DE19548042C2 - Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Filter -OFW-Filter- - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit akustischen Ober­ flächenwellen arbeitendes Filter - OFW-Filter - nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

OFW-Filter der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise aus der DE 39 42 140 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um ein OFW-Filter mit einem Eingangswandler und mit einem Ausgangs­ wandler und mindestens einem Reflektor, der eine 180°-Ablen­ kung der akustischen Oberflächenwelle auf dem Weg zwischen Eingangswandler und Ausgangswandler bewirkt.

Ein entsprechender Filter ist auch aus der DE 39 42 148 A1 bekannt, bei dem außerdem Reflektorelektrodenfinger zu Gruppen zusammengefaßt sind.

Filter für das Mobilfunk-CDMA-System müssen bei einer relati­ ven Bandbreite von beispielsweise 1,5% eine sehr große Flan­ kensteilheit in Verbindung mit einer nahezu linearen Phase innerhalb des Durchlaßbereiches aufweisen. Da bei OFW-Filtern die Flankensteilheit direkt mit der Länge des Zeitfensters und damit der Länge eines Wandlers einhergeht, ist es nicht möglich, solche Filter bei einer minimalen Chiplänge etwa mit einem Transfersalfilter zu realisieren. Ein Reflektor hat gegenüber einem Wandler gleicher Länge den Vorteil, daß für eine Wichtung durch das Hin- und Zurücklaufen der akustischen Oberflächenwelle ein Zeitfenster zur Verfügung steht, das doppelt so lang als das des Wandlers ist. Die Reflexion des Reflektors geht bei einem Filter neben der elektroakusti­ schen Kopplung des Ein- und Ausgangswandlers unmittelbar in die Übertragungsfunktion des Filters ein.

Bisher konnten mit solchen Filtern flache Durchlaßbereiche nur durch die Verwendung gewichteter Wandler erzielt werden, welche die konvexe Form des Reflexionsfunktion in einem Teil­ bereich kompensieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein OFW-Filter der in Rede stehenden Art anzugeben, das gegenüber Filtern mit gewichteten Wandlern kürzer ist und einen flachen Durchlaßbereich besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem OFW-Filter der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnen­ den Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten OFW-Filters mit zwei akustischen Spu­ ren;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines im Filter nach Fig. 1 verwendbaren Reflektors; und

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Filters mit flachem Durchlaßbereich.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes OFW-Filter mit zwei akustischen Spuren, in denen jeweils ein Eingangsin­ terdigitalwandler 10 bzw. 12 sowie jeweils ein Ausgangsin­ terdigitalwandler 11 bzw. 13 vorgesehen sind. Die Eingangs­ interdigitalwandler 10, 12 liegen elektrisch in der darge­ stellten Weise an Eingangsklemmen 14 und 15, während die Aus­ gangsinterdigitalwandler 11, 13 in der dargestellten Weise an Ausgangsanschlüssen 16, 17 liegen.

In den beiden akustischen Spuren liegt jeweils ein Reflektor 18 bzw. 19, deren in Fig. 1 nicht eigens dargestellte Re­ flektorelektrodenfinger in Gruppen 18-1, 18-2, 18-3 bzw. 19- 1, 19-2, 19-3 zusammengefaßt sind. Die einzelnen Gruppen von Reflektorelektrodenfingern besitzen jeweils einen Abstand D voneinander. Dieser Abstand D ist so gewählt, daß sich Oberflächenwellensignale von jeweils zwei benach­ barten Gruppen von Reflektorelektrodenfingern gegenphasig überlagern.

OFW-Filter lassen sich dann besonders kurz ausbilden, wenn ungewichtete Wandler mit einer sin(x)/x-för­ migen Übertragungscharakteristik verwendet werden. Ein fla­ cher Filterdurchlaßbereich wird durch Verwendung von Reflektoren erreicht, deren Refle­ xionsfunktion in einem Teilbereich konkav ist. Dieser Sach­ verhalt ist im Diagramm nach Fig. 3 dargestellt, in der eine Reflektor-Reflexionsfunktion durch eine gestrichelte Kurve 31 und die elektro-akustische Wandlerkopplung durch eine ausge­ zogene Kurve 30 als Funktion der Frequenz f dargestellt ist. Die Größe auf der Ordinate ist dabei mit A bezeichnet. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Reflexionsfunktion gemäß der Kurve 31 einen konkaven Bereich 32 besitzt, wodurch durch Überlagerung der Kurven 30 und 31 eine flache Filter­ durchlaßkurve resultiert.

