FI57033B - Elektriskt filter enlig ytvaogprincipen - Google Patents

Description

RSr^l ΓβΙ ^KUULUTUSJULKA.SU -. ,.- «TA LBJ ( ' UTLÄGGN I NGSSKRIFT 57033 5¾¾¾ c (45) ri^Uicy;r;.v“:' ’2 5 ’?.?) ' (51) Kv.ik.*/Int,ci.* h 04 R 17/00 H 03 H 9/14 SUOMI—FINLAND (21) Pit*nttihik«mu« — Pat*nt*ns4knlng 1783/72 (22) H*k*ml*pUvi — Anseknlngcdag 21. θ6.72 (23) Alkupilvi — Glltlghetsdag 21.06.72 (41) Tullut JulklMktl — Bllvlt offcntlig 07.01.73 _ ' . (44) NlhtivSk*lpanon ja kuuL|ulkalaun pvm. — .

Patent- och registerstyrelsen Antfkan utlagd och utLtkrlftm publkarad 31.01.80 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prloritet 06.07 · 71 ' 26.ll.7i, 29.02.72 Saksan Liittotasavalta- Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 213363^.5, p 2158858.9, p 2209585.8 ' (71) Siemens Aktiengesellschaft, Berlin/Miinchen, DE; Wittelsbacherplatz 2, 8 Miinchen 2, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Friedrich Kunemund, Miinchen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7M Berggren Oy Ab (5M Pinta-aaltoperiaatteen mukainen sähkösuodatin - Elektriskt filter enligt ytv&gprincipen

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen sähkösuodattimeen, joka toimii pinta-aaltoperiaatteen mukaisesti ja jossa on ainakin osaksi piezosähköisestä aineesta oleva kappale, joka on varustettu elektrodeilla sähkömagneettisten värähtelyjen muuttamiseksi akustisiksi pintavärähtelyiksi ja näiden takaisinmuuttami-seksi sähkömagneettisiksi värähtelyiksi.

Ylläolevan mukaisia suodattimia tunnetaan esim. aikakausileh-destä "Electronics Letters", 11 jouluk. 1969, Voi. 5, No 25 kirjoituksesta "Acoustic-Surface-Wave Filters". Tällaisen suodattimen toimintatapa perustuu pääasiassa siihen,että piezosähköiseen yksinais-kiteeseen on sovitettu kammanmuotoisia interdigitaalisia herätys-elektrodeja. Piezosähköistä vaikutusta hyväksikäyttäen soveltuvat tällaiset rakenteet sähkömagneettisten aaltojen muuttamiseksi pinta-aalloiksi. MuuttajajärjesteImien välissä olevan yksinäiskiteen häiritsemätön pinta toimii tällöin akustisen pinta-aallon kulkumatkana. Kuten mainitusta kirjoituksesta todetaan, esiintyy tällöin suodatin-suhde, joka vastaa kolmipiirisen kaistasuodattimen, jota varsinkin vahvistaa suodattimen vaimennuslaitojen jyrkkyys suhteessa sen pääs-töleveyteen. Ei kuitenkaan näytä olevan ilman muuta mahdollista tällaisella laitteella suurentaa suodattimen hyvyysastetta ja täten 2 5/033 soveltaa suodatin määrättyihin vaimennusvaatimuksiin. Tällöin on varsinkin ajateltu vaatimuksia esim. esitetyn Tschebyscheff-ominais-käyrän suhteen päästö-, mahdollisesti myös estokaistassa, siis myös vaimennuksen jyrkentämistä kehittämällä vaimennusnavat. Ei myöskään näytä olevan mahdollista kehittää kokonaisnapakohtia siirtotoiminnassa kulkuaikasuhteen tasoittamiseksi. Sitä vastoin tunnetaan jo artikkelista "Filters and Dispersive Delay Lines Using Repetitively Mismatched Ultrasonic Transmission Lines" aikakauslehdessä "IEEE Transactions on Sonics and Ultranonics", Voi. SU, No 2, April 1968, monijäseninen alipäästösuodatin, joka muodostuu toisiaanseuraavien, eriläpimittaisten johto-osien jaksottaisesta rakenteesta. Hyötyaal-tona käytetään tällöin kuitenkin etupäässä tilavuusaaltoa, jonka vä-rähtelyimpulssi ja värähtelynhäviäminen tapahtuu siirtoväliaineeseen päätypuoleisesti sovitulla piezosähköisellä muuttajajärjestelmällä. Sinänsä toimii tämä laite vain hidastusjohtona ja jaksottainen rakenne on varattu vain välttämättömän sähköjohtopituuden geometristä lyhennystä varten. Mitään viittauksia saavutetuista kaistasuodatti-mien toteuttamisista, varsinkaan käyttöparametriteorian mukaisista ei tästä artikkelista kuitenkaan voida todeta.

Edelleen tunnetaan esim. aikakauslehdestä "1967 IEEE International Convention Record", Voi. 15, osa 11, sivut 78-93 kantoaalto-kanavamuuntajaa varten kvartsikanavasuodatin monoliittisenä suodattimena 8 MHz taajuudessa, jossa resonaattorien mekaaninen värähtelyhy-vyys on noin 250 000. Kuten tällöin osoittautuu, on korkean taajuusalueen johdosta, suuresta hyvyydestä huolimatta vaimennusvääristykset läpäisyalueen rajoilla mainitun käytön monessa tapauksessa liian suuret .

Edellä selitetyt suodattimet tarvitsevat myös sähkömekaanisen muuttajan sähkövärähtelyjen muuttamiseksi mekaanisiksi värähtelyiksi, erikoisesti pinta-aaltojen kehittämiseksi, jolloin elektro-striktiivistä ainetta olevaan kappaleeseen on sovitettu herätyselektro-dit ja joihin on aaltojen leviämissuuntaa vastakkaiseen suuntaan sovitettu aaltoloukku mekaanisille aalloille.

