SE436817B - Akustisk vagresonator - Google Patents

Description

7907771 -5 av på lika inbördes avstånd anordnade reflexionselement med samma relflexionsförmåga. medan den likformiga gruppen refle- xíonsförmåga-frekvenskurva omfattar en huvudlob och sídolober. som är centrerade på en förutbestämd frekvens. medan den modi- fierade reflektorns reflexionsförmåga-frekvenskurva omfattar ett passband. som i huvudsak är likartat huvudlohen. och ett spärrband. inom vilket sidoloberna är undertryckta. I den förstnämnda artikeln beskrives reflexionselementen såsom kon- tinuerliga band. varvid varje reflektor i en akustisk ytvågs- resonator. som visas i fig. 10. är modifierad med hänsyn till en likformig grupp genom kontinuerlig reducering av re- flexíonselementens längd med utgångspunkt från ett element med full längd närmast hâlrummets mittpunkt. Avsevärd undertryck- ning av reflektorernas sidolobskurva. som anges vara ett gen- svar av främmande ursprung för resonatoranordningen. anges härröra från denna längdvägning. Uppfinningen är baserad på den i denna artikel beskrivna anordningen I den andra artikeln av Cross anges med hänsyn till reflexionselementen. att grupper av aluniniumprickar utfälles. som är cirkelformade och har en diameter av 6/um och är anordnade i rader med en nominell period av 12/um. antalet prickar per rad är proportionellt mot den önskade lokala kopp- lingskoefficienten och lokala perioden inställes för att kom- pensera rymdvariationen av Bragg-frekvensen. som uppkommer till följd av avsmalningen. Exempel på effekten av olika av- smalningsfunktioner på reflexionsförmåga-frekvenskurva för en enda reflektor. anges liksom effekten av avsmalning av den ena eller båda reflektorerna i enkla resonatorfilter för akustiska ytvâgor och multipelkopplade filter för akustiska ytvâgor. I samtliga fall förbättras filtrens spärrbandskurva genom under- tryckning av reflektorns sidolober.

- En nackdel med den längdvägningsprincip. för reflek- torerna. som beskrives i den förstnämnda artikeln, ligger däri, att variationen i amplitud av den reflekterade vägen tvärs över öppningen i omvandlaren i hålrummet avsevärt komp- licerar konstruktionen av anordningen. om det är önskvärt att längdväga omvandlaren. En nackdel med prickvägningsprincipen för reflektorerna. som beskrives i artikeln av Cross. ligger 7907771-5 däri. att till följd av uppdelning av reflexionseelementen i på inbördes regelbundet avstånd anordnade diskreta prickar avböjnings- och brytningseffekter införes. som måste elimine- ras genom ytterligare komplicering med hänsyn till anordnin~, gens uppbyggnad. vilket bland annat innebär slumpartad place- ring av prickarna.

Brittiska patentskriften 1 484 859 beskriver en med ytvågsspridning arbetande fördröjningsledning med minst en elektroakustisk omvandlare och en reflekterande grupp av fing_ rar på en piezoelektrisk yta. vid vilken avståndet mellan fingrarna är graderat på sådant sätt. att akustiska vågor med olika våglängd reflekteras av olika delar av gruppen och några av fingrarna för att uppnå amplitudspektrumvägning är för- skjutna från sina nominella platser i en på likartat sätt graderad ovägd grupp för att störa de optimala villkoren för konstruktiv interferens av de reflekterade vågorna vid förut- bestämda frekvenser. så att den reflekterade amplituden re- duceras vid dessa frekvenser i en av förskjutningen bestämd utsträckning. Vid den här beskrivna utföringsformen är de vid dessa frekvenser reflekterande fingrarna anordnade i par och överstiger avståndet mellan angränsande par avståndet mellan angränsande fingrar. som reflekterar vid dessa frekvenser i den likartat graderde. ovägda gruppen. i lika stor utsträck- 'ning som avståndet mellan angränsande fingrar överstiger av- ståndet mellan fingrar i ett par. Denna grupp har emellertid ej någon reflexionsförmåga-frekvenskurva med en på en förut- bestämd frekvens centrerad huvudlob och under tryckta sidolo- ber.

Uppfínningen är bland annat baserad på uppgiften att utveckla en akustisk vågresonatoranordninq. vid vilken de an- nars likformiga reflektorerna är modifierade på sådant sätt. att reflektorernas sidolober undertryckes. medan samtidigt ovannämnda olägenheter undgås.

Den inledningsvis angivna resonatoranodningen känne- tecknas enligt uppfinningen av att modifieríngen av den modi- fierade reflektorn med hänsyn till den likformiga gruppen om- fattar ersättning av ett antal satser av åtminstone ett hand i den likformíga gruppen med samma antal likartat placerade satser av minst ett band. att de ersättande banden har samma 7907771 -5 djup och längd som banden i den likformiga gruppen och att antalet band och deras bredd och plats längs fortplantnings- linjen i varje ersättande sats är valda på sådant sätt. att varje ersättande sats åstadkommer nollreflexion av de akustis- ka vågorna med den förutbestämda frekvensen.

Uppfinningens grundtanke är uteslutningsvägning. som ej åstadkommes genom enkel uteslutning av reflekterande ele- ment från den nominella likformiga gruppen utan i stället genom ersättning av reflexionselement i den likformiga gruppen med element. som åstadkommer nettonoll-reflexion på erforder- liga ställen och även åtminstone delvis kompenserar den has- tighetsstörning. som skulle uppkomma till följd av dylik enkel uteslutning. En fördel med denna grundtanke att utesluta genom ersättning av band är att olika reflektorgrupper. vid vilka elementens reflexionsförmåga ändras genom ändring av bandens djup. lätt kan dimensioneras. utan att ersättningstekniken be- höver ändras från den ena gruppen till den andra.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med ledning av åtföljande ritning. där _ fig. l visar en schematisk planvy av en resonator- anordning för akustiska vågor med två interdigitala omvandlare i ett resonanshålrum. som är bildat mellan två reflekterar, som visas såsom en_likfornig grupp utan den modifikation. som är kännetecknande för uppfinningen. fig. 2 den beräknade karakteristikan för reflexions- förmåga med hänsyn till frekvens för ett typiskt utförande av var och en av de i fig. 1 visade reflektorerna. fig. 3 en schematisk planvy av ett filter. varvid reflektorerna vid de båda hålrummen i detta filter återigen år 7 likformiga grupper utan den modifikation. som är kännetecknan- de för uppfinningen. fig. 4 amplitud-frekvenskurvan för ett filter, an- ordnat enligt rig. 3. fig. SA. SB och SC en planvy av en enkel uteslut- ningsvägd reflekterande grupp. vars vägning omfattar ettor och nollor. jämte gruppens vägningsfunktion såsom en jämn kurva. fig. SD och SE en reflekterande grupp i plan och tvärsnitt. vid vilken uteslutningsvägning är genomförd enligt uppfinningen. 7907771-5 fig. GA en tvärsnittsvy av en anordning med band, som kan betraktas såsom en del av reflektorerna, som bildar det i fig. l visade resonanshålrummet, fig. 6B - 6H var för sig ruppen av band enligt fig. 6A, modifierad medelst ersättande band, som kan bilda 'en eller flera satser av ersättande band i en vägd reflek- torgrupp av i fig. SD och SE visad art, fig. 7 karakteristikan för reflexionsförmågan med hänsyn till frekvens för en reflektorgrupp, som är vägd en- ligt uppfinningen, fig. 8 en schematisk planvy av ett filter, vid vil- ket reflektorerna vid de båda hâlrummen är vägda grupper en- ligt uppfinningen, varvid de båda hâlrummen har ett kombi- nerat passband, som omfattar endast tre resonansvâgtyper 'och omvandlarna inuti hålrummen har maximal koppling till ståendevågenergi vid den mittre vâgtypsfrekvensen och noll- koppling till ståendevàgenergi vid de två yttre vågtyps- frekvenserna, fig. 9 amplitud-frekvenskurvan för ett enligt fig. 8 anordnat filter, fig. 10 en schematisk planvy av en del av en resona- toranordning med ett resonanshålrum och en interdigital om- vandlare i hålrummet i och för noll-koppling till jämna våg- typer, som upprätthålles av detta hålrum, fig. ll en schematisk planvy av en anordning, som är likartad den i fig. 10 visade men vid vilken den digitala om- vandlaren är anordnad för noll-koppling till udda vågtyper, som upprätthâlles av hålrummet, och ' fig. 12 en schematisk planvy av en del av en resona- toranordning med ett resonanshålrum och två interdigitala om- vandlare i hålrummet, som var för sig är anordnade för noll- koppling till udda vågtyper, som upprätthålles av hâlrummet, vilket visas i reducerad skala i jämförelse med fig. 10 och ll.

