また、説明の対象となる実施形態において、既に説明された実施形態の構成と同一又は類似する構成については、既に説明された実施形態の構成と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。
【００１１】
符号は、同一又は類似する構成のものについて、「アンテナ端子７Ａ、送信側端子７Ｔ」などのように、同一の数字の符号と、互いに異なる大文字のアルファベットの付加符号とが組み合わされたものが使用されることがある。また、この場合において、単に「端子７」というなど、名称の頭の文字及び付加符号が省略されることがあるものとする。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置１を示す平面図である。
【００１３】
ＳＡＷ装置１は、基板３を有している。基板３は、圧電効果を示す圧電体により構成された、いわゆる圧電基板である。圧電体は、例えばＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３である。なお、基板３の平面形状は適宜に設定されてよい。
【００１４】
基板３の主面３ａ上においては、導電層がパターニングされることにより、複数のＳＡＷ素子（１１、１５）、複数のＳＡＷ素子に接続された複数の配線５、配線５を介してＳＡＷ素子に接続された複数の端子７が設けられている。
【００１５】
このような構成により、主面３ａの一方側には送信フィルタ９Ｔが構成され、主面３ａの他方側には受信フィルタ９Ｒが構成されている。そして、ＳＡＷ装置１は、デュプレクサとして構成されている。
【００１６】
図２は、ＳＡＷ装置１の回路構成を示す模式図である。
【００１７】
上述のように、ＳＡＷ装置１は、送信フィルタ９Ｔと、受信フィルタ９Ｒとを有している。送信フィルタ９Ｔは、送信側端子７Ｔに入力された信号をフィルタリングして、アンテナ端子７Ａに出力する。受信フィルタ９Ｒは、アンテナ端子７Ａから入力された信号をフィルタリングして２つの受信側端子７Ｒに出力する。
【００１８】
送信側端子７Ｔに入力される信号、アンテナ端子７Ａから出力される信号、アンテナ端子７Ａから入力される信号は、例えば、不平衡信号である。２つの受信側端子７Ｒから出力される信号は、例えば、平衡信号である。なお、不平衡信号は、基準電位に対する電位を信号レベルとする信号である。一方、平衡信号は、２つの信号からなり、２つの信号の電位差を信号レベルとする信号である。
【００１９】
送信フィルタ９Ｔは、例えば、ラダー型ＳＡＷフィルタとして構成されている。具体的には、送信フィルタ９Ｔは、送信側端子７Ｔとアンテナ端子７Ａとの間において直列に接続された複数の直列共振子１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ及び１１Ｇと、これら直列共振子に対して並列に接続された複数の並列共振子１１Ｂ、１１Ｄ及び１１Ｆとを有している。並列共振子１１Ｂ、１１Ｄ及び１１Ｆは、複数の直列共振子１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ及び１１Ｇの接続の間と、グランド（例えば図１のグランド端子７Ｇ）とを接続している。
【００２０】
受信フィルタ９Ｒは、例えば、ＳＡＷフィルタ１５と、ＳＡＷフィルタ１５に直列に接続された複数の共振子１１Ｈ、１１Ｉ及び１１Ｊとを有している。ＳＡＷフィルタ１５は、例えば、不平衡信号を平衡信号に変換する機能を有する共振子型ダブルモードＳＡＷフィルタにより構成されている。共振子１１Ｈは、アンテナ端子７ＡとＳＡＷフィルタ１５との間に配置されている。共振子１１Ｉ及び１１Ｊは、ＳＡＷフィルタ１５と受信側端子７Ｒとの間に配置されている。
【００２１】
共振子１１は、複数の分割共振子１３に分割されている。換言すれば、共振子１１は、複数の分割共振子１３が直列に接続されて構成されている。分割数は適宜に設定されてよいが、本実施形態では、各共振子１１は、２又は３に分割されている。
【００２２】
各共振子１１において、複数の分割共振子１３のうち、隣接する分割共振子１３同士は、その間に分岐回路を有しない状態で接続されている。ここで分岐回路とは、隣接する分割共振子１３同士を接続する配線から分岐して、その先に所定の機能を果たす素子（インダクタ、キャパシタ、抵抗、及びグランドなど）を有する回路をいう。例えば、共振子１１Ｃにおいて、分割共振子１３Ｅ、１３Ｆ及び１３Ｇの接続の間は、グランドと接続されていない。この点は、複数の分割共振子１３と、直列共振子１１Ａ及び１１Ｃ等とが異なる点の一つである。
【００２３】
ＳＡＷ装置１は、上記の他、アンテナ端子７Ａとグランドとの間に設けられたインダクタ１７と、２つの受信側端子７Ｒ間に設けられたインダクタ１７とを有している。なお、ＳＡＷ装置１は、上記の他にも、適宜な位置にインダクタ、キャパシタ、抵抗が設けられてよい。
【００２４】
図３は、図１の共振子１１Ｃ付近を拡大して示す模式的な平面図である。なお、以降においては、共振子１１Ｃについて分割共振子１３の構成等を説明するが、他の共振子１１の分割共振子１３の構成等も、寸法などの具体的な設計事項を除いて、共振子１１Ｃと同様である。
【００２５】
上述のように、共振子１１Ｃは、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇを有している。各分割共振子１３は、例えば、１ポートＳＡＷ共振子により構成されている。具体的には、分割共振子１３は、１つのＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１９と、ＩＤＴ電極１９の両側に配置された２つの反射器２１とを有している。
【００２６】
ＩＤＴ電極１９は、１対の櫛歯状電極２３を有している。各櫛歯状電極２３は、直線状に延びるバスバー２５と、バスバー２５から、バスバー２５の長手方向に直交する方向に延びる複数の電極指２７とを有している。複数の電極指２７のピッチは、全体として概ね一定のピッチとされている。１対の櫛歯状電極２３は、複数の電極指２７が互いに噛合うように配置されている。
【００２７】
ＩＤＴ電極１９に電圧が印加されると、複数の電極指２７のピッチを半波長とし、複数の電極指２７の配列方向に伝搬するＳＡＷが励振される。なお、以下では、複数の電極指２７の配列方向を伝搬方向Ｄ１といい、伝搬方向Ｄ１に直交する方向を直交方向Ｄ２ということがある。
【００２８】
２つの反射器２１は、ＩＤＴ電極１９に対して伝搬方向Ｄ１の両側に配置されている。各反射器２１は、伝搬方向Ｄ１に延びる１対のバスバー２９と、１対のバスバー２９間において直交方向Ｄ２に延びる複数の電極指３１とを有している。複数の電極指３１のピッチ、及び、反射器２１とＩＤＴ電極１９との距離（互いに隣接する電極指２７と電極指３１とのピッチ）は、複数の電極指２７のピッチと概ね同等である。
【００２９】
ＩＤＴ電極１９の配置位置において伝搬方向Ｄ１に伝搬したＳＡＷは、反射器２１により反射され、定在波となる。これにより、Ｑの高い共振現象が生じる。すなわち、分割共振子１３はＱの高い共振子として機能する。
【００３０】
３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、直交方向Ｄ２において配列されている。３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１の大きさが互いに同一となっており、また、伝搬方向Ｄ１における位置も互いに同一となっている。
【００３１】
隣接する分割共振子１３同士は、バスバー２５同士が接続されている。バスバー２５同士の接続は、バスバー２５の長手方向の全体に亘ってなされている。これにより、分割共振子１３間においては、熱が伝達されやすくなっている。なお、バスバー２５同士は、図３のように直接的に接続されてもよいし、配線５を介して間接的に接続されてもよい。
【００３２】
３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇのうち両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、配線５と接続されている。接続は、バスバー２５の長手方向の全体に亘ってなされている。これにより、分割共振子１３から配線５へ熱が伝達されやすくなっている。
【００３３】
なお、図３では、バスバー２５間の境界線、及び、配線５とバスバー２５との境界線を示している。ただし、実際の製品においては、複数のバスバー２５及び配線５等は、同一の導電層により一体的に形成されてよい。
【００３４】
図４は、ＩＤＴ電極１９の一部を拡大して示す平面図である。
【００３５】
