DE3723545A1 - Filter fuer elastische oberflaechenwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter für elastische Ober­ flächenwellen. Insbesondere geht es um ein Filter, das ein Bauelement für elastische Oberflächen verwendet, das Elektroden in Form eines Paars dünner Metall­ schichten auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Körpers aufweist, damit eine elastische Oberflächen­ welle zwischen den Elektroden gesendet und empfangen wird, um ein Signal mit einem gewünschten Frequenzgang aufzunehmen.

Bauelemente für elastische Oberflächenwellen nutzen die Eigenschaften einer elastischen Oberflächenwelle, wo­ nach sich die meiste Energie der Welle entlang einer Oberfläche eines Festkörpers fortpflanzt. Solche Bau­ elemente für elastische Oberflächenwellen werden in Oszillatoren, Filterschaltungen, Verzögerungsschaltungen und dergleichen Bauelemente in der Nachrichtentechnik und der Elektronik eingesetzt. Die Bauelemente besitzen z.B. einen aus einem piezoelektrischen Kristall be­ stehenden Körper mit einer Bodenfläche und Elektroden in Form eines Paars dünner Metallschichten auf der Fläche des piezoelektrischen Kristallkörpers, um zwischen den Elektroden eine elastische Oberflächenwelle auszusenden und zu empfangen. Wenn eine der Elektroden auf dem piezoelektrischen Körper ein elektrisches Eingangssignal empfängt, schwingt der piezoelektrische Körper aufgrund des piezoelektrischen Effekts, und die Schwingung wird von der Elektrode abgesendet und pflanzt sich als elastische Welle entlang der Oberfläche des piezo­ elektrischen Körpers in Richtung auf die andere Elektro­ de fort. Die andere Elektrode empfängt die elastische Welle und gibt - aufgrund des umgekehrten piezoelektrischen Effekts des piezoelektrischen Körpers - ein elektrisches Ausgangssignal ab.

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt ein her­ kömmliches Filter 2 mit einem Bauelement für elastische Oberflächenwellen. Das Filter 2 besitzt einen piezo­ elektrischen Körper 4, der als Signalausbreitungsmedium dient, und ein Paar Eingangs- und Ausgangselektroden 6, 8 die als Signalwandlereinrichtungen auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Körpers 4 angeordnet sind. Die Eingangselektrode 4 umfaßt ein Paar gemeinsame Elektroden 12 a und 12 b mit jeweils mehreren parallel angeordneten Elektrodenfingern 10 a bzw. 10 b, die in Form von Kamm­ zähnen ausgebildet sind. Die Elektrodenfinger 10 a und 10 b sind wie Finger ineinandergreifend angeordnet. An die gemeinsamen Elektroden 12 a, 12 b wird ein Eingangssignal IN gelegt. Die Ausgangselektrode 8 besitzt ein Paar gemeinsame Elektroden 16 a und 16 b mit mehreren ineinan­ dergreifenden, parallel angeordneten Elektrodenfingern 14 a bzw. 14 b. Zwischen den gemeinsamen Elektroden 16 a und 16 b wird ein Ausgangssignal OUT erzeugt. Die Elektroden­ finger 10 a, 10 b sowie 14 a, 14 b erstrecken sich senkrecht zu der durch den Pfeil T angedeuteten Richtung, entlang der sich eine elastische Oberflächenwelle auf der Ober­ fläche des piezoelektrischen Körpers 4 fortpflanzt.

Wenn zwischen die gemeinsamen Elektroden 12 a, 12 b der Eingangselektrode 12 ein Eingangssignal IN gelegt wird, wird zwischen den Elektrodenfingern 10 a, 10 b aufgrund des piezoelektrischen Effekts eine elastische Oberflächen­ welle erzeugt. Diese Welle pflanzt sich in Richtung T und erreicht die Ausgangselektrode 8, die die elastische Oberflächenwelle aufgrund des umgekehrten piezoelektri­ schen Effekts in ein elektrisches Signal umsetzt. Das elektrische Signal wird zwischen den Elektroden 16 a, 16 b der Ausgangselektrode 8 als Ausgangssignal OUT aus­ gegeben.

