Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах Советский патент 1981 года по МПК H03H9/64 

(54) ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для селекции высокочастотных сигналов.

Известен фильтр на новерхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрическую подложку, на поверхности которой расположены два встречно-штыревых преобразователя (ВШП), ОД11Н из которых полосозадающий, а второй - широкополосный с малым числом штырей. Эффективная модуляция импульсного отклика достигается изменением величины перекрытия штырей нолосозадающего ВШП вдоль направления излучения ПАВ 1.

Недостатком этого фильтра является искажение импульсного отклика фильтра и его амплитудно-частотной характеристики в связи с тем, что при большой глубине модуляции перекрытия штырей становятся сравнимы с длиной ПАВ.

Известен также полосовой фильтр на ПАВ, содержаишй пьезоэлектрическую подложку и расположенные на ее поверхности два встречноштыревых преобразователя с постоянными периодом расположения и величиной перекрытия

штырей, один из которых имеет переменное, а второй - постоянное отношение ширины штырей к периоду их расположения , 2.

Недостатком известного фильтра является низкая избирательность за счет малого подавления боковых лепестков амплитудно-частотной характеристики.

Цель изобретения - улучшение избирательности за счет увеличения подавления боковых лепестков амплитудно-частотной характеристики.

10

Эта цель достигается тем, что в полосовом фильтре на ПАВ отношение периодов первого и второго ВШП равно трем, а отношение ширины штырей первого ВШП к его периоду выбрано из соотношения 1Cd

|к(51У,|-)-РСХиХ.

15

С09 -Г U

К (..-и.)-.Г.

о УКК)

М т.е. полный эллиптический интеграл 1-го )юда с дополнительным мо;;улем. где Оу, - ширина и -го штыря:

И - номер штыря. И- I. , ..,; f(Xn) задаваемая функция огибающей импульсного отклика; Ху - координата центра и -го штыря; Ь - полупериод расположения штырей .(расстояние между центрами штырей) ; переменная интегрирования; JL. Ли. К-COS На чертеже изображен предлагаемый полосовой фильтр на ПАВ. Фильтр содержит первый ВШП 1 с переменным отношением d/L и второй ВШП 2 с постоянным отношением d/L , нанесенные на пьезоэлектрическую подложку 3. Для устранени отражений ПАВ от краев подложки используется акустический поглотитель 4. При подаче на ВШП 1 гармонического сигнала в подложке 3 генерируется ПАВ, амплитуда которой равна « АСш)--const J fCK)exp(j v-)где 6 - длина ВШП в направлении излучения V - скорость ПАВ; X - координата вдоль ВШП; {(J функция распределения электрического поля под штырями ВШП, которая при постоянной ширине штырей имеет вид 1,)ТАмплитуда ПАВ на 2vv) + 1 гармонике определяется выражением Aim. Pjco5 /кЧвди Ои - полином Лежандра; , С06 ПОЛНЫЙ нормальный злли Ь ческий интеграл 1-го ро с дополнительным модул Для того, чтобы это выражение можно было применить к ВШП, имеющему изменяющееся отнои1ение d / Ь , необходимо, чтобы дайна ВШП была бы достаточно большой по сравнению с его периодом, т.е. 6 L Это условие означает, что изменение ширины штырей вдоль ВШП должно быть медленно меняющейся функцией, т.е. (,и)./аСр«, где Зу,,ву(4-( - щирина двух соседних щтырей; Ср - средняя ширина штьфя. Тогда для третьей гармоники справедливо Aa(Uj) - J А(х)сОв №з х) expfj -lli N Из сравнения этого вьгражения с видом частотного спектра импульсного отклика ВШП длительностью 1/ с огибающей А (t) и несущей а)о И(Ц)) - JA(t)cosuUotехр (iijyt)at о следует, что (при t -X/У)Лз(и соответствует частотному спектру импульсного отклика с несущей (1/0- , т.е. ) соответствует огибающей вида ACt)- Поэтому задавая функцию А , (.X ) в виде F (Ч и ) ширина У) -го штыря полосозадающего ВШП 1 определяется из выражения /,... 1C dv )--FCXv,) в качестве р(Хц ) выбрана функ1и1я 61И Хи/Хи|(Уи1, ffleWlVh) - оконная ф нкция Кейзера IoUVH)/Io(c(), ) -аргумент функции Кейзера; О -показатель функции Кейзера. г -число лепестков функции 5 Хи/Хи, В пропусканияширина полосы ВШП 1; число штырей ВШП 1; модифицированная функция Бесселя 0-го порядка. Предлагаемый фильтр дает возможность получать импульсные отклики с глубиной модуляции до 100% и расширить диапазон рабочих частот в три раза, а также имеет значительный уровень подавления боковых лепестков - более 40 дБ и, как следствие, обладает высокой избирательностью. Формула изобретения Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрическую подложку и расположенные на ее поверхности два встречно-штыревых преобразователя с постоянными периодом расположения и величиной перекрытия щтырей, один из которых имеет переменное, а второй - постоянное отношение ширины штырей к периоду их расположения, отличающийся тем, что, с целью улучшения избирательности за счет увеличения подавления боковых лепестков ампли1УДНо-частотной характеристики отношенне периодов первого и второго во периодов первого и второго встрсчно-гитырены.х преобразователей равно трем, а отношение ширины штырей первого встречно-штыревого преобразователя к его .периоду выбрано из со отношения С05- /кЧ -1п1;)--РСУи); 3и ч )Ч5 ГД с1ц - пшрина И -го штыря; VI - номер штыря, Vi- 1, 2, ...; р(у - задаваемая функция огибаюшей им пульсного отклика; Хи координата центра И -го иггыря; Ь - полупериод расположения штырей (расстояние между центрами штырей) ; Ч - переменная интегрирования: K-co.fA Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3633132, кл. Н 03 Н 9/02, блик. 1972. 2.Патент ФРГ N 2431619, кл. Н 03 И 9/00, блик. 1.976.