Ylläolevan tapaisia muuttajia käytetään värähtelynherätykseen, vast, värähtelynhäviämiseen esim. mekaanisissa suodattimissa, joissa kuten tunnettua sähkövärähtelyinä saapuva energia ensin on muutettava mekaaniseksi värähtelyenergiaksi ja valintatoiminta tapahtuu suodattimen mekaanisessa osassa. Tämäntapaisen suodattimen menopuolen jälkeen on kytkettävä toinen muuttaja, joka muuttaa mekaanisen väräh-telyenergian takaisin sähkövärähtelyiksi. Tällaisia muuttajia on 3 57033 esim. selitetty P. Mason’in kirjassa "Physical Acoustics", I, Osa A, Academic Press, 1964, NY, ja varsinkin sivulla 238 annetut kokemukset sähköisen sijaiskytkinkaavan johdannaisesta. Näissä muuttajissa varataan piezosähköisestä aineesta olevaan akustiseen johto-osaan vähintään kaksi toisistaan riippumatonta herätyselektrodia, joihin saapuva sähköinen vaihtojännite on liitettävä. Voi myös olla sovitettu useita kamman muotoisia interdigitaalisia herätyselektrodeja. Yleensä pyritään siihen, että akustinen aalto vain leviää yhteen etenemis-suuntaan, josta syystä muuttaja päällystetään etenemissuuntaa vastak-„ kaisessa suunnassa joko akustisille aalloille aaltoloukkuna toimival la aineella tai pidetään kokonaisheijastuksen avulla huoli siitä, et- ; tä etenemissuuntaa vastakkaiseen suuntaan leviävä aalto sekoittuu samanvaiheisesti etenemissuuntaan kulkevaan aaltoon.

Jos tällaisissa sähkömekaanisissa käämittömissä muuttajissa ei huomioida häviöitä äärellisestä mekaanisesta värähtelyhyvyydestä, on joko lähes mielivaltaisesti valittavassa kaistaleveydessä päästö-vaimennus kääntäen verrannollinen tehollisen sähkömekaanisen aine-kytkentäkertoimen K neliöön, tai on päästövaimennuksen ollessa nolla suhteellinen kaistaleveys B suoraan verrannollinen kytkentäkertoimen neliöön. Tämä riippuu siitä,onko aallon johto ennen tulomuuttajaa ja menomuuttajan jälkeen päätetty heijastusvapaasti, vaiko kokonaishei-jastavasti. Värähtelyhyvyyden, lämpötilan pysyvyyden ja vanhenemisen suhteen on kvartsi tämäntapaisten suurarvoisten suodattimien aineena, varsinkin muutaman 100 kHz yläpuolella erittäin sopivaa. Pienen kytkentäkertoimen K = 0,05 johdosta saadaan kuitenkin joko noin 60 " dB päästövaimennus tai maksimaalisesti mahdollinen suhteellinen kaistaleveys noin yksi promilliä kohti.

Keksinnön tarkoituksena on mahdollisimman suuressa määrin poistaa alussa mainitut vaikeudet: erikoisesti tullaan esittämään suoda-tinrakenteita, jotka käyttävät hyväkseen pinta-aaltoleviämisen periaatteita ja jotka toiselta puolen eivät ole minkäänlaisten rajoitusten alaisia suunnittelun ja edeltäpäin määrättyjen vaatimusten täyttämisen suhteen ja jotka myös voidaan soveltaa optimimitoitukseen suhteellisen suuria vaatimuksia varten kantoaaltotekniikassa. Edelleen esitetään sähkömekaanisia muuttajia, varsinkin muuttajia akustisten pinta-aaltojen kehittämistä varten hyvin vähäisin puoliaalto-muuttaja-osin, jotka jo suhteellisen pienellä tehokkaalla sähkömekaanisella aineenkytkentäkertoimella ja suhteellisen pienellä päästövaimennuk-sella voidaan mitoittaa suurempia kaistaleveyksiä varten.

4 5,7033 Lähtien johdannossa mainittua tyyppiä olevasta sähkösuodatti-mesta, jossa on ainakin osittain piezosähköisestä aineesta oleva kappale, joka on varustettu elektrodeilla sähkömagneettisten värähtelyjen muuttamiseksi akustisiin pintavärähtelyihin ja näiden takaisin-muuttamiseksi sähkövärähtelyihin on varauduttu, ratkaistaan tämä tehtävä keksinnön mukaisesti siten, ja on keksinnölle tunnusomaista, että jokaisessa suodatinjärjestelmässä on kappaleen pintakerrokseen sovitettu välimatkan päähän toisistaan häiriökohtia pinta-aalloille, jotka häiriökohdat ulottuvat kohtisuoraan aallon leviämissuuntaa vastaan ja joiden mitat aallon etenemissuunnassa ovat pienet suhteessa pinta-aallon aallonpituuteen, ja että viereisten häiriökohtien keskinäinen etäisyys on valittu siten, että yhdessä kulloinkin välissä olevien pintaosien kanssa muodostuu resonaattori.

Erillisten resonaattorien tasaus tapahtuu edullisesti siten, että sovittamalla eritellyt häiriökohdat eri resonaattorien pintoja muodostaville osille, muuttuvat eri osien teholliset pituudet.

Tällaiset suodattimet voidaan myös muodostaa suodatinvaihteik-si siten, että kappaleen pintaa pitkin varataan vähintään kaksi toisistaan erotettua suodatinjärjestelmää, joilla on erilainen päästö-alue, joiden värähtelyherätys tapahtuu yhteisellä muuttajajärjes-telmällä ja joiden menopuolelle kulloinkin kuuluu oma muuttajajär-j estelmänsä.

Jotta tulos täyttäisi varsinkin kantoaaltotekniikassa esiintyvät korkeat vaatimukset on edullista, että erilliset resonaattorit ovat viritetyt suuruusluokaltaan suunnilleen 800 kHz olevalle reso-nanssitaajuudelle. "Suuruusluokaltaan" merkitsee tässä, että resonaattorien resonanssitaajuus on noin 600 Hz ja noin 1 MHz välillä.

Suoritusesimerkkeihin viitaten selitetään keksintö seuraa-vassa vielä lähemmin.

Piirustuksessa esittää: , 57033

O

Kuvio 1 kaaviollisesti keksinnön mukaisen suodattimen rakenteen; kuvio 2 kuvioon 1 kuuluvan sähköisen sijaiskytkentäkaavion; kuvio 3 suodatinvaihteen, käytettäessä kuvion 1 mukaisia suodattimia; kuvio 4 keksinnön mukainen sähkömekaaninen muuttaja; kuvio 5 kuvion 4 mukaiseen muuttajaan kuuluva sijaiskytkentä- kaavio; kuvio 6 keksinnön mukaisen muuttajan toinen suoritusesimerkki; kuvio 7 kuvion 6 mukaiseen muuttajaan kuuluva sähköinen sijais-kytkentäkaava.

