181685. lajstromszámú szabadalom • Akusztikai hullámszűrő
5 181685 6 Az 1. ábra a találmány szerinti szűrő kiviteli alakjának csak a találmány szempontjából lényeges részleteit szemlélteti, amelyekhez a valóságban még egyéb, itt nem ábrázolt részletek is járulnak, mint pl. a gyűjtősínekhez erősített csatlakozóvezetékek, a 14 alaplemez szélére helyezett akusztikus nyelők és ezekhez hasonlók. Tételezzük fel, hogy a 12 struktúrát használjuk bemeneti átalakítóként. Ebben az esetben a 12 struktúrán belül a 14 alaplemezben piezoelektromosán gerjesztett (és a 15 hullámvonallal jelképezett) akusztikus felülethullám halad a 16 nyíl irányában a 13 struktúra, mint kimeneti átalakító felé, mind ott piezoelektromosán ismét visszaalakul elektromos jellé. A 2. ábrán egy diagramot láthatunk, amelynek abszcisszáit frekvenciaértékek, ordinátáit pedig háromféle sávgörbe amplitúdóadatai alkotják. Az említett sávgörbék közé tartozik a nagyobb sávszélességű interdigitális 12 struktúra Fi sávgörbéje, a kisebb sávszélességű 13 struktúra F2 sávgörbéje és a továbbiak során még közelebbről megvilágítandó FR sávgörbéje, amely utóbbi a szélessávú 12 struktúrán interdigitálisan reflektálódott zavarjelre (triple transit-signal: TTS) vonatkozik. A 2. ábrán az Ft és F2 sávgörbék frekvencia szerinti egymáshoz rendelése megfelel a technika állásának abban az értelemben, hogy a keskenysávú 13 struktúra f2 sávközép frekvenciája gyakorlatilag a szélessávú 12 struktúra f, sávközép frekvenciájánál fekszik. Az Fi és F2 sávgörbék egymással történő szorzása útján kiadódó eredő sávgörbe (az idevonatkozó megfontolások által megkívánt pontossággal megelégedve, és az Fi sávgörbe főmaximumán belül maradva) lényegében megegyezik a keskenysávú 13 struktúra F2 sávgörbéjével. A teljes 11 szűrő átviteli tartományának f0 sávközép frekvenciája gyakorlatilag azonos az F2 sávgörbe f2 sávközép frekvenciájával. Az Fi sávgörbén ábrázolt 21 hullámosság az interdigitálisan reflektálódott zavarjel (TTS) FR sávgörbéje hozzáadódásának következménye. Ezt a hullámosságot tetőingadozásnak (ripple) is nevezik. Ugyanezen a módon all szűrő eredő F0 sávgörbéjén is megjelenik egy 22 torzulás, amelyet szemléltetés céljából szaggatottan az F2 sávgörbe csúcsán rajzoltunk meg. Ez a zavaró hatás bizonyos mértékben jelentkezik a szűrő fáziskarakterisztikájában is, ahol pedig a frekvencia függvényében lineáris jelleg volna kívánatos. Amint már említettük, az interdigitális 12 struktúrán (átalakítón) interdigitálisan reflektálódó zavarjel frekvenciafüggését az FR sávgörbe úja le. Úgy találtuk, hogy ennek az FR sávgörbének mindkét első fR 1 és fR2 zérushelye a szélesebb sávú 12 struktúra F| sávgörbéjének 23 főmaximum-tartományán belül fekszik. Amint ábrázoltuk, az fRJ és fR2 zérushelyek mindig fele távolságban fekszenek az Fi sávgörbe fj sávközép frekvenciája és az ugyanezen Fj sávgörbe mindenkori első zérushelye között. Az is megállapítottuk, hogy a szélesebb sávú 12 struktúra F) sávgörbéje ezeknél az fR1, fR2 zérushelyeknél még semmilyen számottevő csökkenést (tetőesést) nem mutat a keskenyebb sávú 13 struktúra F2 sávgörbéjéhez viszonyítva, feltéve, hogy - amint az a felhasználás szempontjából lényeges eset — a