分割共振子１３（ＩＤＴ電極１９）の特性は、電極指ピッチＰ、交差幅Ｗ、電極指２７の本数、電極比率（デューティー）などにより規定される。電極指ピッチＰは、複数の電極指２７のピッチであり、例えば、一対の櫛歯状電極２３の複数の電極指２７の中心間距離により定義される。交差幅Ｗは、互いに噛み合う電極指２７の直交方向Ｄ２における重複量である。電極比率は、電極指ピッチＰに対する電極指２７の幅の割合（（Ｆ１＋Ｆ２）／Ｐ）である。
【００３６】
一般に、各共振子１１内において、複数の分割共振子１３は、機械的ストレスを均等に分散させるために、同一の構成とされる。具体的には、上記の電極指ピッチＰ、交差幅Ｗ、電極指２７の本数、電極比率等は、複数の分割共振子１３間で互いに同一とされる。また、その結果、複数の分割共振子１３の静電容量も互いに同一とされる。
【００３７】
ただし、本実施形態においては、複数の分割共振子１３の構成が互いに同一と仮定したときに、換言すれば、複数の分割共振子１３の静電容量が互いに同一と仮定したときに、温度が最も高くなる分割共振子１３において、静電容量が他の分割共振子１３の静電容量よりも大きくなるように、各共振子１１の分割が行われている。
【００３８】
例えば、図３に示した共振子１１Ｃにおいては、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇが一列に配列されている。これら３つの分割共振子１３をそれぞれ熱源として捉えた場合に、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、配線５に対して放熱を行うことができるのに対し、中央に配置された分割共振子１３Ｆは、両側を分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに塞がれている。その結果、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇが互いに同一の構成と仮定すると、中央の分割共振子１３Ｆが、温度が最も高くなる分割共振子であることになる。この場合、中央の分割共振子１３Ｆの静電容量は、他の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇの静電容量よりも大きくなるように設定される。
【００３９】
また、例えば、共振子１１Ｃの周囲の他の共振子１１の配置、共振子１１Ｃの周囲の配線５の配置などによっては、端の分割共振子１３Ｅ又は１３Ｇの温度が他の分割共振子１３の温度よりも高くなることもある。例えば、端子７は、放熱に大きく寄与することから、端子７に近い分割共振子１３ほど温度が低く、端子７から遠い分割共振子１３ほど温度が高くなることがある。この場合、温度が高くなる端の分割共振子１３Ｅ又は１３Ｇの静電容量は、他の分割共振子１３の静電容量よりも大きくなるように設定される。
【００４０】
複数の分割共振子１３間において、静電容量を相対的に大きくする方法としては、例えば、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法、電極指２７の本数を相対的に多くする方法、電極比率を相対的に大きくする方法、又は、これらの組み合わせが挙げられる。
【００４１】
なお、上記の方法の中では、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法が好ましい。その理由としては、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極比率を相対的に大きくする方法に比較して、共振子の作製プロセスのゆらぎに対する特性感度に及ぼす影響が少ないことが挙げられる。換言すれば、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極比率を相対的に大きくする方法に比べ不良の発生率を抑えることができる。また、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極指２７の本数を相対的に多くする方法に比較して、熱抵抗の変化が少なく、後述する静電容量の調整による効果と熱抵抗の変化との双方を考慮する必要が少なく、設計が簡便であることが挙げられる。
【００４２】
静電容量が大きく設定された分割共振子１３は、他の分割共振子１３よりも分圧が低くなり、消費電力が低下する。その結果、発熱量が下がり、他の分割共振子１３と熱的ストレスが同等になる。具体的には、以下のとおりである。
【００４３】
図５は、以下の説明における記号を説明する模式図である。
【００４４】
３つの分割共振子１３の周波数特性は、弾性表面波の作用により複雑なアドミタンス特性を示すが、ここでの説明は簡略化して静電容量に着目することとし、分割共振子１３を直列接続された３つのキャパシタとして考えることとする。従って、各分割共振子１３において、静電容量をＣｉ（ｉ＝１〜３）、電荷量をＱとし、電圧Ｖが印加されたとすると、分圧Ｖｉ（Ｖ＝ΣＶｉ）は以下の式で表わされる。
Ｖｉ＝Ｑ／Ｃｉ
【００４５】
また、３つの分割共振子１３の内部抵抗（コンダクタンスＧ）が等しいとすると、各分割共振子１３において、アドミタンスＹｉは以下の式で表わされる。
Ｙｉ＝Ｇ＋ｊωＣｉ
【００４６】
従って、各分割共振子１３において、消費電力Ｗｉは以下の式で表わされる。
Ｗｉ＝Ｒｅ｛Ｖｉ２（Ｇ＋ｊωＣｉ）}
＝Ｑ２Ｇ／Ｃｉ２
【００４７】
そして、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
【００４８】
上式から、静電容量が相対的に大きく設定されることにより、消費電力が相対的に小さくなり、発熱が抑制されることが分かる。
【００４９】
さらに、図５に示す２つの設定例について消費電力Ｗｉの比について説明する。
【００５０】
（設定例１）
設定例１では、中央の分割共振子１３Ｆの静電容量Ｃ２が相対的に大きく設定され、また、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇの静電容量Ｃ１及びＣ３は互いに同一とされる。
【００５１】
共振子１１Ｃの静電容量、換言すれば、３つの分割共振子１３の合成容量をＣとする。また、３つの分割共振子１３が互いに同一の構成（同一の静電容量）とされたと仮定した場合の静電容量をＣ０（３×Ｃ）とする。また、α＜１、β＞１とする。このとき、静電容量Ｃｉは、Ｃ０、α、βを用いて、図５に示すように表わされる。
【００５２】
そして、直列接続のキャパシタの合成容量の計算式から以下の式が成立する。
Ｃ＝１／（１／（αＣ０）＋１／（βＣ０）＋１／（αＣ０））＝Ｃ０／３
αβ／（２β＋α）＝１／３
β＝α／（３α−２）
【００５３】
従って、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
＝１／α２：１／β２：１／α２
＝１：（３α−２）２：１
【００５４】
（設定例２）
設定例２では、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３となるように分割共振子１３の静電容量が設定される。このとき、静電容量Ｃｉは、Ｃ０、α、βを用いて、図５に示すように表わすことが可能である。
【００５５】
そして、直列接続のキャパシタの合成容量の計算式から以下の式が成立する。
Ｃ＝１／（１／（αＣ０）＋１／（Ｃ０）＋１／（βＣ０））＝Ｃ０／３
αβ／（α＋β＋αβ）＝１／３
β＝α／（２α−１）
【００５６】
従って、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
＝１／α２：１：１／β２
＝１／α２：１：（２α−１）２／α２
【００５７】
なお、上記の設定例１及び２において示したαとβとの関係式は、静電容量Ｃｉの設定を、静電容量Ｃ０からの設計変更として捉えて行う場合において、合成容量Ｃが変化しないように静電容量Ｃｉを決定するのに有用である。また、上記の設定例１及び２において示したαを用いた消費電力Ｗｉの比は、その設計変更の効果を調べるのに有用である。
【００５８】
（実施例）
図６（ａ）は、設定例１のように設定した場合の消費電力のシミュレーション結果を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部拡大図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）において、横軸は、共振子１１Ｃに印加された電圧の周波数を示し、縦軸は、消費電力を示している。
【００５９】
シミュレーションにおいては、分割共振子１３の静電容量の比が以下のようになる、４つのケースについて消費電力を計算した。
ケース１：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝１．００：１．００
ケース２：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９８：１．０４
