DE2450831C3

DE2450831C3 - Device for elastic surface waves

Info

Publication number: DE2450831C3
Application number: DE19742450831
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Kawasaki; Morishita Shigehumi Yokohama; Onodera (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1978-01-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen, bestehend aus einem piezoelektrischen Körper mit auf diesen ausgebildeten Eingangsund Ausgangsleitern in Form von zwei mehrfingerigen, gegeneinander isolierten Elektroden, die verschachtelt bzw. fingerartig ineinandergreifend dicht nebeneinander angeordnet sind und eine Umwandlung zwischen <,<; einem elektrischen Signal und einer Oberflächenwelle durchzuführen vermögen, wobei der piezoelektrische Körper wenigstens eine Nut auf der Seite aufweist, die der Seite mit den gegeneinander isolierten Elektroden gegenüberliegtThe invention relates to a device for elastic surface waves, consisting of a piezoelectric Body with input and output conductors formed on these in the form of two multi-fingered, mutually insulated electrodes that are nested or interlocking like fingers close together are arranged and a conversion between <, <; able to carry out an electrical signal and a surface wave, the piezoelectric Body has at least one groove on the side that the side with the mutually insulated electrodes opposite

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der Zeitschrift IEEE Transact on Broadcast and Television Receivers«, BRT-17, 1971 Januar, Seiten 16 bis 23 bekanntSuch a device is already from the magazine IEEE Transact on Broadcast and Television Receivers ", BRT-17, 1971 January, pages 16 to 23 known

Bei einer derartigen Vorrichtung besteht allgemein die Forderung, daß das an der Eingangselektrode angelegte Signal an der Ausgangselektrode getreu wiedergegeben wird. In der Praxis treten jedoch im wiedergegebenen Ausgangssignal Störsignale auf.In such a device there is a general requirement that the input electrode applied signal is faithfully reproduced at the output electrode. In practice, however, the reproduced output signal interfering signals.

Zur Unterdrückung von Nebensprechsignalen ist es bereits bekannt, bei der genannten Vorrichtung wenigstens eine Nut quer zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen auf der Seite auszubilden, die der Seite mit den gegeneinander isolierten Elektroden gegenüberliegt Zur Verbesserung des Effektes können diese querverlaufenden Nuten mit einem elektrisch leitenden Material wie Epoxy gefüllt sein.For the suppression of crosstalk signals, it is already known in the aforementioned device to form at least one groove transversely to the direction of propagation of the surface waves on the side that the Side with the mutually insulated electrodes is opposite to improve the effect these transverse grooves can be filled with an electrically conductive material such as epoxy.

Aus der DT-PS 11 82 368 ist eine Ultraschall-Verzögerungseinrichtung für Meßzwecke bekannt, deren Verzögerungszeit entweder festliegt oder durch Standortänderung zumindest eines elektromechanischen Wandlers längs der für die Schallübertragung vorgesehenen, durch ein festes Medium gebildeten Bahn kontinuierlich einstellbar ist. Die Schallausbreitung im festen Medium der Übertragungsbahn erfolgt hier durch Oberflächenwellen, die an der Grenzfläche zwischen diesem Medium und einem Zwischenmedium eines Eingangswandlers durch Longitudinalwellen entstehen, die das elektrostriktive Schwingelement des Wandlers mittels des Zwischenmediums und der Einhaltung eines Winkels gegen die Schallübertragungsbahn strahlt der eine vollständige Umwandlung der Longitudinalwellen in Oberflächenwellen ergibt, die dann nach Zurücklegung der vorgesehenen Übertragungsstrecke vom Ausgangswandler in elektrische Energie umgeformt werden, wobei dieser Ausgangswandler hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaues mit dem Eingangswandler übereinstimmt.From DT-PS 11 82 368 an ultrasonic delay device is known for measuring purposes, the delay time either fixed or by change of location at least one electromechanical transducer along the area intended for sound transmission, is continuously adjustable by a solid medium formed path. The sound propagation in solid medium of the transmission path takes place here by surface waves, which at the interface arise between this medium and an intermediate medium of an input transducer through longitudinal waves, which the electrostrictive vibrating element of the transducer by means of the intermediate medium and the Maintaining an angle against the sound transmission path emits a complete conversion of the Longitudinal waves result in surface waves, which then after covering the intended transmission path be converted into electrical energy by the output transducer, this output transducer corresponds to the input transducer in terms of its basic structure.

