фильтр на поверхностных акустических волнах с квазивеерными преобразователями
| Классы МПК: | H03H9/64 с использованием поверхностных акустических волн |
| Автор(ы): | Данилов А.Л., Иванов П.Г., Макаров В.М., Орлов В.С., Швец В.Б. |
| Патентообладатель(и): | Данилов Александр Львович, Иванов Петр Григорьевич, Макаров Владимир Михайлович, Орлов Виктор Семенович, Швец Валерий Борисович |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1999-10-12 публикация патента:
20.07.2001 |
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в фильтрах промежуточных и несущих радиочастот для селекции сигналов в радиотелефонах, пейджерах, мобильных системах связи и т.д. Техническим результатом является уменьшение искажения заданных частотных характеристик и упрощение изготовления фильтров. При подаче электрического сигнала на входной преобразователь, содержащий электроды в пьезоэлектрической подложке, возбуждаются поверхностные акустические волны (ПАВ), которые распространяются в направлении выходного преобразователя, трансформируются на нем в электрический сигнал, выделяющийся в нагрузке. Периоды и ширины электродов изменяются вдоль апертур входного преобразователя. Входной и выходной преобразователи разделены вдоль их апертур на параллельные акустические каналы, число которых в каждом преобразователе выбрано из приведенных соотношений. При этом в каждом акустическом канале электроды размещены перпендикулярно направлению распространения ПАВ, периоды и ширины электродов выполнены постоянными, а апертуры акустических каналов также выбраны из приведенных соотношений. Одноименные электроды соседних акустических каналов электрически связаны между собой соединительными перемычками. Соединительные перемычки выполнены в виде трапеции, прямоугольника или в виде набора прямоугольников, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. Разделение входного и выходного преобразователей на ограниченное число акустических каналов в соответствии с изобретением позволяет уменьшить искажения частотных характеристик фильтра на ПАВ и упростить его изготовление. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
1. Фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрическую подложку, на рабочей поверхности которой размещены входной и выходной преобразователи, образованные перекрывающимися противофазными возбуждающими или возбуждающими и отражающими электродами, периоды и ширины которых изменяются вдоль апертур преобразователей, отличающийся тем, что электроды входного и выходного преобразователей выполнены ступенчатыми и размещены перпендикулярно направлению распространения ПАВ, при этом периоды и ширины электродов изменяются от ступени к ступени вдоль апертур преобразователей, а в пределах каждой ступени, соответствующей параллельному акустическому каналу, периоды и ширины электродов выполнены постоянными, при этом число параллельных акустических каналов выбрано из соотношенийBW/(TBW+1)
MI < 100,BW/(TBW+1)
MO < 100,где МI и МO - число акустических каналов во входном и выходном преобразователях соответственно;
BW - ширина полосы пропускания фильтра;
TBW - ширина переходной полосы фильтра,
а апертуры акустических каналов выбраны из соотношений
i/2<Am/2<Aгде i = 1,2,3...MI и m = 1,2,3... МO - текущие номера акустических каналов во входном и выходном преобразователях;
Аi и Аm - апертуры i-го и m-го акустического каналов во входном и выходном преобразователях;
i и m - длины ПАВ, соответствующие периодам электродов i-го и m-гo акустического каналов;WI и WO - апертуры соответственно входного и выходного преобразователей,
при этом одноименные электроды соседних акустических каналов электрически связаны между собой соединительными перемычками, протяженности
Ai и Am которых вдоль апертур преобразователей выбраны из соотношенийAi/50<
Ai<AAm<Aпри этом расстояние Li между центрами соответствующих акустических каналов во входном и выходном преобразователях выбрано из соотношения
Li = L0i+(
i/2
)