ケース３：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９７：１．０７
ケース４：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９３：１．１７
【００６０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）において、Ｌ１〜Ｌ７は、それぞれ、ケース４のＣ１、ケース３のＣ１、ケース２のＣ１、ケース１のＣ１（Ｃ２）、ケース２のＣ２、ケース３のＣ２、ケース４のＣ２に対応している。
【００６１】
シミュレーション結果から、静電容量の比を変化させることにより、消費電力の比を変化させることができることが確認された。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、第１の分割共振子１３（例えば設定例１の分割共振子１３Ｆ）の静電容量を第２の分割共振子１３（例えば設定例１の分割共振子１３Ｅ）の静電容量よりも大きく設定することにより、第１の分割共振子１３の発熱量を第２の分割共振子１３の発熱量よりも抑え、相対的に熱的ストレスの調整を行うことができる。その結果、複数の分割共振子１３のうち、特定の分割共振子１３において、他の分割共振子１３よりも早期にマイグレーションが生じることが抑制され、共振子１１全体としての耐電力性が向上する。このように第１の分割共振子１３の静電容量を第２の分割共振子１３より大きくする構成は、比較的温度が上昇しやすい送信フィルタ９Ｔにおいて適用することが好ましい。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００６４】
第２の実施形態のＳＡＷ装置は、反射器２１同士を接続する配線５１を有している。配線５１は、例えば、反射器２１のバスバー２９の長手方向全体に亘って、バスバー２９同士を接続している。このように、反射器２１同士を接続することにより、相対的に温度が高い分割共振子１３の熱を相対的に温度が低い分割共振子１３に逃がし易くなる。
【００６５】
また、第２の実施形態のＳＡＷ装置は、反射器２１と、共振子１１Ｃに信号を入力するための配線５とを接続する配線５３が設けられている。配線５３は、反射器２１のバスバー２９の長手方向全体に亘って、バスバー２９に接続されている。このように、反射器２１と配線５とを接続することにより、分割共振子１３の熱を配線５に逃がし易くなる。
【００６６】
なお、図７では、配線５１と反射器２１との境界線、配線５３と反射器２１との境界線、及び、配線５３と配線５との境界線を示している。ただし、実際の製品においては、配線５１、配線５３及び反射器２１等は、同一の導電層により一体的に形成されてよい。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００６８】
第３の実施形態においては、共振子１１１Ｃを構成する３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における大きさが互いに異なっている。換言すれば、３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇは、電極指２７の本数が互いに異なっている。
【００６９】
具体的には、中央の分割共振子１１３ＦのＩＤＴ電極１９の伝搬方向Ｄ１における長さは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３ＧのＩＤＴ電極１９の伝搬方向Ｄ１における長さよりも長くなっている。その結果、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから伝搬方向Ｄ１において突出している。なお、３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇの中心の伝搬方向Ｄ１における位置は互いに同一であり、中央の分割共振子１１３Ｆは、伝搬方向Ｄ１の両側端部が分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから突出している。突出量は、適宜に設定されてよい。図８では、突出量が反射器２１の量となっている場合を例示しているが、突出量は、これよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００７０】
第３の実施形態によれば、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから突出した部分において放熱が可能となっている。従って、分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の分割共振子１１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子１１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。なお、中央の分割共振子１１３Ｆは、電極指２７の本数が両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇよりも多いから、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、静電容量が大きくなることによる温度上昇抑制の効果も奏される。
【００７１】
＜第４の実施形態＞
図９は、第４の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００７２】
第４の実施形態の共振子２１１Ｃは、第１の実施形態と同様の３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇを有している。ただし、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における位置が互いに異なっている。
【００７３】
具体的には、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに対して、伝搬方向Ｄ１の一方側にずれている。換言すれば、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇから伝搬方向Ｄ１において突出している。突出量（ずれ量）は、適宜に設定されてよい。図９では、反射器２１の大きさ以上で突出している場合を例示しているが、突出量は、反射器２１の大きさよりも小さくてもよい。なお、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における位置が互いに同一である。
【００７４】
第４の実施形態によれば、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇから突出した部分において放熱が可能となっている。従って、第３の実施形態と同様に、分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。
【００７５】
＜第５の実施形態＞
図１０は、第５の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００７６】
第５の実施形態は、第３の実施形態と、第４の実施形態とを組み合わせた態様である。すなわち、第５の実施形態は、複数の分割共振子１１３の伝搬方向Ｄ１における大きさ及び位置を互いに異ならせる態様である。
【００７７】
具体的には、共振子３１１Ｃは、第３の実施形態と同様の３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇを有している。各分割共振子１１３の中心を基準として考えると、入力側の分割共振子１１３Ｅは、中央の分割共振子１１３Ｆに対して伝搬方向Ｄ１の一方側（図１０の紙面下方側）にずれている。また、出力側の分割共振子１１３Ｇは、中央の分割共振子１１３Ｆに対して伝搬方向Ｄ１の他方側（図１０の紙面上方側、分割共振子１１３Ｅがずれる側とは反対側）にずれている。分割共振子１１３の大きさの差や位置のずれ量は、適宜に設定されてよい。
【００７８】
なお、両側の分割共振子１１３Ｅの伝搬方向Ｄ１の一方側の端部は、中央の分割共振子１１３Ｆの伝搬方向Ｄ１の一方側の端部に揃えられている。同様に、両側の分割共振子１１３Ｇの伝搬方向Ｄ１の他方側の端部は、中央の分割共振子１１３Ｆの伝搬方向Ｄ１の他方側の端部に揃えられている。ただし、これらは互いにずれていてもよい。
【００７９】
両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１の位置が配線５に対してもずれている。その結果、バスバー２５と配線５とは、バスバー２５の伝搬方向Ｄ１の全体に亘って接続されていない。ただし、配線５の位置及び幅の少なくとも一方を変更して、第１の実施形態と同様に、バスバー２５の伝搬方向Ｄ１の全体に亘って、バスバー２５と配線５とを接続してもよい。