Kuvion 1 mukainen suoritusesimerkki muodostuu kappaleesta, joka on pistekatkoviivoilla merkityillä leikkaustasoilla A ja A', - jotka ovat kohtisuorassa suorakulmion muotoista kappaletta vastaan, jaettu kolmeen osaan 5, 5’ ja 5”· Varsinaisesti suodatintoiminnan suorittava osa 5 on tällöin molempien tasojen A ja A' välissä, kun taas eteen ja jälkeen sovitetut osat 5’ vast. 5” toimivat pinta-aaltojen kehittämiseksi ja hävittämiseksi. Tätä tarkoitusta varten on välttämätöntä, että nämä osat muodostuvat piezosähköisestä aineesta, joiden pinnalle on sovitettu vähintään pari toisistaan riippumattomia elektrodeja, jotka toimivat sähkömagneettisten värähtelyjen muuttamiseksi akustisiksi pintavärähtelyiksi, vast, näiden takaisin muuttamiseksi sähkömagneettisiksi värähtelyiksi. Suoritusesimerkissä ovat nämä tunnettuun tapaan muotoiltuja kammanmuotoisia, interdigitaa-lisesti sovitettuja johtavia muodostelmia 3 ja 3’, joihin muuttaja-elementissä 5' tulojohdot 1 ja 1* ovat yhdistetyt. Aivan samalla tavalla on muuttajaelementti 5” rakennettu, joka on varustettu sähköisesti johtavilla muodostelmilla 4 ja 4f, joihin jälleen on yhdistetty tulojohdot 2 ja 2'. Jos nyt liitäntäpuristimiin 1 ja 1' johdetaan sähkömagneettinen aalto, muuttuu tämä piezosähköisestä vaikutuksesta akustiseksi pinta-aalloksi, joka elektrostriktiivisen aineen polarointisuunnan mukaan etenee ns. Bleustein-aaltona tai ns. Rayleigh-aaltona. Bleustein-aallossa tulee siirtoväliaineen pinta kuten tunnettua leikkauskuormituksen alaiseksi, kun pinta sitä vastoin tulee Rayleigh-aallolla deformoiduksi aallon harjoiksi ja aallon laaksoiksi. Koska akustinen aalto, herätyselektrodeista nähtynä etenee kappaleen pinnan molempiin suuntiin, on kumpainenkin muuttaja-elementti 5' ja 5" varustettu ns. aaltoloukulla 6, vast. 7, joka vaimentaa haluamattomaan suuntaan etenevän aalto-osan.

6 57033

Sen sijaan, että tähän saakka tunnettujen laitteiden rakenteessa on yritetty tehdä siirtoväliaineen pinta mahdollisimman yhdenmukaiseksi ja sileäksi, lähdetään keksinnössä ajatuksesta, että aineenlisäyksellä tai aineenpoistolla aineosan pinnasta ja kohtisuoraan etenemissuuntaa vastaan sovitetaan läpimeneviä tai katkonaisia, juovanmuotoisia häiriökohtia, joilla on ominaisuus heijastaa pinta-aallot halutulla tavalla. Tällöin on vain pidettävä huoli siitä, että häiriökohdan pinta-aallon etenemissuuntainen leveys on pieni suhteessa pinta-aallon aallonpituuteen. Mikäli vielä samanaikaisesti viereisten häiriöpaikkojen etäisyys on valittu siten, että kulloinkin välissä olevien pintaosien yhteydessä muodostuu värähdin, on tällaisten rakenteiden avulla mahdollista aikaansaada suodatin, joka sinänsä muodostuu mielivaltaisesta lukumäärästä värähtimiä ja jonka avulla sinänsä voidaan aikaansaada haluttu siirto-ominaiskäyrä. Ylläolevista syistä ei leikkaustasojen A, A’ välissä olevan suodatinkappaleen välttämättä tarvitse olla piezosähköistä ainetta, vaan siihen voidaan päin vastoin käyttää muitakin aineita, joilta ei vaadita, että niiden on voitava käyttää hyväksi piezosähköistä tehoa. Kun on kysymys saavuttaa suuri värähtelyhyvyys pienen lämpötilakertoimen yhteydessä, soveltuu aineeksi varsinkin kvartsilasi tai myös teräslejeerinki, jonka lämpötila-kerroin on pieni. Sellaisia teräslejeerinkejä ovat esim. kauppanimeltä Thermelast tunnetut.

Rakennettaessa tällaisia suodattimia voidaan välittömästi käyttää mikroaaltotekniikasta tunnettua teoriaa, joka esim. on esitetty W. Mumford artikkelissa "Maximally flat Filters in Wave Guides", aikakauslehdessä "Bell System Technical Journal", 27, sivut 684-713 (1948). Tämän mukaan on johto-osa, jonka pituus on 1 ja vaihe näin ollen b, jonka tulo- ja menopuolelle kulloinkin on kytketty poikit-taisläpäisyarvo jy, ekvivalentti nelinapaosaston kanssa, jonka poik-kihaaraan on sovitettu rinnakkaisresonanssipiiri. Johto-osan vaihe lasketaan tällöin yhtälön b = 2π1/λ = ηπ + arctg 2/y mukaan ja suhteellinen kaistaleveys Af/fo lasketaan yhtälöstä Af/fo = (2/b) - arcsin 2/ + 4y2.

Lähtien tästä on kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä häiriökohdat muotoiltu harjuntapaisiksi korokkeiksi, kuten esim. havaitaan häiriökohdissa K1-K3. Samalla tavalla voivat häiriökohdat myös olla muotoiltuja uran muotoisiksi syvennyksiksi, kuten esim. havaitaan häiriökohdista K4-K7, vast. K11-K13· Häiriökohta voi tällöin myös olla muotoiltu katkaistuksi käyräviivaksi kuten häiriökohta 7 57033 K13 esittää, tai voidaan häiriökohtaa varten käyttää yhdistelmää syvennyksistä ja kohoamisista, kuten häiriökohdassa K10 esitetään. Kullekin häiriökohdalle kuuluva johtokyky y yllämainitun teorian mukaan on esimerkiksi mittauksilla määrättävissä ja riippuu kunkin häiriökohdan korkeus- ja leveysmitoista. Jos nyt häiriökohtien etäisyydet mitoitetaan esitetyllä tavalla, muodostaa häiriökohtien välissä oleva pintaosa yhdessä häiriökohtien kanssa kulloinkin värähtimen, niin että kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä syntyy värähtimet R1-R10. Häiriökohdat muodostavat tällöin tavallaan kytkennän eri välillä ja tasaavat lisäksi liikuteltavan mekaanisen massan johdosta " voimajänniteanalogian tavallaan induktiivisen kytkennän poikittais- haarassa, kun sen sijaan syvennys pinta-aaltoa varten esiintyvän katkon johdosta tasaa kapasitiivisen kytkennän. Eri häiriökohdat voivat - tällöin myös esimerkiksi muodostua samasta aineesta kuin itse suoda- tinkappale ja valmistaa esim. häyrystämällä, syövyttämällä, laser- tai elektronisäteityksellä, sen mukaan, halutaanko suodatinkappaleeseen aikaansaada korotus vaiko syvennys. On myös mahdollista, jos suoda-tinkappale 5 esimerkiksi on piezosähköisestä aineesta, jonka piezo-sähköisiä ominaisuuksia ei käytetä hyväksi, kuten esim. kvartsista, valmistaa häiriökohdat höyrystämällä metallisia päällysteitä.

