DE102007063470A1

DE102007063470A1 - Wandler, Resonator und Filter für akustische Oberflächenwellen

Info

Publication number: DE102007063470A1
Application number: DE102007063470A
Authority: DE
Inventors: Bert Dr. Wall; Bernd Steiner; Günter Dr. Martin; Sergey V. Dr. Biryukov
Original assignee: Leibniz Institut fuer Festkorper und Werkstofforschung Dresden eV; Vectron International GmbH
Current assignee: Leibniz Institut fuer Festkorper und Werkstofforschung Dresden eV
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-07-02
Also published as: US7973449B2; US20090161490A1; TW200939623A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wandler für akustische Oberflächenwellen, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Rasonator und ein Filter für aktustische Oberflächenwellen auf Basis des erfindungsgemäßen Wandlers. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wandler für akustische Oberflächenwellen anzugeben, die aus Zellen zusammengesetzt sind, die zwei Finger (Zinken) pro Zelle enthalten, wobei der erfindungsgemäße Wandler auch für Ausbreitungsrichtungen der akustischen Oberflächenwellen parallel zu hochsymmetrischen Richtungen des Substratkristalls unidirektionale Eigenschaften aufweisen soll. Dazu weist jede der beiden Elektroden (2, 3) eine Vielzahl von Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) auf, deren parallel zur Längsachse verlaufende Mittelachse zu einer Mittelachse eines der jeweils benachbarten Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) der gleichen Elektrode (2, 3) einen Abstand aufweist, der dem Quotient aus der Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht, wobei die Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) beider Elektroden (2, 3) eine Vielzahl von Zellen (41, 42, 43), jeweils bestehend aus zwei Fingern, definieren und wobei eine Vielzahl dieser Zellen (41, 42, 43) jeweils aus einem ersten Finger (21, 22, 23) mit einer ersten Breite (W1) und einem zweiten Finger (31, 32, 33) mit einer zweiten Breite (W2) gebildet sind und jeweils der erste Finger (21, 22, 23) einer Zelle (41, 42, 43) und der zweite ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wandler für akustische Oberflächenwellen, insbesondere betrifft vorliegende Erfindung einen Resonator und ein Filter für akustische Oberflächenwellen auf Basis des erfindungsgemäßen Wandlers. Weitere Anwendungen für Bauelemente auf der Basis akustischer Oberflächenwellen sind Verzögerungsleitungen, Oszillatoren und Sensoren.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die zur Änderung der unidirektionalen Eigenschaften von Wandlern für akustische Oberflächenwellen, die aus zwei Fingern (oder auch Zinken) enthaltenden Zellen zusammengesetzt sind, eine modifizierte Struktur der Finger – im Vergleich zu einem Referenzwandler – aufweisen. Dabei wird unter einer Zelle ein elementarer Bestandteil eines interdigitalen Wandlers verstanden, der aus mindestens zwei Zinken besteht und sich im einfachsten Fall eines uniformen Wandlers periodisch fortsetzt. Die Periodizität kann aber auch infolge wechselnder Zelltypen gestört sein. Die Ausdehnung der Zelle senkrecht zur Längsachse der Finger entspricht der Wellenlänge der sich ausbreitenden Oberflächenwelle, also dem Quotient aus der Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers. Das heißt, dass ein Wandler für akustische Oberflächenwellen mit zwei Fingern pro Zelle derart ausgebildet ist, dass periodisch in einem Bereich, welcher der Wellenlänge der sich ausbreitenden Oberflächenwelle entspricht, jeweils zwei Finger vorgesehen sind.
Auf einem Kristallsubstrat können mehrere Arten von Oberflächenwellen mit verschiedenen Ausbreitungsrichtungen und unterschiedlichen Dämpfungswerten existieren. Beispielsweise existieren auf manchen Kristallschnitten sowohl Rayleighwellen mit geringer Dämpfung als auch Leckwellen mit größerer Dämpfung. Für Rayleighwellen handelt es sich bei der Geschwin digkeit einer Oberflächenwelle um diejenige Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwelle, bei der das Kristallsubstrat für die Oberflächenwelle die geringste Dämpfung besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter der „Durchlassfrequenz" für Wandler, Filter etc. die charakteristische Frequenz des Bauelements verstanden. Dies ist eine Frequenz, bei der die Dämpfung minimal ist bzw. eine Frequenz, bei der der Betrag der Admittanz maximal ist. Eine solche Frequenz ist durch eine frequenzabhängige Messung der Admittanz des betreffenden Wandlers eindeutig nachweisbar und somit eine charakteristische Kenngröße des entsprechenden Bauelements.
Voraussetzung für die Existenz unidirektionaler Eigenschaften von interdigitalen Wandlerzellen ist, dass der Abstand des Anregungs- und des Reflexionszentrums in ein und derselben Zelle ±1/8 oder ±3/8 der Wellenlänge beträgt. Neben der Wellenanregung ist demzufolge die Reflexion von Wellen eine notwendige Bedingung für die Existenz unidirektionaler Eigenschaften. Mit Anregungs- und Reflexionszentrum sind das Anregungs- und Reflexionszentrum des elektrischen Potentials der akustischen Oberflächenwelle gemeint.
Bei einem speziellen Verfahren (P. V. Wright, „The natural single-phase unidirectional transducer: A new low-loss SAW transducer", Proc. 1985 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 58–63, nachfolgend auch mit [1] bezeichnet) werden die unidirektionalen Eigenschaften von Wandlern auf einem Quarzsubstrat, die aus Zellen mit zwei ¼ der Wellenlänge breiten Fingern (d. h. jeweils mit Fingern gleicher Breite) und einer ¼ der Wellenlänge breiten Lücke dazwischen zusammengesetzt sind, durch Drehung der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen von der kristallinen X-Achse weg erzeugt. Bei Ausbreitung der akustischen Oberflächenwellen in Richtung der X-Achse gibt es für den benutzten Wandlertyp keine unidirektionalen Eigenschaften.