sávszélességek aránya legalább 2 :1, és főleg akkor, ha ez az arány nagyobb mint 5:1. Ezek után a találmány alapjául szolgáló lényeges gondolatot a 3. ábra segítségével világítjuk meg. A 3. ábrán a szélesebb sávú 12 struktúrán fellépő .interdigitális reflexiók által okozott zavarjelnek FR sávgörbéje van, amely az fRl és fR2 zérushelyekkel rendelkezik. Az Ft sávgörbe itt már nem tartalmazza a technika színvonalát képviselő 2. ábrán látható, de a találmány révén megszüntetett hullámosságot. A találmány szerint végrehajtott Af frekvenciaeltolásnak megfelelően a keskenyebb sávú 13 struktúra folytonos vonalú F2 sávgörbéje úgy van megrajzolva, hogy annak f2 sávközép frekvenciája az fRt zérushellyel egybeesik. Az egyenértékű megoldást jelentő F2 sávgörbe szaggatott vonallal van rajzolva, és a hozzá tartozó f2 sávközép frekvencia az Ír 2 zérushellyel esik egybe. Mivel most már az FR sávgörbe egyik fR1 vagy fR2 zérushelye mindkét megoldás esetén fedésbe kerül a keskenyebb sávú 13 struktúra f2 (vagy f2) sávközép frekvenciájává, továbbá, mivel az Fj sávgörbe a keskenyebb sávú 13 struktúra F2 sávgörbéjének főmaximum-tartományában még semmi számottevő tetőesést nem mutat, a találmány kitűzött feladatának megfelelően a szűrő eredő F0 sávgörbéjén többé nem lép fel a 22 torzulás, melyet a 2. ábrán az F2 sávgörbe csúcsán szaggatott vonallá jelöltünk. Az eredő F0 sávgörbe gyakorlatilag a keskenyebb sávú 13 struktúrához tartozó F2 sávgörbe főmaximum-tartományának felel meg. A mellékmaximumoknak az f2 sávközép frekvenciához képest féloldáas Fj sávgörbe miatt előáló aszimmetrikus csillapítása nem játszik számottevő szerepet. Fenomenológiálag a talámány abban nyilvánul meg, hogy egy keskenyebb sávú 13 struktúrából kiinduló akusztikus hullámnak egy szélesebb sávú 12 struktúrán történő reflexióját döntő mértékben megakadáyozza. Ezátá többé nem keletkezik zavaró mértékű háromszor átfutó jel. A 4. ábra a táámány rezonátornak alkalmas kiviteli alakját mutatja. A 41 és 141 struktúrák, valamint a 42 és 43 struktúrák elektródacsíkjá ismét egy piezoelektromos 44 alaplernezen vannak kiáakítva. Tegyük fel, hogy az interdigitális 42 struktúra tölti be a bemeneti átalakító szerepét, az interdigitális 43 struktúra pedig a kimeneti átalakítót. Az 1. ábrán bemutatott példához hasonlóan a bemeneti és kimeneti átalakítók itt is felcserélhetők. Vagyis a 4. ábra szerinti 40 rezonátor esetén az interdigitális 42 vagy 43 struktúrák bármelyike lehet akár bemeneti-, akár kimeneti átalakító. Ez lényegében a rezonátorhoz csatlakozó áramköri kapcsolástól függ. A 4. ábrán feltüntetett digitális 41 és 141 struktúrák — önmagában ismert módon — egy összetartozó reflektorpárt alkotnak, amely a szóban forgó szűrő 15 hullámvonalakkal jelölt akusztikus hullámai számára egy elhatárolt akusztikus rezonátorként viselkedik. Ezen két önálló digitális 41 és 141 struktúra között egy akusztikus állóhullám alakul ki, amelyet az ábrán a 46 kettős nyíllal jelképeztünk. Ismeretes, hogy a rezonátor rezonancia frekvenciájának megfelelő állóhullám hullámhossza döntő mértékben a reflektáló két 41 és 141 struktúra elektródacsíkjainak d2 osztástávolságától, va-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
