DE2839851B1 - Oberflaechenwellenanordnung mit verbesserter Stoersignalunterdrueckung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenwellenanordnung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere für die Verwendung in Fernsehgeräte-Schaltungen Oberflächenwellenfilter bekannt, bei denen wenigstens einer der Wandler, z. B. der Eingangswandler, eine derartige Interdigitalstruktur mit ineinandergreifenden kammartigen Wandlerfingern hat, bei der die Wandlerfinger unterschiedlich große Längen und benachbarte Wandlerfinger unterschiedlich weite Überlappung haben. Mit diesen unterschiedlich großen Fingerlängen und Überlappungsweiten läßt sich die Übertragungsfunktion des betreffenden Wandlers derart vorgeben, wie sie für den einzelnen Anwendungszweck gefordert wird. Diese Maßnahme, unterschiedliche Überlappungsweiten vorzusehen, wird als Wichtung der Wandlerfinger bezeichnet.

Die unterschiedlichen Längen der Wandlerfinger führen dazu, daß quer zur vorgesehenen Ausbreitung der Oberflächenwelle gesehen der betreffende aktive Anteil des Wandlers nicht notwendigerweise über diesen ganzen Wandler hinweg gleich bleibende Breite hat. Im Anfangsteil des Wandlers erzeugte und von dort ausgehende Oberflächenwe'ilen würden dann auf ihrem Weg im Wandler Oberflächenbereiche des Substratkörpers durchlaufen, auf denen über die Breite des Wandlers gesehen keine oder nur ungleich viele Wandlerfinger vorhanden sind. Für einen gleichmäßigen störungsfreien Lauf der Oberflächenwellen, insbesondere zur Vermeidung von Laufzeitunterschieden in quer zur WelleriäüsBreitungsrichtung benachbarten Bereichen, verwendet man daher auch solche Wandlerfinger, bei denen ein erheblicher Anteil ihrer Länge mangels Überlappung in diesem Längenbereich als Wandler inaktiv ist, nämlich weil neben ihnen kein Wandlerfinger entgegengesetzter Polarität vorhanden ist. Solche Anteile werden als Blindfinger bezeichnet.

Bei wie beschriebenen Oberflächenwellenanordnungen mit Eingangswandler · und Ausgangswandler zur Übertragung eines Signals vom Eingang zum Ausgang

ίο treten jedoch als Störungen solche Signale auf, die gegenüber der vorgesehenen Signalübertragung Laufzeitverschiebungen haben. Zum Beispiel kann ein solches Störsignal darauf beruhen, daß ein Anteil der bereits in den Ausgangswandler gelangten Oberflächenwelle im Bereich der Wandlerfinger des Ausgangswandlers eine mechanische und/oder elektrische Reflexion erfährt, der als reflektiertes Signal in der der Soll-Richtung entgegengesetzten Richtung durch die Oberflächenwellenanordnung zum Eingangswandler zurückläuft und dort wiederum zu einem Anteil mechanisch und/oder elektrisch reflektiert wird. Ein solches dreimal die Oberflächenwellenanordnung durchlaufendes Signal wird als Triple-Transit-Signal bezeichnet.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenwellenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Weise auszubilden, daß zumindest eine erhebliche Verminderung solcher Signale vorliegt, die aufgrund innerer Reflexionen in der Anordnung mit einer Laufzeit, die von der Laufzeit des Nutzsignals abweicht, am Ausgangswandler auftreten.

Diese Aufgabe wird bei einer solchen Oberflächenwellenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit den Merkmalen gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben sind.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, derartige, wie oben beschriebene Störsignale dadurch zu beseitigen, daß unvermeidliche Reflexionen, die zu einem solchen Störsignal führen, so beeinflußt werden, daß sie keinen schädlichen Einfluß mehr auf das Nutzsignal der Anordnung haben.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.

F i g. 1 zeigt eine prinzipielle Ansicht einer erfindungsgemäßen Oberflächenwellenanordnung.
F i g. 2 zeigt mit einem vergrößerten Ausschnitt (Maßstab 100 :1) einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Eingangswandler der Oberflächenwellenanordnung nach Fig. 1.