Es ist bekannt, daß das Ausgangssignal OUT des Filters 2 einen von der Struktur der Eingangs- und der Ausgangs­ elektrode 6 bzw. 8 abhängigen Frequenzgang hat. Deshalb könnte man ein Ausgangssignal OUT mit einem gewünschten Frequenzgang durch das Filter 2 dadurch erhalten, daß man die Abstände zwischen den Elektrodenfingern 10 a, 10 b, 14 a, 14 b oder die Anzahl oder die Konfiguration dieser Elektrodenfinger justiert oder variiert. Es wäre aller­ dings ziemlich schwierig, einen komplizierten Frequenz­ gang zu erhalten, der mehrere Durchlaßbänder oder Kenn­ linien-Kerben mit einem Frequenzsperrband innerhalb eines Durchlaßbandes des Filters aufweist. Das heißt: es ist sehr schwer, ein Filter zu erhalten, das eine Kombination einer speziell strukturierten Elektrode und einer normalen Elektrode enthält.

Fig. 2 zeigt ein weiteres herkömmliches Filter für elastische Oberflächenwellen. Das Filter 18 besitzt eine Eingangselektrode 20 und eine Ausgangselektrode 22 auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Körpers 4. Die Eingangselektrode 20 besitzt zwei gemeinsame Elektroden 24 a und 24 b. Die gemeinsame Elektrode 24 a weist mehrere kammzinken-förmige Elektrodenfinger 26 a auf, die zur anderen gemeinsamen Elektrode 24 b hin zunehmend enger beab­ standet sind. Die gemeinsame Elektrode 24 b besitzt mehrere kammzinken-förmige Elektrodenfinger 26 b, die in Richtung auf die gemeinsame Elektrode 24 a hin zu­ nehmend weiter aufgespreizt sind. Diese Elektroden­ finger 26 a und 26 b sind so angeordnet, daß sie ineinan­ dergreifen. Die Ausgangselektrode 22 besitzt ein Paar gemeinsame Elektroden 28 a und 28 b mit Elektrodenfingern 30 a bzw. 30 b, die in der gleichen Weise geformt und angeordnet sind wie die Elektrodenfinger 26 a und 26 b der Eingangselektrode 20.

Es ist bekannt, daß der Frequenzgang eines durch das Filter 18 erzeugten Ausgangssignals OUT im wesentlichen einem rechtwinkligen Muster entspricht, wie es in Fig. 3 skizziert ist. Mit a ist in Fig. 3 die Breite eines Durchlaßbandes bezeichnet, in dem das Ausgangs­ signal OUT durch das Filter 18 erzeugt wird. Die Breite a des Durchlaßbandes bestimmt sich durch die größten und kleinsten Abstände zwischen den Elektrodenfingern 26 a, 26 b oder 30 a, 30 b.

Da der Frequenzgang des durch das Filter 18 erzeugten Ausgangssignals OUT einer einfachen Rechteckform ent­ spricht, müssen die Elektroden weiter speziell ausge­ bildet werden, um ein Ausgangssignal OUT zu erhalten, das einem komplizierten Frequenzgang entspricht. Die Erzielung eines Ausgangssignals mit einem derart kompli­ zierten Frequenzgang könnte dadurch erreicht werden, daß man das Filter 2 oder das Filter 8 mit einem Filter kombiniert, das als elektrische Schaltung mit Widerstän­ den, Kapazitäten und dergleichen ausgebildet ist. Aller­ dings würde die Verwendung eines solchen externen elektrischen Filters die gesamte Anordnung äußerst komplex machen.

Von dem Filter wird verlangt, daß es eine bessere Mög­ lichkeit bietet, ein gewünschtes Signal von einem uner­ wünschten Signal zu separieren. Dies wird als "Selekti­ vität" bezeichnet und soll erreicht werden durch Er­ höhung des Verhältnisses S (siehe Fig. 3) zwischen der Einfügungsdämpfung bei durchgelassenen Frequenzen und der Dämpfung bei den Eckfrequenzen. Mit der herkömmlich verwendeten Kombination einer strukturierten Elektrode mit einer normalen Elektrode wäre es jedoch schwierig, die Selektivität in Bezug auf Breitband-Filter mit einem normierten Band von 30% oder mehr zu verbessern. Man könnte das normierte Band vergrößern, es fehlt je­ doch ein Vorschlag, wie die Selektivität des Filters nach Fig. 2 verbessert werden könnte.

