DE2750144A1 - Vorrichtung fuer elastische oberflaechenwellen - Google Patents

Vorrichtung fuer elastische oberflaechenwellen

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DE2750144A1
DE2750144A1 DE19772750144 DE2750144A DE2750144A1 DE 2750144 A1 DE2750144 A1 DE 2750144A1 DE 19772750144 DE19772750144 DE 19772750144 DE 2750144 A DE2750144 A DE 2750144A DE 2750144 A1 DE2750144 A1 DE 2750144A1
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Description

Henkel, Kern, Feuer fir Hfinzel Patentanwälte
275G1U 3
Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd.
Kawasaki-shi, Japan MöhlstreBe37 D-8000 München 80
Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: eHipsoid
Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen unter Verwendung eines X-Schnitt- bzw. längs der X-Achse geschnittenen LiTaO,-Substrats als piezoelektrisches Substrat.
Eine Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen könnte beispielsweise als Zwischenbildfrequenz-Pilterkreis eines Fernsehempfängers verwendet werden. In diesem Fall wird normalerweise ein Keramik- oder LiNbO,-Substrat als piezoelektrisches Substrat für eine solche Vorrichtung in Erwägung gezogen. Das Keramiksubstrat bietet jedoch ein mangelhaftes Ausbringen bei der Fertigung, und es eignet sich nicht für die industrielle Anwendung, während das LiNbO,-Substrat mangelhafte Temperatureigenschaften zeigt und (daher) als Zwischenbildfrequenz-Filter für Fernsehempfänger ungeeignet ist.
Erfindungsgemäß wurde nun die Eignung eines LiTaO,-Substrats untersucht. Ein solches Substrat ist aber kostenaufwendig, und es steht kein geeignetes Schneidverfahren dafür zur Verfügung, weshalb es bisher nicht in der Praxis angewandt worden ist. Erfindungsgemäß hat es sich herausgestellt, daß die Temperatur- und Massenstöreigenschaften beträchtlich verbessert werden können,
60982Π/086Ρ
275Q1AA
wenn die Ausbreitungsrichtunp; der elastischen Oberflächenwelle unter einem Winkel von 67,8 - 142° zur Y-Achse des LlTaO,-Kristalls angeordnet wird. Wenn hierbei das Substrat nicht die richtige Konfiguration besitzt, wird die Stör- bzw. Koppelcharakteristik nicht verbessert, was wiederum zu einem schlechten Ausbringen bei der Fertigung führt. Dieser Umstand erweist sich als Hindernis für die Realisierung einer solchen Vorrichtung.
Beispielsweise wurde ein Zwischenbildfrequenz-Filter für ein Fernsehgerät hergestellt, indem als piezoelektrisches Substrat ein X-Schnitt-LiTaO^-Substrat verwendet wurde, bei dem sich die Oberflächenwelle unter einem Winkel von 112° zur Y-Achse des Substrats ausbreitet. Sodann wurde die relative Frequenzansprech-Ausgangscharakteristik bzw. -kennlinie im MHz-Bereich untersucht; das Ergebnis ist in Fig. 1 dargestellt. Die Kennlinie A gemäß Fig. 1 zeigt den Frequenzgang des Zwischenbildfrequenz-Filterbands, wenn der relative Ansprech- bzw. Übertragungsausgang (in dB) in Einheiten von 10 dB aufgetragen wird. Nach Fig. 1 hat es den Anschein, daß keine große Welligkeit auftritt, doch wenn der relative Ubertragungsausgang für 10-fache Empfindlichkeit in Einheiten von 1 dB aufgewertet wird, 1st, wie durch die Kurve B in Fig. 1 dargestellt, eine vergleichsweise große Welligkeit im Bereich von 56 - 57 MHz des entsprechenden Filterdurchlaßbereichs zu beobachten.
