DE4227340C2 - Oberflächenwellen-Bauelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenwellen- Bauelement (SAW-Bauelement), und insbesondere auf ein Oberflächen­ wellen-Bauelement mit einer wegnahmegewichteten Elektrode.

Als Elektroden für Oberflächenwellen-Bauelemente, wie beispielsweise SAW-Filter, wurden üblicherweise Elektroden normalen Typs verwendet, bei denen kammartige Elektroden, die jeweils eine der Spaltbreite äquivalente Elektrodenbreite besitzen, mit überall gleichen Fingerüberlappungslängen ineinandergreifen.

Wenn eine solche Elektrode normalen Typs mit gleichmäßiger Elektrodenfingerüberlappung verwendet wird, gilt bekanntlich, daß ein Oberflächenwellen-Bauelement einen Frequenzgang H(f) aufweist, der der folgenden Gleichung entspricht, wie sie in "Impulse Response Model Design of Acoustic Surface-Wave Filters" (C.S. Hartmann et al.; IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, Band MTT-21, Nr. 4, pp. 162-175, April 1973) beschrieben ist:

H(f) = (sinX)/X_*exp(-jωN/2f₀)
X = Nπ(f-f₀)/f₀

wobei N, π, f, f₀ und ω jeweils die Anzahl der Elektrodenpaare, das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser, die Frequenz, die Mittenfrequenz und die Kreisfrequenz bezeichnen.

Falls jedoch ein Oberflächenwellen-Bauelement mit einer Elektrode formalen Typs als Filter verwendet wird, macht die geringe Dämpfung der Seitenkeulen in der Praxis Schwierigkeiten.

Andererseits sind überlappungslängengewichtete Wandler, die benachbarte Elektrodenfinger kammartiger Elektroden mit unterschiedlichen Überlappungslängen aufweisen, als Technik zur Verbesserung der Dämpfung der Seitenkeulen bekannt (wie beschrieben im US-Patent Nr. 3.663.899).

Solche überlappungslängengewichtete Elektroden neigen aber dazu, durch gebeugte Wellen beeinflußt zu werden. Im allgemeinen können überlappungslängengewichtete Elektroden nur in einem von zwei auf einem Oberflächenwellen-Bauelement vorhandenen Interdigitalwandlern verwendet werden, während die andere der beiden Interdigitalelektroden aus der oben beschriebenen Elektrode normalen Typs bestehen muß. Das heißt, daß wenn ein Multistripkoppler verwendet wird, die oben beschriebenen überlappungslängengewichteten Elektroden in beiden Interdigitalelektroden eines Oberflächenwellen-Bauelementes benutzt werden können. In diesem Falle wird jedoch die Chipabmessung eines piezoelektrischen Oberflächenwellensubstrates groß (F.G. Marshall et al., IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, Band MTT-21, Nr. 4, pp. 206-215, 1973).

Daher ist ein Aufbau für ein Oberflächenwellen-Bauelement vorgeschlagen worden, bei dem Anteile von Impulserregungsquellen durch teilweises Wegschneiden von Fingern kammartiger Elektroden entfernt sind, d. h., ein Aufbau des Oberflächenwellen-Bauelementes mit wegnahmegewichteten Elektroden entsteht, (C.S. Hartmann; 1973 Ultrasonic Symposium Proceedings, pp. 423-426, 1973).

Ein solches Oberflächenwellen-Bauelement mit wegnahmegewichteten Elektroden kann, zusammen mit überlappungslängengewichteten Elektroden, ohne Verwendung eines Multistripkopplers eingesetzt werden.

In dem, dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Aufsatz von K.R. Laker et al, "Computer-Aided Design of Withdrawal-Weighted SAW Bandpass Filters" in IEEE Transactions on Circuits and Systems, Band CAS-25, Nr. 5, Mai 1978, ist ein allgemeiner Überblick über den Stand der Technik bei akustischen Oberflächenwel­ lenfiltern gegeben. Dabei werden verschiedene Möglichkeiten der Beein­ flussung der Filtercharakteristiken vorgestellt. Es wird besonders auf längengewichtete und wegnahmegewichtete Wandler eingegangen und ein Hinweis auf Verfahren der Phasengewichtung, der Kapazitätsgewichtung und der Reihengewichtung wird angegeben.

Bei der herkömmlichen Bauweise des Oberflächenwellen-Bauelementes mit wegnahmegewichteten Elektroden wird die Periodizität der Fingeranordnung durch Wegschneiden der Finger und Bilden eines nichterregenden Abschnittes gestört. Verglichen mit dem Fall, daß keine Finger weggeschnitten werden, wird also die elektrische Feldverteilung im piezoelektrischen SAW-Substrat vom nichterregenden Abschnitt aus bis zur Elektrodengruppe hin verfälscht.

Die Erfinder haben entdeckt, daß sich die, den jeweiligen Enden eines nichterregenden, durch Wegschneiden der Finger gebildeten Abschnittes, am nächsten liegenden Erregungsquellen vom nichterregenden Abschnitt aus zur Elektrodenfingergruppe bewegen, verglichen mit dem Falle, daß die Finger nicht beschnitten sind; während sich die Erregungsquellen im Mittelabschnitt der Elektrodengruppe so bewegen, daß sie sich voneinander entfernen und daher ein gewünschter Frequenzgang nicht erreicht wird, was in der Praxis zu Schwierigkeiten führt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Oberflächenwellen-Bauelementes, das wegnahmegewichtete Elektroden verwendet, die eine, durch die Bewegung von Impulserregungsquellen verursachte Verschlechterung des Frequenzganges infolge des Wegschneidens der Finger, mildern.

Dieses Ziel wird erreicht mit einem Oberflächenwellen-Bauelement mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Bauelementes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Oberflächenwellen-Bauelement ein Oberflächenwellensubstrat für die Ausbreitung der Oberflächenwellen, sowie eine Vielzahl von Interdigitalelektroden auf, die auf dem Oberflächenwellensubstrat angebracht sind, wobei mindestens eine der oben beschriebenen Interdigitalelektroden eine wegnahmegewichtete Elektrode umfaßt, die durch Wegschneiden von Anteilen an den auf dem Oberflächenwellen­ substrat mit konstanter Teilung bzw. Beabstandung angeordneten Fingern der Inter-digitalelektrode und durch Anordnen von Anteilen an Fingern in Zonen gebildet ist, die gegen die Anordnungszonen der oben beschriebenen konstanten Teilung versetzt sind.

