RU1818680C - High-frequency transducer of surface acoustic waves - Google Patents
High-frequency transducer of surface acoustic wavesInfo
- Publication number
- RU1818680C RU1818680C SU4844813A RU1818680C RU 1818680 C RU1818680 C RU 1818680C SU 4844813 A SU4844813 A SU 4844813A RU 1818680 C RU1818680 C RU 1818680C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- electrodes
- frequency
- section
- longitudinal axes
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к радиэлектро- нике. Цель изобретени - повышение воспроизводимости амплитудно-частотной характеристики высокочастотного преобра4r2V5 . tp f U0/2 зовател поверхностных акустических волн (ПАВ) при расширении рабочего диапазона частот. В каждой трехэлектродной секции 4 пассивные участки 6 электродов выполнены из трех параллельных отрезков 7, продольные оси которых совпадают с продольными ос ми соответствующих активных участков 5 электродов. Ширина участков 5 и 6, рассто ние между продольными ос ми соседних электродов в каждой секции 4 пространственный период размещени секций 4 выбран в зависимости от длины ПАВ. Это обеспечивает высокую эффективность возбуждени ПАВ, работу преобразовател на частотах выше частот акустического синхронизма секций 4 и компенсацию ПАВ, отраженных от краев участков 5 и 6 электродов. 4 ил. ё 00 00 О 00 о а/г/The invention relates to electronics. The purpose of the invention is to increase the reproducibility of the amplitude-frequency characteristic of a high-frequency conversion 4r2V5. tp f U0 / 2 of the surface acoustic wave (SAW) companion when expanding the operating frequency range. In each three-electrode section 4, the passive sections 6 of the electrodes are made of three parallel segments 7, the longitudinal axes of which coincide with the longitudinal axes of the corresponding active sections 5 of the electrodes. The width of sections 5 and 6, the distance between the longitudinal axes of adjacent electrodes in each section 4, the spatial placement period of sections 4 is selected depending on the length of the surfactant. This provides a high efficiency of excitation of the surfactant, operation of the transducer at frequencies higher than the frequencies of acoustic synchronism of sections 4 and compensation of the surfactant reflected from the edges of sections 5 and 6 of the electrodes. 4 ill. ё 00 00 O 00 about a / g /
Description
Изобретение относитс к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах частотной селекции сигналов на поверхностных акустических волнахThe invention relates to the field of electronics and can be used in devices for the frequency selection of signals on surface acoustic waves
Цель изобретени - повышение воспроизводимости АЧХ при расширении рабочего диапазона частот.The purpose of the invention is to increase the reproducibility of the frequency response while expanding the operating frequency range.
Поставленна цель достигаетс тем, что в предлагаемом высокочастотном преобразователе ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей грани которого размещена периодическа последовательность трехэлектродных секций с чередующейс пол рностью активных участков электродов в каждой секции, перва и втора суммирующие шины, объедин ющие пассивные участки электродов одной пол р-. ностм согласно изобретению в каждой секции пассивные участки электродов выполнены из трех параллельных отрезков, продольные оси которых совпадают с продольными ос ми соответствующих активных участков электродов, при этом ширина активных и пассивных участков электродов выбраны из выражени This goal is achieved by the fact that in the proposed high-frequency transducer surfactant containing a piezoelectric sound duct, on the working edge of which is placed a periodic sequence of three-electrode sections with alternating polarity of the active sections of the electrodes in each section, the first and second summing buses combining the passive sections of the electrodes of one pol -. In accordance with the invention, in each section, the passive sections of the electrodes are made of three parallel segments, the longitudinal axes of which coincide with the longitudinal axes of the corresponding active sections of the electrodes, the width of the active and passive sections of the electrodes selected from the expression
b До/3,(t) Ь - ширина активных и пассивных участков электродов, м;b To / 3, (t) b - width of active and passive sections of electrodes, m;
До - длина ПАЗ на средней частоте преобразовател , м,To - PAZ length at the average frequency of the converter, m,
рассто ние между продольными ос ми соседних противофазных электродов в каждой секции выбрано из выражени the distance between the longitudinal axes of adjacent antiphase electrodes in each section is selected from the expression
Lc 2- До/3- Дс/2,(2) где Ц - рассто ние между продольными ос ми соседних электродов, м;Lc 2- Do / 3- Ds / 2, (2) where C is the distance between the longitudinal axes of adjacent electrodes, m;
1 с - длина ПАВ на частоте акустического синхронизма секций, м, а пространственный период размещени секций выбран из выражени 1 s is the length of the surfactant at the frequency of the acoustic synchronism of the sections, m, and the spatial period of the sections is selected from the expression
Lp n-V2,(3) п -- 4, 5.6 ... - номер рабочей гармоники.Lp n-V2, (3) p - 4, 5.6 ... is the number of the working harmonic.
