NO136017B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår akustiske overflatebolger

og apparatur for sådanne bolger. Uttrykket "akustiske overflatebolger" vil i det folgende bli brukt slik at det omfatter såvel akustiske grenseflatebolger som akustiske overflate-

bølger .

Anvendelse av akustiske overflatebolger foreslås nå for

stadig flere formål innen elektronikken, og filtere og forsinkelseslinjer for akustiske overflatebolger vil sannsynligvis finne viktige anvendelser i fremtiden. Sådanne innretninger omfatter som oftest en omformer for utsendelse av akustiske overflatebolger langs en forut bestemt bane, som kan utgjores av en overflate eller grenseflate for materialer hvori det kan forplantes akustiske overflatebølger, men behover ikke å ha noen spesiell utformning og begrensning; samt minst en ytterligere omformer for detektering av de akustiske overflatebølger og frembringelse av elektriske signaler i avhengighet av disse bolger. De omformere som vanligvis anvendes, omfatter kamlignende elektroder, hvis tenner står i inngrep med hverandre. Hvis sådanne elektroder er anbragt på et piezo-elektrisk material,

vil påtrykning av elektriske vekselstrdmsignaler av en passende frekvens over elektrodene kunne bevirke forplantning av en akustisk overflatebølge vinkelrett på tennene i de nevnte kamlignende elektroder. Likeledes vil en tilfort akustisk overflatebølge vinkelrett på nevnte tenner indusere et tilsvarende elektrisk vekselstromsignal mellom elektrodene. Det er også

kjent at sådanne omformere også kan arbeide effektivt på et elektrostriktivt material, hvis et elektrisk forspenningsfelt

påtrykkes materialet under omformerne. Nevnte omformere kan være utformet for å gi en filter-virkning.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe midler for kobling av akustiske overflatebolger på en slik måte at en onsket andel eller praktisk talt hele energien i en akustisk overflatebolge i et forste område kan overfores til akustiske overflatebolger i et annet område.Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi utformningen av forskjellige nye anordninger som omfatter en eller flere sådanne koblingsinnretninger og utgjor komponenter med praktisk anvendbare egenskaper, idet nevnte anordninger kan anvendes enten for å oppnå nye eller forbedrete tekniske virkninger eller som alternativer til kjente elektroniske komponenter.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således en anordning for akustiske overflatebolger og som omfatter et forste og et annet område av et material hvori det kan forplantes akustiske overflatebolger samt en koblingsinnretning sammensatt av flere trådformede ledere, idet oppfinnelsens særtrekk består i at koblingsinnretningens trådformede ledere er anordnet innbyrdes adskilt samt elektrisk isolert fra hverandre og strekker seg hvér især over i det minste en del av såvel det forste som det annet område for å frembringe innbyrdes påvirkning mellom akustiske overflatebolger som forplanter seg på tvers av

nevnte trådformede ledere i henhv. det forste og det annet område.

Overflatebolger som forplantes på tvers av de trådformete

ledere i det annet område, ved hjelp av elektriske vekselstrom-signaler indusert i nevnte ledere. Nevnte material kan være et piezo-elektrisk material, i hvilket tilfelle koblingsinnretningen ganske enkelt kan utgj ores av en rekke trådformete ledere som strekker seg over det forste område i en retning vinkelrett på forplantningsretningen for de akustiske overflatebolger i dette område, samt videre strekker seg over det annet område i en retning vinkelrett på forplantningsretningen

for de akustiske overflatebolger i dette område. De trådformete elektriske ledere behover ikke å ha noen innbyrdes elektrisk kontaktforbindelse.

Alternativt kan nevnte material være et elektro-striktivt material/ i hvilket tilfelle koblingsinnretningen også må omfatte midler for påtrykning av et- elektrisk rforspenningsfelt på materialet under de trådformete ledere i nevnte forste og annet område. Anordninger som anvender elektrostriktivt material på lignende måte er blitt nærmere beskrevet i britisk patenskrift nr. 1.330.142.

Som en annen alternativ koblingsinnretning kan det anvendes elektromotorisk virkning. I dette tilfelle er de trådformete ledere innbyrdes forbundet ved sine ender for dannelse av sluttede kretser, og midler er anordnet for opprettholdelse av et magnetisk felt vinkelrett på vedkommende trådformete ledere over hver av de områder hvori innbyrdes påvirkning skal opprettes.

Som et ytterligere alternativ, kan koblingsinnretningen utnytte den magnetostriktive effekt. I dette tilfelle må nevnte material være et magnetostriktivt material av en sådan art som ikke kortslutter de elektriske signaler som induseres i de trådformete ledere, mens disse ledere er innbyrdes forbundet ved sine ender for dannelse av sluttede kretser og midler er anordnet for å påtrykke et magnetisk forspenningsfelt på materialet i nevnte forste og annet område.

Anordningen kan utformes på overflaten av et hvilket som helst stykke av et passende material, eller på et tynt lag av et anvendbart material påfbrt et substrat. Anordningen kan også være utformet på et hvilket som helst substrat hvori det kan forplantes akustiske overflatebolger, og med en tynn film av passende material for å oppnå den onskede koblingsvirkning, anordnet på substratet bare over de områder hvor nevnte

koblingsvirkning onskes.

Anordningen kan være dekket med en film eller et lag

av beskyttelsesmaterial, således at den overflate hvorpå

lederne er anordnet, tildekkes. Et hvert beskyttelses-

material som vil bevirke vesentlig demping av de akustiske overflate-bølger, bor omsorgsfullt unnvikes.

Koblingsinnretningen kan være anordnet for innbyrdes

sammenkobling av akustiske overflatebolger som opptrer i

to områder av en enkelt forplantningsbane for sådanne bolger,

eller for innbyrdes sammenkobling av akustiske overflate-

bølger som opptrer i hvert sitt område av to adskilte forplantningsbaner for akustiske overflatebølger, og som

ikke behover å være av samme bredde, skjont kobling meilom forplantningsbaner av samme bredde gir maksimal effektivi-

tet.

Forbindelsesavsnitt av de trådformete ledere kan være

anordnet over et material som absoberer eller hvori ikke akustiske overflatebolger kan forplantes; idet dette

material med fordel kan utgjores av et materialstykke med

lav dielektrisitetskonstant.

Den enkleste og foretrukkete koblingsform er- den piezo-elektriske kobling. De forklarende beskrivelser som vil bli gitt i det folgende vil referere seg til utforelser med piezo-elektrisk kobling, hvilket vil si utforelser med minst et lag av piezo-elektrisk material eller et tykkere stykke

av sådant material over eller under hver av vedkommende

.omformere og områder hvori elektroakustisk--kobling skal

finne sted; hvis det da ikke spesielt henvises til en annen koblingsform. Det bor imidlertid være klart at det .

i de fleste tilfeller kan opprettes tilsvarende strukturer for anvendelse av ovenfor beskrevne, alternative koblings-

former.

Forskjellige utforelseseksempler for oppfinnelsen ved anvendelse

av piezo-elektriske koblingsinnretninger vil nå bli beskrevet under henvisning til -de vedfoyde tegninger, hvori:

Fig. 1 er en planskisse av en koblingsinnretning innrettet for å overfore akustisk bblgeenergi fra en forplantningsbane til en nærliggende forplantningsbane på samme substrat, Fig. 2 er en planskisse av en koblingsinnretning innrettet for å overfore akustisk bolgeenergi fra en forplantningsbane for dannelse av konvergente akustiske overflatebolger i en nærliggende forplantningsbane på samme substrat, Fig. 3 er en planskisse av en kobler innrettet for å overfore energien i en akustisk overflatebølge på et substrat til et nærliggende substrat, ' Fig. h er en planskisse av en kobler innrettet for deling av akustisk bolgeeffekt mellom to adskilte forplantningsbaner, for opprettelse av akustiske overflatebolger med 90° innbyrdes faseforskyvning i de to baner, Fig. 5 er en planskisse av en stråleomkobler for akustiske overflatebølger og innrettet for å frembringe en akustisk overflate-bølge i den ene eller den annen av to utgangsbaner, avhengig av fortegnet for en 90° innbyrdes faseforskyvning på inngangssiden, Fig. 6 og 7 er skjematiske planskisser av alternative stråle-konsentratorer for akustiske overflatebolger, og innrettet for å frembringe akustiske overflatebolger med liten strålebredde, Fig. 8 er en planskisse av en forgceningskrets for akustiske overflatebølger, Fig. 9 og 10 er planskisser a/ alternative forsinkelseslinjer for akustiske overflatebolger og forsynt med avtapninger, Fig. 11 og 12 er planskisser av bredbåndete banevekslere for akustiske overf latebolger-, Fig. 13 er en planskisse av en resonator eller resirkulerende forsinkelseslinje for akustiske overflatebølger og med to banevekslere, Fig. 1<*>+ er .en planskisse av en forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger og med vinkelkoblere, Fig. 15 er en planskisse av en foldet forsinkelseslinje for akustiske overflatebølger, Fig. 16 og 17 er planskisser av alternative bredbåndete ensrettete omformere for akustiske overflatebølger, Fig. 18 er en planskisse av en reflektor for akustiske overflatebolger, Fig. 19 er.en planskisse for en alternativ utførelse av en bane-veksler for akustiske overflatebølger, Fig. 20 er en planskisse av en ensrettet omformer for akustiske overflatebølger, Fig. 21 er en planskisse for en forsinkelseslinje for akustiske overflatebølger og med avtapninger,

Fig. 22 er en skjematisk fremstilling for å lette forklaringen

av virkemåten for den avtappete forsinkelseslinje for akustiske overflatebølger i fig. 21, Fig. 23 er en planskisse av en forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger , og som omfatter midler for undertrykkelse av tredjegangs forplantning av signalene langs vedkommende bane, Fig. 2h er en planskisse for en reflekterende forsinkelseslinje for akustiske overflatebølger,

