DE2531551A1

DE2531551A1 - Elastisches oberflaechenwellenfilter

Info

Publication number: DE2531551A1
Application number: DE19752531551
Authority: DE
Inventors: Kouji Houkawa; Fujio Ishihara
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2279262B1; GB1520143A; JPS519648A; DE2531551C2; FR2279262A1; US4007433A

Description

PATENTANWALT h

HELMUT SCHROETER KlAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE PUBLIC CORPORATION ta-nt-1?

BB/Bi. 1*. 7. 1975

Elastisches Oberflächenwellenfilter

Die Erfindung betrifft ein elastisches Oberflächenwellenfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind bereits elastische Oberflächenwellenfilter dieser Gattung vorgeschlagen worden, bei denen die Elektrodenelemente von ersten und zweiten kammartig ausgebildeten Elektroden eines Wandlers bezüglich ihrer Länge nicht gewichtet sind. Ein solches elastisches Oberflächenwellenfilter nennt man ein elastisches Oberflächenwellenfilter mit einem Wandler und nicht gewichteter Elektrode. Im Falle nicht gewichteter Elektroden hat der Bereich, in den sich die Elektrodenelemente der ersten und der zweiten kammförmigen Elektroden (dieser Bereich wird im folgenden als Überlappungsbereich bezeichnet) in der Richtung überlappen, in der der senderseitige und der empfängerseitige Wandler verbunden sind (diese Richtung wird im folgenden als erste Richtung bezeichnet) in einer Ebene eine solche Konfiguration, daß ihre Länge in der ersten Richtung im wesentlichen die gleiche an jedem Punkt einer zweiten Richtung ist, die zur ersten senkrecht steht. Bei einem solchen elastischen Oberflächenwellenfilter, dessen Wandler keine gewichtete Elektrode hat, ist die relative Minimumsabschwächung (ein Einfügungsverlust) im Durchlaßbereich relativ klein, jedoch trifft dieses auch für den Sperrbereich zu.

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D-707 SCHWABISCH GMClND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN 70 Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank München 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 H. SCHROETER Ti-Icgramme: Schroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroepat Bodugasse 49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 167941-804 LipowskystraSe 10 Telex: 5 212248 pawe d

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Es wurde auch ein elastisches Oberflächenwellenfilter dieser Gattung vorgeschlagen, bei dem die Elektrodenelemente der ersten und zweiten kammförmigen Elektroden des Wandlers längenmäßig gewichtet sind. Ein solches Filter wird als elastisches Oberflächenwellenfilter mit einem Wandler, der gewichtete Elektroden hat, bezeichnet. Bei einem solchen bekannten Filter mit gewichteter Elektrode hat der Überlappungsbereich der Elektrodenelemente der ersten und der zweiten kammförmigen Elektroden in der ersten Richtung eine solche Form, daß ihre Länge in der ersten Richtung nicht an beliebigen Punkten der zweiten Richtung die gleiche ist. Die relative Minimumabschwächung im Sperrbereich ist relativ groß und die im Durchlaßbereich ist auch relativ groß.

Bei solchen bekannten elastischen Oberflächenwellenflltern mit oder ohne längenmäßig gewichteten Elektroden ist es schwierig den Einfügungsverlust im Durchlaßbereich relativ klein und die Abschwächung im Sperrbereich relativ groß zu machen, so daß man infolgedessen sagen kann, daß die bekannten elastischen Oberflächenwellenfilter keine besonders gute Bandfilterelgenschaft haben.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elastisches Oberflächenwellenfilter anzugeben, das eine sehr gute Bandfiltereigenschaft hat, bei dem die relative Minimumabschwächung im Durchlaßbereich relativ klein, wie bei bekannten Filtern mit nicht gewichteten Elektroden, jedoch die relative Minimumabschwächung im Sperrbereich relativ groß ist, wie bei den bekannten Filtern mit gewichteten Elektroden, so daß der Unterschied zwischen der relativen Minimumabschwächung im Durchlaßbereich und der im Sperrbereich ausreichend groß ist.

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Eine Lösung für diese Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Oberflächenwellenfilter sind die Elektrodenelemente der ersten und/oder zweiten kammförmigen Elektroden des Wandlers ihrer Länge nach gewichtet. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Filter als elastisches Oberflächenwellenfilter mit gewichteter Elektrode bezeichnet werden. Der Überlappungsbereich der Elektrodenelemente der ersten und der zweiten kammförmigen Elektroden in der ersten Richtung sind bei der Erfindung in einer ebenen Konfiguration jedoch so, daß deren Länge in der ersten Richtung im wesentlichen an jedem Punkt in der zweiten Richtung die gleiche 1st.

Bei dem elastischen Oberflächenwellenfilter mit einem Wandler, der gewichtete Elektroden hat, ist die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich größer, als bei einem solchen Filter, dessen Wandler keine gewichteten Elektroden hat.

Ferner, sogar bei dem Oberflächenwellenfilter mit einem Wandler, der gewichtete Elektroden hat, ist die relative Minimums abschwächung im Durchlaßbereich kleiner, wenn der Uberlappungsbereich der Elektrodenelemente der ersten und der zweiten kammförmigen Elektroden in der ersten Richtung eine solche ebene Konfiguration hat, daß deren Länge in der ersten Richtung im wesentlichen die gleiche an irgendeinem Punkt der zweiten Richtung ist, als in dem Fall, in dem der Uberlappungsbereich so ausgestaltet ist, daß dessen Länge in der ersten Richtung im wesentlichen nicht die gleiche an jedem beliebigen Punkt der zweiten Richtung ist.

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Dementsprechend ist die relative Minimumsabschwächung bei dem erfindungsgemäßen Oberflächenwellenfilter im Durchlaßbereich relativ klein, wie im Falle des bekannten Filters mit einem Wandler und nicht gewichteten Elektroden. Die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich ist bei dem erfindungsgemäßen Filter relativ groß, wie in dem Fall des bekannten Filters mit einem Wandler, der gewichtete Elektroden hat. Infolgedessen ist der Unterschied zwischen der relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich und der im Sperrbereich ausreichend groß, um eine verstärkte Bandfiltercharakteristik bzw. Durchlaßcharakteristik zu schaffen.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein bekanntes elastisches Oberflächenwellenfilter mit einem Wandler, dessen Elektroden nicht gewichtet sind.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel eines bekannten elastischen Oberflächenwellenfilters mit einem Wandler, dessen Elektrode gewichtet ist.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen elastischen Oberflächenwellenfilters.

Fig. 4 zeigt ein Kurvendiagramm mit den Bandpasseigenschaften der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Filter.

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Pig. 5A, 5B und 5C zeigen Kurven der Wellenformen der elastischen Oberflächenwellen bei den Filtern gemäß Figuren 1, 2 bzw. 3.

Fig. 5D zeigt diagrammartig die Amplitudenverteilung von elastischen Oberflächenwellen, zur Erläuterung des erfindungsgemäßen und der bekannten Filter gemäß Figuren 3 bzw. 1 und 2.

Fig. 6 bis 14 zeigen in diagrammartiger Darstellung andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Oberflächenwellenfliters.

In Figur 1 ist ein bekanntes, elastisches Oberflächenwellenfilter U mit einem Wandler, der keine gewichtete Elektrode hat, dargestellt. Bei dem Filter U sind ein Sender- und Empfängerwandler T bzw. R nebeneinander jedoch mit einem Abstand zueinander auf der Hauptoberfläche 2 eines Substrats 1, auf dem sich die elastischen Oberflächenwellen fortpflanzen, angeordnet, Im vorliegenden Fall besteht das Substrat 1 selbst aus einem piezoelektrischen Werkstoff oder ist so ausgestaltet, daß eine piezoelektrische Schicht auf einem nicht piezoelektrischen Substrat angeordnet ist. Die Wandler T und R bestehen jeder aus einem Paar Elektroden El und E2, die auf der Hauptoberfläche 2 des Substrates 1 ausgebildet sind. Die Elektroden El und E2 haben kammförmige Elektrodenelemente, die so angeordnet sind, daß jedes der Elektrodenelemente e2 einer kammförmigen Elektrode E2 zwischen anschließenden Elektrodenelementen el der anderen kammförmigen Elektrode El zu liegen kommt. Im vorliegenden Fall jedoch ist von den Elektroden El und E2 des

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empfangsseitigen Wandlers R nur je ein Elektrodenelement el bzw. e2 dargestellt.

Die Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 des Sendlerwandlers T sind nicht bezüglich ihrer Länge gewichtet. Die Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 erstrecken sich nämlich in einer Richtung senkrecht zur ersten Richtung, in der die Wandler T und R mit einander verbunden sind. Die ebene Konfiguration des Überlappungsbereiches ist so ausgestaltet, daß die Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 sich in der ersten Richtung überlappen, wobei die freien Enden der Elektrodenelemente el eine Linie £l und die freien Enden der Elektrodenelemente e2 eine Linie j02 bilden, so daß ein reguläres Rechteck mit zwei zur ersten Richtung parallelen Seiten entsteht.

In Figur 2 ist ein bekanntes Oberflächenwellenfilter U mit einem Wandler dargestellt, dessen Elektrode gewichtet ist. Die jenen in der Figur 1 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben beschrieben und werden nicht näher erläutert. Das in Figur 2 dargestellte Beispiel ist identisch dem der Figur 1 mit der Ausnahme, daß die Elektrodenelemente el und e2 der kammförmigen Elektroden El und E2 des Senderwandlers T in Bezug auf ihre Länge gewichtet sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Die Form des Uberlappungsbereiches ist nämlich so, daß die Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 sich in der ersten Richtung überlappen, wobei ihre Enden auf Geraden liegen, so daß ein Rhombus gebildet wird, bei dem eine die einander gegenüberliegenden Ecken verbindende Gerade im wesentlichen parallel zur ersten Richtung verläuft.

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Bei der in Figur 3 dargestellten- Ausführungsform der Erfindung sind die Teile, die jenen in Figur 1 entsprechen mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben beschrieben und werden im folgenden nicht näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im wesentlichen mit dem in Figur 1 dargestellten Oberflächenwellenfilter identisch, mit der Ausnahme, daß die Elektrodenelemente el und e2 der kammförmigen Elektroden El und E2 des Senderwandlers T längenmäßig derart gewichtet sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Die Form des Überlappungsbereiches der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2, die sich in der ersten Richtung überlappen, ist dergestalt, daß das durch die die freien Enden der Elektrodenelemente el und e2 verbindenden Linien £1 bzw. £2 gebildete Parallelogramm zwei Seiten hat, die parallel zur ersten Richtung verlaufen.

Wenn an eines der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Filter ein elektrisches Signal Sl zwischen den Elektroden El und E2 des Senderwandlers T von einer elektrischen Signalquelle 3 angelegt wird, wird dieses durch den Wandler T in eine elastische Oberflächenwelle verwandelt, die sich auf dem Substrat 1 ausbreitet und von dem Empfängerwandler R empfangen und durch ihn in ein elektrisches Signal S2 umgewandelt wird. Wenn eine Last 4 zwischen die Elektroden El und E2 des Wandlers R geschaltet wird, werden entsprechend jene Anteile des elektrischen Signales Sl, die hinter dem elektrischen Signal Sl in Übereinstimmung mit dem Abstand zwischen den Wandlern T und R verzögert sind und in dem Durchlaßbereich liegen, der durch die allgemeine Bandpasscharakteristik des elektrischen Signals Sl zwischen den Elektroden El und E2 des Wandlers T und zwischen den Elektroden El und E2 des Wandlers R bestimmt ist, als elektrisches Signal S2 an die Last 4 gegeben. Infolgedessen erhält man die Wirkungs-

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weise eines BandpassfJLIters* In diesem Fall, da die Elektroden El und E2 am Wandlers T je als kammförmige Elektroden mit mehreren Elektrodenelementen ausgebildet sind und da die Elektroden El und E2 des Wandlers R je als kammartige Elektrode mit einem Elektrodenelement ausgebildet sind, hängt die oben erwähnte allgemeine Bandpasscharakteristik im wesentlichen von der Bandpasscharakteristik des Wandlers T ab. Infolgedessen ist die allgemeine Bandpasscharakteristik im wesentlichen die gleiche wie die des Wandlers T, Der Wandler T zeigt eine solche Bandpasscharakteristik, wie sie durch die Kurve 5 (im folgenden als Hauptkurve bezeichnet) in Figur 4 dargestellt ist. Die Mittenfrequenz (fß) hängt hauptsächlich von dem Abstand zwischen aneinander anschließenden Elektrodenelementen el und e2 der Elektroden El und E2 des Wandlers T ab. Gleichzeitig werden unerwünschte Nebenkurven 6 außerhalb der Hauptkurve 5, d.h. dem Durchlaßbereich in dem Sperrbereich erzeugt. In Figur 4 bedeuten durchgezogene Linien die charakteristischen Kurven des erfinungsgemäßen, elastischen Oberflächenwellenfilters, der in Figur 3 dargestellt ist. Unterbrochene Linien und strichpunktierte Linien stellen allgemein die charakteristischen Kurven der bekannten Filter dar, wie sie in Figur 1 bzw. 2 dargestellt sind. Bei den in Figur 4 dargestellten Bandpasscharakteristiken ist

2 4 die Abschwächung bei den Frequenzen fQ±-jj—^₀' ^o^—ϊϊ—^fO'

theoretisch unendlich.

Es wird nun angenommen, daß die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Filter miteinander identisch sind, soweit es die Güte des Substrates 1, die Güte und die Dimensionen der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 der Wandler T und R, der Abstand D„, zwischen den Wandlern T und R, der Abstand D zwischen einander folgenden Elektrodenelementen el und e2 der

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Elektroden El und E2 der Wandler T und R und die maximale Weite D„ der Elektrodenelemente, die sich in der zweiten Richtung überlappen, betrifft. In einem solchen Fall wird die relative Minimumsabschwächung des erfindungsgemäßen Bandfilters, der in Figur 3 dargestellt ist, bei einem Wert A erhalten, der im wesentlichen gleich dem Wert A ' der relativen Minimumsab-

Schwächung bei dem bekannten elastischen Oberflächenwellenfilter ist, dessen Wandler keine gewichteten Elektroden gemäß Figur 1 hat. Der Wert A ist jedoch kleiner als der Wert A " bei einem bekannten Filter, dessen Wandler mit gewichteten Elektroden gemäß Figur 2 ausgebildet ist. Ferner wird die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich des erfindungsgemäßen Filters gemäß Figur ]5 bei einem Wert A erhalten, der im wesentlichen gleich dem Wert A " des bekannten elastischen Oberflächenwellenfilters gemäß Figur 2 ist. Ersterer Wert ist jedoch größer als der Wert A ' bei dem bekannten Filter gemäß Figur 1. Die Erklärung hierfür ergibt sich auf folgende Weise:

Im allgemeinen ist die Arbeitsweise des elastischen Oberflächenwellenf ilters im wesentlichen zu jener eines transversalen Filters gleichwertig. Ihre Bandpasseigenschaft und Ansprechcharakteristik für Impulse stehen im Verhältnis von 1 : 1 zueinander. Wenn ein elektrisches Signal an den Senderwandler T in der Form eines Impulses gelegt wird, erhält man von diesem eine elastische Oberflächenwelle (im folgenden als W bezeichnet), die sich in dem Substrat 1 in der Form einer Welle ausbreitet, die der Konfiguration des Überlappungsbereiches entspricht. Dieser Überlappungsbereich wird von den Elektrodenelementen der kammförmigen Elektroden des Senderwandlers T gebildet, wobei die erste Richtung als Zeitachse und die zweite Richtung als Amplitudenachse betrachtet wird. Entsprechend erhält man von

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den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Wandlern W elastische Oberflächenwellen in der Form, wie sie in den Figuren 5A, 5B bzw. 5C dargestellt sind. In diesen Figuren wird mit t die Zeit und mit V die Amplitude bezeichnet. Infolgedessen sind die Bandpasscharakteristiken der elastischen Oberflächenwellenfilter mit den gewichteten Elektroden gemäß Figuren 2 und 3 und der nicht gewichteten Elektrode gemäß Figur 1 voneinander insbesonder im Sperrbereich verschieden. Im Falle der Filter mit Wandlern, die gewichtete Elektroden haben, ist der Effekt, daß die Komponenten der von dem Wandler T erhaltenen elastischen Oberflächenwelle, die im Sperrbereich liegen, den Empfängerwandler R mit einer solchen Amplituden- und Phasenbeziehung erreichen, daß sie einander aufheben, größer, als bei dem elastischen Oberflächenwellenfilter mit nicht gewichteten Elektroden des Wandlers T. Demgemäß ist die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich der mit gewichteten Elektroden ausgestatteten Filter gemäß Figuren 2 bzw. 3 größer als die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich des Filters gemäß Figur 1, bei dem der Wandler T keine gewichteten Elektroden hat.

Andererseits ist bei elastischen Oberflächenwellenfiltern, die mit einem Senderwandler ausgestattet sind und bei denen der bereits erwähnte Überlappungsbereich eine solche ebene Konfiguration hat, daß seine Länge in der ersten Richtung im wesentlichen an jeder Stelle in der zweiten Richtung die gleiche ist, d.h. bei den. Filtern gemäß Figuren 1 und 3, die Amplitudenverteilung der elastischen Oberflächenwelle W in der zweiten Richtung im wesentlichen gleichförmig, wie es durch die ausgezogene Linie in Figur 5D dargestellt ist. In dieser Figur stellt die Abszisse den Wert V der Amplitude und die Ordinate den Abstand d relativ zu einem Ende des Überlappungsbereiches

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in der Richtung seiner Weite D„ dar. Bei dem Filter jedoch,

xi -

bei dem der Oberlappungsbereich eine solche ebene Konfiguration hat, daß seine Länge in der ersten Richtung nicht im wesentlichen die gleiche an jedem beliebigen Punkt in der zweiten Richtung ist, d.h. bei einem Filter gemäß Figur 2, ist die oben erwähnte Amplitudenverteilung nicht gleichmäßig, wie es durch die unterbrochene Linie in Figur 5D dargestellt ist. Bei Filtern, deren Überlappungsbereich gemäß den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Filtern ausgebildet ist, ist der Umwandlungswirkungsgrad des Empfängerwandlers R zum Umwandeln der elastischen Oberflächenwelle in ein entsprechendes elektrisches Signal größer als bei dem Filter, dessen Überlappungsbereich gemäß dem in Figur 2 dargestellten ausgebildet ist. Infolgedessen ist im Falle des erfindungsgemäßen elastischen Oberflächenwellenfliters U gemäß Figur 3>> dessen Wandler T mit gewichteten Elektroden ausgestattet ist, die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich kleiner, wenn der Überlappungsbereich so ausgebildet ist, daß seine Länge in der ersten Richtung die gleiche wie an irgendeinem Punkt in der zweiten Richtung ist, als in dem Fall, wenn die erwähnte Länge nicht die gleiche sondern verschieden groß an verschiedenen Punkten in der zweiten Richtung ist.

Infolgedessen wird bei dem in Figur 3 dargestellten, erfindungsgemäßen, elastischen Oberflächenwellenfilter der Unterschied zwischen dem Wert A der relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich und dem Wert A im Sperrbereich wesentlich vergrößert, verglichen mit diesem Unterschied bei bekannten elastischen Oberflachenwellenfiltem, wie sie in Figuren 1 und 2 dargestellt sind. Der erfindungsgemäße Filter zeigt mithin eine ausgezeichnete Bandpasscharakteristik.

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Versuche vrurden an dem erfindungsgemäßen Filter gemäß Figur 3 durchgeführt. Die erwähnten Abstände D-, und D_p betrugen 4 mm bzw. 100 Aim. Die Länge D., des Überlappungsbereiches in der ersten Richtung belief sich auf 27 Paare, d.h. im Sinne der Anzahl der Paare der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2. Die Weite D„ betrug 5 mm. Die Länge D_x, des Teiles des Uberlappungsbereiches in der ersten Richtung,

der die Weite D-. hat, belief sich auf 8 Paare, in Bezug auf η

die Anzahl der Paare der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2. Die Länge D₁. des Senderwandlers T in der ersten Richtung betrug 46 Paare in Bezug auf die Anzahl der bereits erwähnten Paare der Elektrodenelemente. Mit dem so ausgestalteten Filter erhielt man eine Bandpasscharakteristik mit einer Mittenfrequenz f_Q von 34,2 MHz. Der Wert A_p der relativen Minimumsabschwäehung bei der Frequenz f_n betrug in etwa 8 dB, der Wert A der relativen Minimumsabschwäehung im Sperrbereich lag bei etwa 38 dB, und infolgedessen ergibt sich als Unterschied zwischen den erwähnten Abschwächungswerten A_p und A ein Wert von in etwa 30 dB. Versuche mit einem elastischen Oberflächenwellenfilter gemäß Figur 1, dessen Dimensionen die gleichen wie bei dem erwähnten waren, mit der Ausnahme, daß D„=D„=D =27 Paare von Elektrodenelementen betrug, ergab

JM Λ. Ju

der Wert der relativen Minimumsabschwäehung A ^f im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz f_Q von 34,2 MHz"8 dB und der Wert der relativen Minimumsabschwäehung A ' im Sperrbereich betrug 28dB. .Mithin erhält man als Unterschied zwischen diesen Werten nur 20 dB. Bei einem Versuch mit einem Filter gemäß Figur 2, der die gleichen Abmessungen wie die bei dem Versuch mit dem Filter gemäß Figur 3 hatte, mit der Ausnahme, daß die Länge D_x, Null und D₇. =54 Paare von Elektrodenelementen el und

n. JL

e2 betrug, ergab sich der Wert der relativen Minimumsabschwäehung

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A " im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz von f_Q von 3Ϊ,2 MHz zu 9,5 dB und der Wert A " im Sperrbereich zu 34,5 dB. Als Unterschied zwischen diesen Werten erhält man infolgedessen nur 25 dB.

In den Figuren 6 und 7 sind andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Oberflächenwellenfilters, wie es in Figur 3 dargestellt ist, abgebildet. Teile, die in den Figuren 6 und 7 denen der Figur 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet und werden im folgenden nicht erläutert. Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Figur 3 und der in Figur 6 dargestellten besteht darin, daß die Länge D„ kleiner ist und daß die Länge D„ im wesentlichen gleich Null ist. Die in Figur 7 dargestellte

Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die in Figur 3 mit der Ausnahme, daß die Länj als die entsprechende in Figur 3 ist.

Figur 3 mit der Ausnahme, daß die Länge D„ wesentlich kleiner

Es ist offensichtlich, daß man mittels dieser Konstruktionen ausgezeichnete Bandpasseigenschaften wie im Falle der Figur erhält, obgleich keine nähere Beschreibung gegeben wird. Bei dem Beispiel gemäß Figur 6 ist jedoch in Bezug auf das in Figur 3 dargestellte ein Unterschied darin gegeben, daß die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich etwas kleiner als im Falle der Figur 3 ist, wobei sie im wesentlichen jedoch die gleiche wie im Falle der Figur 2 ist, da die oben erwähnte Länge D„ kleiner als im Fall der Figur 3 und da die Länge D„ im wesent-

Γι.

liehen gleich Null ist. Ferner, da die oben erwähnte Länge D

M wesentlich größer ist als die im Falle der Figur 3, unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Figur 7 von der gemäß Figur 3 darin, daß die Impedanz des Senderwandlers T zwischen den Elektroden El und E2 größer als die im Fall der Figur 3 ist.

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In Figur 8 ist eine andere AusfUhrungsform der Erfindung dargestellt, in der die den in der Figur 3 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet sind. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Linien V- und 12., die die freien Enden der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 des Wandlers T verbinden, die Form von Linien haben, die sich längs Kurven erstrecken, die zumindest teilweise den Verlauf einer Kosinusfunktion haben.

Es ist offensichtlich, daß eine solche Ausgestaltung auch eine auscezeichnete Bandpasscharakteristik wie im Fall der Figur hat, obgleich keine nähere Beschreibung hierfür gegeben wird. Im vorliegenden Fall Jedoch, da diese Linien Zl und £.2, die die freien Enden der Elektrodenelemente el und e2 der Elektroden El und E2 des Wandlers T verbinden, die Form einer sich längs einer Kosinuswellenfunktion erstreckenden Kurve haben, wird die Wellenform der elastischen Oberflächenwelle, die jenen der bereits in Bezug auf die Figuren 5A bis 5C beschriebenen entspricht, eine erhöhte Kosinuswellenform. Entsprechend ist diese Ausführungsform von dem Beispiel gemäß Figur 3 insoweit verschieden, daß die relative MinimumsabSchwächung im Sperrbereich um ungefähr 10 dB größer ist, als im letzteren Fall,

Bei einem mit dem Filter gemäß Figur 8 ausgeführten Versuch, bei dem die Werte D„, D_p, IX., D„ und D die gleichen wie bei

Jenem gemäß Figur 3 waren, und D_v im wesentlichen dem Wert

j\

gleich Null hatte, betrug der erwähnte Wert A der relativen

P Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz

f_Q von 34,2 MHz ungefähr 8 dB und der Wert A der relativen Minimumsabschwächung im Sperrbereich ungefähr 48 dB. Mithin

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beträgt der Unterschied zwischen, den Werten A und A ungefähr 40 dB. Wenn ferner bei der Ausführungsfrom gemäß Figur 8 sich die Linien £l und £2 längs der Kurve einer Kosinusfunktion erstrecken, wie es durch die unterbrochenen Linien in Figur 2 dargestellt ist, und der Überlappungsbereich als Ganzes die Form eines Rhombus hat, betrug die Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 9 dB und die im Sperrbereich ungefähr 49 dB, so daß sich zwischen diesen Werten ein Unterschied von im wesentlichen 40 dB ergibt.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren 9 und 10 dargestellt, bei denen Teile, die jenen in Figur 5 entsprechen, die gleichen Bezugsziffern und Buchstaben haben. Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Figur 9 und der gemäß Figur J5 besteht darin, daß der Bereich, der die Linien fcl und £2 einschließt, umgedreht ist und die Linie an seiner unteren Seite an der Fortsetzung der Linie der unteren Seite des linken Halbteiles liegt und parallel zur ersten Richtung verläuft. Die Linie der oberen Seite hat die Form einer Linie, die sich längs der Kurve einer Kosinusfunktion erstreckt. Das Beispiel gemäß Figur 10 ist vom Aufbau her identisch dem der Figur 5, mit der Ausnahme, daß der mittlere Teil des Überlappungsbereiches so ausgebildet ist, die Linien £l und £2 in umgekehrter Weise zu erfassen. Die Linie an der unteren Seite liegt an der Fortsetzung der Linien der unteren Seite der linken und rechten Teile und verlaufen parallel zur ersten Richtung. Die Linie der oberen Seite hat die Form einer Kurve, die längs einer Geraden verläuft.

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Man sieht, daß eine solche Ausgestaltung ein Filter mit einer ausgezeichneten Bandpasscharakteristik wie im Falle der Figur 3 ergibt. Hierfür erfolgen keine näheren Erläuterungen. Die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich im Falle der Figur 9 ist im wesentlichen gleich der im Falle der Figur J5, jedoch ist die relative Minimumsabschwächung im Falle der Figur 10 etwas kleiner als bei der Ausführungsform gemäß Figur J>, wie es vorhergehend in Bezug auf die Figur 6 beschrieben worden war.

In Figur 11 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Teile, die jenen der Figur 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet worden sind und nicht näher erläutert werden. Gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 3 besteht der Unterschied darin, daß ein weiterer Empfängerwandler R¹ auf der Hauptfläche 2 des Substrates 1 gegenüberliegend zum Wandler R angeordnet ist. Die Lage des Wandlers R' ist symmetrisch in Bezug auf die des Wandlers R, wie es dargestellt ist. Die Elektroden El und E2 des Empfängerwandlers R¹ sind parallel zu jenen El und E2 des Empfängerwandlers R geschaltet. Bei diesem Fall jedoch sind die Elektroden El und E2 der Empfängerwandler R und R¹ als kammförmige Elektroden ausgebildet, die mehrere Elektrodenelemente haben, wie im Fall der Elektroden El und E2 des Senderwandlers T.

Bei einem Versuch mit diesem Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand D ' zwischen den Wandlern T und R¹ gleich dem Abstand zwischen den Wandlern T und R war, und bei dem die anderen

Maße die gleichen wie jene waren, die bei dem Versuch mit der Ausführungsform gemäß Figur 3 verwendet worden sind, ergab sich

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ein Wert A für die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz f_Q von 34,2 MHz von ungefähr 5 dB. Der Wert der relativen Minimumsabschwächung A im Sperrbereich betrug ungefähr 35 dB, so daß sich ein Unterschied zwischen den Werten A und A von ungefährt 30 dB ergibt. Bei einem Versuch, bei dem der Wandler T in der Ausführungsform gemäß Figur 11 nicht gewichtete Elektroden und die gleichen Abmessungen wie der bekannte Filter gemäß Figur 1 hatte, erhielt man für den Wert der relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 5 dB und für den im Sperrbereich ungefähr 25 dB. Infolgedessen beträgt der Unterschied zwischen diesen Werten ungefähr nur 20 dB.

In Figur 12 ist ein weiteres Beispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Teile, die jenen der Figur 11 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet sind. Für diese wird keine nähere Erläuterung gegeben. Die vorliegende Ausführungsform ist vom Aufbau her identisch der in Figur 11 dargestellten, mit der Ausnahme, daß der Senderwandler T die gleiche Konstruktion wie der Senderwandler T bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 hat.

Bei einer solchen Ausgestaltung, bei der die gleichen Abmessungen wie bei dem Versuch gemäß Figur 11 vorlagen, erhielt man für den Wert A der relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz f_ von 34,2 MHz im wesentlichen 5 dB und für den Wert A im Sperrbereich ungefähr 45 dB. Mithin beträgt der Unterschied zwischen diesen Werten ungefähr 40 dB. Bei einem Versuch mit einem Ausführungsbeispiel .gemäß Figur 12, bei dem die bereits erwähnten Linien £1 und £2 den erwähnten

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Uberlappungsbereich bilden, und die Form von LinienzUgen haben, die den Verlauf der bereits erwähnten Punktion aufweisen, wie es durch die unterbrochenen Linien in Figur 3 dargestellt ist, erhielt man für die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich einen Wert von ungefähr 6 dB und die entsprechende Abschwächung im Sperrbereich einen solchen von ungefähr 46 dB. Infolgedessen ergibt sich ein Unterschied zwischen diesen Werten von ungefähr 4o dB.

In den Figuren 13 und 14 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen Teile, die jenen in den Figuren 11 und 12 entsprechen mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben versehen sind. Diese Beispiele sind vom Aufbau her mit jenen der Figuren 11 und 12 identisch, mit der Ausnahme, daß Reflektionswandler Q' und Q ähnlich den Empfängerwandlern R bzw. R¹ auf der Hauptfläche 2 des Substrates 1 anschließend an die Wändler R und R' an dem Senderwandler T gegenüberliegenden Seiten und symmetrisch"zu diesem angeordnet sind. Zwischen den Elektroden El und E2 der Reflektionswandler Q^f und Q sind Induktanzen Z¹ bzw. Z geschaltet, um zwischen den Elektroden El und E2 bei der erwähnten Mittenfrequenz f~ eine hohe Impedanz zu schaffen.

Bei einem Versuch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13, dessen Maße die gleichen wie bei dem im Falle der Figur 11 waren, betrug die relative Minimumsabschwächung A im Durchlaßbereich bei der Mittenfrequenz f_Q von 34,2 MHz ungefähr 1,5 dB und jene A im Sperrbereich ungefähr 31,5 dB. Als Unterschied zwischen diesen beiden Werten ergeben sich mithin ungefähr 30 dB. Bei einem Versuch, bei dem der Wandler T gemäß Figur 13

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so verändert worden Ist, daß er die gleichen nicht gewichteten Elektroden wie bei dem bekannten Filter gemäß Figur 1 hatte, betrug die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 1,5 dB und jene im Sperrbereich ungefähr 21,5 dB. Also erhält man hier als Unterschied zwischen diesen Werten ungefähr nur 20 dB. Bei einem Versuch mit der Ausführungsform gemäß Figur 14, die die gleichen Abmessungen wie die gemäß Figur 12 hatte, erhielt man für die relative Minimumsabschwächung A im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz f~ von J4,2 MHz ungefähr 1,5 dB und für jene A im Sperrbereich ungefähr 41,5 dB. Als Unterschied zwischen diesen Werten ergibt sich mithin ein Wert von ungefähr 4o dB. Ferner, in dem Fall, in dem die bereits erwähnten Linien €1 und £2, die den Überlappungsbereich bilden, den Verlauf von Kurven hatten, die sich gemäß der bereits erwähnten Funktion erstrecken, wie es durch unterbrochene Linien in Figur J5 angedeutet ist, erhielt man für die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 2,4' dB und für jene im Sperrbereich ungefähr 42,4 dB. Also ergibt sich ein Unterschied zwischen diesen Vierten von ungefähr 40 dB.

Die beschriebenen Beispiele dienten der Erläuterung der Erfindung und stellen keine Begrenzung der Erfindung dar. Es ist offensichtlich, daß viele Abwandlungen und Abänderungen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

- 20 - ta-nt-13 PATENTANS PRÜCHE

1./Elastisches Oberflächenwellenfilter mit einem Substrat zur Fortpflanzung von elastischen Oberflächenwellen und mit einem Sender- und einem ersten Empfängerwandler, die zumindest auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildete Elektroden haben und auf der Hauptoberfläche in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei die Elektrode von einem oder beiden der Wandler aus einer ersten und einer zweiten kammfö'rmigen Elektrode gebildet ist, die so angeordnet sind, daß jedes Elektrodenelement der zweiten kammförmigen Elektrode zwischen aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen der ersten Elektrode liegt, wobei die Elektrodenelemente der ersten und/oder zweiten kammförmigen Elektroden bezüglich ihrer Länge gewichtet sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Uberlappungsbereich der ersten und der zweiten kammförmigen Elektrode in der ersten Richtung, die durch die Verbindung des Senderwandlers (T) und des ersten Empfängerwandlers (R) bestimmt ist, in einer Ebene eine solche Ausgestaltung hat, daß die Länge des Überlappungsbereiches in der ersten Richtung im wesentlichen an jedem Punkt in der zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung die gleiche ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweiter Empfängerwandler (R') auf der Hauptoberfläche (2) des Substrates (1) auf der dem ersten Empfängerwandler (R) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, der die gleiche

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Ausgestaltung wie der erste Empfängerwandler (R) hat, und daß der zweite Empfängerwandler (R¹) elektrisch parallel zu dem ersten Empfängerwandler (R) geschaltet ist.

Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster und ein zweiter Reflektionswandler (Q, Q^f) an in Bezug auf den Senderwandler (T) gegenüberliegenden Seiten des ersten (R) und zweiten (R') Empfängerwandlers angeordnet sind und von denen ein jeder nicht gewichtete, kammförmige Elektroden auf der Hauptoberfläche (2) des Substrates (1) hat.

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