I fig. l visas en planvy av ett substrat l med förmå- ga att fortplanta akustiska vågor. Detta substrat kan vara varje välkänt piezo-elektriskt substrat med förmåga att fort- planta akustiska ytvågor i ytan, t.ex. litiumniobat eller 7907771-5 kvarts, eller kan vara ett piezo-elektriskt substrat med för- måga att fortplanta akustiska massvågor parallellt med och nä- ra ytan, t.ex. ett vridet Y-stycke av kvarts med fortplant- ning i rät vinkel mot X-axeln, såsom beskrives på sid 128 - l30 i ovannämnda publikation Electronics Letters. I fortsätt- ningen kommer substratet l att vara en av dessa båda typer och kommer att med akustiska vågor avses tillämpliga ytvågor eller nämnda speciella typ av massvågor.

Ett par inbördes åtskilda reflektorer Rl och R2 bil- dar ett resonanshålrum med förmåga att upprätthålla akustisk ståendevågenergi i substratet 1 vid ett antal distinkta reso- nansvågtypsfrekvenser, varvid två omvandlare TDI och TD2, som omfattar var sin interdigital grupp av elektroder, är belägna vid ytan på substratet 1 för koppling till akustisk stående- vâgenergi i hålrummet.

Varje reflektor Rl och R2 är en likformig grupp, be- stående av parallella reflexionselement 2 och 3 med samma re- flexionsförmâga, som befinner sig på lika avstånd efter var- andra vid ytan på substratet 1. Reflexionselementen 2 och 3 i varje likformig grupp, som är nominella likformiga grupper utan den modifikation, som beskrives nedan och som är utmärkan- de för uppfinningen är var för sig en diskontinuitet i form av ett band vid ytan 1. Banden 2 och 3 i varje grupp har vidare samma djup och längd och är centrerade på samma linje P för fortplantning av akustiska vågor vid ytan l. Banden 2 och 3 har även vardera en bredd av en kvarts våglängd (?\/4) och är placerade på ett centrumavstånd längs linjen P av en halv våglängd Å/2 för de akustiska vågorna med en förutbestämd frekvens fo. Reflexionselementen 2 och É i reflektorerna kan var för sig vara ett spår i substratet vid ytan l. En annan ' möjlighet är att elementen 2 och 3 var för sig kan vara ett skikt av ledande material på substratet vid ytan l. I detta senare fall kan elementen 2 och 3 och omvandlarnas TDl och TD2 elektroder vara framställda av samma ledande material.

Vidare kan i detta fall reflexionselementen i varje reflek- tor vara anslutna medelst minst en ej visad samlingsskena av 79Û77Y1-S ledande material på substratet vid ytan 1. Varje element 2 och 3 är avsett att reflektera en del av akustisk vâgenergi, som infaller mot detsamma, medan reflexionsförmåga-frekvens- kurvan för varje likformig grupp har en huvudlob och sidolo- ber, som är centrerade på den förutbestämda frekvensen fo.

I fig. 2 visas den beräknade karakteristikan för re- flexionsförmåga IRI, som är avsatt i linjär skala, med av- seende på den normaliserade frekvensen f/fo för.ett typiskt exempel på var och en av reflektorerna Rl och R2, bestående av 250 band med vardera reflexionsförmågan 2 %. För en ty- pisk mittfrekvens fo av 100 MHz åstadkommer huvudloben för en dylik reflektorgrupp ett passband med hänsyn till re- flexionsförmåga av cirka l,5 MHz, som är centrerat på frek- vensen l00 MHz. För att återgå till fig. l är resonanshål- rummets effektiva längd L i huvudsak ett helt tal av halva våglängder vid var och en av resonansvågtypsfrekvenserna. I föreliggande fall uppgår längden L till 500 Ä vid 100 MHz inklusive ett avstånd av ÃOOÅ mellan de närmaste elementen 2 och 3 i reflektorerna Rl och R2. Denna längd L bestämmer ett avstånd av 100 kHz mellan angränsande resonansvågtyps- frekvenser, så att hålrummet har förmåga att upprätthålla 15 resonansvâgtyper inom huvudlobspassbandet av 1,5 MHz. Såsom framgår av fig. 2, är sidoloberna i kurvan höga och kan hål- rumets resonansvâgtyper, som ligger inom dessa sidolober, ha avsevärda Q-värden, som bestämmas av Q = 21f|RI L/1 -IRIZ.

Dessa vågtyper med lågt Q-värde är ej önskvärda och åstad- kommer ett gensvar av främmande ursprung med hänsyn till den i fig. l visade resonatoranordningens prestanda.

Den i fig. l visade anordningen kan användas såsom sådan och utan modifikation, d.v.s. ett enda hålrum med två omvandlare, såsom ett enda resonatorfilter med två anslut- ningar. Om den i fig. l visade anordningen endast omfattar en enda omvandlare, bildar den ett resonanskretselement. Två eller flera resonatoranordningar med två omvandlare i varje hålrum enligt fig. l eller med endast en enda omvandlare l hålrummet kan kaskadkopplas för bildande av ett elektriskt 7907771-5 filter med kopplade resonatorer. Ifrâga om ett filter med tvâ resonatorer kan t.ex. organ för koppling av de båda hål- rummen för åstadkommande av kaskadkoppling vara utförda så- som en omvandlare i vart och ett av hålrummen, varvid dessa båda omvandlare är elektriskt anslutna, eller en av flera band bestående kopplingsanordning, som sträcker sig mellan de båda hâlrummen, eller en sådan modifikation av de båda resonatorerna, att de delar en gemensam reflektor med akus- tisk läckning genom denna gemensamma reflektor, som åstad- kommer kopplingen. Med hänsyn till samtliga användningsfall för den i fig. l visade resonatoranordningen och i synnerhet ifråga om ett elektriskt filter med kopplade resonatorer är det önskvärt att undertrycka ovannämnda vågtyper med lågt Q-värde, som ligger inom sidoloberna i reflektorkurvan. Det- ta sker genom undertryckning av dessa sidolober på ett spe- ciellt sätt, som beskrives nedan och som är utmärkande för uppfinningen. Ett typiskt exempel på ett dylikt filter och dess amplitud-frekvenskurva utan denna undertryckning av dessa vågtyper, kommer nu att beskrivas; Enligt fig. 3 är två anordningar pâ samma substrat l sammankopplade, som var och en omfattar två omvandlare, anordnade enligt fig. l. Paret reflektorer Rll och R2l och även paret reflektorer Rl2 och R22 är anordnade på samma sätt som paret reflektorer Rl och R2 i fig. l. Ingångsomvandlaren ïTDl är förbunden med en källa S för elektrisk energi via klämmor ITl och IT2, medan utgångsomvandlaren OTDl är för- bunden med ingângsomvandlaren ITD2 och utgångsomvandlaren OTD2 är förbunden med en belastning Z via klämmor 0Tl och OT2. Två resonatoranordningar för akustiska vågor, som är sammankopplade enligt fig. 3 genom elektrisk anslutning av utgångsomvandlaren i den första anordningen till ingångsom- vandlaren i den andra anordningen, bildar ett elektriskt filter med kopplade resonatorer.