Fig. 25 er en planskisse for en forsterkende baneveksler,

Fig. 26 er en planskisse av et retningsfilter,

Fig. 27 er en planskisse av en variabel retningskobler,

Fig. 28 er et koblingsskjerna for et omformer-arrangement -innrettet for utsendelse av akustiske overflatebolger alternativt i symmetrisk eller anti-symmetrisk modus, Fig. 29 er et diagram som illustrerer alternative omformer-arrangement for utsendelse av akustiske overflatebølger i anti-symmetrisk modus, Fig. 30 er en skjematisk planskisse av en anti-symmetrisk stråledeler som påtrykkes et signal i anti-symmetrisk modus, Fig. 31 er en skjematisk planskisse av den anti-symmetriske stråledeler i fig. 30■påtrykt et signal i symmetrisk modus, Fig.. 32 og 33 er planskisser av koblertilpasninger innrettet for å redusere vilkårlige refleksjoner, Fig. 3^ er en planskisse av en lys-styrt kobler for akustiske overflatebølger, Fig. 35 er en planskisse av en elektrisk styrt kobler for akustiske overflatebølger, Fig. 36 er et koblingsskjema av en del av den kobler som er vist i fig. 35, Fig. 37 er en perspektivskisse av en elektronisk komponent i koblingsskjemaet i fig. 36) °g Fig. 38 og 39 er henholdsvis en planskisse og et koblingsskjema for en alternativ elektrisk styrt akustisk overflatebblgekobler. Fig. 1 viser en planskisse av en kobler innrettet for å overfore akustiske overflatebolger fra en forplantningsbane A til en nærliggende parallell forplantningsbane B på ett og samme substrat 1. Det akustiske overflatebolgesubstrat 1 kan være et piezo-elektrisk material som for eksempel kvarts, litium-niobat eller litium-germanat, en tynn film av aluminium-nitrid påfort et ikke-piezo-elektrisk enkrystall-substrat, eller en tynn film av piezo-elektrisk material, f.eks. sinkoksyd sputret på et ikke-piezo-elektrisk, amorft substrat, f.eks. glass. Alternativt kan de forskjellige viste omformere og koblerelementer være utformet på et ikke-piezo-elektrisk substrat (f.eks. glass) hvori det kan forplantes akustiske overflatebolger og som er forsynt med en tynn film av piezo-elektrisk material, f.eks. sinkoksyd sputret eller på annen måte påfort over eller under omformerne og koblingselementene for å oke deres effektivitet. En omformer 3 med kamlignende elektroder., hvis tenner står i inngrep med hverandre, er anordnet på substratet 1 i passende stilling for utsendelse av akustiske overflatebolger.langs forplantningsbanen A. En akustisk overflatebolgekobler 5 er anbragt på substratet 1. Kobleren 5 utgjores av flere pådampede trådformete ledere, som hver har en lengde .på 2b og er anbragt innbyrdes adskilt og parallelt 'samt i rett vinkel med forplantningsbanene A og B. Den stiplete linje S angir en symmetrilinje som skjærer kobleren 5 på midten og strekker seg.parallelt med banene A og B. De trådformete ledere i kobleren 5 kan være adskilt ved like store mellomrom, monotont varierende mellomrom eller mellomrom hvis bredde varierer på en h/ilken som helst regulær eller vilkårlig måte. En annen kamomformer av ovenfor angitt type er dannet på substratet 1 ovenpå forplantningsbanen B, nær den ende av banen B som ligger lengst fra omformeren 3- Omformerne 3 °S 5 er forsynt med vanlige elektriske forbindelser (ikke vist) med ytre kretser, men de trådformete ledere i kobleren 5-behover nbdvendigvis ikke å være forsynt med elektriske forbindelser, og bor være elektrisk isolert fra hverandre. Det bor bemerkes at fig.-1 og de bvrige planskisser er skjematisk opptegnet, således at de ikke gjor noe forsbk på å vise bredden av hver trådformet leder eller det påkreveté antall sådanne ledere med noen grad av noyaktighet.

Det er funnet at når akustiske overflatebolger er koblet til

en rekke trådformete ledere som strekker seg på tvers av forplantningsbanen for vedkommende overflatebolger, opprettet elektriske felt mellom nærliggende ledere, således at disse felt i sin tur kan indusere akustiske overflatebolger i en h/ ilken som helst annen forplantningsbane for sådanne bolger og som krysses av vedkommende rekke av trådformete ledere. I den enkleste utforelse av en sådan rekke, som er angitt i kobleren 5? virker de to halvdeler av rekken på motsatte sider av symmetrilinjen S som sammenkoblede strukturer, og vil ha en tendens til å utveksle energi mellom bolger som forplanter seg under hver sin halvdel av kobleren.

Denne virkning kan forklares ved hjelp av cen teori at akustiske overflatebolger kan forplante seg i piezo-elektrisk material under en rekke av trådformete ledere på tvers av forplantningsretningen, i to hovedmoder, nemlig en symmetrisk modus og en anti-symmetrisk modus. I den symmetriske modus er bolgene under begge halvdeler av rekken i innbyrdes fase og deres amplityde er konstant over hele bredden av tråd-rekken. I den anti-symmetriske modus er signalene under de to halvdeler av rekken av samme amplityde, men er i innbyrdes motfase. Hvis en bolge i antisymmetrisk modus kombineres med en bolge i symmetrisk modus og med samme amplityde, vil resultatet bli en akustisk overflate-bølge under bare den ene halvdel av trådrekken, idet de to moder vil oppheve hverandre under den annen halvdel. Ved eksitering av en akustisk overflatebølge som ankommer bare under den ene halvdel av trådrekken, vil denne være likt fordelt mellom den symmetriske og den anti-symmetriske modus. Bolgen i den anti-symmetriske .modus vil imidlertid bevirke at det flyter strømmer langs de trådformete ledere, og denne bolgemodus vil derfor forplante seg langsommere, enn den symmetriske modus. Faseforholdet mellom den symmetriske og den anti-symmetriske modus vil derfor forandre seg suksessivt etter som signalene forplanter seg fremover", og dette har en virkning som tilsvarer energioverføring fra nevnte akustiske overflatebølge som ankommer langs forplantningsbanen A under den ene halvdel av kobleren, til en ny akustisk overflatebølge i forplantningsbane B under den annen halvdel av kobleren. Når begge bolger har forplantet seg en avstand som heretter vil bli

kalt L og er tilstrekkelig for å frembringe faseforskyvning på

TT radianer mellom signalene i henholdsvis den symmetriske og anti-symmetriske modus, vil praktisk talt hele den bølgeenergi som opprinnelig forplantet seg langs banen A bli overfort til forplantningsbanen B. Hvis trådrekken strekker seg videre langs forplantningsbanene og bolgene tillates å uhindret fortsette sin forplantning en ytterligere avstand L langs banene, vil, hvis det bortsees fra-effekttap i banene, praktisk talt all energi bli overfort tilbake til bane A. Av dette folger at for å overfore energi, fra den akustiske overflatebølge i bane A til bane B, må kobleren 5 strekke seg over en avstand L (eller et odde multipel av L) i forplantningsretningen for bolgene. Lengden L kan i det minste tilnærmet beregnes på folgende måte når det gjelder en kobler med jevnt fordelte ledere på piezo-elektrisk material-

hvor - 9 = a <J d/s ,

Npp.er antallet påkrevete ledere for å gi maksimal energi-overføring,

( jJ er vinkelfrekvensen,

d er mellomrommet mellom senterlinjene for nærliggende,

trådformete ledere,

s er forplantningshastigheten for de akustiske overflatebolger,

K er den elektromekaniske koblingskonstant, samt

F og a er faktorer avhengig av vedkommende "material.og forholdet mellom de trådformete lederes tykkelse og deres innbyrdes mellomrom.

For Y-skåret litium-niobat med ledere Uke brede som deres innbyrdes mellomrom, og anordnet for forplantning av de akustiske overflatebolger parallelt med krystallets Z-akse, er a = 0,75 og F = 0,85.

Under de samme betingelser vil de generelle egenskaper for en kobler med N tråder være angitt'ved en sprednings-matrise M:

Denne koblingsvirkning kan finne sted over et bredt frekvens-område, som begrenses av en grensefrekvens som opptrer når mellomrommet mellom lederne blir omtrent lik en halv bølgelengde for de akustiske bolger i vedkommende material. Formlene ovenfor gjelder ikke i stop-båndet bortenfor grensefrekvensen. Bånd-bredden kan okes ved ulik eller vilkårlig fordeling av lederne.

I et sådant tilfelle bor formlen for Np modifiseres litt, men

vil fremdeles gjelde tilnærmet. L vil være lik NT ganger det midlere mellomrom mellom lederne.

Når elektrostriktiv kobling eller kobling med motoreffekt anvendes, vil systemkonstantene være anderledes. I det elektrostriktive tilfelle vil konstantene være funksjoner av det påtrykte forspenningsfelt.

Koblingsvirkningen for trådrekken vil bare bli lite forandret

hvis banen er krum eller de virksomme deler av rekken er innbyrdes adskilt, hvilket vil si at de trådformete ledere er forsynt med avsnitt som bare tjener som elektriske sammenkoblinger mellom de deler av trådrekken som henholdsvis befinner seg over det forste og det annet område. En fullstendig energioverføring er imidlertid bare mulig hvis den virksomme bredde av banen A er lik den virksomme bredde av banen B (det antas at banene er av samme material. Hvis de to baner er av ulik bredde, må en modifisert teori anvendes og lignende, men mindre gode resultater oppnås.

I noen av de.anordning som vil bli beskrevet i det folgende,

er det gunstig at de midlere deler av de trådformete ledere har liten eller ingen kobling til det substrat hvorpå de er anordnet. Sådanne avsnitt vil i det folgende bli kalt forbindelsesavsnitt eller C-avsnitt.

Det er forskjellige måter å oppnå dette på. En fremgangsmåte som er anvendbar på et anisotropisk substrat er å utfore anordningen slik at den elektromekaniske koblingskonstant er stor i forplant-ningsretningene for de akustiske overflatebolger, sammenlignet med denne konstants verdi i retninger perpendikulært på C-avsnittene.

Alternativt vil det være mulig å utfore anordningen slik at K er null under C-avsnittene. Det er f.eks. mulig å utfore visse piezo-elektriske keramikk-substrater med utvalgte områder uten

■piezo-elektrisk kobling.

En annen, alternativ fremgangsmåte baserer,seg på utilpasset hastighetsforhold mellom akustiske overflatebolger som frembringes under C-avsnitt. Sådan mistilpasning kan skrive seg fra aniso-tropi i krystallet eller kan oppnås ved innstilling av mellomrommet mellom trådene i C-avsnittene.

Alternativt kan C-avsnittene være påfort over stykker av silisiumoksyd eller annet ikke-piezo-elektrisk material -med lav dielektrisitetskonstant, idet nevnte stykker i seg selv er påfort substratet.

For ytterligere isolasjon kan stykkene med lav dielektrisitetskonstant være påfort ovenpå en metallfilm på substratet. Dette skjermer substratet mot de elektriske felt mellom de trådformete ledere.

Disse avsnitt av lederne som bare gjor teneste som elektriske forbindelser, vil uungåelig utgjore en kapasitiy belastning på kobleren. Denne ekstra belastning kan motvirkes ved okning av antallet ledere i kobleren, og full kompensasjon er mulig ved anvendelse av denne teknikk. Vedkommende belastning kan imidlertid også reduseres ved anvendelse av stykker av silisiumoksyd under vedkommende avsnitt av lederne, hvilket ytterligere vil frembringe den gunstige virkning at koblingen mellom lederne og substratet reduseres, slik som angitt ovenfor.

Uansett koblerens lengde vil symbolet L anvendes for å angi den lengde som medforer maksimal energioverføring fra en forplantningsbane til en annen. Med andre ord vil den lengde som heretter betegnes med L også omfatte enhver ekstra lengde som er nodvendig i vedkommende tilfelle, på grunn av virkningen av den kapasitive belastning som er beskrevet ovenfor. Uttrykket "kobler med full lengde" vil i det folgende bli anvendt for å betegne en kobler med lengde L.

Det er mulig å utfore en kobler slik at den tilforte energi i

en bane fordeles likt mellom to utgangsbaner, og dette krever en lengde på en halv L. Koblere som er utfort på denne måte vil i det folgende bli kalt 3dB-koblere..

Det er også mulig å utfore en kobler av passende lengde til å overfore en hvilken som helst onsket andel av den tilforte energi til en annen forplantningsbane. Koblere som er utfort for å overfore en andel på mindre enn halvdelen av den tilforte energi til en annen bane vil heretter bli kalt del-koblere.

Fig. 2 er en planskisse av en anordning som omfatter en kobler 6, innrettet for å overfore akustiske overflatebolger fra en parallell-bane A til en nærliggende konvergent bane på samme substrat. Denne kobler er av samme art som kobleren 5 i fig. 1» bortsett fra at de deler av de trådformete ledere som krysser banen B er gitt krumninger som tilsvarer en rekke av sirkelbuer med et felles sentrum 0. På et anisotropt substrat kan det være bedre å anvende kurver som ikke har sirkulær form, idet akustiske bolger vil genereres i retninger perpendikulært på lederne. : Virkemåten for denne anordning er som folger. Akustiske overflatebolger utsendt langs bane A fra omformeren 3 oppretter elektriske

felt mellom nærliggende trådformete leder i kobleren 6, og disse felt overfores til de sirkulære deler av lederne. Dette bevirker generering av akustiske overflatebolger som forplanter seg langs banen B i retning vinkelrett på sirkelbuene, således at de frembragte akustiske overflatebolger vil konvergere mot fokus i punktet 0. Et fint fokus kan oppnås i punktet 0 ved passende valg av kurveformer for trådene over banen B. En anvendelse for en kobler av denne type er for tilforsel av akustiske overflatebolger til en bolgeleder (ikke vist) for sådanne bolger og tilkoblet punktet 0.