Ei ole myöskään välttämätöntä, että häiriökohdat ulottuvat koko pinnan yli kohtisuoraan leviämissuunnan suhteen, vaan useassa tapauksessa voi hyvin riittää, että häiriökohdat ulottuvat vain pinnan osan yli, kuten esim. havaitaan häiriökohdista K2, K6 ja Kll.

Suodattimissa, joissa kytkentäelementit on rakennettu jaettujen elementtien, siis johto-osien avulla, on toisinaan suunnittelulle merkityksellistä kytkeä eri värähtimien väliin ns. kytkentä-johtoja, ts. siis vaiheenkiertäviä elementtejä. Tällainen kytkentä-johto on kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä tasattu johto-osan ' LK89 muodossa.

Kuviossa 2 on kuvion 1 esittämän mekaanisen laitteen sijais-kytkentäkaavio kuvattu ja selvyyden vuoksi on vaikutuksiltaan samanlaiset elementit merkitty samoilla viitenumeroilla kuin kuviossa 1.

Leikkausviivojen A ja A· välissä on kuvion 2 mukaisessa sijaiskytkinkaavassa havaittavissa sähköinen nelinapa, joka on ekvivalentti aikaisemmin, kuvion 1 yhteydessä selostettujen mekaanisten osien kanssa. Tämän nelinavan muodostaa haarakytkentä, jonka pituushaaroissa on resonanssipiirit R1-R10, kun taas poikittaishaa-roissa kytkennät eri värähtelypiirien välillä on merkitty K1-K13.

Kuten jo mainittiin ovat kytkennät K1-K3 ja kytkennät K8-K9 suodatin-kappaleen pinnalle sovitettujen korokkeiden johdosta merkittävä 57033

O

induktiivisiksi kytkennöiksi, kun taas kytkennät K4-K7 sekä K11-K13 esiintyvät kapasitiivisina kytkentöinä pintaan sovitettujen syvennysten johdosta. Kytkentä K10, joka muodostuu samanaikaisesti syvennyksestä ja korokkeesta, esiintyy sijaiskytkentäkaavassa rinnakkais-värähtelypiirinä. Sijaiskytkentäkaavassa esiintyy myös resonanssi-piirien R8 ja R9 välissä oleva johto-osa LK89.

Varsinaisen mekaanisen osan eteen ja jälkeen on kytketty muuttajat W ja W, joihin tulopuristimet 1 ja 1’, vast, menopuristimet 2 ja 2· ovat sovitetut. Muuttajien eteen ja jälkeen on kytketty sähköiset päätevastukset 6 ja 7, jotka kuvion 1 mukaisessa suoritusesi-merkissä tunnetaan pinta-aaltojen aaltoloukkuna ja jotka vastaanottavat suodattimen suuntaan leviämättömän energiaosuuden pinta-aalloista. Tulopuristimien vast, menopuristimien välissä esiintyy vielä staattinen kapasitanssi Co, joka toimii muuttajaelementin herätyselektro-dien välissä. Täten viivojen A, A' ulkopuolelle piirretyt osat muodostavat siis muuttajaelementit 5' vast. 5" kuvion 1 mukaisessa suo-ritusesimerkissä, jolloin kytkennän pituushaarassa esiintyy muuttaja-elementeille vielä sarjavärähtelypiiri, koska sopivalla mitoituksella myös itse muuttajat voivat toimia värähtelypiireinä.

Vaimennusnapojen kehittämiseksi suodattimen esto-ominais-käyrässä, vast, kokonaisnapojen kehittämiseksi vaikuttamaan kulku-aikaan suodattimen päästöalueella on kuten tunnettua mahdollista yhdistää lisäksi ylikytkennällä värähtelypiirejä, jotka eivät ole välittömästi viereisiä edeltäpäin määrätyllä tavalla oikeavaiheisesti, niin että käy mahdolliseksi pienemmällä suodatinvärähdinmäärällä yksinkertaisemmalla tavalla sovittaa suodatin edeltäpäin vaadittuihin vaatimuksiin siirto-ominaiskäyrän suhteen. Sellaiset ylikytkennät on kuviossa 2 esitetyssä sähköisessä sijaiskytkentäkaaviossa merkitty viitemerkein til ja U2 ja esimerkiksi ylikytkennällä UI on värähtimet Rl ja R6, ja ylikytkennällä U2 värähtimet R2 ja R5 kulloinkin muun-taja-kytkennällä lisäksi kytketyt suodattimen poikittaishaaraan jo sovitetun kytkennän lisäksi.

Kuvion 1 mukaiseen suoritusesimerkkiin ylikytkennät UI ja U2 on mekaanisesti tasatut, järjestämällä pinta-aallolle paitsi häiriö-kohdan yli kulkevaa kytkentää lisätie ei välittömästi viereisen väräh-timen saavuttamiseksi. Tätä tarkoitusta varten on vähintään kaksi läheistä häiriökohtaa toisiinsa yhdistetyt vähintään yhdellä , akustisten aaltojen leviämissuunnassa lisäksi kulkevalla harjantapaisella korokkeella tai lisäksi kulkevalla uranmuotoisella syvennyksellä.

Niinpä on kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä esim. häiriökohdat 9 57033 K2, Kj5 ja K4 yhdistetyt toisiinsa pinta-aallon leviämissuuntaan ulottuvalla lisäkorokkeella 10, johon liittyy lisäsyvennys, joka myös kulkee leviämissuunnassa, ja yhdistää toisiinsa kytkentäkohdat K4, K5 ja K6. Tällä tavoin syntyy ohitusjohto UI, joka välittömästi vielä yhdistää värähtimet Rl ja R6 toisiinsa. Samantapaisesti on toisella uranmuotoisella syvennyksellä 11', joka myöskin kulkee pinta-aallon leviämissuunnassa, kytkentäkohdat K3, K1» ja K5 yhdistetyt toisiinsa , jolla ohitusjohto U2 on tasattu. Samoin kuin häiriökohdassa K13 voivat lisäsyvennykset, vast, -korokkeet 10, 11 ja 11' olla muodostettuja katkonaisesta viivasta, joka suhteellisen helposti on aikaansaatavissa suodatinkappaleen 5 pinnalle Laser-ammunnalla.