Fig. 4 visar en typisk frekvenskurva för ett om- vandlarkopplat elektriskt filter för akustiska ytvågor, som är dimensionerat för ett smalt passband med låga förluster. 7907771 -5 Filtret, vars kurva visas i fig. 4, är i stort uppbyggt en- ligt fig. 3, d.v.s. filtret omfattar två resonanshålrum, vart och ett bildat av två reflektorer med likformiga grup- per, varvid två omvandlare befinner sig inuti varje hålrum, varav omvandlaren i ett av hålrummen bildar ingångsomvand- lare och omvandlaren i det andra hålrummet bildar utgångs- omvandlare och de övriga båda omvandlarna sammankopplar de båda hålrummen. De numeriska värden, som anges i beskriv- ningen nedan, är approximativa värden och är endast avsedda att vara vägledande för dimensionering av ett filter med den i fig. 4 visade kurvan. Substratet är ett stycke kvarts med förmåga att upprätthålla akustiska ytvågor. Re- flektorerna, som bildar hålrummen, består vardera av 750 metallband med reflexionsförmågan 0,2 % på ytan på substra- tet med ett effektivt avstånd av en halv våglängd hos de akustiska ytvågorna vid en mittfrekvens av 160 MHz, så att ett reflexionspassband av 600 kHz erhålles, som är centrerat på denna mittfrekvens av 160 MHz. Avståndet mellan de båda reflektorerna i varje hâlrum är 150 våglängder och den ef- fektiva längden av varje hâlrum uppgår till cirka 250 våg- längder vid nämnda mittfrekvens, så att ett mellanrum upp- står mellan frekvenserna för intilliggande resonansvågtyper för hålrummen av 300-MHz. Reflektorernas uppbyggnad i för- hållande till deras inbördes avstånd är därför sådant, att reflektorernas kombinerade passband omfattar enbart tre in- tilliggande distinkta resonansvågtypsfrekvenser, varav mitt- frekvensen är nämnda mittfrekvens av 160 MHz. Inom varje hålrum upptar varje omvandlare en sträcka av 60 våglängder vid mittfrekvensen längs hålrummets längd. Samtliga omvand- lare är interdigitala med delade elektroder, vars effektiva centra befinner sig på ett inbördes avstånd av en halv våg- längd vid mittfrekvensen 160 MHz och omvandlarna är dimen- sionerade för att koppla med maximal verkningsgrad till re- sonansvågtypen i mittfrekvensen av 160 MHz. Frekvenskurvan för detta filter, som är angiven i fig. 4 genom en heldragen linje, är en bandpasskurva med en inlänkningsförlust av 7907771-5 16 l0 dB i ett 50-ohm-system vid frekvensen av 160 MHz vid kur- vans topp. Denna inlänkningsförlust kan reduceras till cirka -6 dB genom tillämplig impedansanpassning av ingångs- och ut- gångsomvandlarna till den yttre kopplingen och kan reduce- ras ytterligare till cirka 3 dB genom inkoppling av en in- duktans tvärs över de kopplande omvandlarna. Bandbredden hos kurvan vid 3 dB under kurvans topp uppgår till 20 kHz.

Bärbandsnivån för kurvan inom omrâdet i närheten av band- passområdet omfattar gensvar, som förekommer vid nivåer av 30 dB och 45 dB under kurvans toppvärde, motsvarande de två resonansvâgtyper, som hålrummen har förmåga att upprätt- hålla vid 159,7 MHz och 160,3 MHz. Dessa två gensvar be- finner sig just innanför det kombinerade reflexionsförmåga- 'frekvenspassbandet, som anges.genom den streckade konturen, för reflektorerna i resonatorerna. Genom att anordna om- vandlarna på speciellt sätt i hâlrummen, vilket ej visas i fig. 3 men som kommer att beskrivas och visas nedan, kan om- vandlarna ha noll-koppling till omväxlande vågtyper, som hålrummen har förmåga att upprätthålla. Dessa noll-kopplade omväxlande vågtyper kommer att inbegripa de båda vâgtyperna vid 159,7 MHz och l60,3 Mz och filtrets gensvar vid dessa två frekvenser omedelbart innanför passbandet för reflekto- rerna kommer därför att undertryckas till en mycket låg ni- vâ av cirka 75 dB under kurvans topp. De samordnade omväx- lande, noll-kopplade vågtyperna med lågt Q-värde inom re- flektorkurvans sidolober kommer att ytterligare förbättra filterkurvans spärrbandsnivå till en total nivå av cirka 60 dB under kurvans topp. Spärrbandsnivån kan ytterligare förbättras genom undertryckning av sidoloberna på det spe- ciella sätt, som kommer att beskrivas nedan, så att samtliga vågtyper med lågt Q-värde för hålrummen undertryckes, som befinner sig inom dessa sidolober.

I fig. SA visas en planvy av en grupp parallella band REl, RES, REB, RES, REll, RElZ, REl3, REl5, REl6,' REl9 och RE23. Om band RE2, RE3, REA, REG, RE7, RElO, REl4, REl7, REl8, RE20, RE2l och RE22, som är angivna genom strec- 7907771-5 11 kade linjer, även skulle ingå, skulle banden REl ~ RE23 bil- da en likformig grupp av på inbördes lika avstånd belägna reflexionselement med samma reflexionsförmåga, som bildar någon av reflektorerna Rl, R2, Rll, R2l, Rl2 och R22, som bildar de i fig. 1 och 3 visade resonatorhålrummen. Till följd av frånvaron av de genom streckade linjer angivna banden uppnås uteslutningsvägning av den annars likformiga gruppen. Fig. 5B visar uteslutningsvägningen av gruppen så- som ettor och nollor, som representerar en viss liten bråk- del av reflexionsförmåga och nollreflexion vid lika inter- valler längs gruppen, medan fig. SC visar denna vägnings- funktion som en jämn kurva.

I fig. SD och SE visas en grupp, på vilken ute- slutningsvägning enligt uppfinningen tillämpas ej genom en- kel uteslutning av reflekterande element från den nominella likformiga gruppen utan istället genom ersättning av re- flekterande element i den likformiga gruppen med element, som åstadkommer både netto-noll-reflexion på erforderliga ställen och även åtminstone partiell kompensation av den hastighetsstörning, som skulle uppkomma till följd av dylik enkel uteslutning. Vid den i fig. SD och SE visade gruppen ingår banden REl, RES, RE8, RE9, REll, REl2, REl3, REl5, REl6, REl9 och RE23 i den likformiga gruppen, medan de snedstreckade banden REMI - REMl5 bildar ett antal satser av åtminstone ett band, som ersätter ett lika antal likartat belägna satser av åtminstone ett band i den likformiga grup- pen, d.v.s. satsen band REMl - REM6 ersätter satsen band RE2 - RE4 i den likformiga gruppen, varvid den av ett band REM? bestående satsen ersätter satsen band RE6 och RE7 i den likformiga gruppen, medan den av bandet REM8 bestående satsen ersätter satsen, som består av ett band REl0 i den likformiga gruppen, och satsen band REM9 och REMIO ersätter satsen-med det ena bandet REl4 i den likformiga gruppen; Satsen band REMll och REMl2 ersätter satsen med banden REI7 och REl8 i den likformiga gruppen, medan satsen band REMl3 - REMIS ersätter satsen med banden RE20 - RE22 i den lik- 7907771-5 12 formiga gruppen. Såsom förklaras närmare nedan med led- ning av fig. 6A - 6H har de ersättande banden sama djup och längd som banden i den likformiga gruppen, medan anta- let och bredden av och platsen längs en fortplantningslinje för akustiska vågor för åtminstone det ena bandet i varje ersättande sats är sådant, att varje ersättande sats å- stadkomer netto-noll-reflexion av akustiska vågor vid en förutbestämd frekvens, medan antalet och bredden av det åt- minstone ena bandet i varje ersättande sats vidare är så- dan; att de åtminstone delvis kompenserar hastighetsstör- ningen av dessa akustiska vågor, som skulle uppträda om samma netoo-noll-reflexion åstadkommas genom enkel ute- slutning av band från den likformiga gruppen.

