Title:
Elektroakustischer Wandler
Kind Code:
B4
Abstract:

Elektroakustischer Wandler, umfassend
– ein piezoelektrisches Substrat (PSU) mit über dem piezoelektrischen Substrat (PSU) angeordneten Elektrodenfingern (EF),
– eine Zelle der Länge λ mit N Elektrodenfingern (EF),
wobei
– λ die akustische Wellenlänge ist,
– die N Elektrodenfinger (EF) der Zelle in vier entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle angeordneten Gruppen aufgeteilt sind,
– die erste Gruppe n1 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der ersten Gruppe D1 beträgt und der Abstand zwischen erster und zweiter Gruppe Δ1 beträgt,
– die zweite Gruppe n2 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der zweiten Gruppe D2 beträgt und der Abstand zwischen zweiter und dritter Gruppe Δ2 beträgt,
– die dritte Gruppe n3 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der dritten Gruppe D3 beträgt und der Abstand zwischen dritter und vierter Gruppe Δ3 beträgt,
– die vierte Gruppe n4 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der vierten Gruppe D4 beträgt,
– und n1 + n2 + n3 + n4 = N ist,
– und Δ2 ungleich Δ1 oder Δ2 ungleich Δ3 ist,
– und D1 = D2 = D3 = D4 = Δ2,
– und N das Vierfache einer ganzen Zahl k >= 2 ist.



Inventors:
Dadgar Javid, Gholamreza, Dr. (81476, München, DE)
Ebner, Thomas, Dr. (81476, München, DE)
Application Number:
DE102012107049A
Publication Date:
02/06/2014
Filing Date:
08/01/2012
Assignee:
SnapTrack, Inc. (Calif., San Diego, US)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102005045638A1N/A2007-03-29
Foreign References:
200201587152002-10-31
200300578052003-03-27
Attorney, Agent or Firm:
BARDEHLE PAGENBERG Partnerschaft mbB Patentanwälte, Rechtsanwälte, 81675, München, DE
Claims:
1. Elektroakustischer Wandler, umfassend
– ein piezoelektrisches Substrat (PSU) mit über dem piezoelektrischen Substrat (PSU) angeordneten Elektrodenfingern (EF),
– eine Zelle der Länge λ mit N Elektrodenfingern (EF),
wobei
– λ die akustische Wellenlänge ist,
– die N Elektrodenfinger (EF) der Zelle in vier entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle angeordneten Gruppen aufgeteilt sind,
– die erste Gruppe n1 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der ersten Gruppe D1 beträgt und der Abstand zwischen erster und zweiter Gruppe Δ1 beträgt,
– die zweite Gruppe n2 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der zweiten Gruppe D2 beträgt und der Abstand zwischen zweiter und dritter Gruppe Δ2 beträgt,
– die dritte Gruppe n3 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der dritten Gruppe D3 beträgt und der Abstand zwischen dritter und vierter Gruppe Δ3 beträgt,
– die vierte Gruppe n4 Finger (EF) umfasst, der Fingerabstand innerhalb der vierten Gruppe D4 beträgt,
– und n1 + n2 + n3 + n4 = N ist,
– und Δ2 ungleich Δ1 oder Δ2 ungleich Δ3 ist,
– und D1 = D2 = D3 = D4 = Δ2,
– und N das Vierfache einer ganzen Zahl k >= 2 ist.

2. Elektroakustischer Wandler nach dem vorherigen Anspruch, wobei Δ2 < Δ1 und Δ2 < Δ3 ist.

3. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei vor der Zelle ein vorhergehender Finger (EF) angeordnet ist und der Abstand zwischen dem vorhergehenden Finger (EF) und der ersten Gruppe kleiner als Δ1 ist.

4. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei vor der Zelle ein vorhergehender Finger (EF) angeordnet ist und ein Anregungszentrum (EC) zwischen dem vorhergehenden Finger (EF) und der ersten Gruppe angeordnet ist.

5. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei nach der Zelle ein nachfolgender Finger (EF) angeordnet ist und der Abstand zwischen der vierten Gruppe und dem nachfolgenden Finger (EF) kleiner als Δ3 ist.

6. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei nach der Zelle ein nachfolgender Finger (EF) angeordnet ist und ein Anregungszentrum (EC) zwischen der vierten Gruppe und dem nachfolgenden Finger (EF) angeordnet ist.

7. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe ein Anregungszentrum (EC) angeordnet ist.

8. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei n1 = n2 = n3 = n4 ist.

9. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Δ1 = Δ3 ist.

10. Elektroakustischer Wandler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei k entweder 2, 3 oder 4 ist.

Description:

Die Erfindung betrifft elektroakustische Wandler, die z. B. in mit akustischen Wellen arbeitenden Filtern eingesetzt werden können.

Elektroakustische Wandler wandeln elektromagnetische Hochfrequenzsignale in akustische Wellen und umgekehrt. Solche Wandler eignen sich beispielsweise, um in Bandpassfiltern oder Bandsperrfiltern für mobile Kommunikationsgeräte eingesetzt zu werden.

Aus der US 2003/0057805 A1 sind elektroakustische Wandler in Splitfingeranordnung bekannt, welche bezüglich ihrer Parameter: Reflektivität, Einfügedämpfung und Direktionalität ihrer Abstrahlungsrichtung für bestimmte Anforderungen optimiert sind.

Aus der US 2002/0158715 A1 sind SAW-Strukturen mit bis zu vier Elektrodefingern pro Elementarzelle mit einer Länge der akustischen Wellenlänge λ bekannt. Durch ein Einstellen dreier mit Fingerabständen zusammenhängende Parameter α, β, γ kann die Direktionalität der entsprechenden Einheitszelle eingestellt werden.

Aus der DE 10 2005 045 638 A1 sind SAW-Strukturen mit vier Elektrodenfingern pro Einheitszelle bekannt, wobei durch individuelles Einstellen der Abstände benachbarter Elektrodenfinger voneinander eine Phasenwichtung erhalten wird.

Dabei ist das Anwendungsgebiet für mit akustischen Wellen arbeitende Wandler groß. Entsprechend gibt es Anwendungen mit anderen Anforderungen, die einer alternative Optimierung der obigen oder weiterer Parameter bedürfen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Wandlerstruktur anzugeben, bei der insbesondere die Reflektivität und die elektrische Kapazität leicht, nämlich durch eine reduzierte Zahl an Freiheitsgraden, einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den elektroakustischen Wandler gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

Ein elektroakustischer Wandler umfasst ein piezoelektrisches Substrat mit Elektrodenfingern, die über dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind. Der Wandler umfasst insbesondere eine Zelle der Länge λ, die N Elektronenfinger aufweist. λ ist dabei die Wellenlänger der akustischen Welle bei der Arbeitsfrequenz des Wandlers. Die N Elektrodenfinger der Zelle sind in vier entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle angeordneten Gruppen aufgeteilt. Die erste Gruppe umfasst n1 Finger. Der Fingerabstand innerhalb der ersten Gruppe beträgt D1. Der Abstand zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe, das heißt zwischen den Fingern der ersten Gruppe und zwischen den Fingern der zweiten Gruppe, beträgt Δ1. Die zweite Gruppe umfasst n2 Finger. Der Fingerabstand innerhalb der zweiten Gruppe beträgt D2. Der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Gruppe beträgt Δ2. Die dritte Gruppe umfasst n3 Finger. Der Fingerabstand innerhalb der dritten Gruppe beträgt D3. Der Abstand zwischen der dritten und vierten Gruppe beträgt Δ3. Die vierte Gruppe umfasst n4 Finger. Der Fingerabstand innerhalb der vierten Gruppe beträgt D4. Ferner gilt: n1 + n2 + n3 + n4 = N. Außerdem gilt: Δ2 ist ungleich Δ1 oder Δ2 ist ungleich Δ3. N ist das Vierfache einer ganzen Zahl k ≥ 2.

In einer Ausführungsform gilt: Δ2 ist kleiner als Δ1 und Δ2 ist kleiner als Δ3 ist.