Zur Unterdrückung von zufällig entstehenden Transversal- oder Longitudinalwellen kann die der Fläche der Schallübertragungsbahn, auf der die Wandler angeordnet sind, gegenüberliegende Fläche gezahnt ausgebildet sein, wobei die Zähnungen bzw. Nuten ebenfalls quer zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen verlaufen. To suppress randomly occurring transverse or longitudinal waves, the surface of the Sound transmission path on which the transducers are arranged, the opposing surface is toothed The serrations or grooves also run transversely to the direction of propagation of the surface waves.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen der eingangs definierten Art auf einfache Weise derart auszubilden, daß Störsignale wirkungsvoll unterdrückt werden können.The object on which the invention is based is to develop the device for elastic surface waves of the type defined in the introduction in a simple manner in such a way that interference signals are effectively suppressed can be.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel, unter dem die wenigstens eine Nut zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen verläuft, kleiner ist als 45°.Based on the device of the type defined at the outset, this object is achieved according to the invention solved in that the angle at which the at least one groove to the direction of propagation of the Surface waves runs, is smaller than 45 °.

Es hat sich herausgestellt, daß bei einer Ausbildung einer Nut innerhalb dieses Winkelbereiches eine starke Dämpfung von Störsignalen erreicht werden kann, wobei das Maximum dieser Dämpfung dann erreicht wird, wenn die Nut in der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen verläuft. Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß Eingangs- und Ausgangsleiter auf einem piezoelektrischen Film auf der einen Oberfläche eines Oberflächenwellen-Ausbreitungsmediums gebildet sind, und daß auf der von diesen Leitern angewandten FlächeIt has been found that when a groove is formed within this angular range, a strong Attenuation of interfering signals can be achieved, the maximum of this attenuation then being reached when the groove runs in the direction of propagation of the surface waves. In detail, the Invention thereby learn an advantageous development that input and output conductors on one piezoelectric films are formed on one surface of a surface wave propagation medium, and that on the surface used by these ladders

des Ausbreitungsmediums eine in Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle verlaufende bzw. langgestreckte Nut vorgesehen istof the propagation medium extending or elongated in the direction of propagation of the surface wave Groove is provided

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet daß auf der einen Fläche eines Oberflächenwellen-Ausbreitungsmediums piezoelektrische Körper ausgebildet sind und daß eine in Oberflächenwellen-Ausbreitungsrichtung langgestreckte Nut in der Oberfläche mindestens eines piezoelektrischen Körpers der nicht mit dem Leiter kontaktierten ι ο Oberfläche vorgesehen istAnother expedient embodiment is characterized in that on one surface one Surface wave propagation medium piezoelectric bodies are formed and that one in Surface wave propagation direction elongated groove in the surface of at least one piezoelectric Body of the not contacted with the conductor ι ο surface is provided

Auch bei dieser Ausführungsfonm ergibt sich das Maximum der Dämpfung von Störsignalen, wenn die Nut parallel zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen ausgebildet wird. ι sIn this embodiment, too, the maximum attenuation of interference signals results when the Groove is formed parallel to the direction of propagation of the surface waves. ι s

Eine weitere Erhöhung der Störsignalunterdrückung läßt sich auch dadurch erzielen, daß die Tiefe der Nut mehr als 0,01 λ sh beträgt, wobei λ · sh die Wellenlänge von Störsignalen (Flächenschwingung) bedeutetA further increase in the interference signal suppression can also be achieved by increasing the depth of the groove is more than 0.01 λ sh, where λ · sh means the wavelength of interference signals (surface oscillation)

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht auch darin, daß die Breite der Nut mehr als 5% der Überlappungslänge der Elektroden entspricht.A particularly advantageous embodiment is that the width of the groove is more than 5% of the Corresponds to the overlap length of the electrodes.