Für ein Filter mit dem Frequenzgang gemäß Fig. 1 ist die mittels eines Netzwerk-Gleichungslösers bestimmte Reflexions-Kennlinie in Fig. 2 dargestellt. Daraus geht hervor, daß zusätzlich zur Anregung einer Grundwelle und Harmonischer zweiter Ordnung der Oberflächenwelle eine starke Resonanz an einer Anzahl von Frequenzpositionen auftritt, etwa bei 6,108, 18,823, ^3,959 und 56,489 MHz. Wenn diese Resonanz im Zwischen-
-3-
809820/0868
bildfrequenz-Durchlaßbereich erscheint, wird die Obei fläohen-Anregungsenergle durch die Resonanz absorbiert, was zu möglicher Welligkeit in diesem Durchlaßbereich führt. Wenn die Resonanzfrequenz mit einer Trenn- oder Pangfrequenz übereinstimmt, die einer größeren Dämpfung bedarf, kann die erforderliche Dämpfung nicht gewährleistet werden.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen, bei welcher, gestützt auf die in Verbindung mit Fig. 1 und 2 erläuterten Überlegungen, die Absorption von Oberflächenwellen-Anregungsenergien aufgrund von Resonanz im voraus verhindert werden kann und dadurch Welligkelt, d.h. Störkomponenten, vermindert werden kann (können).
Diese Aufgabe wird bei einer von Störkomponenten freien Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen mit einem piezoelektrischen X-Schnitt-LlTaO^-Substrat sowie auf dessen einer Fläche vorgesehenen Wandlern erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dicke d des Substrats der Bedingung
^ A < 2.13(n+2)
fl < fu
genügt, worin
η = eine ungerade Zahl entsprechend 1, 3, 5, 7 ,
Γ, = eine Mindestfrequenz (MHz) eines Filterdurchlaßbereichs,
f = eine HochstfreqVinz (MHz) des Fllterdurchlaßbereichs und d = die Dicke (mm) des LiTaO_-Substrats
bedeuten.
809820/0868
2750H4
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeidmngnäher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung des relativen Ansprech- bzw. Ubertragungsausgangsfrequenzgangs eines auf einem piezoelektrischen LiTaO,-Substrat ausgebildeten Zwischenbildfrequenz-Filters für einen Fernsehempfänger,
Fig. 2 eine graphische Darstellung einer mittels eines Netzwerk-Gleichungslösers ermittelten Kennlinie für den Frequenzgang nach Fig. 1,
Fig. 3A bis J5C schematische Darstellungen der Aspekte eines inneren elektrischen Felds bei Anregung verschiedener Kamm(elektroden)wandler,
Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Frequenzgangkennlinie einer relativen Reflexionsverlust- bzw. Stoßdämpfung-Fred^nzbeziehung für die Fälle nach Fig. J5A bis JC,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Produkt der η-ten Größe einer Resonanzfrequenz und einer Dicke d bei einer entsprechenden Resonanzfrequenz n-ter Größe,
Fig. 6a bis 6d graphische Darstellungen der Beziehung zwischen Resonanzfrequenz n-ter Größe und der Verschiebungsverteilung (displacement distribution) einer über die Dicke erfolgenden Schwingung in X-Achsenrichtung,
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz n-ter Größe und der Dicke eines LiTaO Substrats gemäß der Erfindung,
-5-8C9820/0868
Fig. 8 eine graphische Darstellung eines geeigneten Bereichs der Dicke d bei Verwendung eines Zwischenbildfrequenz-Filters, dessen Durchlaßbereich zwischen f, und Y liegt,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 10 eine Frequenzgang-Kennlinie (Dampfungsgang) für die Vorrichtung nach Fig. 9 und
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Substratkonfiguration gemäß der Erfindung in Form eines Modells.
Vor der näheren Erläuterung der Ausführungsform(en) gemäß der Erfindung sei deren Prinzip analytisch dargelegt. Zur Untersuchung der Schwingungsart der Störkomponenten wird der Kamm-(elektroden)wandler auf dreifache Weise wie folgt angeregt.
(A) Gemäß Fig. 3A weist der Kamm(elektroden)wandler 351 eine Elektrode 32 auf, die zur Erdung mit einer Metallbasis 33 eines LiTaO,-Spitzen-3O-Trag-Chips 30 (LiTaO tip 30-holding chip) verbunden ist, wobei eine Anregungsspannung zwischen eine Elektrode und die Elektrode 34 angelegt wird.
(B) Gemäß Fig. 3B wird die Elektrode 34 des Kamm(elektroden)-wandlers 31 als "treibende" ("float") Elektrode benutzt, wobei eine Anregungspannung zwischen die Elektrode 32 und die Metallbasis 33 der Anordnung angelegt wird.
