DE4126335A1 - Oberflaechenwellen-resonator - Google Patents
Oberflaechenwellen-resonatorInfo
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberflächenwellen-
Resonator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Oberflächenwellen-Resonatoren bestehen aus mindestens einem
Interdigitalwandler und mindestens zwei Reflektoren. Die
Strukturen derartiger Wandler bzw. Reflektoren bestehen ihrer
seits im allgemeinen aus parallel angeordneten metallischen
Streifen aus einem piezoelektrischen Substrat, bei dem es
sich beispielsweise um ein Quarz-Substrat handeln kann. Die
Reflektorstreifen können auch durch Ausnehmungen im Substrat
realisiert sein. Generell sind die Breiten und Abstände der
artiger Streifen innerhalb jeder Teilstruktur, d. h. im Inter
digitalwandler und in den Reflektoren gleich. Zur Realisierung
eines guten Resonanzverhaltens sind zwischen wenigstens einigen
der Teilstrukturen im Vergleich zu den Abständen zwischen
den Streifen in jeder Teilstruktur größere Abstände gewählt
worden. An den Unstetigkeitsstellen der Strukturen, d. h. an
Stellen an denen sich die Abstände oder Streifenbreiten ändern,
wird ein Teil der Oberflächenwellenenergie in Volumenwellenen
ergie umgesetzt. Dieser Effekt wird als Modenkonversion bezeich
net. Die dadurch bedingten Verluste führen ebenso wie alle an
deren Verlustarten zu einer Reduzierung der Güte.
Aus der ER-PS 01 86 410 ist eine Möglichkeit zur Reduzierung
der vorgenannten Verluste bekannt geworden. Danach wird die
Geometrieperiode des Interdigitalwandlers eines Oberflächen
wellen-Resonators so verändert, daß der Wandler den Zwischen
raum zwischen den Reflektoren möglichst gut ausfüllt. Die
Geometrieperiode ist dabei die Summe aus Streifenbreite und
Abstand der Streifen bzw. der Finger des Interdigitalwandlers.
Die Geometrieperiode ist dabei für den gesamten Interdigital
wandler konstant und weicht wenig von der Geometrieperiode
in den Reflektoren ab. Die Übergänge zwischen den Teilstruk
turen, d. h. zwischen den Reflektoren und dem Interdigital
wandler, sind damit weniger abrupt als bei der oben zuerst
genannten Ausführungsform. Somit treten geringere Volumen
wellenverluste auf.
Die vorstehend erläuterte Möglichkeit zur Reduzierung von
Volumenwellenverlusten nach der EP-PS 01 86 410 ist in den
Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt dabei
schematisch einen Oberflächenwellen-Resonator mit auf einem
piezoelektrischen Substrat 1 vorgesehenen Reflektoren 2 und
3 sowie einem Interdigitalwandler 4. Im Diagramm nach Fig.
2, in dem die Geometrieperiode pr der Reflektoren 2 und 3
nach Fig. 1 bzw. die Geometrieperiode pw des Interdigital
wandlers 4 nach Fig. 1 über der Wellenausbreitungsrichtung
zwischen Reflektoren und Interdigitalwandler nach Fig. 1
aufgetragen ist, zeigt eine ausgezogene Kurve eine Geometrie
periode pr = a der Resonatoren 2 und 3 sowie eine davon ver
schiedene Geometrieperiode pw = b des Interdigitalwandlers 4.
Daraus ergeben sich die oben bereits erläuterten Verhältnisse
zur Reduzierung von Volumenwellenverlusten.
Der sprunghafte Übergang von der Geometrieperiode a in den
Reflektoren 2 und 3 zur Geometrieperiode b im Interdigital
wandler 4 ist jedoch seinerseits wiederum Ursache von Moden
konversion.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mög
lichkeiten zur weiteren Reduzierung von durch Modenkonversion
bedingten Verlusten und damit zur Verbesserung der Güte von
Oberflächenwellen-Resonatoren anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Oberflächenwellen-Resonator der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran
sprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen nach Fig. 3 in Verbindung mit der bereits erläuterten
Fig. 1 näher erläutert. Fig. 3 zeigt dabei ein der Fig. 2
entsprechendes Diagramm von erfindungsgemäßen Geometrieperio
denverläufen.
Generell werden erfindungsgemäß Volumenwellenverluste durch
Modenkonversion dadurch vermieden, daß das Prinzip konstanter
Geometrieperiode in den Teilstrukturen eines Oberflächenwellen-
Resonators, d. h. in Reflektoren und Interdigitalwandlern ver
lassen und stattdessen die Reflektoren und/oder die Interdigi
talwandler eine sich kontinuierlich ändernde Geometrieperiode
aufweisen.
