DE102019113320A1

DE102019113320A1 - Akustische Verzögerungskomponente

Info

Publication number: DE102019113320A1
Application number: DE102019113320.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bergmann
Original assignee: RF360 Europe GmbH
Current assignee: RF360 Europe GmbH
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2020-11-26

Abstract

Eine akustische Verzögerungskomponente, die eine große Bandbreite und eine hohe Mittenfrequenz zusammen mit einer niedrigen Einfügedämpfung bereitstellt, wird bereitgestellt. Die Verzögerungskomponente umfasst zwei oder mehr funktionale Zellen, die in einem Wandler einer Wandlerstruktur in einer akustischen Spur angeordnet sind. Die funktionalen Zellen sind aus Anregungszellen, reinen Anregungszellen, Reflexionszellen, reinen Reflexionszellen, Direktivitätszellen, SPUDT-Zellen und Nichtreflexionszellen ausgewählt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungskomponente, z. B. eine Verzögerungskomponente, die in einem HF-Signalpfad verwendet werden kann und die mit akustischen Wellen arbeitet.
Eine Verzögerungskomponente (ein Verzögerungsbauelement) ist eine Schaltkreiskomponente, die ein Signal, z. B. ein HF-Signal, verzögern kann. Es ist möglich, dass ein HF-Signal durch die Verzögerungskomponente von einer externen Schaltkreisumgebung empfangen wird. Nach einer gewissen Zeitmenge, der Verzögerungszeit, wird das Signal an eine externe Schaltkreisumgebung weitergeleitet. Das Signal kann bezüglich Zeit und Amplitude kontinuierlich oder diskret sein. Insbesondere kann das Signal ein elektrisches Signal sein und die durch die Verzögerungskomponente bereitgestellte Verzögerung kann verwendet werden, um in Zusammenhang stehende Signale zu synchronisieren oder zu entsynchronisieren. Insbesondere kann die Verzögerungskomponente in einem Einhüllenden-Tracking-System (Envelope tracking system) verwendet werden, um das HF-Signal mit einem zweiten Signal zu synchronisieren, das Envelopen-Informationen des HF-Signals trägt.
Es ist möglich, zum Verzögern eines HF-Signals eine Verzögerungsleitung zu verwenden, die einen Signalleiter einer gewissen Länge umfasst. Wenn die Verzögerungszeit jedoch groß sein sollte, dann wird der entsprechende Signalleiter sehr lang, was nicht mit dem Trend zu einer andauernden Miniaturisierung hin kompatibel ist.
Ferner ist es wünschenswert, eine Verzögerungskomponente zu haben, die eine konstante Gruppenverzögerungszeit hat, d. h. eine flache Form der Gruppenverzögerungskurve über die Frequenz. Ferner ist eine Verzögerungskomponente gewünscht, die eine Verzögerungszeit in dem Bereich von 10 Nanosekunden bereitstellen kann. Außerdem sollte die Einfügedämpfung so niedrig wie möglich, z. B. 4 dB oder weniger, sein. Die Verzögerungskomponente sollte bei einer Mittenfrequenz von etwa 3600 MHz arbeiten und eine flache Verzögerung in einem Frequenzband mit einer Bandbreite von 400 MHz bereitstellen, was der relativ großen Bandbreite von 11,1 % entspricht. Ferner sollte die Verzögerungskomponente mit herkömmlichen fotolithografischen Prozessen herstellbar sein. Insbesondere sollte die Verzögerungskomponente mit einem Eveloppenverfolgungssystem einer Mobilkommunikationsschaltungsanordnung kompatibel sein.
Zu diesem Zweck wird eine akustische Verzögerungskomponente gemäß dem unabhängigen Anspruch bereitgestellt. Abhängige Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen und ein entsprechendes HF-Modul mit einer solchen Verzögerungskomponente bereit.
Die akustische Verzögerungskomponente umfasst eine akustische Spur. Die akustische Spur umfasst ein piezoelektrisches Material und eine Wandlerstruktur, die auf dem piezoelektrischen Material angeordnet ist. Die Wandlerstruktur umfasst einen Wandler mit zwei Sammelschienen und Elektrodenfingern. Jeder der Elektrodenfinger ist mit einer der zwei Sammelschienen verbunden. Der Wandler umfasst ferner eine Mehrzahl von zwei oder mehr funktionalen Zellen. Die funktionalen Zellen der Wandler werden aus Anregungszellen, reinen Anregungszellen, Reflexionszellen, reinen Reflexionszellen, Direktivitätszellen, SPUDT-Zellen (SPUDT: Single Phase Unidirectional Transducer - unidirektionaler Einzelphasenwandler) und Nichtreflexionszellen ausgewählt. Ferner kann eine akustische Wellenmode mit einer Mittenfrequenz f und einer Wellenlänge λ in der Wandlerstruktur propagieren.
Eine solche akustische Verzögerungskomponente kann einen Eingangsport und einen Ausgangsport umfassen und eine Verzögerungszeit Δt mit Bezug auf ein HF-Signal bereitstellen, das in die Verzögerungskomponente eintritt.
Eine funktionale Zelle in dem Wandler umfasst eine gewisse Menge an Elektrodenfingern angrenzend aneinander und in der akustischen Spur angeordnet.
Eine Anregungszelle ist eine Gruppe von Elektrodenfingern, die - wenn sie mit einem HF-Signal versorgt werden - zwischen elektrischen und akustischen HF-Signalen umwandeln können und die akustische Wellenmode der Verzögerungskomponente anregen können. Ferner kann eine reine Anregungszelle die akustische Wellenmode anregen, aber stellt keine Reflexion und keine Direktivität für die akustische Wellenmode bereit. Eine Reflexionszelle umfasst einen oder mehrere Elektrodenfinger, die nebeneinander in der Zelle angeordnet sind. Ferner weist die Reflexionszelle einen gewissen Reflexionsgrad mit Bezug auf akustische Wellen auf. Dementsprechend kann eine Reflexionszelle eine akustische Welle wenigstens teilweise reflektieren. Eine reine Reflexionszelle stellt einen Reflexionskoeffizienten mit Bezug auf akustische Wellen bereit und reflektiert akustische Wellen wenigstens teilweise. Ferner gibt die reine Reflexionszelle keinen weiteren Beitrag zu der Anregung akustischer Wellen. Entsprechend weist die reine Reflexionszelle keine Direktivität mit Bezug auf eine Anregung auf. Eine Direktivitätszelle kann akustische Wellen wengistens teilweise reflektieren. Ferner kann eine Direktivitätszelle zu der Anregung akustischer Wellen beitragen. Jedoch weist jeder akustische Beitrag (Reflexion oder Anregung) eine Direktivität auf. Dies bedeutet, dass das Ausmaß des akustischen Effekts von der Richtung abhängt. Eine SPUDT-Zelle ist eine Zelle, die eine Direktivität mit Bezug auf die Anregung akustischer Wellen bereitstellt. Eine Nichtreflexionszelle ist eine Zelle, die einen signifikant reduzierten Reflexionskoeffizienten bezüglich Wellen aufweist, die die Zelle von einer oder beiden Seiten erreichen.