Die kleinste Zahl an Fingern pro Zelle beträgt n = 4 für k = 1. Die Mindestzahl der Finger pro Gruppe beträgt 1. Für k = 1 und N = 4 besteht jede Gruppe also aus einem Finger. Da jede Gruppe nur einen Finger umfasst, existiert folglich kein Fingerabstand innerhalb einer Gruppe. Der Fingerabstand zwischen den Fingern einer Gruppe ist somit erst für k ≥ 2 definiert. Dass kein Fingerabstand innerhalb einer Gruppe für k = 1 definiert ist, stellt aber kein Problem für die weitere Betrachtung dar. Insbesondere sind die Größen Δ1, Δ2 und Δ3 für alle k, n1, n2, n3, n4 und N ≥ 4 wohl definiert. Die Gruppe, der ein Elektrodenfinger zugeordnet ist, bestimmt, mit welcher Stromsammelschiene der Finger elektrisch leitend verbunden ist. Es existieren dabei benachbarte Elektrodenfinger, die mit Stromsammelschienen entgegen gesetzter Polarität verschaltet sind. Zwischen solchen Elektrodenfingern existiert ein Anregungszentrum für akustische Wellen. Im Gegensatz dazu ist der Raum zwischen zwei mit der gleichen Stromsammelschiene verschalteten Elektrodenfingern im Wesentlichen feldfrei, weshalb zwischen solchen Fingern im Wesentlichen keine Anregung akustischer Wellen stattfindet.

Dadurch, dass nun die Abstände Δ1, Δ2, und Δ3 zwischen den einzelnen Gruppen wie oben angegeben eingestellt sind, folgt, dass diese Zelle des Wandlers ein endliches Reflektionsvermögen für akustische Wellen aufweist. Dadurch unterscheidet sie sich beispielsweise von der Zelle der 3 der US 2003/0057805 A1, die eine konventionelle Splitfingeranordnung quasi ohne Reflektionsvermögen beschreibt. Ordnet man solche Zellen mit endlichem und insbesondere einstellbarem Reflektionsvermögen geeignet in einer akustischen Spur an, ergeben sich vielfältige Optimierungsmöglichkeiten.

Ferner ist der Abstand zwischen Elektrodenfingern, die mit verschiedenen Stromsammelschienen verschaltet sind und zwischen denen folglich ein Anregungszentrum für akustische Wellen liegt, verändert. Entsprechend ändert sich die elektrische Kapazität der Zelle, ohne dass eine Verlängerung der Gesamtlänge der Zelle an sich oder eine Veränderung der Apertur oder der Fingerzahl notwendig ist.

Durch das Vorsehen unterschiedlicher Abstände zwischen den Fingergruppen werden also weitere Freiheitsgrade beim Entwickeln elektroakustischer Wandler erhalten, um spezifische Anforderungen an den Wandler zu erfüllen.

Es ist möglich, dass der Wandler eine Vielzahl entsprechender Zellen aufweist. Diese Zellen können dann in einer periodischen Struktur oder in einer abschnittsweise periodischen Struktur hintereinander angeordnet sein.

In einer Ausführungsform ist vor der Zelle ein vorhergehender Finger angeordnet. Der Abstand zwischen dem vorhergehenden Finger der ersten Gruppe ist kleiner als Δ1. Der Abstand zwischen der ersten Gruppe und dem der ersten Gruppe vorangehenden Finger ist also kleiner als der Abstand zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe. Liegt zwischen den vorhergehendem Finger und der ersten Gruppe ein Anregungszentrum, so ist die elektrische Kapazität an dieser Stelle lokal erhöht.

Der gesamte Wandler kann genau eine, mehrere oder eine Vielzahl der oben genannten Zellen umfassen. Entsprechend ist es möglich, die lokale elektrische Kapazität entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Wellen einzustellen.

In einer Ausführungsform ist nach der Zelle ein nachfolgender Finger angeordnet und der Abstand zwischen der vierten Gruppe und dem nachfolgendem Finger ist kleiner als Δ3.

Liegt eine periodische Anordnung von Zellen hintereinander vor, dann entspricht ein einer Zelle vorhergehender Finger dem letzten Finger der vorherigen Zelle und entsprechend dem letzten Finger der vorliegenden Zelle. Entsprechendes gilt für nachfolgende Finger. Zellen können periodisch hintereinander angeordnet sein, sie müssen es aber nicht. Auch beim Anfang und beim Ende einer periodischen Anordnung ist die Periodizität unterbrochen.

In einer Ausführungsform ist dann ferner ein Anregungszentrum zwischen der vierten Gruppe und dem nachfolgendem Finger angeordnet.

In einer Ausführungsform ist zwischen der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe ein Anregungszentrum angeordnet. Es ist also möglich, dass die Finger der zweiten Gruppe mit einer der beiden Stromsammelschienen verschaltet ist, während die Finger der dritten Gruppe mit der anderen Stromsammelschiene verschaltet sind.