De to virksomme områder som er sammenkoblet ved hjelp av en

kobler av den type som er beskrevet ovenfor, behover ikke å befinne seg på samme substrat, så lenge lederne over det ene område er hensiktsmessig forbundet med tilsvarende ledere over det annet område. Fig. 3 viser en planskisse av en anordning som omfatter en flertrådskobler montert for å overfore akustisk overflate-bolgeenergi fra et substrat til et annet. Anordningen omfatter en forste kam-omformer 9 påfort et forste substrat 11 for forplantning av akustiske overflatebolger, samt en.annen kam-omf ormer 13 anordnet på et annet substiat 15 innrettet for forplantning av akustiske overflatebolger. Substratene 11 og 15

er montert i nærheten av hverandre (f.eks. ved feste til en felles'basis) og en flertrådskobler 17 av full lengde er dannet tvers over substratene 11 og 15?.mellom omformerne 9 og 13. Hvis substratet 15 er av samme art som substratet 11 på alle-måter,

må avstanden mellom lederne på begge-substrater være den samme,

men ellers kan det være nodvendig å anordne forskjellige mellom-

rom og lengden b vil ikke være den samme over hver av forplantningsbanene på de to substrater.

Fig. h er en planskisse av en anordning som omfatter en kobler 19 innrettet for å dele den mottatte akustiske overflatebolge-effekt mellom to utgangsbaner og- med 90° faseforskjell. Dette er en halvlengde- eller 3dB-kobler. En tredje kam-omformer 21 er påfort substratet 1 ved den ende av banen A som ligger lengst fra omformeren 3.

Anordningens virkemåte er som folger. Akustiske overflatebolger utsendes langs banen A av omformeren 3« Betegnelsen a^ representerer amplityden av disse bolger. Når bolgene når'-, kobleren 19» fordeles deres energi med like verdier mellom den symmetriske og den anti-symmetriske modus. Bolgene vil således forplante seg-som et signal i symmetrisk modus og amplityde ia^ pluss et signal i anti-symmetrisk modus og likeledes med aplityde -g-a^. De to modussignaler starter i fase med hverandre ved forkanten av kobleren 19 i bane A. I bane B vil signalet i anti-symmetrisk modus være like stort som signalet i symmetrisk modus, men ha motsatt fase. Lengden av 3dB-kobleren 19 er nettopp tilstrekkelig til å bevirke at det anti-symmetriske modussignal kommer til å ligge etter den symmetriske modus med en fase på TT/2 radianer, når signalene når bakkanten av kobleren.

De resulterende akustiske bolger som forlater kobleren langas' henholdsvis bane A og bane B vil således begge ha amplityder lik a^/"V2, idet bolgen i forplantningsbanen B vil ligge foran bolgen i banen A med en faseforskjell på 17/2 radianer. Bolgen i bane A detekteres og omformes til elektriske signaler ved hjelp av omformeren 21, og bolgen i bane B detekteres og omformes til elektriske signaler ved hjelp av omformeren 7.

Fig. 5 er en planskisse av en stråleomkobler for en akustiske overflatebølge og innrettet for å frembringe en utgangsbolge langs den ene eller den annen av to forplantningsbaner, i avhengighet av fortegnet for den foreliggende 90° faseforskjell mellom de to inngangssignaler. Denne stråleomkobler ligner innretningen i fig. <!>+, men er utstyrt med en fjerde kam-omf ormer 23, påfort - substratet 1 nær den ende av banen B som ligger lengst fra omformeren 7-

Stråleomformeren virker på folgende måte. Det antas at omformerne

3 og 23 frembringer signaler med amplityder på henholdsvis a^ og 9- 22' kobleren 19 virker slik under innflytelse av signalet a^ at det frembringes signaler ned amplityde a^AV 2~ i både bane A og bane B,- idet signalet i bane B ligger foran signalet i bane A med en faseforskjell på Tf /2 radianer. På samme måte vil signalet ag-^ påvirke kobleren 19 tii å frembringe signaler i bane A og bane B, begge med amplityde lik ag-^/Y 2^" men signalet i bane A vil ligge foran signalet i den annen bane med en faseforskjell på ff/2 radianer. Hvis nå de opprinnelige signaler a^ og a^ har samme amplityder, men 90° innbyrdes f asef orskjell, vil de resulterende utgangssignaler fra kobleren 19 oppheve hverandre i den ene eller den ånnen av de to baner, i avhengighet av om signalet fra omformeren 3 ligger foran eller etter signalet fra omformeren 23 i fase. Det avgitte utgangssignal fra omkobleren kan således kobles om fra omformeren 21 til omformeren 7 og vice-versa, ved hjelp av reversering av den foreliggende 90° fasefor skjell mellom de signaler som tilfores henholdsvis fra omformeren 3 °g fra omformeren 23.

Fig. 6 er en skjematisk planskisse av en akustisk bolgebredde-konsentrator innrettet for å frembringe en smal stråle av akustiske overflatebolger på utgangssiden. Et akustisk overflatebolgesubstrat 23 danner to forplantningsbaner A og B av samme bredde på motsatte sider av en linje S. En kilde 25 for akustiske overflatebolger og av bredde 2b er anordnet på substratet 33. f°r utsendelse av akustiske overflatebolger både langs banen A og banen B. En flertrådskobler 35 av halv lengde er anordnet på substratet 33 f°r å dekke både bane A og bane B. En mottager-anordning 37 er påfort substratet 33 i bane B på motsatt side a'v kobleren 35 i forhold til kilden '25. Anordningen er utfort slik at de signaler som når frem til kobleren 35 langs henholdsvis bane A og bane B er av samme amplityde, men har 90° innbyrdes faseforskjell. Dette kan oppnås på hvilken som helst av fire alternative måter, som nå vil bli beskrevet.

Den forste fremgangsmåte for å sikre 90° faseforskjell mellom vedkommende signaler er å senke eller oke forplantningshastigheten for akustiske overflatebolger langs en av banene,- ved å anbringe et stykke av passende material, f.eks. et metall, som har-elastiske egenskaper forskjellige fra de tilsvarende egenskaper for substratmaterialet, på en av banene.

Den annen fremgangsmåte går ut på å la kilden 25 bestå av to omformere, som er innbyrdes forskjovet i forhold til hverandre med en avstand som tilsvarer en kvart bolgelengde for de akustiske overflatebolger.

Den tredje fremgangsmåte går ut på å la kilden 25 bestå"av to omformere i samme avstand fra kobleren 35? men drevet av elektriske signaler med 90° innbyrdes faseforskjell.

Den fjerde fremgangsmåte går ut på å utfore kobleren 35 med en knekk på hver leder således at den ene halvdel av kobleren effektivt forskyves en kvart akustisk bolgelengde langs forplantningsretningen, slik som vist i fig. 7 som vil bli beskrevet senere.

Ved hver av disse fremgangsmåter sikres det at de signaler som

når kobleren 35 langs bane B ligger Tf/2 radianer foran de signaler som når kobleren 35 langs bane A. Ved en innbyrdes påvirkning av den type som er beskrevet under henvisning til fig. h, vil kobleren 35 effektivt konsentrere den bolgeenergi som innlednings-vis forplantes både langs bane A og bane B, til å danne en enkelt bolge langs bane B på utgangssiden av kobleren 3.5-

Det vil være innlysende at flere bredde-konsentratorer kan kobles

i kaskade etter hverandre, således at bredden av den akustiske . overflatebølge nedsettes til det halve i hvert trinn. Fig. 7 viser således en tre-trinns bredde-konsentrator som omfatter tre koblere ^•3?<*>+5 og k- 7. Hver -av disse koblere er forsynt med en trinnfor-skyvning på midten av hver av koblerens trådformete ledere. Blokken ^-1 representerer en kilde, og blokken ^9 representerer en mottager for akustiske overflatebolger. Mottageren ^-9 kan være en kobler eller en omformer, eller eventuelt en bolgeleder for akustiske overflatebolger.

Ved suksessive breddenedsettelser som beskrevet ovenfor, vil i

det vesentlige all energi fra den brede kilde <*>f1 bli konsentrert til en bane med bare en-åttendedel av bredden for kilden ^1.

Denne anordning vil arbeide likegodt i motsatt retning, som en bredde-utvider, hvis ^9 er en smal kilde og *+1 -en bred mottager. Hovedanvendelsen for en sådan anordning er tilpasning av akustiske impedanser.

Fig. 8 er en planskisse av en kobler-anordning innrettet for å virke som en .forgreningskrets. Forgreningskretser er kjent både for lavfrekvensutstyr (i form av induktive kretser) og for mikrobolgeutstyr (i form av T-formete bolge-lederf orbindelser),

men det er vanskelig å fremskaffe en hensiktsmessig og praktisk utforelse av en elektrisk forgreningskrets innrettet for å

arbeide i de meget brukte mellomliggende frekvensområder. Forgreningskretser for akustiske overflatebolger- burde være meget anvendbare og hensiktsmessige i disse frekvensområder, der rent elektriske eller elektromagnetiske forgreningskretser er uhensikts-messige eller upraktiske.

Fig. 8 viser de samme komponenter som i fig. 5, bortsett fra at halvlengde-kobleren 19 er utfort med et forskyvningstrinn på

en kvart-bolgelengde i midtpartiet på hver av koblerens ledere, hvorved det oppnås en forskyvning av halvparten av kobleren 19 i forhold til den annen halvdel, med en avstand som er lik en kvart bolgelengde for de akustiske overflatebolger, således at når bolger utsendes i innbyrdes fase langs de to baner A og B, vil bolgene i bane A nå den forste leder i kobleren 19 TT/2 radianer for bolgene i bane B.

Når signaler i samme fase og med amplityder henholdsvis a^ og a^ forplantes fra omformerne 3 °g 23, vil hver av signalene a^ og a^ oppdeles for dannelse av signaler med samme amplityde i de to baner A og B på utgangssiden av kobleren 19. Fasen for bidraget

av signalet a^ til utgangssignalet langs bane A i et plan P på utgangssiden av kobleren 19, vil bli tatt som referanse.- I forhold tildette signal vil fasen av bidraget av signalet' a^-til utgangssignalet langs bane B bli fremskyndet 7T/2 radianer ved hjelp av trinnforskyvningene i kobleren 19, samt fremskyndet ytterligere

Tf/2 radianer ved hjelp, av koblervirkningen. Bidraget fra signalet ag-^ "til bane B vil være i fase med referansesignalet. Bidraget fra signalet a^ til utgangssignalet langs bane A vil

bli tilbakestilt eller forsinket 77/2 radianer ved hjelp av trinnforskyvningene i kobleren, men fremskyndingen på TT/2 radianer som bevirkes av kobleren, vil eksakt kompensere for dette. Utgangssignalet i bane A er således en summering av signalene a^

og a2^5 men i bane B vil signalbidraget fra signalet a^ bli invertert og det resulterende utgangssignal vil være differansen

mellom signalene a-^ og &23* Denne anordning vil således danne en forgreningskrets hvori omformerne 3 °S 23 utgjor inngangs-portene, mens omformerne 21 og 7 henholdsvis utgjor summerings-porten og differanseporten.