На фиг. 1 и 2 представлен процесс формировани АЧХ преобразовател ; на фиг. 3 и 4 - соответственно схема по влени отраженных ПАВ и векторна диаграмма их компенсации .In FIG. 1 and 2 show the process of forming the frequency response of the converter; in FIG. 3 and 4, respectively, are a diagram of the occurrence of reflected SAWs and a vector diagram of their compensation.
Высокочастотный преобразователь ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, первую 1 и вторую 3 противофазные суммирующие шины, секции 4 встречно-штыревых электродов (ВШЭ), чередующийс пол рности с активными 5 е пассивными б участками, последние - из трах отрезков 7.The SAW high-frequency transducer contains a piezoelectric sound guide 1, first 1 and second 3 antiphase summing buses, sections 4 of interdigital electrodes (HSE), alternating polarities with active 5th passive b sections, the latter from sections 7.
Преобразователь ПАВ работает следу- ккдам образом. При подаче электрическогоThe surfactant converter operates as follows. When applying electric
сигнала кажда секци 4 противофазных электродов возбуждает ПАВ, распростран ющиес влево и вправо по поверхности пьезоэлектрического звукопровода 1 (фиг. 1).of the signal, each section of antiphase electrodes 4 excites surfactants propagating to the left and right along the surface of the piezoelectric sound duct 1 (Fig. 1).
Каждый электрод в секции 4 можно рассматривать как элементарный источник ПАВ, амплитуда которого пропорциональна взаимному перекрытию активных участков 5 соседних электродов, соединенных с суммирующими шинами 2 и 3. Спектральна же функци элементарного источника (или акустическа частотна характеристика электрода ) описываетс , например, дл модифицированной модели д .источниковEach electrode in section 4 can be considered as an elementary source of a surfactant, the amplitude of which is proportional to the mutual overlap of the active sections 5 of the adjacent electrodes connected to the summing buses 2 and 3. The spectral function of the elementary source (or the acoustic frequency response of the electrode) is described, for example, for a modified model d. sources
Аэл(т) 2|Дсоз(Д-1) , (4)Ael (t) 2 | Dsoz (D-1), (4)
где Д f/fc - относительна частота;where D f / fc is the relative frequency;
fc - частота акустического ВШЭ в секции .fc is the frequency of the acoustic HSE in the section.
Поскольку рассто ни между центрами соседних ВШЭ в секции 4 выбраны одинаковыми из выражени (2), т. е. Ц 2 Ло/3 Since the distances between the centers of neighboring HSEs in section 4 are chosen the same from expression (2), i.e., Ts 2 Lo / 3
Ас/2, то условие акустического синхронизма будет выполн тьс на частоте fc - К/2Ц - 2/3fo, Ac / 2, then the condition of acoustic synchronism will be satisfied at the frequency fc - K / 2C - 2 / 3fo,
где fo - средн частота преобразовател , V - скорость ПАВ, и фазы соседних элементарных источников будут отличатьс на л.where fo is the average frequency of the converter, V is the speed of the surfactant, and the phases of neighboring elementary sources will differ by l.
в свою очередь кажда секци 4 представл ет собой ВШП, содержащий N - 1,5 пар электродов и обладающий линейной фазой . В соответствии со свойствами такого рода ВШП при одинаковом перекрытииin turn, each section 4 is an IDT containing N - 1.5 electrode pairs and having a linear phase. In accordance with the properties of this kind of IDT with the same overlap
электродов АЧХ секции будетelectrodes of the frequency response section will
/Mn-M.fN-OAAf.f.T.-SEgl l/Mn-M.fN-OAAf.f.T.-SEgl l
COS(rf-Tc)/2J (5)COS (rf-Tc) / 2J (5)
-stnfaAV8 1 -stnfaAV8 1
) соз(л/2-А) ) cos (l / 2-A)
где Тс w- - период дискретизации им&YC ,where Tc w- is the sampling period for them & YC,
пульсной характеристики секции 4.pulse characteristic section 4.
Поскольку секции 4 образуют периодическую последовательность с пространст- Q венным периодом Ц л , п 5, 6, 7 .... а взаимное перекрытие электродов и пол рность секций 4 определ ютс алгебраическими значени ми весовых коэффициентов, соответствующих заданной АЧХ преобразо- 5 эател , на частоте каждой ангармоники, удовлетвор ющей условию (3), по вл ютс частотные отклики, и АЧХ преобразовател , например, с посто нным перекрытием электродов внутри отдельной секции, описываетс уравнением:Since sections 4 form a periodic sequence with a spatial period Ql, n, 5, 6, 7 .... and the mutual overlap of the electrodes and the polarity of sections 4 are determined by the algebraic values of the weight coefficients corresponding to the given frequency response of the 5 frequency converter, at the frequency of each anharmonic satisfying condition (3), frequency responses appear, and the frequency response of the converter, for example, with constant overlapping of the electrodes inside a separate section, is described by the equation:
А(т) Аэл(т) Ac(f)i hk -e ik TP Л ,(б)A (t) Ael (t) Ac (f) i hk -e ik TP L, (b)
k 1.k 1.
где k 1.2.3...;where k 1.2.3 ...;
k - текущий номер секции;k is the current section number;
hk - весовой коэффициент секции; Тр Lp/U - период дискретизации импульсной характеристики преобразовател ;hk is the weight coefficient of the section; Tr Lp / U is the sampling period of the impulse response of the converter;
Lp - пространственный период размещени секций 4;Lp is the spatial placement period of sections 4;
Л 2 п (f to) - расстройка по частоте.L 2 p (f to) - frequency detuning.
Формирование АЧХ преобразовател показано на фиг. 2. The frequency response of the converter is shown in FIG. 2.
Средн частота fo преобразовател может быть выбрана совпадающей любой из ангармоник. При этом преобразователи, работающие на ангармониках п 1,2.3, физически не реализуютс , т. к. соседние секции ВШЭ сливаютс . Однако с точки зрени эффективности возбуждени ПАВ, и следовательно , с точки зрени обеспечени минимальных потерь при работе на высоких частотах, предпочтительной вл етс работа на ангармонике п 5. т. е. при fo t2. В этом случае эффективность возбуждени ПАВ на 20-25 % выше, чем устройстве-прототипе (л 3. fo fl) и на 30-35 % выше, чем на третьей ангармонике (п 6, fo тз). Поскольку частоты нерабочих ангармоник fa, fa отстают достаточно далеко от средней частоты fo f2i то не представл ет особого труда подавать эти паразитные ангармони- ки с помощью второго ВШП в устройстве или с помощью согласующих цепей.The mid frequency fo converter can be selected to match any of the anharmonics. At the same time, converters operating on the anharmonics of p 1,2.3 are not physically implemented, since the adjacent HSE sections merge. However, from the viewpoint of the efficiency of excitation of surfactants, and therefore, from the point of view of ensuring minimum losses when operating at high frequencies, it is preferable to work on the anharmonic of step 5. i.e., at fo t2. In this case, the SAW excitation efficiency is 20–25% higher than the prototype device (L 3. fo fl) and 30–35% higher than the third anharmonic (n 6, fo t). Since the frequencies of non-working anharmonics fa, fa lag far enough from the average frequency fo f2i, it is not difficult to feed these parasitic anharmonics using the second IDT in the device or using matching circuits.