Ein optimaler Wert wird dann erhalten, wenn die Breite der Nut der halben Überlappungslänge der Elektroden entspricht. 2s An optimal value is obtained when the width of the groove corresponds to half the overlap length of the electrodes. 2s

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe following are preferred embodiments of the invention in comparison with the prior art explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Frequenzgangs einer bekannten Vorrichtung für elastische Oberflächenwelle^Fig. 1 is a graph of the frequency response of a known device for elastic Surface wave ^

Fig.2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen gemäß der Erfindung,2 is a side view of a device for elastic surface waves according to the invention,

Fig.3 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig.2,3 shows a plan view of the device according to FIG.

Fig. 4 eine Seitenansicht einer abgewandelten Vorrichtung gemäß der Erfindung,4 shows a side view of a modified device according to the invention,

Fig.5 und 6 Aufsichten zur Erläuterung weiterer Abwandlungen der Erfindung,5 and 6 plan views to explain further modifications of the invention,

F i g. 7 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Störsignalunterdrückung und dem Winkel, unter welchem die Wellenfalle gemäß Fig.6 zur Ausbreitungsrichtung einer elastischen Oberflächenwelle angeordnet ist,F i g. 7 is a graph showing the relationship between the interference signal suppression and the angle; under which the wave trap according to FIG. 6 for the direction of propagation of an elastic surface wave is arranged

Fig.8 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen,8 shows a plan view of a device for elastic surface waves,

Fig.9 eine Aufsicht auf die Unterseite dieser Vorrichtung,9 shows a plan view of the underside of this device,

F i g. 10 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung,F i g. 10 is a side view of this device;

F i g. 11 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Störsignalunterdrückung und der Breite der Nut oder Wellenfalle gemäß F i g. 3,F i g. 11 is a graph showing the relationship between the interference signal suppression and the width of the groove or wave trap according to FIG. 3,

Fig. 12 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Störsignalunterdrückung und der Tiefe der Wellenfalle undFigure 12 is a graph showing the relationship between the noise suppression and the depth of the wave trap and

Fig. 13 bis 16 Seitenansichten jeweils veiterer abgewandelter Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß F i g. 2.13 to 16 side views of further modified embodiments of the device according to FIG. 2.

Im folgenden sind die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. hoThe following are the various embodiments the invention explained in more detail. ho