Beim Oberflächenwellen-Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bewegung von Impulserzeugungsquellen, die durch Verfälschung der elektrischen Feldverteilung im piezoelektrischen Oberflächenwellensubstrat verursacht werden, durch Anordnen von Anteilen der oben beschriebenen Finger der oben beschriebenen wegnahmegewichteten Interdigitalelektrode in Bereichen korrigiert, die gegen die oben beschriebenen Anordnungs­ zonen konstanter Teilung versetzt sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Ver­ bindung mit der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung des Frequenzganges eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Dämpfung eines Seitenkeulenpegels und dem Abstand der Fingerbewegung bei einem Oberflächenwellen- Bauelement gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und bei dem Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 7 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Dämpfung eines Seitenkeulenpegels und dem Abstand der Fingerbewegung bei einem Oberflächenwellen- Bauelement gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration einer Probe, die in einem Basisexperiment für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wurde;

Fig. 9 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung des Ergebnisses des für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Basisexperimentes dar;

Fig. 10 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung des Ergebnisses eines Basisexperimentes für die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration einer Probe, die in einem Basisexperiment für die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wurde;

Fig. 12 stellt ein Konfiguratonsdiagramm zur Veranschaulichung der Struktur eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 13 stellt ein Blockschaltbild der Konfiguration eines Fernsehempfängers dar;

Fig. 14 stellt ein Kennliniendiagramm zur Veranschaulichung des Frequenzganges eines Oberflächenweilen-Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 15 veranschaulicht eine erste alternative Versetzung, wobei nur die Grenznähe zu einem nichterregenden Abschnitt dargestellt ist;

Fig. 16 veranschaulicht eine zweite alternative Versetzung, wobei nur die Grenznähe zu einem nichterregenden Abschnitt dargestellt ist, und

Fig. 17 veranschaulicht eine dritte alternative Versetzung, wobei nur die Grenznähe in einem nichterregenden Abschnitt dargestellt ist.

Wenn in einer Anordnung von Fingern ein aperiodischer Bereich vorhanden ist, wie etwa eine weggeschnittene Elektrode, wird die Verteilung der Impulserregungsquellen entsprechend der dortigen Anordnung der Finger verzerrt, was zu Schwierigkeiten bei der Elektrodengestaltung führt. Als Basisstudie für die Analyse und das Design haben die vorliegenden Erfinder ein Experiment durchgeführt mit dem Ziel, die genannte Fehllage der Anregungsquellen auf der Basis experimenteller Werte durch eine umgekehrte Fourier-Transformation für den einfachsten Fall einer abgeschnittenen Elektrode, die nachfolgend beschrieben wird, zu ermitteln. Bei diesem Experiment wurden Proben einer geschlitzten Elektrodenstruktur mit einer Mittenfrequenz von 36.36 Mhz und einem Metallisierungsverhältnis von 0.5 benutzt, die zwei Fingerelektrodengruppen 28 umfaßten, von denen jede fünf Fingerpaare mit einem Spalt 29 mit der Breite W umfaßte. Als Substrate wurden piezoelektrische Substrate verwendet, die aus einem LiNbO₃-Einkristall mit einem Y-Achsenschnitt von 128° bestanden (im folgenden als Lithiumniobatsubstrate bezeichnet). Die X-Achse wurde als Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen definiert.

Bei Proben mit unterschiedlichem W wurden die experimentellen Werte der gemessenen Frequenzgänge S(ω) und Φ(ω) der umgekehrten Fourier- Transformation unterzogen, um den Impulsgang h(t) zu errechnen. Wie Fig. 8 zeigt, wurde die Teilung P in Bezug auf benachbarte Erregungsquellenplätze ermittelt, um aus der Elektrodenteilung für die Positionen A30 der Impulserregungsquellen, die dem Spalt am nächsten lagen, sowie für jeden Erregungsquellenplatz B31, der im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe lag, und für den Impulserregungsquellenplatz C32, der einem Ende der Elektrodengruppe am nächsten lag, die Differenz ΔP zu ermitteln.

Es wurde dabei angenommen, daß die Erregungsquellenstärke konstant sei.

Für die genannten Erregungsquellenplätze A, B und C ist die Teilungsänderung bzw. -differenz ΔP relativ zur Spaltbreite W jeweils in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellt. In den Fig. 9, 10 und 11 bezeichnen die Bezugszeichen 33, 35 und 37 Werte desjenigen Falles, bei dem der Spalt zwischen Fingern entgegengesetzter Polarität liegt, während die Bezugszeichen 34, 36 und 38 Werte des Falles bezeichnen, bei dem der Spalt zwischen Fingern der gleichen Polarität liegt.

Der dem Spalt am nächsten liegende Erregungsquellenplatz A wird durch den Spalt W am stärksten beeinflußt, so daß die Erregungsquellenteilung dahin tendiert, kleiner als die Elektrodenteilung zu werden. Im Erregungsquellenplatz C, der am weitesten vom Spalt entfernt ist, ist der Einfluß schwach. Bei dem im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe angeordneten Erregungsquellenplatz B hat die Erregungsquellenteilung im Gegensatz zum Erregungsquellenplatz A die Tendenz, größer zu werden. Ihre Änderung ist jedoch geringer als im Falle des Anregungsquellenplatzes A. Durch das oben beschriebene Experiment konnte die durch die Fingeranordnung verursachte Verzerrung der Erregungsquelle aus experimentellen Werten des Frequenzganges mit Hilfe der umgekehrten Fourier-Transformation für den einfachsten Fall der weggeschnittenen Elektrode quantitativ ermittelt werden. Es bestätigte sich, daß die vorzugebende Änderung der Teilung bzw. Beabstandung unterschiedlich ausfiel, je nach dem, ob sich die Erregungsquelle in dem dem Spalt am nächsten gelegenen Platz, oder im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe, oder an dem vom Spalt am weitesten entfernten Platz befand. Insbesondere bestätigte sich, daß die Fehllage der Erregungsquelle in dem dem Spalt am nächsten liegenden Platz am größten war.

In Anbetracht dieses Ergebnisses wurde entschieden, Korrekturen an der Elektrodenanordnung einer wegnahmegewichteten Elektrode durchzuführen, die durch Abschneiden von Fingern gewichtet wurde, und die Wirkungen der Korrektur durch Überprüfen der Änderung des Frequenzganges zu bestätigen.

Nachfolgend soll zunächst eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt die Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform.

Das Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Oberflächenwellen-Bauelement mit einer wegnahmegewichteten Elektrode auf einem Oberflächenwellensubstrat und bewirkt die Umwandlung zwischen elektrischen Signalen und Oberflächenwellen­ signalen.

Die Konfiguration einer Interdigitalelektrode eines Oberflächenwellen- Bauelementes gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform ist in Fig. 1 dargestellt.

Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform wurden Lithiumniobatsubstrate mit einem Y-Achsenschnitt von 128° als Oberflächenwellensubstrate benutzt. Als Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen wurde die X-Achse definiert. Alternativ können LiTaO₃-Substrate (im folgenden als Lithiumtantalatsubstrate bezeichnet), Kristallsubstrate, oder Substrate aus einem anderen Material als Oberflächenwellensubstrate verwendet werden.

Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform wurde die Interdigital­ elektrode so ausgebildet, daß sie eine den Erregungswirkungsgrad maximierende Mittenfrequenz von f₀=36.36 Mhz sowie eine Schlitz­ elektrodenstruktur mit einer Elektrodenbreite von 13.3 µm besaß. Die kammartigen Elektroden wurden aus einem Aluminiumbedampfungsfilm, mit einer Dicke von 6000 Å, durch Photolithographie auf dem Ober­ flächenwellensubstrat aufgebracht. Bei der Interdigitalelektrode gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 wechseln nicht­ erregende Abschnitte, die durch Wegschneiden von Fingern gebildet sind, mit Elektrodengruppen ab. Teile der Elektrodengruppen sind nicht wiedergegeben.

Wie dargestellt, umfaßt die Interdigitalelektrode kammartige Elektroden 1a und 1b, von denen jede eine, die Vielzahl von Fingern miteinander verbindende, Sammelschiene besitzt. Teilweise sind in der Interdigi­ talelektrode nichterregende Abschnitte 2 angeordnet. Finger, die zwischen sich eine, einem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegende Impulserregungsquelle aufweisen, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 3a und 3b. Finger, die eine im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe befindliche Impulserregungsquelle zwischen sich haben und die elektrische Polaritäten aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 4a und 4b.

Bei einem Oberflächenwellen-Bauelement, das herkömmliche wegnahme­ gewichtete Elektroden verwendet, sind Positionen von Fingern, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich haben, welche einem nichterregenden Abschnitt am nächsten gelegen ist, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden einerseits und Finger, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich haben, welche im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe gelegen ist, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, andererseits, durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Wie dargestellt, wurden alle Finger in bekannter Weise mit konstantem Metallisierungsverhältnis und konstanter Elektrodenteilung angeordnet. Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform ist das Metallisierungsverhältnis auf 0.5 festgesetzt.

Die Erfinder haben die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenz­ gang dieser Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 3a und 3b, deren zwischen innen befindliche Impulserregungsquelle dem nicht­ erregenden Abschnitt am nächsten lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Ober­ flächenwellen, zum nichterregenden Abschnitt 2 hin gemessen. Anschließend haben die Erfinder die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 4a und 4b, zwischen denen die Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, zwecks gegenseitiger Annäherung der Finger 4a und 4b, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in den Kurven 5a und 5b der Fig. 6 wiedergegeben.

Wie dargestellt, kann die Verschlechterung des Seitenkeulenpegels, verglichen mit der herkömmlichen Technik, durch geeignete Wahl eines Wertes als Bewegungsabstand r im Bereich

0 < r < 6.6 µm

reduziert werden.

Wenn ein Mittelpunkt 6a der Finger mit einer Impulserregungsquelle zwischen sich, die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten kommt, entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen zum Punkte 6x bewegt wird, der dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten liegt, sind die entstehenden Beziehungen zwischen dem Bewegungsabstand r und der Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode aus der Kurve 5a abzulesen. Wie im Falle der dem nichterregten Abschnitt am nächsten gelegenen Impulserregungsquelle wurde bei der vorliegenden ersten Ausführungsform ein Abstand r von 3.3 µm als Position für die Finger gewählt, welche die besten Meßergebnisse lieferte. Wenn im Falle der dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegenden Impulserregungsquelle ein Abstand r von 3.3 mm als Position der Finger gewählt wird, und wenn die Mittelpunkte 7a der Finger, die jeweils die Impulserregungsquellen im Zentralabschnitt der Fingergruppe zwischen sich aufweisen, auf die Punkte 7x in solchen entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, daß sie sich entlang der Hauptbewegungsrichtung der Oberflächenwellen einander annähern, sind die Beziehungen zwischen dem Bewegungs­ abstand r und der Dämpfung des Seitenkeilpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode aus der Kurve 5b abzulesen. Wie im Falle der im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe angeordneten Impulserregungs­ quellen wurde bei der vorliegenden ersten Ausführungsform als Position der Finger ein Abstand r von 2.5 µm gewählt, der die besten Meßergebnisse lieferte.

Ein Frequenzgang der Interdigitalelektrode, der erhalten wird, wenn der Abstand r für die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten kommende Impulserregungsquelle ungefähr 3.3 µm beträgt, wird durch die Kurve 8b wiedergegeben. Ein Frequenzgang der Interdigitalelektrode, der erhalten wird, wenn der Abstand r für die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten kommende Impulserregungsquelle ungefähr 3.3 µm beträgt, und der Abstand r der im zentralen Abschnitt der Elektro­ dengruppe gelegenen Impulserregungsquelle annähernd 2.5 µm beträgt, wird durch die Kurve 8c wiedergegeben. Die Kurve 8a stellt den Frequenzgang im Falle der bekannten Technik dar. Wie dargestellt, zeigt die Kurve 8c in der Nähe der Mittenfrequenz annähernd den gleichen Frequenzgang wie im Falle der Kurve 8a, wobei sie im Maximum einen Seitenkeulenpegel aufweist, der um 17 Db unter demjenigen der Kurve 8a liegt.

Bei einer geschlitzten Elektrodenstruktur sei nunmehr angenommen, daß der Mittelpunkt 6a der Finger, die zwischen sich die dem nichterregten Abschnitt am nächsten kommende Impulserregungsquelle aufweisen sowie der Mittelpunkt der Finger, die zwischen sich die dem nichterregten Abschnitt am zweitnächsten kommende Impulserregungsquelle aufweisen und der Mittelpunkt der Finger, die zwischen sich die dem nicht­ erregenden Abschnitt am drittnächsten kommende Impulserregungsquelle aufweisen, einen Abstand p zu benachbarten Mittelpunkten haben. Im allgemeinen können optimale Positionen der Finger unter der Bedingung bestimmt werden, daß der Bewegungsabstand r im Bereich von 0 < r < (p/8) liegt. Mit f₀ als Mittenfrequenz der Interdigitalelektrode und mit v als Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen kann der Abstand p durch die Formel p = v/2f₀ dargestellt werden.

Im Zuge der vorausgehenden Darstellung der vorliegenden Ausführungs­ form wurde der Fall beschrieben, daß zwei Impulserregungsquellen im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe liegen. Wenn jedoch nur eine einzige Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt angeordnet war, wurden Finger, die zwischen sich zwei, dieser Impulserregungsquelle benachbarte Impulserregungsquellen aufwiesen, in entgegengesetzte Richtungen bewegt, um sie entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen einander anzunähern; und die Beziehungen zwischen einem Bewegungsabstand 2 _* r und der Dämpfung des Seitenkeilpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode wurden durch ein entsprechendes Experiment untersucht. Ein großer Unterschied zwischen den beiden Fällen wurde nicht gefunden.

Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 3 zeigt die Konfiguration eines Oberflächenwellen-Bauelementes gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform.

Das Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Oberflächenwellen-Bauelement mit einer wegnahmegewichteten Elektrode auf einem Oberflächenwellensubstrat und führt die Umwand­ lung zwischen elektrischen Signalen und Oberflächenwellensignalen durch.

Die Konfiguration einer Interdigitalelektrode eines Oberflächenwellen- Bauelementes gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt.

Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform wurden Lithiumniobatsubstrate mit einem Y-Achsenschnitt von 128° als Oberflächenwellensubstrate benutzt. Die Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen wurde als X-Achse definiert. Alternativ können Lithiumtantalatsubstrate, Kristallsubstrate, oder Substrate aus einem anderen Material als Oberflächenwellensubstrate verwendet werden.

Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform wurde die Interdigital­ elektrode so ausgebildet, daß sie eine den Erregungswirkungsgrad maximierende Mittenfrequenz von f₀=36.36 Mhz sowie eine Schlitz­ elektrodenstruktur mit einer Elektrodenbreite von 13.3 µm besaß. Die Interdigitalelektrode wurde aus einem Aluminiumbedampfungsfilm, mit einer Dicke von 6000 Å, durch Photolithographie auf dem Oberflächen­ wellensubstrat aufgebracht.

Bei der Interdigitalelektrode gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 wechseln nichterregende Abschnitte, die durch Wegschneiden von Fingern gebildet sind, mit Elektrodengruppen ab. Nur ein Endabschnitt der Interdigitalelektrode ist dargestellt, während die restlichen Abschnitte nicht wiedergegeben sind.

Wie dargestellt, umfaßt die Interdigitalelektrode kammartige Elektroden 1a und 1b, von denen jede eine, die Vielzahl von Fingern miteinander verbindende, Sammelschiene besitzt. Teilweise sind in der Inter­ digitalelektrode nichterregende Abschnitte 2 angeordnet. Finger, die zwischen sich eine einem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegende Impulserregungsquelle aufweisen und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 3a und 3b. Finger, die eine dem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten kommende Impulserregungsquelle zwischen sich haben und die elektrische Polaritäten aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 9a und 9b. Finger, die eine im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe befindliche Impulserregungsquelle zwischen sich haben und die elektrische Polaritäten aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 4a und 4b.

Bei einem Oberflächenwellen-Bauelement, das herkömmliche wegnahme­ gewichtete Elektroden verwendet, sind Positionen von Fingern, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich aufweisen, welche einem nicht­ erregenden Abschnitt 2 am nächsten gelegen ist, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, und Finger, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich haben, die dem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten liegt, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden und Finger, die eine, im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe liegende Impulserregungsquelle zwischen sich aufweisen und elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt. Wie dargestellt, wurden alle Finger in bekannter Weise mit konstantem Metallisierungsverhältnis und konstanter Elektrodenteilung angeordnet. Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform ist das Metallisierungsverhältnis auf 0.5 festgesetzt.

Die Erfinder haben die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenz­ gang dieser Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 3a und 3b, deren zwischen innen befindliche Impulserregungsquelle dem nicht­ erregenden Abschnitt am nächsten lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen, zum nichterregenden Abschnitt 2 hin gemessen. Anschließend haben die Erfinder die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 4a und 4b, zwischen denen die Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, zwecks gegenseitiger Annäherung der Finger 4a und 4b, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen gemessen. Sodann haben die Erfinder die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigltalelektrode unter Verschiebung der Finger 9a und 9b, deren zwischen ihnen befindliche Impulserregungsquelle dem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten lag, und die entgegengesetzte Polaritäten besaßen, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen zur Außenseite der Interdigitalelektrode entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen gemessen. Die Ergeb­ nisse der Messung werden durch die Kurve 5c in Fig. 6 wiedergegeben.

Wie dargestellt, kann die Verschlechterung des Seitenkeulenpegels, verglichen mit der herkömmlichen Technik, durch geeignete Wahl eines Wertes, als Bewegungsabstand r, im Bereich

0 < r < 6.65 µm

reduziert werden.

Wenn ein Mittelpunkt 10a der Finger, mit einer Impulserregungsquelle zwischen sich, die im Endabschnitt der Interdigitalelektrode liegt, zu einem Punkte 10x entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächen­ wellen bewegt wird, der außerhalb der Interdigitalelektrode liegt, sind die entstehenden Beziehungen zwischen dem Bewegungsabstand r und der Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode aus der Kurve 5c abzulesen.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen, durch die Kurve 5c dargestellten Ergebnissen der ersten Ausführungsform wurde bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform ein Abstand r von 1 µm, der die besten Meßergebnisse lieferte, als die Position der Finger für die, im Endabschnitt der Interdigitalelektrode gelegene Impulserregungsquelle gewählt.

Ein Frequenzgang der Interdigitalelektrode, der erhalten wird, wenn der Abstand r für die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegende Impulserregungsquelle ungefähr 3.3 µm beträgt; wenn der Abstand r für die im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe befindliche Impuls­ erregungsquelle annähernd 2.5 µm beträgt und wenn der Abstand r für die im Endabschnitt der Interdigitalelektrode befindliche Impuls­ erregungsquelle annähernd 1 µm beträgt, ist in Kurve 8d der Fig. 2 dargestellt. Die Kurve 8a stellt den Frequenzgang im Falle der üblichen Technik dar. Wie dargestellt, zeigt die Kurve 8d in der Nähe der Mittenfrequenz annähernd den gleichen Frequenzgang wie im Falle der Kurve 8a, wobei die Kurve 8d im Maximum einen Seitenkeulenpegel aufweist, der um 18 Db unter demjenigen der Kurve 8a liegt.

Im Zuge der vorausgehenden Darstellung der vorliegenden Ausführungs­ form wurde der Fall beschrieben, daß zwei Impulserregungsquellen im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe angeordnet sind. Wenn jedoch nur eine einzige Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt angeordnet war, wurden Finger, die zwischen sich zwei, dieser Impulserregungsquelle benachbarte Impulserregungsquellen aufwiesen, in entgegengesetzte Rich­ tungen bewegt, um sie entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächen­ wellen einander anzunähern; und die Beziehungen zwischen einem Bewegungsabstand 2 _* r und der Dämpfung des Seitenkeilpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode wurden durch ein entsprechendes Experiment untersucht. Ein großer Unterschied zwischen den beiden Fällen wurde nicht gefunden.

Nunmehr wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Konfiguration eines Oberflächenwellen- Bauelementes gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform.

Das Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform ist ein Oberflächenwellen-Bauelement mit einer wegnahmegewichteten Elektrode auf einem Oberflächenwellensubstrat und führt die Umwandlung zwischen elektrischen Signalen und Oberflächen­ wellensignalen durch.