i,где L0i - расстояние между центрами акустических каналов во входном и выходном преобразователях, соответствующее заданной фазочастотной характеристике фильтра;
i - требуемая величина коррекции искажения фазoчастотной характеристики i-го канала. 2. Фильтр на ПАВ по п.1, отличающийся тем, что проводящие перемычки выполнены в виде трапеций, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. 3. Фильтр на ПАВ по п.1, отличающийся тем, что проводящие перемычки выполнены в виде наклонных прямоугольников, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. 4. Фильтр на ПАВ по п.1, отличающийся тем, что соединительные перемычки выполнены в виде набора прямоугольников, сдвинутых друг относительно друга вдоль направления распространения ПАВ и частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов, при этом число прямоугольников в наборе выбрано из соотношения1
K(VLI,O/2l)(fii/f2i),где
fi = fi-fi+1 
BW/(MI,O-1) - разница средних частот соседних акустических каналов, электроды которых соединяются перемычкой;fi = V/
i и fi+1 = V/i+1 - средние частоты соседних i-го и (i+l)-го акустических каналов;V - скорость ПАВ;
L
I,O - протяженность входного или выходного преобразователя в длинах волн;l - сдвиг между соседними прямоугольниками в наборе вдоль направления распространения ПАВ.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах частотной селекции сигналов в мобильных системах связи, радиотелефонах, радиоудлинителях и т.д. Известен фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрическую подложку, на рабочей поверхности которой размещены входной и выходной встречно-штыревые преобразователи (ВШП) [1, стр. 187]. При этом ВШП имеют регулярную решетку противофазных электродов с постоянным периодом P. В регулярном ВШП период P равен длине волны, соответствующей частоте акустического синхронизма или средней частоте fo= V/P = V/, где V - скорость ПАВ. С целью повышения избирательности один из преобразователей может быть выполнен со взвешиванием перекрытия электродов [1, стр. 187], а второй - со взвешиванием путем селективного удаления электродов [1, стр.205] . Недостатком известного фильтра на ПАВ [1] являются большие искажения 
и 
амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик (АЧХ и ФЧХ) в полосе пропускания, обусловленные сигналом тройного прохождения (СТП). СТП в свою очередь вызван отражением ПАВ сначала от электродов выходного ВШП, а затем - от электродов входного ВШП [1, стр. 172-175]. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фильтр на ПАВ, содержащий пьезоэлектрическую подложку 1, на рабочей поверхности которой размещены входной 2 и выходной 3 преобразователи, образованные перекрывающимися противофазными электродами 4. С целью подавления СТП в широкой полосе частот входной 2 и выходной 3 преобразователи выполнены веерными, то есть противофазные возбуждающие электроды 4 каждого из преобразователей размещены под углом по направлению распространения ПАВ (фиг. 1а). При этом в каждом преобразователе 2, 3 угол наклона электродов изменяется влево и вправо от центра преобразователя от = 0
до = 
max, где max< 10-15, а период электродов Pi, и ширины электродов bi, изменяются вдоль апертур WI, и WO входного и выходного преобразователя соответственно от Pmin до Pmax и от bmin до bmax [2, фиг. 1]. Для обеспечения однонаправленности излучения ПАВ в преобразователи 2, 3 могут быть введены отражающие электроды 5 (фиг. 1б). Характерной особенностью фильтров на ПАВ с использованием веерных преобразователей является нежелательный наклон АЧХ в полосе пропускания [3, фиг. 6] , компенсировать который приходится за счет применения изогнутых электродов [2, фиг. 1a]. Основным недостатком известного фильтра является сложность его изготовления. Оборудование для изготовления фотошаблонов (оптические генераторы изображения, электронно-лучевые установки и т.