DE2618144A1 - Wandlerelektroden fuer filter oder verzoegerungsleitungen nach dem oberflaechenwellenprinzip - Google Patents
Wandlerelektroden fuer filter oder verzoegerungsleitungen nach dem oberflaechenwellenprinzipInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Berlin und München
Berlin und München
Unser Zeichen
VPA78 P 10 4 5 BRD
Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem Oberflächenwellenprinzip
Die Erfindung betrifft Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen
nach dem Oberflächenwellenprinzip auf piezoelektrischen Substraten, wobei die Wandler als Interdigitalstrukturen
mit längengewichteten Elektrodenfingern ausgeführt sind.
Es ist bekannt, daß durch eine Metallisierung der Oberfläche von piezoelektrischen Substraten die Ausbreitungsgeschwindigkeit
elastischer Oberflächenwellen verkleinert wird. Dieser Effekt bewirkt beispielsweise bei einem Interdigitalwandler für elastische
Oberflächenwellen mit längengewichteten Elektrodenfingern, daß einzelne Teil der Wellenfront im Überlappungsbereich der
Elektrodenfinger eine vergleichsweise dichte, metallisierte Zone durchlaufen, während andere Teile der Wellenfront außerhalb des
Überlappungsbereiches eine vergleichsweise wenig metallisierte Zone durchlaufen. Die in der wenig metallisierten Wandlerzone
laufenden Wellenanteile eilen gegenüber den anderen vor, was zu einer unerwünschten Verbiegung der Wellenfront und damit zu Abweichungen
des experimentellen Frequenzganges gegenüber dem erwünschten Frequenzgang des Übertragungselements führt.
Um dieses Voreilen zu verhindern, ist es bekanntgeworden, außerhalb des Überlappungsbereiches der Fingerelektroden die fehlende
Metallisierung durch sogenannte Blindzinken zu ersetzen. Diese Blindzinken können entweder von den übrigen Elektrodenfingern
isoliert oder aber mit den danebenliegenden Elektrodenfingern elektrisch verbunden sein.
Diese bekannten Blindzinken entsprechen in ihrer Breite der Breite
der übrigen Elektrodenfinger, d.h. etwa einem Viertel der
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Bit 12 Zi (26.4.76)
Synchronwellenlänge der Oberflächenwelle. Sie besitzen deshalb
den Nachteil, daß sich die Reflexionen der Oberflächenwelle an den Fingerkanten bei der Synchronfrequenz addieren, wodurch gerade
in der Mitte des Übertragungsbereichs eine Verschlechterung des Amplituden- und Phasenfrequenzganges bewirkt wird. Zur
Vermeidung dieser schädlichen Reflexionen wurde bereits ein Vorschlag bekannt, die Elektrodenfinger als sogenannte "splitfinger"
auszuführen. Hierzu wird jeder Elektrodenfinger als Doppelfinger ausgeführt. Dadurch ergeben sich jedoch unerwünscht
schmale Metallisierungen, die nicht nur in der Herstellung sehr empfindlich sind, sondern auch einen erhöhten ohmschen Widerstand
besitzen und damit zu erhöhten Verlusten an elektrischer Energie führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Laufzeitausgleich für elastische Oberflächenwellen im Randbereich
längengewichteter Interdigitalwandler anzugeben, der einfach herzustellen ist, keine zusätzlichen Reflexionen an den
Fingerkanten verursacht und nicht zu erhöhten Verlusten an elektrischer Energie führt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrodenfinger
außerhalb des Überlappungsbereichs zu einer geschlossenen Metallfläche zusammengefaßt sind, deren Breite der
Gesamtbreite aller Elektrodenfinger äquivalent ist.
Durch das erfindungsgemäße Zusammenfassen aller Elektrodenfinger und Zuleitungen außerhalb des Überlappungsbereichs zu einer
geschlossenen Metallfläche mit einer in Wellenlaufrichtung gemessen äquivalenten Breite ist eine deutliche Verbesserung des
Amplitudenfrequenzgangs und des Einschwingverhaltens erzielt worden. Besonders vorteilhaft ist, daß diese Metallfläche nur
zwei Kanten besitzt, an welchen Reflexionen auftreten können, während bei den bekannten Lösungen eine Vielzahl von Kanten vorliegt,
die zu einer entsprechenden Vielzahl von Reflexionen führen. Die erfindungsgemäße Lösung ist auch vorteilhaft gegen-
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über den bekannten Lösungen, die eine Kompensation der Teilreflexionen
durch eine besondere Ausgestaltung der Zuleitungen und Elektrodenfingern ermöglichen sollen, da diese Kompensation
immer nur für eine einzige Frequenz exakt erreichbar ist und deshalb bei Breitbandfiltern an den Rändern des Übertragungsbereichs deutlich erkennbare Störungen, die zu Selekt-ionsverlusten
führen, auftreten.
