Встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн Советский патент 1977 года по МПК H03H9/00 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться при создании функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры.

Один из известных преобразователей работает на принципе уменьшения отражений поверхностной волны (в рабочем диапазоне частот). Уменьшение отражений достигнуто за счет того, что электроды каждой фазы двухфазного (встречно-штыревого) преобразователя выполнены из двух металлических полосок с расстоянием между их центрами, равным Я/4, где Я - длина рабочей волны. Полоски электродов объединены в четырехфазную структуру. Тем самым создана дополнительная «нагрузочная неоднородность, которая вместе с основной образует последовательность с периодом следования Я/4 1.

Однако известный преобразователь имеет сложную коммутацию, связанную с необходимостью подачи на полоски однофазных электродов разных потенциалов.

Паиболее близким техническим решением является встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн, содержаш,ий пьезоэлектрическую пластину и металлические электроды. Расстояние между продольными осями смежных иолосок и электродов равно V4. Пассивные металлические иолоски между электродами возмушают электроакустическое иоле иреобразователя и при определенном соотношении ширины электродов, металлических полосок и промежутков между ними кратно уменьшают период распределенного вдоль направления распространения поля 2.

Целью изобретения является улучшение формы частотной характеристики преобразователя.

Для этого во встречно-штыревом преобразователе поверхностных акустических волн, содержашем пьезоэлектрическую пластину и металлические электроды, на рабочей поверхности пластины выполнены отражаюшие канавки, расположенные между электродами и под электродами, причем длина канавок равна апертуре звукового луча, а под электродами - перекрытию смежпых электродов.

На фиг. 1 изображена конструкция преобразователя поверхностных акустических волн; на фиг. 2 - разрез но А-А на фиг. 1.

Преобразователь содержит пьезоэлектрическую пластину 1 и металлические Электроды 2, причем на рабочей поверхности пластины 1 выполнены отражаюш,ие канавки 3, расположенные между электродами 2 и иод электродами 2, которые объединены металлическими шинами 4.

Предлагаемый преобразователь работает следуюш,им образом.

Преобразователь представляет собой последовательность 1еталлических электродов 2 в общем случае разлнчпой длины, нанесенных на полированную поверхность пьезоэлектрической пластины 1. Электроды 2 отстоят один от другого на половину длины рабочей волны Л/2 н объединены двумя металлическими шинами 4 в двухфазную структуру. Отражающие канавки 3 расположены посередине промежутков меледу электродами 2 и под электродами 2 перпендикулярно направлению распространения поверхностной волны. Длина отражающих каиавок 3 между электродами 2 равна апертуре звукового луча Дмакс, а под электродами 2 - перекрытию смежных электродов D. Ширина отражающих канавок 3 не превосходит ширины электродов 2 и промежутков между ними. Физически отражающие канавки 3 представляют собой акустические неоднородности с коэффициентом отражения, определяемым эффективной глубиной канавки h.

При подаче на металлические шины 4 электрического сигнала электроды 2 возбуждают поверхностную волн}, которая проходит металлизированные (электроды) и неметаллизированные участки преобразователя с различной скоростью. Так как длина электродов 2 вследствие аиодизации меняется, то это ириводит к рефракции звукового луча. С целью устранения рефракции части электродов 2, которые ие участвуют в возбуждении иоверхностной волны, не удаляются с поверхности пластины 1, а лишь отделяются от электродов 2 противоположной фазы разрывами. При своем распространении поверхностная акустическая волна испытывает переотражения, обусловленные различием скоростей поверхностной волны на свободных и металлизированных участках рабочей поверхности пластины 1, а так же тем, что масса электродов 2 механически нагружает участки рабочей поверхиости пьезоэлектрической пластииы 1. Кроме того, иереотражения связаны с электрической нагрузкой преобразователя и с неоднородностями в виде отражающих канавок 3. Первые три типа неоднородностей приводят к появлению сигналов ложных в рабоче.м диаиазоне частот, которые искажают амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики устройств на акустических поверхностных волнах. Отражения от неоднородностей первого типа в предлагаемом преобразователе подавляют выбором ширины электрода 2, равным ширине промежутка между электродами 2. Так как при этом период следования границ металлизированных участков (электродов) равен л/4, то переотражения имеют место на более

высоких частотах {2/о, З/о и т. д.). Пеоднородности второго типа, распределенные под электродами 2, можно рассматривать в виде линейных сосредоточенных неоднородностей,

расположенных на поверхности пьезоэлектрической пластины 1 под центрами тяжести сечений электродов 2. Отражающие канавки 3, расположенные между электродами 2, образуют вместе с иеоднородностями второго типа

последовательность неоднородностей с периодом, равным л/4. При равенстве коэффициентов отражения отражающей канавки 3 и неоднородности второго типа переотражения поверхностной волны имеют место на более высоких частотах (2/о, З/о и т. д.). Неоднородности третьего типа, периодически распределенные у краев электродов 2 и в промежутке между ними, можно рассматривать в виде сосредоточенных линейных неоднородностей,

расположенных на рабочей поверхности пластин 1 в середине промежутка между электродами 2. Протяженность этих неоднородностей вдоль апертуры звукового луча равна перекрытию смежных электродов D (т. е. области,

где происходит возбуждение поверхностной волны). Пеоднородности, создаваемые отражающими канавками 3, расположенными под электродами 2, образуют вместе с указанными последовательность акустических неоднородностей с периодом, равным 1/4. При равенстве коэффициентов отражения этой последовательности переотражение поверхностной ак}стической волны имеет место на частотах, кратных рабочей (2/о, З/о и т. д.). Тем самым

в предлагаемом преобразователе подавляются ложные сигналы в рабочем диапазоне частот, вызванные неоднородностями третьего типа.

Формула изобретения

Встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн, содержащий пьезоэлектрическую пластину и металлические электроды, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы частотной характеристики преобразователя, на рабочей поверхности пластины выполнены отражающие канавки, расположенные между электродами

и под электродами, причем длина канавок равна апертуре звукового луча, а под электродами- перекрытию смежных электродов,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Патент США № 3727155, кл. 333-72, 1973. 2. Патент США № 3748603, кл. 333-28, 1973 (прототип).

Л

А