Kuvion 2 mukaisessa sähköisessä sijaiskytkentäkaaviossa on myös lisäksi esitetty ylikytkentä 16, jolla värähtelypiirit R7 ja RIO " ovat kytketyt toisiinsa, kiertäen välissä olevan suodatinosan. Jotta kytkennän voimakkuus voitaisiin asetella, on katkoviivoin piirretty kondensaattori 17 kytketty yhdysjohtoon, joka tarvittaessa voi olla muotoiltu kondensaattoriksi, jolla on aseteltava kapasitanssi. Tällaisia puhtaasti sähköisiä ylikytkentöjä voidaan myös toteuttaa kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä. Tätä varten tarvitaan vain, että suodatinkappaleeseen 5 järjestetään piezosähköisestä aineesta oleva osa, jossa piezosähköinen teho on käytetty ja jossa pinnalle on sovitettu lisäksi vähintään yksi elektrodipari. Kuvioon 1 on varattu kaksi tällaista osaa, jotka ovat varustetut lisäelektrodipareilla 15 ja 15'· Lisäelektrodiparilla 15 muutetaan osa pinta-aallosta takaisin sähkömagneettiseksi energiaksi. Jos elektrodiparit 15 ja 15' yhdistetään toisiinsa johdolla 16, tulee tämä energiaosa elektrodi-parissa 15' jälleen takaisinmuutetuksi pinta-aalloksi, jolla siis elektrodiparien 15 ja 15' välinen suodatinosa tulee ohitetuksi. Kytkennän voimakkuuden asettelua varten voi silloin toimia muuttuva kondensaattori 17, joka myös mahdollisesti voidaan korvata monimutkaisemmalla sähköverkolla, joka myös integroidun tekniikan tavalla voidaan yhdistää suodatinkappaleeseen 5 yhdeksi rakenneyksiköksi. Suoda-tinsuhteelle asetettujen vaatimusten mukaan ei aina ole välttämätöntä varata suodatinkappaleen 5 yhteyteen kaksia tai useampia elektrodi-pareja, vaan useassa tapauksessa voi jo riittää varata vain yksi ainoa elektrodipari, esimerkiksi elektrodipari 15 ja yhdistää tämä elektrodipari joko tulomuuttajan elektrodipariin 3, 3’ tai menomuut-tajan elektrodipariin 4, 4'. Tälläkin tavalla voidaan muodostaa lisäohitusjohtoja, jotka voivat toimia vaimennusnapojen aikaansaamiseksi suodatin-ominaiskäyrään tai kokonaisnapakohtien aikaansaamiseksi.

10 &™33

Johto-osan vaiheenmitan säätäminen häiriökohtien välillä voidaan aikaansaada lisähäiriökohdilla säädettävällä johto-osalla. Niinpä esim. häiriökohta 17* kuviossa 1 häiriökohtien Kll ja K12 välissä toimii johtovärähtimelle R9 vaaditun värähtelytaajuuden asettelua varten. Tällä menetelmällä muutetaan eri osien tehollinen pituus ja häiriökohdat 17’ voidaan juuri selostetulla tavalla sovittaa suodatinkappaleen 5 pinnalle.

Keksintökohteen edelleenkehittämisen yhteydessä on kuviossa 3 esitetty suodatinvaihde, jossa useita, toisistaan kytkettyjä suoda-tinjärjestelmiä on yhdistetty yhdeksi rakenneyksiköksi. Erilliset suodattimet voivat tällöin olla rakennettuja kuviossa 1 jo esitetyllä tavalla, jonka johdosta suodattimet 5a ja 5b kuviossa 3 vain on esitetty kaaviollisesti katkoviivoilla. Molemmille suodattimille kuuluu yhteinen tulomuuttaja 5’a, jonka tulopuristimiin 1 ja 1' sähkömagneettinen energia yhdistetään elektrodeihin ja täten muutetaan akustiseksi pinta-aalloksi. Erillisille suodattimille 5a ja 5b kuuluu kulloinkin toisistaan erilliset muuttajajärjestelmät 5"a ja 5b", joiden puristimet on merkitty 2a ja 2'a, vast. 2b ja 2b'. Eri suodattimien kytkeminen toisistaan tapahtuu pinta-aallon leviämissuuntaan ulottuvan puskurikohdan 20 yli, joka samalla tavoin kuin kuvion 1 mukaiset puekurikohdat 10, 11 vast. 11' on muotoiltu uranmuotoisiksi syvennyksiksi, harjantapaisiksi korokkeiksi tai katkonaiseksi viivaksi. Tällöin on vain huomattava, että syvennys, vastv koroke on siten muotoiltu, että saadaan riittävä erotus suodatinjärjestelmien välillä. Jos nyt mitoitetaan suodatinjärjestelmät 5a ja 5b siten, että niissä on toisistaan eroavat päästöalueet, tulee tulopuristimiin 1 ja 1’ syötetty sähkömagneettinen aalto, jolla on suhteellisen leveä taajuuskaista, halaistuksi kahdeksi, taajuuden suhteen erillisiksi osa-alueiksi, ja menopuristimista 2a ja 2'a, vast, menopuristimista 2b ja 2b' voidaan vastaanottaa kulloinkin saadut taajuuskaistat. Jos vaihde rakennetaan kuvion 3 mukaan symmetriseksi piste-katkoviivan 19 suhteen, muodostuu suodatinvaihde, jossa on neljä eritaajuista läpäisy-aluetta, jolloin samalla kuvion 1 mukaisen suoritusesimerkin muuttaja-järjestelmässä 5’ esitetty päätevastus 6 ei enää ole tarpeen. Vastaavassa suoritusesimerkin täydennyksessä kuvion 3 mukaan voidaan saavuttaa suodatinvaihde, jossa on sinänsä mielivaltainen määrä osasuo-dattimia ja täten leveän taajuuskaistan sinänsä mielivaltainen jakaminen edeltäpäin määrättyyn lukumäärään osakaistoja. Erillisten osasuodattimien käänteisellä muotoilulla voidaan tällöin tietenkin kuvion 3 mukainen vaihde käyttää usean kapean osakaistan yhdistämi- 11 57033 seksi leveäksi siirtokaistaksi. λ