(C) Gemäß Fig. 3C sind beide Elektroden 32 und 34 des Kamm-(elektroden)wandlers 31 prallel zueinander geschaltet, und eine Anregungsspannung wird zwischen eine Klemme der Parallelschaltung und die Metallbasis 33 angelegt.
«09820/0868 ~C~
2750HA
Die Einzelheiten der Fälle (A), (D). und (C) sind in den Fig. j5A, j5B bzw. 5C in Form von Modellen veranschaulicht. Die elektrischen Kraftlinien sind in diesen Figuren durch Pfeile angedeutet.
Die Heflexionscharakteristika gemäß Fig. 4 wurden nach den Verfahren (A), (B) und (C) gemessen bzw. ermittelt. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
1. Die Anregung der Oberflächenwellen erfolgt nur dann, wenn Verfahren (A) angewandt wird.
2. Die Resonanzfrequenzen der Störkomponenten sind bei jedem angewandten Verfahren gleich.
3. Die ungeradzahligen Harmonischen zeigen starke Anregung.
k. Die Anregungsstärke der Störkomponenten zeigt die Beziehung
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die Anregung von Störkomponenten von einem elektrischen Feld in Richtung der X-Achse des Substrats herrührt. Dies wurde dadurch bestätigt, daß die Störübertragung (spurious response), wie erwartet, einen scharfen Abfall zeigte, wenn der piezoelektrische Chip von der Metallbasis 33 wegbewegt wurde.
Sodann wurden die Dicke d des piezoelektrischen Chips und die Form des Kamm(elektroden)wnndlers zur Untersuchung einer entsprechenden Beziehung zur Resonanzfrequenz variiert. Die Ergebnisse dieser Versuche finden sich in den Tabellen 1 bis 5 sowie in Fig. 5· Zu beachten ist, daß die Form der Elektrode mit der Bezeichnung der Maske angegeben ist, die bei der Herstellung der Elektrode verwendet worden ist. Tabelle 1 ver-
-7-809820/0868
2750H4
deutllcht die Versuchsergobnisse Im Pall einer Probe I mit einer Dicke d von 0,3*10 mm mit einer unter Verwendung der Maske IMT-25B-3288 hergestellten Elektrode.
Tabelle 1
η frn(MH,) f rnd/n (MHz 'Jm) frnd (MHz-nun)
1 5,915 2,01 2,011
3 18,75 2,13 6,375
5 31,32 2,13 10,649
7 13,94 2,13 14,940
9 56,49 2,13 19,207
11 69,05 2,13 23,477
13 81,58 2,13 27,737
Anmerkung: f (HHz)
Frequenz n-ter Größe
Größe
Tabelle 2 zeigt die Versuehsergebntsse einer Probe II mit einer Dicke d von 0,340 mm unter Verwendung der Maske IMT-25B-3288.
-8-
809820/O868
\0
2750HA
Tabelle 2
η frn<MH«) f d/n(MHz »mm)
rn
frnd(MHz*mm)
1 6,108 2,08 2,077
3 18,823 2,13 6f 399
5 31,376 2,13 10,668
7 13,959 2,14 14,946
9 56,489 2,13 19,206
11 69r070 2,13 23,484
13 81,623 2,13 27,752
Tabelle 3 verdeutlicht die Versuchsergebnisse bei einer Probe III mit einer Dicke d von 0,323 mm unter Verwendung einer Maske IMT-25B-3288.
Tabelle 3
η frn(MH2) frnd/n(MHz«mm) frnd (MHz«nun)
1
3 19,598 2,11 6,330
5 32,665 2,11 10,551
7 45,762 2,11 14,781
9
11 71,868 2,11 23,213
13 84,975 2,11 27,447
809820/0868
-9-
- Sf -
2750U4
Tabelle 4 veranschaulicht die Versuchsergebnisse bei einer Probe IV mit einer Dicke d von 0,458 nun unter Verwendung einer Maske IMT-3OIA-329I.
