DE2531551C2 - Akustisches Oberflächenwellenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein akus^whes Oberflächenwellenfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Nach dem Stand der Technik sind grundsätzlich zwei Ausbildungsformen von akustischen Oberflächenwellenfiltern bekannt, von denen die eine Art elektroakustische Interdigitalwandler aufweist, deren kammartig ineinandergreifende Elektrodenfinger eine konstante Länge aufweisen. Diese Art der Oberflächenwellenfilter zeigt sowohl im Sperrbereich als auch im Durchlaßbereich relativ geringe Dämpfungswerte.

Die zweite Art von Filtern, die der eingangs genannten Gattung entspricht und beispielsweise in der Veröffentlichung »Ultrasonics« Vol. 12, No. 1, Seiten 29, 32, 33 und 35 (Januar 1974) beschrieben ist, weist elektroakustische Interdigitalwandler auf, deren kammartig ineinandergreifende Elektrodenfinger hinsichtlich ihrer Länge gewichtet sind. Die Elektrodenfinger einer oder beider Elektroden eines derartigen Wandlers sind dabei unterschiedlich lang ausgebildet. Insbesondere ist aus der genannten Veröffentlichung ein Interdigitalwandler bekannt, der einen durch die Einhüllende der freien Enden der Elektrodenfinger begrenzten Überlappungsbereich aufweist, welcher sich schräg zu der Längenausdehnung der einzelnen Elektrodenfinger erstreckt. Durch diesen schrägen Überlappungsbereich wird angestrebt, die Anzahl der von der Oberflächenwelle in Richtung zum Empfänger hin zu überquerenden Paare von Elektrodenfingern zu vermindern, um unnötige Störsignale zu vermeiden, die durch die Reflexion der elastischen Oberflächenwelle an dem kammartigen Elektroden entstehen.

Diese zweite Art der akustischen Oberflächenwellenfilter weist allerdings sowohl im Sperrbereich als auch im Durchlaßbereich verhältnismäßig große Dämpfungswerte auf.

Gemeinsam ist den beiden bekannten Arten von akustischen Oberflächenwellenfilter!!, daß sie eine verhältnismäßig geringe Dämpfungsdifferenz zwischen dem Durchlaß- und dem Sperrbereich aufweisen, also nur mäßige Filtereigenschaften, da ja bei einem Filter irr. Idealfall die Durchlaßdämpfung gegen null und die Sperrdämpfung gegen unendlich gehen sollen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein akustisches Oberflächenwellenftaer der

ίο im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, das bei hoher Dämpfung im Sperrbereich eine geringe Dämpfung im Durchlaßbereich aufweist

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die :m kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht daß die Amplitudenverteilung der vom Sendewandler sich zum Empfangswandler hin ausbreitenden Wellenform derart günstig gestaltet wird, daß der Umwandlungswirkungsgrad des Empfangswandlers beträchtlich höher wird als bei herkömmlichen akustischen Oberflächenwellenfiltern. Dadurch wird eine besonders niedrige Durchlaßdämpfung erzielt ohne daß die hohe Sperrdämpfung nachteilig beeinflußt wird. Das erfindungsgemäß ausgebildete Oberflächenfilter vereinigt also die günstigen Eigenschaften von Filtern mit gewichteten Elektrodenfingern mit denen von Filtern mit ungewichteten Elektrodenfiltern.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenfilters sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines bekann-

J5 ten akustischen Oberflächenwellenfilters mit einem Wandler, dessen Elektroden nicht gewichtet sind,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines bekannten akustischen Oberflächenwellenfilters mit einem Wandler,dessen Elektroden-gewick.e· sind,

■to Fig.3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenfilters,

Fig.4 ein Diagramm der Bandpaßeigenschaften der in den F i g. I bis 3 dargestellten Filter.

•»5 Fig.5A, 5B und 5C Kurven der Wellenformen der akustischen Oberflächenwellen bei den Filtern gemäß den Fig. 1,2bzw.3,

Fig.5D die Amplitudenverteilung von akustischen Oberflächenwellen bei erfindungsgemäßen und bekannten Filtern gemäß den F i g. 3 bzw. 1 und 2 und

Fig. 6 bis 14 in diagrammartiger Darstellung andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen akustischen Oberflächenwellenfilters.