【００８０】
第５の実施形態によれば、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに隣接しない部分が生じ、当該部分において放熱が可能となっている。従って、第３及び第４の実施形態と同様に、分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の分割共振子１１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子３１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。さらに、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇ同士も、伝搬方向Ｄ１における位置が互いにずれていることから、互いに熱的に影響を及ぼすことが緩和され、共振子３１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。
【００８１】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００８２】
上記の各種の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第２の実施形態（図７）の反射器の接続により放熱性を向上させる態様と、第３〜第５の実施形態の分割共振子の長さ又は大きさのばらつきにより放熱性を向上させる態様とは組み合わされてよい。
【００８３】
実施形態では、３つの分割共振子により構成された共振子を例にとって説明したが、共振子を構成する分割共振子は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【００８４】
第３〜第５の実施形態では、第１の実施形態の第１設定例と同様に、３つの分割共振子のうち、中央の分割共振子において温度上昇が見込まれるものと仮定して、中央の分割共振子の放熱性を向上させる態様を示した。しかし、第１の実施形態の設定例２と同様に、端の分割共振子において温度上昇が見込まれる場合には、その分割共振子において放熱性が向上されるように伝搬方向の長さなどが設定されてよい。
【００８５】
第２の実施形態において、複数の反射器は、互いに接続されるだけ（配線５に接続されない）でもよいし、配線５に接続されるだけ（互いに接続されない）でもよい。反射器は、共振子に信号を入力するための配線５に代えて、共振子からの信号が出力される配線５と接続されてもよい。伝搬方向の一方側に配列された反射器は入力側の配線５に接続され、伝搬方向の他方側に配列された反射器は出力側の配線５に接続されるなどしてもよい。伝搬方向の一方側に配列された複数の反射器が互いに接続されていない場合には、そのうちの一部が入力側の配線５に接続され、他の一部が出力側の配線５に接続されてもよい。
【００８６】
なお、本願に開示された技術内容からは、以下の発明を抽出可能である。
【００８７】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない複数の分割共振子を有し、
前記複数の分割共振子の少なくとも一つは、反射器が、前記共振子への信号の入力用の配線又は前記共振器からの信号の出力用の配線に接続されている
弾性表面波装置。
【００８８】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない第１及び第２の分割共振子を有し、
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されており、
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも前記伝搬方向において長く形成されている
弾性表面波装置。
【００８９】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない第１及び第２の分割共振子を有し、
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されるとともに、中心が前記伝搬方向において互いにずれるように配置されている
弾性表面波装置。
【００９０】
上記の抽出可能な発明においては、複数の分割共振子間において静電容量が互いに同一であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…ＳＡＷ装置、１１…共振子、１３Ｅ…分割共振子（第２の分割共振子）、１３Ｆ…分割共振子（第１の分割共振子）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波共振子を有する弾性表面波装置が知られている。特許文献１では、複数の弾性表面波共振子を直列に接続することにより、共振子を構成する技術を開示している。換言すれば、共振子を複数の分割共振子に分割する技術を開示している。特許文献１では、このように共振子を分割することにより、弾性表面波を励振したときに生じる機械的ストレスが複数の分割共振子に分散され、耐電力性が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０５３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、複数の分割共振子は、熱的ストレスが互いに異なる。例えば、一列に配列された３つの分割共振子をそれぞれ熱源として捉えた場合に、中央に配置された分割共振子は、両側を他の分割共振子に塞がれていることから、両側の分割共振子に比べて放熱をすることが難しく、温度が上昇し易い。このような場合、マイグレーションの熱加速により、中央の分割共振子においてマイグレーションが生じやすくなる。ひいては、共振子全体としての耐電力性が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、複数の分割共振子の熱的ストレスを相対的に調整可能な弾性表面波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様の弾性表面波装置は、第１、第２の分割共振子を含む共振子を有する。前記第１、第２の分割共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、且つ両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されている。前記第１の分割共振子は第２の分割共振子よりも静電容量が大きい。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成を有する弾性表面波装置によれば、複数の分割共振子の熱的ストレスを相対的に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＳＡＷ装置の回路構成を示す模式図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す、共振子の模式的な平面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】第１の実施形態の効果の説明に用いられる記号を説明する模式図である。
【図６】（ａ）は、設定例１の消費電力のシミュレーション結果を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るＳＡＷ装置における共振子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１０】
また、説明の対象となる実施形態において、既に説明された実施形態の構成と同一又は類似する構成については、既に説明された実施形態の構成と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。
【００１１】
符号は、同一又は類似する構成のものについて、「アンテナ端子７Ａ、送信側端子７Ｔ」などのように、同一の数字の符号と、互いに異なる大文字のアルファベットの付加符号とが組み合わされたものが使用されることがある。また、この場合において、単に「端子７」というなど、名称の頭の文字及び付加符号が省略されることがあるものとする。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置１を示す平面図である。
【００１３】
ＳＡＷ装置１は、基板３を有している。基板３は、圧電効果を示す圧電体により構成された、いわゆる圧電基板である。圧電体は、例えばＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３である。なお、基板３の平面形状は適宜に設定されてよい。