Bei einem weiteren Verfahren (C. S. Hartmann, P. V. Wright, R. J. Kansy und E. M. Garber, „An analysis of SAW interdigital transducers with internal reflections and the application to the design of single-phase unidirectional transducers", Proc. 1982 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 40–45, nachfolgend auch mit [2] bezeichnet) werden die unidirektionalen Eigenschaften von Wandlern auf einem Quarzsubstrat, die aus Zellen mit vier 1/8 der Wellenlänge breiten Fingern (d. h. jeweils mit Fingern gleicher Breite) und 1/8 der Wellenlänge breiten Lücken dazwischen zusammengesetzt sind, durch einen zweiten Metallisierungs- und Lithografieprozess erzeugt. Als Ergebnis dieses zweiten Prozesses ist die Dicke der Metallisierung jedes zweiten Fingers größer als diejenige des zweiten Fingers der jeweils anderen Finger. Infolgedessen werden Oberflächenwellen an den dickeren Fingern reflektiert, und das Reflexionszentrum einer solchen Zelle liegt in der Mitte zwischen den beiden dickeren Fingern, also an der Mitte eines dünneren Fingers. Das Anregungszentrum liegt in der Mitte einer Zwischenfingerlücke. Demzufolge haben Anregungs- und Reflexionszentrum einen Abstand eines ungeradzahligen Vielfachen von 1/8 der Wellenlänge.
Weiterhin sind Zellen mit unidirektionalen Eigenschaften mit mehr als zwei Fingern pro Zelle, also mehr als zwei Fingern pro Wellenlänge, bekannt. Zu den Zelltypen mit drei Zinken (Fingern) pro Zelle gehört die DART(Distributed Acoustic Reflection Transducer)-Zelle (T. Kodama, H. Kawabata, Y. Yasuhara, H. Sato, „Design of Low-Loss Filters Employing Distributed Acoustic Reflection Transducers", Proc. 1986 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 59–64, nachfolgend auch mit [3] bezeichnet). Zwei der drei Zinken (Finger) regen die Wellen an und die dritte dient ausschließlich zur Reflexion. Die anregenden Zinken unterscheiden sich in ihrer Polarität, d. h. sie haben nicht das gleiche elektrische Potential.
Ein weiterer häufig verwendeter Zelltyp ist die Hanma-Hunsinger-Zelle (K. Hanma, B. Hunsinger, „A Triple Transit Suppression Technique", Proc. 1976 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 328–331, nachfolgend auch mit [4] bezeichnet). Sie enthält vier Zinken pro Zelle, die in zwei gleichen Gruppen, jeweils bestehend aus einer schmalen und einer breiten Zinke, angeordnet sind. Innerhalb ein und derselben Gruppe haben die Zinken die gleiche Polarität. Jedoch unterscheiden sich die Gruppen durch ihre Polarität. Bei diesem Zelltyp sind alle Zinken sowohl an der Wellenanregung als auch an der Reflexion beteiligt.
Das in der Druckschrift [1] beschriebene Verfahren hat den Nachteil, dass es keine Zellen mit unidirektionalen Eigenschaften erzeugt, wenn die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen parallel zu einer hochsymmetrischen Richtung des Substratkristalls wie einer Rotationsachse oder senkrecht zu einer Spiegelebene gerichtet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wandler für akustische Oberflächenwellen anzugeben, die aus Zellen zusammengesetzt sind, die zwei Finger (Zinken) pro Zelle enthalten, wobei der erfindungsgemäße Wandler auch für Ausbreitungsrichtungen der akustischen Oberflächenwellen parallel zu hochsymmetrischen Richtungen des Substratkristalls unidirektionale Eigenschaften aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die unidirektionalen Eigenschaften für solche Ausbreitungsrichtungen der akustischen Oberflächenwellen zu komplettieren oder zu kompensieren, für welche die unidirektionalen Eigenschaften nicht vollständig ausgeprägt sind.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten.
Der erfindungsgemäße Wandler weist ein Trägersubstrat aus einem piezoelektrischen Kristall oder einem Kristall und einer piezoelektrischer Schicht/einem Schichtsystem mit piezoelektrischer Schicht, eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf, wobei erste und zweite Elektrode zueinander berührungslos auf der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet sind, und wobei jede der Elektroden jeweils eine Elektrodenschiene mit einer Vielzahl von Fingern aufweist, und weiterhin die Elektrodenschiene der ersten Elektrode parallel oder im Wesentlichen parallel zur Elektrodenschiene der zweiten Elektrode verläuft, und jeweils eine Vielzahl von Fingern (jedoch nicht notwendigerweise sämtliche Finger) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Elektrodenschiene angeordnet sind, wobei eine Vielzahl der Finger (jedoch nicht notwendigerweise sämtliche Finger) der ersten Elektrode und eine Vielzahl der Finger (jedoch nicht notwendigerweise sämtliche Finger) der zweiten Elektrode kammartig ineinander greifen, wobei jede der beiden Elektroden eine Vielzahl von Fingern (jedoch nicht notwendigerweise sämtliche Finger) aufweist, deren parallel zur Längsachse verlaufende Mittelachse zu einer Mittelachse eines der jeweils benachbarten Finger der gleichen Elektrode einen Abstand aufweist, der dem Quotienten aus der Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht, und wobei die Finger (nicht notwendigerweise sämtliche Finger) beider Elektroden eine Vielzahl von Zellen (Ausdehnung einer Zelle entspricht der Wellenlänge der für den Wandler bei der Durchlassfrequenz charakteristischen Oberflächenwellen) mit jeweils zwei Fingern definieren (d. h. dass die Zellen genau zwei Finger aufweisen), wobei eine Vielzahl dieser Zellen jeweils aus einem ersten Finger mit einer ersten Breite und einem zweiten Finger mit einer zweiten Breite gebildet sind, und (jeweils) erster Finger und zweiter Finger der Zelle mit Elektrodenschienen unterschiedlicher Elektroden verbunden sind und sich die erste Breite von der zweiten Breite unterscheidet.
