DE4126335A1

DE4126335A1 - Surface acoustic wave resonator with interdigital converter - has continuously changing geometry period in reflectors and/or converter

Info

Publication number: DE4126335A1
Application number: DE19914126335
Authority: DE
Inventors: Bernd Fleischmann
Original assignee: Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1991-08-08
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 1993-02-18

Abstract

The resonator has at least one interdigital converter (4) and several reflectors (2, 3) on a piezoelectric substrate (1). To suppress losses caused by geometry period changes actuating vol. waves, there are different geometry periods between the reflectors and the interdigital converters. The reflectors and/or the interdigital converter contain a continuously changing geometry period. Pref. a continuously changing geometry period is provided in the reflector edge region, facing the interdigital converter. Typically, a single continuously changing geometry period is contained in the interdigital converter. USE/ADVANTAGE - Also for surface wave resonator filter with several reflectors/converters. Reduced losses caused by mode conversion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberflächenwellen- Resonator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a surface wave Resonator according to the preamble of patent claim 1.

Oberflächenwellen-Resonatoren bestehen aus mindestens einem Interdigitalwandler und mindestens zwei Reflektoren. Die Strukturen derartiger Wandler bzw. Reflektoren bestehen ihrer seits im allgemeinen aus parallel angeordneten metallischen Streifen aus einem piezoelektrischen Substrat, bei dem es sich beispielsweise um ein Quarz-Substrat handeln kann. Die Reflektorstreifen können auch durch Ausnehmungen im Substrat realisiert sein. Generell sind die Breiten und Abstände der artiger Streifen innerhalb jeder Teilstruktur, d. h. im Inter digitalwandler und in den Reflektoren gleich. Zur Realisierung eines guten Resonanzverhaltens sind zwischen wenigstens einigen der Teilstrukturen im Vergleich zu den Abständen zwischen den Streifen in jeder Teilstruktur größere Abstände gewählt worden. An den Unstetigkeitsstellen der Strukturen, d. h. an Stellen an denen sich die Abstände oder Streifenbreiten ändern, wird ein Teil der Oberflächenwellenenergie in Volumenwellenen ergie umgesetzt. Dieser Effekt wird als Modenkonversion bezeich net. Die dadurch bedingten Verluste führen ebenso wie alle an deren Verlustarten zu einer Reduzierung der Güte.Surface wave resonators consist of at least one Interdigital converter and at least two reflectors. The Structures of such transducers or reflectors exist on the one hand generally made of metallic arranged in parallel Strip from a piezoelectric substrate in which it can be, for example, a quartz substrate. The Reflector strips can also be made through recesses in the substrate be realized. Generally the latitudes and distances are the like streak within each substructure, d. H. in the inter digital converter and the same in the reflectors. For realization good resonance behavior are between at least some of the substructures compared to the distances between the stripes in each substructure selected larger distances been. At the discontinuity of the structures, i.e. H. at Places where the distances or strip widths change, becomes part of the surface wave energy in bulk waves energy implemented. This effect is called mode conversion net. The resulting losses lead everyone as well their types of loss to reduce the quality.

Aus der ER-PS 01 86 410 ist eine Möglichkeit zur Reduzierung der vorgenannten Verluste bekannt geworden. Danach wird die Geometrieperiode des Interdigitalwandlers eines Oberflächen wellen-Resonators so verändert, daß der Wandler den Zwischen raum zwischen den Reflektoren möglichst gut ausfüllt. Die Geometrieperiode ist dabei die Summe aus Streifenbreite und Abstand der Streifen bzw. der Finger des Interdigitalwandlers. Die Geometrieperiode ist dabei für den gesamten Interdigital wandler konstant und weicht wenig von der Geometrieperiode in den Reflektoren ab. Die Übergänge zwischen den Teilstruk turen, d. h. zwischen den Reflektoren und dem Interdigital wandler, sind damit weniger abrupt als bei der oben zuerst genannten Ausführungsform. Somit treten geringere Volumen wellenverluste auf.ER-PS 01 86 410 is a way of reducing of the aforementioned losses. After that the Geometry period of the interdigital transducer of a surface wave resonators changed so that the transducer the intermediate fills the space between the reflectors as well as possible. The Geometry period is the sum of strip width and Distance of the strips or fingers of the interdigital transducer. The geometry period is for the entire interdigital constant and deviates little from the geometry period in the reflectors. The transitions between the substructure doors, d. H. between the reflectors and the interdigital converters are thus less abrupt than the one above mentioned embodiment. Thus lower volumes occur wave losses on.

