DE3230415A1

DE3230415A1 - Electronic component operating with reflected acoustic waves

Info

Publication number: DE3230415A1
Application number: DE19823230415
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. Dipl.-Ing. 8000 München Riha
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1984-02-23

Abstract

A surface acoustic wave component comprising one or a number of output transducers (4, 41) which are arranged with a lateral offset compared with the input transducer (3) so that they do not receive an interfering wave (13) laterally radiated by the input transducer (3). <IMAGE>

Description

Mit reflektierten akustischen Wellen arbeitendes elek-Working with reflected acoustic waves, electrical

tronisches Bauelement.tronic component.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Bauelement wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.The invention relates to an electronic component like this is specified in the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Ausführungsformen von elektronischen Bauelementen bekannt, bei denen ein elektrisches Eingangssignal in eine akustische Welle umgewandelt wird und diese akustische Welle nach einer vorgegebenen Wegstrecke in einen Ausgangswandler gelangt, in dem ein elektrisches Signal aus der Welle zurückgewonnen wird. Ein solches Bauelement wird so ausgeführt und bemessen, daß es eine vorgegebene Übertragungscharakteristik hat. Es findet Verwendung als (Frequenz-) Filter, als Laufzeitleitung, als Kompressor und dergleichen. Regelmäßig umfaßt der Aufbau eines solchen elektronischen Bauelementes einen Substratkörper aus einem piezoelektrischen Material wie zum Beispiel Lithiumniobat. Auf der Oberfläche dieses Substratkörpers sind der geforderten Übertragungscharakteristik entsprechende Strukturen aus Metallstreifen und gegebenenfalls auch aus in die Oberfläche des Substratkörpers eingebrachten Vertiefungen vorhanden. Diese Strukturen umfassen insbesondere einen Eingangswandler zur Anregung der akustischen Welle und einen Ausgangswandler zur Wiedergewinnung des elektrischen Signals. Diese beiden Wandler sind derart im Abstand voneinander auf dem Substratkörper angebracht, daß die angeregte, in der Oberfläche bzw. in oberflächennahem Bereich des Substratkörpers verlaufende Welle den Ausgangswandler erreicht.Numerous embodiments of electronic devices are known from the prior art Components known in which an electrical input signal in an acoustic Wave is converted and this acoustic wave after a predetermined distance passes into an output transducer in which an electrical signal is recovered from the shaft will. Such a component is designed and dimensioned so that there is a predetermined Has transfer characteristics. It is used as a (frequency) filter, as a Runtime line, as a compressor and the like. The construction of a Such an electronic component has a substrate body made of a piezoelectric Material such as lithium niobate. On the surface of this substrate body are structures made of metal strips that correspond to the required transmission characteristics and optionally also from those introduced into the surface of the substrate body Depressions available. These structures include, in particular, an input transducer for excitation of the acoustic wave and an output transducer for recovery of the electrical signal. These two transducers are so spaced from each other mounted on the substrate body that the excited, in the surface or in near the surface of the The substrate body extending wave Output converter reached.

Eine besondere Ausführungsform solcher vorgenannten Bau elemente sind Anordnungen, die mit reflektierten akustischen Wellen arbeiten, wozu diese Bauelemente außer Eingangs- und Ausgangswandler mindestens eine Reflektorstruktur auf der Oberfläche des Substratkörpers haben.A special embodiment of the aforementioned construction elements are Arrangements that work with reflected acoustic waves, including these components In addition to input and output transducers, at least one reflector structure on the surface of the substrate body.

Diese Reflektorstruktur ist eine Digitalstruktur bestehend aus einzelnen Reflektorfingern, die im Regelfall elektrisch nicht angeschlossen sind. Diese Reflektorfinger können daher auch als grabenförmige Vertiefungen in der Oberfläche des Substratkörpers realisiert sein.This reflector structure is a digital structure consisting of individual Reflector fingers that are usually not electrically connected. These reflector fingers can therefore also be used as trench-shaped depressions in the surface of the substrate body be realized.