Vorzugsweise ist das Maß, gebildet aus der Summe der ersten Breite (W1), der zweiten Breite (W2) und der Breite der zwischen dem jeweils ersten Finger einer Zelle und dem jeweils zweiten Finger einer Zelle angeordneten Lücke, kleiner ist als der Quotient aus der Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers.
Die Breiten der Zinken und der Abstand der Zinken sind derart gewählt, dass der Abstand des Anregungs- und des Reflexionszentrums in ein und derselben Zelle ±1/8 oder ±3/8 der Wellenlänge des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers beträgt. Für solche Ausbreitungsrichtungen der akustischen Oberflächenwellen, für welche die unidirektionalen Eigenschaften nicht vollständig ausgeprägt sind, sind die Breiten der Zinken und der Abstand der Zinken, um die unidirektionalen Eigenschaften zu kompensieren, derart gewählt, dass der Abstand eines Anregungszentrums (A) von einem Reflexionszentrum (R) innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern gebildeten Zelle 0 oder ±1/4 oder ±1/2 oder ±3/4 des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwelle und die Durchlassfrequenz des Wandlers werden durch die Kristallart des Trägersubstrats, den Schnittwinkel des Kristalls, die Richtung der Elektrodenschienen in Bezug eine Rotationsachse des Kristalls, den Aufbau eines optional vorhanden Schichtsystems (mit Passivierungsschicht) sowie die Schichtdicke, die Breite und das Materials der Elektroden bedingt.
Diese Idee der Erfindung besteht also darin, dass die Finger (Zinken) einer Zelle unterschiedlich breit gewählt sind. Die Lösung nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom zitierten Stand der Technik, dass der Wandler nach [1] keine unterschiedlich breiten Finger aufweist, der Wandler nach [2] einen teureren hochgenauen Zweiebenenlithografieprozess erfordert, und [3] und [4] keine zwei (sondern drei bzw. vier) Finger pro Zelle aufweisen. Ein Wandler mit genau zwei Fingern pro Zelle ist vorteilhaft, weil insbesondere bei Zellen auf Kristallsubstraten mit großem Koppelfaktor der Reflexionsfaktor pro Zelle bei gleichem Koppelfaktor größer ist als bei Zellen mit drei oder vier Fingern. Deshalb können Wandler mit zwei Fingern pro Zelle mit unterschiedlich breiten Fingern kürzer sein als mit Zellen des zitierten Standes der Technik und demzufolge kleinere Bauelemente ermöglichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter einem interdigitalen Referenzwandler ein Wandler verstanden, der aus Zellen mit zwei ¼ der Wellenlänge breiten Zinken und einer ¼ der Wellenlänge breiten Lücke dazwischen zusammengesetzt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter einem interdigitalen Vergleichswandler ein erfindungsgemäßer Wandler verstanden, der sich in mindestens einem der Parameter wie Breite der breiten Zinke, Breite der schmalen Zinke, Schichtdicke, Dichte und elastische Steifigkeit des Elektrodenmaterials von dem betrachteten erfindungsgemäßen Wandler unterscheidet.
Vorzugsweise wird das Verhältnis der Breite der breiten Zinke zur Breite der schmalen Zinke kleiner als bei dem Vergleichswandler gewählt ist, wenn die Schichtdicke des Elektrodenmaterials größer und/oder ein Elektrodenmaterial mit kleinerer Dichte und/oder ein Elektrodenmaterial mit größerer elastischer Steifigkeit als bei dem Referenzwandler gewählt ist oder das Verhältnis der Breite der breiten Zinke zur Breite der schmalen Zinke größer als bei dem Vergleichswandler gewählt ist, wenn die Schichtdicke des Elektrodenmaterials kleiner und/oder ein Elektrodenmaterial mit größerer Dichte und/oder ein Elektrodenmaterial mit kleinerer elastischer Steifigkeit als bei dem Vergleichswandler gewählt ist.
Bei einem interdigitalen Referenzwandler, dessen Finger und die Lücke zwischen den Fingern ¼ der Wellenlänge breit sind, haben Anregungs- und Reflexionszentrum einen Abstand von 0, ½ oder ¼ der Wellenlänge. Unter diesen Bedingungen haben solche Wandler keine Vorzugsrichtung hinsichtlich der abgestrahlten Wellenamplitude, wenn die die Senkrechte zu den Fingerkanten parallel zu einer Rotationsachse oder senkrecht zu einer Spiegelebene des Kristalls gerichtet ist.