Zunächst sei der Fall betrachtet, in welchem ein Oberflächenwellen-Übertragungsmedium aus einem piezoelektrischen Material hergestellt ist. Gemäß den F i g. 2 und 3 ist ein Wandler 2 für ein elektrisches Signal und eine Oberflächenwelle (Eingangssieite) auf der einen <>* Seite der einen Fläche eines piezoelektrischen Körpers, etwa eines piezoelektrischen Substrats I aus Lithiumniobtrioxid (LiNbOj) angeordnet, während ein Signal/ Oberflächenwellen-Wandler (Ausgangsseite) 3 an der anderen Seite der gleichen Fläche des piezo'ektrischen Substrats 1 vorgesehen ist Die Wandler 2 und 3 sind z. B. sogenannte Kamm(elektroden)wandler. Das Substrat 1 ist beispielsweise 10 mm breit, 40 mm lang und 1 mm dick. Der Kammwandler mit fünfundzwanzig Fingerpaaren ist durch Cr-Au-Aufdampfung auf dem Substrat 1 ausgebildet, und er bildet ein Oberflächenwellenelement 4, bei dem eine elastische Oberflächenwelle vom eingangsseitigen Kammwaiidler 2 zum ausgangsseitigen Kammwandler 3 übertragen wird. Erfindungsgemäß ist in der vom Kammwandler 2 abgewandten Fläche des Substrats eine Nut bzw. eine Wellenfalle 6 ausgebildet, während in der dem Kammwandler 3 gegenüberliegenden Fläche des Substrats eine Nut bzw. Wellenfalle 7 vorgesehen ist Die Wellenfallen 6 und 7 verlaufen dabei in die durch den Pfeil 5 angedeutete Richtung, in welcher sich die elastische Oberflächenwelle ausbreitet, Gemäß Fig.4 kann das Oberflächenwellenelement 4 eine einzige Wellenfalle 6 in der vom einen Kammwandler angewandelten Ffäche des Substrats aufweisen. Die Wellenfalle 6 braucht sich dabei nur in die durch den Pfeil 5 angedeutete Richtung zu erstrecken, in welche sich die Oberflächenwelle ausbreitet Gemäß F i g. 5 können im Substrat mehrere Wellenfal'en 10, 11 vorgesehen sein. Die Nut oder Wellenfalle kann sich dabei über die Grenzen (Umrisse) des Kammwandlers hinaus erstrecken, und sie kann gemäß Fig. 6 gegenüber der Ausbreitungsrichtung 5 der elastischen Oberflächenwelle unter einem Winkel angeordnet sein.First, consider the case where a surface acoustic wave transmission medium consists of a piezoelectric material is made. According to FIGS. 2 and 3 is a converter 2 for an electrical signal and a surface wave (input side) on one <> * Side of one surface of a piezoelectric body, such as a piezoelectric substrate I made of lithium niobium trioxide (LiNbOj) while a signal / Surface acoustic wave converter (output side) 3 on the other side of the same face of the piezo'electric Substrate 1 is provided. The transducers 2 and 3 are z. B. so-called comb (electrode) converter. The substrate 1 is, for example, 10 mm wide, 40 mm long and 1 mm thick. The comb-walker at twenty-five Pairs of fingers is formed on the substrate 1 by Cr-Au vapor deposition, and it constitutes a surface acoustic wave element 4, in which an elastic surface wave from the input-side Kammwaiidler 2 to output-side comb converter 3 is transmitted. According to the invention, in the from the comb transducer 2 opposite surface of the substrate formed a groove or a wave trap 6, while in the dem Comb transducer 3 opposite surface of the substrate a groove or wave trap 7 is provided The wave traps 6 and 7 run in the direction indicated by the arrow 5, in which the elastic surface wave propagates, according to Fig.4 the surface acoustic wave element 4 can have a single wave trap 6 in that of a comb transducer have converted surface of the substrate. The wave trap 6 only needs to go through the The direction indicated by arrow 5, in which the surface wave propagates, according to FIG. 5 A plurality of wave traps 10, 11 can be provided in the substrate. The groove or wave trap can be extend beyond the boundaries (outlines) of the comb transducer, and it can according to FIG. 6 be arranged at an angle with respect to the direction of propagation 5 of the elastic surface wave.

Unter Änderung des Winkels Θ, unter welchem die Nut bzw. Wellenfalle gegenüber der Ausbreitungsrichtung 5 der elastischen Oberflächenwelle angeordnet ist, wurden verschiedene Versuchsmuster hergestellt, deren Unterdrückungswirkung für Störsignale untersucht wurde. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 wurde das piezoelektrische Substrat aus Lithiumniobtrioxid (LiNbOi) hergestellt, und die kammerartigen Signal/ Oberflächen-Wandler 2 und 3 mit 25 Fingerpaaren wurden durch Cr-Au-Aufdampfung auf der einen Fläche des Substrats ausgebildet, um ein Oberflächenwellenelement zu bilden.By changing the angle Θ at which the groove or wave trap with respect to the direction of propagation 5 of the elastic surface wave is arranged, various test samples were prepared, their Interference suppression effect was investigated. In the embodiment according to FIG. 2 became the piezoelectric substrate made of lithium niobium trioxide (LiNbOi), and the chamber-like signal / Surface transducers 2 and 3 with 25 pairs of fingers were made by Cr-Au vapor deposition on one surface of the substrate to form a surface acoustic wave element.