Таким образом, выбор ширин электродов , рассто ний между электродами и рассто ний между секци ми соответственно из соотношений (1-3) позвол ет обеспечить работу преобразовател на частотах выше частот акустического синхронизма секций 4 с высокой точностью воспроизведени заданной АЧХ.„Thus, the choice of the widths of the electrodes, the distances between the electrodes and the distances between the sections, respectively, from relations (1-3) allows us to ensure the operation of the transducer at frequencies higher than the frequencies of the acoustic synchronism of sections 4 with high accuracy of reproduction of a given frequency response.
Выбор ширин активных 5 и пассивных 6 участков электродов, размещение их на одной продольной оси и выбор рассто ни между их продольными ос ми из соотношени LC 2 До/3 позвол ет обеспечить компенсацию ПАВ, не только отраженных от одноименных краев активных участков электродов, как это имеет место в прототипе , но и от краев пассивных участков электродов (фиг. 3), что обеспечивает повышение воспроизведени АЧХ.The choice of the widths of the active 5 and passive 6 sections of the electrodes, their placement on the same longitudinal axis and the choice of the distance between their longitudinal axes from the ratio LC 2 To / 3 allows the compensation of surfactants, not only reflected from the same edges of the active sections of the electrodes, as takes place in the prototype, but also from the edges of the passive sections of the electrodes (Fig. 3), which improves the reproduction of the frequency response.
Действительно, в преобразователе между ПАВ, отраженными от одноименных краев как активных 5, так и пассивных участков электродов внутри секции, фазовый сдвиг составл ет 240° и, следовательно, суммарна амплитуда ПАВ, отраженной отIndeed, in the converter between surfactants reflected from the same edges of both active 5 and passive sections of electrodes inside the section, the phase shift is 240 ° and, therefore, the total amplitude of the surfactant reflected from
отдельной секции 4, равна нулю на средней частоте fo h (см. фиг, 3, 4).separate section 4, is equal to zero at the average frequency fo h (see Fig. 3, 4).
На частотах вблизи f2 достигаетс лишьAt frequencies near f2, only
частична компенсаци отраженных ПАВ. Однако, учитыва , что средн частота fa значительно (на 25 %) выше частоты акустического синхронизма fc ВШЭ, на которой наблюдаетс максимальное отражение,partial compensation of reflected surfactants. However, taking into account that the average frequency fa is significantly (25%) higher than the frequency of acoustic synchronism fc of the HSE, at which maximum reflection is observed,
0 можно считать, что из-за отражений искажений АЧХ преобразовател в полосе пропускани пренебрежимо малы.0 it can be assumed that due to reflections of distortions, the frequency response of the converter in the passband is negligible.
Кроме того, выполнение пассивных 5 участков электродов в виде трех отрезковIn addition, the implementation of passive 5 sections of electrodes in the form of three segments
5 шириной До/3 каждый и размещение этих отрезков на одной продольной оси с активными участками 6 электродов позвол ет обеспечить однородность металлизации вдоль апертуры и тем самым снизить иска0 жени АЧХ вследствие неравномерности фазового фронта ПАВ,5 with a width of Up to / 3 each and the placement of these segments on the same longitudinal axis with the active sections of the 6 electrodes makes it possible to ensure uniform metallization along the aperture and thereby reduce the distortion of the frequency response due to the non-uniformity of the surfactant phase front,
Таким образом, использование предложенного преобразовател позвол ет обес- . печить достижение цели изобретени 5 повышение воспроизведени ФЧХ при расширении рабочего диапазона частот.Thus, the use of the proposed Converter allows you to. To achieve the objective of the invention, 5 increase the phase response performance while expanding the operating frequency range.
С целью формировани заданной АЧХ в предлагаемом преобразователе могут быть использованы различные методы вэвешива5 ни как электродов в секци х, так и секций путем изменени :перекрыти активных и пассивных участков, селективного удалени секций и т. д.In order to form a given frequency response in the proposed converter, various methods of weighing both electrodes in sections and sections can be used by changing: overlapping active and passive sections, selective removal of sections, etc.
В качестве примера использовани был изготовлен полосовой фильтр на ПАВ, со0 держащий звукопровод из кварца ST-среза размером 15 х 6 х 1 мм, на рабочей поверхности которого размещались два секциони- рованных преобразовател ПАВ предлагаемой конструкции. Один из преоб5 разователей выполнен с амплитудной апо- ди-зацией секций (со взвешиванием перекрыти ) электродов), второй - со взвешиванием удалением электродов. Число секций в преобразовател х 109 и 76 соот0 ветственно. Период секций составл л 11,8 мкм. ширина электродов и зазоров 1,6 мкм, апертура 0,55 мм.As an example of use, a SAW bandpass filter was manufactured, containing a sound duct made of quartz ST-cut with a size of 15 x 6 x 1 mm, on the working surface of which there were two sectioned surfactant converters of the proposed design. One of the transducers was made with amplitude apodization of the sections (with weighing of the overlap) of the electrodes), the second with weighing by removing the electrodes. The number of sections in the transducers is 109 and 76, respectively. The section period was 11.8 microns. the width of the electrodes and gaps of 1.6 μm, the aperture of 0.55 mm.
Параметры фильтра следующие: 5 средн частота 666,5 М Гц, соответствующа п 5;,The filter parameters are as follows: 5 average frequency 666.5 M Hz, corresponding to n 5 ;,
полоса пропускани по уровню 2 дБ - 2,5 МГц;2 dB bandwidth - 2.5 MHz;
затухание в полосе заграждени более 40 дБ;attenuation in the boom band of more than 40 dB;
неравномерность АЧХ в полосе пропускани 0,3 дБ;frequency response unevenness in the passband of 0.3 dB;
вносимые потери 17 дБ при согласовании последовательными катушками индуктивности с RH - Rr 50 Ом.insertion loss of 17 dB when matched by series inductors with RH - Rr 50 Ohms.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4844813 RU1818680C (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | High-frequency transducer of surface acoustic waves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4844813 RU1818680C (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | High-frequency transducer of surface acoustic waves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1818680C true RU1818680C (en) | 1993-05-30 |
Family
ID=21524022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4844813 RU1818680C (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | High-frequency transducer of surface acoustic waves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1818680C (en) |
-
1990
- 1990-06-28 RU SU4844813 patent/RU1818680C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент FR № 2331991, кл. Н 03 Н 9/64, 1981. 2. Патент US № 4143340. кл. 33:3/151, 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3345609B2 (en) | Acoustic wave transducer | |
JPH05315886A (en) | Surface acoustic wave filter | |
US5130681A (en) | Saw filter and mobile telephone using same | |
EP1207621B1 (en) | Transversal surface acoustic wave filter | |
RU1818680C (en) | High-frequency transducer of surface acoustic waves | |
US5300902A (en) | Surface acoustic wave device for band-pass filter having small insertion loss and predetermined pass-band characteristics for broad band | |
US4513261A (en) | Low-loss acoustic wave filter device | |
RU201785U1 (en) | FAN FILTER ON SURFACE ACOUSTIC WAVES | |
EP0063839A2 (en) | Acoustic wave bandpass electrical filters | |
US5087901A (en) | Surface acoustic wave band-pass filter with different phase weighted transducers | |
Yatsuda et al. | New design techniques for SAW filters using slanted-finger IDTs | |
US4005378A (en) | Surface acoustic wave filter | |
KR0185516B1 (en) | Surface wave resonator | |
RU1835592C (en) | High frequency unidirectional converter of surface acoustic waves | |
EP0098116A2 (en) | Surface acoustic device | |
JPS5997216A (en) | Acoustic surface wave filter | |
SU620011A1 (en) | Surface acoustic wave filter | |
JPH05129872A (en) | Surface wave resonator, surface wave filter, branching filter and mobile radio equipment | |
JPS583603B2 (en) | surface acoustic wave device | |
JP2003017982A (en) | Bulk wave canceling type surface acoustic wave device | |
KR0173239B1 (en) | Saw filter | |
US20030067370A1 (en) | String weighted surface-acoustic-wave transducer | |
JPH0462208B2 (en) | ||
SU1170588A1 (en) | Versions of filter based on surface acoustic waves | |
JPH0241925B2 (en) |