Vorteilhafterweise ist die Metallfläche mit der geerdeten Y/andlerelektrode
verbunden und bildet einen Teil der statischen Abschirmung zwischen Eingangs- und Ausgangswandler des Filters
bzw. der Verzögerungsleitung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Vorder- und Rückkante der Metallfläche glatt und schräg zur Wellenfront
ausgebildet. Durch diese Schräge werden die an den Kanten auftretenden Reflexionen verwaschen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Die Figur zeigt in teilweise schematisierter Darstellung (schraffiert
gezeichnet) einen erfindungsgemäß ausgebildeten Interdigitalwandler mit längengewichteten Fingerelektroden. Man erkennt
eine erste Wandlerelektrode 1 und eine zweite Wandlerelektrode 2. Der Überlappungsbereich 3 ist durch eine (leicht schraffierte)
Fläche gekennzeichnet. Seine Umrandungskurve entspricht der Funktion y = sin x/x . Die Elektrodenfinger 4 sind mit der
oberen Wandlerelektrode 2, die Elektrodenfinger 5 mit der unteren Wandlerelektrode 1 verbunden.
Man erkennt aus der Zeichnung sofort, daß die in dem Teilbereich 31 der Überlappungszone 3 erzeugte, nach rechts laufende
Oberflächenwelle unter sämtlichen Elektrodenfingern hindurchlaufen muß, während die im oberen Bereich des Teilbereichs 32
der Überlappungszone 3 erzeugte, ebenfalls nach rechts laufende Oberflächenwelle praktisch nur die halbe Metallisierung,
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nämlich die der mit der oberen Elektrode 2 verbundenen Elektrodenfinger
4, durchlaufen muß und deshalb gegenüber dem unteren Teilbereich eine höhere Geschwindigkeit besitzt. Dieser Nachteil
der unterschiedlichen Laufgeschwindigkeit der verschiedenen Zonen der Oberflächenwellenfront wird durch die erfindungsgemäße
Metallfläche 6, deren in Wellenlaufrichtung gesehene Breite der Summe der "fehlenden" und der vorhandenen Elektrodenfinger
äquivalent ist, kompensiert. Infolge des Fehlens von Finger- bzw. Zuleitungskanten können auch keine Kantenreflexionen
auftreten. Darüber hinaus bildet die Metallfläche 6 eine extrem niederohmige Zuleitung, wodurch die sonst in den
Elektrodenfingern auftretenden elektrischen Verluste vermieden werden. Bei geschickter Lage der Metallfläche 6 und bei
Verbindung der Wandlerelektrode 2 mit Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential, kann die Fläche 6 ein Teil des statischen
Abschirmungssystems zwischen Sende- und Empfangswandler bilden.
Die Kanten 7,8 der Metallfläche 6 sind glatt, nicht gestuft und liegen in einem winkel zur Wellenfront. Durch die Schräge
werden die an der Vorder- und Rückkante 7,8 der Metallfläche 6 entstehenden ReflexionenttverwaschexiI. Der hierdurch hervorgerufene
Phasenfehler bleibt kleiner als 2 Grad.
2 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
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Le (ο
rs e
ife
Claims (3)
- 26181UPatentansprüche(1)1 Wandlerelektroden für Filter oder Verzögerungsleitungen nach dem Oberflächenwellenprinzip auf piezoelektrischen Substraten, wobei die Wandler als Interdigitalstrukturen mit längengewichteten Elektrodenfingern ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfinger (4) außerhalb des Überlappungsbereichs (3) zu einer geschlossenen Metallfläche (6) zusammengefaßt sind, deren Breite der Gesamtbreite aller Elektrodenfinger (4,5) äquivalent ist.
- 2) Wandlerelektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche (6) mit der geerdeten Wandlerelektrode (2) verbunden ist und einen Teil der statischen Abschirmung zwischen Eingangs- und Ausgangswandler des Filters bzv/. der Verzögerungsleitung bildet.
- 3) Wandlerelektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (7) und die Rückkante (8) der Metallfläche (6) glatt und schräg zur Wellenfront ausgebildet sind.VPA 76 E 1036 709845/0175INSPECTED
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