Der Wandler wurde dabei durch zwei mehrfingrige Elektroden gebildet, die gegeneinander isoliert und verschachtelt bzw. kammartig ineinandergreifend dicht nebeneinander angeordnet waren. Die uberlappungslänge der Finger der Kammwandler war dabei jeweils gleich. In der von der Fläche, auf welcher der Kammwandler ausgebildet wurde, abgewandten Fläche wurde eine Nut bzw. Wellenfalle mit einer Tiefe von 88 μπι und einer Breite von 0,5 mm vorgesehen. Die Nut wurde dabei in der Richtung ausgebildet, in welche sich eine elastische Oberflächenwelle ausbreitet. Die Kennlinie dieses Musters ist in F i g. 7 dargestellt In der graphischen Darstellung von Fig. 7 ist das Unterdrükkungsausmaß unter Zugrundelegung des Bezugswerts (0 db) eines Störoberflächenwellen-Ansprechens ohne Nut oder Wellenfalle in der Oberfläche des Oberflädienwellenelements veranschaulicht. Wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, wird eine maximale Unterdrückung gewährleistet, wenn sich die Nut parallel zur Ausbreitungsrichtung 5 der Oberflächenwelle, d. h. unter einem Winkel von 0° zu dieser Richtung 5 erstreckt. Die Kennlinie der Unterdrückung ist derart, daß eine Vibrationscharakteristik auftritt, wenn der Winkel der Nut bzw. Wellenfalle gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle vergrößert wird. Diese VibrationscharakteristikThe transducer was formed by two multi-finger electrodes that insulated from each other and were nested or arranged in a comb-like interlocking close together. The overlap length the finger of the comb converter was always the same. In the area on which the Comb transducer was formed, the surface facing away was a groove or wave trap with a depth of 88 μπι and a width of 0.5 mm provided. The groove was formed in the direction in which an elastic surface wave propagates. The characteristic this pattern is shown in FIG. 7. In the graph of FIG. 7, the amount of suppression is shown based on the reference value (0 db) of a surface wave response without a groove or wave trap in the surface of the surface wave element illustrated. As shown in FIG. 7 can be seen, a maximum suppression is guaranteed, if the groove is parallel to the direction of propagation 5 of the surface wave, d. H. at an angle of 0 ° extends to this direction 5. The suppression characteristic is such that a vibration characteristic occurs when the angle of the groove or wave trap relative to the direction of propagation of the surface wave is enlarged. This vibration characteristic

wird sequentiell gedämpft, wenn der genannte Winkel vergrößert wird.is attenuated sequentially when the said angle is increased.

Wenn die Nut oder Wellenfalle auf nicht dargestellte Weise unter einem Winkel von 90° zur Ausbreitungsrichtung 5 der Oberflächenwelle ausgebildet wird, beträgt die Unterdrückung von Störsignalen etwa 2,5 db.If the groove or wave trap is formed in a manner not shown at an angle of 90 ° to the direction of propagation 5 of the surface wave, the suppression of interference signals is around 2.5 db.

Erfindungsgemäß kann das Störsignal innerhalb eines praktisch nutzbaren Bereichs unterdrückt werden, wenn die Nut oder Wellenfalle unter einem kleineren Winkel als 45° gegenüber der Ausbreitungsrichtung 5 angeordnet wird.According to the invention, the interference signal can be suppressed within a practically usable range if the groove or wave trap is arranged at an angle smaller than 45 ° with respect to the direction of propagation 5 will.

Im folgenden ist das Verhältnis zwischen der Breite der Nut bzw. Wellenfalle und der Unterdrückung von Störsignalen erläutert.The following is the relationship between the width the groove or wave trap and the suppression of interference signals explained.

Unter Änderung der Breite der Nut wurden verschiedene Versuchsmuster hergestellt, bei denen die Störsignalunterdrückung untersucht wurde. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 wurde ein piezoelektrisches y-Schnitt-, Z-Achsen-Ausbreitungs-Substral aus Lithiumniobtrioxid (LiNbOs) mit einer Länge von 40 mm, einer Breite von 10 mm und einer Dicke vonBy changing the width of the groove, various test samples were produced in which the Noise suppression was investigated. In the embodiment according to FIG. 8 became a piezoelectric y-cut, z-axis propagation substrate made of lithium niobium trioxide (LiNbOs) with a length of 40 mm, a width of 10 mm and a thickness of

1 mm verwendet. Auf der einen Fläche des Substrats wurden zur Herstellung eines Oberflächenwellenelements kammartige Signal/Oberflächenwellen-Wandler1 mm used. On one surface of the substrate were used to manufacture a surface acoustic wave element comb-like signal / surface acoustic wave converter