Edellä selitetyissä suodattimissa voivat, sähköenergian muuttamisen mekaaniseksi värähtelyenergiaksi aikaansaavat muuttaja-elementit kuulua keskitetyistä kytkentäelementeistä muodostuviin väräh-telypiireihin, jolloin muuttajaelementtien kaistaleveys on huomattavasti suurennettavissa. Lisäksi on mahdollista alistaa muuttaja-elementeille absorboivia vastuksia, jolloin myös niiden kaistaleveys suurenee. Tämä absorberi muodostetaan edullisimmin akustisten aaltojen aaltoloukun muotoon. Tämän tapainen aaltoloukku on periaatteeltaan esimerkiksi tunnettu saksalaisesta kuulutusjulkaisusta 1 541 965· Tässä käyttötapauksessa on erikoisen edullista muotoilla absorberi kiilanmuotoisiksi lakkakerroksiksi,joiden perusviiva suunnilleen yhtyy siirtoväliaineeseen päin käännettyyn sähkömekaanisen muuttajan päähän " ja joiden kiilakärjet ovat suunnatut siirtoväliaineen suuntaan. Tällä tavoin saadaan nimittäin vakinainen, suodatinominaiskäyrää kuitenkaan muuttamaton perusvaimenus, joka tarpeen tullen voidaan tasoittaa vahvistimella.

On kuitenkin myös mahdollista välttää absorberin käyttöä. Tällöin käytetään muuttajaelementteihin ainetta, jolla verrattuna varsinaiseen suodatinaineeseen on vastaavasti pienempi hyvyys. Tämä on siten toteutettavissa, että esimerkiksi varsinainen suodatin muodostuu häiriökohdilla, värähtimiä muodostavasta kvartsimöhkäleestä tai ei-piezosähköisestä aineesta, kuten esim. kvartsilasista, kun sen sijaan muuttajaelementit muodostuu sähköstriktiivistä keramiikasta.

Selitetyllä suodattimena voidaan, sen erikoisen mitoituksen johdosta edullisesti saavuttaa, että eri värähtimien pituus on noin s**' 2 mm suuruusluokkaa. Tämä merkitsee toiselta puolen, että teknilliset vaikeudet tällaisen suodattimen valmistamiseksi ovat suhteellisen pienet ja siitä huolimatta tällä saadaan tyydyttävän pienet koko-^ naissuodattimen mitat, joka sovitettaessa vastaaviin kytkentöihin, kuten esim. integroituihin kytkentöihin, on erittäin toivottua.

Kuvion 4 mukaisessa suoritusesimerkissä on koko muuttaja merkitty viitenumerolla 25· Muuttajan 25 muodostaa suuntaissärmiön muotoinen kappale 22 piezosähköistä ainetta, jonka toiselle sivulle on sovitettu akustinen aaltoloukku 80. Kuviossa 4 on esitetty sikäli edullinen muotoilu, että mekaanisten värähtelyjen herätystä varten välttämättömät herätinelektrodit 50 ja 60 samalla on muotoiltu häiriö-kohdiksi 50 ja 50. Herätyselektrodit 50 ja 60 voivat tällöin olla sovitettuja piezosähköiselle kappaleelle 22 esim. höyrystämällä ja ovat esitetyssä suoritusesimerkissä muotoiltuja yhdensuuntaisiksi har- 12 57033 joiksi, jotka kulkevat kohtisuoraan akustisen aallon etenemissuunnan suhteen. Herätyselektrodeihin 50 ja 60 on vedetty syöttöjohdot 70 ja 70', joihin kulloinkin yhdistetään sähköinen vaihtojännite U^, joka aikaansaa virran 1^. Häiriökohtien 30 ja 40 välisellä johto-osalla 100 on vaihemitta b ja mitoitus on siten valittu, että häiriö-kohdat 30 ja 40 yhdessä niiden sulkeman mekaanisen johto-osan kanssa muodostaa akustisen värähtimen kulloinkin määrätylle käyttötaajuudelle. Tällaisilla muuttajilla voidaan herättää kaikenlaatuiset tunnetut mekaaniset värähtelyt, mutta yksinkertaisemman esityksen johdosta on piirustuksessa esitetty muuttaja akustisten pintavärähtely-jen herättämiseksi. Jos puristimiin 70, 70' yhdistetään sähköinen vaihtojännite U^, herätetään sinänsä tunnetuilla menetelmillä piezo-sähköisessä kappaleessa 22 akustinen pintavärähtely, jolla leviämis-suunnassa on voima F2 ja nopeus v2. Katkoviivoilla on tarkoitus osoittaa, että muuttaja esim. välittömästi liittyy suodattimeen.

Kuvioon 5 viitaten selostetaan nyt kuvion 4 mukaisen laitteen sähköinen toimintatapa.

Jos tarkatetaan kuvion 4 mukaista muuttajaa ilman häiriökoh-tia 30 ja 40 ja ilman akustista aaltoloukkua 80, saadaan sähköinen sijaiskytkentäkaava kuten kuviossa 5 on esitetty molempien katkoviivojen B ja B' välillä. Tämä sijaiskytkentäkaava kehitettiin jo alussa mainitussa Masonin kirjassa, ja siinä erikoisesti sivulla 238. Saadaan sähköinen kolmiportti, jossa T-kytkentä loisvastuksineen x1 pi-tuushaaroissa ja x2 poikittaishaarassa on kytketty poikittaishaaras-sa olevan muuntajan 110 kautta sähköiseen tulokytkentään. Loisvas-tuksista x^ ja x2 muodostuva T-kytkentä muodostaa tällöin sijais-kytkentäkaavion akustiselle johdolle 100 (vert. kuvio 4). Puristimissa 70 ja 70' esiintyvät sähköiset tulosuureet on merkitty ja 1^, kun taas menosuureet, kuten F2 ja v2 ovat merkityt kuten kuviossa 4. Muuntajan 110 muuntosuhde on l:u ja sähköisessä tulopiirissä on vielä poikittaiskapasitanssi CQ, joka tasaa muuntajan staattisen kapasitanssin. Sijaiskytkentäkaavan johdannaisesta havaitaan tulo-pituus-haarassa vielä kondensaattori, jonka suuruus on -CQ. Tunnetun laskentamenetelmän mukaan saadaan tällöin muuntosuhteelle u ja loisvas-tuksille x^ ja x2 yhtälöissä (1) - (3) esitetyt arvot: ,/2C vZ* u=k|/-°- (!)

Ao 13 57033 x1=Z tan |· η (2) x2= iinVr, (3) Tällöin merkitsee v pinta-aaltojen etenemisnopeutta ja Z pin-ta-aaltovastusta, joka samalla toimii mekaanisena vertailuvastuksena laskuyhtälöissä. Suure 1/ωο0ο on sähköinen vertailuvastus, K on taas aluksi mainittu tehollinen sähkömekaaninen ainekytkentäkerroin ja n = f/fQ on vertailutaajuuteen ί*0=ν/λ0=ωο/2π normaloitu taajuusmuuttu-ja.

