Преобразователь поверхностных акустических волн Советский патент 1983 года по МПК H03H9/145 H03H9/42 H03H9/64 

4

ро

сх

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий пьезоэлектрический эвукопровод, расположенную на его рабочей поверх ности электродную структуру, состоящую из электрически соединенных проводящих полос, размещенных с равномерным .пространственным шагом 9 направлении распространения поверхностной акустической волны, и расположенный на противоположной поверх ности звукопровода общий электрод, соединенный с общей шиной, входную и выходную клеммы, отличающ и и с я тем,- что, с целью расшир ния полосы пропускания и обеспечения режима однонаправленности, электродная структура содержит дополнительные проводящие полосы, размещенные перпендикулярно основным, и образующие с ними спираль прямоугольной .формы, с внутренним витком которой соединена входная клемма, а с наружным - выходная, при этом электродная структура покрыта.диэлектричёс- . КИМ поглощающим слоем, за исключением части основных проводящих полос, (Л находящихся с одной изорторон спирали. сг

V V V V Изобретение относится к радиоэле тронике и может использоваться в устройствах обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) . . . Известен пр образоватёль (ПАВ) , содержащий непьезодлектри ескйй зву копровод и пьезоэлектрический возбу дитель волн l .. Однако, такой преобразователь име ет низкую надежность и нетехнологичен в производстве, Наиболее .близким техническим решением к предложенному является пре образователь (ПАВ), содержащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенную на его рабочей поверхности электродную структуру, состоящую из электрически соединенных проводящих полос, размещенных с равномерным пространственным шагом в направлени распространения поверхностной акустической волны, и расположенный на противоположной поверхности звукопр вода общий электрод, соединенный с Общей шиной, входную и выходную клеммы 2 . . . . Недостатками из.вестногопреобразователя яэляе.тся двунаправленное излучение волны и низкая эффективность преобразования при широкой относительной полосе пропускания. Целью изобретения является расширение полосы пропускания и обеспечение режима однонаправленности, г Эта цель достигается тем,что в преобразователь (ПАВ), содержащем пьезоэлектрический звукопровод, рас положенную на его рабочей, поверхнос ти электродную структуру, состоящую из электрически соединенных проводя щих полос, размещенных с равномерным пространственным шагом в направ лении распространения поверхностной акустической волны, и расположенный на противоположной поверхности звукопровода общий электрод, соеди.ненный с общей шиной, входную и выходную клеммы, электродная структура содержит дополнительные проводящие полосы, размещенные перпендикулярно основным, и образующие с ними спи- . раль прямоугольной- формы, с внутре.н ним витком которой соединена входная клемма, а с наружным - выходная при этом электродная структура покрыта диэлектрическим поглощающим слоем за исключением части основных проводящих полос. Находящихся с одной из сторон спирали. На чертеже изображена структурная схема преобразователя. Преобразователь образован расположенной на поверхности пьзоэлектрического звукопровбда 1 эЛектродной структурой 2, выполненной в виде спирального электрода, состоящего из проводящих полос 3 и 4 и дополнительных проводящих полос 5 и б, и расположенным на противоположной поверхности звукопровода общим электродом 7, входная клемма 8 соединен ас внутренним витком спирали 2, выходная клемма 9 соединена с внешним витком спирали 2; Электродная структура (.спираль) 2 за исключением части витков 3 и 4, параллельных фронту ПАВ и Находящихся со стороны, соответствующей направлению ее излучения или приема, покрыта диэлектрическим поглощающим слоем (не показано) . Пространственный шаг в свободных от покрытия частей витков 3 и 4 в направлений распространения ПАВ равномерен. При подаче входного сигнала он распространяется в электр.ической линии задержки, образованной электродной структурой, 2. Спиральная : структура эквивалентна электрической линии задержки с распределенными индуктивностью и емкостью, распреде.ленная индуктивность обусловлена взаимоиндукцией между витками структуры 2, а емкость - взаимодействием структуры 2 с общим электродом 7 на противоположной поверхности звукопровода. При этом разность фаз между coceдними частями спирального элект рода определяется задержкой сигнала данной частоты на учаЪтке линии задержки, соответствующем одному витку спирали. При ширине участка спирали, занятого витками, много, меньшей ее линейных размеров, протяженности витков можно считать одинаковыми. При задержке сигнала на одном витке на половину периода его центральной частоты преобразователь можно счи,. эквивалентным обычному встречно-штыревому преобразователю, с той разницей, что фазовый ндёег подводимой к электродам разности потенциалов когерентных их пространственному шагу. Таким образом, в преобразователе соблюдается условие однонаправленного излучения - когерентная синфазная подпитка ПАВ в процессе ее распространения в одном из двух возможных направлений вдоль электродной сТрук туры 2. При этом для излучения волны необязательна задержка в пределах витка, равная половине периода сигнала Пр.едельная частота излучения для структуры с шагом 2. равна f ii - , где vg - скорость волны. На -частоте, для которой задержка на одном витке равна 2, излучения нет, так как отсутствует разность потенциалов между соседними витками. Улуч шение характеристик преобразователя обусловлено совмещением собственно электродной структуры с соглас;ованной с ней электрической линией Зсщержки. Причем это согласование (равенство электрической и акустической задержек на каждом витке) авто;матически сохраняетсяв полосе час1от до f о .

Изготовлен преобразователь с шагом витков 105 мкм на пьезокварце (с числом витков 20), его полоса йропускания Гпо уровню 0,9) cocтaвл ieт

от 8,5 до 22 МГц, а вносимое затухание - 3,5 дБ (что можно, отнести за счет неучтенных диссипативных. потерь) . По отношению к аналогичным преобразователям .yвeJJИчeниe полосы

-составляет около 10 раз.

Предложенный преобразователь обеспечивает эффективное преобразование при расширении полосы пропус кания и режим однонаправленности

.Ьри излучении или приеме ПАВ.