Устройство на поверхностных акустических волнах

Устройство на поверхностных акустических волнах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоэлектронике . Целью изобретения является увеличение затухания в полосе задерживания устройства на поверхностных акустических волнах. Устройство содержит две пары каскадно соединенных, попарно связанных основными направленными ответвителями 2, 5 основных акустических волноводов с расположенной в каждом из HVIX отражающей решеткой 3, 6 соответственно, а также К пар попарно связанных К дополнительными направленными ответвителями 9 дополнительных акустических волноводов с расположенной в каждом из них отражающей решеткой 10. В каждый из основных и дополнительных акустических волноводов введена вспомогательная отражающая структура 4,7. Отражающие решетки 3,6,10 в попарно связанных основных и дополнительных акустических волноводах смещены одна относительно другой. Величина этого .смещения, количество отражательных элементов в отражающих решетках,количество отражательных элементов во вспомогательных отражающих структурах, ширина акустических волноводов и расстояние между ними выбраны в соответствии с определенными выражениями. 9 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ыц» 1764138 А1 (si)s Н 03 Н 9/64, 9/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . 2 (21) 4806143/22 ...;: новными направленными ответвйтелями 2, (22} 26.03.90 ..: .. 5 основйых акустических волноводов с рас(46) 23.09.92. Бюл, N. 35...:: положенной в каждом из них отражающей (71) Научно-исследовательский институт.ра- решеткой 3, 6 соответственно, а также К пар диотехнической аппаратуры Научно-произ- попарно связанйых К дополнительными наводственногообьединения "Импульс" правленными ответвителями 9 дополни(72) H.П. Ларина и С.А. Орлов ., тельных акуствческvix волноводов с (56) Пасхин В.M. и др, Многочастотнйе"Bob- расположенной в каждом из них отражаюноводные резонаторы ПАВ (письмо в ЖТФ, щей решеткой 10. В каждый иэ основных и

1986, т; 12, вып. 1, с. 42 — 48). :: " дополнительных акустических волноводов

Бородупийа E,Ï, и др. Материалы кон- введена вспомогательная отражающая ференции. "Акустоэлектронные устройства " .структура 4, 7. Отражающие решетки 3, 6, 10 обработки информации". — Черкассы, 1988, в попарно связанных основных и дополнис. 119-120. тельных акустических волноводах смещены: . (54) УСТРОЙСТВО НА ПОВЕРХНОСТНЬ1Х одна относительно другой; Величйна этого

AKYCTM×EÑÊÈX ВОЛНАХ .;,. .: .:-. смещения, количество отражательных эле(57) Изобретение относится к радиоэлектро - ментов в отражающих решетках, количество нике. Целью изобретения является увеличе-,: .. отражательных элементов во вспомогатеельние затухания в полосе задерживания:ных отражающих структурах, ширина акуустройства на поверхностных акустических стических волноводов и расстояние между волнах. Устройство содержит две парй кас- . ними выбраны в соответствии с определенкадно соединенных, попарно связанных ос- ными выражениями. 9 ил.

3 1764138 щее пьезоэлектрическую подложку, на ра- акустических волноводах размещены между бочей грани которой расположены входной соответствующими направленными ответи выходной встречно-штыревые преобразо= вителями и каждая из них является общей ватели (ВШП), и волновод ПАВ, паресекаю- 10 для каждых из двух каскадно соединенных щий оба В ШП. Большое "количество соответствующих акустических волноводов, -электродов, имеющих увеличенную толщи- отражающие решетки в попарно связанных ну для обеспечения необходимого коэффи- основных и дополнительных акустических циента отражения, позволяет-создать - волйоводах смещены одна относительно режим стоячей волны. Такое устройство вы- 15 другой в направлении распространения полйяет функции резонатора. Недостатком ПАВ на расстояние; выбираемое из выражеустройства является небольшое внеполос- . ния

1 = Nik)/6, где L- расстояние между началами отража ное"подавленйе в полосе задерживайия.

Наиболее близким к изобретению явля- 20 ется устройство, содержащее размещенные на рабочей грани пьезоэлектрической подющих решеток, расположенных в попарно ложки входной и выходной встречно-штыре - связанных основных и дополнительных акувые преобразователи и две йарь каскадно стических волноводах, м; соедийенных, попарно связанных основны- 25 2о- длина ПАВ на центральной частоте устройства на ПАВ; м; ми направленными ответвителями акустических "волн основных волноводов с, N>-количествоотражающихэлементов расположенной в каждом изнихотражаю-: в отражающей решетке, кратное трем и