Bei der vorliegenden dritten Ausführungsform wurden Lithiumniobatsubstrate mit einem Y-Achsenschnitt von 128° als Oberflächenwellensubstrate benutzt. Die Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen wurde als X-Achse definiert. Alternativ können Lithiumtantalatsubstrate, Kristallsubstrate, oder Substrate aus einem anderen Material als Oberflächenwellensubstrate verwendet werden.

Bei der vorliegenden dritten Ausführungsform wurde die Interdigital­ elektrode so ausgebildet, daß sie eine den Erregungswirkungsgrad maximierende Mittenfrequenz von f₀=36.36 Mhz sowie eine Schlitz­ elektrodenstruktur mit einer Elektrodenbreite von 26.6 µm besaß. Die Interdigitalelektrode wurde aus einem Aluminiumbedampfungsfilm, mit einer Dicke von 6000 Å, durch Photolithographie auf dem Oberflächen­ wellensubstrat aufgebracht.

Bei der Interdigitalelektrode gemäß der vorliegenden dritten Aus­ führungsform gemäß Fig. 4 wechseln nichterregende Abschnitte, die durch Wegschneiden von Fingern gebildet sind, mit Elektrodengruppen ab. Anteile der Elektrodengruppen sind nicht wiedergegeben. Bei der Interdigitalelektrode gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 wechseln nichterregende Abschnitte, die durch Weg­ schneiden von Fingern gebildet sind, mit Elektrodengruppen ab. Teile der Elektrodengruppen sind nicht wiedergegeben. Nur ein Endabschnitt der Interdigitalelektrode ist dargestellt, während die übrigen Abschnitte nicht dargestellt sind.

Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, umfaßt die Interdigitalelektrode kammartige Elektroden 1a und 1b, von denen jede eine, die Vielzahl von Fingern miteinander verbindende, Sammelschiene besitzt. Teilweise sind in der Interdigitalelektrode nichterregende Abschnitte 2 angeordnet. Finger, die zwischen sich eine, einem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegende Impulserregungsquelle aufweisen und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 3a und 3b. Finger, die eine, im zentralen Abschnitt der Elektroden­ gruppe gelegene Impulserregungsquelle zwischen sich haben und die elektrische Polaritäten aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 4a und 4b. Finger, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich haben, die dem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten liegt und die elektrische Polaritäten aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, sind die Finger 9a und 9b.

Bei einem Oberflächenwellen-Bauelement, das herkömmliche wegnahme­ gewichtete Elektroden verwendet, sind Positionen von Fingern, die zwischen sich eine Impulserregungsquelle aufweisen, welche einem nichterregenden Abschnitt am nächsten gelegen ist und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, und Positionen von Fingern, die eine Impulserregungsquelle zwischen sich haben, die im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe liegt und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, in Fig. 4 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Weiter sind bei einem Oberflächen­ wellen-Bauelement, das herkömmliche wegnahmegewichtete Elektroden verwendet, Positionen von Fingern, die zwischen sich eine Impuls­ erregungsquelle aufweisen, die einem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten gelegen ist, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, und Positionen von Fingern, die zwischen sich eine Impulserregungsquelle aufweisen, die dem Endabschnitt der Inter­ digitalelektrode am nächsten liegen und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, in Fig. 5 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Wie dargestellt, sind alle Finger in bekannter Weise mit konstantem Metallisierungsverhältnis und konstanter Elektrodenteilung angeordnet. Bei der vorliegenden ersten Ausführungs­ form ist das Metallisierungsverhältnis auf 0.5 festgesetzt.

Die Erfinder haben die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenz­ gang dieser Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 3a und 3b, bei denen die zwischen ihnen befindliche Impulserregungsquelle dem nichterregenden Abschnitt am nächsten lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen, zum nichterregenden Abschnitt 2 hin gemessen. Anschließend haben die Erfinder die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 4a und 4b, zwischen denen die Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe lag, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, zwecks gegenseitiger Annäherung der Finger 4a und 4b, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen gemessen. Sodann haben die Erfinder die Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode unter Verschiebung der Finger 9a und 9b, deren zwischen ihnen befindliche Impulserregungsquelle dem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten lag und die entgegengesetzt Polaritäten besaßen, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen zur Außenseite der Interdigitalelektrode entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen, gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden durch die Kurven 5a und 5b in Fig. 6 wiedergegeben. Wie dargestellt, kann die Verschlechterung des Seitenkeulenpegels im Vergleich zu herkömmlichen Technik durch geeignete Wahl eines Wertes, als Bewegungsabstand r, im Bereich:

0 < r < 13 µm

reduziert werden.

Wie im Falle der dem nichterregten Abschnitt am nächsten gelegenen Impulserregungsquelle, der durch die Kurve 11a dargestellt ist, wurde bei der vorliegenden dritten Ausführungsform ein Abstand r von 6.6 µm als Position für die Finger gewählt, die die besten Meßergebnisse lieferte. Wenn der Abstand r von 6.6 µm als Position der Finger im Falle der dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegenden Impulserregungsquelle gewählt wird, und die Mittelpunkte 7a der Finger, die jeweils zwischen sich die Impulserregungsquellen im Zentralabschnitt der Fingergruppe aufweisen, auf die Punkte 7x in solchen entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, daß sie, entlang der Hauptbewegungsrichtung der Oberflächenwellen, näher zueinander gebracht werden, lassen sich die Beziehungen zwischen dem Bewegungsabstand r und der Dämpfung des Seitenkeilpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode aus der Kurve 11b ablesen. Wie im Falle der im zentralen Abschnitt der Elektroden­ gruppe gelegenen Impulserregungsquellen, der durch die Kurve 11b dargestellt ist, wurde bei der vorliegenden dritten Ausführungsform als Position der Finger ein Abstand r von 5 µm gewählt, der die besten Meßergebnisse lieferte.

Wenn ein Mittelpunkt 10a der Finger, die zwischen sich eine im Endabschnitt der Interdigitalelektrode gelegene Impulserregungsquelle aufweisen, zu einem Punkt 10x entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen bewegt wird, der außerhalb der Interdigitalelektrode liegt, können unter der Bedingung, daß der Abstand r von 6.6 µm als Position für die Finger der dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegenden Impulserregungsquelle gewählt wird, und der Abstand r von 5 µm als Position für die Finger der im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe gelegenen Impulserregungsquelle gewählt wird, die sich ergebenden Beziehungen zwischen dem Bewegungsabstand r und der Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigital­ elektrode aus der Kurve 11c abgelesen werden.

Zusätzlich durch den unter Bezugnahme auf die Kurven 11a und 11b oben beschriebenen Ergebnissen wurde bei der dritten Ausführungsform ein Abstand r von 1 µm als Fingerposition für die im Endabschnitt der Interdigitalelektrode angeordnete Impulserregungsquelle gewählt, der das beste Meßergebnis lieferte, was durch die Kurve 11c wiedergegeben wird.