In einer Ausführungsform ist die Anzahl der Finger in allen Gruppen gleich. Es gilt also n1 = n2 = n3 = n4.

In einer Ausführungsform ist der Abstand der Finger innerhalb der unterschiedlichen Gruppen, sofern eine Gruppe mehr als einen Finger aufweist, gleich. Es gilt also: D1 = D2 = D3 = D4.

In einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe gleich dem Abstand zwischen der dritten Gruppe und der vierten Gruppe: Δ1 = Δ3. Dieser Abstand kann größer als der Abstand Δ2 zwischen der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe sein: Δ1 = Δ3 > Δ2. Mit anderen Worten: Es ist möglich, dass für jedes Anregungszentrum gilt: Die das Anregungszentrum definierenden Elektrodenfinger unterschiedlicher Polarität sind im Vergleich zu konventionellen Splitfingerwandlern ohne Reflektion auf einander zu verschoben. Die entsprechenden anderen Finger der jeweiligen Fingergruppen sind entsprechend nachgerückt, so dass der Abstand innerhalb der Fingergruppe gleich bleibt. Ist beispielsweise der erste Finger einer Gruppe um eine Strecke d zum Anregungszentrum hin verschoben, so sind die übrigen Finger der entsprechenden Gruppe umso weiter zum Anregungszentrum hin verschoben, je größer ihre Nummer innerhalb der Gruppe ist.

Dabei kann der Wert positiv und negativ sein. Positive Werte bedeuten, die Finger sind zum Anregungszentrum hin verschoben. Negative Werte bedeuten, die Finger sind vom Anregungszentrum weg verschoben.

Das Zählen der Gruppen bzw. der Finger innerhalb einer Gruppe geschieht dabei „von links nach rechts”. Insbesondere wenn die Zelle eine Punktsymmetrie bezüglich ihres Mittelpunktes aufweist, spielt es keine Rolle, von welcher Seite aus der Wandler betrachtet wird. Die entsprechenden Nummerierungen von Gruppen und Fingern sind wohl definiert.

In einer Ausführungsform ist k entweder 2, 3 oder 4 oder eine noch größere natürliche Zahl.

Ferner ist es möglich, dass die Fingerabstände innerhalb einer Gruppe D1, D2, D3 und D4 dem Abstand zwischen der zweiten und der dritten Gruppe, Δ2, gleichen. Dieser Abstand kann auch der Abstand zwischen der ersten Gruppe und dem vorhergehenden Finger der Zelle sowie dem Abstand der vierten Gruppe und dem nachfolgenden Finger der Zelle gleichen.

In einer Ausführungsform arbeitet der elektroakustische Wandler mit akustischen Oberflächenwellen (engl.: SAW = surface acoustic wave) oder geführten akustischen Volumenwellen (engl.: GBAW = guided bulk acoustic waves).

Im Folgenden wird der elektroakustische Wandler anhand von schematischen Beispielen und Figuren näher erläutert. Verschiedene Figuren zeigen dabei verschiedene Aspekte der Erfindung, die sich jedoch nicht gegenseitig ausschließen, sondern vielmehr kombiniert werden können. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform mit vier Fingern pro Wellenlänge λ,

2 eine Ausführungsform mit acht Fingern pro λ,

3 berechnete Übertragungsfunktion S21 für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) zwischen zwei Elektrodenfingern eines Anregungszentrums und für vergrößerte (gestrichelte Kurve) Abstände zwischen den Fingern eines Anregungszentrums,

4 berechnete Kurven des Reflektionsvermögens am Eingangsport eines Wandlers S11 für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) und vergrößerte Abstände (gestrichelte Kurve),

5 die Reflektion am Ausgangsport S22 für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) und vergrößerte Abstände (gestrichelte Kurve),

6 den Realteil der Admittanz eines Wandlers für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) und vergrößerte Abstände (gestrichelte Kurve),

7 den Imaginärteil der Admittanz eines Wandlers für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) und vergrößerte Abstände (gestrichelte Kurve),

8 den Betrag der Admittanz eines Wandlers für verkleinerte Abstände (durchgezogene Kurve) und vergrößerte Abstände (gestrichelte Kurve).