О щей решеткой. В таком устройстве нельзя . удовлетворяющее условию получить большое затухание сигнала в по- 30 лосе задерживания, Это связано с тем, что . th(N r ) 0,96, . амплитудно-частотная характеристика в нем формируется отражающими решстка- где г1 — коэффициейт отражения ПАВ от ми, расположенными в связайных волново- отдельного отражательного элемента отрадах. Результирующая передаточная 35 жающей решетки, характеристика по виду совпадает с функ- количество отражательных элементов во цией ..-:: - .: вспомогательных отражающих структурах удовлетворяет условию (sioux/x), " - . *

th(Ngrg) 5 0,3, Уровень боковых лепестков этой функции—

26 дБ.:: .: : .; : .: где Nz — количество отражательных элеменЦелью изобретения является увеличе- . тов во вспомогательных отражающих струкние затухания в полосе задержйвания, "гурах;

45 г — коэффициент отражения ПАВ от отЭто достигается тем, что в устройство дельного отражательного элзмента вспомовведены К пар йопарно связанных К до- гательной отражающей структуры, полнительнйми направленными ответвйте-" а .ширина каждого основного и дополнилями дополнйтельных акустических тельного акустическйх волноводови рассто волноводов с расположенной в каждом из 53 яние между йими на участке направленной них отражающей решеткой, а в каждый из - - связи связаны выражением основных и дополнительных акустических волноводов введена вспомогательная отра- g дд жающая структура, при этом вспомогатель-.. (2 — Р, 1 зг

:ная отражающая структура, расположенная 55 в акустическим волноводе, совмещенном с. 2 +(.2 + 1 ) входным BLLjft, размещена между соответ40 ствующими направленным ответвителем и входами ВШП, вспомогательная отражающая структура, расположенная в дополнигде d - ширийа каждого основного и дополнительного акустических волноводов, м, 4

Изобретение относится к радиоэлект- тельном акустическом волноводе; совмеройике и может использоваться в акустоэ- щенном с выходным ВШП, размещена меж лектроннйх устройствах обработки Ay соответствующим направленнь}м :сигналов на поверхностных акустических ответвителем и выходным BLLjfl, вспомоволнах(ПАВ)....., - 5 гательные отражающие структуры в осИзвестно устройство на fTAB, содержа- тальйых основных и дополнительных

1764138 а — расстояние между соответству1ощи- волн . Кривые, приведенные на этих фигуми акустическими волноводами на участке рах, соответствуют- точке пучности. На часнаправленной связи, м; .: : тоте синхроййзма акуСтическая энергия, р, g — внешнее и внутреннее попереч- отраженная отражающими структурами 3, ные волновые числа соответственно; . - - 5 ответвляется в следующую пару связанных

1 — длина участка направленной свя- врлноводов (фиг. 8, эпюра АЧХ в точке "r"), зи, выраженная в длийах поверхностных Каскадное соедйнение" связанных волновоакустических волн..: -;: .. ... - . доа увеличивает внепОлосйое подавление и

На фиг. 1 приведены частотные зави- : приводит к раздвоению цейтрального лепесимости: I — отражения от отдельной отра- 10 стка а точке "д"; Как известно", внеполосное жающей структуры; 11 —. множителя",": . подавление в резонаторах типа Фабри-Певозникающего из-за взаимного сдвига двух:: " роогранйчивается прямым прохождением с отражающих структур на расстояние I: III —: входного преобразователя на выходной, : результирующего отражения от пары сдаи-." ."Пьедесталом".реэонаторной характеристийутых одна относительно другой отражаю- 15 кислужитАЧХ преобразователей. В предлащих "структур; на фиг, 2 — расчетнйе .. гаемом устройСтве "пьедесталом" служит зависимости коэффициента связй" между частотная зависимость отражения структур волноводами от частоты;:на фиг. 3 — зависи -, - 3, 6, 10. мости квадратов-амплитуд и параметра " : -, . Предлагаемая конструкция может быть . KpgLcs oT частоты а дьух связанных волново- 20 выполнена по двухслойной технологии, как

: дах; на фиг. 4 - .. топологий устройства: 1 -, . показано на фиг, 4, либо по однослойной с

: входной вСтречйо-штыревой. преобразова- " " применением фокусирующих ВШП. Матетель; 2 — направленный.отаетвитель; 3, 4 -": "риалом для волйоводов может служить моотражающие структуры; 5 —. направленно . ноокись герМания; селен на ниобате лития, ответвитель; 6, 7 — отражающие структуры; 25 мойоокись кремния на Y- êâàðöå и другие

8 — выходной встречно- штыревой преабра- материалы, приводящие к уменьшению ско. зователь; 9- направленный ответвитель; 10 рости рэлеевских волн. Для изготовления — отражающая структура; на фиг. 5 — 9 — эпю- волноводов- может использоваться диффуры передаточных харакгеристик в различ- : зия металлов в подложку или протонный ных местах устройства на ПАВ.:; . :: 30. обмен.

Устройство на ПАВ (фиг . 4) содержит Устройство на ПАВ, выполненное в сопьезоэлектрическую подложку (на чертеже . Ответствии"с изобретением, позволяет пол-не показана), аходйой встречно-шзыревой:-: учить . высокое затухание в полосе преобразователь1,волноводыПАВ.,связан- задержиаайия (на 10 — 20 дБ больше по ные нэпрааленнымй ответвйтелями 2, 5;. 9, 35 сравнению с аналогйчными устройствами). соамещемные с вольговодами ПАВ отража- - Ф о р мула из об рете ни я ющие структуры 3, 6, 10; 4; 7, вйходной " Устройствойаповерхностныхакустичевстречно-штыревой преобразователь 8::"- :-:-::.: ских волнах (ПАВ), содержащее размещенУстройство на ПАВ работает следуа-:.. ные на рабочей грани пьезоэлектрической щимобразом,: -: .::::: ". ::,:::-.:.40 подложки входной и выходной встречно-.

Сигнал, подлежащйй обработке, пода- "- штыревые преобразователи (ВШП), две па- ется на входной ВШП 1 и преобразуется в ры каскадно соединенных, попарно основной тип волны волновода (фиг. 5, эпю- связанных основными направленными отра АЧХ. в точке "а"). Часть энергии аолноаод- ветаителями основных акустических волно- . ной моды отражается обратно одной из 45 водов С расположенной в каждом из них вспомогательных отражающих структур 4 отражающей решеткой, о т л и ч а ю щ е е(фиг. 5, эйюрй АЧХ в точке "б"). Прошедшая с я тем, что, С целью увеличения затухания волна делится йоровну по мощности íà- s полосе задерживания, в него введены К правленным ответвителем 2. Разность фаз пар попарно связанных К дополнительными двух волн в связанных волноводах состав- 50 направленными ответвителями дополниляет л/2. Отражаясь от пары отражающих тельных акустических аолноводов с распоструктур 3, волны дважды проходят через . ложенной в каждом из них отражающей трехдецибельный направленный ответви- решеткой, а в каждый из основных и дополтель и синфазно складываются во втором нительных акустических волноводоа ваедеволноводе (фиг, 7, 3tllop3 АЧХ в точке "B"). 55 на вспомогательная отражающая

Поскольку в полости резонатора, образо- структура, при этом всйомогательная отраванного отражающими структурами 4 и 3, жающая структура, расположенная в основвозникает режим, близкий к режиму сто- номакустическимволноводе, совмещенном ячей волны, то вид эпюр на фиг, 6, 7 зависит с входным ВШП,, размещена между соотет местоположения точки регистрации ветствующим направленным ответвителем

1764138

th(Nzr2) О,З, 1.-М Ао /6, й(й г1) 0,96, О х и входным ВШП, вспомогательная отражающая структура, расположенная в до. полнительном акустическом волноводе, совмещенном с выходным ВШП, размещена между соответствующим направленным ответвителем и выходным ВШП, вспомогательные отражающие структуры в остальных основных "и дополййтельных акустических волноводах размещены между соответствующими направленными ответвителями и каждая из них является общей для каждого из двух каскадно соединенных соответствующих акустических волноводов, отражающие решетки в попарйо связанных основных и дополнительных акустических волноводах смещены одна относительно другой в направлении распространения ПАВ на расстояние L, выбираемое из выражения где о — длина ПАВ на центральной частоте устройства на ПАВ, м;

Ni — количество отражательных элементов в отражающей решетке, кратное трем и удовлетворяющее условию где r1 — коэффициент отражения ПАВ от отдельного отражательного элемента отражающей решетки, количество отражательных элементов во

5 вспомогательных отражающих структурах удовлетворяет условию

10 где йз — количество отражательных элементов во вспомогательных отражающих структурах;

a — коэффициент отражения ПАВ от отдельного отражательного элемента вспомо15 гательной отражающей структурьг, а ширина d каждого основного и дополнительного акустических волноводов и расстояние а между ними на участке направленной связи связаны выражением

20 сов (-Я вЂ” ) { pile)) (ф ): . ю 4

25 где р, g — внешнее и внутреннее поперечные волновые числа соответственно: б -длинаучастка направленной связи, выраженная в длинах ПАВ, 30

1764138 о.о

1.00

0,00

1764138

4 и,г.5

Составитель С.Орлов

Тех ред М, Мор гентал Корректор Е,Папп

Редактор Г.Бельская

Заказ 3462 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101