Fig. 9 er en planskisse av en forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger og som er forsynt med avtapninger. Et substrat 63 for akustiske overflatebolger har en symmetrilinje S mellom to forplantningsbaner A, B som begge har en bredde b på hver sin side av linjen S. En kam-omformer 65 med tenner som griper inn i hverandre og en bredde b er påfort på substratet 63 i hensiktsmessig stilling for utsendelse av akustiske overflatebolger langs banen A. En rekke delbolgekoblere 67a, 67b, 67c av samme art som kobleren 5 i fig. 1» men med et mindre antall ledere, er anbragt på substratet 63. En kam-omformer 69 er påfort substratet 63 i forplantningsbanen A på motsatt side av koblerne 67a, 67b,

67c i forhold til kam-omformeren 65. Andre kam-omformere 71a, 71b, 71c av samme art som de ovenfor nevnte, er anordnet på substratet 63 i bane B bortenfor hver sin av koblerne 67a, 67b, 67c, regnet fra omformeren 65. Noen stykker av passende akustisk absorberende material 72a, 72b, 72c er plassert i bane B mellom omkoblerne 71a, 71b -, 71c.

Anordningen virker på folgende måte. Akustiske overflatebolger

som utsendes langs banen A ved hjelp av omformeren 65 mottas av omformeren 69 etter en forsinkelse som tilsvarer den tid (fet tar for akustiske overflatebolger å vandre langs bane A mellom-omformeren 65 og omformeren 69, på samme måte som ved en konvensjonell forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger. Etter som de akustiske overflatebolger passerer koblerne 67a, 67b, 67c, overforer imidlertid hver kobler en del av den mottatte bolgeenergi til bane B, således at denne overforte energi vil bli detektert og omformet til et elektrisk utgangssignal fra.den nærmest liggende av omformerne 71a, 71b, 71c. De absorberende stykker tølper til å redusere vilkårlige signaler. Den gjenværende energi i bane A vil frembringe et signal ved den borteste omformer 69. Lengdene av forplantningsbanen mellom omformer 65 og hver av omformerne 71a, 71b, Tic bestemmer de relevante forsinkelsesperioder,

Fig. 10 er en planskisse av en alternativ utfbrelse av en avtåppet forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger. Denne avtappete forsinkelseslinje ligner forsinkelseslinjen i fig. 9, bortsett fra at del-koblerne 67a, 67b, 67c med rette ledere er erstattet av delkoblere 73a, 73b, 73c med avboyde ledere for å rette utgangsbolgene fra de respektive koblere i en viss vinkel i forhold til bane A. Utgangsomkoblerne 75a, 75b, 75c er anbragt for å motta utgangsbolgene fra koblerne henholdsvis 73a, 73b, 73c. Dette arrangement utgjor et middel for nedsetning av den akustiske bølgeenergi som reflekteres av omformerne, og som kan danne vilkårlige signaler i tidligere omformere. Koblere av den type som her er beskrevet, kan også anvendes som modus-diskriminatorer, siden de er meget fblsomme for akustiske overflatebolger, men forholdsvis ufolsomme for bolger som forplantes innvendig i ' materialet. Hvis således for eksempel omformeren 3 i fig. 1

■frembringer ubnskete akustiske bolger innvendig i materialet, kan kobleren 5, som har full lengde, anvendes for ganske enkelt å utskille den akustiske overflatebølge, som vil bli overfort til bane B, mens den bolge som 'forplanter seg innvendig i materialet, vil være forholdsvis upåvirket av kobleren 5 og fortsette langs bane A. Sådanne koblere kan også anvendes på lignende måte for å diskriminere mellom forskjellige akustiske overflatebolge-moder som kan opptre når de akustiske bolger forplanter seg i en tynn materialfilm på et substrat av et annet material.

Fig. 11 er en planskisse av en bredbåndet kobler 79 som gjor tjeneste som bane-veksler og er anbragt på et'substrat 77 for akustiske overflatebolger. Baneveksleren 77 utgjbr.es av flere J-formete ledere, anbragt innenfor hverandre på en sådan måte at alle ledere forlbper rett og innbyrdes parallelt ved en ende som utgjor en forste forplantningsbane A for akustiske overflatebolger, mens alle lederne likeledes er rette og innbyrdes parallelle også ved den annen ende, som danner en annen forplantningsbane B for akustiske overflatebolger. Lengden av baneveksleren:over begge akustiske overflatebblgebaner er L. De to forplantningsbaner for akustiske overflatebolger er innbyrdes parallelle, men på grunn av ledernes krumning og at de er anordnet innenfor hverandre,

vil rekkefblgen av lederne i en bane være omvendt i forhold til rekkefblgen i den annen bane. Hvis substratet 77 er utfort av

et anisotropt piezo-elektrisk material, vil det være mulig å utfore anordningen slik at ledernes retning i alle andre deler av den banevekslende-kobler 79, hvor lederne er innbyrdes parallelle, er sådan at retningen vinkelrett på disse deler tilsvarer den piezo-elektrisk inaktive retning, således at ingen vesentlig akustisk overflatebølge vil kunne forplante seg i vedkommende retning. Virkemåten for den banevekslende kobler er som folger. Akustiske overflatebolger som faller inn mot baneveksleren 79 i den forste forplantningsbane A for akustiske overflatebolger bevirker opprettelse av elektriske felt mellom de nærliggende ledere. Disse felt overfores fra den nevnte forste forplantningsbane A til den annen forplantningsbane B for akustiske overflatebolger. Siden rekkefblgen av lederne over de nevnte to forplantningsbaner er innbyrdes motsatt på grunn av utformningen av de 'ledere som utgjor baneveksleren 79, vil den akustiske overflatebølge som utsendes langs den annen forplantningsbane B vandre i motsatt retning i forhold til den opprinnelige akustiske overflatebølge i den forste bane A. Kobleren 79 kan således anvendes for å overfore energi fra bane A til bane B slik som angitt ved stiplete piler i fig. 11, eller i motsatt retning som antydet ved fullt opptrukne piler.

Fig. 12 er en planskisse av en alternativ baneveksler for akustiske overflatebolger og som omfatter en alternativ utformning for å forhindre utsendelse av akustiske overflatebolger fra de deler av baneveksleren som befinner seg mellom dens aktive endeavsnitt. Substratet 77 er &v glass eller et annet elastisk, ikke-piezo-elektrisk material, hvorpå de J-formete ledere som utgjor kobleren 79 er anbragt. En tynn film 81 av piezo-elektrisk material som f.eks. sinkoksyd er sputret eller på annen måte anbragt over lederne ved den ende av baneveksleren 79 hvor de krysser forplantningsbane A, mens en tynn film 83 av sinkoksyd likeledes er sputret eller på annen måte påfbrt over lederne ved den ende av kobleren 79 hvor lederne krysser bane B. Det ef bare i de områder som er dekket av de piezo-elektriske filmer 81

og 83 som det kan opprettes kobling mellom akustiske overflate-bølger og elektriske felt, således at akustiske overflatebolger bare utsendes og detekteres i disse områder, mens de bvrige deler

av lederne i kobleren 79 bare gjor tjeneste som elektriske ledere.

Fig. 13 er en planskisse av en akustisk overflatebolgeresonator eller resirkulerende forsinkelseslinje, som omfatter to banevekslende koblere som heretter vil bli betegnet som banevekslere. De to banevekslere 85 og 87 av samme form som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 11 og.12, er påfort et substrat 89 på sådan måte at de to akustiske f orplantningsbaner C og D som sammenkobles av baneveksleren 85, er de samme to forplantningsbaner som er innbyrdes sammenkoblet ved hjelp av baneveksleren 87.

En del-kobler 8k- med flere ledere er anbragt for kobling av bane

C til en annen bane E, hvorpå det er plassert to omformere 86 og 88 på hver sin side av kobleren 8h.

Anordningens virkemåte er som folger. Energien i de akustiske overflatebolger som utsendes fra omformeren 86, overfores delvis til bane C av kobleren 8<>>+. Den akustiske overflatebølge som således forplanter seg langs bane C er koblet til bane D ved hjelp av baneveksleren 87, samt koblet tilbake til bane C ved hjelp av baneveksleren 85. Anordningen utgjor en resonator med en svingeperiode lik den kombinerte forsinkelse i bane C og bane D, idet signalet tilfort den sloyfe som utgjøres av banene C og D såmt banevekslerne 85 og 87 kan forplantes rundt sloyfen et storre eller mindre antall ganger. Hver gang signalene passerer kobleren 8<*>f overfores en andel av deres energi til omformeren 88 av kobleren'8^. Det bor bemerkes at det er den korte lengde av delkobleren 8^ som gjor at anordningen virker som en resonator. Hvis denne delkobler ble erstattet av en kobler av full lengde, ville resonatoren bli en forsinkelseslinje, idet all den bølge-energi som opprinnelig utsendes fra omformeren 86 ville bli tilbakeført til bane C av banevekslerne og deretter fullstendig

. uttrukket av kobleren 86 etter en enkelt forplantning langs forsinkelseslinjen. Fig. 1<*>f er en planskisse av en f orsinkelseslinje "for akustiske overflatebolger med koblere som danner en vinkel. Et substrat 91 for akustiske overfitebolger er påfort tre vinkelkoblere 93? 95 og 97 i full lengde og anbragt ved hvert'sitt hjbrne av en

likesidet trekant, idet det hele er således anordnet at hver vinkelkobler vil motta akustiske overflatebolger fra en av de ovrige vinkelkoblere, samt viderefore nevnte bolger i retning av den

tredje vinkelkobler. Forbindelsesdelene for vinkelkoblerne 93,

95 og 97 er montert over stykker av silisiumoksyd, henholdsvis 9<*>+, 96 og 98, for derved å minimalisere koblingen mellom substratet 91 og de deler av koblerne 93, 95 og 97 som ikke anvendes for mottagelse eller utsendelse av akustiske overflatebolger. I seg selv utgjor dette koblerarrangement en akustisk overflatebolgeresonator av triangulær form, men en fjerde vinkelkobler 99 er anordnet for tilforsel av akustiske overflatebolger

til forsinkelseslinjen og kobling av sådanne bolger ut fra linjen. Vinkelkobleren 99 mates av en forste kam-omformer 101 og mater

selv en annen kam-omformer 103.

Virkemåten av anordningen er som folger. Akustiske overflatebolger utsendt fra kam-omformeren 101 mottas av vinkelkobleren 99 og fores av denne inn i trekantkretsen. Bolgene mottas av vinkelkobleren 93 og overfores av denne til vinkelkoblerne 95 og 97 i rekkefolge. Akustiske overflatebolger utsendt fr,a _vinkelkobleren 97 mottas atter av vinkelkobleren 99 og utsendes fra denne i retning av kam-omformeren 103. På denne måte oppnås en forsinkelseslinje med en forsinkelsestid lik den samlete banelengde mellom omformerne 101 og 103 via vinkelkoblerne 99,

93, 95, 97 samt tilbake til 99. Det bor bemerkes at kobleren 99

som utgjor en sterk kobling på grunn av at den er av full lengde, virker slik at anordningen fungerer som en forsinkelseslinje.

Hvis denne kobler ble erstattet med en del-kobler som ikke er

av full lengde, ville forsinkelseslinjen bli en resonator hvori hvert tilfort signal kunne vandre flere ganger rundt kretsen.

Ved anvendelse av vinkelkoblere., kan også lengere foldete forsinkelseslinjer anordnes på forholdsvis små materialstrimler.