Fig. 6A visar en tvärsnittsvy av en anordning med sju band RE3l - RE37, som vartdera har en bredd av en kvarts våglängd Å/4 och befinner sig på ett inbördes centrumav- stånd längs en fortplantningslinje av en halv våglängd Ä/2 för akustiska vågor vid en förutbestämd frekvens. De kan be- traktas utgöra en del av någon reflektorerna Rl och R2, som bildar det i fig. l visade resonanshålrummet, d.v.s. dessa band har samma längd, samma djup, och bildar diskontinuite- ter vid en yta på ett substrat 1, som är centrerad på samma fortplantningslinje vid denna yta. Fig. 6B - 6H visar var för sig gruppen band RE3l - RE37, som är modifierad genom ersättning med band, som visas snedstreckade, och som kan bilda en eller flera satser av ersättande band i en vägd re- flektorgrupp såsom den i fig. 5D och 5E visade gruppen. De bandformade diskontinuiteterna uppträder i fig. 6A - 6H så- som skikt ovanpå substratet, men med hänsyn till deras ver- kan såsom reflekterande element kan de betraktas ha varje annan lämplig form, t.ex. spår i substratet.

I fig. 6B - 6E visas exempel på en ersättande sats av band, bestående i detta fall av_samma antal av minst två band som antalet band i en likartat belägen sats i den lik- formiga gruppen, varvid varje band i den ersättande satsen har en bredd av en kvarts våglängd Å/4 för de akustiska 7907771-5 13 vågorna vid den förutbestämda frekvensen och banden i den ersättande satsen har ett centrumavstând längs fortplant- ningslinjen, som avviker från centrumavstândet mellan ban- den i den likartat belägna satsen i den likformiga gruppen.

Enligt fig. 6B består den ersättande satsen av tvâ band REM33 och REM34 med ett centrumavstånd längs fortplantnings- linjen av tre fjärdedelar av en våglängd ( BÄ/M) för de akustiska vågorna vid den förutbestämda frekvensen. Banden REM33 och REM34 ersätter banden RE33 och RE34 i fig. 6A. Om _ man betraktar en från figurens vänstra sida infallande akus- tisk våg, kommer bandet REM33 att reflektera i riktning mot vänster en viss'mycket liten del av energin hos denna våg.

Vågen kommer sedan att fortsätta i riktning mot höger i fi- guren och samma mycket lilla del av i huvudsak samma mängd vågenergi, som infallit mot bandet REM33, kommer att reflek- teras av bandet REM34 i riktning mot vänster. Den från ban- det REM34 reflekterade vågenergin kommer att fördröjas med en banlängd av 31Å/2 i förhållande till den från bandet REM33 reflekterade vågenergin,.så att dessa band åstadkommer netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen. Detta förklarar netto-noll-reflexionen hos de båda banden REMl1 och REMl2 i fig. 5D och 5E. Enligt fig. 6 består den ersät- tande satsen av tre band REM33, REM34 och REM35 med ett in- bördes centrumavstånd längs fortplantningslinjen av två tredjedelar av våglängden för de akustiska vågorna. Banden REM33, REM34 och REM35 ersätter banden RE33, RE34 och RE35 i fig. 6A. Om man betraktar en från figurens vänstra sida infallande akustisk våg, kommer banden REM33, REM34 och REM35 vartdera att i huvudsak reflektera samma mängd våg- energi i riktning mot vänster. Den från banden REM34 och REM35 reflekterade vågenergin kommer i detta fall att för- al-öjas med banlängaer av 4A/3 och s A13 i förhållande till den från bandet REM33 reflekterade vågenergin av samma värde.

Detta är likvärdigt med reflekterad vâgenergi från vart och ett av banden REM34 och REM35, som båda är i motfas mot den från bandet REM33 reflekterade vågenergin, så att dessa tre band åstadkommer netto-noll-reflexion vid den förutbestämda 7907771-5 14 frekvensen. Detta förklarar netto-noll-reflexionen hos de tre banden REMl3, REMI4 och REMl5 i fig. 5D och SE. Enligt fig. 6D består den ersättande satsen av fyra band REM33, REM34, REM35 och REM36 med ett inbördes centrumavstånd av en och en kvarts våglängd eller 5Ä/4 för de akustiska vå- gorna mellan banden REM33 och REM35 och även mellan banden REM34 och REM36. Banden REM33 - REM36 ersätter banden RE33- RE36 i fig. 6A. Den från bandet REM35 reflekterade vågener- gin kommer att fördröjas med en banlängd av 5)\/2 i förhål- lande till den från bandet REM33 reflekterade vâgenergi, så att dessa två band ger upphov till netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen. På samma sätt kommer banden REM34 och REM36 att åstadkomma netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen. Enligt fig. 6E består den ersät- tande satsen av fem band REM32 f REM36, som ersätter de i fig. 6A visade banden RE32 - RE36. De tre banden REM32 - REM34 har ett inbördes centrumavstând av 2 Ä/B och åstadkom- mer därför netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frek- vensen på samma sätt som satsen av tre band REM33 - REM35 o fig. 6C. De två banden REM35 och REM36 har ett centrumav- stånd av 3 h/Ä och åstadkommer därför netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen på samma sätt som de i fig. 6B visade båda banden REM33 och REM34. Här kan framhål- las, att avståndet mellan banden RE3l och REM32 i fig. 6E är mindre än avståndet mellan banden RE32 och REM33 i fig.

GC och att även avståndet mellan banden REM36 och RE37 i fig. 6E är mindre än avståndet mellan banden REM34 och RE35 i fig. GB, varvid denna förskjutning av gruppen av tre band åt vänster och gruppen av två band erfordras vid den i fig. '6E visade anordningen för att undvika överlappning mellan banden REM34 och REM35. Såsom alternativ till de i fig. 6D och GE visade anordningarna skulle netto-noll-reflexion medelst grupper av fyra och fem band kunna uppnås genom ett plämpligt lika mellanrum mellan banden i dessa grupper. För- skjutningsprincipen, som åskådliggöres i fig. 6B - GE, är ej begränsad till ett maximum av fem efter varandra följande band i en ersättande sats. Sålunda kan t.ex. en ersättande 7907771-5 sats av sex efter varandra följande band åstadkommas genom tre grupper av två band, varvid varje grupp är anordnad så- som de båda banden REM33 och REM34 i fig. 6B eller genom två grupper av tre band, varvid varje grupp är anordnad så- som de tre banden REM33 - REM35 i fig. 6C, med lämplig pla- cering av grupperna för att undgå överlappning i varje fall.

Eftersom både antalet och bredden av banden i den ersättande satsen är desamma som beträffande banden i den likartat belägna satsen i den likformiga gruppen, medför den i fig. 6B - 6E visade anordningen fördelen, att banden i denna ersättande sats helt kompenserar hastighetsstör- ningen av akustiska vågor, som skulle uppträda, om samma netto-noll-reflexion skulle uppnås genom enkel uteslutning av band från den likformiga gruppen. En nackdel hos den i dessa figurer visade anordningen är att den ersättande sat- sen ej kan âstadkomma netto-noll-reflexion i stället för en likartat belägen sats 1 den likformiga gruppen, bestående av enbart ett enda band.

I fig. 6F visas två exempel på en ersättande sats av band, som i varje fall består av åtminstone ett par band, varvid varje par band ersätter motsvarande band av det åt- minstone ena bandet i en likartat belägen sats i den likfor- miga gruppen och banden i varje par har en bredd av en åt- tondel av en våglängd och ett inbördes centrumavstånd av en kvarts våglängd för de akustiska vågorna. I det första exemp- let består den ersättande satsen av ett par band REM321 och REM322, som ersätter bandet RE22 i fig. 6A. Om man betrak- tar en från figurens vänstra sida infallande akustisk våg, kommer bandet REM32l att reflektera i riktning mot vänster en viss del av energin i denna våg. Vågen kommer sedan att fortsätta i riktning mot höger i figuren och samma del av i huvudsak samma mängd vågenergi, som infallit mot bandet REM32l, kommer att reflekteras av bandet REM322 i riktning mot vänster. Den från bandet REM322 reflekterade vågenergin kommer att fördröjas med en banlängd av få/2 i förhållande till den från bandet REM321 reflekterade vågenergin, så att 7907771-5 16 dessa tvâ band åstadkommer netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen. Detta förklarar netto-noll-reflexio~ nen hos det i fig. SD och SE visade paret band REM9 och REMIO. Paret band REM34l och REM342, paret REM35l och REM352 och paret REM36l och REM362 ersätter banden RE34, RE35 och RE36 i fig. 6A, medan varje par åstadkommer netto-noll-re- flexion på samma sätt som paret REM32l och REM322. Detta förklarar netto-noll-reflexionen hos de sex banden REM 1 - REM6, som visas i fig. 5D och SE.