Zum Zwecke einer an sich bekannten Fingerwichtung können sie auch aus einzelnen jeweils in einer Reihe angeordneten dots bestehen. Weitere Einzelheiten zu mit reflektierten akustischen Wellen arbeitenden elektronischen Bauelementen gehen auch aus den älteren Patentanmeldungen P 31 21 516.5, P 32 09 948.7, P 32 09 962.2 und P ......... (Az 82 P 1654) hervor.For the purpose of finger weighting known per se, you can also consist of individual dots arranged in a row. more details to electronic components working with reflected acoustic waves also go from the older patent applications P 31 21 516.5, P 32 09 948.7, P 32 09 962.2 and P ......... (Az 82 P 1654).

Für alle obengenannten elektronischen Bauelemente ist es ein wichtiges Ziel, parasitären Signalübergang bzw.It is an important one for all of the above electronic components Aim, parasitic signal transition or

Übersprechen vom Eingangswandler zum Ausgangswandler zu verhindern, damit an den Anschlüssen des Ausgangswandlers tatsächlich nur das der gewollten Signalverarbeitung unterworfene elektrische Signal, das heißt nur die auf dem gewollten Weg in den Ausgangswandler gelangte Information auftritt Insbesondere ist es wichtig, vom Ausgangswandler Signaleinstreuung fernzuhalten, die direkt vom Eingangswandler kommt, da der Signalpegel im Eingangswandler vergleichsweise sehr hoch zu demjenigen im Ausgangswandler ist.To prevent crosstalk from the input transducer to the output transducer, so actually only the wanted one at the connections of the output transducer Electrical signal subjected to signal processing, that is only on the wanted one Information that has entered the output transducer occurs. In particular, it is important to Keep away from the output transducer signal interference coming directly from the input transducer comes because the signal level in the input transducer is comparatively very high to that is in the output converter.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derartigen Aufbau für ein elektronisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, bei dem unerwünschte Signalkopplung zwischen Ausgangswandler und Eingangswandler verhindert ist, ohne daß die gewünschte Signalübertragung dadurch beeinträchtigt wäre.It is an object of the present invention to provide such a structure for an electronic component according to the preamble of claim 1, at the unwanted signal coupling between the output transducer and Input transducer is prevented without the desired signal transmission thereby would be affected.

Diese Aufgabe wird für ein solches Bauelement erfindungsgemäß durch Anwendung der Merkmale des Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.According to the invention, this object is achieved for such a component Application of the features of the characterizing part of claim 1 solved. Further refinements and further developments of the invention emerge from the subclaims.

Der vorliegenden Erfindung liegt die vom Erfinder gemachte Feststellung zugrunde, daß ein interdigitaler Eingangswandler wie er üblicherweise verwendet wird, nicht nur in Richtung seiner Haupt-Wellenausbreitungsrichtung und in Richtung dazugehöriger, auf Interferenzeffekten beruhender (Signal-) schwächerer Nebenkeulen, sondern auch in einem beträchtlichen Maße in zur Haupt-Wellenausbreitungsrichtung praktisch senkrechter Richtung akustische Wellen aussendet. Der Pegel einer solchen im rechten Winkel seitlich zum Eingangswandler ausgesandten akustischen Welle ist zwar klein vergleichsweise zum Sendepegel dieses Eingangswandlers in Richtung der Haupt-Wellenausbreitungsrichtung. Es wurde aber festgestellt, daß dieser Pegel keineswegs mehr vernachlässigbar ist bezogen auf den Pegel der akustischen Welle, die nach gewolltem Weg in diesem Bauelement schließlich in den Ausgangswandler gelangt.The present invention has made the discovery made by the inventor based on an interdigital input transducer as is commonly used becomes, not only in the direction of its main wave propagation direction and in the direction associated (signal) weaker sidelobes based on interference effects, but also to a considerable extent in the direction of the main wave propagation emits acoustic waves in a practically perpendicular direction. The level of such at right angles to the side of the input transducer emitted acoustic wave although small compared to the transmission level of this input transducer in the direction of the Main direction of wave propagation. It was found, however, that this level is by no means is more negligible based on the level of the acoustic wave that is after The intended path in this component finally reaches the output transducer.