【００１４】
基板３の主面３ａ上においては、導電層がパターニングされることにより、複数のＳＡＷ素子（１１、１５）、複数のＳＡＷ素子に接続された複数の配線５、配線５を介してＳＡＷ素子に接続された複数の端子７が設けられている。
【００１５】
このような構成により、主面３ａの一方側には送信フィルタ９Ｔが構成され、主面３ａの他方側には受信フィルタ９Ｒが構成されている。そして、ＳＡＷ装置１は、デュプレクサとして構成されている。
【００１６】
図２は、ＳＡＷ装置１の回路構成を示す模式図である。
【００１７】
上述のように、ＳＡＷ装置１は、送信フィルタ９Ｔと、受信フィルタ９Ｒとを有している。送信フィルタ９Ｔは、送信側端子７Ｔに入力された信号をフィルタリングして、アンテナ端子７Ａに出力する。受信フィルタ９Ｒは、アンテナ端子７Ａから入力された信号をフィルタリングして２つの受信側端子７Ｒに出力する。
【００１８】
送信側端子７Ｔに入力される信号、アンテナ端子７Ａから出力される信号、アンテナ端子７Ａから入力される信号は、例えば、不平衡信号である。２つの受信側端子７Ｒから出力される信号は、例えば、平衡信号である。なお、不平衡信号は、基準電位に対する電位を信号レベルとする信号である。一方、平衡信号は、２つの信号からなり、２つの信号の電位差を信号レベルとする信号である。
【００１９】
送信フィルタ９Ｔは、例えば、ラダー型ＳＡＷフィルタとして構成されている。具体的には、送信フィルタ９Ｔは、送信側端子７Ｔとアンテナ端子７Ａとの間において直列に接続された複数の直列共振子１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ及び１１Ｇと、これら直列共振子に対して並列に接続された複数の並列共振子１１Ｂ、１１Ｄ及び１１Ｆとを有している。並列共振子１１Ｂ、１１Ｄ及び１１Ｆは、複数の直列共振子１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ及び１１Ｇの接続の間と、グランド（例えば図１のグランド端子７Ｇ）とを接続している。
【００２０】
受信フィルタ９Ｒは、例えば、ＳＡＷフィルタ１５と、ＳＡＷフィルタ１５に直列に接続された複数の共振子１１Ｈ、１１Ｉ及び１１Ｊとを有している。ＳＡＷフィルタ１５は、例えば、不平衡信号を平衡信号に変換する機能を有する共振子型ダブルモードＳＡＷフィルタにより構成されている。共振子１１Ｈは、アンテナ端子７ＡとＳＡＷフィルタ１５との間に配置されている。共振子１１Ｉ及び１１Ｊは、ＳＡＷフィルタ１５と受信側端子７Ｒとの間に配置されている。
【００２１】
共振子１１は、複数の分割共振子１３に分割されている。換言すれば、共振子１１は、複数の分割共振子１３が直列に接続されて構成されている。分割数は適宜に設定されてよいが、本実施形態では、各共振子１１は、２又は３に分割されている。
【００２２】
各共振子１１において、複数の分割共振子１３のうち、隣接する分割共振子１３同士は、その間に分岐回路を有しない状態で接続されている。ここで分岐回路とは、隣接する分割共振子１３同士を接続する配線から分岐して、その先に所定の機能を果たす素子（インダクタ、キャパシタ、抵抗、及びグランドなど）を有する回路をいう。例えば、共振子１１Ｃにおいて、分割共振子１３Ｅ、１３Ｆ及び１３Ｇの接続の間は、グランドと接続されていない。この点は、複数の分割共振子１３と、直列共振子１１Ａ及び１１Ｃ等とが異なる点の一つである。
【００２３】
ＳＡＷ装置１は、上記の他、アンテナ端子７Ａとグランドとの間に設けられたインダクタ１７と、２つの受信側端子７Ｒ間に設けられたインダクタ１７とを有している。なお、ＳＡＷ装置１は、上記の他にも、適宜な位置にインダクタ、キャパシタ、抵抗が設けられてよい。
【００２４】
図３は、図１の共振子１１Ｃ付近を拡大して示す模式的な平面図である。なお、以降においては、共振子１１Ｃについて分割共振子１３の構成等を説明するが、他の共振子１１の分割共振子１３の構成等も、寸法などの具体的な設計事項を除いて、共振子１１Ｃと同様である。
【００２５】
上述のように、共振子１１Ｃは、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇを有している。各分割共振子１３は、例えば、１ポートＳＡＷ共振子により構成されている。具体的には、分割共振子１３は、１つのＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１９と、ＩＤＴ電極１９の両側に配置された２つの反射器２１とを有している。
【００２６】
ＩＤＴ電極１９は、１対の櫛歯状電極２３を有している。各櫛歯状電極２３は、直線状に延びるバスバー２５と、バスバー２５から、バスバー２５の長手方向に直交する方向に延びる複数の電極指２７とを有している。複数の電極指２７のピッチは、全体として概ね一定のピッチとされている。１対の櫛歯状電極２３は、複数の電極指２７が互いに噛合うように配置されている。
【００２７】
ＩＤＴ電極１９に電圧が印加されると、複数の電極指２７のピッチを半波長とし、複数の電極指２７の配列方向に伝搬するＳＡＷが励振される。なお、以下では、複数の電極指２７の配列方向を伝搬方向Ｄ１といい、伝搬方向Ｄ１に直交する方向を直交方向Ｄ２ということがある。
【００２８】
２つの反射器２１は、ＩＤＴ電極１９に対して伝搬方向Ｄ１の両側に配置されている。各反射器２１は、伝搬方向Ｄ１に延びる１対のバスバー２９と、１対のバスバー２９間において直交方向Ｄ２に延びる複数の電極指３１とを有している。複数の電極指３１のピッチ、及び、反射器２１とＩＤＴ電極１９との距離（互いに隣接する電極指２７と電極指３１とのピッチ）は、複数の電極指２７のピッチと概ね同等である。
【００２９】
ＩＤＴ電極１９の配置位置において伝搬方向Ｄ１に伝搬したＳＡＷは、反射器２１により反射され、定在波となる。これにより、Ｑの高い共振現象が生じる。すなわち、分割共振子１３はＱの高い共振子として機能する。
【００３０】
３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、直交方向Ｄ２において配列されている。３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１の大きさが互いに同一となっており、また、伝搬方向Ｄ１における位置も互いに同一となっている。
【００３１】
隣接する分割共振子１３同士は、バスバー２５同士が接続されている。バスバー２５同士の接続は、バスバー２５の長手方向の全体に亘ってなされている。これにより、分割共振子１３間においては、熱が伝達されやすくなっている。なお、バスバー２５同士は、図３のように直接的に接続されてもよいし、配線５を介して間接的に接続されてもよい。
【００３２】
３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇのうち両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、配線５と接続されている。接続は、バスバー２５の長手方向の全体に亘ってなされている。これにより、分割共振子１３から配線５へ熱が伝達されやすくなっている。
【００３３】
なお、図３では、バスバー２５間の境界線、及び、配線５とバスバー２５との境界線を示している。ただし、実際の製品においては、複数のバスバー２５及び配線５等は、同一の導電層により一体的に形成されてよい。
【００３４】
図４は、ＩＤＴ電極１９の一部を拡大して示す平面図である。
【００３５】
分割共振子１３（ＩＤＴ電極１９）の特性は、電極指ピッチＰ、交差幅Ｗ、電極指２７の本数、電極比率（デューティー）などにより規定される。電極指ピッチＰは、複数の電極指２７のピッチであり、例えば、一対の櫛歯状電極２３の複数の電極指２７の中心間距離により定義される。交差幅Ｗは、互いに噛み合う電極指２７の直交方向Ｄ２における重複量である。電極比率は、電極指ピッチＰに対する電極指２７の幅の割合（（Ｆ１＋Ｆ２）／Ｐ）である。
【００３６】
一般に、各共振子１１内において、複数の分割共振子１３は、機械的ストレスを均等に分散させるために、同一の構成とされる。具体的には、上記の電極指ピッチＰ、交差幅Ｗ、電極指２７の本数、電極比率等は、複数の分割共振子１３間で互いに同一とされる。また、その結果、複数の分割共振子１３の静電容量も互いに同一とされる。
【００３７】
ただし、本実施形態においては、複数の分割共振子１３の構成が互いに同一と仮定したときに、換言すれば、複数の分割共振子１３の静電容量が互いに同一と仮定したときに、温度が最も高くなる分割共振子１３において、静電容量が他の分割共振子１３の静電容量よりも大きくなるように、各共振子１１の分割が行われている。
【００３８】