In Fig. 1 ist ein bekanntes, akustisches Oberflächen-

5^r> wellenfilter U mit einem Wandler, der keine gewichteten Elektroden hat, dargestellt. Bei dem Filter Usind ein Sende- und ein Empfangswandler Tbzw. R nebeneinander, jedoch mit einem Abstand zueinander, auf der Hauptoberfläche 2 eines Substrats 1, auf dem sich die

6Q akustischen 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 Γ und R bestehen jeweils aus einem Paar Elektroden Ei und E2, die auf der Hauptoberfläche 2 des Substrates 1 ausgebildet sind. Die Elektroden E 1 und E2 haben Elektrodenfinger, die so angeordnet sind.

daß jeder der Elektrodenfinger e 2 einer kammförmigen Elektrode E 2 zwischen benachbarten Elektrodenfingern e 1 der anderen kammförmigen Elektrode £1 liegt. Im vorliegenden Fall jedoch ist von den Elektroden E1 und El des Empfangswandlers R nur je ein Elektroden- ί finger e 1 bzw. e 2 dargestellt

Die Elektrodenfinger e 1 und el der Elektroden £1 und E 2 des Sendewandlers Tsind bezüglich ihrer Länge nicht gewichtet Die Elektrodenfinger el und e2 der Elektroden Et und £2 erstrecken sich nämlich in einer "> Richtung senkrecht zur Ausbreitungsnchtung der Oberfiächenwellen zwischen den Wandlern T und R. Die ebene Konfiguration des Überlappungsbereichs ist so ausgestaltet, daß die Eiektrodenfinger e 1 und e2der Elektroden E1 und £ 2 sich überlappen, wobei die freien Enden der Elektrodenfingcr e ί eine Linie /1 und die freien Enden der Elektrodenfinger e2 eine Linie /2 bilden, so daß ein reguläres Rechteck mit zwei zur Ausbreitungs-Richtung parallelen Seiten entsteht

In F i g. 2 ist ein bekanntes Oberflächenwellenfilter U mit einem Wandler dargestellt, dessen Elektroden gewichtet sind. Das in F i g. 2 dargestellte SeispieJ ist identisch dem der Fi g. 1 mit der Ausnahme, daß die Elektrodenfinger el und e2 der kammförmigen Elektroden El und £2 des Sendewandlers Tin bezug >5 auf ihre Länge gewichtet sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Die Form des Oberlappungsbereiches ist nämlich so, daß die Elektrodenfinger e 1 und e 2 der Elektroden £1 und £2 sich in Ausbreitungsrichtung derart überlappen, daß ihre Enden auf geraden liegen jo und ein Rhombus gebildet wird, bei dem eine die einander gegenüberliegenden Ecken verbindende Gerade im wesentlichen parallel zur Ausbreitungsnchtung verläuft.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Teile, die jenen in F i g. 1 entsprechen mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet und werden im folgenden nicht näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im wesentliche*, mit dem in F i g. 1 dargestellten Oberflä- -to chenwellenfilter identisch, mit der Ausnahme, daß die Elektrodenfinger el und e2 der kammförmigen Elektroden £ 1 und £2 des Sendewandlers Tlängenmä-Big derart gewichtet sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Die Form des Überlappungsbereiches -»5 der Elektrodenfinger e 1 und e 2 dev Elektroden £ 1 und £2, die sich in Ausbreitungsnchtung überlappen, ist dergestalt, daß das durch die die freien Enden der Elektrodenfinger e 1 und e 2 verbindenden Linien /1 bzw. /2 gebildete Parallelogramm zwei Seiten hat, die 5υ parallel zur Ausbreitungsnchtung verlaufen.