Bislang wurde kein Vorschlag gemacht, wie die Selektivi­ tät in Bezug auf die Einstellung des Frequenzgangs im Fortpflanzungsweg zwischen Eingangs- und Ausgangs­ elektroden erhöht werden könnte. In speziellen Anwen­ dungsfällen, z.B. bei einem Kerbfilter, das innerhalb eines Durchlaßbandes ein Sperrband aufweist, ist es schwierig, das Filter so zu gestalten, daß das Sperr­ band verkleinert wird, während das Dämpfungsmaß für die zu sperrenden Frequenzen erhöht wird. Die Intensitäts­ verteilung einer elastischen Oberflächenwelle, die an­ geregt wird, wenn eine gewisse Frequenz angelegt wird, betrachtet in einer zur Fortpflanzungsrichtung senk­ rechten Richtung, drückt sich als eine Funktion sin(x)/x mit der Frequenz f in der Mitte aus, wobei

x=N π (f-fi)/fi

(N ist die Anzahl der Elektrodenfinger-Paare).

Wenn daher eine elastische Oberflächenwelle in einem Kanal im Fortpflanzungsweg gedämpft wird, der einer gewissen Frequenz entspricht, so wird die elastische Oberflächenwelle vom anderen Kanal als eine Seiten­ keule erregt. Folglich beträgt, wenn die Anzahl der Fingerpaare der Eingangselektrode gleich ist der An­ zahl der Fingerpaare der Ausgangselektrode, das Maß der Dämpfung, die in einem gewissen Kanal erzielt wird, lediglich 26 dB, selbst bei lediglich theoretischer Be­ trachtung.

Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Filter für elastische Oberflächenwellen zu schaffen, das in der Lage ist, ein Signal mit gewünschtem Frequenz­ gang zu erzeugen. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch Anordnen einer Punktstruktur zum Zerstreuen und Reflektieren eines Teils der elastischen Oberflächen­ welle an einer Stelle zwischen einem Paar von Elektroden auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Körpers. Alternativ wird das Ziel erreicht durch Reduzieren der Anzahl der Elektrodenfinger auf der Oberfläche eines Filters für elastische Wellen, oder aber durch Wichten, z.B. durch eine Spannungsteilung.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zusätz­ lich zu den einzelnen erfindungsgemäßen Möglichkeiten, ein Filter mit einem gewünschten Frequenzgang zu er­ halten, ist eine Kombination der Möglichkeiten vorge­ sehen. So z.B. ist es möglich, ein Filter zu schaffen, bei dem in einer oder in beiden Elektroden nicht sämt­ liche einen Satz von Elektrodenfingern bildende Finger vorgesehen sind, sondern eine Gruppe fehlt, wobei außer­ dem ein Streu-Reflektor in Form einer Punktstruktur auf der Oberfläche vorgesehen ist, auf der sich die elastische Oberflächenwelle fortpflanzt.

In einer anderen Kombination ist insbesondere vorgesehen, daß in Reihe zu den Elektrodenfingern einer oder beider Elektroden Widerstände geschaltet sind, und daß zusätz­ lich zu dieser Maßnahme ein Streu-Reflektor in Form einer Punktstruktur auf der Oberfläche vorgesehen ist, entlang der sich die elastische Oberflächenwelle fort­ pflanzt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Skizzen herkömmlicher Filter,

Fig. 3 den Frequenzgang des Filters nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erfindungs­ gemäßes Filter für elastische Ober­ flächenwellen,

Fig. 5 den Frequenzgang des Filter nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Filters,

Fig. 7 den Frequenzgang des Filters nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Streu- Reflektor, wie er bei den Filtern nach Fig. 4 und 6 verwendet wird,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Filters,

Fig. 10 den Frequenzgang des Filters nach Fig. 9,

Fig. 11 den Frequenzgang eines Kerbfilters, welches aus dem Filter nach Fig. 9 mit einem darin vorgesehenen Streu- Reflektor besteht, und

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine weitere Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Filters für elastische Oberflächen­ wellen.