例えば、図３に示した共振子１１Ｃにおいては、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇが一列に配列されている。これら３つの分割共振子１３をそれぞれ熱源として捉えた場合に、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、配線５に対して放熱を行うことができるのに対し、中央に配置された分割共振子１３Ｆは、両側を分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに塞がれている。その結果、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇが互いに同一の構成と仮定すると、中央の分割共振子１３Ｆが、温度が最も高くなる分割共振子であることになる。この場合、中央の分割共振子１３Ｆの静電容量は、他の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇの静電容量よりも大きくなるように設定される。
【００３９】
また、例えば、共振子１１Ｃの周囲の他の共振子１１の配置、共振子１１Ｃの周囲の配線５の配置などによっては、端の分割共振子１３Ｅ又は１３Ｇの温度が他の分割共振子１３の温度よりも高くなることもある。例えば、端子７は、放熱に大きく寄与することから、端子７に近い分割共振子１３ほど温度が低く、端子７から遠い分割共振子１３ほど温度が高くなることがある。この場合、温度が高くなる端の分割共振子１３Ｅ又は１３Ｇの静電容量は、他の分割共振子１３の静電容量よりも大きくなるように設定される。
【００４０】
複数の分割共振子１３間において、静電容量を相対的に大きくする方法としては、例えば、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法、電極指２７の本数を相対的に多くする方法、電極比率を相対的に大きくする方法、又は、これらの組み合わせが挙げられる。
【００４１】
なお、上記の方法の中では、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法が好ましい。その理由としては、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極比率を相対的に大きくする方法に比較して、共振子の作製プロセスのゆらぎに対する特性感度に及ぼす影響が少ないことが挙げられる。換言すれば、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極比率を相対的に大きくする方法に比べ不良の発生率を抑えることができる。また、交差幅Ｗを相対的に大きくする方法は、電極指２７の本数を相対的に多くする方法に比較して、熱抵抗の変化が少なく、後述する静電容量の調整による効果と熱抵抗の変化との双方を考慮する必要が少なく、設計が簡便であることが挙げられる。
【００４２】
静電容量が大きく設定された分割共振子１３は、他の分割共振子１３よりも分圧が低くなり、消費電力が低下する。その結果、発熱量が下がり、他の分割共振子１３と熱的ストレスが同等になる。具体的には、以下のとおりである。
【００４３】
図５は、以下の説明における記号を説明する模式図である。
【００４４】
３つの分割共振子１３の周波数特性は、弾性表面波の作用により複雑なアドミタンス特性を示すが、ここでの説明は簡略化して静電容量に着目することとし、分割共振子１３を直列接続された３つのキャパシタとして考えることとする。従って、各分割共振子１３において、静電容量をＣｉ（ｉ＝１〜３）、電荷量をＱとし、電圧Ｖが印加されたとすると、分圧Ｖｉ（Ｖ＝ΣＶｉ）は以下の式で表わされる。
Ｖｉ＝Ｑ／Ｃｉ
【００４５】
また、３つの分割共振子１３の内部抵抗（コンダクタンスＧ）が等しいとすると、各分割共振子１３において、アドミタンスＹｉは以下の式で表わされる。
Ｙｉ＝Ｇ＋ｊωＣｉ
【００４６】
従って、各分割共振子１３において、消費電力Ｗｉは以下の式で表わされる。
Ｗｉ＝Ｒｅ｛Ｖｉ２（Ｇ＋ｊωＣｉ）}
＝Ｑ２Ｇ／Ｃｉ２
【００４７】
そして、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
【００４８】
上式から、静電容量が相対的に大きく設定されることにより、消費電力が相対的に小さくなり、発熱が抑制されることが分かる。
【００４９】
さらに、図５に示す２つの設定例について消費電力Ｗｉの比について説明する。
【００５０】
（設定例１）
設定例１では、中央の分割共振子１３Ｆの静電容量Ｃ２が相対的に大きく設定され、また、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇの静電容量Ｃ１及びＣ３は互いに同一とされる。
【００５１】
共振子１１Ｃの静電容量、換言すれば、３つの分割共振子１３の合成容量をＣとする。また、３つの分割共振子１３が互いに同一の構成（同一の静電容量）とされたと仮定した場合の静電容量をＣ０（３×Ｃ）とする。また、α＜１、β＞１とする。このとき、静電容量Ｃｉは、Ｃ０、α、βを用いて、図５に示すように表わされる。
【００５２】
そして、直列接続のキャパシタの合成容量の計算式から以下の式が成立する。
Ｃ＝１／（１／（αＣ０）＋１／（βＣ０）＋１／（αＣ０））＝Ｃ０／３
αβ／（２β＋α）＝１／３
β＝α／（３α−２）
【００５３】
従って、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
＝１／α２：１／β２：１／α２
＝１：（３α−２）２：１
【００５４】
（設定例２）
設定例２では、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３となるように分割共振子１３の静電容量が設定される。このとき、静電容量Ｃｉは、Ｃ０、α、βを用いて、図５に示すように表わすことが可能である。
【００５５】
そして、直列接続のキャパシタの合成容量の計算式から以下の式が成立する。
Ｃ＝１／（１／（αＣ０）＋１／（Ｃ０）＋１／（βＣ０））＝Ｃ０／３
αβ／（α＋β＋αβ）＝１／３
β＝α／（２α−１）
【００５６】
従って、３つの分割共振子１３の消費電力Ｗｉの比は以下のようになる。
Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３＝１／Ｃ１２：１／Ｃ２２：１／Ｃ３２
＝１／α２：１：１／β２
＝１／α２：１：（２α−１）２／α２
【００５７】
なお、上記の設定例１及び２において示したαとβとの関係式は、静電容量Ｃｉの設定を、静電容量Ｃ０からの設計変更として捉えて行う場合において、合成容量Ｃが変化しないように静電容量Ｃｉを決定するのに有用である。また、上記の設定例１及び２において示したαを用いた消費電力Ｗｉの比は、その設計変更の効果を調べるのに有用である。
【００５８】
（実施例）
図６（ａ）は、設定例１のように設定した場合の消費電力のシミュレーション結果を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部拡大図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）において、横軸は、共振子１１Ｃに印加された電圧の周波数を示し、縦軸は、消費電力を示している。
【００５９】
シミュレーションにおいては、分割共振子１３の静電容量の比が以下のようになる、４つのケースについて消費電力を計算した。
ケース１：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝１．００：１．００
ケース２：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９８：１．０４
ケース３：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９７：１．０７
ケース４：Ｃ１（Ｃ３）：Ｃ２＝０．９３：１．１７
【００６０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）において、Ｌ１〜Ｌ７は、それぞれ、ケース４のＣ１、ケース３のＣ１、ケース２のＣ１、ケース１のＣ１（Ｃ２）、ケース２のＣ２、ケース３のＣ２、ケース４のＣ２に対応している。
【００６１】