Eine solche akustische Verzögerungskomponente kann eine Verzögerungszeit von etwa 5 bis 10 ns bereitstellen. Ferner kann eine solche akustische Verzögerungskomponente eine relativ konstante Gruppenverzögerungszeit und eine flache Form der frequenzabhängigen Gruppenverzögerungszeitkurve bereitstellen. Ferner kann eine solche Verzögerungskomponente eine Einfügedämpfung unterhalb von 4 dB bereitstellen und eine Verzögerungszeit für HF-Signale in einem Frequenzband mit einer Bandbreite von 400 MHz oder mehr und einer Mittenfrequenz von 3600 MHz bereitstellen. Ferner kann eine solche akustische Verzögerungskomponente, insbesondere die Wandlerstruktur von dieser, mit herkömmlichen fotolithografischen Prozessen erzeugt werden. Dementsprechend werden keine speziellen Anforderungen mit Bezug auf Herstellungsprozesse hinzugefügt. Ferner ist eine solche Verzögerungskomponente kompatibel mit Enveloppenverfolgungssystemen von z. B. einer Drahtloskommunikationsschaltungsanordnung, z. B. bei einem Frontend-Schaltkreis einer Mobilkommunikationsvorrichtung.
Die Anzahl funktionaler Zellen in dem Wandler kann eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr sein.
Ferner kann die Verzögerungskomponente einen oder mehrere zusätzliche Wandler umfassen. Der eine oder die mehreren zusätzlichen Wandler können auch die oben genannten funktionalen Zellen umfassen. Unterschiedliche Wandler können eine gleiche oder ähnliche Konstruktion haben. Jedoch können unterschiedliche Wandler unterschiedliche Konstruktionen haben, die mit Bezug auf unterschiedliche Parameter, wie etwa Bandbreite, Einfügedämpfung und anderes, optimiert sind.
Dementsprechend ist es möglich, dass die Wandlerstruktur einen oder mehrere zusätzliche Wandler umfasst.
Der eine oder die mehreren zusätzlichen Wandler können in derselben akustischen Spur angeordnet werden. Jedoch ist es möglich, dass die akustische Verzögerungskomponente eine oder mehrere zusätzliche akustische Spuren umfasst und die zusätzlichen Wandler über die akustische Spur und die zusätzlichen akustischen Spuren angeordnet oder verteilt sind.
Es ist möglich, dass jede Zelle eine Länge 1 aufweist, die ein ganzzahliges Vielfaches von λ ist: 1 = n λ, wobei n eine ganze Zahl größer gleich 1 ist. Es ist möglich, dass n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 gilt.
Es ist möglich, dass jeder Wandler eine fingerartig verschränkte (interdigitated) Elektrodenstruktur aufweist. Die fingerartig verschränkte Elektrodenstruktur weist Elektrodenfinger auf, die fingerartig verschränkt sind. Fingerartig verschränkte Elektrodenfinger sind aus herkömmlichen elektrokaustischen Wandlern bekannt, wobei fingerartig verschränkte Elektrodenfinger zusammen mit zwei Sammelschienen fingerartig verschränkte kammartige Strukturen herstellen. Typischerweise ist jeder Elektrodenfinger elektrisch mit einer der zwei Sammelschienen verbunden.
Wenn zwei angrenzende Elektrodenfinger elektrisch mit gegenüberliegenden Sammelschienen verbunden sind, dann wird ein Anregungszentrum zwischen den zwei Elektrodenfingern erhalten, wenn die Anregung mit der entsprechenden Phase der akustischen Welle übereinstimmt. Ein größerer Beitrag zu der Anregung einer akustischen Welle wird erhalten, wenn das Anregungszentrum bei einer Position angeordnet ist, bei der die akustische Welle eine große Amplitude aufweist. Ein geringerer Beitrag oder kein Beitrag zu der Anregung wird erhalten, wenn die Position des Anregungszentrums im Wesentlichen einem Wellenknoten mit keiner Wellenamplitude oder mit keiner wesentlichen Wellenamplitude entspricht.
Eine lokale Split-Finger-Konfiguration in der akustischen Spur wird erhalten, wenn zwei angrenzende Elektrodenfinger elektrisch mit derselben Sammelschiene verbunden sind. Dann wird das gleiche elektrische Potential an zwei angrenzende Elektrodenfinger angelegt. Wenn die zwei Zentren der zwei Elektroden - mit Bezug auf die Propagationsrichtung der akustischen Welle entlang der Longitudinalrichtung orthogonal zu der Ausdehnung der Elektrodenfinger - den Abstand von näherungsweise λ/4 aufweisen, dann heben die Reflexionsbeiträge von einem der zwei Elektrodenfinger den Reflexionsbeitrag der jeweiligen anderen Elektrodenfinger auf und die zwei Finger tragen nicht zu der Reflexion akustischer Wellen bei. Die Bereitstellung solcher Reflexionsverlust-Split-Finger-Konfigurationen in einer Zelle kann verwendet werden, um den Reflexionskoeffizienten einer Zelle zu verringern oder zu beseitigen, z. B. um eine Reflexionszelle oder eine reine Reflexionszelle zu erhalten.
Direktivitätszellen - mit Bezug auf die Anregung und Emission akustischer Wellen - und/oder SPUDT-Zellen können erhalten werden, indem ein Anregungszentrum und ein Reflexionszentrum innerhalb einer Zelle bereitgestellt werden, die einen Abstand von näherungsweise A/8 aufweisen.
Es ist möglich, dass die Wandlerstruktur fingerartig verschränkte Wandler umfasst.
Das heißt, mehrere Wandler sind mit einer ihrer Sammelschienen elektrisch mit einem elektrischen Potential verbunden. Zweite mehrere Wandler sind mit einer ihrer Sammelschienen elektrisch mit einem zweiten, z. B. entgegengesetzten elektrischen Potential verbunden. Dann wird eine fingerartig verschränkte IDT-Struktur (IIDT-Struktur) erhalten, wenn Wandler beider Gruppen iterativ und alternierend in der akustischen Spur angeordnet werden. Dementsprechend ist die Anordnung fingerartig verschränkter Wandler ähnlich der Anordnung von Elektrodenfingern in einem Wandler.
Eine solche Konfiguration funktioniert gut, wenn die Wandler bidirektionale Wandler sind. Eine solche Konfiguration stellt eine nichtresonierende elektroakustische Struktur her, die für eine flache Gruppenverzögerungskurve bevorzugt wird. Ferner ist eine Einfügedämpfung unterhalb von 4 dB mit einer solchen IIDT-Struktur möglich.
In einer akustischen Spur, die IIDT-Anordnungen umfasst, werden die Wandler, die zwischen den zwei Wandlern an den distalen Enden der akustischen Spur angeordnet sind, auf eine symmetrische Weise angeregt. Dann können sie elektrisch und akustisch an die Ports der Verzögerungskomponente angepasst werden. Eine solche Anpassung, insbesondere die Reduzierung der Reflexion an dem akustischen Port, ist notwendig, um das Dreifachdurchgangssignal zu minimieren.
Jedoch kann eine niedrige Einfügedämpfung auch mit unidirektionalen Wandlern erhalten werden, die eine Direktivität mit Bezug auf die Emission akustischer Wellen aufweisen. Solche unidirektionalen Wandler können eine minimale Strukturbreite (z. B. eines Elektrodenfingers) von λ/8 aufweisen.