Für einschlägige elektronische Bauelemente mit zwei Reflektorstrukturen, die in schrägem Winkel zur Haupt-Wellenausbreitungsrichtung des Eingangswandlers ausgerichete Reflektorfinger haben, ist es bisher üblich, - und zwar insbesondere um Platz auf dem Substratkörper einzusparen -, den Ausgangswandler benachbart dem Eingangswandler anzuordnen, wie dies zum Beispiel aus der Figur 7 der deutschen Patentanmeldung P 31 21 516.5 hervorgeht.For relevant electronic components with two reflector structures, those at an oblique angle to the main wave propagation direction of the input transducer have aligned reflector fingers, it has been common up to now - and in particular to save space on the substrate body -, the output transducer adjacent to the To arrange input transducers, as shown, for example, from Figure 7 of the German Patent application P 31 21 516.5 emerges.

Ein für die vorliegende Erfindung relevantes Bauelement kann auch mehrere Ausgangswandler haben, die ein jeder erfindungsgemäß versetzt gegenüber dem Eingangswandler anzuordnen sind, wobei die Ausgangswandler untereinander - insbesondere um Platz zu sparen - nebeneinander angeordnet sein können.A component relevant to the present invention can also have several output transducers, each offset according to the invention the input transducer are to be arranged, the output transducers to each other - in particular to save space - can be arranged next to each other.

Es wurde auch festgestellt, daß eine vom Eingangswandler in Querrichtung ausgesandte akustische Welle einen gewissen Divergenzwinkel hat, so daß der erfindungsgemäß vorzusehende seitliche Versatz des einen oder der mehreren vorhandenen Ausgangswandler entsprechend groß gewählt werden sollte. Nach den getroffenen Feststellungen ist ein Versatz zwischen dem Eingangswandler und dem ihm benachbarten Ausgangswandler auf der Linie einer Diagonalen günstig.One of the input transducers was also found to be in the transverse direction emitted acoustic wave has a certain divergence angle, so that the invention Lateral offset to be provided for the one or more existing output transducers should be chosen accordingly large. According to the findings made is an offset between the input transducer and the output transducer adjacent to it on the line of a diagonal favorable.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden anhand der Figuren gegebenen Detailbeschreibung zur Erfindung hervor.Further explanations of the invention are based on the following the figures given detailed description of the invention.

In Figur ist ein mit der Erfindung ausgerüstetes elektronisches Bauelement 1 in Aufsicht dargestellt. Mit 2 ist ein Substratkörper bezeichnet, der eine von einem Rechteck geringfügig abweichende Parallelogramm-Form hat. Mit 3 ist ein erster Interdigitalwandler bezeichnet, der zum Beispiel ein Eingangswandler zur Anregung der in der Haupt-Wellenausbreitungsrichtung 5 ausgesandten und verlaufenden akustischen Welle genutzt wird. Ein zweiter Interdigitaiwandler ist mit 4 bezeichnet, der - wenn der Wandler 3 als Eingangswandler benutzt wird - als Ausgangswandler verwendet wird.In the figure is an electronic component equipped with the invention 1 shown in plan view. With a substrate body 2 is designated, which is one of a rectangle has a slightly different parallelogram shape. With 3 is a first Interdigital transducer referred to, for example, an input transducer for excitation the acoustic which is emitted and running in the main wave propagation direction 5 Wave is used. A second interdigital converter is denoted by 4, the - when the converter 3 is used as an input converter - used as an output converter will.

In diesem zweiten Wandler 4 gelangt die in den beiden Reflektorstrukturen 7 und 8 je einmal durch Reflexion, das heißt somit insgesamt zweimal umgelenkte Welle mit der Haupt-Wellenausbreitungsrichtung 6. Mit dem Pfeil 9 ist auf die HauptWellenausbreitungsrichtung zwischen den beiden ReflektorDigitalstrukturen 7 und 8 hingewiesen.In this second transducer 4, the arrives in the two reflector structures 7 and 8 each once by reflection, i.e. a total of twice deflected Wave with the main direction of wave propagation 6. The arrow 9 points to the main direction of wave propagation between the two reflector digital structures 7 and 8.

Die Figur enthält in gestrichelter Darstellung noch eine weitere Reflektor-Digitalstruktur 81 und einen weiteren Interdigitalwandler 41. Es soll mit dieser Ergänzung eine zeichnerische Darstellung zu der bereits oben erörterten Ausführungsform gegeben werden, bei der das Bauelement einen Eingangswandler und zwei Ausgangswandler aufweist. Die an der Digitalstruktur 7 in Richtung des Pfeiles 9 reflektierte akustische Welle wird zu einem nur geringen Anteil an der Digitalstruktur 8 in Richtung des Pfeiles 6 reflektiert. Ein wesentlicher Anteil dieser einmal an der Struktur 7 reflektierten Welle läuft mit der (mit der Richtung 9 übereinstimmenden) Haupt-Wellenausbreitungsrichtung 91 weiter in die zweite Reflektor--Digitalstruktur 81. Diese reflektiert einen Anteil dieser Welle mit der Haupt-Wellenausbreitungsrichtung 61 (die antiparallel der Richtung 6 ist) in den zweiten Ausgangswandler 41. Um alle Strukturen 3, 4, 41, 7, 8 und 81 aufnehmen zu können, ist der Substratkörper entsprechend größer und besteht einstückig aus den Anteilen 2 und 21.The figure also contains a further reflector digital structure in dashed lines 81 and a further interdigital converter 41. With this addition, a graphical representation given to the embodiment already discussed above in which the component has an input transducer and two output transducers. The acoustic wave reflected on the digital structure 7 in the direction of the arrow 9 becomes only a small proportion of the digital structure 8 in the direction of the arrow 6 reflected. A significant proportion of this is reflected once on the structure 7 Wave runs with the main wave propagation direction (which corresponds to direction 9) 91 further into the second reflector digital structure 81. This reflects a portion of this wave with the main wave propagation direction 61 (the anti-parallel to the direction 6 is) into the second output transducer 41. To all structures 3, 4, 41, 7, 8 and 81, the substrate body is correspondingly larger and consists of one piece from units 2 and 21.

Bei einem wie in der Figurenbeschreibung eingangs erwähnten Bauelement der Erfindung können die Wandler 3 und 4 wahlweise Eingangswandler und Ausgangswandler sein. Diese beiden Interdigitalwandler 3 und 4 sind nämlich wie aus der Figur ersichtlich, so angeordnet, daß die - gemäß Feststellung des Erfinders auftretende - quer zur Haupt-Wellenausbreitungsrichtung 5 auftretende Welle mit der Ausbreitungsrichtung 13 erfindungsgemäß nicht in den Wandler 4 gelangen kann. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß auch eine parasitäre Wellenabstrahlung in Richtung 13' erfolgt. Würde der Wandler 4 als Eingangswandler verwendet werden, würde dessen seitliche Abstrahlung 14 dann nicht in den anderen Wandler 3 gelangen. Wohl aber würde bei Verwendung des Wandlers 4 als Eingangswandler die Querabstrahlung 14' in den Wandler 41 gelangen.In the case of a component as mentioned at the beginning in the description of the figures According to the invention, the transducers 3 and 4 can optionally be input transducers and output transducers be. These two interdigital transducers 3 and 4 are namely, as can be seen from the figure, arranged so that the - according to the inventor's statement occurring - transversely to Main direction of wave propagation 5 occurring wave with the direction of propagation 13 cannot reach the converter 4 according to the invention. For the sake of completeness it should also be pointed out that parasitic wave radiation in the direction of 13 'takes place. If the transducer 4 were used as an input transducer, that would lateral radiation 14 then does not reach the other converter 3. But when using the transducer 4 as the input transducer, the transverse radiation would be 14 ' get into the converter 41.

Für eine Ausführungsform der Erfindung mit den Wandlern 3, 4 und 41 ist also der Wandler 3 als Eingangswandler und sind die Wandler 4 und 41 als (gleichwertige) Ausgangswandler zu verwenden.For an embodiment of the invention with the transducers 3, 4 and 41 is the converter 3 as an input converter and are the converters 4 and 41 to be used as (equivalent) output converters.

Wie aus der Figur ersichtlich und mit der Diagonal linie 20 angedeutet, sind die beiden Wandler 3 und 4 bevorzugt diagonal zueinander versetzt. Dieser Versatz reicht aus, daß die quer in Richtung 13 (bzw. in Richtung 14) abgestrahlte Welle nicht in den anderen Wandler gelangt.As can be seen from the figure and indicated by the diagonal line 20, the two transducers 3 and 4 are preferably offset diagonally to one another. This offset it is sufficient that the wave radiated transversely in direction 13 (or in direction 14) did not get into the other converter.

Die quer abgestrahlte Welle mit der Richtung 13 gelangt aber auch nicht in den Interdigitalwandler 41, der gegenüber dem Wandler 4 nicht versetzt sein muß, wenn er (wie in der Figur) dem Wandler 4 so nahe benachbart angeordnet ist, daß auch dieser Wandler 41 nicht von einer Welle in der Richtung 13 erfaßt wird, selbst wenn diese eine gewisse Divergenz bezogen auf die Richtung 13 haben sollte.The transversely emitted wave with direction 13 also arrives not into the interdigital transducer 41, which is not offset with respect to the transducer 4 must be if it is arranged so closely adjacent to the transducer 4 (as in the figure) is that this transducer 41 is not detected by a wave in the direction 13 either even if they have a certain divergence in relation to the direction 13 should.

In Fällen, in denen das Design besonders platzsparend ausgeführt sein muß, kann der Wandler 4 bzw. können die Wandler 4 und 41 notfalls auch näher (in der Figur nach links) an den sich quer zum Wandler 3 in Richtung 13 erstreckenden Seitenbereich desselben herangerückt werden, denn von einer in Richtung 13 vom Wandler 3 seitlich ausgehenden Welle werden dann nur auf der äußersten linken Seite vorhandene Finger der Wandler 4 bzw. 41 erfaßt. Der wesentliche Anteil der interdigitalen Finger der Wandler 4 und 41 werden weiterhin außerhalb des Erfassungsbereichs der unerwünschterweise quer in Richtung 13 abgestrahlten Welle des Eingangswandlers bleiben. In cases in which the design must be particularly space-saving, the converter 4 or the converters 4 and 41 can, if necessary, also be moved closer (to the left in the figure) to the side area thereof extending transversely to the converter 3 in the direction 13 , because a wave emanating laterally from the transducer 3 in the direction 13 then only detects the transducers 4 or 41 fingers present on the extreme left side. The major portion of the interdigital fingers of the transducers 4 and 41 will continue to remain outside the detection range of the input transducer wave which is undesirably radiated transversely in the direction 13.

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Claims

Claims g With working with reflected acoustic waves Electronic component with an input transducer on a substrate body, at least one output transducer and at least two reflector structures with in oblique angle to the respective main wave propagation direction of the input transducer arranged reflector fingers, with input transducer and output transducer in parallel aligned side by side with the respective main wave propagation direction of these transducers are arranged, g e k e n n z e i c h n e t d a d u r c h that one or the other several output transducers (4, 41) additionally parallel to the main wave propagation direction (5) of the input transducer with respect to this input transducer (3) arranged so far offset are that one of the input transducer (3) in the perpendicular direction (13) to the main wave preparation direction (5) this input transducer (3) additionally outgoing wave the output transducer (s) (4, 41) at least not achieved to a significant extent.

2. The component according to claim 1, g e k e n n z e i c h -n e t d a d u r c h that the output transducer immediately adjacent to the input transducer (3) (4) is arranged diagonally (20) offset from this input transducer (3).

3. The component according to claim 1 or 2, g e k e n n -z e i c h n e t d a d u r c h that if there are several output transducers (4, 41) these without Offset against each other (Figure 1) are arranged side by side.