シミュレーション結果から、静電容量の比を変化させることにより、消費電力の比を変化させることができることが確認された。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、第１の分割共振子１３（例えば設定例１の分割共振子１３Ｆ）の静電容量を第２の分割共振子１３（例えば設定例１の分割共振子１３Ｅ）の静電容量よりも大きく設定することにより、第１の分割共振子１３の発熱量を第２の分割共振子１３の発熱量よりも抑え、相対的に熱的ストレスの調整を行うことができる。その結果、複数の分割共振子１３のうち、特定の分割共振子１３において、他の分割共振子１３よりも早期にマイグレーションが生じることが抑制され、共振子１１全体としての耐電力性が向上する。このように第１の分割共振子１３の静電容量を第２の分割共振子１３より大きくする構成は、比較的温度が上昇しやすい送信フィルタ９Ｔにおいて適用することが好ましい。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００６４】
第２の実施形態のＳＡＷ装置は、反射器２１同士を接続する配線５１を有している。配線５１は、例えば、反射器２１のバスバー２９の長手方向全体に亘って、バスバー２９同士を接続している。このように、反射器２１同士を接続することにより、相対的に温度が高い分割共振子１３の熱を相対的に温度が低い分割共振子１３に逃がし易くなる。
【００６５】
また、第２の実施形態のＳＡＷ装置は、反射器２１と、共振子１１Ｃに信号を入力するための配線５とを接続する配線５３が設けられている。配線５３は、反射器２１のバスバー２９の長手方向全体に亘って、バスバー２９に接続されている。このように、反射器２１と配線５とを接続することにより、分割共振子１３の熱を配線５に逃がし易くなる。
【００６６】
なお、図７では、配線５１と反射器２１との境界線、配線５３と反射器２１との境界線、及び、配線５３と配線５との境界線を示している。ただし、実際の製品においては、配線５１、配線５３及び反射器２１等は、同一の導電層により一体的に形成されてよい。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００６８】
第３の実施形態においては、共振子１１１Ｃを構成する３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における大きさが互いに異なっている。換言すれば、３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇは、電極指２７の本数が互いに異なっている。
【００６９】
具体的には、中央の分割共振子１１３ＦのＩＤＴ電極１９の伝搬方向Ｄ１における長さは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３ＧのＩＤＴ電極１９の伝搬方向Ｄ１における長さよりも長くなっている。その結果、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから伝搬方向Ｄ１において突出している。なお、３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇの中心の伝搬方向Ｄ１における位置は互いに同一であり、中央の分割共振子１１３Ｆは、伝搬方向Ｄ１の両側端部が分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから突出している。突出量は、適宜に設定されてよい。図８では、突出量が反射器２１の量となっている場合を例示しているが、突出量は、これよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００７０】
第３の実施形態によれば、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇから突出した部分において放熱が可能となっている。従って、分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の分割共振子１１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子１１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。なお、中央の分割共振子１１３Ｆは、電極指２７の本数が両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇよりも多いから、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、静電容量が大きくなることによる温度上昇抑制の効果も奏される。
【００７１】
＜第４の実施形態＞
図９は、第４の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００７２】
第４の実施形態の共振子２１１Ｃは、第１の実施形態と同様の３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇを有している。ただし、３つの分割共振子１３Ｅ〜１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における位置が互いに異なっている。
【００７３】
具体的には、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに対して、伝搬方向Ｄ１の一方側にずれている。換言すれば、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇから伝搬方向Ｄ１において突出している。突出量（ずれ量）は、適宜に設定されてよい。図９では、反射器２１の大きさ以上で突出している場合を例示しているが、突出量は、反射器２１の大きさよりも小さくてもよい。なお、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１における位置が互いに同一である。
【００７４】
第４の実施形態によれば、中央の分割共振子１３Ｆは、両側の分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇから突出した部分において放熱が可能となっている。従って、第３の実施形態と同様に、分割共振子１３Ｅ及び１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。
【００７５】
＜第５の実施形態＞
図１０は、第５の実施形態に係るＳＡＷ装置における、図３に対応する平面図である。
【００７６】
第５の実施形態は、第３の実施形態と、第４の実施形態とを組み合わせた態様である。すなわち、第５の実施形態は、複数の分割共振子１１３の伝搬方向Ｄ１における大きさ及び位置を互いに異ならせる態様である。
【００７７】
具体的には、共振子３１１Ｃは、第３の実施形態と同様の３つの分割共振子１１３Ｅ〜１１３Ｇを有している。各分割共振子１１３の中心を基準として考えると、入力側の分割共振子１１３Ｅは、中央の分割共振子１１３Ｆに対して伝搬方向Ｄ１の一方側（図１０の紙面下方側）にずれている。また、出力側の分割共振子１１３Ｇは、中央の分割共振子１１３Ｆに対して伝搬方向Ｄ１の他方側（図１０の紙面上方側、分割共振子１１３Ｅがずれる側とは反対側）にずれている。分割共振子１１３の大きさの差や位置のずれ量は、適宜に設定されてよい。
【００７８】
なお、両側の分割共振子１１３Ｅの伝搬方向Ｄ１の一方側の端部は、中央の分割共振子１１３Ｆの伝搬方向Ｄ１の一方側の端部に揃えられている。同様に、両側の分割共振子１１３Ｇの伝搬方向Ｄ１の他方側の端部は、中央の分割共振子１１３Ｆの伝搬方向Ｄ１の他方側の端部に揃えられている。ただし、これらは互いにずれていてもよい。
【００７９】
両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇは、伝搬方向Ｄ１の位置が配線５に対してもずれている。その結果、バスバー２５と配線５とは、バスバー２５の伝搬方向Ｄ１の全体に亘って接続されていない。ただし、配線５の位置及び幅の少なくとも一方を変更して、第１の実施形態と同様に、バスバー２５の伝搬方向Ｄ１の全体に亘って、バスバー２５と配線５とを接続してもよい。
【００８０】
第５の実施形態によれば、中央の分割共振子１１３Ｆは、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに隣接しない部分が生じ、当該部分において放熱が可能となっている。従って、第３及び第４の実施形態と同様に、分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇに挟まれて放熱に不利な中央の分割共振子１１３Ｆの放熱性を向上させることができ、共振子３１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。さらに、両側の分割共振子１１３Ｅ及び１１３Ｇ同士も、伝搬方向Ｄ１における位置が互いにずれていることから、互いに熱的に影響を及ぼすことが緩和され、共振子３１１Ｃ全体の耐電力性の向上が期待される。
【００８１】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００８２】