Die vorstehend erläuterte Möglichkeit zur Reduzierung von Volumenwellenverlusten nach der EP-PS 01 86 410 ist in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt dabei schematisch einen Oberflächenwellen-Resonator mit auf einem piezoelektrischen Substrat 1 vorgesehenen Reflektoren 2 und 3 sowie einem Interdigitalwandler 4. Im Diagramm nach Fig. 2, in dem die Geometrieperiode pr der Reflektoren 2 und 3 nach Fig. 1 bzw. die Geometrieperiode pw des Interdigital wandlers 4 nach Fig. 1 über der Wellenausbreitungsrichtung zwischen Reflektoren und Interdigitalwandler nach Fig. 1 aufgetragen ist, zeigt eine ausgezogene Kurve eine Geometrie periode pr = a der Resonatoren 2 und 3 sowie eine davon ver schiedene Geometrieperiode pw = b des Interdigitalwandlers 4. Daraus ergeben sich die oben bereits erläuterten Verhältnisse zur Reduzierung von Volumenwellenverlusten.The above-explained possibility of reducing bulk wave losses according to EP-PS 01 86 410 is shown schematically in FIGS. 1 and 2. Fig. 1 shows schematically a surface acoustic wave resonator provided on a piezoelectric substrate 1, reflectors 2 and 3 and an interdigital converter 4. Is in the diagram of Fig. 2, in which the geometry period pr of the reflectors 2 and 3 of FIG. 1 or the geometry period pw of the interdigital transducer 4 according to Fig. 1 to the wave propagation direction between reflectors and the interdigital transducers of Fig. 1 plotted, shows an solid curve a geometry period pr = a of the resonators 2 and 3 and a ver different geometry period pw = b of the interdigital transducer 4th This results in the relationships already explained above for reducing bulk wave losses.

Der sprunghafte Übergang von der Geometrieperiode a in den Reflektoren 2 und 3 zur Geometrieperiode b im Interdigital wandler 4 ist jedoch seinerseits wiederum Ursache von Moden konversion.The abrupt transition from the geometry period a in the reflectors 2 and 3 to the geometry period b in the interdigital transducer 4 , however, is in turn the cause of mode conversion.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mög lichkeiten zur weiteren Reduzierung von durch Modenkonversion bedingten Verlusten und damit zur Verbesserung der Güte von Oberflächenwellen-Resonatoren anzugeben.The present invention has for its object, Mög Possibilities to further reduce through fashion conversion conditional losses and thus to improve the quality of Specify surface wave resonators.

Diese Aufgabe wird bei einem Oberflächenwellen-Resonator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is carried out with a surface wave resonator initially mentioned type according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1 solved.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran sprüchen.Developments of the invention are the subject of Unteran sayings.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen nach Fig. 3 in Verbindung mit der bereits erläuterten Fig. 1 näher erläutert. Fig. 3 zeigt dabei ein der Fig. 2 entsprechendes Diagramm von erfindungsgemäßen Geometrieperio denverläufen.The invention is explained below with reference to Ausführungsbei play according to FIG. 3 in connection with the already explained FIG. 1. FIG. 3 shows a diagram of the geometry period according to the invention corresponding to FIG. 2.

Generell werden erfindungsgemäß Volumenwellenverluste durch Modenkonversion dadurch vermieden, daß das Prinzip konstanter Geometrieperiode in den Teilstrukturen eines Oberflächenwellen- Resonators, d. h. in Reflektoren und Interdigitalwandlern ver lassen und stattdessen die Reflektoren und/oder die Interdigi talwandler eine sich kontinuierlich ändernde Geometrieperiode aufweisen.According to the invention, volume wave losses are generally caused by Mode conversion avoided by making the principle more constant Geometry period in the substructures of a surface wave Resonators, i. H. ver in reflectors and interdigital transducers leave and instead the reflectors and / or the Interdigi Talwandler a continuously changing geometry period exhibit.

Speziell für die Reflektoren bedeutet dies, daß sie in ihrem den Interdigitalwandler zugekehrten Randbereich eine sich kontinuierlich ändernde Geometrie aufweisen, während die Inter digitalwandler jeweils insgesamt eine sich kontinuierlich ändernde Geometrieperiode aufweisen. In Weiterbildung der Erfindung können die vorgenannten beiden Maßnahmen miteinander kombiniert werden.Especially for the reflectors, this means that they are in their edge area facing the interdigital transducer have continuously changing geometry, while the Inter digital converters in total one continuously have changing geometry period. In further training of Invention, the above two measures together be combined.