Speziell für die Reflektoren bedeutet dies, daß sie in ihrem
den Interdigitalwandler zugekehrten Randbereich eine sich
kontinuierlich ändernde Geometrie aufweisen, während die Inter
digitalwandler jeweils insgesamt eine sich kontinuierlich
ändernde Geometrieperiode aufweisen. In Weiterbildung der
Erfindung können die vorgenannten beiden Maßnahmen miteinander
kombiniert werden.
Entsprechend dem Diagramm nach Fig. 3 kann gemäß einer spezi
ellen Ausführungsform der Erfindung der Verlauf der Geometrie
perioden pr bzw. pw linear gewählt sein, d. h. es ist von den
dem Interdigitalwandler 4 nach Fig. 1 zugewandten Randberei
chen der Resonatoren 2 und 3 nach Fig. 1 ein linearer Übergang
von einer Geometrieperiode pr der Resonatoren zu einer Geome
trieperiode pw des Interdigitalwandlers gemäß der Kurve e nach
Fig. 3 vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch
eine sich nach einer stetig differenzierbaren Funktion ändern
de Geometrieperiode vorgesehen sein, so daß sich ein Übergang
von der Geometrieperiode pr der Resonatoren 2 und 3 zur Geo
metrieperiode pw des Interdigitalwandlers 4 gemäß der Kurve
d ergibt.
Insbesondere sind erfindungsgemäß spezielle stetig differenzier
bare Funktionen für die sich ändernde Geometrieperiode möglich.
Beispielsweise kann es sich bei der stetig differenzierbaren
Funktion um eine Kosinus-Funktion handeln, wodurch Oberflächen
wellen-Resonatoren mit sehr geringen Modenkonversionsverlusten
möglich sind. Eine derartige Kosinus-Funktion ist im Diagramm
nach Fig. 3 nicht eigens dargestellt. Die sich dabei ergeben
den geringen Modenkonversionsverluste ermöglichen die Verwen
dung stärker reflektierender Streifen bzw. Elektrodenfinger
beispielsweise durch dickere Metallisierung und damit eine
Verkürzung der Reflektoren bzw. eine Verkleinerung des Reso
nators.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die Verwendung
bei Oberflächenwellen-Resonatoren mit zwei Reflektoren und
einem Interdigitalwandler beschränkt. In analoger Weise sind
sie auch bei Oberflächenwellen-Resonatoren und bei Oberflächen
wellen-Resonatorfiltern mit mehreren Interdigitalwandlern und
Reflektoren anwendbar.
Claims (7)
1. Oberflächenwellen-Resonator mit wenigstens einem Interdigi
talwandler (4) und wenigstens zwei Reflektoren (2, 3) auf
einem piezoelektrischen Substrat (1), bei dem zur Unterdrückung
von Verlusten, die durch an Geometrieperiodenänderungen ange
regte Volumenwellen bedingt sind, unterschiedliche Geometrie
perioden zwischen Resonatoren (2, 3) und Interdigitalwandler
(4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
in den Reflektoren (2, 3) und/oder im Interdigitalwandler (4)
eine sich kontinuierlich ändernde Geometrieperiode vorgesehen
ist.
2. Oberflächenwellen-Resonator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem
Interdigitalwandler (4) zugekehrten Randbereich der Reflektoren
(2, 3) eine sich kontinuierlich ändernde Geometrieperiode vor
gesehen ist.
3. Oberflächenwellen-Resonator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Inter
digitalwandler (4) insgesamt eine sich kontinuierlich ändernde
Geometrieperiode vorgesehen ist.
4. Oberflächenwellen-Resonator,
gekennzeichnet durch die Kombination
der sich kontinuierlich ändernden Geometrieperioden nach
Anspruch 2 und 3.
5. Oberflächenwellen-Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine sich
linear ändernde Geometrieperiode vorgesehen ist.
6. Oberflächenwellen-Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine sich
nach einer stetig differenzierbaren Funktion ändernde Geometrie
periode vorgesehen ist.
7. Oberflächenwellen-Resonator nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die stetig
differenzierbare Funktion eine Kosinus-Funktion ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914126335 DE4126335A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Oberflaechenwellen-resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914126335 DE4126335A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Oberflaechenwellen-resonator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4126335A1 true DE4126335A1 (de) | 1993-02-18 |
Family
ID=6437965
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19914126335 Withdrawn DE4126335A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Oberflaechenwellen-resonator |
Country Status (1)
Country | Link |
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