上記の各種の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第２の実施形態（図７）の反射器の接続により放熱性を向上させる態様と、第３〜第５の実施形態の分割共振子の長さ又は大きさのばらつきにより放熱性を向上させる態様とは組み合わされてよい。
【００８３】
実施形態では、３つの分割共振子により構成された共振子を例にとって説明したが、共振子を構成する分割共振子は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【００８４】
第３〜第５の実施形態では、第１の実施形態の第１設定例と同様に、３つの分割共振子のうち、中央の分割共振子において温度上昇が見込まれるものと仮定して、中央の分割共振子の放熱性を向上させる態様を示した。しかし、第１の実施形態の設定例２と同様に、端の分割共振子において温度上昇が見込まれる場合には、その分割共振子において放熱性が向上されるように伝搬方向の長さなどが設定されてよい。
【００８５】
第２の実施形態において、複数の反射器は、互いに接続されるだけ（配線５に接続されない）でもよいし、配線５に接続されるだけ（互いに接続されない）でもよい。反射器は、共振子に信号を入力するための配線５に代えて、共振子からの信号が出力される配線５と接続されてもよい。伝搬方向の一方側に配列された反射器は入力側の配線５に接続され、伝搬方向の他方側に配列された反射器は出力側の配線５に接続されるなどしてもよい。伝搬方向の一方側に配列された複数の反射器が互いに接続されていない場合には、そのうちの一部が入力側の配線５に接続され、他の一部が出力側の配線５に接続されてもよい。
【００８６】
なお、本願に開示された技術内容からは、以下の発明を抽出可能である。
【００８７】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない複数の分割共振子を有し、
前記複数の分割共振子の少なくとも一つは、反射器が、前記共振子への信号の入力用の配線又は前記共振器からの信号の出力用の配線に接続されている
弾性表面波装置。
【００８８】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない第１及び第２の分割共振子を有し、
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されており、
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも前記伝搬方向において長く形成されている
弾性表面波装置。
【００８９】
共振子を有し、
前記共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、互いに直列に接続され、その接続の間に分岐回路を有しない第１及び第２の分割共振子を有し、
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されるとともに、中心が前記伝搬方向において互いにずれるように配置されている
弾性表面波装置。
【００９０】
上記の抽出可能な発明においては、複数の分割共振子間において静電容量が互いに同一であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…ＳＡＷ装置、１１…共振子、１３Ｅ…分割共振子（第２の分割共振子）、１３Ｆ…分割共振子（第１の分割共振子）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の分割共振子を含む共振子を少なくとも１つ備え、
前記第１及び第２の分割共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、且つ両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されており、
前記第１の分割共振子は第２の分割共振子よりも静電容量が大きい
弾性表面波装置。
【請求項２】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指の交差幅が大きい
請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指の本数が多い
請求項１又は２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指ピッチに対する電極指の幅の割合が大きい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記第１の分割共振子は、前記第１及び第２の分割共振子の静電容量が互いに同一であると仮定したときに、前記第２の分割共振子よりも温度が高くなる位置に設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記第１の分割共振子は反射器を有し、
前記反射器が、前記共振子への信号の入力用の配線又は前記共振器からの信号の出力用の配線に接続されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の分割共振子は、それぞれ反射器を有し、
前記第１の分割共振子の反射器と前記第２の分割共振子の反射器とが接続されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されており、
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも前記伝搬方向において長く形成されている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されるとともに、中心が前記伝搬方向において互いにずれるように配置されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項１】
第１及び第２の分割共振子を含む共振子を少なくとも１つ備え、
前記第１及び第２の分割共振子は、それぞれ弾性表面波共振子により構成され、且つ両者の間に分岐回路を有しない状態で互いに直列に接続されており、
前記第１の分割共振子は第２の分割共振子よりも静電容量が大きい
弾性表面波装置。
【請求項２】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指の交差幅が大きい
請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指の本数が多い
請求項１又は２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも電極指ピッチに対する電極指の幅の割合が大きい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記第１の分割共振子は、前記第１及び第２の分割共振子の静電容量が互いに同一であると仮定したときに、前記第２の分割共振子よりも温度が高くなる位置に設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記第１の分割共振子は反射器を有し、
前記反射器が、前記共振子への信号の入力用の配線又は前記共振器からの信号の出力用の配線に接続されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の分割共振子は、それぞれ反射器を有し、
前記第１の分割共振子の反射器と前記第２の分割共振子の反射器とが接続されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されており、
前記第１の分割共振子は、前記第２の分割共振子よりも前記伝搬方向において長く形成されている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の分割共振子は、弾性表面波の伝搬方向に直交する方向に配列されるとともに、中心が前記伝搬方向において互いにずれるように配置されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１７２１９１（Ｐ２０１１−１７２１９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６５９３（Ｐ２０１０−３６５９３）
【出願日】平成２２年２月２２日（２０１０．２．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２２日（２０１０．２．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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