д.) имеет дискретное перемещение исполнительных механизмов. Поэтому при изготовлении фотошаблонов наклонные электроды приходится разбивать на 500-1000 фрагментов, что пропорционально увеличивает число фото-экспозиций оборудования и увеличивает время изготовления фотошаблона до 8-12 часов. Необходимость использования криволинейных электродов еще более усложняет изготовление фотошаблона. Другим недостатком известного фильтра на ПАВ является низкая точность воспроизведения заданных частотных характеристик: большие искажения и заданных АЧХ и ФЧХ в полосе пропускания и низкие избирательность и коэффициент прямоугольности АЧХ. Эти недостатки обусловлены тем, что наклонные электроды излучают и, соответственно, принимают ПАВ под углом к продольной от оси фильтра [4, стр. 261-264] . Кроме того, частотные характеристики (избирательность и коэффициент прямоугольности АЧХ) фильтра ухудшаются из-за дифракционного расхождения пучка ПАВ и отклонения потока энергии от продольной оси фильтра [4, стр. 187-200]. Взаимосвязанными техническими задачами, решаемыми в изобретении, являются повышение точности воспроизведения заданных частотных характеристик фильтра на ПАВ и упрощение его изготовления. Поставленные задачи решаются тем, что в фильтре на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащем пьезоэлектрическую подложку, на рабочей поверхности которой размещены входной и выходной преобразователи, образованные перекрывающимися противофазными (возбуждающими или возбуждающими и отражающими) электродами, периоды и ширины которых изменяются вдоль апертур преобразователей. Входной и выходной преобразователи разделены вдоль их апертур на параллельные акустические каналы, число которых выбрано из соотношений BW/(TBW+1)MI<100, BW/(TBW+1)MO < 100, где MI и MO - число акустических каналов во входном и выходном преобразователях соответственно, BW - ширина полосы пропускания фильятра, TBW - ширина переходной полосы фильтра. При этом в каждом акустическом канале электроды размещены перпендикулярно направлению распространения ПАВ, периоды и ширины электродов выполнены постоянными, а апертуры акустических каналов выбраны из соотношений i/2 < Ai< W1/2, m/2 < Am< Wo/2 где i = 1, 2, 3,...,МI и m = 1, 2, 3,...,МO текущие номера акустических каналов во входном и выходном преобразователях, Ai и Am - апертуры i-го и m-го акустического каналов во входном и выходном преобразователях, i и m - длины ПАВ, соответствующие периодам электродов i-го и m-го акустического каналов, WI и WO - апертуры соответственно входного и выходного преобразователей. Одноименные электроды соседних акустических каналов электрически связаны между собой соединительными перемычками, протяженности Ai и Am которых вдоль апертур преобразователей выбраны из соотношений Ai/50 < Ai< Ai/10 и Am/50 < Am< Am/10, при этом расстояние Li между центрами соответствующих акустических каналов выбрано из соотношения Li = L0i+(i/2)i, где n = 0,1,2,3,..., целое число, L0i - расстояние между центрами акустических каналов во входном и выходном преобразователях, соответствующее заданной фазочастотной характеристике фильтра, i - требуемая величина коррекции искажения фазочастотной характеристики i-го канала. В первом варианте фильтра соединительные перемычки выполнены в виде трапеций, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. Во втором варианте фильтра соединительные перемычки выполнены в виде одиночных прямоугольников, также частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. В третьем варианте соединительные перемычки выполнены в виде набора прямоугольников, сдвинутых относительно друг друга вдоль направления распространения ПАВ и также частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов. При этом число К прямоугольников в наборе выбрано из соотношения1
K (VLI,O/2l)(fii/f2i),где
fi = fi-fi+1 BW/(MI,O-1) - разница средних частот соседних акустических каналов, электроды которых соединяются перемычкой,fi = V/
i и fi+1 = V/i+1 - средние частоты соседних i-го и (i+1)-го акустических каналов,V - скорость ПАВ,
L