Tabelle 4
η fra (MIH) frnd/n(MHz"inm) f d(MHz"mm)
rn
1 4,488 2,06 2,056
3 Ii,031 2r14 6;428
5 23,160 2,15 10,745
7 32,913 2,15 15,074
9 42,305 2,15 19,376
11 51,723 2,15 23,689
13 61,110 2,15 27,988
Tabelle 5 verdeutlicht die Versuchsergebnisse bei einer Probe V mit einer Dicke d von 0,290 nun unter Verwendung einer Maske 1MT-501A-3291.
Tabelle 5
η frn(MHz) f d/n(MHz*mm)
rn
frnd(MHz«mm)
1 6,977 2,02 2,023
3 22,056 2,13 6,396
5 36,867 2,14 10,691
7 51,701 2,14 14,994
9 66,416 2,14 19,269
11
13
/UBbB
2750H4
Wie aus den Tabellen 1 bis 5 hervorgeht, besitzt der Quotient f d/n eine im wesentlichen konstante Größe von etwa 2,13. Dies wird dadurch bestätigt, daß die Beziehung von f d und η einer praktisch geraden Linie entspricht und die Neigung f d/n gleich 2,13 beträgt. Dieser konstante Wert legt nahe, daß die Resonanzfrequenz der Störkomponente als "Schwingung in Dickenrichtung" bezeichnet werden kann. Die Auswertung der Verschiebungsverteilung der Schwingung in Dickenrichtung für n=1, n=3t n=5 und n=7 1st in den Fig. fA bis 6D veranschaulicht. Für die Schwingung des X-Schnitt-LiTaO -Substrats in Dickenrichtung zeigt der Koppelfaktor der Dickenrlchtung-Scherschwingungsart (thickness shear mode) einen großen Wert von 44$G. Es läßt sich sagen, daß seine Frequenzkonstante 1,906 MHzimm beträgt.
Wenn der Mindestpunkt der genannten Reflexion als Resonanzfrequenz angesehen wird, erreicht die Frequenzkonstante gemäß der Erfindung 2,13 MHz«mm, wie dies aus den Tabellen 1 - 5 und aus Fig. 5 hervorgeht. Der Grund für den Unterschied zwischen der normalerweise vorhandenen Frequenzkonstante, d.h. 1,906 MHz«mm, und der erfindungsgemäß erzielten Frequenzkonstante von 2,13 MHz«mm ist nicht bekannt, doch kann die vorliegend betrachtete Störresonanz-Schwingart eindeutig als Scherschwingungs· art In Dickenrichtung angesehen werden. Es wurde eine Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f und der Dicke d des eine solche Frequenzkonstante (2,13 MHz.mm) aufweisenden piezoelektrischen Substrat untersucht; die entsprechenden Ergebnisse finden sich in Fig. 7.
Wie vorstehend erläutert, hat es sich gezeigt, daß die Störschwingung des piezoelektrischen X-Schnitt-LiTaO,-Substrats eine Dickenrichtung-Scherschwingungsart In Richtung der X-Achse ist. Infolgedessen kann die Dicke d des Substrats so gewählt werden, daß die Resonanz den Filterdurchlaßbereich nicht durch-
-11-
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läuft und somit auch keinen ungünstigen Einfluß auf die Charakteristik des Filters für elastische Wellen hat.
Fig. 8 veranschaulicht die Beziehung des Zwischenbildfrequenz-Filterdurchlaßbereichs zur Dicke d eines für einen Farbfernsehempfänger vorgesehenen Zwischenbildfrequenz-Filters, auf das sich die Erfindung bezieht. Da dieser Filterdurchlaßbereich beispielsweise von 5^ MHz (Mindestdurchlaßfrequenz f,) bis zu 60 MHz (höchste Durchlaßfrequenz f), nämlich über ( MHz reicht, kann die Störkomponente im voraus ausgeschaltet werden, indem die Dicke d entsprechend dem gestrichelt schraffierten Bereich P unter Auslassung der Bereiche W gewählt wird, die am Schnittpunkt der beiden geraden Linien (f, und f. in Fig. 8) mit den Resonanzfrequenz-Kennlinien (n = 1, 3, 5, ...) festgelegt werden. Mit anderen Worten: die Dicke d des piezoelektrischen X-Schnitt-LlTaO,-Substrats kann im Bereich von
2.13 η <A < 2.13 (n+2) fl fu
gewählt werden, wobei η eine ungerade Zahl gleich 1, 3, 5, 7 ... bezeichnet.