Wenn der Abstand r der dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegenden Impulserregungsquelle annähernd 6.6 µm; der Abstand r der im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe gelegenen Impuls­ erregungsquelle annähernd 5 µm; und der Abstand r der im Endab­ schnitt der Interdigitalelektrode gelegenen Impulserregungsquelle annähernd 1 µm ist, ergibt sich der beste Frequenzgang der Inter­ digitalelektrode. Verglichen mit dem herkömmlichen Frequenzgang ist das Ansprechverhalten in der Nähe der Mittenfrequenz annähernd das gleiche, während der Seitenkeulenpegel um annähernd 18 Db reduziert wird.

Bei einer durchgehenden Elektrodenstruktur sei nunmehr angenommen, daß der Mittelpunkt 6a der Finger, die zwischen sich die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten liegende Impulserregungsquelle aufweisen, sowie der Mittelpunkt der Finger, die zwischen sich die dem nichterregten Abschnitt am zweitnächsten kommende Impulserregungs­ quelle aufweisen, und der Mittelpunkt der Finger, die zwischen sich die dem nichterregenden Abschnitt am drittnächsten kommende Impulser­ regungsquelle aufweisen, einen Abstand p zu benachbarten Mittelpunkten haben. Im allgemeinen können optimale Positionen der Finger unter der Bedingung abgeleitet werden, daß der Bewegungsabstand r im Bereich von 0 < r < (p/4) liegt. Mit f₀ als Mittenfrequenz der Interdigital­ elektrode und mit v als Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächen­ wellen kann der Abstand p durch die Formel p = v/2f₀ dargestellt werden.

Im Zuge der vorausgehenden Darstellung der vorliegenden Ausführungs­ form wurde der Fall beschrieben, daß zwei Impulserregungsquellen im zentralen Abschnitt der Elektrodengruppe liegen. Wenn jedoch nur eine einzige Impulserregungsquelle im zentralen Abschnitt angeordnet war, wurden Finger, die zwischen sich zwei, dieser Impulserregungsquelle benachbarte Impulserregungsquellen aufwiesen, in entgegengesetzte Richtungen bewegt, um sie entlang der Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen einander anzunähern; und die Beziehungen zwischen einem Bewegungsabstand 2 _* r und der Dämpfung des Seitenkeilpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode wurden durch ein entsprechendes Experiment untersucht. Ein großer Unterschied zwischen den beiden Fällen wurde nicht gefunden.

Im nichterregenden Abschnitt, aus dem eine Erregungsquelle entfernt worden ist, wird das piezoelektrische Substrat freigelegt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen läuft beim nichterregenden Abschnitt auf der Oberfläche des Substrates schneller als im Falle, daß Finger im nichterregenden Abschnitt angebracht sind. Im Falle eines Lithiumniobatsubstrates beispielsweise ergibt sich eine Ausbreitungsgeschwindigkeitsdifferenz von ungefähr 3%, wenn die Oberfläche mit Aluminium bedeckt ist, und wenn sie nicht bedeckt ist.

Bei jeder Interdigitalelektrode der oben beschriebenen drei Ausführungsformen der Erfindung kann eine Korrektur mit dem Ziel, die auftretende Geschwindigkeitsdifferenz auf null zu bringen, durch Vergrößern der Expositionsbreite des nichterregenden Abschnittes herbeigeführt werden.

In diesem Falle können optimale Anordnungspositionen bei der, der oben beschriebenen Korrektur unterzogenen Interdigitalelektrode, durch Bewegen der Finger in der oben beschriebenen Weise erreicht werden.

In einem solchen Falle ist auch der Frequenzgang der Interdigital­ elektrode in der Nähe der Mittenfrequenz nahezu der gleiche, während der Seitenkeulenpegel, im Vergleich zum Frequenzgang des Falles ohne bewegte Finger, um etwa 15 Db verbessert werden kann.

In der Annahme, daß es keine Änderung der elektrischen Feldverteilung im nichterregenden Abschnitt gibt, die durch Beseitigen von Fingern der angeschnittenen und gewichteten Interdigitalelektrode verursacht ist, kann das Oberflächenwellen-Bauelementen jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform in seine Form gebracht werden durch Anordnen der Finger zur Erzeugung eines Zeitverhaltens der Impulserregung in konstanten Zeitintervallen, mit Ausnahme eines Intervalls, das dem nichterregenden Abschnitt entspricht, und mindestens eines Zeitpunktes, der aus einem Zeitpunkt der Impulserregung in der Nähe des Intervalls, das dem nichterregenden Abschnitt entspricht; einem Zeitpunkt, der dem zentralen Abschnitt einer Fingergruppe entspricht; und Zeitpunkten der frühesten und spätesten Impulserzeugung der Interdigitalelektrode ausgewählt wird, so daß ein Zeitintervall mindestens in einem Zeitpunkt beginnt, der aus einem Zeitpunkt der Impulserzeugung, welcher dem dem oben beschriebenen nichterregenden Abschnitt entspricht, und Zeitpunkten der frühesten und spätesten Impulserzeugung ausgewählt ist, und wobei das Zeitintervall bis zum Zeitpunkt der Impulserzeugung in der Nähe des oben beschriebenen mindestens einen Zeitpunktes länger dauert als das genannte konstante Zeitintervall. Was den zentralen Abschnitt der Fingergruppe anbetrifft, kann das Oberflächenwellen-Bauelement durch Anordnen der Finger in der Weise gestaltet werden, daß das Zeit­ intervall der Impulsanregung kürzer als das oben erwähnte konstante Zeitintervall wird.

Bei der oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform liegt der nichterregende Abschnitt zwischen Fingern, die unterschiedliche elektrische Polaritäten besitzen (Fig. 8). In Bezug auf den Fall, bei dem der nichterregende Abschnitt zwischen Fingern mit identischem elektrischen Potential liegt, haben die Erfinder Experimente unter Benutzung der gleichen Prozedur durchgeführt. Als Ergebnis wurde gefunden, daß der Seitenkeulenpegel in gleicher Weise wie bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform verbessert werden konnte.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Bei der vorliegenden vierten Ausführungsform wird die bei der beschrie­ benen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform durch eine andere Versetzung erzielt.

Die Fig. 15, 16 und 17 veranschaulichen diese Versetzung. In jeder der Fig. 15, 16 und 17 wird nur die Grenznähe zu einem nichterregenden Abschnitt dargestellt.