Entsprechend ist es möglich, dass Eingangswandler und Ausgangswandler (die beide elektrisch mit den unterschiedlichen Potentialen verbunden sind) alternierend in der akustischen Spur angeordnet sind.
Es ist möglich, dass einer oder mehrere der Wandler fächerförmige (fanshaped) Wandler sind.
Bei fächerförmigen Wandlern werden Abstände entlang der Longitudinalrichtung über die Transversalrichtung des Wandlers variiert. Insbesondere wird die Fingerperiode entlang der Transversalrichtung geändert. Entsprechend stellen die Elektrodenfinger eine Fächerstruktur her. Ihre Abstände variieren entlang der Transversalrichtung, während die Sammelschienen im Wesentlichen parallel verbleiben.
Das Konzept des Verwendens von fächerförmigen Wandlern entspricht elektrisch einer Parallelverbindung mehrerer frequenzverschobener akustischer Teilspuren innerhalb eines Wandlers, das das Erhalten einer relativ großen Bandbreite vereinfacht.
Es ist möglich, dass eine Zelle, z. B. eine SPUDT-Zelle, eine Länge 1: 1 > λ aufweist.
Eine solche SPUDT-Zelle ist von herkömmlichen SPUDT-Zellen verschieden, wobei der Abstand zwischen einem Anregungszentrum und einem Reflexionszentrum gleich A/8 ist.
Die Verwendung einer SPUDT-Zelle weist den Vorteil auf, dass sie an dem inneren akustischen Port reflexionsfrei ist, wenn das regenerierte Quellen- und Lastsignal durch die Kurzschlussreflexion kompensiert wird. In der Zeitdomäne, die der Fingergeometrie entspricht, bedeutet dies, dass die Kurzschlussreflexion der Selbstfaltung der Anregung entsprechen sollte.
Es ist möglich, dass eine Zelle ein Anregungszentrum und ein Reflexionszentrum aufweist und der Abstand d zwischen dem Anregungszentrum und dem Reflexionszentrum größer als λ ist: d > λ.
Es ist ferner möglich, dass die Anzahl an Elektrodenfingern einer oder mehrerer Zellen eine ungerade Zahl ist, d. h. die Anzahl ist 2n+1, wobei n eine ganze Zahl ist. Insbesondere ist n die Zellenlänge in Einheiten von λ: 1 = n λ.
Es ist möglich, dass die Verzögerungskomponente eine Split-Finger-Anordnung in einem Wandler umfasst. Eine solche Split-Finger-Anordnung in einem Wandler kann Teil einer Nichtreflexionszelle sein.
Insbesondere ist es möglich, dass die Anzahl an Elektrodenfingern einer oder mehrerer Zellen aus 4, 5, 6 und 7 ausgewählt wird.
In Abhängigkeit von der Sammelschiene, mit der die Elektrodenfinger verbunden sind und in Abhängigkeit von der genauen Fingerbreite und den genauen Fingerabständen können solche Zellen verwendet werden, um Reflexionszellen, Anregungszellen, Direktivitätszellen, Nichtreflexionszellen, Nichtanregungszellen, reine Anregungszellen, reine Reflexionszellen und neutrale Zellen herzustellen.
Es ist möglich, dass die Verzögerungskomponente mehrere fingerartig verschränkte Wandler umfasst. Jeder Wandler umfasst eine erste, eine zweite und eine dritte Zelle. Jede Zelle weist eine Länge 1 = 2 A auf. Jede Zelle weist zwei Elektrodenfinger, die elektrisch mit einer Sammelschiene verbunden sind, und drei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden sind, auf. Dann ist es möglich, dass die zwei hergestellten Split-Finger-Konfigurationen an Longitudinalpositionen sind, bei denen die akustische Wellenmode einen Wellenknoten aufweist. Mit solchen Wandlern, z. B. in einer IIDT-Konfiguration, können Verzögerungskomponenten mit geringem Verlust hergestellt werden.
Bei einer alternativen Anordnung weist die Verzögerungskomponente mehrere fingerartig verschränkte Wandler auf. Jeder Wandler umfasst eine erste und eine zweite Zelle. Jede Zelle weist eine Länge 1 = 3 A auf. Jede Zelle weist drei Elektrodenfinger, die mit einer Sammelschiene verbunden sind, und vier Elektrodenfinger, die mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden sind, auf.
Eine solche Konfiguration weist eine Split-Finger-Konfiguration bei dem Zentrum des Wandlers auf, wo die akustische Wellenmode einen Wellenknoten aufweist. Außerdem kann mit einer solchen Konfiguration eine Verzögerungskomponente mit geringem Verlust bereitgestellt werden.
Bei einer weiteren Konfiguration umfasst die Verzögerungskomponente einen fingerartig verschränkten Wandler mit zehn Zellen. Die zehn Zellen weisen sie Sequenz 3 1 3 1 3 1 3 1 2 2 auf, wobei 1 eine Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Reflexion) repräsentiert, 2 eine Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Reflexion) repräsentiert und 3 eine reine Reflexionszelle repräsentiert.
Die Anregung der Zelle 1 kann in Phase mit der Anregung der Zelle 2 sein.
Die Zelle 1 kann eine Länge von 4 mal 2/5 A (= 8/5 A) aufweisen und 4 Elektrodenfinger aufweisen.
Die Zelle 2 kann eine Länge von 5 mal 2/5 λ (= 2 λ) aufweisen und 5 Elektrodenfinger aufweisen.
Die Zelle 3 kann eine Länge von 5 + 2/5 λ (= 12/5 λ) aufweisen und 5 Elektrodenfinger aufweisen.
Eine weitere Anordnung einer Verzögerungszelle umfasst einen Interdigitalwandler mit zehn Zellen mit der Sequenz 4' 1' 3' 1' 3' 1' 3' 1' 2' 2', wobei 1` eine essentielle Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Reflexion) repräsentiert. 2' repräsentiert eine Anregungszelle. 3' repräsentiert eine Reflexionszelle (mit - höchstens - einer geringen Anregung) und 4' repräsentiert eine Reflexionszelle.
Die Zelle 1' kann eine Länge von 4 mal 2/5 λ (= 8/5 λ) aufweisen und 4 Elektrodenfinger aufweisen.
Die Zelle 2' kann eine Länge von 5 mal 2/5 A (= 2 A) aufweisen und 5 Elektrodenfinger aufweisen.
Die Zelle 3' kann eine Länge von 5 + 2/5 λ (= 12/5 λ) aufweisen und 5 Elektrodenfinger aufweisen.
Es ist möglich, dass die akustische Spur ein Metallisierungsverhältnis η aufweist, wobei η 0,4 oder größer und 0,6 oder kleiner ist.
Das Metallisierungsverhältnis η eines Wandlers oder mehrerer Wandler in einer akustischen Spur ist definiert als die Summe der Fingerbreite der einzelnen Elektrodenfinger geteilt durch die Länge des Wandlers in der Longitudinalrichtung oder geteilt durch die Länge der akustischen Spur in der Longitudinalrichtung.