Die Aufsicht gemäß F i g. 1 zeigt einen Substratkörper 1 mit einem auf dessen Oberfläche aufgebrachten Eingangswandler 3 und Ausgangswandler 5 sowie mit ebenfalls auf der Oberfläche angeordneten, an sich bekannten Multistrip-Koppler 7. Mit den Pfeilen 9 und 11 ist die vorgesehene Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen zwischen Eingangswandler 3 und Ausgangswandler 5 angedeutet. Wegen des Vorhandenseins des Multistrip-Kopplers 7 liegt ein parallel versetzter Ausbreitungsweg der Oberflächenwellen vor, womit eine unerwünschte Signalübertragung von Volumenwellen vom Eingangswandler3 zum Ausgangswandler 5 in an sich bekannter Weise unterdrückt ist. Mit 31 und 32 sowie mit 51 und 52 sind die elektrischen Eingangs- bzw. Ausgangsanschlüsse der Oberflächenwellenanordnung bezeichnet. Die einzelnen Wandler-

COPV

finger sind über die Kontaktstreifen 33 und 34 bzw. 53 und 54 angeschlossen. Durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenzsignals, ζ. B. eines Fernseh-ZF-Signals, an die Anschlüsse 31 und 32 wird in der Oberfläche des piezoelektrischen Materials des Substratkörpers 1 im Bereich des Eingangswandlers 3 eine Oberflächenwelle erzeugt. Aus dieser mechanischen Oberflächenwelle wird im Ausgangswandler 5 aufgrund des Piezoeffekts des Substratkörpers 1 ein in wie vorgegebenerweise, d. h. entsprechend der vorgeschriebenen Übertragungsfunktion, beeinflußtes elektrisches Ausgangssignal an den Anschlüssen 51 und 52 zurückgewonnen.

Bei einer der Fig. 1 zugrunde liegenden bekannten Anordnung sind die in den mit 13 und 15 bezeichneten Bereichen vorhandenen Wandlerfinger in der gleichen Weise quer bzw. senkrecht zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung 9,11 ausgerichtet, wie dies im Ausgangswandler 5 im Multistrip-Koppler 7 und auch im Bereich 17 des Eingangswandlers 3 der Fall ist

Wie dies in der F i g. 1 bereits zu erkennen ist, jedoch in der Fig.2 deutlicher dargestellt ist, ist der Überlappungsbereich einzelner benachbarter Finger, hier beim Eingangswandler, über die Länge des Eingangswandlers, d. h. in Richtung der Wellenausbreitung gesehen, unterschiedlich groß. Im Anfangsbereich (nahe den Anschlüssen 31 und 32) sowie im Endbereich (nahe dem Multistrip-Koppler 7) ist die gegenseitige Überlappung der Wandlerfinger nur relativ gering. Im dazu mittleren Bereich 17 des Wandlers liegt große Überlappung vor, durch die die maximale Breite des Eingangswandlers 3 (gesehen quer zur Ausbreitungsrichtung 9) vorgesehen ist

An sich könnten in dem dem Multistrip-Koppler 7 benachbarten Endbereich des Eingangswandlers 3 aufgrund der dort geringeren Überlappungsweite die äußeren Kontaktanschlüsse 33 und 34 der Wandlerfinger des Eingangswandlers wieder näher aufeinander zulaufen, wie dies für den Anfangsbereich der Fall ist. Mit Rücksicht auf störungsfreie Wellenausbreitung der Oberflächenwellen werden jedoch üblicherweise die Wandlerfinger in diesem Endbereich ebenso lang wie die Finger des mittleren Bereiches 17 gemacht, so daß außerhalb des jeweiligen Überlappungsbereiches benachbarter Wandlerfinger relativ große Längenanteile der einzelnen Wandlerfinger als Blindfinger für die Realisierung der Übertragungsfunktion inaktiv sind. Elektrisch dienen sie nur als Zuleitungen zwischen den äußeren Kontaktanschlüssen 33 und 34 und zu den aktiven einander überlappenden Anteilen der Wandlerfinger.

Fig.2 zeigt in vergrößerter Ansicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten Eingangswandler 3 mit seinen streifenförmigen Wandlerfingern 30, die ausgehend von den einander gegenüberliegenden Randstreifen der Kontaktanschlüsse 33 und 34 unterschiedlich große Überlappungslänge aufweisen. In dem mit 12 bezeichneten Flächenanteil zwischen den Flächenanteilen 13 und 15 und auch in dem am Flächenanteil 12 in F i g. 2 links angrenzenden Bereich ist die Überlappung der in Ausbreitungsrichtung jeweils benachbarten, an der jeweils gegenüberliegenden Seite angeschlossenen Wandlerfinger nur relativ gering (vergleichsweise zum Maß der Überlappung im Bereich 17), so daß im Grunde genommen die für die eigentliche Wandlercharakteristik inaktiven Flächenanteile 13 und 15 überhaupt keine Wandlerfinger zu enthalten brauchten. Aus den bereits oben erwähnten Gründen der mechanischen Ausbreitung der Oberflächenwellen sind jedoch in diesen Flächenanteilen 13 und 15 inaktive Längenanteile (Blindfinger) der Wandlerfinger vorhanden, die jedoch bei Anordnungen des Standes der Technik (anders als in den F i g. 1 und 2 dargestellt) senkrecht zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwelle und damit parallel zu allen übrigen Wandlerfingern ausgerichtet sind.

Bei der Erfindung ist nun aber vorgesehen, wenigstens bei einer wesentlichen Anzahl solcher Wandlerfinger mit relativ großem inaktiven Längenanteil, d. h. bei Wandlerfingern der Flächenanteile 13 und 15 mit Überlappungen im nur schmalen Flächenanteil 12, einen großen Anteil dieser inaktiven Längenanteile wiederum parallel zueinander, jedoch insgesamt schräg zur Wellenausbreitungsrichtung 9 anzuordnen. Wie auch aus der Figur zu ersehen, liegen noch kurze inaktive Fingeranteile im Flächenanteil 12, jedoch ist die Gesamtausgangsfront des Wandlers erfindungsgemäß weitgehend mit schräg gerichteten Fingeranteilen versehen. Insbesondere sind die schräg gestellten inaktiven Anteile der Wandlerfinger des Flächenanteils 15 denjenigen des Flächenanteils 13 entgegengesetzt geneigt gerichtet. Bei dieser letzterwähnten Anordnung entsteht ein Muster, das als Fischgrätenmuster bezeichnet werden kann.

Die Schrägrichtung der inaktiven Längenanteile bzw. Blindfinger muß sich nicht auf sämtliche im jeweiligen Wandler vorhandenen Wandlerfinger mit relativ langem inaktiven Längenanteil erstrecken. Bei der Erfindung sind in F i g. 2 jeweils links der Flächenanteile 13 und 15 noch einige nicht erfindungsgemäß schräg ausgerichtete Wandlerfinger vorhanden, die eine nur relativ geringe Überlappung haben. Wichtig ist nämlich, daß in Richtung auf den Wellenausgang des erfindungsgemäß ausgebildeten Eingangswandlers — oder bei erfindungsgemäßer Ausbildung des Ausgangswandlers in Richtung zu dessen Welleneingang — möglichst ausschließlich nur noch erfindungsgemäß schräg gerichtete wesentliche inaktive Längenanteile (Blindfinger) vorliegen.