1 zeigt eine konventionelle (Splitfinger-)Zelle eines elektroakustischen Wandlers der Länge λ in einer ersten akustischen Spur AT1 und zum Vergleich eine optimierte Zelle der Länge λ eines zweiten Wandlers in einer akustischen Spur AT2. Die Wandlerzelle der Spur AT1 ist im Wesentlichen eine konventionelle Splitfingerwandlerzelle, wie sie z. B. aus der US 2003/0057805 A1 bekannt ist. Δ1 bezeichnet den Abstand zwischen der ersten Gruppe, die lediglich ein einzigen Elektrodenfinger umfasst, und der zweiten Gruppe, die ebenfalls einen Elektrodenfinger umfasst. Δ2 beschreibt den Abstand zwischen dem Finger der zweiten Gruppe und dem einzigen Finger der dritten Gruppe. Δ3 beschreibt den Abstand zwischen dem einzigen Finger der dritten Gruppe und dem einzigen Finger der vierten Gruppe.

Im Gegensatz dazu stellt die Wandlerstruktur der akustischen Spur AT2 eine optimierte Fingeranordnung dar, wobei die Finger der ersten Gruppe zum Anregungszentrum EC hin nach links um den Betrag d verschoben ist. Der Finger der zweiten Gruppe ist um den Betrag d zum Anregungszentrum EC hin nach rechts verschoben. Der Finger der dritten Gruppe ist zum Anregungszentrum zwischen dem zweiten Finger und dem dritten Finger hin um den Betrag d nach links verschoben. Der vierte Finger ist zum Anregungszentrum zwischen dem vierten Finger und dem nachfolgendem Finger hin um den Betrag d nach rechts verschoben. Insgesamt sind also alle Finger der entsprechenden Gruppe zum nächstgelegenen Anregungszentrum hin verschoben. Der Abstand Δ2 zwischen der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe ist geringer als der Abstand Δ1 zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe und kleiner als der Abstand Δ3 zwischen der dritten Gruppe und der vierten Gruppe.

Es ist unabhängig von der Zahl der Zellen und der Zahl der Finger pro Zelle möglich, dass gilt: Δ1 = Δ3 und Δ2 = Δ4.

Da jede der vier Fingergruppen nur einen einzigen Finger umfasst, existieren keine Abstände der Finger innerhalb einer Gruppe.

2 zeigt im Gegensatz zur 1 zwei Zellen, in der jede der vier Gruppen genau zwei Elektrodenfinger umfasst. Somit existiert in jeder Gruppe genau ein Abstand zwischen dem ersten Finger und dem zweiten Finger. Die Abstände innerhalb der Gruppe werden entsprechend mit D1, D2, D3 und D4 bezeichnet. Die Größen Δ1, Δ2 und Δ3 bezeichnen dabei nach wie vor die Abstände zwischen den entsprechenden Gruppen. Die Fingeranordnung der akustischen Spur AT1 zeigt eine Zelle der Länge λ eines Wandlers, bei dem die Abstände der Gruppen gleich sind. Im Gegensatz dazu umfasst die akustische Spur AT2 eine Fingeranordnung, bei der die einem Anregungszentrum EC benachbarten Finger um einen Betrag d zum Anregungszentrum hin verschoben sind. Der jeweils übrige Finger einer Gruppe ist ebenfalls in Richtung des Anregungszentrums verschoben, allerdings um den Betrag 3d.

Bei Ausgestaltungen von Zellen mit mehr als zwei Fingern pro Gruppe wäre der einem Anregungszentrum benachbarte Finger um einen Betrag d verschoben. Der darauf folgende Finger derselben Gruppe wäre um den Betrag 3d verschoben. Der dritte Finger einer Gruppe wäre um den Betrag 5d verschoben. Im Allgemeinen gilt, dass der i-te Finger einer Gruppe um den Betrag (2i – 1)d in Richtung des der Gruppe am nächsten liegenden Anregungszentrums verschoben ist. Dies gilt für die Situation, wenn die Fingerabstände in allen Gruppen gleich groß sind und der Abstand Δ2 zwischen der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe gleich dem entsprechend eingestellten Fingerabstand D1 = D2 = D3 = D4 ist. Es wird also genau ein weiterer Parameter, nämlich d, erhalten, aus dem sich der Versatz jedes einzelnen Elektrodenfingers, (2n – 1)d ergibt. Die Anordnung aller Elektrodenfinger einer Zelle der Länge λ ist somit durch einen einzigen Parameter wohl definiert. Insgesamt wird ein Wandler erhalten, der bezüglich der Reflektivität und der elektrischen Kapazität optimiert ist. Es lässt sich eine entsprechende Zelle also durch Variation eines einzelnen Parameters in einem Verfahren zur Optimierung eines Wandlers einstellen. Es gilt ferner: Mit einem gegebenen Mindestabstand d zwischen den Fingern hat die Zelle mit gleichen Abständen zwischen den Fingern D1 = D2 = D3 = D4 die maximale statische Kapazität und die maximale Reflexion.