2 und 3 mit 25 Fingerpaaren durch Cr-Au-Aufdampfung ausgebildet. Eine Nut bzw. Wellenfalle (Fig. 10) wurde mit einer Tiefe D von 44 μΐη ausgebildet. Die Versuchsmuster wurden durch Ultraschallverbreiterung der Breite W (F ig. 9) der Nut bzw. Wellenfalle hergestellt. Die Unterdrückungskennlinie der Muster ist in Fig. 11 dargestellt. Bei der graphischen Darstellung von F i g. 11 ist das Verhältnis der Breite Wder Nut oder Wellenfalle zur Überlappungslänge S der Elektrodenfinger des Kammwandlers auf der Abszisse aufgetragen, während die Unterdrückung von Störsignalen auf der Ordinate aufgetragen ist.2 and 3 formed with 25 pairs of fingers by Cr-Au vapor deposition. A groove or wave trap (FIG. 10) was formed with a depth D of 44 μm. The test samples were produced by ultrasonic broadening of the width W (FIG. 9) of the groove or wave trap. The suppression characteristics of the patterns are shown in FIG. In the graph of FIG. 11, the ratio of the width W of the groove or wave trap to the overlap length S of the electrode fingers of the comb transducer is plotted on the abscissa, while the suppression of interference signals is plotted on the ordinate.

Die Überlappungslänge S der Elektrodenfinger des Kammwandlers legt gemäß Fig.8 eine Fläche fest, in welcher die Umwandlung zwischen der Oberflächenwelle und dem elektrischen Signal bewirkt wird.The overlap length S of the electrode fingers of the comb transducer defines, according to FIG. 8, an area in which the conversion between the surface wave and the electrical signal is effected.

Wenn die Breite W der Nut oder Wellenfalle größer als 5% der Überlappungslänge S der Elektrodenfinger des Kammwandlers ist, kann — wie aus Fig. 11 hervorgeht — das Störsignal innerhalb eines praktisch nutzbaren Bereichs unterdrückt werden. Wird die Breite W der Nut bzw. Wellenfalle so gewählt, daß sie der halben Länge 5 der Elektrodenfinger des Kammwandlers entspricht, kann eine Unterdrückung oder Dämpfung von mehr als 7 db erreicht werden.If the width W of the groove or wave trap is greater than 5% of the overlap length S of the electrode fingers of the comb transducer, the interference signal can be suppressed within a practically usable range, as can be seen from FIG. 11. If the width W of the groove or wave trap is chosen so that it corresponds to half the length 5 of the electrode fingers of the comb transducer, a suppression or attenuation of more than 7 db can be achieved.

Im folgenden ist der Einfluß der Tiefe der Nut bzw. Wellenfalle erläutert.The influence of the depth of the groove or wave trap is explained below.

In der Konfiguration gemäß F i g. 2 wurden kammartige Wandler für elektrische Signale und Oberflächenwellen unter Bildung eines Oberflächenwellenelements auf der einen Fläche eines Substrats aus Lithiumniobtrioxid (LiNbOs) ausgebildet In der vom Wandler abgewandelten Fläche wurde parallel zur Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle eine Nut mit einer Länge von 7 mm und einer Breite von 0,5 mm ausgebildet Es wurden verschiedene Versuchsmuster durch Änderung der Tiefe der Nut bzw. Wellenfalle im Bereich von 0—84 μπι hergestellt, und die Unterdrückung von Störsignalen wurde bei diesen Mustern untersucht Hierbei wurde eine Trägerfrequenz von 30MHz angewandt Die Wellenlänge λ sh einer durch die Störsignale festgelegten Hüllkurve, d. h, die Wellenlänge einer Grundwelle wurde mit 150μητι bestimmt F i g. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Tiefe der Nut bzw. Wellenfalle und dem Unterdrückungsausmaß der Störsignale. In Fig. 12 wurde als Bezugswert der Unterdrückungsgrad von Störsignalen (Störoberflächenwellen) bei einer Tiefe der Nut bzw. Wellenfalle entsprechend Null benutzt. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, werden die Störsignale wirksam unterdrückt, wenn eine in Oberflächenwellen-Ausbreitungsrichtung 5 verlaufende Nut oder Wellenfalle in der Fläche ausgebildet ist,In the configuration according to FIG. 2, comb-like transducers for electrical signals and surface waves were formed with the formation of a surface acoustic wave element on one surface of a substrate made of lithium niobium trioxide (LiNbOs) , 5 mm formed There various experimental samples were manufactured by changing the depth of the groove or wave trap in the range of 0-84 μπι, and the suppression of interference signals has been studied in these patterns Here, a carrier frequency of 30 MHz was applied the wavelength λ sh one by the Interference signals defined envelope, d. h, the wavelength of a fundamental wave was determined to be 150μητι F i g. Fig. 12 shows the relationship between the depth of the groove and the amount of suppression of the noise. In FIG. 12, the degree of suppression of interference signals (interference surface waves) at a depth of the groove or wave trap corresponding to zero was used as a reference value. As can be seen from FIG. 12, the interference signals are effectively suppressed if a groove or wave trap extending in the surface wave propagation direction 5 is formed in the surface,