Fig. 9 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen zur Verwendung als Zwischenbildfrequenz-Filter für einen Farbfernsehempfänger. Als piezoelektrisches Substrat dient ein solches in Form eines X-Scnnitt-LiTaO,-Substrats mit einer Dicke d von 0,330 mm, auf dessen einer Fläche Eingangs- und Ausgangswandler 91 bzw. 92 in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Bei dieser Konstruktion verläuft die zwischen Eingangs- und Ausgangswandler 9^ bzw. 92 festgelegte Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen beispielsweise unter einem Winkel von 112° zur Y-Achse des Substrats.
-12-809820/0868
*r - 275Q1U
Fig. 10 zeigt den Frequenzverlauf der Dämpfung bzw. den Dämpfungsgang des Zwischenbildfrequenz-Filters nach Fig. 9. Hieraus ist ersichtlich, daß die Störkomponenten im Durchlaßbereich von 54 - (0 MHz einwandfrei unterdrückt bzw. gedämpft sind. Die Tatsache, daß bei einer Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen unter einem Winkel von 67 - 142 zur Y-Achse des Substrats eine ausgezeichnete Temperaturkurve erzielt wird, ist bereits in der USA-Patentanmeldung Serial No. 779,908 beschrieben.
Die Störkomponenten können im vornhinein vermieden werden, wenn die Dicke d des Substrats innerhalb eines bestimmten Bereichs festgelegt wird. Die Beseitigung der Störkomponenten wird weiterhin durch Anwendung der folgenden Möglichkeiten begünstigt, beispielsweise durch Verringerung des Q- bzw. GUtewerts der Resonanz (der Güte der Schaltung) in der Weise, daß sich die Resonanz nicht auf den Filterdurchlaßbereich auswirkt und folglich die Dickenrichtung-Scherschwingungsart des X-Schnitt-Substrats keinen ungünstigen Einfluß auf die Charakteristik bzw. Kennlinie des Oberflächenwellenfilters hat.
Eine Möglichkeit zur Verringerung des Q- oder Gütewerts der Resonanz besteht darin, die Dicke d des X-Schnitt-LiTaO-.-Substrats 110 (im folgenden einfach als "Substrat" bezeichnet) mit einer Größe zu wählen, welche der Bedingung
2,13n . , . 2,13(n+2)
zl u
genügt, und in der von der Fläche, auf welcher z.B. der Eingangswandler 111 ausgebildet ist, abgewandten Fläche eine Vielzahl unregelmäßiger Eindrückungen oder Vertiefungen auszubilden. Wenn eine vom Eingangswandler erzeugte Hauptwelle (bulk wave) gemäß Fig. 11 auf die Vertiefungen in der Rückseite 113 des Substrats
80982Π/0868
2750H4
110 auftrifft, tritt eine gestreute Reflexion auf, wenn der Unterschied zwischen Scheitel und Sohle, der Vertiefung, d.h. die Höhe, ein Viertel oder mehr der Wellenlänge der auftreffenden Welle beträgt. Gemäß Pig. (A besteht eine Beziehung der Wellenlänge der Schwingungsart zur Dicke d des Substrats bei η = 1 entsprechend d « A/2, Jl= 2d. Infolgedessen
entspricht die Wellenlänge (An) der Welle n-ter Größe An = 2d/n,
wobei es nötig ist, daß die Höhe oder Teilung P der Vertiefung(en) 114 ein Viertel der genannten Wellenlänge beträgt,d.h.
η 4 2n
Nach der obigen Beziehung von
frnd β 2*l3n
•ist es erforderlich, daß die nötige Mindesthöhe P der Vertiefung 114 folgender Bedingung genügt:
.. 2χ13η . 2,13. 1
Dies bedeutet, daß eine Höhe P oberhalb dieses Werts erforderlich ist. Die erforderliche Höhe P der Vertiefung 114 in bezug auf die untere Grenzfrequenz f^ des Filterdurchlaßbereichs bestimmt sich wie folgt:
P> Tr- (mm) 1I
809820/086fl
2750HA
Im folgenden sei beispielsweise das Zwischenbildfrequenz-Filter eines Farbfernsehempfängers betrachtet. Wenn hierbei gilt T1 = 54 MHz, so wird die Höhe oder Teilung P in einem Bereich von 15-20 /um gewählt. Die Vertiefungen 114 wurden beispielsweise mit Hilfe von Karborund-Poliermittel Nr. 200 ausgebildet, womit gute Ergebnisse erzielt wurden.