I,O - протяженность входного или выходного преобразователя в длинах волн,l - сдвиг между соседними прямоугольниками вдоль направления распространения ПАВ. В результате входной и выходной преобразователи имеют ступенчатые электроды, периоды Pi и Pm и ширины bi, и bm которых изменяются от ступени к ступени вдоль апертур WI и WO преобразователей. Такие преобразователи могут быть названы квазивеерными преобразователями со ступенчатыми электродами. При этом каждая ступень соответствует акустическому каналу. В общем случае число МI и М0 акустических каналов во входном и выходном преобразователях и их протяженности LI,O могут быть неодинаковыми. Но в подавляющем же числе случаев WI = WO = W, i = m, МI = МO, Pi = Pm, bi = bm, LI= LO.На фиг. 1 представлен известный фильтр на ПАВ с веерными преобразователями, содержащими только возбуждающие наклонные электроды (фиг. 1 а) или возбуждающие и отражающие наклонные электроды (фиг. 1б). На фиг. 2 представлен предлагаемый фильтр с квазивеерными преобразователями, имеющими только возбуждающие ступенчатые электроды (фиг. 2а), или возбуждающие и отражающие ступенчатые электроды (фиг. 2б). На фиг. 3 представлен предлагаемый фильтр для случая, когда число акустических каналов во входном и выходном преобразователях выбрано неодинаковым. На фиг. 4 показаны варианты выполнения соединительных проводящих перемычек: фиг. 4а - в виде трапеции, фиг. 4б - в виде одиночного прямоугольника, фиг. 4в - в виде набора прямоугольников, сдвинутых вдоль направления распространения ПАВ. На фиг. 5 показан механизм формирования частотной характеристики фильтра на ПАВ как суперпозиции частотных характеристик суб-фильтров, образованных соответствующими акустическими каналами во входном и выходном преобразователях. На фиг. 6 представлена зависимость неравномерности амплитудно-частотной характеристики
фильтра на ПАВ от числа акустических каналов (при относительной полосе пропускания фильтра BW/F0=20%). На фиг. 7 показан пример экспериментальных АЧХ или 
фильтра-прототипа (кривая 1) и предлагаемого фильтра на ПАВ (кривая 2). Предлагаемый фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) содержит пьезоэлектрическую подложку 1, на рабочей поверхности которой размещены входной 2 и выходной 3 преобразователи, образованные перекрывающимися противофазными (возбуждающими 4 или возбуждающими 4 и отражающими 5) электродами, периоды Pi, и Pm и ширины bi и bm которых изменяются вдоль апертур WI и WO соответственно входного 2 и выходного 3 преобразователей. Входной 2 и выходной 3 преобразователи разделены вдоль их апертур на параллельные акустические каналы 6, 7, число которых в каждом преобразователе выбрано из соотношенийBW/(TBW+1)
MI < 100; (1)BW/(TBW+1)
MO < 100,где MI и МO - число акустических каналов 6 и 7 во входном 2 и выходном 3 преобразователях соответственно, BW - ширина полосы пропускания фильтра, TBW - ширина переходной полосы фильтра. При этом в каждом акустическом канале 6, 7 электроды 4, 5 размещены перпендикулярно направлению распространения ПАВ, периоды Pi, Pm и ширины bi, bm электродов выполнены постоянными, а апертуры акустических каналов выбраны из соотношений
i/2 < Ai< WI/2; (2)m/2 < Am< WO/2,где i = 1,2,3,...,MI и m = 1,2,3,...,МO - текущие номера акустических каналов 6, 7 во входном 2 и выходном 3 преобразователях, Ai и Am - апертуры i-го и m-го акустического каналов во входном и выходном преобразователях,
i и m - длины ПАВ, соответствующие периодам Pi и Pm электродов i-го и m-го акустических каналов 6, 7, WI и WO - апертуры соответственно входного 2 и выходного 3 преобразователей. Одноименные электроды 4 соседних акустических каналов 6 и 7 электрически связаны между собой соединительными перемычками 8, протяженности Aiи Am которых вдоль апертур WO и WI преобразователей 2, 3 выбраны из соотношенийAi/50 <
Ai< Ai/10 и Am/50 < 
m< Am/10, (3)при этом расстояние Li между центрами соответствующих акустических каналов выбрано из соотношения
Li = L0i+(
i/2)i,где L0i - расстояние между центрами акустических каналов в входном и выходном преобразователях, соответствующее заданной фазочастотной характеристике фильтра,