Das Ziel, optimale unidirektionale Eigenschaften zu erzeugen, wird erreicht, wenn der Abstand des Anregungs- und des Reflexionszentrums in ein und derselben Zelle ±1/8 oder ±3/8 der Wellenlänge beträgt. Dazu werden die Breiten der Zinken einer Zelle erfindungsgemäß so eingestellt, dass eine breite und eine schmale Zinke entstehen. Im Folgenden wird qualitativ erläutert, wie die Positionen von Anregungs- und Reflexionszentrum von den Zinkenbreiten beeinflusst werden. Die Lage der stehenden Potentialwelle im Wandler bestimmt die Position des Anregungszentrums. Da bei Substraten mit großem Koppelfaktor der Betrag des Reflexionsfaktors pro Zinke mit abnehmender Zinkenbreite nach dem Durchlaufen der Nullstelle zunimmt, wird die Position des Reflexionszentrums hauptsächlich von der schmalen Zinke bestimmt, während bei Substraten mit kleinem Koppelfaktor der Reflexionsfaktor pro Zinke mit abnehmender Zinkenbreite abnimmt und demzufolge die Position des Reflexionszentrums hauptsächlich von der breiten Zinke bestimmt wird. Gewöhnlich ist das Reflexionszentrum in Richtung der breiten Zinke vom Anregungszentrum her verschoben. Die Richtung erhöhter abgestrahlter Amplitude, Vorwärtsrichtung genannt, hängt nicht nur von den Positionen von Anregungszentrum und Reflexionszentrum, sondern auch vom Vorzeichen des Reflexionsfaktors beispielsweise bei Reflexion an einer Zinkenvorderkante ab. Bei Substraten mit großem Koppelfaktor durchläuft der Reflexionsfaktor einer Zinke mit zunehmender Dicke der Elektrodenschicht und mit zunehmender Zinkenbreite eine Nullstelle mit Vorzeichenänderung. Deshalb kann sich die Vorwärtsrichtung bei hochkoppelnden Materialien mit wachsender Schichtdicke und/oder wachsender Zinkenbreite umkehren.
Der Abstand der Zinkenmitten in einer Zelle kann größer als bei dem Vergleichswandler gewählt sein, wenn die Schichtdicke des Elektrodenmaterials größer und/oder ein Elektrodenmaterial mit kleinerer elastischer Steifigkeit als bei dem Vergleichswandler gewählt ist oder der Abstand der Zinkenmitten in einer Zelle kann kleiner als bei dem Vergleichswandler gewählt sein, wenn die Schichtdicke des Elektrodenmaterials kleiner und/oder ein Elektrodenmaterial mit größerer elastischer Steifigkeit als bei dem Vergleichswandler gewählt ist.
Der Referenzwandler kann ein interdigitaler Wandler sein, der aus Zellen mit zwei ¼ der Wellenlänge breiten Zinken und einer ¼ der Wellenlänge breiten Lücke dazwischen zusammengesetzt ist, wobei das Elektrodenmaterial eine Aluminiumschicht mit einer relativen Dicke von 2%, bezogen auf die Wellenlänge, ist.
Die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen kann parallel zu einer hochsymmetrischen Richtung des Substratkristalls gerichtet sein wie parallel zu einer Rotationsachse oder senkrecht zu einer Spiegelebene des Substratkristalls. Es ist aber auch möglich, dass die Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen keine hochsymmetrische Richtung des Substratkristalls ist, für die in den Zellen des Referenzwandlers der Abstand des Anregungszentrums vom Reflexionszentrum ungleich 0, ½ oder ±¼ der Wellenlänge ist. In diesem Fall kann das Ersetzen des Referenzwandlers durch einen erfindungsgemäßen Wandler zu einem Abstand des Anregungszentrums vom Reflexionszentrum von ±1/8 oder ±3/8 der Wellenlänge oder zu einem Betrag des Abstandes des Anregungszentrums vom Reflexionszentrum von kleiner als 1% der Wellenlänge führen.
Bei einem erfindungsgemäßen Wandler kann Aluminium als Elektrodenmaterial eines Vergleichswandlers durch Kupfer ersetzt werden. Das Verhältnis der Breite der breiten Zinke zur Breite der schmalen Zinke ist in diesem Fall zu vergrößern. Das Verhältnis der Breite der breiten Zinke zur Breite der schmalen Zinke ist in diesem Fall zu vergrößern.
Vorzugsweise sind mit jeder Elektrode sowohl Finger der ersten Breite als auch Finger der zweiten Breite verbunden. Alternativ sind mit jeder Elektrode ausschließlich Finger der ersten Breite oder Finger der zweiten Breite verbunden.
Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Fingern der ersten Elektrode und/oder eine Vielzahl von Fingern der zweiten Elektrode jeweils zueinander äquidistant angeordnet. Vorzugsweise sind sämtliche Finger der ersten Elektrode und/oder sämtliche Finger der zweiten Elektrode jeweils zueinander äquidistant angeordnet. Vorzugsweise ist die Schichtdicke der Elektrodenschienen und der Finger der Elektroden einheitlich.
Für den Fall, dass die Elektroden jeweils mit Fingern unterschiedlicher Breiten verbunden sind, entspricht die Ausdehnung der Zelle senkrecht zur Längsachse der Finger der Summe aus: der Breite des ersten Fingers der Zelle, der Breite des zweiten Fingers der Zelle, dem Abstand zwischen den Fingern (bezogen auf die nächstliegenden Außenkanten), dem halben Abstand zwischen dem ersten Finger und einem benachbarten Finger außerhalb der Zelle (bezogen auf die nächstliegenden Außenkanten) sowie dem halben Abstand zwischen dem zweiten Finger und einem benachbarten Finger außerhalb der Zelle (bezogen auf die nächstliegenden Außenkanten).
Vorzugsweise ist das Verhältnis der zweiten Breite des zweiten Fingers zur ersten Breite des ersten Fingers umso so größer gewählt, je kleiner die Schichtdicke des Materials der Elektroden gewählt ist. Vorzugsweise ist das Verhältnis der zweiten Breite des zweiten Fingers zur ersten Breite des ersten Fingers umso so größer gewählt, je größer die Dichte des Materials der Elektroden gewählt ist. Vorzugsweise ist das Verhältnis der zweiten Breite des zweiten Fingers zur ersten Breite des ersten Fingers umso größer gewählt, je kleiner die elastische Steifigkeit des Materials der Elektroden gewählt ist. Vorzugsweise ist der Abstand der Fingermitten innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern der Elektroden gebildeten Zelle umso so größer gewählt, je größer die Schichtdicke des Materials der Elektroden gewählt ist. Vorzugsweise ist der Abstand der Fingermitten innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern der Elektroden gebildeten Zelle umso so größer gewählt, je größer die elastische Steifigkeit des Materials der Elektroden gewählt ist.
Vorzugsweise besteht das Trägersubstrat aus einem Material, das aus der Gruppe: Quarz (SiO2), Lithiumniobat (LiNbO3), Zinkoxyd (ZnO), Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN), Galliumorthophosphat (GaPO4), Aluminiumphosphat (AlPO4), Langasit ([La3GaGa3(GaSi)O14]), Langanit ([La3(Ga0.5Nb0.5)Ga3Ga2O14]), Langatat ([La3(Ga0.5Ta0.5)Ga3Ga2O14]), CNGS (Ca3NbGa3Si2O14), CTGS (Ca3TaGa3Si2O14), SNGS (Sr3NbGa3Si2O14), STGS (Sr3TaGa3Si2O14), Lithiumtantalat (LiTaO3), Kaliumniobat (KNbO3), Lithiumtretraborat (LBO(Li2B4O7)) und Galliumarsenid (GaAs) ausgewählt ist.
Vorzugsweise verläuft die Längsachse der Elektrodenschienen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse des Kristalls. Vorzugsweise verläuft die Längsachse der Elektrodenschienen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse des Kristalls und/oder senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Spiegelebene des Kristalls.
Vorzugsweise weist die Vielzahl von Fingern der ersten Elektrode die gleiche Länge und die Vielzahl von Fingern der zweiten Elektrode die gleiche Länge auf. Besonders bevorzugt weisen alle Finger die gleiche Länge auf.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Finger für jede der Elektroden gleich groß. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung beträgt die Anzahl der Finger für jede der Elektroden zwischen 20 und 2000. Vorzugsweise weist die erste Elektrode einen ersten Anschluss und die zweite Elektrode einen zweiten Anschluss zur Einspeisung einer Wechselspannung auf.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von zweiter Breite zu erster Breite derart gewählt, dass der Abstand eines Anregungszentrums von einem Reflexionszentrum innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern der Elektroden gebildeten Zelle zwischen 0,115 und 0,135 oder zwischen –0,135 und –0,115 oder zwischen 0,365 und 0,385 oder zwischen –0,385 und –0,365 (besonders bevorzugt ±1/8 oder ±3/8) des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von zweiter Breite zu erster Breite derart gewählt, dass der Abstand eines Anregungszentrums von einem Reflexionszentrum innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern der Elektroden gebildeten Zelle zwischen –0,01 und 0,01 oder zwischen 0,24 und 0,26 oder zwischen –0,24 und –0,26 oder zwischen 0,49 und 0,51 oder zwischen –0,49 und –0,51 oder zwischen 0,74 und 0,76 oder zwischen –0,74 und –0,76 (besonders bevorzugt 0 oder ±1/4 oder ±1/2 oder ±3/4) des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Vorzugsweise bestehen die Elektroden aus Aluminium und weisen eine Schichtdicke auf, die zwischen 1% und 12% (besonders bevorzugt zwischen 1% und 5%) des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Elektroden aus Kupfer bestehen.
Vorzugsweise beträgt die Durchlassfrequenz des Wandlers zwischen 30 MHz und 1500 MHz (besonders bevorzugt zwischen 50 MHz und 500 MHz).
Der oben beschriebene, erfindungsgemäße Wandler kann für diverse elektronische Bauelemente verwendet werden, insbesondere für einen Resonator, ein Filter, eine Verzögerungsleitung, einen Oszillatoren oder einen Sensor.
Insbesondere offenbart die vorliegende Erfindung einen Resonator aufweisend: einen ersten Reflektor und einen zweiten Reflektor, wobei zwischen den Reflektoren der oben beschriebene, erfindungsgemäße Wandler angeordnet ist. Weiterhin offenbart die vorliegende Erfindung ein Filter aufweisend einen ersten erfindungsgemäßen Wandler (nach mindestens einem der o. g. Merkmale) und einen zweiten erfindungsgemäßen Wandler (nach mindestens einem der o. g. Merkmale), wobei beide Wandler kontaktlos auf dem Trägersubstrat aus einem piezoelektrischen Kristall angeordnet sind, und wobei die Längsachsen der Elektrodenschienen der Wandler zueinander parallel verlaufen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 einen interdigitalen Wandler nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung, der aus Zellen mit zwei Fingern unterschiedlicher Breite zusammengesetzt ist, wobei die schmalen Finger mit einer der Elektroden und die breiten Finger mit der anderen Elektrode verbunden sind,
2 einen interdigitalen Wandler nach einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung, der aus Zellen mit zwei Fingern unterschiedlicher Breite zusammengesetzt ist, wobei schmale und breite Finger mit jeder der Elektroden verbunden sind,
3 einen erfindungsgemäßen Resonator mit einem interdigitalen Wandler gemäß der ersten Ausführungsvariante, und
4 ein erfindungsgemäßes Filter mit zwei interdigitalen Wandlern gemäß der ersten Ausführungsvariante.
Die Wandler und Reflektoren, die in den Figuren enthalten sind, sind schematisch nur mit so vielen Fingern bzw. Reflektorstreifen dargestellt, wie zur Erläuterung der Merkmale der Ausführungsbeispiele erforderlich sind. Wandler und Reflektoren können sehr viel mehr Finger bzw. Reflektorstreifen enthalten als in den Figuren dargestellt.
Erstes Beispiel (1): Auf einem piezoelektrischen Substrat, beispielsweise 128°YX-LiNbO3, ist eine interdigitale Wandlerstruktur 1 angeordnet, bestehend aus den Elektroden 2 und 3, an die die schmalen Zinken 21; 22; 23 bzw. die breiten Zinken 31; 32; 33 angeschlossen sind. Je eine breite (31; 32; 33) und eine schmale Zinke (21; 22; 23) bilden eine Zelle (41; 42; 43). Die Zellen 41; 42; 43 werden in gleicher Reihenfolge von den Linien 411 und 421, 421 und 422 sowie 431 und 432 begrenzt. In 1 sind nur drei Zellen dargestellt. Mit den Unterbrechungen der Elektroden 2 und 3 ist angedeutet, dass der gezeigte Wandler real mehr als drei Zellen enthalten kann. In der Zelle 41 sind die Positionen des Anregungszentrums (A) und des Reflexionszentrums (R) im Fall von 128°YX-LiNbO3 als Substratmaterial angegeben. Ihr Abstand beträgt λ/8, also 1/8 der Wellenlänge. Obwohl das Reflexionszentrum links vom Anregungszentrum liegt, ist die Vorwärtsrichtung einer Zelle von der schmalen zur breiten Zinke gerichtet, wie durch den Pfeil (V) angedeutet ist. Zur Anregung von akustischen Oberflächenwellen wird am Anschluss 5 und dem Masseanschluss 6 eine Wechselspannung angelegt.
Zweites Beispiel (2): Die in 2 dargestellte Wandlerstruktur enthält die Elektroden 12 und 13. Am Eingang 15 liegt eine Wechselspannung zwischen der Elektrode 12 und der über die Verbindung 16 mit Masse verbundenen Elektrode 13. Die Finger 121–125 sind mit der Elektrode 12 verbunden, während die Finger 131–137 mit der Elektrode 13 verbunden sind. Je zwei benachbarte Finger bilden die Zellen 141–146, die durch die Linien 1411; 1421; 1431; 1441; 1451; 1461; 1462 begrenzt sind. Alle Zellen enthalten zwei Finger, die mit Ausnahme der Zelle 143 unterschiedlich breit und an unterschiedliche Elektroden angeschlossen sind. Die Finger der Zelle 143 sind jedoch gleich breit und sind beide an die Elektrode 13 angeschlossen. Die Mitten der Finger 133 und 134 der Zelle 143 haben einen Abstand von einem Viertel der Zelllänge und sind demzufolge reflexionslos. Außerdem regen sie keine Wellen an, weil sie auf gleichem Potential liegen. Die Finger in den Zellen 144–146 haben, verglichen mit den Zellen 141; 142, die umgekehrte Reihenfolge. Deshalb unterscheiden sich die Zellen 144–146 und die Zellen 141; 142 durch entgegengesetzte Vorwärtsrichtungen.
Drittes Beispiel (3): 3 zeigt eine Resonatorstruktur, bestehend aus einem Wandler 50, der die Elektroden 51 und 52 enthält, und zwei Reflektoren 60; 70 zu beiden Seiten des Wandlers 50. Die Finger 511–514 und 521–524, die mit der Elektrode 51 bzw. 52 verbunden sind, bilden die Zellen 531–534, die durch die Linien 5311; 5321; 5331; 5341; 5342 begrenzt sind. Jede der Zellen 531–534 enthält einen breiten und einen schmalen Finger, wobei alle breiten Finger an die Elektrode 52 und alle schmalen Finger an die Elektrode 51 angeschlossen sind. Die Reflektoren 60 und 70 sind aus den Reflektorstreifen 61 bzw. 71 zusammengesetzt, die jeweils innerhalb ein und desselben Reflektors untereinander kurzgeschlossen sind.
Viertes Beispiel (4): Die in 4 gezeigte Struktur stellt ein Filter aus zwei Wandlern 80; 90 dar. Diese Struktur befindet sich auf einem piezoelektrischen Substrat. Der Wandler 80 enthält die Elektroden 81; 82. Die Finger 811–813 sind mit der Elektrode 81 und die Finger 821–823 sind mit der Elektrode 82 verbunden. Je zwei benachbarte Finger unterschiedlicher Breite des Wandlers 80 bilden die Zellen 831–833, die durch die Linien 8311; 8321; 8331; 8332 begrenzt sind. Der Wandler 90 enthält die Elektroden 91; 92. Die Finger 911–913 sind mit der Elektrode 91 und die Finger 921–923 sind mit der Elektrode 92 verbunden. Je zwei benachbarte Finger unterschiedlicher Breite des Wandlers 90 bilden die Zellen 931–933, die durch die Linien 9311; 9321; 9331; 9332 begrenzt sind. Der Kristallschnitt des Substrats und die Richtung senkrecht zu den Fingern 811–813, 821–823, 911–913, 921–923 sind so gewählt, dass ein Wandler, der nur Zellen mit zwei gleich breiten Fingern und einem Abstand der Mitten dieser Finger von einer halben Zelllänge enthält, eine unvollständige Richtwirkung bei der Abstrahlung akustischer Oberflächenwellen hat. Die Breiten und Positionen der Finger 811; 821, 812; 822, 813; 823 in den Zellen 831; 832; 833 sind so gewählt, dass der Wandler 80 durch eine vollständige Richtwirkung gekennzeichnet ist und die Vorwärtsrichtung des Wandlers 80 in Richtung des Wandlers 90 zeigt. Die Breiten und Positionen der Finger 911; 921, 912; 922, 913; 923 in den Zellen 931; 932; 933 sind so gewählt, dass der Wandler 90 keine Richtwirkung hat.