Die Reflexionsfunktion eines Reflektors wird in einem Teilbe­ reich konkav, wenn sich das von einer Gruppe von Reflexions­ zentren - das sind die Elektrodenstreifen des Reflektors - stammende Signal dem Hauptsignal destruktiv überlagert. Die dazu notwendige Phasendrehung wird durch eine Positionsver­ schiebung, d. h. die Zusammenfassung der Elektrodenfinger bzw. Reflexionszentren in Gruppen und Wahl von deren Abstand erreicht. Beträgt der Abstand zwischen dem n-ten Reflexionszentrum und den Reflexionszentren, welche zum Hauptsignal beitragen, (m + 1/2) × λ/2, so überlagert sich das Signal des n-ten Reflexionszentrum dem Hauptsignal de­ struktiv. Dabei bedeuten n und m jeweils eine ganze Zahl und λ die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle. Werden Mehrfachreflexionen im Reflektor außer Acht gelassen, so können Wichtungsfunktionen aus einer linearen Design überlap­ pungsgewichteter Wandler der Reflektorauslegung zugrundege­ legt werden. Lokal unterschiedliche Reflexionen lassen sich durch Weglaßwichtung oder Streifenbreitenwichtung erreichen. Es ist dabei auch eine Kombination von Streifenbreiten­ wichtung mit Positions- oder Weglaßwichtung möglich. Die Wandler können überlappungsgewichtete oder weglaßgewichtete Wandler sein.

Eine mögliche Ausführungsform eines Reflek­ tors ist in Fig. 2 dargestellt. Dieser entsprechend Fig. 1 mit 18 bezeichnete Reflektor besitzt drei Gruppen von Elek­ trodenfingern 18-1, 18-2, 18-3 mit einem Abstand D zwischen diesen Gruppen. Es handelt sich um einen breitengewichteten Reflektor, bei dem der Abstand zwischen den Elektrodenfingern λ/2 und der Abstand D zwischen den Elektrodenfingergruppen ¾λ beträgt.

Die Ausbildung von Reflektoren ist nicht auf Elektrodenfingergruppen von drei beschränkt. Es kommen sowohl gerade als auch ungerade Gruppen von Elektrodenfingern in Be­ tracht. Weiterhin ist die Ausbildung von erfindungsgemäßen OFW-Filtern auch nicht auf Filter mit zwei akustischen Spuren gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 beschränkt.

Claims (11)

1. Mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Filter - OFW-Filter - mit mindestens einer akustischen Spur, die we­ nigstens einen Eingangs-Interdigitalwandler (10), wenigstens einen Ausgangs-Interdigitalwandler (11) sowie wenigstens einen die Oberflächen­ welle in der akustischen Spur zwischen Eingangs- und Aus­ gangsdigitalwandler (10, 11) um 180° reflektierenden Reflek­ tor (18) enthält, in dem Reflektorelektroden­ finger (18) in Gruppen (18-1, 18-2, 18-3) zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reflektor (18) derart ausgebildet ist,
daß im wesentlichen keine Mehrfachreflexionen auftreten und
daß der Abstand (D) zwischen jeweils zwei Reflektorelektro­ denfingergruppen (beispielsweise 18-1, 18-2) so gewählt ist,
daß sich deren Signale gegenphasig überlagern.

2. OFW-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Reflektor (18) eine gerade Anzahl von Reflektorelektrodenfingergruppen vorgesehen ist.

3. OFW-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Reflektor (18) eine ungerade Anzahl von Reflektorelektrodenfingergruppen vorgesehen ist.

4. OFW-Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Reflektor (18) drei Reflektorelektro­ denfingergruppen (18-1, 18-2, 18-3) vorgesehen sind.

5. OFW-Filter mit zwei akustischen Spuren, gekennzeichnet durch jeweils wenigstens einen Reflektor (18, 19) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch überlappungsgewichtete Interdigitalwandler (10 bis 13).

7. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch weglaßgewichtete Interdigi­ talwandler (10 bis 13).

8. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (18, 19) weglaßgewichtete Reflektoren sind.

9. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (18, 19) streifenbreitengewichtete Re­ flektoren sind.

10. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (18, 19) positionsgewichtete Reflektoren sind.

11. OFW-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Kombination der Reflektorwichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10.