Wenn an eines der in aen F i g. 1 bis 3 dargestellten Filter ein elektrisches Signal 51 von einer elektrischen Signalquelle 3 zwischen den Elektroden £1 und £2 des Sendewandlers T angelegt wird, wird dieses durch den Sendewandler T in eine akustische Oberflächenwelle verwandelt, die sich auf dem Substrat 1 ausbreitet, von dem Empfangswandler R empfangen und durch ihn in ein elektrisches Signal 52 umgewandelt wird. Wenn eine Last 4 zwischen die Elektroden £1 und £2 des &o Empfangswandlers R geschaltet wird, werden entsprechend jene Anteile des elektrischen Signals 51, die Dezüglich des elektrischen Signals 51 entsprechend dem Abstand zwischen den Wandlern T und R verzögert sind und im Durchlaßbereich liegen, der durch die allgemeine Bandpaßcharakteristik des elektrischen Signals 51 zwischen din Elektroden £1 und £2 des Sendewandlers 7"und zwischen den Elektroden £ 1 und £2 des Empfangswandlers R bestimmt ist, a»s elektrisches Signal 52 an die Last 4 gegeben. Infolgedessen erhält man die Wirkungsweise einrs Bandpaßfilters. Da die Elektroden £1 und £2 des Sendewandlers T als kammförmige Elektroden mit mehreren Elektrodenfingern ausgebildet sind und da die Elektroden £1 und £2 des Empfangswandlers R als kammartige Elektroden mit einem Elektrodenfinger ausgebildet sind, hängt die oben erwähnte allgemeine Bandpaßcharakteristik im wesentlichen von der Bandpaßcharakteristik des Sendewandlers T ab. Infolgedessen ist die allgemeine Bandpaßcharakteristik im wesentlichen die gleiche wie die des Sendewandlers T. Der Sendewandlers T zeigt eine solche Bandpaßcharakteristik, wie sie durch die Kurve 5 (im folgenden als Hauptkurve bezeichnet) in Fig.4 dargestellt ist Die Mittenfrequenz Λ> hängt hauptsächlich von dem Abstand zwischen benachbarten Elektrodenfingem e 1 und e 2 der Elektroden £1 und £2 des Sendewandlers Tab. Gleichzeitig werden unerwünschte Nebenkurven 6 außerhalb der Hauptkurve 5, d. h.d»>ii Durchlaßbereich, in dem Sperrbereich erzeugt In Γ ig.4 bedeuten durchgezogene Linien die charakteristischen Kurven des erfindungsgemäßen, akustischen Oberflächenwellenfilters, das in Fig.3 dargestellt ist Unterbrochene Linier: and strichpunktierte Linien stellen die charakteristischen Kurven der bekannten Filter dar, wie sie in Fig. 1 bzw. 2 dargestellt sind. Bei den in Fig.4 dargestellten Bandpaßcharakteristiken ist die Abschwächung bei den Frequenzen

theoretisch unendlich.

Es wird nun angenommen, daß die in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Filter miteinander identisch sind, soweit es die Güte des Substrates 1, die Güte und die Dimensionen der Elektrodenfinger el und t?2 der Elektroden £1 und £2 der Wandler Γ und R, den Abstand Dt zwischen den Wandlern T und R, den Abstand Dp zwischen einander benachbarten Elektrodenfingem e 1 und e2 der Elektroden £1 und £2 der Wandler T und R und die maximale Breite Du des Überlappungsbereichs der Elektrodenfinger senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, betrifft. In einem solchen Fall wird die relative Minimumsabschwächung des erfindungsgemäßen Bandfilters, das in F i g. 3 dargestellt ist, bei einem Wert Ap erhalten, der im wesentlichen gleich dem Wert A'_p der relativen Minimumsabschwächung bei dem bekannten akustischen Oberflächenwellenfilter ist, dessen Wandler keine gewichteten Elektroden gemäß F i g. 1 hat. Der Wert A_p ist jedoch kleiner als der Wert Ap" bei einem bekannten Filter, dessen Wandler mit gewichteten Elektroden gemäß F i g. 2 ausgebildet ist. Ferner wird die relative Minimumabschwächung im Sperrbereich des erfindungsgemäßen Filters gemäß F i g. 3 bei einem Wert A_r erhalten, der im wesentlichen gleich dem Wert /V' des bekannten Oberflächenwellenfilters gemäß F i g. 2 ist. Ersterer Wert ist jedoch größer als der Wert A/ bei dem bekannten Filter gemäß F i g. I. Die Erklärung hierfür ergibt sich auf folgende Weise:

Im allgemeinen ist die Arbeitsweise des akustischen Oberflächenwellenfilters im wesentlichen der eines transversalen Filter gleichartig. Ihre Bandpaßeigenschaft und Ansprechcharakteristik für Impulse stehen im Verhältnis von 1 :1 zueinander. Wenn ein elektrisches Signal an den Sendewandler Tin der Form eines