Fig. 4 zeigt ein Filter 40 in Form eines Bauelements für elastische Oberflächenwellen gemäß der Erfindung. Das Filter 40 besitzt einen piezoelektrischen Körper 4 als Substrat. Er besteht aus einem Lithiumniobat-Kristall (LiNbO ₃). Der piezoelektrische Körper 4 besitzt eine Grundfläche, auf der eine Eingangselektrode 20 und eine Ausgangselektrode 22 jeweils in Form eines Paars dünner, durch Aufdampfen gebildeter Metallschichten ausgebildet ist. Die Eingangselektrode 20 besitzt eine gemeinsame Elektrode 24 a mit mehreren Elektrodenfingern 26 a in Form von Kammzähnen, und eine gemeinsame Elektrode 24 b mit mehreren Elektrodenfingern 26 b, eben­ falls in Form von Kammzähnen, wobei die Elektroden­ finger 26 a und 26 b ineinander verschränkt sind. Die Elektrodenfinger 26 a sind in Richtung von der gemein­ samen Elektrode 24 a auf die gemeinsame Elektrode 24 b zunehmend dichter angeordnet, während die Elektroden­ finger 26 b von der gemeinsamen Elektrode 24 b fort in Richtung auf die gemeinsame Elektrode 24 a zunehmend stärker aufgespreizt sind. Die Ausgangselektrode 22 umfaßt eine gemeinsame Elektrode 28 a mit mehreren Elektro­ denfingern 30 a in Form von Kammzähnen, sowie eine ge­ meinsame Elektrode 28 b mit mehreren Elektrodenfingern 30 b, ebenfalls in Form von Kammzähnen. Die Ausgangs­ elektrode 22 ist auf der Oberfläche des piezoelektri­ schen Körpers 4 in dem gleichen Muster ausgebildet, wie die Eingangselektrode 20. Die Elektrodenfinger 26 a, 26 b, 30 a und 30 b erstrecken sich in einer Richtung, die etwa senkrecht zu der mit dem Pfeil T angedeuteten Richtung verläuft, entlang der sich eine elastische Oberflächenwelle von der Eingangselektrode 20 zu der Ausgangselektrode 22 hin fortpflanzt.

Zwischen der Eingangselektrode 20 und der Ausgangs­ elektrode 22 ist eine Punktstruktur in Form eines Streu- Reflektors 42 angeordnet. Der Streu-Reflektor 42 umfaßt mehrere Punkte, die in einer senkrecht zur Ausbreitungs­ richtung T der elastischen Oberflächenwelle verlaufen­ den Richtung angeordnet sind und sich in Ausbreitungs­ richtung T erstrecken. Die Punkte können jede beliebi­ ge Gestalt haben, z.B. können die Punkte rechtwinklig, kreisförmig oder ähnlich ausgebildet sein, solange sie bei Betrachtung als Punkte gesehen werden können. Der Streu-Reflektor 42 besteht aus Material der gleichen dünnen Metallschicht wie die Eingangs- und Ausgangs­ elektroden 20, 22, und sollte vorzugsweise durch Auf­ dampfen gemeinsam mit den Elektroden 20 und 22 herge­ stellt werden.

Im folgenden sollen Arbeitsweise und vorteilhafte Wir­ kungen des Filters für elastische Oberflächenwellen beschrieben werden.