Den i fig. GF visade anordningen har fördelen, att den ersättande satsen kan åstadkomma netto-noll-reflexion i stället för en likartat belägen sats i den likformiga grup- pen, bestâende av endast ett enda band.

Det är lämpligt att nu förklara de mekanismer, som hänför sig till reflexioner av akustiska vågor, som uppnås medelst diskontinuiteter vid ytan på ett substrat, som är bildade av de efter varandra följande banden i de i fig. l, 5 och 6 visade reflekterande grupperna. Varje band bildar två kantdiskontinuiteter vid ytan, d.v.s. en framkantdis- kontinuitet, där en akustisk våg träffar bandet och en bak- kantdiskontinuitet, där en akustisk våg lämnar ett band.

Fram- och bakkanterna på ett band reflekterar var för sig en del av den akustiska vågen och dessa två delar är av mot- satt fas. Sâlunda kan t.ex. de reflexioner, som åstadkommes medelst de båda efter varandra följande banden RE32 och RE33 i fig. 6A, betraktas vara adderande på två olika sätt enligt följande. För det första utgör den totala reflexio- nen från bandet RE32 summan av den från den vänstra fram- kanten reflekterade energin och den från den högra bakkan- ten reflekterade energin med samma amplitud, som är av mot- satt fas vid denna bakkant men är fördröjd med en banlängd av fï/2 i förhållande till den från framkanten reflekterade energin och är därför i fas med denna. Den totala reflexio- nen från bandet RE33 utgör även summan av de i fas liggande komponenter, som åstadkommas av dess fram- och bakkanter.

Den totala reflekterade energin från bandet RE33 är fördröjd med en banlängd av Å i förhållande till den totala från 7907771-5 l7 bandet RE32 reflekterade energin, så att reflexionerna från de båda banden är i fas. För det andra är reflexionerna från de båda framkanterna på banden RE32 och RE33 av samma fas vid dessa kanter och adderas med avseende på fas till följd av en banlängsfördröjning av Å . Reflexionerna från de båda bakkanterna på banden RE32 och RE33 är av samma fas vid dessa.kanter med ett tillägg i fas till följd av en ban- längdfördröjning av' Ä. Reflexionerna från de båda bakkan- terna är av motsatt fas i förhållande till reflexionerna från de båda framkanterna men är fördröjda med en banlängd av ,ñ/2 i förhållande härtill och adderas därför med hänsyn till fas. Därför beror den totala reflekterade energin hos akustiska vågor, som fortplantas en bestämd sträcka längs en substratyta med ett antal diskontinuitetsbildande re- flexionselement med sama djup och samma längd i en re- flexionsgrupp och antalet och bredden av dessa band och de- ras inbördes läge.

I fig. 6G och 6H visas tre exempel på ersättande sats, bestående av ett enda band, vars bredd är lika med n halva våglängder, där n är ett helt tal och inbegriper ett, för de akustiska vågorna vid den förutbestämda frekvensen.

Vid det i fig. 6G visade första exemplet ersätter det enda bandet REM40 bandet RE32 i fig. 6A och har en bredd av en halv våglängd för de akustiska vågorna. Fram- och bakkanterna på bandet REM40 reflekterar en i huvudsak lika mängd våg- energi av motsatt fas vid dessa kanter, varvid den från fram- kanten reflekterade vågenergin fördröjes med en banlängd av Å i förhållande till den från framkanten reflekterade våg- energin, så att bandet REM40 åstadkommer netto-noll-reflexion vid den förutbestämda frekvensen. Detta förklarar netto-noll- reflexionen hos det i fig. 5D och 5E visade bandet REM8. Vid det andra exemplet enligt fig. 6G ersätter det enda bandet REM4l den i fig. 6 visade satsen band RE34 och RE35 och har en bredd av en halv våglängd vid den förutbestämda frekvensen.

Banlängdsfördröjningen av 2) mellan fram- och bakkanterna säkerställer netto-noll-reflexion från bandet REMQI vid den 7907771-5c 18 förutbestämda frekvensen och detta förklarar netto-noll-re- flexionen hos bandet REM7 i fig. SD och SE. Enligt det i fig. 6 så visade tredje exemplet ersätter det enda bandet REM42 de båda RE34 och RE35 i fig. 6A och har en bredd av en halv våglängd för att säkerställa netto-noll-reflexion från ban- det vid den förutbestämda frekvensen.

De i fig. 6G och GH visade anordningarna har förde- len, att den ersättande satsen,xär bredden av det ingående enda bandet är en halv våglängd, kan åstadkomma netto-noll- reflexion i stället för en likartat belägen sats i den lik- formiga gruppen, bestående av endast ett enda band.

De i fig. 6A och 6E visade anordningarna och ar- rangemanget av banden REM34l - REM362 i fig. 6F kan gemen- samt anses bilda en ersättande sats, bestående av minst två band, varvid summan av bredderna av dessa två band är densam- ma som summan av bredderna av åtminstone det ena bandet i den likartat belägna satsen i den likformiga gruppen. De i fig. 6A - GE visade anordningarna och arrangemanget av ban- det REM40 i fig. 6G kan gemensamt anses bilda en ersättande sats, bestående av sama antal band som åtminstone det ena bandet i den likartat belägna satsen i den likformiga grup- pen. _ Mekanismen, som berör hastighetsvariationerna hos akustiska vågor, som uppkommer till följd av diskontinuite- terna vid ytan på ett substrat, vilka är bildade av de efter varandra följande banden i de i fig. l, 5 och 6 visade re- flekterande grupperna, kommer nu att förklaras. De akustiska vågorna undergår fördröjning till följd av lagring av energi, både när de möter framkanten och när de lämnar bakkanten på en banddiskontinuitet, vilket gäller oberoende av bandens form, t.ex. spår i substratet eller skikt av ledande mate- rial på substratet. När banden är utförda såsom skikt av le- dande material på substratet, har de akustiska vågorna annan _ hastighet, d.v.s. den minskas, medan de fortplantas genom ett ytomrâde i närvaro av en banddiskontinuitet, än när de fortplantas genom ett ytområde i avsaknad av en dylik dis- kontinuitet. De akustiska vågorna undergår sålunda en extra 7907771-5 19 fördröjning, som beror på denna hastighetsminskning. Tiden, "som åtgår för den akustiska vägens fortplantning över en be- stämd sträcka längs en substratyta med ett antal diskontinui- tetsbildande reflexionselement i form av band med samma djup i en reflekterande grupp, beror sålunda på antalet av dessa band och möjligen även på bredden av dessa band. Om dessa band uteslutes från en likformig grupp, är tiden, som åtgår för vägens fortplantning över denna sträcka, en annan och kan denna våg betraktas ha undergått en hastigshetsstörning inom denna sträcka längs substratet.

Med hänsyn till den i föregående stycke lämnade för- klaringen är det sätt nu tydligt, på vilket den ersättande satsen av band vid en enligt uppfinningen modifierad re- flektorgrupp kan utformas, så att de tillsammans åtminstone delvis kompenserar hastighetsstörningen av akustiska vågor, som skulle uppträda, om samma netto-noll-reflexion skulle åstadkommits genom enkel uteslutning av band från den nomi- nella likformiga gruppen. Om banden utgöres av ledande skikt, är, när netto-noll-reflexion erfordras i gruppen i stället för två eller flera band i den likformiga gruppen, de i fig. 6A - 6E åskådliggjorda förskjutningsarrangemangen särskilt lämpliga, eftersom de helt kompenserar hastighetsstörning.

När netto-noll-reflexion erfordras inom gruppen i stället för ett enda band i form av ett ledande skikt i den likformiga gruppen, kan antingen ett par band med halva bredden enligt fig. 6F eller ett enda band med dubbel bredd enligt fig. 6G 'användas med fördel, eftersom de ger upphov till partiell kompensering av hastighetsstörning. Om'banden utgöres av spår, erfordras netto-noll-reflexion inom gruppen i stället för två eller flera band i den likformiga gruppen, varvid de i fig. 6A - GE åskådliggjorda förskjutningsarrangemangen kommer att åstadkomma fullständig kompensation av hastighetsstörning.