ίο welche von der die Kammwandler tragenden Fläche abgewandt ist. Wenn die Tiefe der Nut bzw, Wellenfalle auf mehr als 0,01 λ sh festgelegt wird, können Störsignale innerhalb eines praktisch nutzbaren Bereichs unterdrückt bzw. gedämpft werden. Fig. 12 veranschaulicht die Vibrations- oder Schwingungskennlinie. Der maximale Unterdrückungswert der Störsignale ist bei γ λ sh sin θ (etwa 37 μίτι) und λ sh sin θ (etwa 75 μίτι) angegeben. Bei diesem Höchstwert wird eine 90°/oige Dämpfung bei einem Unterdrückungswert von 10 db mit den sich hieraus ergebenden, bedeutsamen Vorteilen erreicht.ίο which faces away from the surface carrying the comb transducers. If the depth of the groove or wave trap is set to more than 0.01 λ sh, interference signals can be suppressed or attenuated within a practically usable range. Fig. 12 illustrates the vibration or oscillation characteristic. The maximum suppression value of the interference signals is given at γ λ sh sin θ (about 37 μίτι) and λ sh sin θ (about 75 μίτι). At this maximum value 90% attenuation is achieved with a suppression value of 10 db with the significant advantages resulting therefrom.

Eine diese Erfordernisse erfüllende Nut oder Wellenfalle braucht nur in der von der Fläche, auf welcher der Kammwandler ausgebildet ist, abgewandten Fläche ausgebildet zu sein.A groove or wave trap that fulfills these requirements only needs in the area of the surface which of the comb transducers is configured to be configured facing away from the surface.

Im folgenden sind abgewandte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.In the following, different embodiments of the invention are explained.

Bei der Konstruktion gemäß Fig. 13 wird als Oberflächenwellen-Ausbreitungsmedium ein nichtpiezoelektrisches Material, wie Glas, verwendet Auf den Flächen dieses Mediums, auf denen die Wandler für elektrische Signale und Oberflächenwellen ausgebildet werden sollen, werden piezoelektrische Malerialschichten 22 und 23 beispielsweise aus Lithiumniobtrioxid (LiNbOj) durch Aufdampfen hergestellt. Sodann werden auf den piezoelektrischen Schichten unter Bildung eines Oberiiächenweilenelements 26 kammartige Signal/Oberflächenwellen-Wandler 24 und 25 ausgebildet.In the construction of Fig. 13, a non-piezoelectric one is used as the surface wave propagation medium Material, such as glass, is used on the surfaces of this medium on which the transducers are for If electrical signals and surface waves are to be formed, piezoelectric painting layers are used 22 and 23 produced for example from lithium niobium trioxide (LiNbOj) by vapor deposition. Then be on the piezoelectric layers to form a surface intermediate element 26, a comb-like signal / surface wave converter 24 and 25 formed.