Wenn zwischen die gemeinsamen Elektroden 24 a und 24 b der Eingangselektrode 20 ein Eingangssignal IN gelegt wird, schwingt der piezoelektrische Körper 4 aufgrund des piezoelektrischen Effekts. Die Schwingung pflanzt sich von der Eingangselektrode 20 in Form einer elastischen Welle entlang der Oberfläche des piezo­ elektrischen Körpers 4 in Richtung auf die Ausgangs­ elektrode 22 fort. Das Frequenzband der elastischen Welle, die sich zur Ausgangselektrode 22 fortpflanzt, bestimmt sich durch die größten und die kleinsten Ab­ stände zwischen den Elektrodenfingern 26 a und zwischen den Elektrodenfingern 26 b oder zwischen den Elektroden­ fingern 30 a und zwischen den Elektrodenfingern 30 b, wie es oben erläutert wurde. Wo die Übertragungszone für die elastische Welle zwischen der Eingangselektrode 20 und der Ausgangselektrode 22 in Fortpflanzungsrich­ tung T in mehrere Kanäle unterteilt ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, pflanzen sich durch diese Kanäle A, B, C, D, ... elastische Wellen einer Nor­ malverteilung mit verschiedenen Mittenfrequenzen fort. Die sich so in den Kanälen A, B, C, D, ... fort­ pflanzenden elastischen Wellen werden von der Ausgangs­ elektrode 22 in ein elektrisches Ausgangssignal OUT umgesetzt. Wäre nicht der Streu-Reflektor 42, so wür­ den sämtliche elastischen Wellen, die durch die je­ weiligen Kanäle A, B, C, D, ... laufen, kombiniert wer­ den, und das Ausgangssignal OUT hätte ein Frequenzgang, wie er in Fig. 3 gezeigt ist.

Erfindungsgemäß befindet sich jedoch in dem Kanal D der Streu-Reflektor 42 zwischen der Eingangselektrode 20 und der Ausgangselektrode 22. Deshalb wird die durch den Kanal C laufende elastische Welle von dem Streu- Reflektor 42 zerstreut und reflektiert und erreicht nicht die Ausgangselektrode 22. Deshalb besitzt das von der Ausgangselektrode 22 erzeugte Ausgangssinal OUT einen Frequenzgang, bei dem die elastische Welle mit einer dem Kanal C entsprechenden Mittenfrequenz fehlt. Fig. 5 zeigt einen solchen Frequenzgang, wobei b ein Frequenz- Sperrband bezeichnet, in welchem die elastische Welle in dem Kanal C zerstreut und reflektiert wird.

Den Frequenzgang mit einem solchen Frequenz-Sperrband b bezeichnet man als Kerbfilter-Kennlinie, und das eine solche Kennlinie aufweisende Filter läßt sich z.B. als Kerbfilter zum Beseitigen eines Störsignals aus einem Videosignalband eines TV-Signals einsetzen. Da der Streu- Reflektor 42 durch Aufdampfen oder ähnliche Methoden in Verbindung mit der Herstellung der Eingangs- und Aus­ gangselektroden 20 und 22 hergestellt werden kann, kostet das Filter 40 gemäß der Erfindung praktisch nicht mehr als das herkömmliche Filter gemäß Fig. 2 und benötigt auch nicht mehr Zeit für die Herstellung.

Der durch die Elektroden 20 und 22 bestimmte Frequenz­ gang muß nicht modifiziert werden, jedoch können be­ stimmte gewünschte Frequenzen in einfacher Weise dadurch gesperrt werden, daß der Fortpflanzungsweg in der oben beschriebenen Weise geändert wird. Somit läßt sich der Frequenzgang eines Bauelements für elastische Ober­ flächenwellen nach der Herstellung der Bauelements ändern oder modifizieren, was bislang unmöglich war. Beispielsweise besitzt das in Fig. 2 dargestellte Filter den in Fig. 3 gezeigten Frequenzgang. Die Maske zur Herstellung des Filters wird zunächst hergestellt. Durch Herstellung einer weiteren Maske läßt sich ein Kerb­ filter mit einem gewünschten Frequenzgang herstellen, indem die weitere Maske für den Fortpflanzungsweg der elastischen Welle ausgebildet wird. Man kann auch direkt den Streu-Reflektor im Fortpflanzungsweg der elastischen Welle in dem Filter nach Fig. 2 vorsehen. Der Streu- Reflektor 42 kann als dünne Metallschicht aus Aluminium, Gold oder dergleichen durch Aufdampfen oder ähnliche Methoden gebildet werden. Weiterhin kann der Streu- Reflektor 42 auch durch ein Oxid gebildet werden, z.B. durch Siliziumdioxid. Alternativ können bestimmte Frequenzen auch dadurch gesperrt werden, daß man anstelle des Streu-Reflektors 42 Nuten in Form einer Gitter­ struktur in einem vorbestimmten Bereich des Fortpflanzungs­ wegs der elastischen Welle definiert, und zwar durch Ionen-Ätzung, Ionen-Implantation oder dergleichen.

Fig. 6 zeigt ein Filter 48 für elastische Oberflächen­ wellen nach einer weiteren Ausführungsform der Er­ findung. Das Filter 48 enthält als Streu-Reflektoren 44 und 46 Gitterstrukturen, die in verschiedenen Kanälen eines Fortpflanzungswegs elastischer Wellen zwischen den Eingangs- und Ausgangselektroden 20 und 22 angeordnet sind.

Elastische Wellen zweier verschiedener Frequenzen, die diese Kanäle durchlaufen, werden durch die Streu- Reflektoren 44 und 46 zerstreut und reflektiert. Das Ausgangssignal OUT an der Ausgangselektrode 22 besitzt einen Frequenzverlauf mit zwei Frequenz-Sperrbändern c und d, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Punktstruktur jedes der Streu-Reflektoren 42, 44 und 46 setzt sich zusammen aus Punkten, die irgendeine Ge­ stalt haben können, z.B. Rechteck- oder Kreisform. Fig. 8 zeigt ein Beispiel für die Punkte einer Punkt­ struktur. Die elastische Welle kann am wirksamsten dadurch reflektiert und gestreut werden, daß die Punkte in konstanten Intervallen oder Abständen entlang der Fort­ pflanzungsrichtung T der elastischen Welle gehalten werden und außerdem die Schrittweite der Punkte, d.h. der Abstand zwischen zwei sich entsprechenden Seiten­ kanten der Punkte, auf ein Ganzzahliges der halben Wellenlänge der elastischen Oberflächenwelle eingestellt wird. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, kann jeder der Punkte gegenüber der zur Fortpflanzungsrichtung T senkrechten Richtung versetzt und geneigt ausgebildet sein, um die durch die Streu-Reflektoren 42, 44 bzw. 46 zerstreute und reflektierte elastische Oberflächenwelle daran zu hindern, von der Eingangselektrode 20 empfangen zu werden. Mit dieser Punkte-Anordnung und Punkte-Form läßt sich ein Frequenz-Durchlaßband a erreichen, wel­ ches möglichst flach ausfällt.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filters 52 für elastische Oberflächenwellen. Das Filter 52 besitzt eine Eingangselektrode 50 mit einer ersten Gruppe von Elektrodenfingern 54 a, die an eine gemeinsame Elektrode gekoppelt sind, und eine zweite Gruppe von Elektrodenfingern 54 b, die an die andere gemeinsame Elektrode gekoppelt sind. Die Anzahl von Elektroden­ fingern 54 a ist kleiner als die Anzahl der Elektroden­ finger 54 b. Letztere sind gleichmäßig beabstandet, während die Elektrodenfinger 54 a unregelmäßige Abstände aufweisen. Anders ausgedrückt: die Elektrodenfinger 54 a sind so angeordnet, als ob aus einem vollständigen Satz gleichmäßig beabstandeter Elektrodenfinger einige Elektrodenfinger fortgelassen oder herausgenommen worden wären. Das Filter 52 besitzt eine Ausgangs­ elektrode 56, die aus einer ersten Gruppe gleichmäßig beabstandeter Elektroden 58 a und einer zweiten Gruppe gleichmäßig beabstandeter Elektrodenfinger 58 b besteht, wobei die Anzahl der Elektrodenfinger 58 a der Anzahl der Finger 58 b gleicht.

