RU154305U1

RU154305U1 - RESONATOR ON SURFACE ACOUSTIC WAVES

Info

Publication number: RU154305U1
Application number: RU2015107624/08U
Authority: RU
Inventors: Юрий Геннадьевич Смирнов; Ольга Леонидовна Балышева
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Резонатор на поверхностных акустических волнах, содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещен многоэлектродный встречно-штыревой преобразователь, отличающийся тем, что электроды преобразователя расположены периодично, а их число выбрано так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают.A resonator based on surface acoustic waves containing a sound duct made of piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode interdigital transducer, characterized in that the electrodes of the transducer are arranged periodically, and their number is selected so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and zero value of the reactance of the transducer coincide .

Description

Полезная модель относится к акустоэлектронике и может быть использована в качестве высокодобротного резонатора в устройствах стабилизации и селекции частоты, при построении фильтров и других устройств обработки сигналов на основе резонаторов.The utility model relates to acoustoelectronics and can be used as a high-Q resonator in stabilization and frequency selection devices, when constructing filters and other signal processing devices based on resonators.

Известен резонатор на поверхностных акустических волнах (ПАВ) (F. Ishihara, Y. Koyamada and S. Yoshikawa. Narrow Band Filters Using Surface Acoustic Wave Resonators // IEEE 1975 Ultrasonics Symposium Proceedings / P. 381-384. Пер. с англ. Коямада, Исихара, Есикава. Узкополосные фильтры на основе резонаторов для поверхностных акустических волн // ТИИЭР. 1976. T. 64. №5. C. 137-145.), содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещен многоэлектродный встречно-штыревой преобразователь (ВШП) ПАВ, электроды которого расположены периодично. При достаточно большом количестве электродов в нем на определенных частотах наблюдается резонанс (последовательный резонанс) и антирезонанс (параллельный резонанс).Known resonator for surface acoustic waves (SAW) (F. Ishihara, Y. Koyamada and S. Yoshikawa. Narrow Band Filters Using Surface Acoustic Wave Resonators // IEEE 1975 Ultrasonics Symposium Proceedings / P. 381-384. Translated from English Koyamada , Ishihara, Yeshikawa, Narrow-band filters based on resonators for surface acoustic waves // TIIER, 1976. T. 64. No. 5. C. 137-145.), Containing a sound duct made of piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode interdigital transducer (IDT) A surfactant whose electrodes are located periodically. With a sufficiently large number of electrodes in it, at certain frequencies, resonance (series resonance) and antiresonance (parallel resonance) are observed.

Недостатками указанного устройства является относительно малая добротность, соизмеримая с количеством электродов ВШП, и большие размеры.The disadvantages of this device is the relatively low quality factor, commensurate with the number of IDT electrodes, and large sizes.

Известен резонатор на вытекающих поверхностных акустических волнах (ВПАВ) (C.K. Campbell. Surface Acoustic Wave Devices for Mobile and Wireless Communications. Elsevier Science. Boston: Academic Press, Inc. 1998.), содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещен многоэлектродный ВШП ВПАВ, электроды которого расположены периодично. В нем, также как и в предыдущем устройстве, при достаточно большом количестве электродов на определенных частотах возможен резонанс и антирезонанс. Использование ВПАВ, обладающих большим значением коэффициента электромеханической связи (КЭМС), позволяет получать аналогичные значения добротностей при меньшем количестве электродов по сравнению с описанным выше аналогичным резонатором на ПАВ.Known resonator for leaky surface acoustic waves (VPAW) (CK Campbell. Surface Acoustic Wave Devices for Mobile and Wireless Communications. Elsevier Science. Boston: Academic Press, Inc. 1998.), containing a sound pipe made of piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode IDT VPAS, the electrodes of which are located periodically. In it, as well as in the previous device, with a sufficiently large number of electrodes at certain frequencies, resonance and antiresonance are possible. The use of surfactants with a large value of the coefficient of electromechanical coupling (CEMS), allows to obtain similar values of the Q factor with a smaller number of electrodes compared with the above similar resonator on the surfactant.