Bei einem Oberflächenwellen-Bauelement, das bekannte wegnahme­ gewichtete Elektroden verwendet, sind Positionen von Fingern, die zwischen sich eine Impulserregungsquelle aufweisen, welche einem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten gelegen ist, und die elektrische Polaritäten besitzen, die sich voneinander unterscheiden, in den Fig. 15, 16 und 17 mit gestrichelten Linien dargestellt Finger mit einer Impulserregungsquelle zwischen sich, die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten kommen, sind in Fig. 15 mit 39a und 39b, in Fig. 16 mit 40a und 40b und in Fig. 17 mit 41a und 41b bezeichnet.

Die Erfinder haben die Dämpfung des zweiten Keulenpegels im Frequenzgang dieser Interdigitalelektrode beim Verschieben der Finger, die zwischen sich die dem nichterregenden Abschnitt am nächsten gelegene Impulserregungsquelle aufweisen, aus den oben beschriebenen üblichen Positionen, entlang der Hauptausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen, zum nichterregenden Abschnitt 2 hin gemessen.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Fall bleibt die Position der Seite 42 eines Fingers 39a, der auf der entgegengesetzten Seite der Impulser­ regungsquelle dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten liegt, unver­ ändert.

Bei dem in Fig. 16 dargestellten Fall bleibt die Position der Seite 43 eines Fingers 40a, der auf der dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten liegenden, entgegengesetzten Seite der Impulserregungsquelle angeordnet ist, sowie die Position der Seite 44 eines Fingers 40b, der auf der dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten liegenden, entgegengesetzten Seite der Impulserregungsquelle angeordnet ist, unverändert.

Bei dem in Fig. 17 dargestellten Fall bleibt die Position der Seite 45 eines Fingers 41b, der auf der dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten kommenden, entgegengesetzten Seite der Impulserregungsquelle angeordnet ist, unverändert.

In jedem Falle wurde ein Mittelpunkt 6a der Finger, die zwischen sich die dem nichterregenden Abschnitt 2 am nächsten kommende Impulser­ regungsquelle aufweisen, zu einem Punkte 4x entlang der Ausbrei­ tungsrichtung der Oberflächenwellen bewegt. Dann wurden die Beziehungen zwischen dem Bewegungsabstand r und der Dämpfung des Seitenkeulenpegels im Frequenzgang der Interdigitalelektrode geprüft. Wie bei der oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform war der Frequenzgang der Interdigitalelektrode am besten, wenn r annähernd 3.3 µm betrug. Verglichen mit dem Frequenzgang, der erzielt wurde, wenn der Punkt 46a nicht bewegt wurde, war das Ansprech­ verhalten in der Nähe der Mittenfrequenz nahezu das gleiche, während der Seitenkeulenpegel um annähernd 15 Db gesenkt wurde. Auch bei der vorliegenden vierten Ausführungsform wurde daher der Abstand r von 3.3 µm, der die besten Meßergebnisse lieferte, als Position für die Finger gewählt.

Eine Versetzung der vorliegenden Art ermöglicht ebenfalls die Verbesserung der Dämpfung des Seitenkeulenpegels durch Ermitteln der optimalen Position der Finger und durch Anordnen der Finger in diese Positionen.

Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 12 zeigt die Konfiguration eines Oberflächenwellenfilters (SAW- Filter) gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das SAW-Filter ist ein Zwischenfrequenzfilter mit einer Mittenfrequenz f₀=36.6 Mhz entsprechend der deutschen Norm für Fernsehempfänger; sie besitzt eine interdigitale Eingangselektrode 12 und eine Ausgangselektrode 13. Als Oberflächenwellensubstrat wurde eine Lithiunmiobatsubstrat mit einem Y-Achsenschnitt von 128° benutzt. Die Ausbreitungsrichtung der Oberflächenwellen wurde als X-Achse definiert Alternativ können Lithiumtantalatsubstrate, Kristallsubstrate, oder Substrate aus einem anderen Material als Oberflächenwellensubstrate 14 verwandt werden.

Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform wurde die bei der ersten bis dritten Ausführungsform beschriebene Interdigitalelektrode als interdigitale Eingangselektrode 12 benutzt.

Das heißt, daß die Eingangselektrode 12 kammartige, ineinandergreifende Finger 15a und 15b sowie Finger 16a und 16b besitzt, die zwischen sich eine einem Endabschnitt der Interdigitalelektrode am nächsten kommende Impulserregungsquelle sowie unterschiedliche elektrische Polaritäten aufweisen. Weiter weist die Eingangselektrode nichterregende Abschnitte 19 zwischen den Fingern 17a und 17b und zwischen den Fingern 18a auf. Nichterregende Abschnitte und Elektrodengruppen wechseln einander ab. Verglichen mit der Anordnungsteilung in den anderen Figuren, sind die Finger 16a und 16b so angeordnet, daß sie zu einem Endabschnitt der Eingangselektrode 12 hin verschoben sind, während die Finger 17a und 17b sowie die Finger 18a so angeordnet sind, daß sie zu ihren jeweiligen nichterregenden Abschnitten 19 hin verschoben sind. Die Finger 20a und 20b sind so angeordnet, daß sie in entgegengesetzte Richtungen verschoben und einander angenähert werden.

Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform wird eine überlappungs­ längengewichtete Elektrode als Ausgangselektrode 13 benutzt. Es können statt dessen aber auch die bei der ersten bis dritten Ausführungsform verwendeten Interdigitalelektroden benutzt werden.

Es wird nun ein Fernsehempfänger beschrieben, der ein Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführungsform als Zwischen­ frequenzfilter besitzt.

Fig. 13 zeigt die Konfiguration des Empfängerteils des Fernsehempfängers.

In Fig. 13 bezeichnen die Bezugszeichen 21 einen Abstimmteil, 22 ein SAW-Filter, 23 einen Detektorteil, 24 ein Videosignalausgang, 25 einen Audiosignalausgang, und 26 eine Antenne.

Bei dem dargestellten Empfängerteil des Fernsehempfängers wird ein Signal entsprechend einem einzelnen Kanal aus dem Zwischenfrequenz­ signal entnommen, das vom Abstimmteil 21 geliefert, durch das SAW- Filter 22 an den Detektorteil 23 übertragen und geteilt an den Videosignalausgang 24 und den Audiosignalausgang 25 geliefert wird. Dort werden die beiden Signale ausgegeben.

Fig. 14 zeigt den Frequenzgang 27b eines Zwischenfrequenzfilters.

Durch Verwendung eines Oberflächenwellen-Bauelementes der oben beschriebenen fünften Ausführungsform als Zwischenfrequenzfilter wurde sein Outband-Frequenzgang, wie dargestellt, um annähernd 15 Db im Vergleich zum Frequenzgang 27a verbessert, bei dem eine übliche wegnahmegewichtete Elektrode mit Fingern, die mit konstanter Teilung angeordnet sind, als Eingangselektrode verwendet wird.

Auf diese Weise kann ein Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführungsform sowohl bei Fernseh­ empfängern als auch als Zwischenfrequenzfilter für verschiedene Kommunikationseinrichtungen eingesetzt werden.