Impulses gelegt wird, erhält man von diesem eine akustische 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 Elektrodenfingern der kammförmigen Elektroden des Sendewandlers T gebildet, wobei die Ausbreitungsrichtung als Zeitachse und die dazu senkrechte Richtung als Amplitudenachse betrachtet wird. Entsprechend erhält man von den in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Wandlern W akustische Oberflächenwellen in der Form, wie sie in den F i g. 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 akustischen Oberflächen- ι > wellenfilter mit den gewichteten Elektroden gemäß F i g. 2 und 3 und der nicht gewichteten Elektrode gemäß F i g. 1 insbesondere im Sperrbereich verschieden. Bei Filtern mit Wandlern, die gewichtete Elektroden haben, ist der Effekt, daß die Komponenten der von dem Sendewandler T erhaltenen Oberflächenwelle, die im Sperrbereich liegen, den Empfangswandler R mit einer solchen Amplituden- und Phasenbeziehung erreichen, daß sie einander aufheben, größer, als bei dem Oberflächenwellenfilter mit nicht gewichteten i=> Elektroden des Sendewandlers T. Demgemäß ist die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich der mit gewichteten Elektroden ausgestatteten Filter gemäß F i g. 2 bzw. 3 größer als die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich des Filters gemäß Fig. 1, bei dem der Sendewandler Tkeine gewichteten Elektroden hat.

Andererseits ist bei akustischen Oberflächenwellenfiltern, die mit einem Senderwandler ausgestattet sind bei dem der Überlappungsbereich eine solche ebene Konfiguration hat, daß seine Länge in Ausbreitungsrichtung im wesentlichen an jedem Punkt in Querrichtung die gleiche ist, d. h. bei den Filtern gemäß F i g. 1 und 3, die Amplitudenverteilung der Oberflächenwelle W in Querrichtung im wesentlichen gleichförmig, wie es -»ο durch die ausgezogene Linie in Fig.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 in der Richtung seiner Breite D_Hdar. Bei dem Filter jedoch, bei dem der Überlappungsbereich eine solche ebene Konfiguration hat, daß seine Länge in der Ausbreitungsrichtung die gleiche an jedem beliebigen Punkt in Querrichtung nicht im wesentlichen gleich ist, d. h. bei einem Filter gemäß F i g. 2, ist die oben erwähnte Amplitudenverteilung nicht gleichmäßig, wie es durch die unterbrochene Linie in Fig.5D dargestellt ist. Bei Filtern, deren Uberlappungsbereich gemäß den in den F i g. 1 und 3 dargestellten Filtern ausgebildet ist, ist der Umwandlungswirkungsgrad des Empfangswandlers R zum Umwandeln der akustischen Oberflächenwelle in ein entsprechendes ejektrisches Signal größer als bei dem Filter, dessen Überlappungsbereich gemäß Fig.2 ausgebildet ist. Infolgedessen ist im Falle des erfindungsgemäßen Oberflächenwellenfilters U gemäß Fig.3, «> dessen Senderwandler T mit gewichteten Elektroden ausgestattet ist, die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich kleiner, wenn der Überlappungsbereich so ausgebildet ist, daß seine Länge in Ausbreitungsrichtung an jedem Punkt in Querrichtung gleich ist, < >5 als in dem Fall, wenn die Länge an verschiedenen Punkten in Querrichtung nicht gleich sondern verschieden groß ist

Infolgedessen wird bei dem in Fig.3 dargestellten, erfindungsgemäßen Oberflächenwellenfilter der Unterschied zwischen dem Wert A_pder relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich und dem Wer! A, im Sperrbereich wesentlich vergrößert verglichen mit den Unterschied bei bekannten Oberflächenwellenfiltern, wie sie in F i g. 1 und 2 dargestellt sind. Der erfindungsgemäße Filter zeigt mithin eine ausgezeichnete Bandpaßcharakteristik.

Versuche wurden an dem erfindungsgemäßen Filter gemäß F i g. 3 durchgeführt. Die Abstände Dt und D_p betrugen 4 mm bzw. ΙΟΟμιτι. Die Länge Dm des Überlappungsbereiches in Ausbreitungsrichtung belief sich auf 27 Paare von Elektrodenringern e 1 und e 2 der Elektroden EI und £2. Die Breite D_H betrug 5 mm. Die Länge Dk des Teiles des Überlappungsbereiches in Ausbreitungsrichtung, der die Breite D_H hat, belief sich auf 8 Paare von Elektrodenfingern e 1 und e 2 der Elektroden El und EZ Die Länge D_L des Sendewandlers Tin Ausbreitungsrichtung betrug 46 Paare in bezug auf die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger. Mit dem so ausgestalteten Filter erhielt man eine Bandpaßcharakteristik mit einer Mittenfrequenz /Ό von 34,2 MHz. Der Wert A_p der relativen Minimumsabschwächung bei der Frequenz /Ό betrug in etwa 8 dB, der Wert A, der relativen Minimumsabschwächung im Sperrbereich lag bei <-<wa 38 dB, und infolgedessen ergibt sich als Unterschied zwischen den erwähnten Abschwächungswerten A_p und A, ein Wert von etwa 3OdB. Versuche mit einem Oberflächenwellenfilter gemäß Fig. 1, dessen Dimensionen die gleichen wie bei dem erwähnten waren, mit der Ausnahme, daß Dw Dk- Dt ~27 Paare von Elektrodenfingern betrug, betrug der Wert der relativen Minimumsabschwächung A_n' im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz k von 34,2 MHz 8 dB und der Wert der relativen Minimumsabschwächung Ar im Sperrbereich 28 dB. Mithin erhält man als Unterschied zwischen diesen Werten nur 20 dB. Bei einem Versuch mit einem Filter gemäß F i g. 2, der die gleichen Abmessungen wie die bei dem Versuch mit dem Filter gemäß F i g. 3 hatte, mit der Ausnahme, daß die Länge Dk Null und Dt- 54 Paare von Elektrodenfingern el und el betrug, ergab sich der Wert der relativen Minimumsabschwächung A_p" im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz von /Ό von 34,2 MHz zu 9,5 dB und der Wert A_r" im Sperrbereich zu 343 dB. Als Unterschied zwischen diesen Werten erhält man infolgedessen nur 25 dB.

In den F i g. 6 und 7 sind andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen akustischen Oberflä. jenwellenfilters abgebildet Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Fig.3 und der in Fig.6 dargestellten besteht darin, daß die Länge Dm kleiner ist und daß die Länge Dk im wesentlichen gleich Null ist Die in Fig.7 dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die in Fig.3 mit der Ausnahme, daß die Länge Dm wesentlich kleiner als die entsprechende in F i g. 3 ist

Es ist offensichtlich, daß man mittels dieser Konstruktionen ausgezeichnete Bandpaßeigenschaften wie im Falle der Fig.3 erhält obgleich keine nähere Beschreibung gegeben wird. Bei dem Beispiel gemäß Fig.6 ist jedoch im Vergleich mit dem in Fig.3 dargestellten ein Unterschied darin gegeben, daß die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich etwas kleiner als im FaJIe der Fig.3 ist nämlich im wesentlichen gleich der der Ausführung der Fig.2, da die Länge Du kleiner ist als im Fall der F i g. 3 und da die

Länge Dk im wesentlichen gleich Null ist. Da die Länge Dm wesentlich größer ist als die im Falle der F i g. 3 unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß F i g. 7 von der gemäß F i g. 3 darin, daß die Impedanz des Sendewandlers Γ zwischen den Elektroden £1 und £2 größer als die im Fall der F i g. 3 ist.

Ir Fig.8 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die den in der Fig.3 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern und Buchstaben bezeichnet sind. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Linien /1 und 12, die die freien Enden der Elektrodenfinger e 1 und e 2 der Elektroden £1 und £2 des Sendlewandlers 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 ausgezeichnete Bandpaßcharakteristik wie im Fall der F i g. 3 hat, obgleich keine nähere Beschreibung hierfür gegeben wird. Da im vorliegenden Fall jedoch die Linien /1 und /2, die die freien Enden der Elektrodenfinger e 1 und e 2 der Elektroden E1 und E 2 des Sendiewandlers T verbinden, die Form einer sich längs einer Kosinuswellenfunktion erstreckenden Kurve haben, wird die Wellenform der akustischen Oberflächenwelle, die jenen der bereits in bezug auf die F i g. 5A bis 5C beschriebenen entspricht, eine erhöhte Kosinuswellenform. Entsprechend ist diese Ausführungsfonn von dem Beispiel gemäß Fig.3 insoweit verschieden, daß die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich um ungefähr 1OdB größer ist, als im letzteren Fall.

Bei einem mit dem Filter gemäß F i g. 8 ausgeführten Versuch, bei dem die Werte Dt, Dp, Dm, Dh und Dl die gleichen wie bei jenem gemäß F i g. 3 waren, und Dk im wesentlichen den Wert Null hatte, betrug der Wert A_p der relativen Minimumsabschwächung im Durchiaßbereich bei einer Mittenfrequenz /ö von 34,2 MHz ungefähr 8 dB und der Wert A_r der relativen Minimumsabschwächung im Sperrbereich ungefähr 48 dB. Mithin beträgt der Unterschied zwischen den Werten A_p und A_r ungefähr 40 dB. Wenn ferner bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 sich die Linien /1 und /2 längs der Kurve einer Kosinusfunktion erstrecken, wie es durch die unterbrochenen Linien in Fig.2 dargestellt ist, und der Überlappungsbereich insgesamt 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 Weiten ein Unterschied von 40 dB ergibt.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig.9 und 10 dargestellt Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß F i g. 9 und der gemäß Fig.3 besteht darin, daß der Bereich, der die Linien /1 und 72 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 Ausbreitungsrichtung verläuft Die Linie der oberen Seite hat die Form einer Linie, die sich längs der Kurve einer Kosinusfunktion erstreckt Das Beispiel gemäß Fig. 10 ist vom Aufbau her identisch dem der Fig.3. mit der Ausnahme, daß der mittlere Teil des Oberlappungsbereiches innerhalb der Linien 71 und 72 umgekehrt ist Die Linie an der Unteren Seite liegt auf der Fortsetzung der Linien der unteren Seite der linken und rechten Teile, die parallel zur Ausbreitungsrichtung verlaufen. Die linie der oberen Seite hat die Form einer Kurve, die längs einer Geraden verläuft

Man sieht, daß eine solche Ausgestaltung ein Filter mit einer ausgezeichneten Bandpaßcharakteristik wie im Falle der F i g. 3 ergibt. Die relative Minimumsabschwächung im Sperrbereich im Falle der F i g. 9 ist im wesentlichen gleich der im Falle der Fig.3, jedoch ist die relative Minimumsabschwächung im Falle der Fig. 10 etwas kleiner als bei der Ausführungsform gemäß Fig.3, wie es vorhergehend in bezug auf die F i g. 6 beschrieben worden war.

In F i g. 11 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Gegenüber der Ausführungsform gemäß F i g. 3 besteht der Unterschied darin, daß ein weiterer Empfangswandler /?'auf der Hauptfläche 2 des Substrates 1 gegenüberliegend zum Empfangswandler

is R angeordnet ist. Die Lage des Empfangswandlers /?'ist symmetrisch in bezug auf die des Empfangswandlers R, wie es dargestellt ist. Die Elektroden El und E2 des Empfangswandlers R'sind parallel zu jenen E1 und E2 des Kmpfangswandiers R geschaltet. Bei diesem Fail jedoch sind die Elektroden E\ und £2 der Empfangswandler R und R' als kammförmige Elektroden ausgebildet, die mehrere Elektrodenfinger haben, wie im Fall der Elektroden E1 und £2 des Sendewandlers T. Bei einem Versuch mit diesem Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand D/ zwischen den Wandlern 7"und R' gleich dem Abstand Lh 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 Fig.3 verwendet worden sind, ergab sich ein Wert A_p für die relative Minimumsabschwächung iim Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz k von 34,2MHz von ungefähr 5 dB. Der Wert der relativen Miniumsabschwächung A_r im Sperrbereich betrug ungefähr 3SdB, so daß sich ein Unterschied zwischen den Werten A_p und A_r von ungefähr 30 dB ergibt. Bei einem Versuch, bei dem der Scüdewandler Tin aer Äusführungsfcrm gemäß F i g. J! nicht gewichtete Elektroden und die gleichen Abmessungen wie bei dem bekannten Filter gemäß F i g. 1

«ο hatte, erhielt man für den Wert der relative.1 Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 5 dB und für den im Sperrbereich ungefähr 25 dB. Infolgedessen beträgt der Unterschied zwischen diesen Werten nur 20 dB.

In Fig. 12 ist ein weiteres Beispiel der Erfindung dargestellt Diese Ausführungsform ist vom Aufbau her identisch der in F i g. 11 dargestellten, mit der Ausnahme, daß der Sendewandler T die gleiche Konstruktion wie der Sendewandler T bei der Ausführungsform gemäßFig.8hat

Bei einer solchen Ausgestaltung, bei der die gleichen Abmessungen wie bei dem Versuch gemäß F i g. 11 vorlagen, erhielt man für den Wert A_p der relativen Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz /ö 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 4OdB. Bei einem Versuch mit einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, bei dem die Linien 71 und /2 den

Überlappungsbereich bilden, und die Form von Linienzügen haben, die den Verlauf der bereits

erwähnten Funktion aufweisen, wie es durch die unterbrochenen Linien in F i g. 3 dargestellt ist erhielt

- man für die relative Minimumabschwächung im

S5 Durehiaßbereich einen Wert von ungefähr 6 dB und für die Abschwächung im Sperrbereich einen Wert von ungefähr 46 dB. Infolgedessen ergibt sich ein Unterschied zwischen diesen Weiten von 40 dB.

In den Fig. 13 und 14 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Diese Beispiele sind vom Aufbau her mit jedem der F i g. 11 und 12 identisch, mit der Ausnahme, daß Reflektionswandler Q' und <? ähnlich den Empfangswandlern R bzw. R' auf der Hauptfläche 2 des Substrates 1 benachbart zu den Wandlern R und R' an den dem Sendewandler T abgewandten Seiten und symmetrisch zu diesem angeordnet sind. Zwischen die Elektroden Fl und E2 der Reflektionswandler Q' und Q sind Induktanzen Z' bzw. Z geschaltet, um zwischen den Elektroden E1 und E2 und E2 bei der Mittenfrequenz f₀ eine hohe Impedanz zu schaffen.

Bei einem Versuch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13, dessen Maße die gleichen wie bei dem der Fig. 11 waren, betrug die relative Minimumsabschwächung A_p im Durchlaßbereich bei der Mittenfrequenz /Ό von 34,2 MHz ungefähr 1,5 dB und jene A_r im Spcrrbcrcich ungefähr 21,5 dB. Ais Unterschied zw:- sehen diesen beiden Werten ergeben sich mithin 30 dB. Bei einem Versuch, bei dem der Sendewandler Tgemäß Fig. 13 so verändert worden ist, daß er die gleichen nicht gewichteten Elektroden wie bei dem bekannten Filter gemäß »'ig. 1 hatte, betrug die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 13 dB und jene im Sperrbereich ungefähr 21,5 dB. Also erhält man hier als Unterschied zwischen diesen Werten nur 20 dB. Bei einem Versuch mit der Ausführungsform gemäß Fig. 14, die die gleichen Abmessungen wie die der Fig. 12 hatte, erhielt man für die relative Minimumsabschwächung A_p im Durchlaßbereich bei einer Mittenfrequenz f₀ von 34,2 MHz ungefähr 1,5 dB und für jene A_r im Sperrbereich ungefähr 41,5 dB. Als Unterschied zwischen diesen Werten ergibt sich mithin ein Wert von 40 dB. In dem Fall, in dem die Linien /1 und 12, die den Überlappungsbereich bilden, den Verlauf von Kurven hatten, die sich gemäß der bereits erwähnten Funktion erstrecken, wie es durch unterbrochene Linien in F i g. 3 angedeutet ist, erhielt man für die relative Minimumsabschwächung im Durchlaßbereich ungefähr 2,4 dB und für Jens im Sp?rrb?rp>cb imgpfahr 42,4 dB. Also ergibt sich ein Unterschied zwischen diesen Werten von 40 dB.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Akustisches Oberflächenwellenfilter mit einem Sendewandler und wenigstens einem in Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle im vorbestimmten Abstand angeordneten Empfangswandler, wobei wenigstens einer dieser Wandler als Interdigitalwandler mit längenmäßig gewichteten Elektroden-Fingern ausgebildet ist und die Einhüllende der freien Enden dieser gewichteten Elektrodenfinger einen Überlappungsbereich begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung des Oberlappungsbereichs (I1, /2) in Ausbreitungsrichtung in jsdem Punkt längs der Elektrodenfinger (ei, e2) konstant ist

2. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Empfangswandler (R) abgewandten Seite des Sendewandlers (7) ein gleich ausgebildeter und mit dem einen Empfangswandler (R) elektrisch paraiiei geschalteter weiterer Empfangswandler (R') angeordnet ist

3. Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an der dem Sendewandler abgewandten Seite des einen Empfangswandlers (R)und des weiteren Empfangswandlers (R') ein Reflexionswandler (Q, Q') mit nicht gewichteten Elektrodenfingern angeordnet ist.