DE3621211A1

DE3621211A1 - Phasendifferenzmodulations-wendelleiter

Info

Publication number: DE3621211A1
Application number: DE19863621211
Authority: DE
Inventors: Takeshi Okamoto; Teruo Niitsuma; Shoichi Minagawa
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1987-01-08
Also published as: FR2590089A1; GB2179221A; GB2179221B; GB2220318A; NL8601643A; GB8913782D0; FR2590089B1; GB8615382D0; US4841470A; GB2220318B

Description

Die Erfindung betrifft einen Phasendifferenzmodulations- Wendelleiter, d.h. einen sogenannten DPSK-Wendelleiter, bei dem gegenüberliegende Eingangswandler auf einem piezoelektrischen Substrat in der Nähe der beiden Substratenden vorgesehen sind, damit sich akustische Oberflächenwellen davon in entgegengesetzte Richtungen durch eine Ausgangsgattereinrichtung mit einer Vielzahl von Bahnen fortpflanzen, die zwischen den Eingangswandlern angeordnet ist.

Es sind einige Ausbildungsformen von akustische Oberflächenwellen ausbildenden Wendelleitern, z.B.

a) Mittelabstands- Wendelleiter, bei denen ein Halbleiter und ein piezoelektrisches Material über einen dazwischen angeordneten kleinen Zwischenraum miteinander vereinigt sind,
b) elastische Wendelleiter, die die Nichtlinearität eines piezoelektrischen Substrats selbst ausnutzen,und
c) monolithische Wendelleiter bekannt,

bei denen ein Halbleitersubstrat und ein piezoelektrischer Film, der darauf niedergeschlagen ist, einen Schichtaufbau bilden.

Die unter a) erwähnten Mittelabstands-Wendelleiter sind den anderen Wendelleitern hinsichtlich ihrer Produktivität unterlegen, da sie eine sorgfältige Kontrolle des Zwischenraumes benötigen. Die unter b) genannten elastischen Wendelleiter benötigen eine hohe Energie der akustischen Oberflächenwellen, da sie die elastische Nichtlinearität des piezoelektrischen Substrates ausnutzen. Elastische Wendelleiter sowie die unter c) genannten Wendelleiter mit Schichtaufbau können im Gegensatz zu den Mittelabstands-Wendelleitern leicht zusammengesetzt werden und haben eine gute Produktivität. Wendelleiter mit Schichtaufbau zeigen weiterhin eine hohe Wendelleitungsleistungsfähigkeit, da sie die Nichtlinearität der Sperrschichtkapazität im Halbleiter ausnutzen,und sind aufgrund des monolithischen Aufbaus einfach ausgebildet.

Die Fig. 14 und 15 der zugehörigen Zeichnung zeigen eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf einen derartigen Schichtaufbau. In den Fig. 14 und 15 sind im einzelnen eine aus Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial gebildete Schicht 1, eine piezoelektrische Schicht 2 aus Zinkoxid, Aluminiumnitrid oder einem anderen Material, Eingangswandler 3 für akustische Oberflächenwellen und ein Ausgangsgatter 4 dargestellt. Der Wandler 3 und das Gatter 4 bestehen aus Aluminium oder anderen Metallfilmen.

Es ist allgemein bekannt, einen mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Wendelleiter als Signalverarbeitungselement beispielsweise bei Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungssystemen oder Verkehrssystemen anzuwenden. Bei Spread-Spektrum Verkehrssystemen wird die Phasendifferenzmodulation oftmals als Datenmodulation eingesetzt. Phasendifferenzmodulierte Signale können durch einen Oberflächenwellen-Wendelleiter mit dem in Fig. 16 dargestellten Aufbau beispielsweise abgestimmt und gefiltert werden. Der Aufbau, der in Fig. 16 dargestellt ist, ist ein sogenannter DPSK-Wendelleiter, dessen Arbeitsweise im einzelnen in D.Brodtkorb u. J.E. Laynor, Ultrasonics Symposium Proceedings, 1978, Seite 561 bis 566 beschrieben ist.