När netto-noll-reflexion erfordras inom gruppen i stället för ett enda spârformat band i den likformiga gruppen, kommer ett par band med halva bredden enligt fig. 6F att åstadkomma lika stor hastighetsstörning som enkel uteslutning och kan därför ej användas med fördel, medan ett enda band med dub- 7907771-5 2o_ bel bredd enligt fig. 6G kan användas med fördel, eftersom det ger upphov till fullständig kompensering av hastighets- störning.

I fig. 7 visas i form av en heldragen linje kurvan över reflexionsförmåga IR] i logaritmisk skala som funk- tion av den normaliserade frekvensen f/fo för en vägd re- flektorgrupp, baserat på en nominell likformig grupp, beståen- de av 750 band, som vart för sig har en reflexionsförmåga av 0,2 % men är modifierade enligt uppfinningen på sätt, som be- skrivits ovan med ledning av fig. 5 och 6. Denna kurva har ett passband, som i huvudsak är likartat huvudloben i motsva- rande kurva för den nominella likformiga gruppen, och ett spärrband, som är undertryckt med cirka 15 till 20 dB över det visade frekvensområdet i jämförelse med sidoloberna, som anges genom streckade linjer, i motsvarande kurva för den no- minella likformiga gruppen. För en typisk mittfrekvens fo av 160 MHz uppgår det visade frekvensområdet till 5 MHz. Den vägda gruppen, vars kurva visas i fig. 7, är sålunda sym- metrisk omkring mitten av gruppen och antalet efter varandra följande band i en sats i den nominella likformiga gruppen, som- är ersatt av band, som åstadkommer netto-noll-reflexion, ökar från gruppens mitt i riktning mot gruppens ändar på i stort samma sätt som visas i fig. 5.

Enligt fig. 8 är två resonatoranordningar för akus- tiska vågor på sama substrat l sammankopplade, vilka består av var sina två omvandlare i respektive hålrum. Uppbyggnaden av paret reflektorer RllM och R2lM och paret reflektorer Rl2M och R22M i förhållande till avståndet, med vilket re- flektorerna i varje par är skilda från varandra, är sådan, att det kombinerade reflexionsfrekvenspassbandet för reflek- torerna i resonatorerna omfattar endast tre intilliggande distinkta resonansvågtyper. Reflektorerna i varje par är mo- difierade på sätt, som beskrivits ovan med ledning av fig. 5 och 6, med hänsyn till en tillhörande nominell likformig grupp, bestående av på lika inbördes avstånd anordnade re- flexionselement med sama reflexionsförmåga. Reflexionsförmå- 7907771-5 21 ga-frekvenskurvan för varje likformig grupp omfattar en hu- vudlob och sidolober, som är centrerade på en förutbestämd frekvens, medan reflexionsförmåga-frekvenskurvan för varje modifierad reflektor omfattar ett passband, som i huvudsak är likartat huvudloben, och ett spärrband, som är undertryckt i jämförelse med sidoloberna på 1 fig. 7 visat sätt. Den nomi- nella likformiga gruppen är densamma för båda reflektorerna i varje par och vidare är varje reflektor likartat modifie- rad med hänsyn till denna nominella likformiga grupp, vilket medför förbättrad spärrbandsundertryckning i den kombinerade reflexionsförmåga-frekvenskurvan för varje par reflektorer.

Ingångsomvandlaren ITD3 är förbunden med en källa S för elektrisk energi via klämmor IT3 och IT4, medan utgångsom- vandlaren 0TD2l, OTD22 är förbunden med klämmer 0ITl och OIT2. Ingångsomvandlaren ITD2l,, ITD22 är förbunden med kläm- morna 0ITl och OIT2, medan utgångsomvandlaren OTD3 är för- bunden med en belastning Z via klämmer OT3 och OT4. Omvand- larna ITD3 och ITD2l, OTD22 och även omvandlarna OTD3 och ITD2l, ITD22 är uppbyggda och anordnade på sådant sätt i si- na respektive hålrum, att samtliga dessa omvandlare har noll- netto-koppling till ståendevågenergi i hålrumen vid de båda yttre vågtypsfrekvenserna och icke-noll-netto-koppling till stâendevågenergi vid vågtypsfrekvensen i mitten av de tre intilliggande resonanspassbanden för reflektorerna. Två reso- natoranordningar för akustiska vågor, som är sammankopplade enligt fig. 8 genom elektrisk inkoppling av utgångsklämmor- na på den första anordningen till ingângsklämmorna på den andra anordningen, bildar ett elektriskt filter med kopplade resonatorer.

Fig. 9 visar i form av en streckad linje den i fig. 4 visade frekvenskurvan för ett typiskt elektriskt filter med medelst omvandlare kopplade resonatorer för akustiska yt- vågor, som är dimensionerat på sådant sätt, att det har ett smalt passband med låga förluster. I form av en heldragen linje visas även en uppskattning av den förväntade frekvens- kurvan för detta filter, när detta är modifierat enligt fig. 8, d.v.s. med omvandlarna avsedda att åstadkomma noll-kopp- 7907771-5 22 ling till de båda vågtyperna vid 159,7 MHz och 160,3 MHz och vidare med reflektorerna modifierade för undertryckning av sidolober i sina kurvor för att därigenom undertrycka samtliga vågtyper med lågt Q-värde i hålrummen, som ligger inom dessa sidolober. Kurvan förväntas avtaga jämnt från bandbredden av 20 kHz vid 3 dB under kurvans toppvärde till en total spärrbandsnivå av cirka 75 dB under kurvans topp- värde åtminstone över det visade frekvensområdet av 2 MHz.

I det följande förklaras närmare beskaffenheten av var och en av omvandlarna i hâlrummen enligt fig. 8, så att noll-netto-koppling uppnås till ståendevâgenergi i respektive hålrum vid de båda yttre vågtypsfrekvenserna och icke-noll- netto-koppling till ståendevågenergi vid den mittre vågtyps- frekvensen inom hâlrumsreflektorernas passband. Sammanfatt- ningsvis kan sägas, att varje omvandlare är anordnad på så- dant sätt, att gruppen elektroder är interdigitalt förbun- den inom omvandlaren med ett par klämor och är symmetriskt anordnad i förhållande till en central punkt i hålrummet, så att ett antal elektrodpar bildas, varvid elektroderna i varje par befinner sig på samma avstånd i motsatta rikt- ningar från denna centrala punkt. Den centrala punkten i hålrummet kan sammanfalla med en nok och en buk i den ståen- de vågen vid en jämn vågtypsfrekvens, som är den mittre av de tre frekvenserna, och vid udda vågtypsfrekvenser, som ut- gör de övriga två av dessa tre frekvenser. I detta fall är de båda elektroderna i varje par elektriskt förbundna med samma klämmor i paret klämmor. Den centrala punkten i hål- rummet kan alternativt sammanfalla med en nod och en buk i den stående vågen vid en udda vågtypsfrekvens, som är den mittre av de tre frekvenserna, och vid jämna vâgtypsfrek- venser, som utgöres av de båda andra frekvenserna. I detta fall är de båda elektroderna i varje par elektriskt förbund- na med samma klämma i paret klämmor. Omvandlaren kan sålunda betraktas vara uppbyggd av två lika halvor, en i varje halva av hålrummet. När två omvandlaren skall finnas i hålrummet, kan båda omvandlarna åstadkomma lika effektiv undertryckning 7907771-5 23 av de båda yttre vågtyperna, varvid de båda halvorna av den ena omvandlaren befinner sig intill varandra inom ett område mellan de båda halvorna av den andra omvandlaren. vid en anordning, vid vilken en enda omvandlare finnes i hål- rummet, kan varje halva av omvandlaren upptaga t.ex. en li- ten del av sin halva av hålrummet, som kan befinna sig nära mittpunkten eller nära reflektorerna, eller hela delen av sin halva av hålrummet. _ Fig. 10 visar en planvy av ett substrat l med för- måga att fortplanta akustiska vågor. Ett par på inbördes av- stånd belägna, ej visade reflektorer bildar ett resonanshål- rum med förmåga att upprätthålla akustisk ståendevâgenergi i substratet 1 vid ett flertal resonansvågtypsfrekvenser.

