[发明专利]谐振器、振荡器和通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用机械谐振的谐振器、使用该谐振器的振荡器和设有该振荡器的通信装置。 

背景技术

随着近年来无线通信技术的发展，利用无线通信技术的通信设备需要减小其尺寸和重量。微机电系统(MEMS)技术已被用于加工曾经难以小型化的RF信号处理单元，所述微机电系统技术可以基于用于半导体加工的微处理技术制造精细的机械结构。 

例如，利用机械谐振的机械谐振器是熟知的。诸如滤波器、振荡器和混频器的使用机械谐振器的RF单元，因为它们尺寸小且可以集成，所以它们有望应用于通信领域。日本专利申请特开公报No.JP2006-33740(专利文件1)和美国专利No.6249073(专利文件2)公开了机械谐振器的技术。 

制造利用谐振器的振荡器需要小的插入损耗和高Q值的谐振器。由于机械谐振器具有高阻抗，所以需要并联连接相同的谐振器单元，即需要通过并联连接降低阻抗，而并联连接将导致谐振器的Q值降低。 

利用机械振荡的并联谐振器存在两种可能降低Q值的原因：(1)并联谐振器中各个单位谐振器单元的特性的变化；和(2)振荡元件的动能经支撑元件泄漏至基板。原因(2)也适用于单个单元的谐振器。以下将解释这两个原因。 

这里将详细描述原因(1)。为了降低机械谐振器的插入损耗，可能需要并联连接相同的谐振器单元以降低阻抗。并联连接单位谐振器的一种可能的方式通常如图35A和35B所示，从而多个谐振器单元以网格阵列图形布置以形成并联连接。通过将图36所示的单位谐振器单元2以阵列图形布置，就可以构成如图35A和35B所示的并联谐振器1。

如图36所示的谐振器单元2是这样构成的，即在基板3上形成输入电极4(所谓的输入信号线)和输出电极5(所谓的输出信号线)，振荡元件7(所谓的波束)在输入/输出电极4、5上被悬空地支撑，同时在振荡元件和电极之间留有空间6。振荡元件7被配置为其两端由导电基座9上的支撑元件8[8A，8B]支撑，并且与输入/输出电极4、5交叉。如图35A和35B所示，并联谐振器1其构造为将多个谐振器单元2(参见图36)按阵列图形布置在公共基板3上，在每行的导电基座9处连接振荡元件7的支撑元件8A、8B，并且通过连接在每行的末端处的基座9而将各个振荡元件7连接在一起。把DC偏置电压V提供给振荡元件7。另一方面，输入电极4与输入电极4共同连接，输出电极5与输出电极5共同连接，其中输入电极4和输出电极5与振荡元件7交叉而置。 

虑及如图35所示的结构的振动特性，对阵列的外围区域和中心区域作一比较，各个谐振器单元2的振动频率是变化的。对于谐振频率的变化存在两个可能的原因。一个原因是作用于振荡元件(所谓的振荡元件7)的应力在中心区域和外围区域有所不同，另一个原因是在制造谐振器单元2的过程中，在阵列的中心部分和外围部分处易于产生薄膜厚度等(具体是振荡元件的薄膜厚度)的结构性变化。 

因此，与单个谐振器相比，并联谐振器1中波数的任何分配会降低Q值。为了避免在实现并联布置时所致的Q值的降低，有必要减小并联谐振器中的谐振频率的变化。但是，对于谐振器单元2以阵列图形布置的情况，难以消除对振荡元件的应力的差异以及谐振器单元中的结构性变化。 

以下将详细描述原因(2)。为了提高谐振器的Q值，重要的是避免振荡元件的动能漏至基板。在按照阵列图形布置的谐振器单元2中，各个振荡元件7由支撑元件8[8A，8B]这样支撑，即各个振荡元件7与相邻的谐振器单元2的振荡元件7相分离(参见图35B)。因此，各个谐振器单元2的振动的一部分动能可经支撑元件8[8A，8B]漏至基板3，从而Q值就会降低。 

发明内容

本发明就是针对上述情况后提出的，并且通过均衡各个谐振器单元的结构和作用于各个谐振器单元的应力，提供一种Q值得到提高的并联谐振器。 

本发明还提出了使用上述谐振器的振荡器和设有该振荡器的通信装置。 

根据本发明的实施例，提出了一种包含多个谐振器单元的谐振器，各个谐振器单元分别具有相互面对并且彼此之间留有空间的电极和振荡元件，所述多个谐振器单元经布置以形成封闭系统，其中多个谐振器单元的振荡元件以一体方式连续地形成，所述封闭系统的振荡元件形成为使振动的波腹间距离和波节间距离保持不变，所述振荡元件的支撑元件设在振动的波节处，所述的多个谐振器单元相对于所述封闭系统的中心以点对称布置。