Die Bereitstellung der oben definierten Verzögerungskomponenten mit den Wandlerstrukturen ist derart, dass diese Metallisierungsverhältnisse mit im Wesentlichen herkömmlichen Herstellungsschritten erreicht werden können, so dass die Erzeugung der Verzögerungskomponente mit herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von Akustische-Oberflächenwelle-Komponenten möglich ist.
Es ist möglich, dass jeder Elektrodenfinger eine Breite w mit w ≥ 0,15 µm oder w ≥ 0,22 µm aufweist.
Ferner ist es möglich, dass der minimale Abstand zwischen angrenzenden Fingern D ist, mit D ≥ 0,15 µm oder D ≥ 0,22 µm.
Solche strukturelle Breiten können unter Nutzung herkömmlicher Herstellungsschritte zum Einrichten akustischer Komponenten erhalten werden.
Es ist möglich, dass die Verzögerungskomponente eine Signalverzögerung Δt mit 5 ns ≤ Δt ≤ 10 ns bereitstellt. Insbesondere ist es möglich, dass Δt = 7 ns gilt.
Es ist möglich, dass die Wandlerstruktur eine Länge von 1_TD mit 20 λ ≤ 1_TD ≤ 30 A aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass die Länge der Wandlerstruktur im Wesentlichen gleich 25 λ ist.
Wenn fächerförmige Wandler in der Wandlerstruktur verwendet werden, dann kann die funktionale Zelle 3' die relativen Fingerbreiten 80,4 %, 100 %, 92,7 %, 78,8 %, 62,6 % aufweisen. Die funktionale Zelle 1' kann die relativen Fingerbreiten 72,1 %, 62,0 %, 79,9 %, 65,4 % aufweisen. Die funktionale Zelle 2' kann die relativen Fingerbreiten 84,9 %, 60,9 %, 68,7 %, 89,4 %, 60,3 % aufweisen. Die Werte der Fingerbreiten sind relativ zu jener des breitesten Fingers, der 100 % aufweist.
Ein fächerförmiger Wandler weist - mit Bezug auf die Transversalposition - eine Hochfrequenzseite mit geringeren Rastermaßen und eine Niederfrequenzseite mit höheren Rastermaßen auf. Mit Bezug auf die Longitudinalrichtung x, weist der Wandler eine längere Ausdehnung bei der Niederfrequenzseite und eine kürzere Ausdehnung bei der Hochfrequenzseite auf.
Es wurde herausgefunden, dass weiter verbesserte Verzögerungskomponenten erhalten werden können, wenn Fingerbreiten und Fingerabstände einzeln an unterschiedlichen Stellen, insbesondere bei unterschiedlichen lateralen Positionen y, innerhalb des Bereichs eines fächerförmigen Wandlers optimiert werden.
Dementsprechend kann die funktionale Zelle 3' oder eine andere Reflexions- und Anregungszelle die relativen Fingerbreiten 67,2 %, 100 %, 67,2 %, 67,2 %, 57,4 % auf der Niederfrequenzseite und 72,8 %, 91,3 %, 90,2 %, 86,7 %, 66,2 % auf der Hochfrequenzseite aufweisen.
Die funktionale Zelle 1' oder eine andere Anregungszelle kann die relativen Fingerbreiten 56,4 %, 60,5 %, 80 %, 53,8 %, auf der Niederfrequenzseite und 72,8 %, 73,8 %, 69,7 %, 72,8 % auf der Hochfrequenzseite aufweisen.
Die funktionale Zelle 2' oder eine andere Reflexionszelle kann die relativen Fingerbreiten 77,9 %, 55,9 %, 63,1 %, 82,1 %, 55,4 %, auf der Niederfrequenzseite und 52,8 %, 76,9 %, 75,9 %, 73,8 %, 75,4 % auf der Hochfrequenzseite aufweisen.
Die Werte der Fingerbreiten sind relativ zu jener des breitesten Fingers, der 100 % aufweist.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere fächerförmige Wandler aufgeteilte (split) Wandler sind.
Ein aufgeteilter Wandler wird erhalten, indem ein fächerförmiger Wandler in zwei oder mehr Teile des aufgeteilten Wandlers aufgeteilt wird. Die aufgeteilten Teile sind elektrisch parallel verbunden. Dementsprechend weist ein aufgeteilter Wandler zwei oder mehr Teile auf, die akustisch entkoppelt, aber elektrisch parallel verbunden sind.
Der Fächerwinkel α ist der Winkel zwischen der Ausdehnungsrichtung des ersten (oder letzten) Elektrodenfingers des fächerförmigen Wandlers und der Transversalrichtung, d. h. der Richtung orthogonal zu der Propagationsrichtung der akustischen Wellen.
Größere Fächerwinkel α führen zu 2-dimensionalen Verlusten, die durch Beugungseffekte aufgrund der geneigten Elektrodenfingerränder verursacht werden.
Es ist möglich, den Fächerwinkel durch Erhöhen der Apertur (d. h. die Ausdehnung entlang der Transversalrichtung y) des entsprechenden fächerförmigen Wandlers zu verringern, um eine gewollte Bandbreite beizubehalten.
Jedoch führen erhöhte Aperturen zu längeren Elektrodenfingern. Längere Elektrodenfinger führen zu erhöhten ohmschen Verlusten.
Die Bereitstellung von aufgeteilten Wandlern, die elektrisch verbundene Teile umfassen, ermöglicht es, einen kleinen Fächerwinkel α zusammen mit kurzen Elektrodenfingern aufzuweisen, während eine große Bandbreite beibehalten wird. Ein Teil des aufgeteilten Wandlers stellt eine erste Bandbreite bereit, die mit einem gegebenen Fächerwinkel α kompatibel ist und mit einer gegebenen maximalen Fingerlänge kompatibel ist. Der eine oder die mehreren Teile des aufgeteilten Wandlers stellen entsprechende weitere Bandbreiten bereit, die mit einem gegebenen Fächerwinkel α kompatibel sind und mit einer gegebenen maximalen Fingerlänge kompatibel sind. Die Parallelverbindung stellt sicher, dass die Bandbreite des gesamten aufgeteilten Wandlers im Wesentlichen gleich der Summe der einzelnen Bandbreiten ist.
Es ist möglich, dass die Anzahl an aufgeteilten Wandlern aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ausgewählt ist.
Es ist möglich, dass die Anzahl an Teilen eines aufgeteilten Wandlers aus 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ausgewählt ist.
Die Anzahl an Teilen unterschiedlicher aufgeteilter Wandler kann gleich oder unterschiedlich sein.
Es wird bevorzugt, dass es keine Lücken zwischen (partiellen) Bandbreiten von Teilen der aufgeteilten Wandler gibt. Jedoch können Bandbreiten von Teilen der aufgeteilten Wandler überlappen, d. h., es kann Frequenzen geben, die zu mehr als einer solchen (partiellen) Bandbreite gehören.
Die Verzögerungskomponente kann ein Teil eines HF-Moduls, z. B. eines Leistungsverstärkermoduls, sein. In dem Leistungsverstärkermodul kann die Verzögerungskomponente verwendet werden, um ein HF-Signal mit einem Informationssignal zu synchronisieren, das Enveloppeninformationen des HF-Signals umfasst.
Zentrale Aspekte der Verzögerungskomponente und Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen sind durch die begleitenden Figuren gezeigt.