Ståendevåg-resonansmönstret för varje vågtyp kommer att uppvisa noder och bukar i akustisk spänning och töjning och även noder och bukar i elektrisk potential, mätt vid ytan. I föreliggande fall avses med noder och bukar minima och maxima för elektrisk potential, mätt vid ytan. En cent- ral punkt i hålrummet, som befinner sig på den i fig. 10 vi- sade linjen I - I, sammanfaller med en nod och en buk i den stående vågen vid en jämn vågtypsfrekvens och en udda våg- typsfrekvens, som bildar varje intilliggande par vågtyps- frekvenser, som upprätthålles av hålrummet. I fig. 10 visas resonansmönstren för tre intilliggande vågtyper M1, M2 och M3 vid successivt avtagande frekvenser, d.v.s. ökande våg- längd. Vågtyperna Ml och M3 har vid jämna vâgtypsfrekvenser en nod N vid mittlinjen I - I och vågtypen M2 vid en udda vågtypsfrekvens en buk AN vid mittlinjen I - I. De positiva och negativa tecknen i fig. 10 anger den inbördes fasen hos resonansmönstren för de tre vâgtyperna i förhållande till mittlinjen I - I vid en bestämd tidpunkt. 4 En omvandlare TD3 omvattar en grupp elektroder Yl, X1, X2 och Y2, som befinner sig på ytan 1 mellan det ej vi- sade paret reflektorer för koppling till akustisk stående- vågenergi i hâlrummet och interdigitalt via samlingsskenorp BX och BY förbundna med ett par klämmor Tl och T2. Gruppen _79o7771-5 24 elektroder är symmetriskt anordnad 1 förhållande till mitt- linjen I - I och bildar två par elektroder, varvid de båda i varje par ingående elektrodernas genom streckade linjer angivna effektiva mittpunkter befinner sig på samma inbördes avstånd i motsatta riktningar parallellt med hålrummets längd från mittlinjen I - I. Paret Xl och X2 befinner sig på ett avstånd x från linjen I - I och paret Yl och Y2 på ett avstånd y från linjen I - I. Paret X1 och X2 är gemensamt via samlingsskenan BX elektriskt förbundna med klämman Tl och paret Yl och Y2 är gemensamt via samlingsskenan BY elektriskt förbundna med klämman T2. Med hänsyn till båda de jämna vågtyperna M1 och M2 är elektroderna X1 och X2 belägna vid motsatta faser med samma storlek i det stâendevågmönst- ret och elektroderna Yl och Y2 är även belägna vid motsatta faser med samma storlek i det ståendevågmönstret. En om- vandlare TD3 bestående av par av elektroder anordnat på sam- ma sätt som paren X1, X2 och Yl, Y2, har sålunda noll-netto- koppling till ståendevågenergi vid varje jämn vågtypsfrek- vens för stående vågor, som hålrumet har förmåga att upp- rätthålla oberoende av de aktuella värdena av avstånden x och y. Om omvandlaren är en ingângsomvandlare och en växlan- de potentialskillnad tillföres klämmorna Tl och T2 vid frek- venserna för dessa jämna vågtyper, kommer därför dessa stående vågor med jämna vågtypsfrekvenser ej att upprätthål- las, medan, om stående vågor med jämna vågtypsfrekvenser fö- rekommer i hålrummet och omvandlaren är en utgångsomvandla- re, en elektrisk nollutsignal kommer att uppträda vid kläm- morna Tl och T2 vid frekvenserna för dessa jämna vågtyper.

Med hänsyn till den udda vågtypen M2 är elektroderna X1 och X2 belägna vid samma fas med lika storlek i det stâendevåg- mönstret och är elektroderna Yl och Y2 även belägna vid sam- ma fas med lika storlek i ståendevågmönstret. Såsom visas i fig. 10, är x ett helt tal halva våglängder vid frekvensen för vågtypen M2 och är y en halv våglängd större än x vid denna frekvens, så att omvandlaren har maximal koppling till ståendevågenergi vid frekvensen för vågtypen M2. Om omvand- 7907771-5 25 laren därför är en ingångsomvandlare och en växlande poten- tialskillnad tillföres klämmorna T1 och T2 vid frekvensen för vågtypen M2, kommer denna ståendevåg med udda vâgtyps- frekvens att upprätthållas med maximal effektivitet. Om den ståendevågen M2 förekommer i hålrummet och omvandlaren är en utgångsomvandlare, kommer en elektrisk signal att uppträda vid klämmorna Tl och T2 vid frekvensen för denna vågtyp M2 med den maximala amplituden. För att uppnå, att omvandlaren TD3 blir användbar, måste de aktuella värdena av avstånden x och y säkerställa, att omvandlaren har icke-noll-netto- koppling till ståendevågenergi vid åtminstone en udda våg- typsfrekvens, som hålrummet har förmåga att upprätthålla.

Om t.ex. avstånden x och y vore sådana, att samtliga elektro- der vore belägna på noder i en speciell udda vågtyp, eller vore sådana, att samtliga elektroder vore belägna på bukar med samma fas i en speciell udda vågtyp, och om i vartdera fallet denna udda vâgtyp vore den enda, som hålrummet har förmåga att upprätthålla, skulle omvandlaren ej vara använd- bar. ' Det i fig. ll visade substratet l är detsamma som det i fig. 10 visade och reflektorerna bildar åter ett re- sonanshålrum. I.fig. ll visas dessutom resonansmönstren för _tre intilliggande vågtyper M4, M5 och M6, varvid vågtyperna M4 och M6 har udda vågtypsfrekvenser med en buk AN vid mitt- linjen I - I i hâlrummet, medan vågtypen M5 har jämn våg- typsfrekvens med en nod N vid mittlinjen I - I.

En omvandlare TD4 omfattar en grupp elektroder X3, Y3, X4 och Y4, som är belägna på ytan 1 mellan paret reflek- torer för koppling till akustisk ståendevågenergi i hålrum- met och är via samtlingsskenor BX och BY interdigitalt för- bundna med ett par klämmor T3 och T4. Var och en av elektro- derna är uppdelad i två elektroddelar, som är förskjutna från den effektiva mittpunkten för denna elektrod, som an- ges genom streckade linjer, lika avstånd i motsatta rikt- ningar parallellt med hâlrummets längd. Elektrodgrupen är symmetriskt anordnad med hänsyn till mittlinjen I - I och x 79o7771-s 26 bildar två par elektroder, varvid de effektiva mittpunkter- na för de båda elektroderna i varje par befinner sig på lika avstånd i motsatta riktningar parallellt med hålrummets längd från mittlinjen I - I. Paret Y3 och X4 befinner sig på ett avstånd x från linjen I - I och paret X3 och Y4 på ett avstånd y från linjen I - I. Paret Y3 och X4 är elekt- riskt förbundna med olika klämmor av klämmorna T4 och T3_via samlingsskenorna BY och BX, medan paret X3 och Y4 är elekt- riskt förbundna med olika klämmor av klämmorna T3 och T4 via samlingsskenorna BX och BY. Med hänsyn till de båda udda vågtyperna M4 och M6 befinner sig elektroderna Y3 och X4 vid samma faser med lika storlek i ståendevågmönstret och befin- ner sig även elektroderna X3 och X4 vid samma faser med lika storlek i ståendevågmönstret. Om omvandlare TD4, bestående av elektrodpar med varje par anordnat på samma sätt som pa- ren Y3, X4 och X3, Y4, har därför noll-netto-koppling till ståendevågenergi vid varje udda vâgtypsfrekvens för stående- vågor, som hålrummet har förmåga att upprätthålla, oberoen- de av de aktuella värdena av avstånden x och y. Med hänsyn till den jämna vågtypen M5 befinner sig elektroderna Y3 och X4 vid motsatta faser med lika storlek i ståendevågmönstret och befinner sig elektroderna X3 och Y4 även vid motsatta faser med lika storlek i ståendevågmönstret. Såsom framgår av fig. ll, är x ett helt tal av halva våglängder vid frek- vensen för vågtypen M5 och y en halv våglängd större än x vid denna frekvens, så att omvandlaren har maximal koppling till ââendevågenergi vid frekvensen för vågtypen M5. För att omvandlaren TD4 skall vara användbar måste de aktuella vär- dena av avstånden x och y säkerställa, att omvandlaren har icke-noll-netto-koppling till ståendevågenergi vid åtminsto- ne en jämn vâgtypsfrekvens, som hålrummet har förmåga att upprätthålla.

