Фильтр на поверхностных акустических волнах Советский патент 1982 года по МПК H03H9/00 

() ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ .ВОЛНАХ

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в устройствах .селекции частоты.

Известен фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВJ, содержащий пьезоподложку, расположенные на ее поверхности в параллельных акустических каналах входной и выходной встречно-штыревые преобразователи и элемент связи между ними, выполненный в виде многополосковой системы электродов, причем электроды обоих преобразователей имеют перекрывающиеся участки переменной дли« ны вдоль продольной оси преобразователя .1 ,

Недостатком этого фильтра являеся неудовлетворительная избирательность , что связано с неудовлетворительной формой амплитудно-частотной характеристики, так как ее формирование осуществляется только в преобразователях. Кроме того, реализация многополоскового ответвителя

требует использования для пьезоподложки материалов с большим коэффициентом электромеханической связи.

Известен также фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоподложку, расположенные на ее поверхности в параллельных акустических каналах входной и выходной встречно-штыревые преобразователи и элемент, связи между ними, выполненный в виде двух электродных структур, каждая из которых расположена в соответствующем акустическом канале и состоит из двух групп параллельных перекрывающихся электродов, причем электроды одной из групп в обеих электронных структурах гальванически соединены между собой. Этот фильтр содержит в элементе связи дополнительную электродную структуру с диу мя группами параллельных з.пектродов перекрывающимися с переменной длиной перекрытия с соответствующими электродами основных электродных структур 2. Недостатком этого фильтра являютс его большие габариты, что связано с необходимостью использования дополнительной электродной структуры для реализации заданной амплитудно-частотной характеристики. Цель изобретения - уменьшение габаритов фильтра на ПАВ. Это достигается тем, что в фильтре на-ПАВ содержащем пьезоподложку, расположенные на ее поверхности в параллельных акустических каналах входной и выходной встречно-штыревые преобразователи и элемент связи межд ними, выполненный в виде двух электродных структур, каждая из которых расположена в .соответствующем акусти ческом канале и состоит из двух груп параллельных перекрывающихся электро дов, причем электродь одной из групп в обеих электродных структурах гальванически соединены между собой, каж дый электрод второй группы одной электродной структуры соединен с соответствующим электродом второй , группы ДРУГОЙ электродной структуры, при этом перекрывающиеся участки электродов, по меньшей мере в одной из электродных структур, HMerot переменную длину, а в преобразователе, расположенном в том же акустическом канале - постоянную длину вдоль их продольной оси. На чертеже показан предложенный фильтр, внешний вид. Фильтр содержит пьезоподложку 1 и расположенные на ней входной 2 и выходной 3 преобразователи ПАВ, соединенные соответственно с генератором k высокочастотного сигнала и с нагрузкой 5. Входной преобразователь 2 может состоять из Двух электродных структур 6 с одинаковой длиной перек рывающихся участков,и 7 с переменной длиной перекрывающихся участков. Выходной преобразователь 3 содержит электроды 8 с переменной длиной перекрывающихся участков. У торцов подложки 1 на вспомогательной структуре 7 входного преобразователя 2 расположены поглотители ПАВ 9 .и 10. На подложке 1 между преобразователями 2 и 3 расположен элемент связи ПАВ 11, который содержит электродную структуру 12 из рядов электродов 13 и Il, и вторую электродную стружку 15 из рядов электродов 16 и 17. Структура 12 электродов 13 и 14 расположена в- одном акустическом канале 18.с электродами основной структуры 6 входного преобразователя 2. Электроды 13 и И параллельны электродам структуры 6 входного преобразователя 2 и расположены так, что электроды I разме1цены между электродами 13 и образуют с ними перекрывающиеся участки переменной длины, изменяющейся по определенному закону, определяемому по заданному импульсному отклику фильтра. Максимальная длина этих участков равна длине перекрывающихся участков электродов основной структуры 6 входного преобразователя 2.Вторая электродная структура 15 из рядов электродов 16 и 17 расположена в одном акустическом канале 19 с электродами 8 выходного преобразователя 3. Электроды 16 и Т7 параллельны электродом 8 выходного преобразователя 3 и расположены так, что электроды 17 размещены между электродами 16 и образуют с ними перекрывающиеся участки одинаковой длины, равной максимальной длине перекрывающихся участков электродов выходного преобразователя 3. В предлагаемом варианте выполнения фильтра электроды 13 и 16 соединены между со.бой посредством токопроводящей шины 20, каждый электрод 14 гальванически соединен непосредственно с соответствующим электродом 17. Токопроводящая шина 20 выполнена в виде замкнутого контура, внутри которого заключены обе структуры 12 и 15 и заземлена. Расстояния между продольными осями смежных электродов 13, 14 и 1б, 17 (пространственный период равны пространственному периоду электродов основной структуры 6 входного преобразователя . и электродов выходного преобразователя 3 и выбраны из условия акустического синхронизма. Наряду с этим, пространственные периоды первой 12 и второй структур 15 рядов электродов 13, 14 и 1б, 17 могут быть выбраны из условия акустического синхронизма на нечетных гармониках. Кроме того, расстояния между продольными осями смежных электродов 13, 14 и 16, 17 могут изменяться вдоль ряда по заданному закону, как в дисперсионных элементах связи.