Mit der Erfindung wird bei der hier dargestellten Ausführungsform verhindert, daß ein unvermeidlich auftretender mechanisch und/oder elektrisch am bzw. im Ausgangswandler 5 reflektierender und entgegen den Wellenausbreitungsrichtungen 9 und 11 laufender (Energie-)Anteil der Oberflächenwellen in störendem Maße am Eingangswandler 3 ebenfalls in gleicher Weise zurückreflektiert wird. Vielmehr wird an den schräg gestellten inaktiven Längenanteilen bzw. Blindfingern des hier erfindungsgemäß ausgebildeten Eingangswandlers eine in Gegenrichtung zur Wellenausbreitungsrichtung 9 in den Eingangswandler 3 einfallende Oberflächenwelle den Reflexionsgesetzen entsprechend nach der Seite hin wegreflektiert, so daß insoweit keine Rückreflexion eines Störsignals zum Ausgangswandler 5 hin auftritt. Ein am aktiven Anteil der Wandlerfinger im Flächenbereich 13 reflektierender Oberflächenwellenanteil ist in seiner Größe vergleichsweise vernachlässigbar.

Mit 18 und 20 sind Unterbereiche der Flächenanteile 13 und 15 bezeichnet, in denen die inaktiven Finger so abgeschnitten sind, daß sich insgesamt eine gerade Front des Ausgangs dieses Eingangswandlers — beim Ausgangswandier eine gerade Front seines Eingangs — ergibt. Diese an sich nicht einmal als Zuleitung zu einem aktiven Fingeranteil erforderlichen Blindfinger dienen dazu, für die mit gerader Wellenfront aus dem Wandler herauslaufende Welle über die ganze Wellenfront

hinweg einheitliche Belegung der Substratoberfläche mit Elektrodenfingern zu haben, so daß keine Unsymmetrie für die mechanischen Oberflächenwellen vorliegt.

Eine im Sinne der Erfindung günstige Neigung der Blindfinger liegt zwischen 55 bis 75° zur Ausbreitungsrichtung, d.h. 15 bis 35° zu den übrigen quer zur Ausbreitungsrichtung stehenden Wandlerfingern. Ein Optimum der Ausrichtung wurde für einen Neigungswinkel von 67,5° gefunden. Eine vorzugsweise anzuwendende Neigung für die Blindfinger ist eine solche, die nach der Einhüllendenkurve des Überlappungsbereiches im mittleren Bereich 17 des Wandlers vorliegt. Diese Einhüllendenkurve ist durch die mit 19 bezeichnete, gestrichelt dargestellte Doppelkurve kenntlich gemacht.

Die erfindungsgemäße Maßnahme kann am Eingangswandler und/oder am Ausgangswandler realisiert sein, soweit dieser bzw. diese mit solchen gewichteten Fingern ausgebildet sind.

Zusammenfassung

Oberflächenwellenanordnung mit verbesserter

Störsignalunterdrückung

Oberflächenwellenfilter (1) mit Störsignalunterdrükkung durch Schrägstellen der Finger im Ausgangsbereich (13,15) des Eingangswandlers (3).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Oberflächenwellenanordnung mit einem Eingangswandler und mit einem Ausgangswandler, von denen wenigstens ein Wandler mit einer Wichtung der Wandlerfinger ausgebildet ist, so daß jeweils ein Längenanteil der einzelnen Wandlerfinger inaktiv ist (Blindfinger),gekennzeichnet dadurch,daß bei einer wesentlichen Anzahl von Wandlerfinger dieser inaktive Längenanteil schräg zur vorgesehenen Ausbreitungsrichtung der Oberflächen in der Anordnung ausgerichtet ist.

2. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,' daß die Ausrichtung der Neigung dieser Blindfinger der Einhüllenden des jeweils benachbarten Anteils des aktiven Teiles des zugehörigen Wandlers entspricht.

3. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel der Ausrichtung der Blindfinger 55 bis 75° zur Ausbreitungsrichtung beträgt.

4. Oberflächenwellenanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel 67,5° ±5% beträgt.

5. Oberflächenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg ausgerichteten inaktiven Längenanteile der Wandlerfinger an den einander zugewandten Enden des Eingangs- bzw. des Ausgangswandlers derart begrenzt sind (18,20), daß der betreffende Wandler dort eine wenigstens nahezu geradlinige, zur Ausbreitungsrichtung senkrechte Begrenzung hat.