An der von der Fläche, auf welcher sich die elastische Oberflächenwelle ausbreitet, abgewandten Fläche werden in Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle verlaufende Nuten bzw. Wellenfallen vorgesehen.
F i g. 14 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher Platten 31 und 32 aus z. B. LiNbO₃ vorgesehen sind. Auf die Oberfläche der Platten 31 und 32 wird zur Bildung von Kammwandlern 34 und 35 ein Au-FiIm aufgedampft. Die Kammwandler 34 und 35 sind aul Abstand voneinander an jeweils einem EndabschnitiOn the surface facing away from the surface on which the elastic surface wave propagates, grooves or wave traps extending in the direction of propagation of the surface wave are provided.
F i g. 14 shows another embodiment in which plates 31 and 32 made of e.g. B. LiNbO _{3 are} provided. An Au film is vapor-deposited onto the surface of the plates 31 and 32 to form comb transducers 34 and 35. The comb transducers 34 and 35 are spaced apart from one another at each end section

so eines Oberflächenwellen-Übertragungsmediums 36 au; einem nichtpiezoelektrischen Material, wie Glas, angeordnet, so daß ein Oberflächenwellenelement 37 gebildet wird.
Gemäß F i g. 14 kann auf der Oberfläche dei LiNbO₃-Platten 31,32 je eine in Ausbreitungsrichtung i der Oberflächenwelle verlaufende Nut bzw. Wellenfalli 38 bzw. 39 vorgesehen sein. Es ist dabei nur erforderlich daß die Nut bzw. Wellenfalle in einer der beiden Plattei 31 und 32 vorgesehen ist Gemäß F i g. 15 kann je ein( Nut 40, 41 in der von der Fläche, auf welcher di< Kammwandler ausgebildet sind, abgewandten Fläch· vorgesehen sein. Hierbei braucht die Nut bzw Wellenfalle lediglich in einer vom Kammwandler 3* oder 35 abgewandten Fläche vorgesehen zu sein Wahlweise können gemäß Fig. 16 Nuten bzw. Wellen fallen in den Oberflächen der LiNbO₃-Platten 31 und 3: sowie in der Fläche, welche von der die Wandle; aufweisenden Fläche abgewandt ist vorgesehen sein.such a surface acoustic wave transmission medium 36 au; a non-piezoelectric material such as glass, so that a surface acoustic wave element 37 is formed.
According to FIG. 14 can be provided on the surface of the LiNbO ₃ plates 31, 32 each with a groove or wave case 38 or 39 running in the direction of propagation i of the surface wave. It is only necessary that the groove or wave trap is provided in one of the two plates 31 and 32. According to FIG. 15, one groove 40, 41 can be provided in the surface facing away from the surface on which the comb transducers are formed 16 grooves or corrugations can fall in the surfaces of the LiNbO ₃ plates 31 and 3: as well as in the area which faces away from the area having the wall.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for elastic surface waves, consisting of a piezoelectric body with on this trained input and output conductors in the form of two multi-fingered, against each other insulated electrodes that are nested or interdigitated close together are arranged and a conversion between an electrical signal and a surface wave able to perform, wherein the piezoelectric body has at least one groove on the Has side that is opposite the side with the mutually insulated electrodes, thereby characterized in that the angle at which the at least one groove (6, 7; 27, 28; 38, 39; 40, 41) to the direction of propagation of the surface waves, wiser is than 45 °.

2. Device according to claim 1, characterized in that that input (24) and output conductors (25) on a piezoelectric Fifm (22, 23) on the a surface of a surface wave propagation medium (21) are formed and that in that of these conductors modified surface of the propagation medium (21) in the direction of propagation Surface wave extending or elongated groove (27,28) is provided.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that on one surface of a surface wave propagation medium (36) piezoelectric bodies (31,34) are formed and that one in Surface wave propagation direction elongated groove (38, 39) in the surface at least a piezoelectric body (31, 32) of the surface not in contact with the conductor (34, 35) is provided.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the groove (6, 7; 27, 28; 38, 39; 40, 41) is formed parallel to the direction of propagation of the surface wave.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the depth of the groove (6.7; 27.28; 38.39; 40.41) is more than 0.01 λ sh where λ sh = wavelength of Interference signals (surface oscillation) is.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the groove (6, 7; 27, 28; 38, 39; 40, 41) corresponds to more than 5% of the overlap length (S) of the electrodes.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the groove (6, 7; 27, 28; 38, 39; 40, 41 ) corresponds to half the overlap length (S) of the electrodes (2, 3).