Det i fig. 12 visade substratet l är detsamma som det i fig. 10 och ll visade, varvid reflektorerna åter bil- dar ett ej visat resonanshâlrum. Två omvandlare OTD3 och ITD2l, ITD22 visas för att i förstorad skala utgöra exempel 7907771-5 27 på de i fig. 7 visade omvandlarna med samma hänvisningsbe- teckningar, varvid var och en av omvandlarna är avsedd att undertrycka udda vâgtyper på samma sätt som omvandlaren TD4 i fig. ll. En utgângsomvandlare OTD3 omfattar två intillig- gande halvor, varav varje halva omfattar fyra elektroder på var sin sida av mittlinjen I - I i det av reflektorerna bil- dade hâlrummet. Elektrodgruppen i omvandlaren OTD3 är via samlingsskenor OBX och OBY interdigitalt förbunden med ett par utgångsklämmor OT3 och OT4. Omvandlarens OTD3 elektrod- grupp är symmetriskt anordnad med hänsyn till mittlinjen I - I och bildar fyra par elektroder, varvid de effektiva mittpunkterna för de båda elektroderna i varje par befinner sig på samma avstånd i motsatta riktningar parallellt med hâlrummets längd från mittlinjen I - I. Sålunda är t.ex. det yttre paret elektroder betecknade med OX3 och OY4 och befin- ner sig pâ ett avstånd y från linjen I - I, medan intillig- gande par elektroder är betecknade med OY3 och OX4 och be- finner sig på ett avstånd x från linjen I - I. En ingångs- omvandlare består av två halvor ITD2l och ITD22, varav varje halva omfattar fyra elektroder på var sin sida av mittlinjen I - I, varvid dessa elektroder är åtskilda medelst utgångs- omvandlaren OTD3. Elektrodgruppen i omvandlaren ITD2l, ITD22 är via samlingsskenor IBXI, IBX2, IBYl och IBY2 interdigi- talt förbundna med ett par ingångsklämmor OIT2 och OITI.

Elektrodgruppen i omvandlaren ITD2l, ITD22 är symmetriskt an- ordnad med hänsyn till mittlinjen I -_I och bildar fyra par elektroder, varvid de effektiva mittpunkterna för de båda elektroderna i varje par befinner sig på lika avstånd i mot- satta riktningar parallellt med hålighetens längd från mitt- linjen I - I. Det yttre paret elektroder är t.ex. betecknat med IX3 och IY4 och befinner sig på ett avstånd q från lin- jen I - I. Med hänsyn både till utgångsomvandlaren OTD3 och ingångsomvandlaren ITD2l, ITD22 är de båda elektroderna i varje par enligt beskrivningen ovan elektriskt förbundna med olika klämmor i de respektive paren utgångs- och ingångskläm- mor, så att både utgångsomvandlaren och ingångsomvandlaren 7-907771-5 _ ag har noll-netto-koppling till ståendevâgenergi vid varje udda vågtypsfrekvens, vid vilken hâlrummet har förmåga att upp- rätthålla en akustisk ståendevåg, varvid avståndet mellan elektroderna i varje grupp och mittlinjen I - I, d.v.s. de aktuella värdena av avstånden x, y, p och q, dessutom säker- ställer, att både utgângsomvandlaren OTD3 . och ingångs- omvandlaren ITD2l, ITD22 har icke-noll-netto-koppling till stâendevâgenergi vid åtminstone en jämn vågtypsfrekvens, vid vilken hålrummet har förmåga att upprätthålla en akus- tisk ståendevåg.

I fig. 12 kan omvandlarelektroderna vara enkel- elektroder, såsom visas med hänsyn till omvandlaren TD3'i fig. 10, eller delade elektroder, såsom visas med hänsyn till omvandlaren TD4 i fig. ll.

Claims (9)

7907 1- m 77 s Patentkrav

1. Anordning med akustisk vågresonator. omfattande ett sub- strat med förmåga att fortplanta akustiska vågor. ett par in- bördes åtskilda reflektorer, som bildar ett resonanshålrum med förmåga att upprätthålla akustisk ståendevågenergi i substra- tet. och en omvandlare med en grupp av vid substratytan beläg- na elektroder för koppling till akustisk ståendevågenergi i hålrummet. varvid varje reflektor består av en grupp av paral- lella. på en yta på substratet efter varandra anordnade re- flexionselement. varav varje bildar en diskontinuitet i form av ett band vid substratytan. och banden i en nominell likfor- mig grupp vart för sig har samma djup och längd och är cent- rerade på samma linje för akustisk vågfortplantning vid sub- stratytan och har en bredd av en kvarts våglängd och är beläg- na på ett centrumavstånd längs denna fortplantningslinje av en halv våglängd av akustiska vågor med en förutbestämd frekvens. medan den likformiga gruppens ref1exionsförmåga-frekvenskurva omfattar en huvudlob och på den förutbestämda frekvensen cent- rerade sidolober och åtminstone den ena av reflektorerna är modifierad med hänsyn till en nominell likformig grupp på så- dant sätt att dess reflexionsförmåga-frekvenskurva omfattar ett i huvudsak med huvudloben likartat passband och ett spärr- band. inom vilket sidoloberna är undertryckta. k ä n n e - t e c k n a d av att modifieringen av den modifierade reflek- torn med hänsyn till den likformiga gruppen omfattar ersätt- ning av ett antal satser av åtminstone ett band (RE2.RE3.RE4;- RE6.RE7:REl0) i den likformiga gruppen med samma antal likar- tat placerade satser av minst ett band (REHl-REH5; REM7. REM8). att de ersättande banden har samma djup och längd som banden i den likformiga gruppen och att antalet band och deras bredd och plats längs fortplantningslinjen i varje ersättande sats är valda på sådant sätt, att varje ersättande sats åstad- kommer nollreflexion av de akustiska vågorna med den förut- bestämda frekvensen. 7907771-5

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en ersättande sats består av minst två band (REH9. REMIO) och att summan av bredderna av dessa två band är den- samma som summan av bredderna av banden (REI4) i satsen i den likformiga gruppen. som är ersatt med denna sats.

3. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en ersättande sats (REH8)_består av samma antal band som satsen (REl0) i den likformiga gruppen. som är ersatt med denna sats.

4. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att bredden av varje band (REMll. REM12) i en ersättande sats är en kvarts våglängd av akustiska vågor med den förutbestämda frekvensen och att banden i denna sats har ett centrumavstånd längs fortplantningslinjen. som avviker från centrumavståndet mellan banden (REI7. REl8) i den ersatta satsen i den likfor- miga gruppen.

5. Anordning enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a d av att den ersättande satsen består av två band (REHll. REM12) med ett mittavstånd längs fortplantníngslinjen av tre fjärdedelar av våglängden hos akustiska vågor med den förutbestämda frek- VGHSEH.

6. Anordning enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a d av att den ersättande satsen består av tre band (REHl3-REH15) med ett mittavstånd längs fortplantningslinjen av två tredjedelar av våglängden hos akustiska vågor med den förutbestämda frekven- SEB.

7. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en ersättande sats består av minst ett par band (REM9. REMIO). att varje par av band ersätter motsvarande hand (REl4) i satsen i den likformiga gruppen. som är ersatt med denna sats. och att banden i varje par har en bredd av en åttondel av våglängden och ett centrumavstånd av en fjärdedel av våglängden hos akustiska vågor med den förutbestämda frek- 7907771--5 3| VGHSGH.

8. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en ersättande sats består av ett enda band (REMB). vars bredd är n halva våglängder. där n är ett helt tal och inbegriper ett. för akustiska vågor av den förutbestämda frek- VGHSGH.

9. Anordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k- n a d av att varje reflektor är likartat modifierad med hän- syn till en särskild nominell likformig grupp.