Преобразователь поверхностных акустических волн Советский патент 1984 года по МПК H03H9/30 

Изобретение относится к радиоэле ронике, и быть использовано в ycTpcrficTSax обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Иэвестен преобразователь ПАВ, со державший пьезоэлектрический звукопр вод и размещенные на нем входной и выходной встречно-штьфевые преобр зователи (ШП) М. Недостатком этого преобразовател является невозможность управления формой его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является встречно-штьфевой преобразователь ПАВ, содержагщй две одинаковые решетки электродов, вставленные одна в другую и размещенные на поверхности пьезоэлектрической подложки Недостатком известного преобразо вателя ПАВ также является невозможность управления фазой его АЧХ, кот рая жестко связана со структурой преобразователя и его топологией, характеризуемой, в частности, функц ей аподизации образующих преобразователь ПАВ элементарных излучателей или приемников. Целью изобретения является обеспечение возможности управления формой АЧХ преобразователя ПАВ. Эта цель достигается применением регистра сдвига на плоских магнитных доменах (ПВД). На чертеже изображен преобразователь поверхностных акустических волн. Устройство содержит размещенную в зоне действия источника внешнего магнитного поля (не показан) подлож ку t, нанесенную на ее поверхности металлическую поликристаллическую магнитооднооснуот пленку 2 (например на основе Fe-Ni-Co) с выполненной в ней тем или иным способом регуляр ной, в частности, периодической сис темой низкокоэрцитивных каналов 3, расположенных параллельно оси легкого намагничивания (ОЛН) пленки, а также систему шин 4 управления, включающих шины записи, стоп-шины и шины стирания, размещенных либо непосредственно на поверхности магнитной пленки и изолированных от не диэлектрической пленкой 5, либо в непосредственной близости к источ нику управляющих сигналов 6. Внешнее магнитное поле, в зоне действия которого размещен регистр сдвига на ПЩ, может быть создано подсоединенной к источнику тока катушкой индуктивн ости, охватывающей регистр сдвига. Регистр сдвига на ПМД работает следующим образом, В исходном состоянии в отсутствие внешнего магнитного поля и сигналов управления магнитоодноская пленка 2 однородно ианагиичеяа До Ш1сы щения как в областях 1Шэкокоэрци7ивных каналов, тдк и в окружашцем их высококоэрцитивнсА) 14ассиве В рабочем состояний в низкокоэрцитивньсс каналах 3 магнитной тшеики 2 возникают домены обр&тясА намагниченности. Для их образования по одис sum нескольким tmngitt 4 управления пропускается импульс тока, величина магнитного поля которого достаточна для зарождения доменов обратной намагниченности в низкокоэрцитивных каналах пленки-. При включении внешнего постоянного магнитного поля (продвигающего), в зоне действия которого размещен регистр, осуществляется рост зарожденных в низкокоэрцитивных каналах доменов обратной намагниченности в обоих направлениях вдоль ОЯН. Для получения доменов заданной длины их рост ограничивается тем, что одновременно с включением продвигающего поля по одной или нескольким управляющим шинам (стоп-шинам) пропускается ток, магнитное поле которого противоположно по направлению продвигающему и превосходит его по величине. В результате геометрические размеры до доменов в низкокоэрцитивньк каналах могут быть различными в зависимости от выбора тех или иных шин управления в качестве стоп-шин. 71ля уничтожения (стирания) доменов в низкокоэрцитивных каналах по одной или нескольким шинам управления (шинам стирания) подается импульс тока, магнитное поле которого совпадает с направлением намагниченности высококоэрцитивного массива пленки. Если же одновременно с этим часть шин управления будет использована в качестве стоп-шин, то можно осуществить стирание лишь определенных частей доменов и, тем самым, выборочно изменить их геометрические размеры. Таким образом, в рабочем состоянии устройства конфигурахщи доменной структуры в низкокоэрцитивных каналах определяется топологией токовых управляющих шин и структурой сигнала управления. . .

При сортветствукичем выборе топологии шин управления и структуры подаваемых на {Шх токовых управлякящ1х сигналов в нагнитоодноосной пленке с низкокоэрцитиэ1апш каналами может бытьсфо1н й1роваыа произвольная конфигурация доменной структуры, оперативное изменение или управление которой осуществляется соответствую09Ш мзменемием структуры управлянхцих сигнаяов.

При наличии как постоянной, так и переменной составляющей внешнего магнитного поля, в зоне действия котсфого. размещен регистр на Ш1Д, в нем возбуждается ПАВ, распространяющаяся по подложке в направлении, перпендикулярном низкохозрцитивным каналам иагнитоодноосной пленки. Максимальная эффективность возбуждения ПАВ наблюдается на той частоте переменного возбуждающего магнитного поля, длина волны ПАВ на которой соответствует пространственному периоду расположения низкокоэрцитивных каналов. Возбуждение ПАВ в предлагаемом устройстве обусловлено тем, что в переменном магнитном поле каждый домен является источником акустических волн вследствие магнитострикционных свойств материала пленки При этом наличие доменов лишь в тонкой магнитной пленке на поверхности подложки определяет тот факт, что среди возбуждаемых ими акустнческих волн преобладакщую роль играют именно ПАВ. Мгновенная фаза ПАВ, генерируемой отдельным доменом, определяется знаком магнитострикционного коэффициента материала для данного домена, поэтому для соседних доменов с ПРОТИВОПОЛОЖ1ЫМ направлением намагниченности фазы генерируемых ПАВ противоположны.

Регулярность (в частности периодичность) , расположения доменов одного знака в магнитной пленке, являющаяся следствием соответствующей геометрии низкокоэрцитивных каналов, определяет выполнение условия фазового синхронизма, которое сводится к равенству длины волны ПАВ и пространственного периода доменной конфигура1щи, при которой эффективность возбуждения ПАВ максимальна. АЧХ преобразователя ПАВ формируется взвешенным суммированием характеристи элементарных излучателей. При этом вес элементарного излучателя определяет 1я геометрической длиной домен в соответствующем низкокоэрцитивном канале.

Описанная выюе - и присущая известньм сдвиговым регистрам на ПМД возможность формирования и оперативного изменения (управления) конфигура1щи доменов в ниэкокоэрцитивных каналах магнитной пленки определяет возможность формирования и оперативного управления АЧХ преобразователя ПАВ.

Сказанное в- равной мере относится к работе преобразователя как в режиме возбуждения, так и в режиме детектирования ПАВ. В последнем случае ПАВ, распространяющаяся по подложке, проходя в области расположения магнитоодноосной пленки с регулярной .доменной конфигурацией благодаря магнитострикционным свойствам материала пленки, сопровождается появлением переменной составляющей магнитного поля, которая детектируется катушкой индуктивности, охватывающей структуру регистра на Щ.

Таким образом, применение предлагаемого регистра сдвига на ПМД в качестве преобразователя ПАВ обеспечивает возможность оперативного управления формой его АЧХ и может быть использовано в адаптивных радиоэлектронных устройствах обработки сигналов, а также в различных нас:траиваемых и подстраиваегфяк акустоэлектронных приборах.

Применение регистра сдвига на плоских магнитных доменах в качестве преобразователя поверхностных акустических волн. 0 V / ,A/,