Die Resonanzfrequenz f des in der Dickenrichtung-Scherschwingungsart arbeitenden Substrats bestimmt sich durch die Gleichung
f =2,1^n/d
rn y
Die Wellenlänge der Scherschwingung kann dabei nach folgender Gleichung ermittelt werden:
Mithin ist ein Viertel der Wellenlänge gleich
1A = 1I-I 1A
Da nach dem obigen Ausdruck d/n gleich 2,13/f ist, gilt 1 d _ 1 2.13 2,13 1
r lrn 2 'frn
Um ein Streuen der Hauptwelle (bulk mode) an der Rückseite 115 des Substrats zu verhindern und die davon herrührende Resonanz zu vermeiden, muß die Höhe oder Teilung P der Vertie-
ΰΟ98?η
2750U4
TV
fung(en) 114 in der Rückseite 113 des Substrats größer sein als
rn
Bezüglich der Resonanzfrequenz f braucht nur der Durchlaßbereich des Zwlschenbildfrequenz-Filters und mithin die Mittenfrequenz f (MHz) betrachtet zu werden. Im Hinblick hierauf soll die Höhe oder Teilung P effektiv mehr betragen als
Die vorstehenden Untersuchungen sind praktisch in Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen.
Wenn die Höhe oder Teilung P .der in der Substratfläche, welche von der die Eingangs- und Ausgangswandler tragenden Fläche abgewandt ist, ausgebildeten Vertiefung(en) mit mehr als i/fQ (mm) (fQ = Frequenz der einfallenden Welle in MHz) gewählt wird, kann eine von Störkomponenten freie Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen erhalten werden, die eine im Vergleich zu Fig. 10 welter verbesserte Kennlinie besitzt.
809320/0868

Claims (2)

  1. Henkel, Kern, Feuer fr HSnxel
    Patentanwälte
    275014«
    Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Kawasaki-shl, Japan
    Mohlstraße37 D-8000 München 80
    TeL 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: eHipsoid
    9. Kov. 1977
    Patentansprüche
    Vorrichtung für elastische Oberflächenwellen, mit einem piezoelektrischen X-Sennitt-LiTaO,-Substrat sowie auf dessen einer Fläche vorgesehenen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Substrats der Bedingung
    2-J f,
    < d
    genügt, worin
    η = eine ungerade Zahl entsprechend 1, 5, 5, 7 ..., fx = eine Mindestfrequenz (MHz) eines Filterdurchlaßbereichs,
    fu = eine Höchstfrequenz (MHz) des Filterdurchlaßbereichs
    und
    d = die Dicke (mm) des LiTaO,-Substrats
    bedeuten.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Ausbreitungsrichtung einer elastischen Ober-
    809820/0868
    -2-0RK3INAL INSPECTED
    2750HA
    flächenwelle auf dem Substrat unter einom l/tik^i. von Cj,8 - 142° zur Y-Achse des Substrats verläuft.
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Fläche des Substrats, auf welcher die Wandler vorgesehen sind, abgewandten Substratfläche zahlreiche Eindruckungen bzw. Vertiefungen ausgebildet sind, deren durchschnittliche Höhe bzw. Teilung P der Gleichung
    P = %^ · -jr- (mm)
    ο
    entspricht.