Bisher wurden Anwendungsbeispiele der Interdigitalelektrode unter Bezugnahme auf die erste bis vierte Ausführungsform als Zwischenfrequenzfilter beschrieben. Die in der ersten bis vierten Ausführungsform dargestellten Interdigitalelektroden können aber auch bei Oszillatoren, Korrelatoren, Hochfrequenzfiltern, usw. verwendet werden. Wie oben gesagt, ist es mit Hilfe der beschriebenen Ausführungsformen möglich, jede Bewegung einer Impulserregungsposition am Ende des Abschneidungsendes von Fingern; jede Bewegung einer Impulser­ regungsposition im zentralen Abschnitt jeder Elektrodengruppe der Interdigitalelektrode; und jede Bewegung einer Impulserregungsposition im Endabschnitt der Interdigitalelektrode augenscheinlich auf null zu bringen und die Erregungsstärke ohne Änderung der Überlappungslänge zwischen benachbarten Fingern der kammartigen Elektroden sowie ohne Ver­ größerung der Chipgröße von Bauelementen, wie etwa Filtern, zu ändern. Dementsprechend können die den bekannten gewichteten Elektroden mit geänderten Überlappungslängen entsprechenden Wirkungen erzielt werden und der Seitenkeulenpegel kann deutlich verbessert werden. Damit werden auch die Kennwerte von SAW-Filtern verbessert.

Was die Imband-Kennwerte anbetrifft, kann sowohl die Eingangselektrode, als auch die Ausgangselektrode gewichtet werden und die Bewegungs­ freiheit beim Entwerfen von Bauelementen, wie beispielsweise Filtern, erheblich verbessert werden.

Wie oben beschrieben, gelingt es, ein Oberflächenwellen-Bauelement mit wegnahmegewichteten Elektroden zu schaffen, das eine Verschlechterung des Frequenzganges aufgrund der durch das Abschneiden von Fingern verursachten Bewegung von Impulserregungsquellen vermeidet.

Claims (13)

1. Oberflächenwellen-Bauelement, das ein Oberflächenwellensubstrat und ein Paar von Interdigitalelektroden (1a, 1b) mit jeweils einer Viel­ zahl von Elektrodenfingern aufweist, wobei zwischen Paaren benach­ barter Elektrodenfinger eine Erregung von Oberflächenwellen auftritt, wobei die Elektrodenfinger so angeordnet sind, daß die zwischen Elektrodenfingerpaaren liegenden Mittellinien mit einem vorbestimm­ ten Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die Interdigital­ elektroden (1a, 1b) in eine Vielzahl von Gruppen (28) von Elek­ trodenfingern aufgeteilt sind, indem abschnittsweise Elektrodenfinger weggelassen sind und somit Abschnitte (2, 29) bereitgestellt sind, in denen im wesentlichen keine Erregung von Oberflächenwellen auf­ tritt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Elektrodenfingerpaar (3a, 3b; 4a, 4b; 9a, 9b) so ausgebildet ist, daß deren Mittellinie (6x; 7x; 10x) zu einer benach­ barten Mittellinie in einem Abstand angeordnet ist, der gegenüber einem vorbestimmten konstanten Abstand einen Versatz aufweist.

2. Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Elektrodenfingerpaar (3a, 3b) benachbart einem Abschnitt (2), in dem im wesentlichen keine Erregung von Ober­ flächenwellen auftritt, so angeordnet ist, daß die dazwischenliegende Mittellinie (6x) in Richtung auf diesen Abschnitt (2) versetzt an­ geordnet ist.

3. Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrodenfingerpaare (4a, 4b) in einem zen­ tralen Abschnitt einer Gruppe (28) von Elektrodenfingern so an­ geordnet sind, daß der Abstand benachbarter Mittellinien (7x) klei­ ner als der vorbestimmte konstante Abstand ist.

4. Oberflächenwellenbauelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrodenfingerpaar (9a, 9b) in einem Endabschnitt der Interdigitalelektroden (1a, 1b) so angeordnet ist, daß die Mittellinie (10x) des Elektrodenfingerpaares (9a, 9b) in Richtung auf die Außenseite der Interdigitalelektroden (1a, 1b) hin versetzt ist.

5. Oberflächenwellenbauelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz der Mittellinie (6x) des Elektrodenfingerpaars (3a, 3b) benachbart dem Abschnitt (2), in dem im wesentlichen keine Erregung von Oberflächenwellen auftritt, größer ist als der Versatz der Mittellinie (10x) des Elek­ trodenfingerpaars (9a, 9b) in einem Endabschnitt des Interdigitalelek­ troden (1a, 1b).

6. Oberflächenwellenbauelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Interdigitalelektroden (1a, 1b in Fig. 1, 3, 8, 12, 15-17) eine geschlitzte Elektrodenstruktur aufweisen.

7. Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittellinie (6x) zwischen dem Elektrodenfingerpaar (3a, 3b) benachbart einem Abschnitt (2), in dem im wesentlichen keine Erregung von Oberflächenwellen auftritt, zu einer benachbarten Mittellinie in einem Abstand angeordnet ist, der gegenüber dem vorgegebenen konstanten Abstand einen Versatz r aufweist, der der folgenden Beziehung genügt 0 < r < v/(16f₀),wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen ist und f₀ die Mittenfrequenz der Interdigitalelektroden (1a, 1b) ist.

8. Oberflächenwellenbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Interdigitalelektroden (1a, 1b in Fig. 4 und 5) eine nicht geschlitzte Elektrodenstruktur aufweisen.

9. Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittellinie (6x) zwischen dem Elektrodenfingerpaar (3a, 3b) benachbart einem Abschnitt (2), in dem im wesentlichen keine Erregung von Oberflächenwellen auftritt, zu einer benachbarten Mittellinie in einem Abstand angeordnet ist, der gegenüber dem vorgegebenen konstanten Abstand einen Versatz r aufweist, der der folgenden Beziehung genügt 0 < r < v/(8f₀),wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwellen ist und f₀ die Mittenfrequenz der Interdigitalelektroden (1a, 1b) ist.

10. Oberflächenwellenbauelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte konstante Abstand v/2f₀ ist.

11. Oberflächenwellenbauelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz einer Mittellinie (6x, 7x, 10x) dadurch realisiert ist, daß ein Elektrodenfinger des Elektrodenfingerpaars (3a, 3b; 4a, 4b; 9a, 9b) gegenüber einem konstanten Abstand der Elektrodenfinger versetzt angeordnet ist und der andere Elektrodenfinger des Elektrodenfingerpaars mit einer unterschiedlichen Breite ausgebildet ist.

12. Oberflächenwellen-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in einer Kommunikationseinrichtung.

13. Oberflächenwellen-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Verwendung in einem Fernsehempfänger.