Fünftes Beispiel: Temperatursensor, bei dem die Resonatorstruktur von 3 auf einem piezoelektrischen Substrat aufgebracht ist, das in einer vorgegeben Richtung eine im Wesentlichen lineare Abhängigkeit der Laufzeit der akustischen Oberflächenwelle von der Temperatur hat, so dass die Resonanzfrequenz dieses Resonators im Wesentlichen linear von der Temperatur abhängt. Der Temperatursensor weist daher ein Mittel zum Messen der Resonanzfrequenz dieses Resonators sowie ein Mittel zum Bestimmen der Temperatur des Resonators aus der gemessenen Resonanzfrequenz auf.

1, 50, 80, 90: Wandler
2, 12, 51, 81, 91: erste Elektrode
3, 13, 52, 82, 92: zweite Elektrode
5, 15: erster Anschluss
6, 16: zweiter Anschluss
7: piezoelektrisches Substrat (Kristall)
21–23, 121–125, 511–514, 811–813, 911–913: Finger der ersten Elektrode
31–33, 131–137, 521–524, 821–823, 921–923: Finger der zweiten Elektrode
41–43, 141–146, 531–534, 831–833, 931–933: Zelle
411, 421, 422, 431, 432, 1411, 1421, 1431, 1441, 1451, 1461, 1462, 5311, 5321, 5331, 5341, 5342, 8311, 8321, 8331, 8332, 9311, 9321, 9331, 9332: Grenzlinie zwischen benachbarten Zellen
R: Reflexionszentrum
A: Anregungszentrum
V: Vorwärtsrichtung
W1, W2: Fingerbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- P. V. Wright, „The natural single-phase unidirectional transducer: A new low-loss SAW transducer", Proc. 1985 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 58–63 [0006]
- C. S. Hartmann, P. V. Wright, R. J. Kansy und E. M. Garber, „An analysis of SAW interdigital transducers with internal reflections and the application to the design of single-phase unidirectional transducers", Proc. 1982 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 40–45 [0007]
- T. Kodama, H. Kawabata, Y. Yasuhara, H. Sato, „Design of Low-Loss Filters Employing Distributed Acoustic Reflection Transducers", Proc. 1986 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 59–64 [0008]
- K. Hanma, B. Hunsinger, „A Triple Transit Suppression Technique", Proc. 1976 IEEE Ultrasonics Symposium, Seiten 328–331 [0009]

Claims

Wandler für akustische Oberflächenwellen, aufweisend: ein Trägersubstrat (7) aus einem piezoelektrischen Kristall, eine erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (3), wobei die Elektroden (2, 3) zueinander berührungslos auf der Oberfläche des Trägersubstrats (7) angeordnet sind, und wobei jede der Elektroden (2, 3) jeweils eine Elektrodenschiene mit einer Vielzahl von Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) aufweist, und die Elektrodenschiene der ersten Elektrode (2) parallel oder im Wesentlichen parallel zur Elektrodenschiene der zweiten Elektrode (3) verläuft, und jeweils eine Vielzahl von Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Elektrodenschiene (2, 3) angeordnet sind, wobei eine Vielzahl der Finger (21, 22, 23) der ersten Elektrode (2) und eine Vielzahl der Finger (31, 32, 33) der zweiten Elektrode (3) kammartig ineinander greifen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Elektroden (2, 3) eine Vielzahl von Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) aufweist, deren parallel zur Längsachse verlaufende Mittelachse zu einer Mittelachse eines der jeweils benachbarten Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) der gleichen Elektrode (2, 3) einen Abstand aufweist, der dem Quotient aus der Geschwindigkeit einer Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht, und die Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) beider Elektroden (2, 3) eine Vielzahl von Zellen (41, 42, 43) jeweils bestehend aus zwei Fingern definieren, wobei eine Vielzahl dieser Zellen (41, 42, 43) jeweils aus einem ersten Finger (21, 22, 23) mit einer ersten Breite (W1) und einem zweiten Finger (31, 32, 33) mit einer zweiten Breite (W2) gebildet sind und jeweils der erste Finger (21, 22, 23) einer Zelle (41, 42, 43) und der zweite Finger (31, 32, 33) einer Zelle (41, 42, 43) mit Elektrodenschienen unterschiedlicher Elektroden (2, 3) verbunden sind und sich die erste Breite (W1) von der zweiten Breite (W2) unterscheidet.
Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Oberflächenwelle und die Durchlassfrequenz des Wandlers durch die Kristallart des Trägersubstrats (7), den Schnittwinkel des Kristalls, die Richtung der Elektrodenschienen in Bezug auf eine Rotationsachse des Kristalls sowie die Schichtdicke, die Breite und das Materials der Elektroden (2, 3) definiert sind.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Elektrode (2, 3) sowohl Finger der ersten Breite (W1) als auch Finger der zweiten Breite (W2) verbunden sind oder dass mit jeder Elektrode (2, 3) ausschließlich Finger der ersten Breite (W1) oder Finger der zweiten Breite (W2) verbunden sind.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Fingern (21, 22, 23) der ersten Elektrode (2) und/oder eine Vielzahl von Fingern (31, 32, 33) der zweiten Elektrode (3) jeweils zueinander äquidistant angeordnet sind.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Finger (21, 22, 23) der ersten Elektrode (2) und/oder sämtliche Finger (31, 32, 33) der zweiten Elektrode (3) jeweils zueinander äquidistant angeordnet sind.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Elektrodenschienen und/oder der Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) der Elektroden (2, 3) einheitlich ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zweiten Breite (W2) des zweiten Fingers (31, 32, 33) zur ersten Breite (W1) des ersten Fingers (21, 22, 23) umso so größer gewählt ist, je kleiner die Schichtdicke des Materials der Elektroden (2, 3) gewählt ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zweiten Breite (W2) des zweiten Fingers (31, 32, 33) zur ersten Breite (W1) des ersten Fingers (21, 22, 23) umso so größer gewählt ist, je größer die Dichte des Materials der Elektroden (2, 3) gewählt ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zweiten Breite (W2) des zweiten Fingers (31, 32, 33) zur ersten Breite (W1) des ersten Fingers (21, 22, 23) umso größer gewählt ist, je kleiner die elastische Steifigkeit des Materials der Elektroden (2, 3) gewählt ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Fingermitten innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 31, 22, 32, 23, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) umso so größer gewählt ist, je größer die Schichtdicke des Materials der Elektroden (2, 3) gewählt ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Fingermitten innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 31, 22, 32, 23, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) umso so größer gewählt ist, je größer die elastische Steifigkeit des Materials der Elektroden (2, 3) gewählt ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (7) aus einem Material besteht, das aus der Gruppe: Quarz (SiO2), Lithiumniobat (LiNbO3), Zinkoxyd (ZnO), Aluminiumnitrid (AlN), Galliumnitrid (GaN), Galliumorthophosphat (GaPO4), Aluminiumphosphat (AlPO4), Langasit ([La3GaGa3(GaSi)O14]), Langanit ([La3(Ga0.5Nb0.5)Ga3Ga2O14]), Langatat ([La3(Ga0.5Ta0.5)Ga3Ga2O14]), CNGS (Ca3NbGa3Si2O14), CTGS (Ca3TaGa3Si2O14), SNGS (Sr3NbGa3Si2O14), STGS (Sr3TaGa3Si2O14), Lithiumtantalat (LiTaO3), Kaliumniobat (KNbO3), Lithiumtretraborat (LBO(Li2B4O7)) und Galliumarsenid (GaAs) ausgewählt ist und/oder das Trägersubstrat (7) eine Passivierungsschicht zur Vermeidung von Kurzschlüssen aufweist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Elektrodenschienen der ersten Elektrode (2) und der zweiten Elektrode (3) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse des Kristalls verläuft.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Elektrodenschienen der ersten Elektrode (2) und der zweiten Elektrode (3) parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse des Kristalls und/oder senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Spiegelebene des Kristalls verläuft.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Fingern (21, 22, 23) der ersten Elektrode (2) die gleiche Länge (L1) und die Vielzahl von Fingern (31, 32, 33) der zweiten Elektrode (3) die gleiche Länge (L2) aufweisen.
Wandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass alle Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) die gleiche Länge aufweisen.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) für jede der Elektroden (2, 3) gleich groß ist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Finger (21, 22, 23, 31, 32, 33) für jede der Elektroden (2, 3) zwischen 20 und 2000 beträgt.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (2) einen ersten Anschluss (5) und die zweite Elektrode (3) einen zweiten Anschluss (6) zur Einspeisung einer Wechselspannung aufweist.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von zweiter Breite (W2) zu erster Breite (W1) derart gewählt ist, dass der Abstand eines Anregungszentrums (A) von einem Reflexionszentrum (R) innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) ±1/8 oder ±3/8 des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von zweiter Breite (W2) zu erster Breite (W1) derart gewählt ist, dass der Abstand eines Anregungszentrums (A) von einem Reflexionszentrum (R) innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) zwischen 0,115 und 0,135 oder zwischen –0,135 und –0,115 oder zwischen 0,365 und 0,385 oder zwischen –0,385 und –0,365 des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von zweiter Breite (W2) zu erster Breite (W1) derart gewählt ist, dass der Abstand eines Anregungszentrums (A) von einem Reflexionszentrum (R) innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) 0 oder ±1/4 oder ±1/2 oder ±3/4 des Quotienten aus der Geschwin digkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von zweiter Breite (W2) zu erster Breite (W1) derart gewählt ist, dass der Abstand eines Anregungszentrums (A) von einem Reflexionszentrum (R) innerhalb einer aus zwei benachbarten Fingern (21, 22, 23, 31, 32, 33) der Elektroden (2, 3) gebildeten Zelle (41, 42, 43) zwischen –0,01 und 0,01 oder zwischen 0,24 und 0,26 oder zwischen –0,24 und –0,26 oder zwischen 0,49 und 0,51 oder zwischen –0,49 und –0,51 oder zwischen 0,74 und 0,76 oder zwischen –0,74 und –0,76 des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2, 3) aus Aluminium bestehen und eine Schichtdicke aufweisen, die zwischen 1% und 12% des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2, 3) aus Aluminium bestehen und eine Schichtdicke aufweisen, die zwischen 1% und 5% des Quotienten aus der Geschwindigkeit der Oberflächenwelle und der Durchlassfrequenz des Wandlers entspricht.
Wandler nach einem der Ansprüche 1–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (2, 3) aus Kupfer bestehen.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassfrequenz des Wandlers zwischen 30 MHz und 1500 MHz beträgt.
Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassfrequenz des Wandlers zwischen 50 MHz und 500 MHz beträgt.
Resonator aufweisend: einen ersten Reflektor (60) und einen zweiten Reflektor (70), wobei zwischen den Reflektoren (60, 70) ein Wandler (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
Filter aufweisend einen ersten Wandler (80) nach einem der Ansprüche 1–28 und einen zweiten Wandler (90) nach einem der Ansprüche 1–28, wobei beide Wandler (80, 90) kontaktlos auf dem Trägersubstrat (7) aus einem piezoelektrischen Kristall angeordnet sind, und wobei die Längsachsen der Elektrodenschienen der Wandler (80, 90) zueinander parallel verlaufen.