Недостатком указанного устройства является низкая величина добротности.The disadvantage of this device is the low value of quality factor.

Известен резонатор на ПАВ (И. Зеленка. Пьезоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах: Материалы, технология, конструкция, применения: Пер. с чешек. М.: Мир, 1990. 584 с), содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещены малоэлектродный ВШП ПАВ, электроды которого расположены периодично, и две симметрично размещенные по обе стороны от ВШП отражательные решетки (ОР), причем ОР содержат большое количество периодично расположенных отражателей ПАВ. Применение двух ОР, образующих резонирующую полость, позволяет увеличить добротность резонатора. Дальнейшее увеличение добротности связано с ростом протяженности резонаторной полости и ограничено, в основном, возрастанием потерь ПАВ в результате дифракции и их поглощения в материале подложки.A known surfactant resonator (I. Zelenka. Piezoelectric resonators on bulk and surface acoustic waves: Materials, technology, design, applications: Translated from Czech. M: Mir, 1990. 584 s), containing a sound duct from a piezoelectric material, on the surface which contains a low-electrode IDT SAW, the electrodes of which are arranged periodically, and two reflective arrays (OR) symmetrically placed on both sides of the IDT, and the ORs contain a large number of periodically located SAW reflectors. The use of two OPs, forming a resonating cavity, allows to increase the quality factor of the resonator. A further increase in the quality factor is associated with an increase in the length of the cavity and is limited mainly by the increase in surfactant losses due to diffraction and their absorption in the substrate material.

Недостатком указанного устройства являются большие габаритные размеры по сравнению с описанными выше резонаторами без ОР.The disadvantage of this device is the large overall dimensions in comparison with the above resonators without OR.

Известен резонатор на ПАВ (United States Patent No.: US 8,358,177 B2. Date of Patent: Jan. 22, 2013), выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий аналог к заявляемому устройству по совокупности признаков, влияющих на достижение технического результата, содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещены многоэлектродный ВШП ПАВ и две симметрично размещенные по обе стороны от ВШП ОР с периодично расположенными отражателями ПАВ. Многоэлектродный ВШП содержит три области, первую - в середине преобразователя, вторую и третью по обе стороны от первой, в первой области электроды расположены периодично, а во второй и третьей непериодично. Применение ВШП с непериодичным расположением электродов позволило сократить суммарное количество элементов ВШП и ОР, что привело к уменьшению протяженности резонаторной полости. В результате этого габаритные размеры резонатора несколько уменьшились а добротность увеличилась.A known resonator on a surfactant (United States Patent No .: US 8,358,177 B2. Date of Patent: Jan. 22, 2013), selected as a prototype, as the closest analogue to the claimed device according to a set of features affecting the achievement of a technical result, containing a sound duct from a piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode IDT SAW and two symmetrically placed on both sides of the IDT OR with periodically located reflectors of the surfactant. The multi-electrode IDT contains three areas, the first in the middle of the transducer, the second and third on both sides of the first, in the first region the electrodes are located periodically, and in the second and third non-periodically. The use of IDT with a non-periodic arrangement of electrodes made it possible to reduce the total number of IDT and OR elements, which led to a decrease in the length of the cavity. As a result of this, the overall dimensions of the resonator slightly decreased and the quality factor increased.

Недостатком указанного устройства-прототипа является недостаточно высокая добротность и большие габариты резонатора.The disadvantage of this prototype device is not a high enough figure of merit and large dimensions of the resonator.

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства-прототипа, является отсутствие подбора числа электродов преобразователя исходя из заявляемого условия, а также наличие двух ОР.The reason that impedes the receipt of the technical result indicated below when using the known prototype device is the lack of selection of the number of converter electrodes based on the claimed condition, as well as the presence of two OPs.