Fig. 15 er en planskisse av en sådan foldet akustisk forsinkelseslinje. I denne figuren er ikke de benyttete vinkelkoblere vist og bare den foldete bane for de akustiske overflatebolger er angitt, idet denne er opptegnet i en meget mindre målestokk enn i de ovrige skisser. Banen utgj-ores av en rekke. triangelbaner som hver overlapper nabobanen til en viss grad, for derved å oppnå

en lang samlet banelengde på et forholdsvis lite substrat.

Fig. 16 er en planskisse av en bredbåndet, ensrettet omformer,

for akustiske overflatebolger. En kam-omformer 105 og en .

kobler 109 for akustiske overflatebolger er påfort et piezo-elektrisk substrat 107. Kobleren 109 utgjores av flere U-formete ledende tråder med lange parallelle avsnitt ved sine ytter-ender, idet trådene er anbragt innenfor hverandre således at kobleren 109 i seg selv blir U-formet. Kam-omformeren 105 er anbragt mellom sidegrenene av den U-formete kobler 109,•således at nevnte lange parallelle avsnitt av de ledere som utgjor kobleren 109, er av samme lengde og parallelt anordnet med tennene i kam-omformeren 105. Kobleren 109 er plassert slik i forhold til midtlinjen gjennom kam-omformeren 105 at akustiske overflatebolger som utsendes av omformeren 105 og vandrer i innbyrdes motsatte retninger vil nå innerkantene på de innerste ledere i kobleren 109 méd en innbyrdes faseforskjell på 90°. Dette kan oppnås ved plassering av kam-omformeren 105 på en slik måte at dens tenner anbringes symmetrisk om en linje som ligger en-åttendedels akustisk bolgelengde forskjovet til siden for symmetriaksen for kobleren 109. Hver side av. kobleren 109 har en bredde lik den halve overforingslengde L, hvilket vil si at kobleren 109 er eh foldet kobler av halv overforingslengde.

Anordningens virkemåte er som folger. De akustiske overflatebolger som utsendes fra omformeren 105 i begge retninger når de innerste tråder for kobleren 109 med 90° innbyrdes f asef or skjell,, således at kobleren 109 virker på samme måte som omformeren 35 i fig. 6. Akustiske overflatebolger vil således bare utsendes fra det ene rette avsnitt av kobleren 109. Omformeren vil således ha en retningsvirkning og bare utsende signaler fra den side av U-formen som mottar det signal som ligger forst i fase.

Fig. 17 er en planskisse av en alternativ utforelse av en bredbåndet, ensrettet omformer for akustiske overflatebolger. Likesom den omformer som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig.

16, er en kam-omformer 105 og en kobler 111 for akustiske overflatebolger påfort et substrat 107 for sådanne overflatebolger. Kobleren

111 utgjores av flere avlange U-formete ledere med lange parallelle deler langs motstående sider, idet vedkommende ledere er anbragt innenfor hverandre, således at kobleren 111 i seg selv også blir 0-formet. Omformeren 105 er plassert innenfor kobleren 111 likesom omformeren 105 i fig. 16 var plassert mellom grenene i kobleren 109.

Denne anordning virker på samme måte som anordningen i fig. 16, men hver av de rette avsnitt på en leder i kobleren 111 er forbundet med det tilsvarende rette avsnitt på motsatt side av kobleren 111 over to ledningsavsnitt i stedet for ett. Dette danner strombaner med mindre motstand og reduserer de ugunstige virkninger av et uonsket brudd i en leder. En ulempe er det imidlertid at storre lederlenger er påkrevet, og dette medforer en stbrre kapasitiv belastning på kobleren 111.

Koblere med retningsvirkning av den type som er vist i fig. 16 eller fig. 17 kan med fordel erstatte de enkle kam-omformere som er vist i flere av de ovenfor beskrevne anordninger, og kan f.eks. anvendes i stedet for omformerne 3, 23, 21 og 7 i forgreningskretsen i fig. 8.

Fig. 18 er en planskisse av en bolgereflektor 113 for. akustiske overflatebolger og påfort et substrat 115 for sådanne bolger. Reflektoren utgjores av en foldet 3dB-kobler, stoTt sett lik kobleren 109 i fig. 16, bortsett fra at det ikke foreligger noe gap mellom de to grener av vedkommende U-form. Virkemåten for denne reflektor er som folger. Den kan betraktes som en halv-lengde-kobler (av samme art som kobleren 19 i fig. h) som er boyd tilbake mot seg selv. Akustiske overflatebolger som faller inn mot halvlengde-kobleren 19 langs banen A frembringer to akustiske utgangssignaler av samme amplityde, men med 90° faseforskjell. I kobleren 113 vil disse to bolger bli tilfort hver sin av de innbyrdes motstående grener av U-formen. Kobleren vil derfor effektivt befinne, seg i en lignende situasjon som kobleren i fig. 5, idet dens to halvdeler mottar like signaler med innbyrdes faseforskjell på 90°. Det avgis således en utgangsbolge fra bare den ene halvside, og i den-foldete utfbrelse ifig.'l8- reflekteres utgangsbolgen i motsatt retning av den innfallende bolge. Anordningen virker derfor som en effektiv reflektor for akustiske overflatebolger.

Fig. 19 er en planskisse av en alternativ utfbrelse av en bane-veksler for akustiske overflatebolger. Et substrat 119 for akustiske overflatebolger har en symmetrilinje S mellom to innbyrdes nærliggende forplantningsbaner A og B som begge har en bredde B. En halvlengde-kobler 117 er anbragt tvers over de to baner A og B, og to reflektorer for akustiske overflatebolger 121 og 122 av den type som er vist i fig. 18, er påfort henholdsvis bane A og bane B, begge på samme side av kobleren 117.

Virkemåten for baneveksleren i fig. 19 er en kombinasjon av de virkninger som er beskrevet i forbindelse med fig. fig. 5 og fig. 18. Når et akustisk overflatesignal når frem til kobleren

117 i bane A, vil kobleren 117? som virker på samme måte som kobleren 19 i fig. ^, effektivt dele opp den innfallende energi mellom to bolger som forplanter seg fra hver sin halvdel av kobleren 117 på dennes utgangsside. De to reflektorer 121 og 122 kaster tilbake disse to bolger til de respektive halvdeler av kobleren 117. Kobleren 117 vil nå befinne seg i tilsvarende situasjon som kobleren 19 i fig. 5? som mottar signaler med innbyrdes faseforskjell på 90°, og derfor avgir et utgangssignal i den bane som mottar signalet med ledende fase. Det signal som mottas av baneveksleren 79 i bane A kastes således effektivt tilbake langs bane B og anordningen kan likegodt virke i omvendt retning, hvorved et akustisk overflatebolgesignal fra bane B reflekteres langs bane A. Anordningen utgjor således faktisk en bane^-vekslende reflektor.

Fig. 20 er en planskisse av en annen form for ensrettet omformer for' akustiske overflatebolger. En kam-omformér 123 av bredde •5-b og som er påfort et substrat 1 2h for akustiske overflatebolger, er koblet til en forplantningsbane A for sådanne bolger ved hjelp - av en kobler 125 av full lengde. Kobleren 125 utgjores av flere J-formete ledere som hver har to rette innbyrdes parallelle

armer av ulik lengde. Disse ledere ér anbragt innenfor hverandre

på en slik måte at kobleren 125 i seg selv får en J-form. Den korteste arm av J-formen loper parallelt med tennene i kam-omf ormeren. 123, men når ikke frem til banen A. Banen A har en bredde på b og overlapper ikke omformeren 123. Den lengste arm i J-formen forloper tvers over hele bredden av banen A i rett vinkel med denne. Omformeren 123 er plassert slik at akustiske overflatebolger som utsendes fra omformeren 123 i motsatte retninger vil nå frem til den innerste leder i kobleren 125 i samme fase.

Kobleren 125 er hovedsakelig lik den grunnleggende kobler 5 i fig. 1, bortsett fra at den ene halvdel er foldet tilbake mot seg selv. Skjont arrangementet ser forskjellig ut i den utstrekning det gjelder virkemåten for kobleren, eksiteres den på samme måte som kobleren i fig. 1, og idet foreliggende kobler er av full lengde overforer den i det vesentlig hele sin inngangsenergi til den annen side av sin annen halvdel. Signalene fra koblerens ytter-leder overfores derfor bare til bane A.

Kobleren i fig. 20 kan like godt anvendes for mottagelse av akustiske overflatebolger som faller inn langs bane A mot den ytterste leder av kobleren 125. Omformeren .123 vil ikke motta akustiske overflatebolger som faller inn mot den innerste leder i kobleren 125. Den ensrettete folsomhet for dette arrangement gjor det anvendbart i mange anordninger.

Hvis omformeren 123 utelates, vil kobleren 125 virke som en reflektor for akustiske overflatebolger som faller inn mot ytter-.lederen i kobleren 125, men den vil ha en tendens til å dele opp de overflatebolger som faller inn mot den "innerste leder i kobleren 125 i to bolgetog som forplantes i innbyrdes motsatte retninger fra den foldete del av kobleren.

De krumme deler av kobleren 125, og som ikke krysser banen A eller banen for de akustiske overflatebolger som utsendes eller mottas av omformeren 123 er fortrinnsvis utfort som forbindelsesavsnitt på den måte som er angitt ovenfor.

Fig. 21 er en planskisse av en forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger' og forsynt med avtapninger.. Et substrat 126

for akustiske overflatebolger er forsynt med en kam-omformer 127 anbragt for utsendelse av akustiske overflatebolger langs en bane A av bredde b. Substratet 126 er også forsynt med flere forsinkelseslinjeavtapninger som omfatter flere koblere, hvorav bare en kobler 128 er vist. Kobleren 128 er en modifisert utforelse av den kobler 125 som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 20, idet den avviker fra førstnevnte kobler på to vesentlig punkter som er av spesiell betydning fa? foreliggende anvendelse. For det forste er kobleren 128 plassert for å overfore en viss energimengde til en kam-omformer 129 av bredde b (i stedet for bredden -g-b) og som, er plassert i en f orplantningsbane B

parallelt med og nær bane A. For det annet er kobleren 128 en del-kobler. De deler av kobleren som ikke krysser hverken bane A eller bane B, er utfort som forbindelsesavsnitt på den måte som er beskrevet ovenfor.

Ved forsinkelseslinjen i fig. 21 mottas akustiske overflatebolger utsendt langs bane A av omformeren 127 etter forskjellige

forsinkelsestider ved forskjellige avtapningspunkter langs linjen, f.eks. den avtapning som dmfatter kobleren 128. Hver avtapning 3'kal bare trekke ut en liten del av den energi som forplantes langs linjen, for at det skal være igjen tilstrekkelig bolgeenergi for etterfølgende uttrekning ved påfolgende•avtapninger. ■ Kobleren 128 kan betraktes som en foldet kobler, som hvis den rettes ut, ville være ekvivalent med en kobler 128' for kobling av bolger fra en smal bane A til en bane B', dobbelt så bred som bane A. De-tte er vist i fig. 22. En sådan kobler kan ikke utfores for å oppnå fullstendig energioverføring, men det bor huskes at avtapninger fra en .forsinkelseslinje ikke er innrettet for å trekke ut hele den energi som forplantes langs linjen.

Det er imidlertid mulig og hensiktsmessig å trekke ut et signal med et nivå på f.eks. 20 dB mindre enn nivået av det signal som utsendes fra omformeren 127. Signalene over hele bredden av den brede, bane B<1> (fig. 22) utsendes i innbyrdes fase mot omformeren 129, således at denne omformer 129 vil motta et signal 3 dB hbyere enn den ville ha mottatt fra en enkel kobler av samme lengde, slik som angitt i fig. 8. Dette arrangement er også fordelaktig fordi det gjor det mulig å trekke ut den onskede energimengde ved hjelp av en kobler med færre ledere enn vedkommende sammen-lignbare enkle kobler.