i - требуемая величина коррекции искажения фазочастотной характеристики i-го канала. В соответствии с первым вариантом фильтра на ПАВ проводящие перемычки 8 выполнены в виде трапеций, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов 6, 7. В соответствии со вторым вариантом фильтра на ПАВ проводящие перемычки 8 выполнены в виде наклонных прямоугольников, частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов 6, 7. В соответствии с третьим вариантом фильтра на ПАВ проводящие перемычки 8 выполнены в виде набора прямоугольников, сдвинутых относительно друг друга вдоль направления распространения ПАВ и частично перекрывающих соединяемые одноименные электроды соседних акустических каналов 6, 7. При этом число К прямоугольников в наборе выбрано из соотношения1
K (VL/2l)(fii/f2i),где
fi = fi-fi+1 BW/(MI,O-1) - разница средних частот соседних акустических каналов, электроды которых соединяются перемычкой,fi = V/
i и fi+1= V/i+1 - средние частоты соседних i-го и (i+1)-го акустических каналов,i и i+1 - длины волн, соответствующие средним частотам fi и fi+1 акустических каналов,V - скорость ПАВ,
L
I,O - протяженность входного 2 или выходного 3 преобразователя в длинах волн,l - сдвиг между соседними прямоугольниками вдоль направления распространения ПАВ. В общем случае число акустических каналов 6 и 7 во входном 2 и выходном 3 преобразователях может быть выбрано неодинаковым, то есть МI 
MO. Кроме того, число электродов во входном и выходном преобразователях также может быть неодинаковым, то есть LI LO. Но в большинстве случаев МI = МO = М, WI = WO = W, i = m, fi = fm. Предлагаемый фильтр на ПАВ работает следующим образом (фиг. 2 и фиг. 3). При подаче электрического сигнала от внешнего генератора (на фиг. 2 и 3 условно не показан) входной преобразователь 2 возбуждает пучок ПАВ, распространяющийся в пьезоэлектрической подложке 1 в направлении выходного преобразователя 3. Последний преобразует принятые ПАВ в электрический сигнал, выделяющийся на внешней нагрузке RL (на фиг. 2 и 3 условно не показана). В соответствии с изобретением преобразователи 2, 3 вдоль их апертур WI и WO разделены на параллельные акустические каналы 6, 7 с номерами i = 1,2,3,..., МI, и m = 1,2,3,...,MO. Для простоты рассмотрим случай, когда число МI акустических каналов 6 во входном преобразователе выбрано равным числу акустических каналов в выходном преобразователе 4, то есть МI = МO = М, i = m, Pi = Pm, bi = bm. Кроме того, будем считать апертуры входного и выходного преобразователей также одинаковы, то есть WI = WO = W. Поскольку периоды Pi и Pm и ширины bi и bm электродов в пределах каждого акустического канала 6, 7 в соответствии с изобретением выбраны постоянными, то пара соответствующих акустических каналов 6, 7 образует сравнительно узкополосный суб-фильтр со средней частотой fi = V/Pi = V/i, где V-скорость ПАВ, i/- длина ПАВ, соответствующая периоду Pi электродов и частоте акустического синхронизма fi в i-м канале, являющейся средней частотой канала. В результате фильтр на ПАВ в целом может быть представлен в виде совокупности из М электрически параллельно соединенных суб-фильтров, а передаточная функция фильтра для случая МI = МO = М, i = m, WI = WO = W, может быть записана в виде суперпозиции передаточных функций соответствующих суб-фильтров (фиг. 5)
где HIi(f) и HOi*(f) - передаточные функции соответственно входного 6 и выходного 7 акустических каналов,
(*) - знак комплексного сопряжения,
fi1/2 - коэффициент, учитывающий зависимость эффективности возбуждения ПАВ от частоты,
(Ai/W) - коэффициент, учитывающий весовой вклад акустического канала 6 или 7 с апертурой Ai в частотную характеристику преобразователей 2 или 3 с апертурами WI = WO = W соответственно,
= 2/i= 2f/V - фазовая постоянная,L0i - расстояние между центрами акустических каналов 6 и 7 (фиг. 2 и 3), относящихся к одному суб-фильтру и определяющее заданную ФЧХ суб-фильтра. Механизм формирования АЧХ фильтра путем суперпозиции АЧХ суб-фильтров, разнесенных по частоте относительно друг друга на
fi = fi-fi+1, показан на фиг. 5. При этом АЧХ фильтра имеет заданную полосу пропускания BW и две переходные полосы TBW. Ширина одной из переходных полос определяется шириной полосы пропускания самого низкочастотного суб-фильтра i = 1, а ширина второй переходной полосы - шириной полосы пропускания самого высокочастотного фильтра i = М. В общем случае средняя частота F0 фильтра может совпадать с одной из средних частот акустических каналов. В случае сложной формы заданной фазочастотной характеристики фильтра на ПАВ расстояние между центрами одноименных i = m акустических каналов 6 и 7 может быть переменным, то есть L0i = var. При одинаковом числе каналов МO = МI = М во входном 6 и выходном 7 преобразователях передаточная функция фильтра на ПАВ будет
где
i(f) = L0i/V - время задержки ПАВ для i-го канала. При заданной линейной фазе фильтра на ПАВ расстояние между центрами преобразователей 6 и 7 будетLi = Lo= const и
i(f) = 0= L0/V, (6)где
o - постоянная запаздывания. Поэтому изменение фазы соседних i-го и (i+1)-го акустических каналов относительно друг друга будет
то есть
При проектировании фильтра на ПАВ в полосе пропускания обычно возникают отклонения
i реализуемой фазы 
P(fi) от заданной фазы S(fi), то есть i = P(fi)-S(fi), например, из-за дифракционного расхождения пучка ПАВ или отклонения потока энергии. Эти искажения фазы компенсируются согласно изобретению путем изменения расстояния Li между центрами акустических каналов 6, 7, выбираемого из соотношенияLi = L0i+(
i/2)i (9)Натурные и машинные эксперименты показывают, что оптимальное число акустических каналов в предлагаемом фильтре на ПАВ, позволяющее воспроизвести заданные частотные характеристики с точностью, заведомо лучшей, чем для фильтра-прототипа, составляет 10<М
АЧХ и относительной ширины переходной полосы TBW от числа М = МO = МI акустических каналов с относительной полосой пропускания BW=20%. Нижний предел апертуры акустического канала Ai> i/2 обусловлен необходимостью сохранения плоского фронта ПАВ в пределах акустического канала с малым перекрытием электродов [4, стр. 187-200]. Верхний предел апертуры канала Ai < W/2 обусловлен минимальным количеством М = 2 акустических каналов в предлагаемом квазивеерном преобразователе. С точки зрения функционирования предложенного фильтра на ПАВ разделение преобразователей на акустические каналы и введение соединительных перемычек приводит к результатам двоякого рода. С одной стороны, в области расположения соединительных перемычек 8 не происходит синхронного сложения излучаемых ПАВ из-за различного наклона перемычек 8 по отношению к направлению распространения ПАВ. Это вызывает дополнительные потери на излучение ПАВ. Но выбор протяженностей перемычек из соотношений Ai/50 < Ai< Ai/10 и Am/50 < Am< Am/10 делает эти дополнительные потери пренебрежимо малыми. С другой стороны, использование акустических каналов с регулярно расположенными электродами позволяет приблизить условия распространения ПАВ в этих каналах к условиям распространения ПАВ в регулярных волноводах. Последние условия обеспечивают концентрацию энергии ПАВ в пределах канала, что уменьшает вносимые потери и искажения частотных характеристик фильтра, связанные с дифракционной расходимостью пучка ПАВ [4, стр. 187-200] в фильтре-прототипе, что улучшает избирательность фильтра и коэффициент прямоугольности АЧХ. Кроме того, размещение электродов в акустических каналах предлагаемого фильтра перпендикулярно направлению распространения ПАВ позволяет уменьшить паразитное взаимодействие соседних (вдоль апертуры) областей преобразователей, возникающее из-за дифракционного отклонения потока энергии ПАВ и дополнительного наклона фронта излучаемых ПАВ в фильтре-прототипе с веерными преобразователями. Промежуточные коммутационные слои между акустическими каналами, занятые соединительными перемычками, являются дополнительными акустическими барьерами для ПАВ, отклоняющихся от распространения вдоль продольной оси фильтра, что и способствует лучшей акустической изоляции соседних каналов и уменьшению искажения частотных характеристик, связанных с дифракционным расхождением пучка ПАВ и отклонением потока энергии ПАВ. Перечисленные свойства позволяют также улучшить избирательность фильтра и коэффициент прямоугольности заданной АЧХ. Различные варианты выполнения соединительных перемычек в виде трапеций, прямоугольников или набора прямоугольников позволяет улучшить работу промежуточного слоя как акустического барьера. При заданной длине подложки (или преобразователей) предложенный фильтр обеспечивает меньшие искажения частотных характеристик в полосе пропускания, лучшую избирательность и лучший коэффициент прямоугольности АЧХ по сравнению с прототипом. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет обеспечить достижения первой цели изобретения - улучшения точности воспроизведения заданных частотных характеристик. Дополнительным преимуществом предложенного фильтра является тот факт, что при одинаковом с прототипом коэффициенте прямоугольности АЧХ предложенный фильтр будет иметь более короткие преобразователи и подложку меньшей длины. Достижение второй взаимосвязанной цели изобретения: упрощение изготовления фильтра, - решается следующим образом. Во-первых, благодаря размещению электродов перпендикулярно направлению распространения ПАВ и разделению преобразователей на М =10-30 акустических каналов, то есть благодаря использованию ступенчатых электродов (фиг. 2 и 3) вместо наклонных электродов (фиг. 1), в предлагаемом фильтре отсутствует необходимость разделения каждого электрода на 500-1000 фрагментов при изготовлении фотошаблона на оборудовании с дискретным перемещением исполнительных механизмов. Во-вторых, благодаря выполнению электродов с постоянным периодом и шириной возможно изготовление акустических каналов предлагаемого фильтра путем мультиплицирования повторяющихся элементарных фрагментов (секций) вместо индивидуального пофрагментного изготовления каждого электрода в фильтре-прототипе. В-третьих, выполнение соединительных перемычек согласно изобретению позволяет обойтись одной экспозицией (перемычки в виде трапеции при прямоугольниках, фиг. 4а, б) и 3-5 экспозициями (перемычки в виде набора сдвинутых прямоугольников, фиг. 4в) при изготовлении промежуточного коммутационного слоя на фотошаблоне предлагаемого фильтра. В результате время изготовления фотошаблона предлагаемого фильтра уменьшается в 3-8 раз по сравнению с временем изготовления фильтра-прототипа. Пример 1. На фиг. 7 изображены АЧХ (то есть 
фильтра со средней частотой F0=128 MHz и полосой пропускания BW3=30,0 MHz. Кривая 1 соответствует фильтру-прототипу с веерными преобразователями, имеющими наклонные электроды с переменными периодом и шириной. Кривая 2 соответствует предлагаемому фильтру с квазивеерными преобразователями, имеющими по MI= MO=15 акустических каналов с регулярными ступенчатыми электродами. Из сравнения видно, что в фильтре, изготовленном в соответствии с изобретением, меньше искажения АЧХ, связанные с дифракцией ПАВ: пульсации АЧХ в полосе пропускания уменьшились с 1,5 дБ для прототипа до 0,6 дБ в предлагаемом фильтре; избирательность в полосе заграждения улучшилась на 3-8 дБ, коэффициент прямоугольности улучшился с Кп(40/3 дБ)= 1,5 до Кп=1,4. При этом время изготовления фотошаблона уменьшилось с 12 часов (прототип) до 3 часов (предлагаемый фильтр). Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет обеспечить достижение взаимосвязанных целей изобретения: повышение точности воспроизведения заданных частотных характеристик и упрощение изготовления фильтров на ПАВ. ЛИТЕРАТУРА1. Д.Морган. "Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах". М.:, Радио и связь, 1990 г., 415 стр. 2. L.Solie, "Weighted tapered SPUDT SAW device". Заявка PCT WO 97/10646, H 03 H 9/145, 9/02, опубликована 20 марта 1997 г. 3. L. Solie, "Tapered transducers-design and application", Proc. IEEE 1998 Ultrasonics Symposium, pp.27-37, Senday, Japan, 1998 г. 4. Орлов B. C., Бондаренко В.С. "Фильтры на поверхностных акустических волнах". М.: Радио и связь, 1981 г., 274 стр.
Класс H03H9/64 с использованием поверхностных акустических волн
