DE2528256A1

DE2528256A1 - Akustisches oberflaechenwellen-filter

Info

Publication number: DE2528256A1
Application number: DE19752528256
Authority: DE
Inventors: John Maxwell Deacon
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1974-07-02
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2277397B1; IT1039582B; DE2528256C2; US3984791A; GB1514923A; NL184036C; JPS5810010B2; NL7507463A; FR2277397A1; JPS5126443A; NL184036B

Description

DR.-ING. HANS LEYH ^L

DIPL.-ING. ERNST RATHMANN

München 71, Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 13

PLESSEY

Handel und Investment AG

Gartenstrasse 2

CH-6 3000 ZUG

Schweiz

Akustisches Oberflächenwellen-Filter

Die Erfindung betrifft akustische Oberflächenwellen-Filter mit einem streifenförmigen Element eines piezoelektrischen Materials und interdigitalen Umformern am Eingang und Ausgang, die auf einer Hauptfläche des Elementes ausgebildet sind, wobei jeder Umformer zwei Reihen ineinandergreifender paralleler im Abstand angeordneter langgestreckter Elemente aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Filter dieser Art zu verbessern.

Dies wird dadurch erreicht, daß jedes der langgestreckten Elemente von wenigstens einer der Reihen sich verzweigt und zwei parallele Zweige bildet, wobei die Zweige von jedem der

Lh/fi - 2 -

609884/0808

2 b 2 8 2 b

Elemente durch wenigstens ein Verbindungsglied miteinander verbunden sind.

Die Verbindungsglieder können jede gewünschte Form und Anordnung haben und sie können zwischen den freien Enden der gabelförmigen Elemente oder in irgendeiner Position längs deren Länge angeordnet sein.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachstehend erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch in Schrägansicht ein bekanntes akustisches Oberflächenwellen-Filter.

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch einen bekannten interdigitalen Umformer für ein akustisches Oberflächenwellen-Filter.

Fig. 4 zeigt schematisch in Draufsicht ein akustisches Oberflächenwellen-Filter nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt schematisch in Draufsicht eine Alternative zu dem interdigitalen Umformer nach Fig. 4.

Fig. 6 zeigt schematisch in Draufsicht eine Mehrstreifen-Kopp lungs stufe für ein akustisches Oberflächenwellen-Filter.

Das Filter nach Fig. 1 umfaßt ein streifenförmiges Element 1 aus einem piezoelektrischen Material, wie z.B. Quarz mit üblichen interdigitalen Umformern 2 und 3 am Eingang und Ausgang, die auf einer Oberfläche 1a des Streifens ausgebildet sind.

509884/0808

Jeder der Umformer umfaßt zwei ineinandergreifende Reihen aus parallel im Abstand angeordneten langgestreckten Fingern 4 und 5, die ein interdigitales Gitter bilden. Die Finger 4 sind durch ein Verbindungsglied 6 und die Finger 5 sind durch ein Verbindungsglied 7 miteinander verbunden.

Die Oberflachenwellenenergie, die in bekannter Weise in der Fläche 1a des Elementes 1 erzeugt wird, wenn eine Eingangsspannung mit Hochfrequenz an die Verbindungsglieder 6 und 7 des Eingangs-Umformers 2 gelegt wird, breitet sich längs der Oberfläche aus und wird in bekannter Weise durch den Ausgangs-Uinformer 3 erfaßt.

Ein unerwünschter Effekt bei den bekannten Filtern nach Fig. 1 ist die als Dreichfach-Durchgangs-Echo bekannte Erscheinung. Dieses Dreifachecho bezieht sich auf die Oberflachenwellenenergie, die sich längs der Oberfläche 1a des Streifens 1 vom Eingangsumformer 2 zum Ausgangsumformer 3 ausbreitet und die zuerst durch den Umformer 3 und dann durch den Umformer 2 reflektiert wird, ehe sie durch den Umformer 3 erfaßt wird. Diese Erscheinung ist die Ursache für ein Ausgangs-Störsignal, das gegenüber dem Hauptsignal zeitlich verzögert ist, um einen Betrag, der gleich dem Zweifachen der akustischen Durchgangszeit der Oberflachenwellenenergie zwischen dem Eingangsumformer und dem Ausgangsumformer ist. In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise bei Bandpaß-Filtern ist es notwendig, daß das Dreifach-Echo unterdrückt wird, um eine einwandfreie Arbeitsweise des Filters zu gewährleisten.

Es ist bekannt, daß die genannte Erscheinung unterdrückt werden kann durch Verwendung einer interdigitalen Umformer-Anordnung, wie sie schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung, die eine modifizierte Anordnung der Umformer nach Fig. ist, ist jeder der Finger 4 und 5 gegabelt und bildet zwei

509884/0808

parallele Schenkel.

Bei dem Umformer nach Fig. 1 sind die reflektierten Signale von benachbarten Fingern 4 und 5 in Phase in der Resonanzfrequenz, während bei der Konstruktion nach Fig. 2 die reflektierten Signale um 180° außer Phase sind. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Abstand zwischen den interdigitalen Fingern halbiert ist, während die Periodizität der Polarität der interdigitalen Elemente beibehalten wird.

Ein Nachteil, der beim Ersetzen der Einzelfinger nach Fig. 1 durch die doppelten Finger nach Fig. 2 entsteht, ist der, daß die Fingerbreiten halbiert sind, was eine Reduzierung der zu erwartenden Ausbeute bei der Produktion von Filtern dieser Art zur Folge hat. Wie Fig. 3 zeigt, tritt bei der Herstellung dieser Filter häufig ein Bruch von einem oder mehr Finger auf, verursacht durch Poren, wie z.B. die Poren 8. Derartige Brüche führen zu einer Verschlechterung der Arbeitsfähigkeit der Finger und damit zu einer Verschlechterung des AnsprechVermögens bzw. der Empfindlichkeit des Filters.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 4 wird für die Eingangs- und Ausgangsumformer 9 und 10 eine verbesserte Ausführung der Doppelfinger-Anordnung der Figuren 2 und 3 vorgeschlagen. Wie dargestellt, sind die Schenkel der sich verzweigenden Elemente oder Finger 4 und 5 an ihren freien Enden durch Verbindungsglieder 11 miteinander verbunden. Wenn daher einer der Finger bei der Herstellung des Filters bricht, so bleibt der übrige Teil des Fingers mit den entsprechenden Anschlußgliedern 6 und 7 durch das Verbindungsglied 11 verbunden.

Der Wirkungsgrad des gebrochenen Fingerteiles wird daher nur durch die Bruchstelle selbst beeinträchtigt. Die Verwendung der Verbindungsglieder 11 gewährleistet somit, daß die Ausbeute

509884/0808

bei der Herstellung von Filtern nach Fig. 4 besser ist als bei den bekannten Filtern.

Die Verbindungsglieder 11 können jede gewünschte zweckmäßige Form und Anordnung haben, sie brauchen nicht nowendigerweise an den freien Enden der Schenkel der gabelförmigen Finger 4 und 5 liegen, sondern sie können, wenn gewünscht, auch in einer geeigneten Position längs dar Länge der Finger bzw. Schenkel angeordnet werden, wobei zweckmäßigerweise auch mehr als ein Verbindungsglied zwischen jedem Paar der Schenkel vorgesehen werden kann.

Eine alternative Ausführungsform der interdigitalen Umformer 9 und 10 der Fig. 4, die ebenfalls in der Lage ist, das Hroifach-Echo zu unterdrücken, ist in Fig. 5 dargestellt. Bei
dieser Ausführungsform sind nur die Finger 4 gabelförmig verzweigt und mit Verbindungsgliedern 11 versehen.

Die Anordnung nach Fig. 5 hat drei Finger je Wellenlänge mit einem Tastverhältnis (Zeichen-Pausen-Verhältnis) von Eins. Für jede Wellenlänge sind daher zwei benachbarte Finger
gleicher Polarität vorhanden und diese Finger können in der für Fig. 4 beschriebenen Weise verbunden werden, um die Produktion der i'ilter zu verbessern.

Die beschriebene Technik kann auch für Mehrstreifen-Kopplungsstufen für akustische Oberflächenwellen nach Fig. 6 verwendet werden, um Reflexionen zu reduzieren.

509884/0808

Claims

Patentansprüche

Akustisches Oberflächenwellen-Filter mit einem streifenförmigen Element eines piezoelektrischen Materials mit interdigitalen Umformern am Eingang und am Ausgang, die auf einer Ilauptfläche des Streifens ausgebildet sind, wobei jeder Umformer zwei ineinandergreifende Reihen paralleler, im Abstand angeordneter langgestreckter Finger aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der langgestreckten Finger (4, 5) in wenigstens einer der Reihen sich in zwei parallele Schenkel gabelt, und daß die Schenkel von jedem gabelförmigen Finger (4, 5) durch wenigstens ein Verbindungsglied (11) miteinander verbunden sind.

Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (4, 5) von jeder der Reihen gegabelt sind und jeweils zwei parallele Schenkel bilden.

Filter nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsglieder(11) an den freien Enden der Schenkel von jedem der gabelförmigen Finger (4, 5) angeordnet sind und diese Enden verbinden.

Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsglieder (11) an einem Punkt zwischen den freien Enden der Schenkel und deren Anfang angeordnet sind.

509884/0808