Det vil være mulig å trekke ut mer effekt fra omformere av samme type som omformeren 129, ved avstemning på kjent måte ved hjelp av en serie-induktans for opprettelse av en serie-resonantkrets,

idet omformeren i seg selv utgjor en kapasitet. Dette ekstra effektuttak skjer på bekostning av effekt som normalt ikke absorberes av omformeren, og ikke på bekostning av den effekt som forplantes langs forsinkelseslinjen.

Avtapningene langs forsinkelseslinjen kan være utformet for å muliggjore avboyning av omformerne bort fra bolgefronten for de akustiske overflatebolger som vandrer langs forsinkelseslinjen,

på samme måte som vinkelavtapninger for forsinkelseslinjer beskrevet under henvisning til fig. 9.

En viktig egenskap for forsinkelseslinjeavtapninger som kombinasjonen av kobler 128 og omformer 129, er at de er ensrettete og bare vil påvirkes av akustiske, overflatebolger som vandrer i en bestemt reting. Dette gjor forsinkelseslinjeavtapninger av denne form særskilt anvendbare ved foldete forsinkelseslinjer og lignende anordninger hvori et signal eller en uonsket refleksjon kan tenkes å bli kastet tilbake forbi en avtapning, for eksempel hvis det onskes å tilfoye ytterligere avtapninger til den forsinkelseslinje som senere vil bli beskrevet under henvisning til fig. 2h.

•Fig. 23 viser en planskisse av en forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger, og som omfatter midler for undertrykkelse av reflekterte signaler som passerer for tredje gang. Ved en forsinkelseslinje som utgjores av en enkelt signalutsender, et forsinkelsesmedium og en signalmottagning, vil det meste av det signal som avgis til forsinkelsesmediet av signalutsenderen, bli absorbert av signalmottageren. Erfaring viser imidlertid at en liten andel av det signal som faller inn mot signalmottageren kan reflekteres og en del av -dette reflekterte signal kan nå tilbake

til signalutsenderen. En liten andel av det signal som faller inn mot signalutsenderen kan i sin tur bli reflektert, og dette signal kan mottas ennå en gang av signalmottageren. Siden dette signal vil ha passert forsinkelsesmediet tre ganger blir det betegnet som et trippeltransitfe-signal, og skjbnt dets effektnivå vil være lavt sammenlignet med det opprinnelig mottatte signal, kan det være tilstrekkelig hbyt til å danne brysomme, udnskede ekkosignaler.

I fig. 23 er et substrat 131 for akustiske overflatebolger forsynt med to parallelle, nærliggende baner A og B. En kam-omformer 133 er anordnet for utsendelse av akustiske overflatebolger langs

bane A. En 3 dB-kobler 135 er plassert tvers over begge baner A og B i forplantningsveien for akustiske overflatebolger utsendt fra omformeren 133. En absorbator 137 for akustiske overflatebolger er plassert i bane B på samme side av kobleren 135 som omformeren 133• En kam-omformer 139 er anbragt ved den ende av bane A som ligger lengst fra omformeren 133• En kam-omformer 1<!>+1 som på alle måter er lik omformeren 139, er plassert i bane B i noyaktig samme avstand fra kobleren 135 som omformeren 139-Omformeren 139 er elektrisk forbundet i serie med en induktans 1139 og en belastningsmotstand R139, mens omformeren 1<>>+1 er elektrisk forbundet i serie med en induktans LI^-1 som er identisk med induktansen L139 samt en motstand R1<*>f1 som er identisk med belastningsmotstanden R139-

Anordningen virker nå på folgende måte. Akustiske overflatebolge-signaler utsendes langs bane A av omformeren 133- Disse signaler fordeles likt mellom bane A og bane B, ved hjelp av 3 dB-kobleren 135? og utgangssignalet tas ut fra belastningsmotstanden R139.

3 dB-kobleren 135 avgir således signaler med samme amplityde, men

med innbyrdes faseforskjell på Tf/2 radianer, og disse signaler vil falle inn mot omformerne 139 Cg 1<*>+1. Etter som omformerne 139 og 1^1 er elektrisk identiske, vil ethvert signal som reflekteres av omformeren 139 i bane A ha en eksakt motpart i et signal som reflekteres av omformeren 1*f1 i bane B. Signalet i bane B vil beholde sin fase på TT/2 radianer foran signalet i bane A, og virkningen av'3 dB-k<*>obleren 135 på disse to reflekterte signaler vil således være å kombinere dem og fore dem tilbake

langs bane B, der de vil bli absorbert av absorbatoren 137.

Omformerne 139 og 1^1 kan med fordel være utfort som ensrettete omformere, av den type som tidligere er blitt beskrevet under henvisning til fig. 16, fig. 17 eller fig. 21. Så sant omformerne 139 og 1<*>f1 er mekanisk og elektrisk identiske, vil imidlertid i ethvert tilfelle alle uonskede refleksjoner bli fort mot absorbatoren 137.

Fig. 25 er en planskisse av en reflekterende forsinkelseslinje for akustiske overflatebolger, og som kan anvendes for å fordoble den tilgjengelige forsinkelsestid ved en gitt substratlengde for akustiske overflatebolger.

Et substrat 151 for akustiske overflatebolger omfatter to parallelle, nærliggende forplantningsbaner A og B. En kam-omformer 153 er anordnet for utsendelse av akustiske overflatebolger langs bane A. En kam-omformer 15<*>+ er anbragt i bane B

nær kam-omf orme r en 1 53 • Arbeidsfunksjonen for omformeren 1 5*+ er å trekke ut den forsinkete akustiske overflatebølge. En 3dB-kobler 155 er plassert tvers over bane A og B nær omformeren 153 og omformeren 15<*>+. En baneveksler 156 av den type som ovenfor er beskrevet under henvisning til fig. 19, er anbragt tvers over bane A og bane B ved den ende av substratet .151 som ligger lengst fra omformerne 153 og A^ h. En absorbator 157 f°r akustiske overflatebolger er plassert i bane B nær kobleren 156 og ved den side som ligger lengst fra omfarmeren En reflektor 158 av den type som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 18, er plassert i bane B nær absorbatoren 157 og ved den ende som ligger lengst fra omformeren 15^.

Virkemåten for anordningen er nå som folger. Signalet utsendes langs bane B ved hjelp av omformeren 153• Ved virkningen av 3dB-kobleren 155 oppdeles slgnalenergien for frembringelse av like signaler langs bane A og bane B. Den således utsendte energi langs bane B absorberes ved hjelp av absorbatoren 157- Signalene langs bane A kobles- til bane B ved virkningen av baneveksleren 156, reflekteres ved hjelp av reflektoren 158, kobles tilbake til banen A ved hjelp av baneveksleren 156, samt overfores atter mot kobleren 155- Ved hjelp av kobleren 155 deles den tilbake-førte signalenergi til bane A atter mellom bane A og bane B, således at signalenergien mottas av omformeren 15*+. Siden signalenergien er halvert to ganger, vil det være et iboende tap på

6dB i denne anordning. Et alternativ ligger i anvendelse av et par ensrettete omformere og utelatelse av kobleren 155- Ensrettete eller dobbeltrettete avtapninger (ikke vist) kan plasseres langs bane A hvis så onskes.

Fig. 25 er en planskisse av en forsterkende baneveksier, som kan betraktes som en forbedring av den baneveksier som er beskrevet ovenfor under.henvisning til fig. 19.

Et substrat 161 for akustiske overflatebolger omfatter to parallelle, nærliggende forplantningsbaner A og B. En 3dB-

kobler 163 er plassert på substratet 161 tvers over de to baner A og B, idet hver bane A og B er forsynt med en reflektor som omfatter en ensrettet omformer av den type som ovenfor er beskrevet under henvisning til fig. 16. Reflektoren 165 i bane A omfatter en U-formet, akustisk overfHatebblgekobler 171, som delvis omslutter en kam-omformer 169 som er elektrisk forbundet 1 serie med en avstemningsinduktans 173 °g en innretning 175, med negativ motstand. Denne innretning med negativ motstand kan være av konvensjonell utforelse bg negativ motstandskarakteristikk, f.eks. en tunneldiode-krets.

Reflektoren 167 i bane B er konstruert og koblet på tilsvarende måte. Reflektorene 165 og 167 ligger i samme avstand fra kobleren I63. Innretningen med negativ motstand og avstemningsinduktansen er også identisk for de to reflektorer.

Virkemåten for den forsterkende baneveksier vil være tilsvarende virkemåten for den enkle baneveksier som ovenfor er beskrevet under henvisning til fig. 19, bortsett fra at omformerne og deres tilsluttede innretninger med negativ motstand forsterker de reflekterte signaler.

Fig. 26 er en planskisse av et retningsfilter. Retningsfilteret er kjent fra mikrobbTgeteknikken og foreligger i resonatorform. En kjent utfbrelse av et retningsfilter for mikrobblger er konstruert på folgende måte. En mikrobblgekilde er forbundet med en forste tilpasset belastning over en forste retningskobler. Den forste retningskobler er i sin tur forbundet med en annen retningskobler gjennom et sirkulerende hulrom. Denne annen retningskobler er tilkoblet en bblgeleder som er tilsluttet en annen tilpasset belastning. Hvis det antas at kilden har et bredbåndet utgangs signal, vil frekvensspektret for utgangssignalet fra den forste tilpassete belastning ha en rekke forsenkninger adskilt av frekvensdifferanser som er avhengig av faseforskyvningen i det sirkulerende hulrom, fordi disse frekvenser er de som lettest opptas av det sirkulerende hulrom. Disse frekvenser vil opptre som topper i frekvensspektret på utgangssiden av den annen tilpassete belastning. Bredden av nevnte forsenkninger og topper er bestemt av tapene i det sirkulerende hulrom og i de to retningskoblere. Fig. 26 viser en planskisse av en analog anordning for akustiske overflatebolger.

I fig. 26 er et substrat 181 forsynt med fire parallelle, nærliggende baner A, B, C og D i nevnte rekkefolge. En kam-omformer 183 er anordnet for utsendelse av akustiske overflatebolger langs bane A. En kobler 185 er anbragt på tvers av banene A og B, på en -slik måte at noe av den energi som utsendes av omformeren 183 forplantes langs bane B. Resten av nevnte energi, som overfores langs bane A, faller inn mot en kam-omformer 187. Banene B og O er forsynt med reflekterende banevekslere 189, 191 ved hver ende, hvorved energi i bane B overfores av baneveksleren 191 til bane C, og energi i bane C-overfores av baneveksleren 189 til bane B. En ytterligere kobler 193 er anbragt på tvers av banene C og D, nær kobleren 185? hvorved en del av den bolgeenergi som forplantes langs bane C overfores til bane D. En.kam-omformer 195 er anbragt for å motta den energi som overfores til bane D.

Virkemåten for anordningen er nå som folger. Banene B og C sammen med de reflekterende banevekslere 189 og 191 utgjor en resonator hvori de akustiske overflatebolger kan sirkulere, og energi kobler inn i og tas ut av denne resonator henhv. ved hjelp av koblerne 185 og 193- Resonatoren vil ha en rekke resonansfrekvenser bestemt av faseforsinkelsen i den fullstendige krets

som dannes av banene B og C. Disse resonansfrekvenser vil bygges opp i resonatoren langt sterkere enn de ovrige frekvenser som tilfores, således at utgangssignalet fra kobleren 193, og som tas ut ved hjelp av omformeren 195, vil ha et frekvensspektrum med en rekke topper ved nevnte resonansfrekvenser. Utgangssignalet fra omformeren 187 vil utgjore resten av utgangssignalet fra omformeren 183, og frekvensspektret vil således i dette tilfelle ha en rekke forsenkninger ved resonansfrekvensene.