Das Filter 52 mit diesem Aufbau besitzt eine sehr stark verbesserte Selektivität, da das Verhältnis zwischen der Einfügungsdämpfung bei durchgelassenen Frequenzen und der Dämpfung bei den Eckfrequenzen mehr als 40 dB be­ trägt, wie in Fig. 10 veranschaulicht ist. Der Frequenz­ gang nach Fig. 10 besitzt ausgeprägte Kennlinienknicke, und der 30 dB/3 dB-Faktor wird innerhalb von 1,1 er­ reicht. Die horizontale Frequenzachse in Fig. 10 ist normiert. Die verbesserte Selektivität des Filters 52 wird erreicht, weil die Fortpflanzungszone der elastischen Oberflächenwelle geschmälert ist durch die verringerte Anzahl von Elektrodenfingern, und die Intensität der elastischen Oberflächenwelle in der Zone außerhalb der Fortpflanzungszone ist sehr klein. Durch Anordnen eines Streu-Reflektors an einer ge­ wünschten Stelle zwischen den Eingangs- und Ausgangs­ elektroden 50 und 56 des Filters 52 läßt sich also der Bereich der gesperrten Frequenzen stark reduzieren, und das Dämpfungsmaß der gesperrten Frequenzen läßt sich erhöhen, insoweit die Fortpflanzungszone einer elastischen Oberflächenwelle einer gewissen Frequenz geschmälert ist (Fig. 11).

Fig. 12 zeigt ein Filter 62 für elastische Oberflächen­ wellen mit einer Ausgangselektrode 60, deren Elektroden­ finger geteilte Spannungen zugeführt werden. Das Filter 62 enthält außerdem eine Eingangselektrode 20, die der Elektrode nach Fig. 6 gleicht. Die an die Elektroden­ finger der Ausgangselektrode 60 anzulegenden geteilten Spannungen werden durch Spannungsteiler-Widerstände 64 a bis 64 f erzeugt. Die Selektivität des Filters 62 läßt sich -wie mit dem in Fig. 9 gezeigten Filter 52- dadurch verbessern, daß man die Widerstandswerte der Widerstände 64 a bis 64 f derart auswählt, daß sie von der Mitte zu den Außenseiten des Widerstands-Feldes hin zunehmend größer werden, damit sie folgender Ungleichung ent­ sprechen:

(64 c=64 d) < (64 b=64 e) < (64 a=64 f)

Wenn man das Filter 62 mit einem oben beschriebenen Streu-Reflektor kombiniert, kann man ein Kerbfilter mit einem ausgeprägten Kennlinienknick und guter Selektivität erhalten.

Das Fortlassen oder Entfernen gewisser Elektrodenfinger aus einem vollständigen Satz von Elektrodenfingern zur Schaffung der ersten Gruppe von Elektrodenfingern 54 a gemäß Fig. 9 ist nicht die Realisierung einer Funktion, die man durch inverse Fouriertransformation eines für ein Filter geforderten Frequenzgangs erhält, wie es der Fall bei einem herkömmlichen Filter mit parallelen Elektrodenfiltern der Fall ist. Bei dem Filter nach Fig. 2 wird der gewünschte Frequenzgang dadurch bestimmt, daß man die größten und die kleinsten Abstände zwischen den Elektrodenfingern einstellt. Selbst wenn einige der Elektrodenfinger des Filters nach Fig. 2 fortge­ lassen oder beseitigt würden, ähnlich der Anordnung nach Fig. 9, hätten die Funktion eines solchen Elektroden­ finger-Fortlasses und das Durchlaßband praktisch keinen Einfluß aufeinander. Um die Selektivität des Frequenz­ gangs gemäß der Erfindung zu verbessern, ist es wichtig, in geeigneter Weise die Beziehung zwischen der Erregungs­ intensitäts-Verteilung am Fortpflanzungsweg der elastischen Oberflächenwelle bei Anlegen einer gewissen Frequenz und Empfang der Intensitätsverteilung am Aus­ gang auszuwählen. Die Funktion der wirksamen Beseitigung oder Fortlassung von Elektrodenfingern sollte zu diesem Zweck ausgewählt werden.