В этом, случае эти величины определяются по центральной частоте фильтра в полосе его пропускания. В ряде .случаев, например, при формироваНИИ несимметричной амплитудно-частот- s ным

НОИ характеристики, указанные пространственные периоды могут несколько отличаться как друг от друга так и от пространственных периодов электродов основной структуры 6 входного преобразователя 2 и электродов выходного преобразователя 3. При этом эти периоды выбираются так, чтобы полосы частот эффективного возбуждения ПАВ электродами структу ры б преобразователя 2 и структуры 15 элемента связи 11, а также полосы частот приема ПАВ электродам структуры 12 элемента связи Ми электродов 8 преобразователя 3 находились в полосе пропускания фильт ра. В этом варианте фильтра пространственный период электродов 13, И отличается от пространственного периода электродов 16, 17 и может быть равен пространственному период электродов основной структуры 6 входного преобразователя 2. В отличие от показанной на чертеже конструкции .электроды 13, соединенные между собой, могут быть при этом св заны с электродами 16, соединенными между собой, так, чтокаждый электрод t3 гальванически непосредствей но соединен с соответствующим электродом 16. Выходной преобразователь может быть выполнен аналогично вход ному преобразоолтелю 2. В предложенном фильтре электроды одной структуры 12 элемента связи 1 имеют перекрывающиеся участки переменной длины, тогда как электроды, второй структуры 15 имеют перекрывающиеся участки одинаковой длины. Наряду с этим, электроды второй структуры 15, как и первой 12, могут иметь перекрывающиеся участки переменной длины, изменяющеся по определенному закону, определяемому no заданному импульсному отклику фи тра. В этом случае электроды В вь1ходного преобразователя 3, расположенные в одном акустическом канале 19 с электродами второй структуры 15 элементы связи 11, должны иметь перекрывающиеся участки одинаковой длины. Предложенное устройство работает следукхцим образом.

Высокочастотный сигнал от генератора t поступает на входной преобразователь 2 и преобразуется в ПАВ, которые распространяются с равномер-,

звукового луча вдоль первого акустического канала 18. Достигая первой структу-ры 12 элемента связи 11, ПАВ создают на каждой паре смежных электродов 13 и 14 знакопеременную разность потенциалов. Каждую таку пару электродов можно рассматривать как источник высокочастотного сигнала. нагрузкой которого явл:вется соответволновым фронтом по апертуре ствующая смежная nsfpa электродов второй структуры 15, образованной электродами 16 и 17. Высокочастотный сигнал, поступающий па электроды 16 и 17, снова преобразуется в ПАВ, которые; распространяются вдоль второго акустического канала 19. Дос-. тигая выходного преобразователя 3, ПАВ снова преобразуются в высокочастотный сигнал, который выделяется на нагрузке :5. В предложенном фильтре величина напряжения сигнала, снимаемого с каждой пары смежных электродой 13и 14, определяется с одной стороны, длиной перекрывающихся участков этмх электродов, а с чругой стороны, соотношениями величин емкостей между электродами данной пары и соответствукАдей парой электродов 16 и 17, которые .также определяются этой длиной Таким образом, изменяя длину перекрь в з лцихся участков электродов 13 и 14можно осуществлять взвешивание напряжения, снимаемого с каждой па-. ры смежных электродов структуры 12, т.е. формировать заданный импульснуй-отклик устройства. Поскольку на электроды 16 и 17 поступают взвешенные напряжения со стороны соответствующих эле ктродрё 13 и 14, интенсивность ПАВ, возбуждаемых смежными элекгродами структуры 15, также взвешивается. Т.е. при возбуждении ПАВ электродами 16 и 17 также формируется заданный импульсныйотклик устройства. Поскольку ПАВ, возбуждаемые электродами 16 и 17, имеют равномерный волновой фронт по апертуре звукового луча при достижении выходного преобразователя 3 с переменной длиной перекрывающихся участков, они преобразуются в высокочастотный сигнал без фазовых искажений Предложенный фильтр имеет умень.шенные габариты за счет снижения площадИ} занимаемой элементом связи, и обладает улучшенной амплитудно-ча тотной характеристикой за счет ее формирования одновременно в элементе связи и во входном и выходном преобразователях. Формула изобретения Фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоподложку, расположенные на ее поверхности в параллельных акустических каналах входной и выходной встречно штыревые преобразователи и,элемент связи между ними, выполненный в вид двух электродных структур, каждая и которых расположена в соответствующем акустическом канале и состоит из двух групп параллельных перекрывающихся электродов, причем электро ды одной из групп в обеих электродных структурах гальванически соединены между собой,отличаю щи и с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, каждый электрод второй группы одной элeктpoднo 1 структуры соединен с соответствующим электродом второй группы другой электродной .структуры, при этом перекрывающиеся участки электродов, по меньшей мере в одной из электродных структур, имеют переменную длину, а в преобразователе, расположенном в том же акустическом канале постоянную длину вдоль их продольной оси. . Источники информации, принятые во внимание при ;экспертизе 1.Патент США К 3036876, кл. 333-72, опублик. 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 2510210/18-23, кл. Н 03 Н 9/00, 1977.