Der Versatz d ist dabei positiv, wenn einem Anregungszentrum benachbarte Finger in Richtung des Anregungszentrums verschoben werden. Werden sie in die entgegengesetzte Richtung verschoben, also vom Anregungszentrum fort, so ist der Versatz d negativ.

3 zeigt die Übertragungsfunktion S21 für positive d (durchgezogene Kurve) und für negative d (gestrichelte Kurve). Obwohl die absolute Länge der Zelle, die der Wellenlänge λ entspricht, erhalten bleibt, sind die charakteristischen Frequenzen der niederfrequenten Flanke des Durchlassbereichs verschoben. So weist die niederfrequente Flanke bei positiven d eine geringere Übergangsbreite auf. Ferner kann die Welligkeit im Passband vermindert sein.

4 zeigt die Reflektivität S11 eines entsprechend ausgestalteten Wandlers, mit positiven d (durchgezogene Kurve) und negativem d (gestrichelte Kurve). Links in 4 im Smith-Chart ist die frequenzabhängige Impedanz gezeigt. Im rechten Teil der 4 zeigt sich, dass der Wandler für Frequenzen im Bereich des Passbandes im Wesentlichen durchlässig ist. Wiederum unterscheiden sich die Kurven, je nachdem in welche Richtung die Elektrodenfinger verschoben sind.

5 zeigt das Reflektionsvermögen S22 am Ausgangsport analog zur 4.

Die 3, 4 und 5 betreffen dabei einen Laddertype-Filter mit einer Metallisierungshöhe von 200 nm, einer mittleren Fingerperiode (Pitch) von 5 μm und einem Metallisierungsverhältnis Eta von 0,5.

6 zeigt den Realteil der Admittanz eines entsprechenden Wandlers mit positivem d (durchgezogene Kurve) und negativem d (gestrichelte Kurve).

7 zeigt im Gegensatz zur 6 den Imaginärteil der Admittanz.

8 zeigt die Beträge der Admittanz, einmal für positives d (durchgezogene Kurve) und für negatives d (gestrichelte Kurve).

Die 6, 7 und 8 betreffen dabei einen Resonator mit einer Metallisierungshöhe von 400 nm, einem Pitch von 5,0 μm und einem Metallisierungsverhältnis Eta von 0,3.

Alle 3 bis 8 betreffen Wandler mit Zellen mit vier Finger pro λ, d. h. einer Zellenstruktur wie sie in 1 in der akustischen Spur AT2 gezeigt ist.

Ein erfindungsgemäßer elektroakustischer Wandler ist nicht auf eine der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Wandler mit zusätzlichen Zellen und zusätzlichen Metallisierungsstrukturen oder Schichtsystemen auf einem piezoelektrischen Substrat oder auf den Elektrodenfingern oder zwischen den Elektrodenfingern und dem piezoelektrischen Substrat, die dazu beitragen, akustische Wellen in der akustischen Spur zu führen, stellen ebenso erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dar.

Bezugszeichenliste

  • AT1, AT2:
    Akustische Spur
    BB:
    Stromsammelschiene
    d:
    Versatz eines einem Anregungszentrum benachbarten Elektrodenfingers
    D1, D2, D3, D4:
    Fingerabstände innerhalb der ersten, zweiten, dritten und vierten Gruppe
    EC:
    Anregungszentrum
    EF:
    Elektrodenfinger
    F:
    Frequenz
    PSU:
    piezoelektrisches Substrat
    S11:
    Reflektivität am Eingangsport
    S21:
    Übertragungsfunktion
    S22:
    Reflektivität am Ausgangsport
    Δ1, 2, Δ3:
    Abstände zwischen erster, zweiter, dritter und vierter Fingergruppe
    λ:
    Wellenlänge der akustischen Welle