Узкополосный фильтр на акустических поверхностных волнах Советский патент 1980 года по МПК H03H9/00 

(54) УЗКОПОЛОСНЫЙ ФИЛЬТР НА АКУСТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛНАХ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре для селекции частоты. Известны фильтры на акустических поверхностных волнах, содержащих звукопровод с замкнутой поверхностью, по которому циркулирует акустическая волна Щ. Недостатком таких фильтров является высокое затухание полезного сигнала. Известен также узкополосный фильтр на акустических поверхностных волнах, с.одержаший пьезоэлектрический звукопровод с нанесенными на егорабочую поверхност двумя отражающими структурами и. расположеннь1ми между ними входным и вьисоД- ным встречно-штыревыми преобразователями 2 , Недостатками этого фильтра являются невысокая добротность и большой уровень ложных сигналов в полосе заграждения фильтра вследсгтвпе илгрузки преобразоват лями свлзи Н образоБпния дополнйтёльньк pf4 nHOHCiif,ix Г1плгч;тг-й Nlr-xfxy преобразователями и отражающими структурами между самими преюбразователями. Уменьшение добротности фильтра происходит также за счет потерь энергии акустической поверхностной волны, связанных с преобразованием в другие типы волн, которые при постоянной ширине электродов отражающих структур наблюдаются вблизи резонансной полости, где амгглитуда поверхностной волны велика. Целью изобретения является увеличение добротности и уменьшение-уровня ложных сигналов узкополосного фильтра на акустических поверхностных волнах. Это достигается тем, что предлагаемый узкополосный фильтр на акустических поверхностных волнах снабжен меандровым заземленным электродом, расположенным между совмещенными в виде биполярной перекрывающейся решетки входным и выходным преобразователями, при этом ширина элементов отражающих структур плавно уменьшается в направлении от цент- ря к торцам пьезозшектрнческого звуко- провода. На чертеже показан предлагаемый узкополосный фильтр на акустические поверх ностпых волпах. Он содержит звукопровод 1, отражающие структуры 2, входной npf образователь 3, выходной преобразоватолъ 4, звукопоглощающую мастику 5, генератор 6, нагрузку 7, меандровый заземленный электрод 8. На полированную поверхность звукопровода 1 нанесены две отражающие структуры 2, пpeдctaвляюшиe собой периодическую рещетку, состоящую из нескольких сотен слабо отражающих полосок, которые вызывают сильное отражение, когда периодргчность отражающих полосок равна половинедлины акустической поверхностной волны на центральной частоте фильтра. Отдельные отражающие элементы могут создаваться за счет очень тонких металли ческих полосок, закорачивающих тангенциальную составляющую электрического поля на поверхности пьезоэлектрического кристалла за счет напесенных на звукопровод полосок металла или диэлектрика, циклических неоднородностей (канавок), полосок, полученных ионной имплантацией, полосок, изготовленных диффузией металла вглубь подложки. При соответствующем разнесе- НИИ двух подобных отражательных структу р образуется резонирующая полость. Между отражательными структурами, т.е. внутри резонансной .полости, расположены совмещенные входной 3 и выходной 4 преобразователи, выполненные в виде биполярной перекрывающейся решетки с меандровым заземленным электродом 8. Расстояние между соседними электродами равняется четверти длины акустической поверх- ностной волны, а относительная ширина электродов биполярной рещетки и меандро вого электрода доЛжна быть не; более одной восьмой длинь волны на центральной част те фильтра. Для исключения влияния отраже иЙ акустической поверхностной волны от торцов звукопровода 1 последние покрыты звукопоглощающей мастикой 5. Вход ной преобразователь 3 электрически соеди нен С генератором 6, а выходной 4 - с нагрузкой 7. При подведении радиосигнала ко входному преобразователю 3 возбуждается акустическая поверхностная волна, которая распространяется в обе стороны от преобразователя 3 и при достижении отражающих структур 2 отряжается каждой )Тражпю1ией полоской, создавая тем самым стоячую акустическую гговерхностную волну внутри резонансной полостп фильтра, образованной отражающими структурами 2, При большой протяженности отражающих структур 2, т.е. при достаточно большом количестве отражающих полосок, расположенных друг от друга на расстоянии, равном половине длины акустической поверхностной волны на центральной частоте уз- кополосного фильтра, почти вся акус- :- тическая энергия, падающая на отражаю щие структуры 2, претерпевает отражение, в результате чего акустшшские поверхност-т Ные волны, отраженные от отдельных отражающих полосок, когерентно усиливаются. В предлагаемом устройстве добротность увеличена, а уровень ложных сигналов . ; уменьшен за счет применения внутри резонансной полости совмещенных входных 3 и выходных 4 преобразователей, выполненных в виде биполярной перекрывающейся решетки с меандровым заземленным электродом 8. nocKojTbKy в подобном преобразователе электроды располагаются с пространственным периодом, равным четверти длины поверхностной волны, то отражения от него минимал1)Ны. Выбор ширины электродов менее одной восьмой длины акустической поверхностной волны дополнительно уменьшает отражения от электродов входного 3 и гзыходного 4 преобразователей и способствует увеличению добротности резонатора и подавлению сигр алов в полосе заграждения. Применение распределенных отражающих структур приводит к тому, что энергия, локализованная внутри резонансной полости, затухает к краям резонатора постепенно, причем максимальная амплитуда волны наблюдается на краях отражателей, обрашенньк внутрь резонансной полости. Поэтому абсолютные потери энергии, обусловленные преобразованием акустических поверхностных волн в другие типы колебаний, происходят на краях отражающих структур, обращенных внутрь резонансной полости. Измене1п-(е щирины электродов от величины, близкой к половине длины поверхностной волны на краях отражающих структур, обращенных внутрь резонанс юй полости, до величины четверти длины акустической поверхностной волны на внешних краях отражателей, позволяет уменьшить коэ({)фицие1гг отражения поверхностных волн на внутренних краях распре дел енньос отражателей (в тех областях, где велика амплитуда поверхностной волны) и тем самым уменьшить обсолютную величину потерь энерги по резонансной полости, пызвантиж преобразованиям поверхностных волн в другие типы колебаний. Предлагаемый фильтр по сравпенгпо с известными оёлалает большей добротность (примерно на ) и меньшим уровнем ложных сигналов. Формула изобретения Узкополосный фильтр на акустических поверхностных волнах, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с нанесенны ми на его рабочую поверхность двумя отражающими структурами и расположенными между ними входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности и уменьшения уровня ложных сигналов, он снабжен ме андровым заземленным электродом, расположенным между совмещенными в виде биполярной перекрывающейся решетки входным и выходным преобразователями, при этом ширина элементов отражающих структур плавно уменьшается в налравлении от центра к торцам пьезоэлектрического звукопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2212О8О, кл. Н 03 Н 9/00, опублик. 1974. 2.Патент США Ns 3886504, л. 333-72, опублик. 1975.