In Fig. 16 sind beabstandete Ausgangsgatter 5 und 6 dargestellt. Eine Gabelschaltung 7 dient zum Addieren und Subtrahieren von Signalen von beiden Gattern 5 und 6. Gabelausgänge 8 und 9 dienen dazu, die Summe (Σ _out) von 8 und die Differenz (Δ _out) von 9 auszugeben.

Wenn bei der in Fig. 16 dargestellten Anordnung eine akustische Oberflächenwelle beispielsweise vom Eingangswandler 3 am linken Ende nach rechts läuft und den Eingangswandler am rechten Ende erreicht, wird sie durch den Eingangswandler am rechten Ende in eine akustische Oberflächenwelle reflektiert, die nach links läuft. Die reflektierte nach links laufende akustische Oberflächenwelle reagiert auf eine nach rechts laufende Welle vom Eingangswandler am linken Ende, um ein zusammengerolltes Ausgangssignal oder Wendelleitungsausgangssignal zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal erzeugt unerwünschte Wellen, die Selbstwendelleitung genannt werden. Dieser Effekt wird dann hervorgerufen, wenn der rechte und der linke Eingangswandler reguläre Wandler sind, kann jedoch dann vermieden werden, wenn Einrichtungswandler verwandt werden.Einrichtungswandler sind jedoch gewöhnlich schwierig auszulegen und herzustellen. Da darüberhinaus Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungssysteme im allgemeinen mit Breitbandsignalen arbeiten, müssen die Einrichtungswandler eine Breitbandcharakteristik haben, was ihre Auslegung und Herstellung noch schwieriger macht.

In der JP PS 47 569/1972 ist ein akustisches Oberflächenwellenbauelement dargestellt, das die unerwünschten Wellen verringern, kann. Aus dieser Druckschrift ist jedoch nicht die Verwendung des Bauelementes als DPSK-Wendelleiter zu entnehmen.

Ein Spread-Spektrum Nachrichtenverbindungsempfänger mit einem DSPK-Wendelleiter gemäß Fig. 16 ist mit erheblichen Kosten verbunden, da er die Gabelschaltung 7 verwendet.

Durch die Erfindung soll daher ein akustische Oberflächenwellen ausbildender Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter mit verringerter Selbstwendelleitung bei niedrigen Kosten geschaffen werden.

Der erfindungsgemäße Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter, der ein akustische Oberflächenwellen ausbildendes Bauelement verwendet, umfaßt ein piezoelektrisches Substrat, zwei Eingangswandler, die nahe der jeweiligen Enden auf einer Oberfläche des Substrates und einander gegenüber vorgesehen sind, und eine Ausgangsgattereinrichtung, die zwischen den Eingangswandlern und längs des Weges der akustischen Oberflächenwellen angeordnet ist, die von den jeweiligen Eingangswandlern in Richtung aufeinander zu erzeugt werden, um Ausgangsgattersignale zu erzeugen, die Wendelleitungssignale der Eingangssignale bilden, die den Eingangswandlern eingegen sind.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen DPSK-Wendelleiters,

Fig. 2 den elektrischen Ausgangsanschluß eines Vierbahn- DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines elastischen Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Wendelleiters mit Schichtaufbau gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen weiteren Vierbahn-DPSK- Wendelleiter gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 einen weiteren elektrischen Ausgangsanschluß eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters,

Fig. 7 ein Beispiel der Anordnung der Eingangswandler und der Ausgangsgatter,

Fig. 8 ein weiteres Beispiel der Anordnung der Eingangswandler und der Ausgangsgatter,

Fig. 9 noch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen DPSK-Wendelleiters,

Fig. 10 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche eines weiteren DPSK-Wendelleiters,

Fig. 11 die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche noch eines DPSK-Wendelleiters,

Fig. 12 eine Draufsicht auf einen weiteren akustische Oberflächenwellen ausbildenden DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 13 eine vergrößerte Teilschnittansicht des mittleren Teils des in Fig. 12 dargestellten Wendelleiters,

Fig. 14 eine Querschnittsansicht eines bekannten monolithischen Wendelleiters,

Fig. 15 eine Draufsicht auf den in Fig. 14 dargestellten Wendelleiter und

Fig. 16 eine Draufsicht auf einen bekannten DPSK-Wendelleiter.