Это обусловлено тем, что в данном устройстве-прототипе повышение добротности и уменьшение габаритов осуществляется за счет изменения пространственного периода расстановки электродов во второй и третьей областях ВШП по отношению к периоду в первой области, а также подбора числа электродов в первой области по отношению к общему числу электродов.This is due to the fact that in this prototype device, an increase in the quality factor and a decrease in dimensions is carried out by changing the spatial period of the arrangement of electrodes in the second and third regions of IDT with respect to the period in the first region, as well as selecting the number of electrodes in the first region with respect to the total number electrodes.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание высокодобротного миниатюрного резонатора на ПАВ.The main task, the solution of which the claimed utility model is directed, is to create a high-quality miniature SAW resonator.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является повышение добротности резонатора и уменьшение габаритных размеров.The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model is to increase the quality factor of the resonator and reduce the overall dimensions.

Указанный технический результат достигается тем, что резонатор на поверхностных акустических волнах, содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, на поверхности которого размещен многоэлектродный встречно-штыревой преобразователь, электроды преобразователя поверхностных акустических волн расположены периодично, а их число выбрано так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают.The specified technical result is achieved by the fact that the resonator on surface acoustic waves contains a sound pipe made of piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode interdigital transducer, the electrodes of the transducer of surface acoustic waves are arranged periodically, and their number is selected so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and the zero values of the reactance of the converter match.

Согласно данной полезной модели многоэлектродный встречно-штыревой преобразователь, электроды которого расположены периодично, имеет определенное число электродов, выбранное так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают.According to this utility model, a multi-electrode interdigital transducer, the electrodes of which are arranged periodically, has a certain number of electrodes selected so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and the zero value of reactance of the converter coincide.

Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает достижение технического результата при осуществлении полезной модели.The set of essential features of the invention ensures the achievement of a technical result in the implementation of the utility model.

Резонатор на поверхностных акустических волнах может быть реализован двумя способами: в виде многоэлектродного ВШП поверхностных акустических волн и вытекающих поверхностных акустических волн (первый и второй аналоги) с периодично расположенными электродами, и в виде полостного резонатора с ОР (третий аналог и прототип). Использование одного многоэлектродного ВШП с периодично расположенными электродами в качестве резонатора основано на частотной зависимости составляющих его входной проводимости (активной G и реактивной B). Входная проводимость ВШП зависит от его топологической структуры (количества и типа электродов, апертуры) и материала звукопровода (КЭМС, диэлектрической проницаемости и т.д.). Как следует из описания первого и второго аналогов, значения добротности такого резонатора критичны к числу электродов. При этом для получения больших значений добротности число электродов ВШП достаточно велико и возрастает на звукопроводах с низким значением КЭМС. Практически реализуемые резонаторы на ПАВ представляют собой протяженные многоэлектродные преобразователи на звукопроводах с высоким КЭМС, например, ниобате лития. Однако простое увеличение числа электродов без специального подбора их числа из заявляемого условия не приводит к существенному увеличению добротностей, и использование таких резонаторов на практике ограничено низкими добротностями.A resonator based on surface acoustic waves can be implemented in two ways: in the form of a multi-electrode IDT of surface acoustic waves and leaky surface acoustic waves (first and second analogs) with periodically arranged electrodes, and in the form of a cavity resonator with OR (third analog and prototype). The use of one multi-electrode IDT with periodically arranged electrodes as a resonator is based on the frequency dependence of the components of its input conductivity (active G and reactive B). The input conductivity of the IDT depends on its topological structure (the number and type of electrodes, aperture) and the material of the sound duct (CEMS, dielectric constant, etc.). As follows from the description of the first and second analogues, the Q values of such a resonator are critical to the number of electrodes. At the same time, to obtain large values of the Q factor, the number of IDT electrodes is quite large and increases in sound ducts with a low value of EMC. Practically feasible surfactant resonators are extended multielectrode transducers on sound conductors with high EMC, for example, lithium niobate. However, a simple increase in the number of electrodes without a special selection of their number from the claimed condition does not lead to a significant increase in the quality factors, and the use of such resonators in practice is limited by low quality factors.

Возможность накопления энергии и образования высокодобротного резонанса в ВШП с периодично расположенными электродами число которых подобрано определенным образом, объясняется следующим образом. Каждый электрод ВШП является как источником излучения ПАВ, так и их отражателем. Поэтому акустическое поле ВШП представляет собой сумму излученных электродами волн с огромным количеством вторичных волн, возникших в результате многочисленных отражений и переотражений между электродами. Существует такое число электродов, при котором акустическое поле концентрируется внутри площади ВШП и не выходит за его пределы. При этом многочисленные парциальные излученные и переотраженные волны за пределами площади ВШП компенсируют друг друга. В предлагаемой конструкции резонатора по сравнению с конструкцией полостного резонатора, содержащего ОР, исключаются такие факторы потерь, как поглощение ПАВ при их распространении от ВШП до ОР, потери на дифракцию, поэтому при меньших размерах звукопровода можно получить принципиально большую добротность.The possibility of energy storage and the formation of high-Q resonance in IDTs with periodically arranged electrodes, the number of which is selected in a certain way, is explained as follows. Each IDT electrode is both a source of surfactant radiation and their reflector. Therefore, the IDT acoustic field is the sum of the waves emitted by the electrodes with a huge number of secondary waves resulting from numerous reflections and re-reflections between the electrodes. There is a number of electrodes in which the acoustic field is concentrated inside the IDT and does not go beyond it. In this case, numerous partial radiated and rereflected waves outside the IDT area cancel each other out. In the proposed design of the resonator, compared with the design of a cavity resonator containing OR, such loss factors as absorption of surfactants during their propagation from IDT to OR, loss due to diffraction are excluded, therefore, with a smaller sound duct, a fundamentally higher quality factor can be obtained.

Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественным всем признакам заявленного устройства отсутствуют, следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию “новизна”.The analysis of the prior art by the applicant has established that there are no analogues characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed device, therefore, the claimed utility model meets the “novelty” condition.

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной полезной модели, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.Search results for known technical solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed utility model from the prototype have shown that they do not follow explicitly from the prior art.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований на достижение указанного технического результата и полезная модель основана на:From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed utility model on achieving the indicated technical result and the utility model is based on:

- исключении какой-либо части устройства-аналога с одновременным исключением, обусловленной ее наличием функции и достижением обычного для такого исключения результата;- the exclusion of any part of the analog device with the simultaneous exception due to its presence of a function and the achievement of the result usual for such an exception;

- создании устройства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого устройства и связей между ними;- the creation of a device consisting of known parts, the choice of which and the connection between them are based on known rules and the technical result achieved is due only to the known properties of the parts of this device and the connections between them;

- изменении количественного признака (признаков) устройства и предоставлении таких признаков во взаимосвязи либо изменение вида взаимосвязи, если известен факт влияния каждого из них на технический результат и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, следовательно, заявленная полезная модель соответствует “изобретательскому уровню”.- a change in the quantitative sign (s) of the device and the provision of such signs in the relationship or a change in the type of relationship if the fact of the influence of each of them on the technical result is known and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies, therefore, the claimed utility model corresponds to the "inventive step".

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый резонатор на ПАВ, на фиг. 2-5 изображены частотные зависимости активной и реактивной проводимостей ВШП с различным числом электродов. И введены следующие обозначения:The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows the proposed SAW resonator; FIG. Figures 2-5 show the frequency dependences of the active and reactive conductivities of IDTs with different numbers of electrodes. And the following notation is introduced:

1. Звукопровод1. Sound pipe

2. Многоэлектродный ВШП.2. Multi-electrode IDT.

Предлагаемое устройство содержит звукопровод из пьезоактивного материала 1 на поверхности которого расположен многоэлектродный ВШП 2, выполненный в виде решетки периодично расположенных металлических электродов. Электроды преобразователя расположены так, что расстояния между соседними электродами, подключенными к каждой из шин равно λ₀=V/ƒ₀, где V - скорость ПАВ в звукопроводе, λ₀ - длина волны, ƒ₀ - частота акустического синхронизма. Ширина всех электродов одинакова и равна λ₀/4.The proposed device contains a sound pipe of piezoelectric material 1 on the surface of which there is a multi-electrode IDT 2, made in the form of a lattice of periodically arranged metal electrodes. The transducer electrodes are arranged so that the distances between adjacent electrodes connected to each bus are λ ₀ = V / ƒ ₀ , where V is the surfactant speed in the sound duct, λ ₀ is the wavelength, and ƒ ₀ is the frequency of acoustic synchronism. Width of all the electrodes is the same and is equal to λ _0/4.