In den Figuren gilt:

1 zeigt eine grundlegende Konstruktion einer akustischen Verzögerungskomponente ADC, die mehrere funktionale Zellen FC umfasst;
2 zeigt eine Zelle mit einer reduzierten (oder unterdrückten) Reflexion, um Resonanzen in der akustischen Spur zu reduzieren oder zu vermeiden;
3 zeigt die Verwendung von Dummy-Fingern DF in der akustischen Spur;
4 zeigt eine funktionale Zelle FC mit sieben Fingern, die so angeordnet sind, dass die Resonanzen innerhalb der akustischen Spur reduziert oder vermieden werden;
5 zeigt einen Wandler TD mit zwei Aufgeteilter-Finger-Anordnungen;
6 zeigt einen Wandler TD mit einer Aufgeteilter-Finger-Anordnung;
7 zeigt eine IIDT-Konfiguration basierend auf dem in 5 gezeigten Wandler;
8 zeigt eine IIDT-Konfiguration basierend auf dem in 6 gezeigten Wandler;
9 zeigt einen Wandler in einer SPUDT-Konfiguration;
10 zeigt einen alternativen Wandler in einer SPUDT-Konfiguration;
11 zeigt elektrische Parameter einer IIDT-Konfiguration basierend auf dem in 5 und 6 gezeigten Wandler;
12 zeigt elektrische Parameter einer Verzögerungskomponente basierend auf den in 9 und 10 gezeigten Wandlern;
13 zeigt zusätzliche elektrische Parameter einer Verzögerungskomponente basierend auf den in 9 und 10 gezeigten Wandlern;
14 zeigt eine mögliche Anwendung einer akustischen Verzögerungskomponente ADC in einem HF-Modul RFM;
15 zeigt einen fächerförmigen Wandler; und
16 zeigt einen Aufgeteilter-Finger-Wandler.
17 zeigt die Niederfrequenzseite (LF: Low Frequency) und die Hochfrequenz(HF: High Frequency)-Seite eines Segments eines fächerförmigen Wandlers mit lokal optimierten Fingerbreiten und Fingerabständen.
18 zeigt einen fächerförmigen Wandler mit lokal optimierten Fingerbreiten und Fingerabständen.
19 zeigt die Transferfunktionen S12 von fächerförmigen Wandlern mit den Zellensequenzen des in 9 und in 10 gezeigten Wandlers.
20 zeigt die Rückflussdämpfung der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 und in 10 gezeigten Wandlers.
21 zeigt die Transferfunktionen S12 der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 und in 10 gezeigten Wandlers in einer Zoom-Ansicht und entsprechende Gruppenverzögerungszeiten um 7 ns herum.
22 zeigt die Impulsantworten der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 und in 10 gezeigten Wandlers.
23 zeigt das Konzept eines aufgeteilten Wandlers.
24 zeigt den Effekt des Teilens eines Wandlers.

1 zeigt eine grundlegende Übersicht einer akustischen Verzögerungskomponente ADC. Die akustische Verzögerungskomponente ADC (Acoustic Delay Component) weist ein piezoelektrisches Material PM und eine akustische Spur AT, die ein Segment der Oberfläche des piezoelektrischen Materials PM umfasst, auf. In der akustischen Spur ist eine Wandlerstruktur TS angeordnet. Die Wandlerstruktur TS umfasst mehrere funktionale Zellen FC. Die funktionalen Zellen FC sind in einer Reihenkonfiguration entlang der Longitudinalrichtung x angeordnet, die die Propagationsrichtung der akustischen Hauptmode in der akustischen Spur AT definiert. Die Transversalrichtung, die die Ausdehnungsrichtung von Elektrodenfingern definiert, ist als y bezeichnet.
Die funktionalen Zellen FC richten Wandler oder Wandlersegmente, die Elektrodenfinger und Sammelschienen oder Segmente von Sammelschienen umfassen, ein. Die funktionalen Zellen FC oder zwei oder mehr funktionale Zellen FC können in einem einzigen Wandler angeordnet sein. Jedoch ist es möglich, dass jede funktionale Zelle FC einen einzelnen Wandler einrichtet. Entlang der Longitudinalrichtung x können Spalte zwischen den funktionalen Zellen FC angeordnet werden. Jedoch ist es auch möglich, dass funktionale Zellen FC direkt nebeneinander innerhalb der akustischen Spur AT angeordnet sind.
Die funktionalen Zellen FC sind zum Hinzufügen einer speziellen Funktionalität zu der Wandlerstruktur TS in der akustischen Spur AT bereitgestellt. Jede funktionale Zelle FC kann eine Anregungsfunktionalität, eine Reflexionsfunktionalität, eine Direktivitätsfunktionalität usw. bereitstellen. Die Direktivitätsfunktionalität kann sich auf eine Reflexion und/oder Anregung beziehen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere funktionale Zellen unterschiedliche Funktionalitäten kombinieren. Dementsprechend ist es möglich, dass eine funktionale Zelle eine Reflexionsfunktionalität zusammen mit einer Anregungsfunktionalität zu der akustischen Spur hinzufügt. Außerdem ist es möglich, dass eine funktionale Zelle frei von einer Anregungsfunktionalität oder frei von einer Reflexionsfunktionalität oder frei von einer Direktivitätsfunktionalität ist. Ferner ist es möglich, dass eine funktionale Zelle nur eine einzige Funktionalität bereitstellt, die aus Anregung, Reflexion, Direktivität ausgewählt ist, während die funktionale Zelle die jeweiligen zwei anderen Funktionalitäten nicht bereitstellt.
Die Bereitstellung der speziellen funktionalen Zellen bei speziellen Positionen innerhalb eines Wandlers innerhalb der akustischen Spur stellt die Möglichkeit des Erhaltens einer akustischen Verzögerungskomponente bereit, die den speziellen Anforderungen entspricht, insbesondere der Anforderung der hohen Bandbreite, der niedrigen Einfügedämpfung und der hohen Mittenfrequenz, während sie mit herkömmlichen Prozessen herstellbar ist, die beim Einrichten von Akustische-Oberflächenwelle-Komponenten verwendet werden.
2 veranschaulicht eine funktionale Zelle FC, die eine ungerade Zahl an Elektrodenfingern pro ganzzahligem Vielfachen der akustischen Wellenlänge λ aufweist. Insbesondere zeigt 2 eine funktionale Zelle, die fünf Elektrodenfinger pro 2λ-Längen aufweist. Die wellenförmige Kurve veranschaulicht die Phasenposition der akustischen Hauptmode. Eine maximale Amplitude der Wellenform entspricht einer Position, wo die Amplitude einen maximalen Wert erreicht. Bei einer Position, bei der die Wellenform die Mittenlinie parallel zu der Longitudinalrichtung x in dem Zentrum der akustischen Spur schneidet, entspricht Knoten der akustischen Hauptmode. Die Länge der Pfeile gibt die Beitragsstärke von Anregungszentren zu der Anregung der akustischen Mode an. Dementsprechend stellen unterschiedliche Anregungszentren unterschiedliche Anregungsbeiträge bereit. Die Verwendung einer ungeraden Zahl an Elektrodenfingern pro ganzzahligen Vielfachen der akustischen Wellenlänge A reduziert einen Reflexionsbeitrag der funktionalen Zelle FC, um Resonanzen in der akustischen Spur zu reduzieren oder zu vermeiden, um eine flache frequenzabhängige Gruppenverzögerungskurve über einen breiten Frequenzbereich bereitzustellen.
