Фокусирующий преобразователь поверхностных акустических волн Советский патент 1984 года по МПК H03H9/42 H03H9/64 

Изобретение относится к радиозлектротехнике и может быть использовано в приборах на поверхностных акустических волнах (ПАВ). По основному авт. св. № 1015486 Известен фокусирующий преобразователь ПАВ,содержащий пьезоподложку с расположенной на ней системой встречно-штыревых электродов, разделенной по апертуре симметрично относительно оси преобразователя на (2W+1) секций, апертура центральной секции пропорциональна корню квадратному из произведения длины поверхностной акустической волны и фокусного расстояния преобразователя, каждая группа из W секций выполнена с убывающей к периферии пре образователя апертурой, отношение величин которых равно отношению раз меров зон Френеля соответствующих номеров, при этом соседние секции выполнены акустически противофазным друг по отношению к другу и соедине электрически параллельно ij . Недостатком известного устройств является сравнительно низкая эффект ность фокусирования энергии ПАВ, обусловленная неравномерным распределением амплитуды, излучаемой ПАВ вдоль сходящегося волнового фронта. Целью изобретения является повыш ние эффективности фокусирования эне гии ПАВ. Поставленная цель достигается тем, что в фокусирующем преобразова теле ПАВ секции преобразователя в каждой группе из i секций выполнены с возрастающим к периферии преобразователя количеством пар встречнощтьфевых электродов, выбранным из соотношения А 1 Р, 2 W« где h 2,3,... V +1 - номер секци считая от центральной (первой); Р, - число пар встречно-штьфевых электродов в 1-й секции; Р - число пар встречно-штьфевых электродов и -и секции; W( - величина апертуры 1-й секции; NM - величина апертуры ц-и секи5ии, при этом геометрические центры всех секций преобразователя расположены на прямой, перпендикулярной продоль ной оси преобразователя. На чертеже представлен фокусирующий преобразователь ПАВ. Фокусирующий преобразователь ПАВ содержит пьезоэлектрическую подложку i с расположенной на ней системой встречно-штыревых электродов 2, разделенной по апертуре симметрично относительно оси преобразователя на (2N-H) секций 3. Секции преобразователя в каждой группе из Ц секций выполнены с возрастающим к периферии числом Р пар встрчио-штьфевых электродов. Произвдение числа Р пар встречно-штыревых электродов каждой секции преобразователя в каждой группе из секций на величину апертуры этой секции равно половине произведения числа PJ пар встречно-штыревых электродов центральной секции преобразователя на величину W ее апертуры, т.е. выполняется соотношение P.w -VzPiWi, г где ,3,... N +1 - номер секции, считая от центральной. Йри этом отношение апертур отдельных секций равно отношению размеров зон Френеля соответствующих номеров. Секции преобразователя размещены на звукопроводе таким образом, что геометрические центры 3 всех секций преобразователя лежат на одной прямой ММ, перпендикулярной его оси /.. Фокусирующий преобразователь работает следующим образом. - , При подведении электрического сигнала ко входным клеммам каждая секция 3 преобразователя излучает акустический пучок с шириной, пропорциональной апертуре к секции 3 и с амплитудой, пропорциональной числу пар Р встречно-штьфевых электродов 2 в секции 3. Из-за дифракции акустическиепучки от каждой секции 3 расходятся по мере удаления от преобразователя и интерферируют между собой. Амплитудные и фазовые соотношения пучков выбраны таким образом, что в результате интерференции осуществляется фокусирование энергии ПАВ, излучаемьсх преобразователем в целом. Из-за выполнения секций с возрастающим числом пар встречно-штыревых электродов в .ируюгцрм пре.31образователе компенсируются дифракционные потери энергии ПАВ, обусловленные убывающей к периферии преобразователя апертурой секций. В предлагаемом фокусирующем преобразователе акустическая энергия, излучаемая каждой парой секций, принадлежащих одной зоне Френеля, одинакова для всех зон, включая первую, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение амплитуды излучаемых ПАВ вдоль сходящегося волнового фронта, т.е. происходит повыше64ние эффективности фокусирования энергии ПАВ. Так как з первом приближении энергия, излучаемая встречно-штыревым преобразователем, пропорциональна произведению его апертуры на число пар встречно-штыревых электродов, то в случае выполнения .соотношения (1) компенсация дифракционных потерь энергии ПАВ обеспечивается в максимальной степени и тем самым обеспечивается максимальная эффективность фокусирования энергии ПАВ преобразователем.

ФОКУСИРУНЯЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН по авт. св. № 1015486, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности фокусирования энергии поверхностных акустическизt волн, секции преобразователя в каждой группе из N секций вьтолнены с возрастающим к периферии преобразователя количеством пар встречноштыревых электродов, выбранным из соотношения . где Г) 2,3,.. .,(N+1) - номер секции, считая от центральной (первой). Р - число пар встречно-штыревых электродов 1-й секции; Pf, - число пар встречно-штыревых электродов П -и секции; Wi - величина апертуры 1-й секции; W - величина апертуры П -и секции, О) при этом геометрические центры всех секций преобразователя расположены на прямой, перпендикулярной продолы ной оси преобразователя.

J

п

/