DE2142168A1

DE2142168A1 - Elektromechanische Verzögerungsleitung mit stetig veränderlicher Verzögerung

Info

Publication number: DE2142168A1
Application number: DE19712142168
Authority: DE
Inventors: Eugene Leparc St Maur Hartemann Pierre Paris Dieulesaint, (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-08-27
Filing date: 1971-08-23
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR2101134B1; GB1356822A; FR2101134A1; US3706055A

Description

Elektromechanische Verzögernngsleitung mit sbetig veränderlicher Verzögerung

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen, die es ermöglichen, ein elektrisches Signal um ein stetig einstellbares Zeitintervall zu verzögern. Sie betrifft insbesondere Verzögerungsleitungen, die durch ein piezoelektrisches Material gebildet sind, auf dessen Oberfläche ineinandergreifende kammförmige Elektroden mechanische Schwingungen erregen und aufnehmen.

Es ist bekannt, Oberflächenwellenleitungen dadurch zu bilden, daß auf einem Substrat der Reihe nach mehrere Gruppen von ineinandergreifenden Kämmen angebracht werden, damit mit Hilfo eines elektrischen Umschalters eine unstetig veränderliche Verzögerungszeit erhalten wird. Zur Erzielung einer stetigen Änderung der Verzögerungszeit sind optische Systeae vorgeschlagen worden, die ein verzögertes elektrisches Signal in eine Schwingungswelle umwacdlsn können, die sich entlang einem lichtdurchlässigen Wellenleiter ausbreitet. Diese optischen Systeme beruhen auf der Beugung des Lichts durch die Schwä ng ungs wellen; sie erweisen sich als verhältnismäßig empfindlich und teuer in der Herstellung.

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Nach der Erfindung ist eine stetig einstellbare Verzögerungs-" leitung mit elektromechanischen Wandlern, die durch Aufbringen von ineinandergreifenden kammförmigen Elektrodengruppen auf die Oberfläche eines Substrats aus piezoelektrischem Material gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Kämme ein leitendes Längsglied und mehrere, die Zähne des Kamms bildende leitende Querglieder, eine das Längsglied mit den Quergliedern verbindende Schicht aus Halbleitermaterial sowie Einrichtungen aufweist, mit denen jeder beliebige Abschnitt der Schicht leitend gemacht werden kann, wobei dieser Abschnitt das w Längsglied mit wenigstens einem der Zähne des Kamms verbindet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber •beschrieben. Darin zeigen:

Eig.1 eine perspektivische Ansicht der Verzögerungsleitung nach der Erfindung,

Pig.2 ein Querschnitt durch die Verzögerungsleitung von j?ig.1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung.

Iig.1 zeigt einen Wellenleiter 1, auf dessen Oberfläche leitende Elektroden 2, 3, 4_t 5 und 7 aufgebracht sind. Eine Halbleiterschicht 6 verbindet die Elektroden 5 elektrisch mit der Elektrode 7« Die Elektroden 2 und 3 haben die Form von ineinandergreifenden Kämmen, deren Zähne quer zum Substrat 1 angeordnet sind. Die Elektrode ist der Elektrode 2. ähnlich, und die Elektroden 5 haben die gleiche Anordnung wie die Zähne des Kamms 5, mit dem Unter-

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schied , daß sie mit ihrer Basis nicht elektrisch verbunden sind. Die Anordnung von Fig.1 enthält eine Strahlungsquelle 8, die in Richtung zu der Halbleiterschicht 6 emittiert wird; die Emission der Strahlungsquelle 8 besteht aus einem engen Bündel 9, das auf einen Abschnitt der Schicht 6 auftrifft, damit die bestrahlte Zone leitend gemacht wird. Beispielsweise ist die Strahlungsquelle 8 eine Lichtquelle, und die Schicht 6 ist eine Eadmiumsulfidschicht (CdS). Die Strahlungsquelle 8 kann um eine parallel zur y-Achse liegende Achse verschwenkt werden, damit der leitende Abschnitt der Schicht 6 in der Längsrichtung verschoben werden kann. Die die Längsachse bildende 'z-Achse entspricht der Ausbreit ungs richtung der S chwingungs wellen im Wellenleiter 1· Die Schwingungswellen werden erregt₉ wenn zwischen den Elektroden 2 und 3 eine elektrische Spannung angelegt wird«, denn das den Wellenleiter bildende Material ist piezoelektrisch und steht unter dem Einfluß der elektrischen Feldlinien, die an den Elektroden enden.

Die von der Struktur 2, 3 erregten Wellen sind beispielsweise Rayleigh-Wellen; sie breiten sich an der Oberfläche des Wellenleiters 1 zu den Elektroden 4, 5 hin aus, wo die Umwandlung der mechanischen Sehwingungsenergie in elektrische Energie erfolgt. Die Elektrode 7 weist auf der Höhe des Bündels 9 eintn leitenden Pfad auf, durch den sie in "Verbindung ait wenigstens einer der Elektroden gebracht wird. Die übrigen Elektroden 5 bleiben von der Elektrode 7 isoliert, weil die Halbleiterschicht 6 außerhalb der bestrahlten Zone einen hohen Widerstand aufweist.

Die Verzögerung des von den Elektroden 4 und 7 abgegebenen elektrischen Signals in Bezug suif das an die Elektroden 2 und 3 angelegte elektrische Signal hängt von der Strecke ab,

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die von der Oberflächenwelle zwischen den Zähnen der Kämme der Sendestruktur und den Zähnen des durch das Bündel 9 ausgewählten Abschnitts der Empfangsstruktur zurückgelegt wird. Wenn sich das Lichtbündel auf der Schicht 6 bewegt, erhält man eine nahezu kontinuierliche Änderung der Verzögerungszeit der Leitung. Durch Verwendung von Kämmen mit sehr eng beieinanderliegenden Zähnen ist es möglich, die Änderung der Verzögerungszeit praktisch kontinuierlich zu machen. Die Anstrahlung der Schicht 6 kann sich gleichzeitig auf mehrere Zähne des Empfangskamms erstrecken, damit eine ausreichende Impedanzanpassung erhalten wird. Natürlich kann anstelle des scharfen Bündels 9 auch eine Maske verwendet werden,in .der ein Fenster angebracht ist, das parallel zu der Schicht 6 verstellt werden kann, wobei dann die Macke über ihre ganze Ausdehnung angestrahlt wird, jedoch nur das durch das Fenster gehende Licht auf die Schicht 6 fällt.

Es ist auch möglich, die Rollen dadurch zu vertauschen, daß die Teile 4, 5 und 7 die Aufgabe der Sendestruktur und die Teile 2 und 3 die Aufgabe der Empfang?struktur übernehmen. Ferner kann eine Einstellung der Verzögerungszeit auch dadurch erreicht werden, daß sowohl sendeseitig als empfangeseitig ineinandergreifende Strukturen verwendet P werden, von denen jede eine Kopplungs-Halbleiterschicht

aufweist.

Fig.2 zeigt einen Schnitt durch die Verzögerungsleitung von Fig.1 in der x-y-Ebeae. Der leitende Finger 5 und die Samtselelektrode 7 sind auf das Substrat 1 aufgebracht, an dessen Oberfläche sich die Schwingungswelle ausbreitet. Die Halbleiterschicht β bedeckt teilweise die Elektrode 5, erstreckt sich über den leeren Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden unü bedeckt vollständig die Elektrode 7«

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Das lichtbündel 9 beleuchtet die Schicht 6 von oben*.

Unter der Wirkung des Lichts nimmt der spezifische Widerstand der Schicht 6 beträchtlich ab« jedoch ist der zwischen den Elektroden 5 und 7 gemessene Widerstand nicht vernachlässigbar j denn der für den Stromdurchgang zur Verfügung stehende Querschnitt ist verhältnismäßig klein*, und der Strom weg ist verhältnismäßig lang«

Wenn es notwendig ist, den Übergangswiderstand zu verringern, kann die Ausbildung von Fig,3 gewählt werden, die von derjenigen von i^Iig,2 verschieden ist»

In Pig.3 ist zuerkennen, daß die Halbleiterschicht 6 mit einer leitenden Schicht 10 bedeckt ist, die für das Licht 9 durchlässig ist. Das Ende der Schicht 10 liegt direkt auf der Elektrode 7·auf, die nicht mehr vollständig von der Schicht 6 bedeckt ist. Infolge dieser Ausbildung liegt der Hauptwiderstand für den Stromdurchgang zwischen der lichtdurchlässigen Elektrode 7 und der Elektrode 5; da dieser Bereich einen großen Querschnitt und eine geringe Dicke hat, erhält man im leitenden Zustand einen kleinen Übergangswiderstand _Λ Die Schicht 10 kann beispielsweise durch einen Zinnoxidauftrag (SnO₂) gebildet sein.

Patentansprüche

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Claims

Patentansp ruche

Stetig einstellbare Verzögerungsleitung mit elektromechanischen Wandlern, die durch Aufbringen von ineinandergreifenden kam ra form ige ß Elektroden gruppen auf die Oberfläche eines Substrats aus piezoelektrischem Material gebildet aind, dadurch gekennseich.net, daß wenigstens einer der Kämme eiß leitendes Isängsglied und mehrere, die Zähne des Kamms bildende leitende Querglieder» eine das Längsglied mit den Quergliederß verbindende Schicht aus Halbleitermaterial sowie Einrichtungen aufweist, mit denen jeder beliebige Abschnitt der Schicht leitend gemacht werden ) kann, wobei dieser Abschnitt das Läog3gXied mit wenigstens

einem der Zähne des Kamms verbindet.
2. Verzögerungsleitung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß äas Halbleitermaterial Eadmiumsulfid ist.
3. Verzögerut^leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat als Wellenleiter dient, auf dem sich eine Oberflächenwelle in einer Richtung senkrecht zu den Quergliedern ausbreitet.
4. Verzögerungsleitung nach einem der vorhergehenden " Ansprüche, gekennzeichnet durch eine den Abschnitt der Halbleiterschicht anstrahlende Lichtquelle und durch Einrichtungen zur Verschiebung de3 angestrahlten Abschnitts entlang der Schicht.
5. Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit einer leitenden Schicht bedeckt ist, die für das von der Quelle emittierte Licht durchlässig ist, und daß die leitende Schicht in Kontakt mit dem Längsglied steht.

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ß. Tereögerungsleitung nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die leitende Schicht durch einen Zinnoxidauftrag gebildet ist.

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