Entsprechend dem Diagramm nach Fig. 3 kann gemäß einer spezi ellen Ausführungsform der Erfindung der Verlauf der Geometrie perioden pr bzw. pw linear gewählt sein, d. h. es ist von den dem Interdigitalwandler 4 nach Fig. 1 zugewandten Randberei chen der Resonatoren 2 und 3 nach Fig. 1 ein linearer Übergang von einer Geometrieperiode pr der Resonatoren zu einer Geome trieperiode pw des Interdigitalwandlers gemäß der Kurve e nach Fig. 3 vorgesehen.According to the diagram of Fig. 3, according to a specific economic embodiment of the invention, the course of geometry periods pr and pw be chosen to be linear, that is, it is the the interdigital transducer 4 in FIG. 1 facing edge preparation surfaces of the resonators 2 and 3 of Figure . 1 is a linear transition from one geometry period pr of the resonators to a Geome trie period pw of the interdigital transducer according to curve e of Fig. 3 are provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch eine sich nach einer stetig differenzierbaren Funktion ändern de Geometrieperiode vorgesehen sein, so daß sich ein Übergang von der Geometrieperiode pr der Resonatoren 2 und 3 zur Geo metrieperiode pw des Interdigitalwandlers 4 gemäß der Kurve d ergibt. According to a further embodiment of the invention, a geometry period that changes according to a continuously differentiable function can also be provided, so that there is a transition from the geometry period pr of the resonators 2 and 3 to the geometry period pw of the interdigital transducer 4 according to curve d.

Insbesondere sind erfindungsgemäß spezielle stetig differenzier bare Funktionen für die sich ändernde Geometrieperiode möglich. Beispielsweise kann es sich bei der stetig differenzierbaren Funktion um eine Kosinus-Funktion handeln, wodurch Oberflächen wellen-Resonatoren mit sehr geringen Modenkonversionsverlusten möglich sind. Eine derartige Kosinus-Funktion ist im Diagramm nach Fig. 3 nicht eigens dargestellt. Die sich dabei ergeben den geringen Modenkonversionsverluste ermöglichen die Verwen dung stärker reflektierender Streifen bzw. Elektrodenfinger beispielsweise durch dickere Metallisierung und damit eine Verkürzung der Reflektoren bzw. eine Verkleinerung des Reso nators.In particular, according to the invention, special continuously differentiable functions are possible for the changing geometry period. For example, the continuously differentiable function can be a cosine function, as a result of which surface wave resonators with very low mode conversion losses are possible. Such a cosine function is not specifically shown in the diagram in FIG. 3. The resultant low mode conversion losses enable the use of more reflective strips or electrode fingers, for example through thicker metallization and thus a shortening of the reflectors or a reduction in the size of the resonator.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die Verwendung bei Oberflächenwellen-Resonatoren mit zwei Reflektoren und einem Interdigitalwandler beschränkt. In analoger Weise sind sie auch bei Oberflächenwellen-Resonatoren und bei Oberflächen wellen-Resonatorfiltern mit mehreren Interdigitalwandlern und Reflektoren anwendbar.The measures according to the invention are not based on the use for surface wave resonators with two reflectors and an interdigital converter limited. Are in an analogous manner they also with surface wave resonators and with surfaces wave resonator filters with multiple interdigital transducers and Reflectors applicable.

Claims

1. Surface wave resonator with at least one Interdigi talwandler ( 4 ) and at least two reflectors ( 2 , 3 ) on a piezoelectric substrate ( 1 ), in which to suppress losses caused by volume waves due to geometry period changes, different geometry periods between resonators ( 2 , 3 ) and interdigital transducers ( 4 ) are provided, characterized in that a continuously changing geometry period is provided in the reflectors ( 2 , 3 ) and / or in the interdigital transducer ( 4 ).

2. Surface wave resonator according to claim 1, characterized in that in the interdigital transducer ( 4 ) facing edge region of the reflectors ( 2 , 3 ) a continuously changing geometry period is seen before.

3. Surface wave resonator according to claim 1, characterized in that a continuously changing geometry period is provided in the inter digital converter ( 4 ).

4. surface wave resonator, characterized by the combination the continuously changing geometrical periods Claims 2 and 3.

5. Surface wave resonator according to one of claims 1 to 4, characterized in that a itself linearly changing geometry period is provided.

6. Surface wave resonator according to one of claims 1 to 4, characterized in that a itself geometry changing according to a continuously differentiable function period is provided.

7. Surface wave resonator according to claim 6, characterized in that the steadily differentiable function is a cosine function.