Устройство работает следующим образом: при подведении к ВШП 2 электрического сигнала в звукопроводе 1 возбуждаются поверхностные акустические волны, распространяющиеся в пределах ВШП и многократно отражающиеся от электродов ВШП. Причем количество электродов ВШП выбрано так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают. При этом суммарные ПАВ не излучаются влево и вправо от преобразователя, и ВШП представляет собой резонатор.The device operates as follows: when an electric signal is supplied to IDT 2, sound acoustic waves are excited in the sound duct 1, propagating within the IDT and repeatedly reflected from IDT electrodes. Moreover, the number of IDT electrodes is chosen so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and the zero value of reactance of the converter coincide. In this case, the total surfactants are not radiated to the left and to the right of the converter, and the IDT is a resonator.

Высокодобротный миниатюрный резонатор на вытекающих поверхностных акустических волнах может быть реализован в виде аналогичной конструкции, если число его электродов выбрано так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают.A high-Q miniature resonator based on leaky surface acoustic waves can be implemented in the form of a similar design if the number of its electrodes is chosen so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and zero value of the reactance of the transducer coincide.

Из описания вышеприведенных первого и второго аналогов и литературы [1, 2] известно существование в протяженных ВШП с периодично рас-положенными электродами при достаточно большом их числе (N>1,5/k² [2], где N - число электродов, k² - квадрат КЭМС) двух резонансов: резонанса и антирезонанса. Частоты резонанса и антирезонанса зависят от материала звукопровода (КЭМС) и параметров ВШП (апертуры, числа и толщины электродов, коэффициента металлизации). Причем частота резонанса (fp) примерно равна частоте акустического синхронизма ВШП (f₀), а частота антирезонанса (fa) превышает частоту резонанса.From the description of the above first and second analogs and the literature [1, 2], it is known that in extended IDTs with periodically spaced electrodes with a sufficiently large number of them (N> 1.5 / k ² [2], where N is the number of electrodes, k ² - square of CEMS) of two resonances: resonance and antiresonance. The resonance and antiresonance frequencies depend on the sound duct material (CEMS) and the IDT parameters (aperture, number and thickness of electrodes, metallization coefficient). Moreover, the resonance frequency (fp) is approximately equal to the frequency of the acoustic synchronism of the IDT (f ₀ ), and the antiresonance frequency (fa) exceeds the resonance frequency.

Активная часть проводимости многоэлектродного ВШП с периодично расположенными электродами без учета потерь описывается функцией вида (sinx/x)² [1], имеющей “нули” (т.е. ряд частот, на которых активная проводимость принимает нулевые значения и резонатор может иметь бесконечно большую добротность). В практически реализуемых резонаторах всегда присутствуют потери, и бесконечно большую добротность получить нельзя. Активная проводимость реального ВШП имеет вид функций, изображенных на Фиг. 2-4. Функция имеет явно выраженный максимум и на определенных частотах (гмин) локальные минимумы. Реактивная часть проводимости ВШП с достаточно большим количеством электродов (фиг. 4 и фиг. 5) имеет два нулевых значения (на частотах резонанса и антирезонанса). Приведенный вариант кривых на фиг. 4 соответствует соотношению fp<f₀<fa<fмин. При увеличении числа электродов ВШП частота синхронизма f₀ не изменяется, частоты fмин, fa уменьшаются, т.е. смещаются влево приближаясь к частоте синхронизма f₀. При этом частота fa смещается влево быстрее, чем частота гмин, поэтому существует возможность подбора такого числа электродов ВШП, при котором достигается равенство fмин=fa. При выполнении данного равенства резонатор имеет максимальную добротность. При дальнейшем увеличении числа электродов (относительно подобранного) добротность уменьшается. На фиг. 5 в укрупненном масштабе показаны реактивная и активная проводимости ВШП при числе электродов N=110 и N=113. При N=113 обеспечивается условие fмин=fa и резонатор имеет максимальную добротность.The active part of the conductivity of a multi-electrode IDT with periodically arranged electrodes without losses is described by a function of the form (sinx / x) ² [1], which has “zeros” (that is, a series of frequencies at which the active conductivity takes on zero values and the resonator can have infinitely large quality factor). Losses are always present in practicable resonators, and an infinitely high quality factor cannot be obtained. The active conductivity of a real IDT has the form of the functions depicted in FIG. 2-4. The function has a pronounced maximum and local minima at certain frequencies (gmin). The reactive part of the IDT conductivity with a sufficiently large number of electrodes (Fig. 4 and Fig. 5) has two zero values (at the resonance and antiresonance frequencies). The given version of the curves in FIG. 4 corresponds to the relation fp <f ₀ <fa <fmin. With an increase in the number of IDT electrodes, the synchronism frequency f ₀ does not change, the frequencies fmin, fa decrease, i.e. are shifted to the left approaching the synchronism frequency f ₀ . In this case, the frequency fa shifts to the left faster than the frequency of the communes, therefore, it is possible to select a number of IDT electrodes at which the equality fmin = fa is achieved. When this equality is fulfilled, the resonator has a maximum Q factor. With a further increase in the number of electrodes (relatively selected), the quality factor decreases. In FIG. 5 on an enlarged scale shows the reactive and active conductivity of IDT with the number of electrodes N = 110 and N = 113. At N = 113, the condition fmin = fa is ensured and the resonator has a maximum Q factor.

Численное моделирование с использованием модели эквивалентных схем, учитывающей ряд вторичных эффектов, существующих в реальных ВШП, показало, что резонаторы на ВШП, число электродов которых подобрано из заявляемого условия, имеют значительно большие величины добротностей, чем аналогичные резонаторы, число электродов которых не подобрано указанным образом. Причем в случае оптимального (по критерию добротности) подбора числа электродов для получения заданных значений добротности необходимо меньшее число электродов, что позволяет уменьшить протяженность ВШП и габариты резонатора. В таблице 1 приведены расчетные значения относительных частот резонанса (fp/f₀) и антирезонанса (fa/f₀), соответствующие значения добротностей (Qp, Qa) в зависимости от числа электродов ВШП (N). В приведенной таблице 1 резонанс и антирезонанс возможен начиная с числа электродов равного 70.Numerical modeling using the equivalent circuit model, taking into account a number of secondary effects existing in real IDTs, showed that IDT resonators, the number of electrodes of which are selected from the claimed condition, have significantly higher Q factors than similar resonators, the number of electrodes of which are not selected in this way . Moreover, in the case of optimal (by the quality factor) selection of the number of electrodes, to obtain the specified quality factors, a smaller number of electrodes is required, which allows to reduce the IDT length and the dimensions of the resonator. Table 1 shows the calculated values of the relative frequencies of the resonance (fp / f ₀ ) and antiresonance (fa / f ₀ ), the corresponding values of the Q factors (Qp, Qa) depending on the number of IDT electrodes (N). In table 1, resonance and antiresonance are possible starting from the number of electrodes equal to 70.

Данные измерений, указанные в описании первого аналога, подтверждают, что добротности, полученные на частоте резонанса ниже, чем добротности на частоте антирезонанса. Максимальные полученные значения добротности резонатора на подложке ниобата лития составили 2000, для резонатора на ST-кварце 10000 (на частоте резонанса) и 20000 (на частоте антирезонанса). Однако специальный подбор числа электродов ВШП из заявляемого условия не производился.The measurement data indicated in the description of the first analogue confirm that the Q factors obtained at the resonance frequency are lower than the Q factors at the antiresonance frequency. The maximum obtained values of the Q factor of the resonator on a lithium niobate substrate were 2000; for a resonator on ST-quartz, 10,000 (at the resonance frequency) and 20,000 (at the antiresonance frequency). However, a special selection of the number of IDT electrodes from the claimed condition was not made.

Из описания прототипа следует что достигаемые значения добротностей не превышают значений 20000…25000.From the description of the prototype it follows that the achieved values of the quality factors do not exceed the values of 20,000 ... 25,000.

В приведенной заявителем таблице 1 максимальное расчетное значение добротности при числе электродов 113 составляет 52100. При этом резонатор имеет небольшие габариты (например, резонатор на частоте 433 МГц занимает площадь менее 0,25 мм²).In the table 1 given by the applicant, the maximum calculated Q factor for the number of electrodes 113 is 52,100. At the same time, the resonator has small dimensions (for example, a resonator at a frequency of 433 MHz occupies an area of less than 0.25 mm ² ).

Как следует из вышеизложенного, достижение технического результата увеличения добротности резонатора обеспечивается применением одного ВШП с подобранным числом периодично расположенных электродов так, что частоты минимального значения активной проводимости и нулевого значения реактивной проводимости преобразователя совпадают. Сопоставление параметров, характеризующих заявляемую полезную модель и прототип, позволяет сделать вывод о получении значений добротности, существенно превышающих значения добротностей, указанных для устройства-прототипа.As follows from the foregoing, the achievement of the technical result of increasing the quality factor of the resonator is ensured by the use of one IDT with a selected number of periodically arranged electrodes so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and zero value of the reactance of the converter coincide. A comparison of the parameters characterizing the claimed utility model and the prototype allows us to conclude that obtaining the values of the Q factor, significantly exceeding the Q values specified for the prototype device.

Кроме указанного достигаемого технического результата и преимуществ заявленного устройства следует отметить дополнительный технический результат, а именно упрощение изготовления устройства.In addition to the indicated technical result achieved and the advantages of the claimed device, an additional technical result should be noted, namely, simplification of the manufacture of the device.

Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленной полезной модели выполняются следующие условия:Thus, the above information proves that when implementing the claimed utility model, the following conditions are met:

- средство, воплощающее устройство - полезную модель при его осуществлении, предназначено для использования в радиоэлектронике, а именно в акустоэлектронике в производстве высокодобротных миниатюрных резонаторов для устройств стабилизации и селекции частоты, фильтров и других устройств обработки сигналов на основе резонаторов;- the tool embodying the device — a useful model in its implementation, is intended for use in radio electronics, namely, acoustoelectronics in the production of high-quality miniature resonators for frequency stabilization and selection devices, filters, and other signal processing devices based on resonators;

- для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств;- for the claimed utility model as described in the independent claim, the possibility of its implementation using the described or other means known prior to the filing date of the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.- a tool that embodies the claimed utility model in its implementation, is able to provide the specified technical result.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.Therefore, the claimed utility model meets the patentability condition “industrial applicability”.

Список использованной литературы:List of used literature:

1. Багдасарян А.С. Устройства на поверхностных акустических волнах. Состояние и перспективы развития. // http://www.sci.am/genmeetingsdocs/2009/Ph&A/Baghdasaryan_A.S.pdf1. Baghdasaryan A.S. Devices on surface acoustic waves. Status and development prospects. // http://www.sci.am/genmeetingsdocs/2009/Ph&A/Baghdasaryan_A.S.pdf

2. Доберштейн С.А. Уменьшение вносимых потерь и расширение функциональных возможностей фильтров на поверхностных акустических волнах за счет конструктивно-топологической оптимизации. Диссерт. канд. техн. наук. Омск. 2009.2. Doberstein S.A. Reducing insertion loss and expanding the functionality of filters on surface acoustic waves due to structural and topological optimization. Dissert. Cand. tech. sciences. Omsk 2009.

Claims

A resonator based on surface acoustic waves containing a sound duct made of piezoelectric material, on the surface of which there is a multi-electrode interdigital transducer, characterized in that the electrodes of the transducer are arranged periodically, and their number is chosen so that the frequencies of the minimum value of active conductivity and zero value of the reactance of the transducer coincide .