Jotta nyt häiriökohdat 30 ja 40 yhdessä välillä olevan johdon 100 kanssa muodostaisivat akustisen värähtimen, on aivan yleisesti yhtälön (4) mukainen mitoitus välttämätön.

b=imr-arctan 2x (4)

Kuviossa 4 esitetylle erikoistapaukselle tulee m=l ja täten a=b ja saadaan halutulle suhteelliselle kaistaleveydelle B yhtälöstä (5) otettavissa olevat häiriökohtien x suhteet.

x« \f πΒ' (5) Sähköisessä sijaiskytkentäkaavassa kuvion 5 mukaan havaitaan kuvion 4 mekaanista laitetta vastaten muuttajan sisältämät häiriökohdat jx, jotka myös ovat merkityt sulkeissa olevilla numeroilla 30 ja 40. Edelleen havaitaan myös aaltoloukku 80 päätevastuksena Z, " joka absorboi haluttua leviämissuuntaa vastaan etenevät mekaaniset aallot. Kulloisillekin häiriökohdille kuuluva loisvastus x on yllämainitun yhtälön mukaisesti saatavissa mittauksella ja riippuu kulloisenkin häiriökohdan korkeus- ja leveysmitoista.

Kuvion 4 mukaisessa suoritusesimerkissä ovat häiriökohdat 30 ja 40 muotoiltu harjantapaisiksi korokkeiksi, josta syystä kuvion 5 mukaisessa sähköisessä sijaiskytkentäkaaviossa esiintyy induktiivinen häiriö, vastaten voima-jännite-analogiaa. Ei ole aivan välttämätöntä muotoilla häiriökohdat korokkeiksi, vaan sen sijaan toinen voi olla uranmuotoinen syvennys, vast, molemmat häiriökohdat voivat olla muodostetut uranmuotoisiksi syvennyksiksi. Uranmuotoiset syvennykset esiintyy silloin voima-jännite-analogian mukaisesti kondensaattoreina sijaiskytkentäkaavan poikittaishaarassa. Valmistus-teknillisesti voi usein olla edullista käyttää uranmuotoisen syven- 1Ί S7033 nyksen tai harjanmuotoisen korokkeen sijaan vain katkoviivaa häiriö-kohtana. Tämä viiva voi tällöin esim. olla muotoiltu pisteriviksi, joka suhteellisen yksinkertaisesti on sovitettavissa laserin avulla piezosähköiseen kappaleeseen 22.

Myöskin on mahdollista samalla tavalla poistaa ainetta har-janmuotoisesta korokkeesta, joten siis voidaan aikaansaada häiriö-kohdan jx hienosäätö.

Kuvion 4 suoritusesimerkissä on koko muuttaja 25 siten muotoiltu, että häiriökohdat 30 ja 40 vain rajoittavat muuttajan, jonka pituus on noin puoli aaltopituutta. Useissa puoliaaltomuuttajissa esiintyy läpäisyvaimennus aQ lukumäärältään likipitäen n:ssä puoli-aalto-muuttajassa, jotka ovat kahden samanlaisen häiriökohdan jx välissä, yhtälön (6) mukaan: a i In + i In ( 1+(^^-)2 [2( n-( 1- )| 2 1 (6) o 2 2nK2 2 ^ 4χ2 l πη J j jos <x2 «1 ja η2π2·(η-1)2« 1.

Suhteellinen kaistaleveys B on tällöin B _ 4x^1 (7) nir ja pienin läpäisyvaimennus muuttajalle, jossa n puoliaalto-muuttajaa on suljettu häiriökohtien jx väliin, on: β _ 1 πχ2 . 1 , π2Β et * In η · ττ Xn ° ? 2nK2 2 8-K2 jolloin n merkitsee vertailutaajuutta f/f0· Häiriökohdan heijastus-kerroin on Γ = -rs=T7 1+j V πΒ1 mikäli johto häiriökohdan takana on päätetty heijastusvapaasti.

Kuten yhtälö (6) esittää, voidaan siis keksinnön mukaisessa muuttajassa, kaistaleveyden ollessa esim. 10 kHz, keskitaajuuden ollessa 1 MHz ja tehollinen sähkömekaaninen aineenkytkentäkerroin K=5 %> saavuttaa vain 7 dB vaimennus, ts. sähkömekaanisen suodattimen tulo- ja menomuuttajan yhteinen läpäisyvaimennus on vain 14 dB.

15 57033

Ei ole välttämätöntä, että häiriökohdat sulkevat väliinsä vain yhden muuttajan, eikä myöskään ole välttämätöntä, että häiriö-kohdat (30 ja 40 kuviossa 4) samanaikaisesti muotoillaan herätys-elektrodeiksi, vaan herätyselektrodien ja häiriökohtien väliin voidaan sovittaa vielä johto-osa. Teknillisesti tämä on varsinkin silloin edullista, kun häiriökohdat ovat muotoiltuja katkoviivoiksi tai uranmuotoisiksi syvennyksiksi, koska herätyselektrodien sovitus tässä tapauksessa helpottuu. Vastaava suoritusesimerkki on esitetty kuviossa 6, jonka sähköinen sijaiskytkentäkaavio on esitetty kuviossa 7. Parempaa yleiskäsitystä varten ovat myös kuvioissa 6 ja 7 samantoi-' miset elementit merkityt samoilla viitemerkeillä, vast, heittomer keillä varustetuilla, kuvioissa 4 ja 5 olevilla vastaavilla viite-merkeillä, niin että siinä annetut selitykset välittömästi myös sovel-_ tuvat kuviossa 6 esitetylle suoritusesimerkille, vast, sen sähköi selle sijaiskytkentäkaavalle.