    8098? η /0868
DE2750144A 1976-11-09 1977-11-09 Vorichtung auf der Basis der akustischen Oberflächenwellen Expired DE2750144C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13372076A JPS5828770B2 (ja) 1976-11-09 1976-11-09 弾性表面波装置
JP13372176A JPS53108256A (en) 1976-11-09 1976-11-09 Elastic surface wave device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2750144A1 true DE2750144A1 (de) 1978-05-18
DE2750144C2 DE2750144C2 (de) 1984-09-20

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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58119219A (ja) * 1982-01-11 1983-07-15 Hitachi Ltd 弾性表面波装置
JPH0897675A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Canon Inc 弾性表面波素子及びその作製方法及びそれを用いた通信装置
DE19626410A1 (de) * 1996-07-01 1998-01-08 Siemens Matsushita Components Substrat für mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Bauelemente
SG108217A1 (en) * 1998-12-29 2005-01-28 Toshiba Kk Surface acoustic wave device
JP3987036B2 (ja) * 2001-11-06 2007-10-03 インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト フィルタ装置およびその製造方法
WO2004025832A1 (en) * 2002-09-12 2004-03-25 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Bulk acoustic wave resonator with means for suppression of pass-band ripple in bulk acoustic wave filters
JP2005303980A (ja) * 2004-03-15 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイスおよびその形成方法
WO2013115115A1 (ja) * 2012-02-03 2013-08-08 株式会社村田製作所 弾性表面波素子及びそれを備えた複合モジュール
US9991870B2 (en) 2015-08-25 2018-06-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (SAW) resonator
US10469056B2 (en) 2015-08-25 2019-11-05 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Acoustic filters integrated into single die
US10090822B2 (en) * 2015-08-25 2018-10-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (SAW) resonator
US10020796B2 (en) * 2015-08-25 2018-07-10 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (SAW) resonator
US10177734B2 (en) 2015-08-25 2019-01-08 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Surface acoustic wave (SAW) resonator
US20170063330A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (saw) resonator
US10536133B2 (en) 2016-04-22 2020-01-14 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Composite surface acoustic wave (SAW) device with absorbing layer for suppression of spurious responses
US10523178B2 (en) * 2015-08-25 2019-12-31 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Surface acoustic wave (SAW) resonator
US20180241374A1 (en) * 2015-09-25 2018-08-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd Acoustic wave resonator having antiresonant cavity
US20180337657A1 (en) * 2015-09-25 2018-11-22 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic wave resonator having antiresonant cavity
US9369111B1 (en) * 2015-10-28 2016-06-14 Resonant Inc. Fabrication of surface acoustic wave filters having plate modes
US10177735B2 (en) * 2016-02-29 2019-01-08 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Surface acoustic wave (SAW) resonator
JP2018037719A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 株式会社村田製作所 弾性波装置
US11183987B2 (en) * 2019-09-26 2021-11-23 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Acoustic resonator device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818382A (en) * 1970-10-20 1974-06-18 Raytheon Co Surface wave delay line structures having reduced temperature coefficient of delay time
DE2440718A1 (de) * 1973-09-04 1975-03-13 Philips Nv Anordnung fuer akustische oberflaechenwellen und verfahren zur herstellung einer derartigen anordnung
DE2461664A1 (de) * 1973-12-28 1975-07-03 Nihon Dempa Kogyo Co Piezoelektrisches substrat

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2261654B1 (de) * 1974-02-15 1978-01-06 Thomson Csf
JPS5515887B2 (de) * 1974-09-09 1980-04-26
US4001767A (en) * 1975-11-18 1977-01-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Low diffraction loss-low spurious response LiTaO3 substrate for surface acoustic wave devices
JPS52114246A (en) * 1976-03-22 1977-09-24 Toshiba Corp Elastic surface wave device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818382A (en) * 1970-10-20 1974-06-18 Raytheon Co Surface wave delay line structures having reduced temperature coefficient of delay time
DE2440718A1 (de) * 1973-09-04 1975-03-13 Philips Nv Anordnung fuer akustische oberflaechenwellen und verfahren zur herstellung einer derartigen anordnung
DE2461664A1 (de) * 1973-12-28 1975-07-03 Nihon Dempa Kogyo Co Piezoelektrisches substrat

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics Vol.SU-23, No.2, March 1976, S.113-127 *
Proceedings of the IEEE, Vol.58, No.8, August 1970, S.1252 *

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Publication number Publication date
FR2370387B1 (de) 1983-10-14
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DE2750144C2 (de) 1984-09-20
FR2370387A1 (fr) 1978-06-02
CA1089544A (en) 1980-11-11
US4163201A (en) 1979-07-31
DE2760154C2 (de) 1984-12-20

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