3 veranschaulicht die Verwendung von Dummy-Fingern DF, die elektrisch mit einer Sammelschiene verbunden sind und einem distalen Ende eines Elektrodenfingers EF gegenüberliegen. Die Verwendung von Dummy-Fingern DF verbessert das Einrichten einer akustischen gewollten Hauptmode und reduziert ungewollte Störmoden.
4 veranschaulicht eine funktionale Zelle FC mit sieben Elektrodenfingern pro drei λ-Längen. Im Vergleich zu der in 2 gezeigten Struktur weist die funktionale Zelle FC aus 4 eine ähnliche Anregungsstärke pro Länge des entsprechenden Wandlers gemessen in Vielfachen der akustischen Wellenlänge λ auf, weil eine reduzierte Anzahl an Zellen für eine gegebene Wandlerlänge benötigt wird, während die Positionen von Anregungszentren mehr mit Maximalwerten der Amplitude mit zunehmender Länge der funktionalen Zelle variieren.
5 zeigt einen Wandler TD, der drei in 3 gezeigte funktionalen Zellen umfasst. An Grenzflächen zwischen angrenzenden funktionalen Zellen FC ist eine Aufgeteilter-Finger-Konfiguration ohne ein Anregungszentrum angeordnet. Dementsprechend umfasst der Wandler TD zwei Aufgeteilter-Finger-Konfigurationen, weil drei funktionale Zellen, die in Reihe in der akustischen Spur angeordnet sind, zwei entsprechende Grenzflächen umfassen, die durch die gestrichelten Linien angegeben sind, die sich entlang der Transversalrichtung y erstrecken.
Im Gegensatz dazu zeigt 6 einen Wandler TD, der zwei der in 4 gezeigten funktionalen Zellen umfasst, wobei eine einzige Aufgeteilter-Finger-Konfiguration in der - mit Bezug auf die Longitudinalrichtung x - Zentrumsposition des Wandlers TD angeordnet ist.
In Figure 5 oder 6 gezeigte Wandler können in einer IIDT-Konfiguration verwendet werden, um eine Verzögerungskomponente mit einer konstanten Gruppenverzögerungszeit über einen breiten Frequenzbereich zusammen mit einer niedrigen Einfügedämpfung einzurichten.
Entsprechend veranschaulicht 7 eine solche Inter-IDT-Konfiguration IIDT, die vier der in 5 gezeigten Wandler umfasst. Jeder Wandler TD ist ein Eingangswandler oder ein Ausgangswandler und Eingangswandler und Ausgangswandler sind abwechselnd über die Longitudinalrichtung der akustischen Spur hinweg verteilt. Jeder der Wandler TD umfasst drei funktionale Zellen FC1, FC2, FC3, wobei die drei funktionalen Zellen FC1, FC2 und FC3 vom gleichen Typ wie durch 2 gezeigt sind.
Die akustische Länge von einem Eingangswandler zu dem benachbarten Ausgangswandler beträgt näherungsweise 25 λ. Die Gesamtlänge der akustischen Spur bestimmt im Wesentlichen die Gruppenverzögerungszeit der Verzögerungskomponente.
Gleichermaßen zeigt 8 eine IIDT-Struktur basierend auf den in 6 gezeigten Wandlern TD, so dass jeder Wandler TD zwei funktionale Zellen FC1, FC2 aufweist, die von dem gleichen Typ sind, so dass jeder Wandler TD eine Aufgeteilter-Finger-Konfiguration aufweist, die in dem Zentrum von diesem angeordnet ist.
Wieder ist die Gesamtlänge der Wandlerstruktur näherungsweise 25 λ, so dass eine Gruppenverzögerungszeit von 7 ns erhalten wird.
9 veranschaulicht eine Wandlerstruktur, die einen SPUDT umfasst. Der SPUDT umfasst zehn funktionale Zellen, die direkt nacheinander in der akustischen Spur angeordnet sind. Die SPUDT-Struktur weist die Funktionale-Zelle-Sequenz 3 1 3 1 3 1 3 1 2 2 auf. 1 repräsentiert eine Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Reflexion), 2 repräsentiert eine Anregungszelle(mit - höchstens - einer geringen Reflexion)-Reflexionszelle und 3 repräsentiert eine reine Nichtreflexionszelle.
Zu diesem Zweck umfasst die funktionale Zelle 1 eine Vier-Elektrodenfinger-Konfiguration. Zwei Elektrodenfinger sind elektrisch mit einer der zwei Sammelschienen verbunden. Die anderen zwei Elektrodenfinger sind elektrisch mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden. Die funktionale Zelle 2 entspricht im Wesentlichen der in 2 gezeigten funktionalen Zelle und weist drei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der unteren Sammelschiene verbunden sind, und zwei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der oberen Sammelschiene verbunden sind, auf. Die funktionale Zelle 3 umfasst fünf Elektrodenfinger. Jeder der fünf Elektrodenfinger ist elektrisch mit der unteren Sammelschienen verbunden.
Eine alternative Anordnung ist in 10 gezeigt. 10 umfasst einen SPUDT mit der Funktionale-Zelle-Sequenz 4' 1' 3' 1' 3' 1' 3' 1' 2' 2'. 1' repräsentiert eine im Wesentlichen Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Reflexion). 2' repräsentiert eine Anregungsreflexionszelle. 3' repräsentiert eine Reflexions- und Anregungszelle (mit - höchstens - einer geringen Anregung) und 4' repräsentiert eine Reflexionszelle.
Zu diesem Zweck entspricht die funktionale Zelle 2' der in 2 gezeigten funktionalen Zelle und weist drei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der unteren Sammelschiene verbunden sind, und zwei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der Sammelschiene verbunden sind, auf. Die funktionale Zelle 1' umfasst zwei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der unteren Sammelschiene verbunden sind, und zwei Elektrodenfinger, die elektrisch mit der oberen Sammelschiene verbunden sind. Die funktionale Zelle 3' umfasst vier Elektrodenfinger, die elektrisch mit der unteren Sammelschiene verbunden sind, und einen Elektrodenfinger, der elektrisch mit der oberen Sammelschiene verbunden ist. Die funktionale Zelle 4' entspricht der funktionalen Zelle 3' mit Ausnahme dessen, dass alle fünf Elektrodenfinger elektrisch mit der unteren Sammelschiene verbunden sind.
11 zeigt einen Vergleich von P-Matrixelementen und Y-Matrixelementen von Wandlern der Länge 12 λ, die die in 2 und 4 gezeigten funktionalen Zellen umfassen. Insbesondere zeigt die Kurve Y52 den Realteil des Matrixelementes y11 eines Wandlers, der die in 2 gezeigten funktionalen Zellen mit fünf Elektrodenfingern pro Länge 2A umfasst. Die Kurve Y73 zeigt den Realteil des Matrixelementes y11 eines Wandlers, der die Länge 12 λ aufweist und zwei der in 4 gezeigten Zellen mit sieben Elektrodenfingern pro Länge 3A umfasst.