Kuvion 6 suoritusesimerkin mukaan ovat häiriökohdat 30' ja 40’ muotoiltuja uranmuotoisiksi syvennyksiksi, jotka taas sisällyttävät johto-osan 100 vaiheenmittoineen b. Vaiheenmitan b laskemiseksi voidaan suoraan käyttää yhtälöä (4). Tällöin on varattu kaksi muuttajaa herätyselektrodeineen 50 ja 50', vast. 60, jotka kukin ovat sovitetut suunnilleen puolen aaltopituuden etäisyydelle toisistaan, joka vaihemitassa esiintyy vaiheena π . Herätyselektrodin 50 ja häiriökohdan 30’ välille, vast, herätyselektrodin 50' ja häiriökohdan 40' välille on kulloinkin varattu johto-osa, jonka pituus on 120, vast. 120’, jonka aaltovastus on Z. Yksinkertaisimmassa tapauksessa valitaan johtopituudet 120 ja 120’ yhtä pitkiksi, joka ei kuitenkaan ole välttämätöntä. Paitsi kuvion 4 yhteydessä jo mainittua mahdollisuutta antaa myös kuvion 6 mukaisessa esimerkissä häiriökohtien 30' ja 40' yhtyä herätyselektrodeihin 50 ja 50’, on vielä olemassa mahdollisuus pitkin herätyselektrodia 60 varata häiriökohta, vast, jo esitetyllä tavalla sovittaa herätyselektrodi 60 niin paksuna, että se tietoisesti toimii häiriökohtana akustisia aaltoja varten. Sama pitää paikkansa myös herätyselektrodien 50 ja 50' suhteen ja samalla tavalla pitää myös paikkansa useamman kuin kahden puoliaaltomuuttajan sovittaminen, mikä tavallaan toimii tällaisten muuttajien ketju-kytkentänä.

Edullisesti muodostetaan muuttajan käsittävät häiriökohdat siten, että niiden heijastusvaikutukset ovat yhtä suuret. Sähköistä sijaiskytkentäkaavaa varten tämä merkitsee, että loisvastusten jx absoluuttinen suuruus on yhtä suuri, ts. toinen häiriökohta voi 16 57033 olla kokonaan induktiivinen ja toinen häiriökohta kapasitiivinen. Elleivät häiriökohdat 30 ja 40, vast. 30' ja 40' ole heijastusvaikutukseltaan täysin samanlaiset, ei kokonaisvaikutustapa periaatteellisesti muutu, vaan esiintyy vain eroavaisuuden mukaan yhtälön (6) suhteen suurempi perusvalmennus. Toisistaan eriäviksi valitaan häiriökohdat silloin, kun muuttajan 25 jälkeen on kytketty toinen akustinen laite ja aallon edistymissuunnassa oleva häiriökohta 40 vast. 40' sisältyy tähän lisälaitteeseen.

Kuviossa 7 esitettyä sähköistä sijaiskytkentäkaavaa varten, jolle yhtälöiden (2), (3) ja (4) mukaan suhteet α#π ja m=4 pitää paikkansa, esiintyvät muuttajat molempien sähköisten tulo-osien rinnakkaiskytkentänä, jolloin kuviossa 6 vastakkaisilla nuolilla esitetty toisiaan seuraavien muuttajien 50 ja 60, vast. 50’ ja 60 vastavaiheinen herätys esiintyy johdonristeilynä. Uranmuotoisiksi syvennyksiksi muodostetut häiriökohdat 30' ja 40' esiintyvät mainitulla tavalla kapasitiivisina loisvastuksina, joita kulloinkin rinnan kytketyt muuttajat yhdessä johto-osien 120 ja 120' kanssa ympäröivät.

Claims (16)

1. Sähkösuodatin, jossa on pintavärähtelyjä suorittava kappale, joka on varustettu ainakin yhdellä suodatinjärjestelmällä, kunkin järjestelmän käsittäessä piezosähköiset muuttajaelementit elektro-deineen sähkömagneettisten värähtelyjen muuttamiseksi akustisiksi pintavärähtelyiksi ja näiden takaisinmuuttamiseksi sähkömagneettisiksi värähtelyiksi, tunnettu siitä, että jokaisessa suoda-tinjärjestelmässä on kappaleen (5) pintakerrokseen sovitettu välimatkan päähän toisistaan häiriökohtia (K1-K13) pinta-aalloille, jotka häiriökohdat ulottuvat kohtisuoraan aallon leviämissuuntaa vastaan ja joiden mitat aallon etenemissuunnassa ovat pienet suhteessa pinta-aallon aallonpituuteen, ja että viereisten häiriökohtien (esim. K3, K4) keskinäinen etäisyys on valittu siten, että yhdessä kulloinkin välissä olevien pintaosien kanssa muodostuu resonaattori (esim. R3).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että häiriökohdat ovat muotoiltuja uranmuotoisiksi syvennyksiksi (K4-K7J K11-K13).

3· Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että häiriökohdat ovat muotoiltuja harjanmuotoisiksi korokkeiksi (K1-K3; K8, K9).

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että häiriökohdat on muotoiltu katkoviivoiksi (K13).

5· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, - tunnettu siitä, että ainakin yksi häiriökohdista (K10) muo dostuu syvennyksestä ja korokkeesta.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että ainakin yksi häiriökohdista (esim. K2, K6, Kll) ulottuu vain pinta-alan osan yli.

7- Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että kaksi viereistä häiriökohtaa (esim. K2, K3, K1!; K3» K^, K5) on vähintään yhden akustisen aallon leviämis-suunnassa kulkevan toisen harjanmuotoisen korokkeen (10) tai toisen uranmuotoisen syvennyksen (11, 11') kautta toistensa yhteydessä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että toinen koroke (10), vast, toinen syvennys (11, 11') on muotoiltu katkoviivaksi.

9· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että pintaan on sovitettu lisäksi ainakin 18 57033 yksi elektrodipari (15) > joka on sähkönjohtavasti yhdistetty sisäänmeno- tai ulostulopuolen muuttaja-elektrodeihin (3, 3'i 4, 4') tai vähintään toiseen lisäelektrodipariin (15*)·

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että eri elektrodiparien johtoliitokseen (16) on kytketty sähköverkko (17).

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että vähintään yksi johto-osa on muotoiltu kytkentäjohdoksi (LK89).

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että pitkin kappaleen pintaa on sovitettu vähintään kaksi toisistaan erotettua suodatinjärjestelmää (5a, 5b), joilla on eri läpäisyalue, joiden värähtelyherätys tapahtuu yhteisellä muuttajajärjestelmällä (5'a) ja joiden ulostulopuolelle kulloinkin kuuluu oma muuttajajärjestelmä (5"a, 5b").

13· Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suodatin, tunnettu siitä, että eri resonaattorit ovat viritetyt 800 kHz suuruusluokkaa olevalle resonanssitaajuudelle.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että muuttajaelementteihin liittyy tiivistetyistä kytken-täelementeistä muodostetut värähtelypiirit.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen suodatin, tunnet-t u siitä, että muuttaja-elementteihin on kytketty absorberi-vas-tukset.

16. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen suodatin, tunnet-t u siitä, että muuttaja-olementteihin käytetyllä piezosähköisellä aineella on pienempi hyvyys kuin varsinaiseen suodattimeen käytetyllä aineella.