Многоэлементный сканирующий преобразователь объемных акустических волн Советский патент 1988 года по МПК H04R17/00 

Изобретение относится к акустике и может быть использовано при разря ботке акустических и акустооптичес- ких устройств обработки радиосигна- лов со сканированием диаграммы направленности при изменении частоты.

Цель изобретения - повышение КПД устройства за счет увеличения коэффициента концентрагщи диаграммы нагфав- ленностИе

На чертеже схематически представ- пен многоэлементный сканирумщий преобразователь объемных акустических волн I Устройство содержит звукопровод 1, |на котором закреплен нижний метал- пический электрод 2, поверхность которого вьтолнена с периодически расположенными по длине прямоуголь- |ными пазами, период распапожения которых соответствует периоду много- элементного преобразователя, пьезо- :элементы 3, выполненные в виде двух- |ступенчатых модулей, одна из ступеней которых расположена в соответст- вующем пазу нижнего электрода 2, а другая - над его выступом, верхний электрод, выполненный в виде набора встречно-штыревых двухступенчатых модулей 4 и 5, соответствующих двух- ступенчатым модулям пьезоэлементов, при этом глубина пазов Н в нижнем электроде составляет

}{

V

4f,

а 1

„ а 1

где V - скорость звука в материале нижнего электрода; центральная частота рабочего диапазона;

длина одной ступени пьезо- элемента;

период расположения пазов. Устройство работает следукщим образом.

При подаче высокочастотного напряжения к электродам 4 и 5 встречно- иггыревой структуры в пьезоэлектрическом слое 3 создается переменное высокочастотное поле. При этом области пьезослоя 3, заключенные между элект родами 2, 4и25 5, в каяддый момент времени оказываются возбужденными в противофазе. Так как каждый пьезо- элемент состоит из двух частей одинаковой длины, сдвинутых пространственно друг относительно друга на глубину паза Н нижнего электрода 2, то в

.-

g

5 0 5 Q

5

45

Q

звукопроводе 1 под каждым из пьезоэлементов возбуждаются два акустических пу-чка, отличающихся по фазе на некоторый угол. Суммарное акустическое поле, излучаемое таким многоэле- ментньм преобразователем, имеет диаграмму направленности, состоящую из одного главного лепестка, на долю которого приходится около 80% полной акустической мощности, т.е. полезная акустическая мощность на центральной частоте f(j рабочего диапазона оказывается вдво е выше.

При отклонении частоты от центральной главный лепесток сканирует, сохраняя выигрыш по акустической мощности в частотном диапазоне шириной 2fo .

Формула изобретения .

Многоэлементный сканирующий преобразователь объемных акустических волн, содер.л ащий звукопровод, периодическую последовательность пьезоэлементов с верхними и нижними электродами, соединенными электрически в противофазе, причем нижние электроды прикреплены к звукопроводу, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет увеличения коэффициента концентрации, поверхность нижнего электрода со стороны пьезоэлементов выполнена с периодически расположенными по длине прямоугольными пазами, пьезоэлементы выполнены в виде двухступенчатых модулей, одна из ступеней которых расположена в соответствующем пазу нижнего электрода а другая - над его выступом, а верхний электрод вьтол- нен в виде набора встречно-штыревых двухступенчатых модулей, соответст- вз ющих двухступенчатым модулям пьезоэлементов, при этом глубина пазов Н в нижнем электроде составляет

. Г

V - скорость звука в материале

нижнего электрода; fj, - центральная частота рабочего диапазона; а - длина одной ступени пьезот

элемента; 1 - период расположения пазов.

Изобретение относится к акустике и может быть использовано при разработке акустических и акустооптичес- ких устройств обработки радиосигналов, в которых требуетсй сканирование акустического пучка, при изменении частоты. Целью изобретения является повьшение КПД устройства за счет преимущественной концентрации излучения в одном лепестке диаграммы направленности. В многоэлементном преобразователе объемных акустических волн, содержащем периодическую последовательность пьезозлементов 3 с проводящими верхними и нижними злектрода- ми 2, прикрепленных посредством нижних электродов к плоской поверхности звукопровода 1 и подключенных с помощью верхних и нижних злектродов к передающему тракту в противофазе, кая дый из пьезоэлементов выполнен из двух частей одинаковой длины, причем g толщина нижнего злектрода под указан- ными частями одного .пьезоэлемента f/J отличаются на величину Н « (V/4fj,)x fim )(а/1),где V - скорость звука в ма- териале нижнего злектрода, fо цент- а ральная частота рабочего диапазона, а - длина пь.езозлемента, 1 - период преобразователя. 1 ил.( 00 4 сл О5 О)