Wie aus der oben Beschreibung hervorgeht, ist auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Körpers mindestens ein Paar von Elektroden mit Elektrodenfingern derart ausgebildet, daß die Finger nach Art von Kammzinken sich in einer zur Fortpflanzungsrichtung der elastischen Oberflächenwelle senkrechten Richtung zunehmend weiter aufspreizen. Eine Punktstruktur dient als Streu- Reflektor zum Zerstreuen und Reflektieren eines Teils der elastischen Oberflächenwelle. Die Punktstruktur befindet sich an einer gewünschten Stelle zwischen den Elektroden. Es können einige der Elektrodenfinger des Filters für elastische Oberflächenwellen fortgelassen oder entfernt werden, oder es können geteilte Spannungen an die Elektrodenfinger gelegt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, einen Streu-Reflektor in einem Filter vorzusehen, bei dem einige der Elektrodenfinger ent­ fernt sind, oder bei dem den Elektrodenfingern geteilte Spannungen zugeführt werden. Mit einer solchen Ausge­ staltung erhält man ein Filter mit guten Kennlinien­ knicken, guter Selektivität und gewünschtem Frequenzgang. Das Filter für elastische Oberflächenwellen gemäß der Erfindung ist in der Lage, ein Ausgangssignal mit einem komplexen Frequenzgang zu liefern, ohne daß eine externe Filterschaltung notwendig ist. Man kann den Frequenzgang steuern, ohne daß eine komplizierte und umfangreiche Zusatzeinrichtung notwendig ist.

Claims (6)

1. Filter für elastische Oberflächenwellen, gekennzeichnet durch

• - einen piezoelektrischen Körper (4) mit einer Oberfläche;
• - ein Paar auf der Oberfläche angeordneter Elektroden (20, 22) zum Senden und zum Empfangen einer elastischen Oberflächenwelle zwischen den Elektroden (20, 22), um ein Signal mit vorgeschriebenem Frequenzgang aufzunehmen, wobei mindestens eine der Elektroden mehrere Elektroden­ finger (26 a, 26 b, 30 a, 30 b) aufweist, die zunehmend stärker voneinander abgespreizt sind, und
• - eine auf der Oberfläche zwischen den Elektroden ange­ ordnete Punktstruktur (42, 44, 46) zum Streuen und zum Reflektieren einer elastischen Oberflächenwelle vor­ bestimmter Frequenz.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkt­ struktur (42, 44, 46) mehrere Punkte umfaßt, die mit konstantem Abstand und einer Schrittweite angeordnet sind, die einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elastischen Oberflächenwelle entspricht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkt­ struktur gegenüber einer Richtung geneigt ist, die senkrecht ist zu der Richtung, in der sich die elastische Oberflächenwelle zwischen den Elektroden ausbreitet.

4. Filter für elastische Oberflächenwellen, gekennzeichnet durch

• - einen piezoelektrischen Körper (4) mit einer Ober­ fläche;
• - ein Paar auf der Oberfläche angeordnete Elektroden (50, 56) zum Senden und zum Empfangen einer elastischen Oberflächenwelle zwischen den Elektroden, um ein Signal mit vorbeschriebenem Frequenzgang aufzunehmen, wobei zumindest eine der Elektroden mehrere Elektrodenfinger aufweist, die zunehmend stark voneinander abgespreizt sind; wobei
• - eine oder beide der Elektroden eine Gruppe von Elektrodenfingern und fehlende Elektrodenfinger auf­ weist, wobei die fehlenden Finger, falls vorhanden, zusammen mit der Gruppe von Elektrodenfingern einen vollständigen Satz von Elektrodenfingern ergeben würden.

5. Filter für elastische Oberflächenwellen, gekennzeichnet durch

• - einen piezoelektrischen Körper (4) mit einer Ober­ fläche;
• - ein Paar von auf der Oberfläche angeordneten Elektro­ den (20, 60) zum Senden und zum Empfangen einer elastischen Oberflächenwelle zwischen den Elektroden, um ein Signal mit vorbestimmten Frequenzgang aufzu­ nehmen, wobei zumindest eine der Elektroden (20, 60) mehrere Elektrodenfinger aufweist, die zunehmend stark voneinander abgespreizt sind, und
• - eine Mehrzahl von Widerständen (64 a, 64 f), die zu den jeweiligen Elektrodenfingern einer oder beider Elektroden in Reihe geschaltet sind.

6. Filter nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Streu-Reflektor, der eine Punktstruktur aufweist und auf der Oberfläche, auf der sich die elastische Oberflächenwelle fortpflanzt, angeordnet ist.