Fig. 1 zeigt die elektrische Verbindung auf der oberen Außenfläche eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Fig. 1 sind ein Eingangswandler 10, ein 180°-Stufeneingangswandler 11, ein Elektrodenteil 11 a, der den Bahnen der Ausgangsgatter 12,13,14 und 15 entspricht, und ein Elektrodenteil 11 b dargestellt, der den Bahnen der Ausgangsgatter 16, 17, 18 und 19 entspricht. Die Ausgänge 12 a, 13 a, 14 a, 15 a, 16 a, 17 a, 18 a, und 19 a entsprechen den Ausgangsgattern 12 bis 19 jeweils. In Fig. 1 sind weiterhin akustische Oberflächenwellen S ₁, S ₂, S ₃ und S ₄ dargestellt, die über die jeweiligen vier Bahnen vom Eingangswandler 10 laufen.

Die Ausgangsgatter 12 bis 19 bilden vier Bahnen zwischen dem rechten und dem linken Eingangswandler 10 und 11 über die Interdigitationsbreite der Eingangswandler. Die Ausgangsgatter 12 und 13 bilden dabei eine Bahn, die Ausgangsgatter 14 und 15 bilden eine zweite Bahn, die Ausgangsgatter 16 und 17 bilden eine dritte Bahn und die Ausgangsgatter 18 und 19 bilden eine vierte Bahn.

Jede Bahn ist zur Phasendifferenzdemodulation in zwei Teile durch eine Unterbrechung in der Mitte unterteilt, wie es beispielsweise zwischen den Ausgangsgattern 12 und 13 dargestellt ist. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, hat der rechte Eingangswandler 11 eine stufenförmige Ausbildung, um einen Phasenunterschied von 18o° zwischen den oberen beiden und unteren beiden Bahnen zu erzeugen. Das heißt, daß die Elektrodenteile 11 a und 11 b des Eingangswandlers 11 an Stellen im Abstand von g ₀/2 angeordnet sind. Dabei ist λ ₀ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle. Die Eingangswandler und die Ausgangsgatter bestehen aus Aluminium oder einem anderen Metall.

Bei diesem Vierbahn-DSPK-Wendelleiter werden Wendelleitungssignale, die den Eingangssignalen von den Eingangswandlern 10 und 11 entsprechen, von den Ausgängen 12 a bis 19 a erhalten.

Die akustischen Oberflächenwellen S ₁, S ₂, S ₃ und S ₄, die durch den linken Wandler 10 erzeugt werden, gehen über die vier Bahnen nach rechts und erreichen phasengleich den rechten Wandler 11. Da der Wandler 11 die Elektroden 11 a und 11 b umfaßt, und die Elektroden mit einem Phasenunterschied von 180° angeordnet sind, haben die akustischen Oberflächenwellen, die mit gleicher Phase eintreten, keinen Einfluß auf den Wandler. Die akustischen Oberflächenwellen, die am rechten Eingangswandler 11 erzeugt werden und nach links wandern, erreichen in derselben Weise den linken Wandler 10. Diese akustischen Oberflächenwellen haben entgegengesetzte Phasen in den oberen und unteren beiden Bahnen und üben keinen Einfluß auf den Wandler 10 aus. Somit tritt keine elektrische Reflexion an den Eingangswandlern 10 und 11 auf. Ein Vierbahn-DSPK-Wendelleiter mit diesem Aufbau kann daher die Selbstwendelleitung erheblich verringern.

Reflektierte Wellen aufgrund einer elektrischen Reflexion können in der oben beschriebenen Weise verringert werden. Es kann jedoch eine mechanische Reflexion in Abhängigkeit von der Eigenschaft oder der Stärke des für die Wandler 10 und 11 verwandten Metalls auftreten. Eine derartige mechanische Reflexion kann jedoch dadurch überwunden werden, daß Eingangswandler 10 und 11 verwandt werden, bei denen die Breite jedes Elektrodenfingers und der Abstand zwischen benachbarten Fingern λ/8 beträgt, wobei λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwellen ist.

Wie es oben beschrieben wurde, liefert dieser Aufbau eine Wendelleiter hoher Kapazität, der wirksam die Selbstwendelleitung herabsetzt. Der Vierbahn-DSPK-Wendelleiter hat die folgenden weiteren Vorteile:

In Fig. 1 sind die Bahnen 1, 2, 3 und 4 von oben nach unten in dieser Reihenfolge numeriert, wobei die Ausgangssignale von den Bahnen 1 und 2 und die Ausgangssignale von den Bahnen 3 und 4 entgegengesetzte Phasen haben. Die Bahnen 1 und 2 sind gleichphasig und die Bahnen 3 und 4 sind gleichfalls gleichphasig. Das beruht darauf, daß die Elektrodenteile 11 a und 11 b am rechten Eingangswandler 11 einen Phasenunterschied von 180° haben und die Bahnen 1 und 2, die dem Elektrodenteil 11 a entsprechen, sowie die Bahnen 3 und 4, die dem Elektrodenteil 11 b entsprechen, in ihrer Phase entgegengesetzt sind. Es versteht sich aus Fig. 1 weiterhin, daß die Bahnen 1 und 2 gleichphasig sind und daß die Bahnen 3 und 4 eine andere gleiche Phase haben. In dieser Weise werden Ausgangssignale von den acht Ausgangsgatter 12 und 19, die die vier Bahnen bilden, an den Ausgängen 12 a bis 19 a jeweils erzeugt.

In Verbindung mit der obigen Beschreibung ist in der folgenden Tabelle 1 die Phasenbeziehung zwischen den Ausgangssignalen dargestellt, wobei als Bezugsphase das Wendelleitungssignal genommen ist, das dadurch erhalten wird, daß gleichphasige akustische Oberflächenwellen in die Bahnen 1 und 2 eintreten.

Anhand der Tabelle 1 ergibt sich, daß durch Verbinden der Ausgänge 12 a und 13 a ein Summenausgangssignal A erhalten wird. In ähnlicher Weise wird durch Verbinden der Ausgänge 18 a und 19 a ein Summenausgangssignal B erhalten. Diese Summenausgangssignale A und B haben jedoch einen Phasenunterschied von 180°. Durch Verbinden der Ausgänge 14 a und 17 a wird ein Differenzausgangssignal C erhalten. In ähnlicher Weise wird durch Verbinden der Ausgänge 15 a und 16 a dasselbe Differenzausgangssignal C erhalten. Diese Verbindungen sind in Fig. 2 dargestellt, wobei mit Σ die Summe und mit Δ die Differenz bezeichnet sind.

Wie es oben beschrieben wurde, können entweder die Summenausgangssignale oder die Differenzausgangssignale gleichzeitig bei der Phasendifferenzdemodulation erhalten werden, ohne daß eine Gabelschaltung verwandt wird, wie es bei den bekannten Einrichtungen der Fall ist. Da mit hohen Kosten verbundene Gabelschaltungen fehlen, werden die Kosten und der Einbauplatz eines Spread-Spektrum-Empfängers merklich verringert.

Es versteht sich ohne weiteres, daß der Grundgedanke des Vierbahn- DSPK-Wendelleiters auf einen elastischen Wendelleiter oder einen Wendelleiter mit Schichtaufbau angewandt werden kann. Was den elastischen Wendelleiter anbetrifft, so zeigt Fig. 3 daß ein Substrat 21 aus Lithiumniobat oder einem anderen piezoelektrischen Material mit Eingangswandlern 10 und 11 und Ausgangsgattern 12 bis 19 versehen ist, die am besten in Fig. 1 dargestellt sind.

Was den Wendelleiter mit Schichtaufbau anbetrifft, so zeigt Fig. 4, daß die piezoelektrische Schicht 23 aus Zinkoxid oder Aluminiumnitrid auf einem Substrat 22 aus Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial niedergeschlagen ist und daß Eingangswandler 10,11 und Ausgangsgatter 12 bis 19, die am besten in Fig. 1 dargestellt sind, auf der piezoelektrischen Schicht 23 vorgesehen sind.

Bei der obigen Beschreibung der Anordnung gemäß Fig. 1 traten gegenphasige akustische Oberflächenwellen vom rechten Eingangswandler 11 in die beiden oberen und unteren Bahnen ein. Dasselbe Ergebnis wird jedoch auch dann erhalten, wenn die Wellen von links eintreten. Um gegenphasige akustische Oberflächenwellen vom rechten Wandler 11 in die jeweiligen Gatter eintreten zu lassen, ist der Wandler nicht auf die stufenförmige Ausbildung von Fig.1 beschränkt. Er kann irgendeine andere Form haben, vorausgesetzt, daß gegenphasige akustische Oberflächenwellen in die gewünschten Bahnen eintreten können. Fig. 5 zeigt eine weitere stufenförmige Ausbildung 11′ des rechten Wandlers, bei der ein Elektrodenteil 11′ b, der der Bahn 2 entspricht, einen Phasenunterschied von 180° gegenüber einem Elektrodenteil 11′ a hat. Die Phasenbeziehung für diesen Fall ist in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.

Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß durch Verbinden der Ausgänge 12-a und 13-a ein Summenausgangssignal A erhalten wird. Durch Verbinden der Ausgänge 18-a und 19-a wird dasselbe Summenausgangssignal A erhalten. In ähnlicher Weise wird durch Verbinden der Ausgänge 14-a und 17-a ein Differenzausgangssignal C erhalten. Durch ein Verbinden der Ausgänge 15-a und 16-a wird schließlich das gleiche Differenzausgangssignal C erhalten. Diese Verbindungen sind in Fig. 6 dargestellt. Da die beiden Summenausgangssignale und die beiden Differenzausgangssignale die gleiche Phase haben, kann durch die Verbindung ihrer Ausgänge das doppelte Summenausgangssignal oder doppelte Differenzausgangssignal 2 Σ _A, 2 Δ _C erhalten werden.

Die obige Beschreibung basierte auf einem Vierbahn-Aufbau. Aus den Fig. 1 und 5 ist jedoch ersichtlich, daß auch mit mehr als vier Bahnen dasselbe Ergebnis dadurch erhalten werden kann, daß ein Phasenunterschied in den akustischen Oberflächenwellen vorgesehen wird, die in die jeweiligen Bahnen eintreten.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung hatte nur einer der Wandler eine stufenförmige Ausbildung. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, können jedoch auch beide Eingangswandler 10′ und 11′ eine stufenförmige Ausbildung haben. In Fig. 7 hat jeder Eingangswandler 10′ und 11′ einen Phasenunterschied von 90° zwischen den Bahnen 1 und 2 und 3 und 4. Durch die Verwendung des stufenförmigen Aufbaus bei beiden Eingangswandlern kann somit dasselbe Ergebnis erhalten werden.

Auch der in Fig. 8 dargestellte Aufbau, bei dem Mehrstreifenkoppler 27 und 28 vorgesehen sind, liefert das gleiche Ergebnis. Die Interdigitationsbreite der Eingangswandler 25 und 26 entspricht den Bahnen 1 und 2. Die Mehrstreifenkoppler 27 und 28 haben die Funktion, die Energie der akustischen Oberflächenwellen, die durch die Eingangswandler 25 und 26 erzeugt werden, gleich auf die Bahnen 1, 2 und 3, 4 zu verteilen, und einen Phasenunterschied von 90° zwischen den Bahnen 1, 2 und 3, 4 vorzusehen. Es kann daher das gleiche Ergebnis erhalten werden.

Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausbildung eines Vierbahn-DPSK-Wendelleiters gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig.9B zeigt eine Querschnittsansicht des gleichen Wendelleiters. Eine piezoelektrische Schicht 23 ist auf einem Halbleitersubstrat 22 vorgesehen. Auf der piezoelektrischen Schicht 23 sind Metallschichten 31 und 32 ausgebildet, die teilweise den Fortpflanzungsweg der akustischen Oberflächenwellen zwischen den Eingangswandlern 29, 30 und den Ausgangsgatter 12 bis 19 einnehmen. Durch Anlegen von Gleichspannungen V ₁ und V ₂ an die dünnen Metallschichten 31 und 32 wird die Oberfläche des Halbleiters 22 verändert. Dadurch daß insbesondere die Steuerspannungen V ₁ und V ₂ variiert werden, wird die Halbleiteroberfläche zwischen einem Speicherzustand, einem Schmalbandzustand, einem Verarmungs- oder Sperrzustand und einem invertierten Zustand oder Umkehrzustand geändert, um in der gewünschten Weise die Phasen der akustischen Oberflächenwellen in den Bereichen der dünnen Metallschichten 31 und 32 zu ändern. Da die Phasen der akustischen Oberflächenwellen, die in die jeweiligen Bahnen eintreten, durch Steuerspannungen geändert werden, kann somit das gleiche Ergebnis erzielt werden.

Fig. 10 zeigt einen DPSK-Wendelleiter, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und bei dem Ausgangsgatter 12,13,14 und 15,die zwei Bahnen bilden, zwischen einem rechten und einem linken Wandler 11 und 10 über die Interdigitationsbreite der Wandler vorgesehen sind. Die Ausgangsgatter 12 und 13 bilden eine Bahn, während die Ausgangsgatter 14und 15 die andere Bahn bilden. Der rechte Wandler 11 hat eine stufenförmige Ausbildung, um einen Phasenunterschied von 180° zwischen den beiden Bahnen hervorzurufen. Das heißt, daß die Elektrodenteile 11 a und 11 b des Eingangswandlers 11 an Stellen im Abstand von λ ₀/2 angeordnet sind, wobei λ ₀ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist. Die Eingangswandler 10,11 und die Ausgangsgatter 12 bis 15 bestehen aus Aluminium oder einem anderen Metall.

Bei diesem DPSK-Zweibahnwandler werden Signale von den jeweiligen Ausgangsgattern über die Ausgänge 12 a, 13 a, 14 a und 15 a erhalten. Die akustischen Oberflächenwellen S ₁ und S ₂, die vom linken Eingangswandler 10 erzeugt werden, und über die jeweiligen Bahnen nach rechts laufen, erreichen den rechten Wandler 11 mit gleicher Phase. Da der Wandler 11 Elektrodenteile 11 a und 11 b mit einem Phasenunterschied vom 180° aufweist, haben akustische Oberflächenwellen, die mit gleicher Phase eintreten, keinen Einfluß auf den Wandler.

Die akustischen Oberflächenwellen, die vom rechten Wandler 11 erzeugt werden und in ähnlicher Weise nach links laufen, erreichen den linken Wandler 10. Da diese akustischen Oberflächenwellen in beiden Bahnen in ihrer Phase entgegengesetzt sind, haben sie keinen Einfluß auf den Wandler 10. Somit wird keine elektrische Reflexion an den Eingangswandlern 10 und 11 hervorgerufen. Dieser DPSK-Zweibahn-Wandler unterdrückt daher die Selbstwendelleitung.

Fig. 11 zeigt einen DPSK-Wandler, der noch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und bei dem Ausgangsgatter 12, 13, 14 und 15, die zwei Bahnen bilden, zwischen zwei Eingangswandlern 3 über deren Interdigitationsbreite vorgesehen sind. Die Ausgangsgatter 12 und 13 bilden eine Bahn, während die Ausgangsgatter 14 und 15 die andere Bahn bilden. Die Eingangswandler 3 und die Ausgangsgatter 12 bis 15 bestehen aus Aluminium oder einem anderen Metall.

Wenn bei diesem DPSK-Zweibahnwendelleiter die Ausgangsgatter in einer Bahn, beispielsweise die Ausgangsgatter 12 und 13 miteinander verbunden sind, wird ein Summenausgangssignal der Wendelleitungssignale vom Anschluß OUT 1 erhalten, wohingegen dann, wenn die Ausgangsgatter in der anderen Bahn, beispielsweise die Ausgangsgatter 14 und 15 über einen Symmetrierübertrager T miteinander verbunden sind, ein Differenzausgangssignal der Wendelleitersignale vom Anschluß OUT 2 erhalten wird.

Diese Anordnung liefert einen DPSK-Wendelleiter mit der gleichen Funktion, der ohne eine mit hohen Kosten verbundene Gabelschaltung auskommt und einen einzigen mit geringen Kosten verbundenen Symmetrierübertrager verwendet.

Fig. 12 zeigt einen mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden DPSK-Wendelleiter, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und bei dem zwei separate Ausgangsgatter 5 und 6 zwischen zwei Eingangswandlern 3 an beiden Enden des Wendelleiters vorgesehen sind. Zwischen den Ausgangsgattern befindet sich eine Metallelektrode M. Die akustischen Oberflächenwellen, die von den Eingangswandlern 3 erzeugt werden, sind einem nicht linearen Effekt an den Gattern 5 und 6 ausgesetzt, so daß ein Wendelleitungssignal der Eingangssignale erzeugt wird.

Die Metallelektrode M zwischen den Gattern liegt vorzugsweise an Masse. Das Wendelleitungssignal, das zwischen den Gattern erzeugt wird, wird durch die Metallelektrode M abgeschirmt. Die durch die elektromagnetische Kopplung zwischen den Gattern 5 und 6 bewirkten Signale unter den am Ausgang 5 a und 6 a der Gatter auftretenden Signalen werden daher unterdrückt, um die DPSK-Demodulation unter Verwendung der Signale zu erleichtern, die an den Ausgängen 5 a und 6 a auftreten. Da das Auftreten von unerwünschten Wellen vermindert ist, wird ein hochleistungsfähiger DPSK-Wendelleiter erhalten.

Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des mittleren Teils der in Fig. 12 dargestellten Vorrichtung. Die Metallelektrode M hat eine Breite l ₂ und die jeweiligen Ausgangsgatter 5 und 6 sind in einem Abstand l ₁ von der Metallelektrode M angeordnet. Wenn eine akustische Oberflächenwelle in den mittleren Teil des Wendelleiters eintritt, wird sie an den Rändern 5 b und 6 b der Gatter und an den Rändern Ma und Mb der Metallelektrode M reflektiert. Wenn jedoch ein angemessener Wert des Abstandes l ₁ gewählt ist, heben sich die von den Rändern 5 b, Ma, Mb und 6 b jeweils reflektierten Wellen gegeneinander auf, wenn die folgende Beziehung erfüllt ist: wobei l ₁ der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rändern der Ausgangsgatter ist, λ ₀ die Wellenlänge einer akustischen Oberflächenwelle bezeichnet und n ₁ eine positive ganze Zahl ist.

Der erfindungsgemäße DPSK-Wendelleiter ist mit geringen Kosten verbunden und hat ein kleines Format, da ein mit hohen Kosten verbundenes Gabelschaltungselement fehlt. Er ist gleichfalls hochleistungsfähig, da die Selbstwendelleitung dadurch unterdrückt wird, daß gleichzeitig ein Summenausgangssignal und ein Differenzausgangssignal erhalten werden.

Claims

1. Phasendifferenzmodulations-Wendelleiter gekennzeichnet durch ein piezoelektrisches Substrat (22), zwei Eingangswandler (10,11), die in der Nähe der jeweiligen Enden auf einer Außenfläche des Substrates (22) und einander gegenüber vorgesehen sind,und eine Ausgangsgattereinrichtung (12-19), die zwischen den Eingangswandlern (10,11) und längs des Fortpflanzungsweges der akustischen Oberflächenwellen angeordnet ist, die von den jeweiligen Eingangswandlern (10,11) aufeinander zu erzeugt werden, um Ausgangssignale zu erzeugen, die Wendelleitungssignale der Eingangssignale bilden, die in die Eingangswandler (10,11) eintreten.

2. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19) eine Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren (12-14; 16-18; 13-15; 17-19) aufweist, wobei jedes Paar eine Bahn bildet und jedes Ausgangsgatterpaar in einer Bahn in der Mitte der Bahn einen Abstand voneinander hat, ein Eingangswandler (11) so ausgebildet ist, daß er eine akustische Oberfläche in einer Bahn erzeugt, die eine zu den anderen akustischen Oberflächenwellen in den anderen Bahnen entgegengesetzte Phase hat,und eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Summen- und das Differenzausgangssignal der Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern (12-19) bildet.

3. Wendelleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingangswandler (11) eine stufenförmige Elektrode aufweist.

4. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19) eine Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren (12-14; 16-18; 13-15; 17-19) aufweist, von denen jedes eine einzelne Bahn bildet, wobei jedes Ausgangsgatterpaar in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet ist und zwei Mehrstreifenkoppler (27,28), die die Phase einer akustischen Oberflächenwelle in wenigstens einer der Bahnen in eine entgegengesetzte Phase bezüglich der Phase der anderen akustischen Oberflächenwellen in den anderen Bahnen ändert, und eine Einrichtung vorgesehen sind, die das Summen- und das Differenzausgangssignal der Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern (12-19) bildet.

5. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung (12-19) eine Vielzahl von Ausgangsgatterpaaren aufweist, die jeweils eine einzelne Bahn bilden, wobei jedes Ausgangsgatterpaar in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet ist und zwei dünne Metallschichten (31,32), an denen Gleichspannungen liegen, um die Phase einer akustischen Oberflächenwelle in wenigstens einer Bahn in eine entgegengesetzte Phase bezüglich der Phase der anderen akustischen Oberflächenwellen in den anderen Bahnen zu ändern, und eine Einrichtung vorgesehen sind, die das Summen- und das Differenzausgangssignal der Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern (12-19) bildet.

6. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung zwei ausgangsgatterpaare (12-13; 14-15;) aufweist, wobei jedes Paar eine einzelne Spur bildet, die beiden Ausgangsgatter (12-13, 14-15) in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet sind und einer der Eingangswandler (11) so ausgebildet ist, daß er eine akustische Oberflächenwelle in einer Bahn mit einer bezüglich der Phase der akustischen Oberflächenwelle in der anderen Bahn entgegengesetzten Phase erzeugt.

7. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung zwei Ausgangsgatterpaare (12-13; 14-15) aufweist, die jeweils eine einzelne Bahn bilden, wobei die beiden Ausgangsgatter (12-13, 14-15) in einer Bahn in der Mitte der Bahn beabstandet sind und eine Einrichtung zum Bilden eines Summenausgangssignals der Wendelleitungssignale von den beiden Ausgangsgattern in einer Bahn und ein Symmetrierübertrager (T) vorgesehen sind, der mit den beiden Ausgangsgattern in der anderen Bahn verbunden ist, um Wendelleitungssignale von den Ausgangsgattern zu bilden.

8. Wendelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgattereinrichtung ein Ausgangsgatterpaar (5,6) aufweist, das eine einzelne Bahn bildet und in der Mitte der Bahn beabstandet ist, und eine Metallelektrode (M) zwischen den Ausgangsgattern vorgesehen ist.

9. Wendelleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wobei l ₁ der Abstand zwischen jedem Ende der Metallelektrode (M) und dem gegenüberliegenden Ende jedes Ausgangsgatters (5,6) ist, λ ₀ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle bezeichnet und n ₁ eine ganze positive Zahl ist.