Entsprechend zeigt die Kurve P52 das Matrixelement P11 eines Wandlers, der sechs der funktionalen Zellen FC aus 2 umfasst, die in Reihe in der akustischen Spur angeordnet sind. Die Kurve P73 zeigt das Matrixelement P11 eines Wandlers, der vier der funktionalen Zellen FC aus 4 umfasst, die in Reihe nacheinander angeordnet sind, so dass ein Wandler mit der Länge 12λ erhalten wird. Die Strukturen sind innerhalb des Frequenzbereichs zwischen 3400 und 3800 MHz im Wesentlichen reflexionsfrei, wie durch die kuppelförmigen Kurven Y52 und Y73 gezeigt ist.
12 zeigt die Realteile der Wandleradmittanzen (Realteil von Y11) und die Kurzschlussreflexionen (P11) für die in 9 und 10 gezeigten Wandler. Insbesondere zeigt die Kurve Y1 den Realteil der Wandleradmittanz des Wandlers aus 9. Die Kurve Y2 zeigt den Realteil der Wandleradmittanz des in 10 gezeigten Wandlers. Die Kurve P1 zeigt die Kurzschlussreflexion (P11) der in 9 gezeigten Wandlerstruktur. Die Kurve P2 zeigt die Kurzschlussreflexion eines Wandlers mit der in 10 gezeigten Elektrodenstruktur.
Die in 12 gezeigten Kurven weisen eine flache Form auf, insbesondere in dem Frequenzbereich um die Mittenfrequenz von 3600 MHz herum.
13 veranschaulicht einen Vergleich zwischen der elektroakustischen Umwandlung für die in 9 und 10 gezeigten Wandlergeometrien. Insbesondere zeigt die Kurve P13_1 die elektroakustische Umwandlung P13 des in 9 gezeigten Wandlers. Die Kurve P13_2 zeigt die elektroakustische Umwandlung P13 des in 10 gezeigten Wandlers. Die Kurve P23_1 zeigt die elektroakustische Umwandlung P23 des in 9 gezeigten Wandlers. Die Kurve P23_2 zeigt die elektroakustische Umwandlung P23 des in 10 gezeigten Wandlers.
In 12 und 13 kann gesehen werden, dass die Kennlinien, die der in 10 gezeigten Geometrie entsprechen, eine größere Bandbreite als die in 9 bereitgestellten Geometrien bereitstellen. Die größere Bandbreite wird durch kleinere Abstände zwischen Anregung und Reflexion erhalten. Dies liegt darin begründet, dass, wenn der Abstand zwischen einem Anregungs- und einem Reflexionszentrum groß ist, eine kleine Frequenzabweichung eine Überlagerung mit einer nichtperfekten Phasenbeziehung der akustischen Wellen verursacht, die in einer Richtung nach rechts emittiert werden. Jedoch kann die Verwendung eines fächerförmigen Wandlers eine Bandbreitenreduzierung kompensieren, so dass eine breite Bandbreite mit niedriger Einfügedämpfung der Verzögerungskomponente erhalten werden kann.
14 veranschaulicht eine mögliche Anwendung der akustischen Verzögerungskomponente ADC in einem HF-Modul RFM. Das HF-Modul RFM weist einen Eingangsport und einen Ausgangsport auf. Eine Signalleitung SL ist zum Propagieren eines HF-Signals von dem Eingangsport zu dem Ausgangsport bereitgestellt. Enveloppeninformationen der Enveloppe des Signals, das in der Signalleitung SL propagiert, können verwendet werden, um einen Verstärker, z. B. in einem Enveloppenverfolungssystem, zu steuern. Die durch die akustische Verzögerungskomponente ADC bereitgestellte Verzögerung Δt kann verwendet werden, um das HF-Signal, das in der Signalleitung SL propagiert, mit dem Steuersignal für den Verstärker und mit der entsprechenden Arbeit des Verstärkers zu synchronisieren.
15 veranschaulicht das grundlegende Konzept eines fächerförmigen Wandlers. Das Rastermaß des Wandlers variiert über die Apertur hinweg, d. h. in der Transversalrichtung y, so dass eine Breitbandverzögerungskomponente erhalten werden kann.
16 zeigt eine Wandlerstruktur, die Aufgeteilter-Finger-Anordnungen umfasst. Für jeden Elektrodenfinger ist ein angrenzender Elektrodenfinger mit derselben Sammelschiene verbunden und ist der jeweilige andere angrenzende Elektrodenfinger elektrisch mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden. Dementsprechend wird eine Wandlerstruktur mit einem reduzierten oder beleuchteten Reflexionskoeffizienten erhalten.
17 zeigt die Niederfrequenzseite (LF: Low Frequency) und die Hochfrequenz(HF: High Frequency)-Seite eines Segments eines fächerförmigen Wandlers mit lokal optimierten Fingerbreiten und Fingerabständen.
18 zeigt einen fächerförmigen Wandler mit lokal optimierten Fingerbreiten und Fingerabständen.
19 zeigt die Transferfunktionen S12 von fächerförmigen Wandlern mit den Zellensequenzen des in 10 gezeigten Wandlers. Die schwarze Kurve entspricht Fingergeometrien, die durch Skalieren einer Referenzspur erhalten werden, wohingegen die rote Kurve aus Zellengeometrien resultiert, die für die LF-Seite und die HF-Seite unabhängig und eine Interpolation zwischen ihnen optimiert ist.
20 zeigt die Rückflussdämpfung der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 (Kurve 9) und in 10 (Kurve 10) gezeigten Wandlers.
21 zeigt die Transferfunktionen S12 (linke Skale) der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 (Kurve 9) und in 10 (Kurve 10) gezeigten Wandlers in einer Zoom-Ansicht und entsprechende Gruppenverzögerungszeiten (Kurven 9' [9] und 10' [ 10]; rechte Skala) um 7 ns herum.
22 zeigt die Impulsantworten der fächerförmigen Wandler mit den Zellensequenzen des in 9 (Kurve 9) und in 10 (Kurve 10) gezeigten Wandlers.
23 zeigt die Idee hinter einem aufgeteilten Wandler, um den Fächerwinkel zusammen mit der Apertur klein zu halten, während eine gewünschte Bandbreite beibehalten wird. Zu diesem Zweck wird ein (auf der linken Seite gezeigter) Wandler durch einen (auf der rechten Seite gezeigten) aufgeteilten Wandler ersetzt. Der aufgeteilte Wandler umfasst einige, z. B. 2, Teile, die elektrisch parallel verbunden sind, wie durch die Signalleitungen angegeben ist, die mit entsprechenden Sammelschienen verbunden sind.
In 23 weist der obere Wandlerteil das höhere Rastermaß auf, das den niedrigeren Frequenzen entspricht. Der untere Wandlerteil weist das niedrigere Rastermaß auf, das den höheren Frequenzen entspricht. Dementsprechend stellt, für das Gesamtfrequenzband, der obere Teil das niedrigere Frequenzband bereit und stellt der untere Teil das obere Frequenzband bereit.
Entsprechend zeigt 24 die Übertragungsadmittanzen des oberen Teils (Kurve 1), des unteren Teils (Kurve 2) und die Parallelverbindung beider Teile (Kurve 3), die die volle Bandbreite bereitstellt.