Koblingsgraden inn og ut av den sirkulerende resonator avpasses under konstruksjonsarbeidet ved innstilling av lengdene for koblerne 185 og 193 for tilfredsstillelse av de onskede koblings-betingelser.

Fig. 27 er en planskisse av en variabel retningskobler. Et substrat 201 for akustiske overflatebolger er forsynt med to parallelle, nærliggende forplantningsbaner A og B. To omformere 203 og 205 er plassert nær hverandre ved en ende av substratet 201, idet omformer 203 er anbragt i bane A og omformer 205 er anbragt i bane B. To ytterligere omformere 213 og 215 er plassert ved motsatt ende av substBtet, hvorved omformer 213 er anbragt i bane A og omformer 215 i bane B. To koblere 207 og 209'er anbragt tvers over begge baner A og B, og et område 211 med styrbar forplantningshastighet for de akustiske bolger er dannet over en •del av bane A.mellom koblerne 207 og 209. Området 211 kan f.eks. utgjores av et område som omfatter et material med elektrisk eller magnetisk styrbare piezo-elektriske eller elektrostriktive egenskaper, hvorved forplantningshastigheten for de akustiske overflatebolger kan innstilles ved variasjon av et elektrisk eller magnetisk forspenningsfelt, eller ved annen hensiktsmessig ytre styring.

Virkemåten for foreliggende variable retningskobler- er som folger. Området 211 kan tilfore en styrbar faseforsinkelse til de akustiske overflatebolger i bane A, i forhold til de signaler som forplantes langs bane B, mellom kobleren 207 og kobleren 209.

Hvis begge koblerne 207 og 209 er 3dB-koblere, og området 211

er inaktivt, vil hele den effekt som utsendes langs bane A av omformeren 203 bli tilfort omformeren 215, mens hele den effekt som utsendes langs bane B av omformeren 205 vil bli tilfort omformeren 213. Ved innforing av en faseforskyvning på Tf-radianer i bane B ved styring av området 211, vil hele den effekt som utsendes langs bane B av omformeren 205 bli tilfort omformeren 215 i bane B. Faseforskyvninger på mindre enn Tf i området 211 vil frembringe en retningskoblervirkning mellom disse ytterpunkter. Anti-symmetriske og symmetriske moder er blitt nevnt i forbindelse med fig. 1. Siden de neste anordninger som skal beskrives, utnytter disse moder og virkningen av modene under en rekke av trådformete ledere, vil det her være hensiktsmessig å vende tilbake til dette trekk ved virkemåten av sådanne anordninger. Fig. 28 viser et koblingsskjema for et omformerarrangement for frembringelse av akustiske overflatebolger enten i en ren symmetrisk modus eller i en anti-symmetrisk modus. Dette arrangement omfatter to identiske kam-omformere 216, 217 anbragt ende mot ende, for overforing av akustiske overflatebolger langs nærliggende, parallelle f orplantningsbaner. Omformeren 216 er forbundet direkte over elektriske forbindelsesklemmer 218. Omformeren 217 er forbundet med klemmene 218 gjennom en bryter 219- Skjont bryteren 219 er vist som en konvensjonell bryter, foretrekkes det i praksis å anvende en elektronisk bryter, som hensiktsmessig kan utgjores av en integrert krets. Med bryteren 219 i den viste stilling, vil et' signal tilfort klemmene 218 eksitere begge omformere på identisk måte og utsende et signal i symmetrisk modus. Med bryteren i motsatt stilling vil omformeren 217 bli eksitert

i motfase i forhold til omformeren 216, således at en aati-symmetrisk bolge vil bli utsendt langs de to nærliggende, parallelle baner.

Fig. 29 viser et alternativt arrangement for utsendelse av akustiske overflatebolger i anti-symmetrisk modus ved hjelp av et par like. kam-omformere 220, 221 anordnet ende mot ende på et substrat 222, således at akustiske overflatebolger utsendes langs nærliggende parallelle baner. Den anvendte sammenkobling av vedkommende kamelektroder i innbyrdes inngrep sikrer at et signal tilfort nevnte omformerpar vil eksitere akustiske overflatebolger som vil være i innbyrdes motsatt fase, 'således at det med andre ord dannes et signal i anti-symmetrisk modus.

Linjen AD2 utgjor en grafisk fremstilling av amplitydeforlopet

for signalet i anti-symmetrisk modus tvers over de nærliggende parallelle forplantningsbaner. Fig. 29 viser også en rekke innbyrdes adskilte trådformete ledere, som ér anbragt over forplantningsbanen for det anti-symmetriske signal og rettet vinkelrett på signalets forplantningsretning.

Det er mulig å velge material og dimensjoner for de trådformete ledere slik at signaler i symmetrisk mode vil forplante seg under trådrekken med samme hastighet som de vandrer langs en åpen del av overflaten for substratet 222.• Dette oppnås ved å anordne de trådformete ledere slik at den kortslutningsvirkning som utoves av bredden av hver ledertråd på de piezo-elektriske felter i forplantningsretningen, kompenseres av massebelastninger.• Signaler i anti-symmetrisk modus vil imidlertid alltid vandre langsommere idet de bevirker opprettelse av strommer langs de trådformete ledere tvers over forplantningsbanens bredde, og ledningsevnen for vedkommende ledere i denne retning i vesentlig grad reduserer, materialets effektive piezo-elektriske stivhet, således at signaler i anti-symmetrisk modus retarderes.

Fig.. 30 og 31 viser skjematisk en anordning for oppdeling av signaler i anti-symmetrisk modus og som omfatter et antall parallelle trådformete ledere 22^, utformet for å utove den hastighetstilpasning som ble nevnte ovenfor. Den forste leder

er den lengste og hver påfolgende tråd er litt avkortet ved begge ender, således at bolgedelerens profil danner en likebenet trekant anbragt symmetrisk på forplantningsbanen for de akustiske overflatebolger. Når denne struktur tilfores et signal i anti-. symmetrisk modus, vil den del av de akustiske overflatebolger som vandrer under den nevnte struktur få senket sin forplantningshastighet i forhold til de deler av de akustiske overflatebolger som vandrer i materialet utenfor strukturen. Virkningen av

nevnte struktur er således å avboye de akustiske overflatebolger

i to stråler bort fra den opprinnelige forplantningsretning for bolgene. Dette er vist i fig. 30. Når imidlertid på den annen side symmetriske bolger tilfores strukturen, vil ingen hastighets-fcrandring finne sted, og akustiske overflatebolger av denne art vil således ikke forandre retning. Dette er vist i fig. 31• Linjen AD2 i fig. 30 er en grafisk fremstilling av amplitydeforlopet for de tilforte anti-symmetriske bolger tvers over banens bredde. Linjen AD1 i fig. 31 er en tilsvarende grafisk fremstilling av amplitydeforlopet for de tilforte bolger i symmetrisk modus. I denne bolgedelende anordning, er banen for de akustiske overflatebolger ikke fullstendig bestemt av plasseringen av de akustiske overflatebolgekomponenter på substratets overflate, idet banen også styres elektronisk ved signaltilfor sien til vedkommende omformer eller omformerpar som tjener til utsendelse av de akustiske overflatebolger.

En hvilken som helst struktur som innforer en diskortLnuitet for forplantningshastigheten, vil imidlertid dessverre sannsynligvis bevirke refleksjoner av akustiske overflatebolger, hvilket kan gi opphav til "tilfeldige signaler. Tilfeldige signaler kan f.eks. fremkomme på grunn av refleksjoner fra koblerendene eller lignende akustiske bolgelengdestrukturer.

Fig. 32 og 33 er planskisser av tilpasningsavsnitt for koblere, og beregnet på å redusere tilfeldige refleksjoner.

I fig. 32 er den forreste leder 225 i en kobler eller bolgeleder-rekke 223 av V-form og symmetrisk anordnet om symmetrilinjen mellom de to sammenkoblete forplantningsbaner for akustiske overflatebolger. Den vinkel 9 som V-formens grener danner med en linje perpendikulær på forplantningsretningen av de akustiske overflatebolger, er gitt ved formlen tg 9 = ?\/ w, der }\ er bølgelengden for de akustiske overflatebolger langs substratet og w er halvparten av.koblerens bredde. Påfolgende ledere er også V-formete, men danner vinkler 9 som suksessivt avtar mot null. Avstanden d.mellom vinkelpunktene i V-formene kan være den samme som middelavstanden mellom lederne i hoveddelen av kobleren. Virkemåten for denne kobler er som folger. Den forste leder 201 vil ikke være koblet til bolgen i vesentlig grad. Påfolgende V-formete ledere kobler i tiltagende grad ettersom vinkelen 9 blir mindre, inntil lederne blir rette når 9=0. Koblingsstyrken for lederne nær koblerens forkant avtar således jevnt mot null. Hvis et tilstrekkelig antall av V-formete ledere anbringes mellom den forste leder 225 og den forste retfeleder 226, vil dette resultere i et akseptabelt lite nivå

for de nevnte resulterende ekkosignaler. Et lignende ledermon-ster kan også anvendes ved bakkanten av kobleren.

I fig. 33 er lederne nær forkanten av kobleren i tiltagende grad avkortet, mens de fremdeles forblir symmetrisk anordnete om symmetrilinjen mellom de to sammenkoblete forplantningsbaner for akustiske overf latebolger. En vilkårlig av disse avkortete ledere skal nå betraktes. Lederen vil ha kortere lengde enn en av dens nabotråder på grunn av en liten forkortelse ved hver ende. Hver forkortelse gir en refleksjon lik den refleksjonsandel som kan ventes fra en sammenlignbar uavkortet, enkel kobler. De reflekterte akustiske overflatebolger er vektor re sultarten av vedkommende små refleksjoner. Det er mulig å utforme avkortnings-trinnené slik at resultanten av refleksjonene minimaliseres ved en utvalgt frekvens (eller flere frekvenser) under stoppbåndets

•grensefrekvens.

Vanligvis vil avkortningstrinnene bli anordnet symmetrisk, således at halve lengden av den korteste leder har samme utstrekning som forkortningstrinnene mellom hver ende av den lengste leder og dens naboleder, og så videre. For en tretrinns overgang, (ikke vist) på hver side av kobleren vil lengden av forkortningstrinnene være gitt ved henholdsvis x, y o.g x, idet

hvori w er bredden av kobleren. For en firetrinns overgang (slik som vist i fig. 33) er lengden av trinnene i hver av de . forplantningsbaner gitt ved henholdsvis p, q, q og p, idet

En tredje fremgangsmåte for nedsetning av refleksjonen fra en kobler går ut på innstilling av bredde og plassering for et tilstrekkelig antall av ledere ved hver ende av kobleren. Hver leder i kobleren kan betraktes som et separat reflekterende element, og ved innstilling av ledernes stilling og bredde vil det være mulig å oppnå sådanne relative faseforskyvninger og amplityder for refleksjonene fra hver av lederne at deres vektorielle resultant blir tilstrekkelig liten over den onskede båndbredde.

Fig. 3^ er en perspektivskisse av en lys-'styrt akustiske overf Jste-bolgekobler. Tre omformere 227, 229, 239 samt en flertrådskobler 233 er anbragt på et substrat 231 for akustiske overflatebolger, på samme måte som i anordningen i fig. k. Kobleren 233 er imidlertid en fler-trådskobler av full lengde og utstrukket over en del 235 av substratet 231 utenfor ytterkanten av forplantningsbanen B. Fotoledende material 231 er påfort ved pådampning eller andre fremgarg småter på delen 235 av substratet 231 enten for eller etter at kobleren 233 er bragt på plass.

Virkemåten av denne anordning er nå som folger. Hvis den fotoledende strimmel 237 ikke belyses, vil kobleren 233 virke på lignende måte som kobleren 5 beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1. Hvis imidlertid nevnte fotoledende strimmel belyses, vil lederne i kobleren 233 bli kortsluttet, og deres koblingsvirkning vil dermed oppheves, således at en del av den akustiske energi som utsendes fra omformeren 227 mottas ved omformeren 229. På denne måte kan den energimengde som mottas av omformeren 229 styres av den innfallende lysmengde mot strimmelen 237, således at utgangsenergien fra omformeren 229 kan anvendes som.et mål på styrken av det innfallende lys mot strimmelen 237.

Fig. 35 er en planskisse av en elektrisk styrt kobleranordning for akustiske overflatebolger. Denne anordning avviker fra anordningen i fig. 3<*>+ ved at den fotoledende strimmel 237'er erstattet av en elektrisk styreinnretning 2^1. Den elektriske styreinnretning 2^1 kan f.eks. utgjores av en rekke P-I-N-dioder, eller flere bipolare transistorer eller felteffekt-transistorer. Innretningen må være i stand til å sammenkoble lederne i kobleren 233 elektrisk under styring av et elektrisk signal.

Fig. 36 er et koblingsskjema av en mulig utformning av styre-innretningen 2h^ , og fig. 37 viser en perspektivskisse av en integrert krets tilsvarende koblingsskjemaet i fig. 36. De enkelte ledere 2<>>+3, 2^-5, 21+7...2!+9 i kobleren 233 er hver for seg forbundet med kildeelektrodene for flere MOS-transistorer, henholdsvis 251, 253, 255...257. MOS-transistorene 251, 253, 255...257 har sluk-elektrodene sammenkoblet og forbundet med en jordet tilbakeforingsforbindelse, mens deres portelektroder samlet er tilsluttet en klemme 259. Ved hjelp av disse midler,

kan en passende spenning på klemmen 259 styre transistorene og effektivt, sammenkoble og jorde alle ledere i kobleren 233.

Det fysiske arrangement av innretningen 2^-1 vist i fig. 37 har alle ledere 2^3, 2V?, 2<1>+7...2<l>f9 påfort et isolerende lag 260 på

et halvledende substrat 261, idet hver leder, som f.eks. 2^3, danner kontakt med et tilordnet, sterkt dopet område, som f.eks. 263, på substratet 261. En enkelt jordet lederelektrode 265 danner kontakt med et sterkt dopet område 267.av substratet 261.

En film 269 av isolerende oksyd er påfort over endene av lederne 2V3, 2^5, 2^7...2M?, kanten av elektroden 265 samt det mellomliggende område, mens en metallisk strimmelelektrode 271 er påfort over filmen 269.

Virkemåten av innretningen tilsvarer virkemåten for en konvensjonell MOS-transistor. En styrespenning av riktig polaritet som påtrykkes metallstrimmelelektroden 271, danner lavimpedans-forbindelse mellom lederne 2V3, 2<>>+5, 2V7...2^9 og den jordete elektrode 261, hvorved lederne jordes for undertrykkelse av koblervirkningen.

Fig. 38 er en planskisse og fig. 39 et koblingsskjerna for en alternativ, elektrisk styrt kobleranordning for akustiske- overflatebolger. Denne anordning avviker fra anordningen i fig. 35 bare ved at substratet 231 er forsynt med et område 273 nær og parallelt med forplantningsbanen A for akustiske overflatebolger langs den side som vender bort fra forplantningsbanen B. Områdene

273 og 235 omfatter flere dioder med variabel kapasitans, og hver leder i kobleren 233 er forbundet mellom en diode med variabel kapasitans i området 235, og en diode av samme art i området 273 og tilsluttet med samme lederetning. Klemmene for diodene med variabel kapasitans i området 235 utenfor kobleren 233 er forbundet med en felles klemme 275, og klemmene for diodene med variabel kapasitans i området 273 og utenfor kobleren 233 er forbundet med en felles klemme 277.

Virkemåten for denne anordning er nå som folger. Ved påtrykning

og variasjon av en spenning mellom klemmene 275 og 277, kan kapasiteten mellom lederne i kobleren 233 og klemmene 275 og 277 varieres, hvorved kapasitetene mellom lederne i selve kobleren 233 vil variere. Denne forandring i kapasiteten mellom ledérnd~__-^-_ vil nødvendigvis forandre koblingen mellom lederne, hvorved den energiandel som mottas av omformerne 229 og 239 varierer på styrt måte.

Claims (21)

1. Anordning for akustiske overflatebolger og som omfatter et forste og et annet område av et material hvori det kan forplantes akustiske overflatebolger samt en koblingsinnretning sammensatt av flere trådformede ledere; karakterisert ved at koblingsinnretningens trådformede ledere (f.eks. 5, 6, 35, 19, 67a, 73a, 73, 109, 111, 113, 115 eller 128) er anordnet innbyrdes adskilt samt elektrisk isolert fra hverandre og strekker seg hver især over i det minste en del av såvel det forste som det annet område for å frembringe innbyrdes påvirkning mellom akustiske overflatebolger som forplanter seg på tvers av nevnte trådformede ledere i henhv. det forste og det annet område.

2. Anordning som angitt i krav 1, idet nevnte forste og annet område utgjores henhv. en forste forplantningsbane (A) med en forste omformerinnretning (3) anordnet for utsendelse av akustiske overflatebolger langs den forste bane, og en annen forplantningsbane (B) med en annen omformerinnretning (3) anordnet for mottagelse og detektering av akustiske overflatebolger som forplanter seg langs den annen bane; karakterisert ved at koblingsinnretningens ledere (5) er utformet og anordnet på nevnte forplantningsbaner (A, B) for overforing av i det minste en del av energien i overflatebolger som utsendes langs den forste forplantningsbane (A), til den anne forplantningsbane (B) for opprettelse av overflatebolger som forplanter seg mot den annen omformerinnretning (7). (Fig. 1) .

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at avsnittet av de trådformete ledere (6) som befinner seg over den annen forplantningsbane, er krumme for dannelse av konvergerende akustiske overflatebolger i den annen forplantningsbane.(Fig. 2).

4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at den forste omformerinnretning (3) og forplantningsbane (A) samt koblingsinnretningen (35) er utfort og anordnet slik i forhold til hverandre at akustiske overflatebolger som utsendes fra den ene halvdel av den forste omformerinnretning (25) vil nå koblingsinnretningen en kvart periode for akustiske overflatebolger som utsendes fra den annen halvdel av den forste omformerinnretning (25). (Fig. 6).

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den halvdelen av den forste omformerinnretning (25) ligger en halv bolgelengde nærmere koblingsinnretningen (35)enn den annen halvdel av den forste omformerinnretning. (Fig. 6) .

6. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at hver tråformet leder i koblingsinnretningen (43, 45, 47) omfatter to hovedsakelig like .avsnitt, hvorav det ene avsnitt ligger en kvart, akustisk bolgelengde .nærmere den forste omformerinnretning (41) enn det annet nevnte avsnitt. (Fig. 7).

7. Anordning som angitt i krav 2, og som danner en forsinkelseslinje med avgreninger, karakterisert ved at den omfatter flere gren-koblingsinnretninger (67a-67c) som er anordnet for å danne avgreninger fra den forste forplantningsbane og strekker seg over hver sitt avsnitt av den forste og den annen forplantningsbane (A,' B) samt et antall omformerinnretninger (71a-71c) anordnet i den annen forplantningsbane (B), mellom innbyrdes påfolgende grenkoblingsinnretning. (Fig. 9).

8. Anordnong som angitt i krav 7, karakterisert ved at hver grenkoblingsinnretning (75a-75c) er utformet slik at den del som ligger over den annen forplantningsbane er anordnet i en vinkel med den del som befinner seg over den forste forplantningsbane (A), således at grénkoblings-innreting kan overfore signaler til hver sin separate utgangsbane. (Fig. 10).

9. Anordning som angitt i krav 1, og med flere koblingsinnretninger (85, 87) og flere områder som danner forplantningsbaner for akustiske overflatebolger, karakterisert ved at koblingsinnretningene og forplantningsbanene (C, D) er sammenkoblet til en sluttet krets, mens minst en ytterligere koblingsinnretning (84) er anordnet for kobling av overflatebolger i denne krets til en separat forplantningsbane, som er utstyrt med en inngangsomformerinnretning (86) og en utgangsomformerinnretning (88) . (Fig. 13) .

10. Anordning som angitt i krav 1, og som danner en rettet omformerinnretning for akustiske overflatebolger, karakterisert ved at nevnte forste område og nevnte annet område ligger på en felles forplantningsbane for akustiske overflatebolger, og en omformerinnretning (105) er anordnet mellom det forste område og det annet område og i sådan avstand fra disse områder at signaler som avgis fra omformerinn-retningen (105) i innbyrdes motsatte retninger vil nå frem til koblingsinnretningen (109) med 90° innbyrdes faseforskjell. (Fig. 16).

11. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at de trådformete ledere (109) har U-form.

12. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at hver trådformet leder har avlang 0-fprm. (Fig. 17) .

13. Anordning som angitt i krav 1, og som danner en reflektor for akustisk overflatebolger, karkterisert ved at nevnte forste og annet område ligger i en felles forplantningsbane for akustiske overflatebolger og koblingsinnretningen (113) er utformet for å danne en 3dB-kobler. (Fig. 18) .

14. Anordning som angitt i krav 1, og som utgjor en rettet omformerinnretning, karakterisert ved at koblingsinnretningen (125) over det forste område har U-form med et omformerelement (123) plassert mellom U-formens grener på sådan måte at akustiske overflatebolger som utsendes fra omformerelementet i innbyrdes motsatte retning vil nå frem til grenene i samme fase, mens en forlengelse (A) av den ene av U-formens grener strekker seg over det gnnet område, (Fig. 20) .

15. Anordning som angitt i krav 7, og som omfatter et antall rettede omformerinnretninger av den art som er angitt i krav 14, karakterisert ved at hver omformerinnretning utgjor en grenkoblingsinnretning (128) med tilsluttet omformerelement, (129), idet koblingsinnretningens U-formede del og omformerelementet er anordnet over den annen forplantningsbane (B), mens nevnte forlengelse av den ene av U-formens grener strekker seg over den forste forplantningsbane.

16. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de forreste trådformete ledere (225) i koblingsinnretningen er V-formet og danner åpningsvinkler som suksessivt oker mot 180° i overflatebølgenes forplantningsretning. (Fig. 32).

17. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de forreste trådformete ledere i koblingsinnretningen (223) oker monotont i lengde i overflatbolgenes forplantningsretning. (Fig. 33).

18. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de trådformete ledere i koblingsinnretningen (233) også strekker seg over et område med styrbar elektrisk impedans (237) . (Fig. 34).

19. Anordning som angitt i krav 18, karakterisert ved at nevnte område med styrbar elektrisk impedans utgjores av et fotledende material (237). (Fig. 34).

20. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de trådformete ledere i koblingsinnretningen (233) er elektrisk tilsluttet en rekke felt-effekttransistorer (241) . (Fig. 35 og 36) .

21. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at to rekker av dioder er tilsluttet motsatte ender av de tråformete ledere (233), således at det dannes en rekke forbindelser som hver omfatter to dioder forbundet i serie med en trådformet leder i koblingsinnretningen. (Fig. 38 og 39) .