Die Verzögerungskomponente ist nicht auf die oben beschriebenen oder in den Figuren gezeigten technischen Einzelheiten beschränkt. Die Verzögerungskomponente kann ferner Strukturen, z. B. zum Verbessern des Formens der akustischen Wellenmode, z. B. zum Erhalten einer Piston-Mode, umfassen. Ferner können zusätzliche Schaltkreiselemente, z. B. passive Schaltkreiselemente, wie Impedanzelemente, wie etwa Kapazitätselemente, induktive Elemente oder Widerstandselemente, verwendet werden, um die Impedanz der Verzögerungskomponente an die Impedanz einer externen Schaltkreisumgebung, z. B. an einem Eingangs- oder einem Ausgangsport der Komponente, anzupassen.
Bezugszeichenliste

ADC:: akustische Verzögerungskomponente
AT:: akustische Spur
BB:: Sammelschiene
DF:: Dummy-Finger
EF:: Elektrodenfinger
FC:: funktionale Zelle
FC1, FC2, FC3:: funktionale Zellen
IIDT:: interdigitale IDT-Struktur
PM:: piezoelektrisches Material
RFM:: HF-Modul
SL:: Signalleitung
SPUDT:: unidirektionaler Einzelphasenwandler
TD:: Wandler
TS:: Wandlerstruktur

Claims

Akustische Verzögerungskomponente, die Folgendes umfasst: - eine akustische Spur, die ein piezoelektrisches Material und eine Wandlerstruktur, die auf dem piezoelektrischen Material angeordnet ist, umfasst, wobei - die Wandlerstruktur einen Wandler mit zwei Sammelschienen und Elektrodenfingern umfasst, wobei jeder Finger mit einer der zwei Sammelschienen verbunden ist, - der Wandler eine Mehrzahl von zwei oder mehr funktionalen Zellen umfasst, - die funktionalen Zellen aus Anregungszellen, reinen Anregungszellen, Reflexionszellen, reinen Reflexionszellen, Direktivitätszellen, SPUDT-Zellen und Nichtreflexionszellen ausgewählt sind, - eine akustische Wellenmode mit einer Mittenfrequenz f und einer Wellenlänge A in der Wandlerstruktur propagieren kann, - ein oder mehrere Wandler fächerförmige Wandler sind.
Verzögerungskomponente nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Wandlerstruktur einen oder mehrere zusätzliche Wandler umfasst.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Zelle eine Länge 1 aufweist, die ein ganzzahliges Vielfaches von λ ist: 1 = n A.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Wandler eine fingerartig verschränkte Elektrodenstruktur aufweist, in der die Elektrodenfinger fingerartig verschränkt sind.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandlerstruktur fingerartig verschränkte Wandler umfasst.
Verzögerungskomponente nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Eingangswandler und Ausgangswandler abwechselnd angeordnet sind.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zelle eine SPUDT-Zelle ist, die eine Länge 1: 1 > A aufweist.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine Zelle ein Anregungszentrum und ein Reflexionszentrum aufweist, und - der Abstand d zwischen dem Anregungszentrum und der Reflexion größer als A ist: d > A.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Anzahl an Elektrodenfingern einer oder mehrerer Zellen 2 n + 1 ist, und - n die Zellenlänge in Einheiten von A ist: 1 = n λ.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl an Elektrodenfingern einer oder mehrerer Zellen aus 4, 5, 6, 7 ausgewählt ist.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Folgendes umfasst: - mehrere fingerartig verschränkte Wandler, wobei - jeder Wandler eine erste, eine zweite und eine dritte Zelle umfasst, - jede Zelle eine Länge 1 = 2 λ aufweist, - jede Zelle 2 Elektrodenfinger, die mit einer Sammelschiene verbunden sind, und 3 Elektrodenfinger, die mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden sind, aufweist.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Folgendes umfasst: - mehrere fingerartig verschränkte Wandler, wobei - jeder Wandler eine erste und eine zweite Zelle umfasst, - jede Zelle eine Länge 1 = 3 A aufweist, - jede Zelle 3 Elektrodenfinger, die mit einer Sammelschiene verbunden sind, und 4 Elektrodenfinger, die mit der jeweiligen anderen Sammelschiene verbunden sind, aufweist.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Folgendes umfasst: - einen Interdigitalwandler mit 10 Zellen mit der Sequenz 3 1 3 1 3 1 3 1 2 2, wobei 1 eine Anregungszelle mit einer Länge von 8/5 A repräsentiert, 2 eine Anregungszelle mit einer Länge von 2 λ repräsentiert, 3 eine Reflexionszelle mit einer Länge von 12/5 A repräsentiert.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Folgendes umfasst: - einen Interdigitalwandler mit 10 Zellen mit der Sequenz 4' 1' 3' 1' 3' 1' 3' 1' 2' 2', wobei 1' eine Anregungszelle repräsentiert, 2' eine Anregungszelle repräsentiert, 3' eine Reflexions- und Anregungszelle repräsentiert, 4' eine Reflexionszelle repräsentiert.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die akustische Spur ein Metallisierungsverhältnis η aufweist mit: 0,4 ≤ η ≤ 0,6.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Finger eine Breite w aufweist mit: - w ≥ 0,15 µm oder - w ≥ 0,22 µm.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der minimale Abstand zwischen angrenzenden Fingern D ist, mit - D ≥ 0,15 µm oder - D ≥ 0,22 µm.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Signalverzögerung Δt bereitstellt, mit: - 5 ns ≤ Δt ≤ 10 ns oder - Δt = 7 ns.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wandlerstruktur eine Länge l__TD aufweist, mit: - 20 λ ≤ 1_TD ≤ 30 λ oder - 1_TD = 25 A.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine Reflexions- und Anregungszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 80,4 : 100 : 92,7 : 78,8 : 62,2 und/oder - eine Anregungszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 72,1 : 62,0 : 79,9 : 65,4 und/oder - eine Reflexionszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 84,9 : 60,9 : 68,7 : 89,4 : 60,3.
Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Wandler ein fächerförmiger Wandler ist, der einen oder mehrere Elektrodenfinger mit - mit Bezug auf die lokale Wellenlänge - unterschiedlichen Breiten und/oder Abständen bei unterschiedlichen lateralen Positionen y aufweist.
Verzögerungskomponente nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei - eine Reflexions- und Anregungszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 67,2 : 100 : 67,2 : 67,2 : 57,4 bei der Niederfrequenzseite und 72,8 : 91,3 : 90,2 : 86,7 : 66,2 bei der Hochfrequenzseite und/oder - eine Anregungszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 56,4: 60,5: 80: 53,8 bei der Niederfrequenzseite und 72,8 : 91,3 : 90,2 : 86,7 : 66,2 bei der Hochfrequenzseite und/oder - eine Reflexionszelle den Finger mit dem folgenden Verhältnis für Elektrodenfinger aufweist: 77,9 : 55,9 : 63,1 : 82,1 : 55,4 bei der Niederfrequenzseite und 52,8 : 76,9 : 75,9 : 73,8 : 75, 4 % bei der Hochfrequenzseite. 23. HF-Modul, umfassend eine Verzögerungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche.