Устройство на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции радиосигналов. Задача изобретения - уменьшение вносимых потерь. Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 из кварца среза yxl/42°45ʹ, с кристаллографической осью X, перпендикулярной оси симметрии 2 устройства, входной и выходной веерные встречно-штыревые преобразователи 3,4, расположенные симметрично под углом ±25^oС относительно оси 2 симметрии, волноводно-отражательный тракт 5 из закороченных электродов 6, концы которых расположены по окружности с радиусами R1 и R2 и центром 7. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции радиосигналов.

Известно устройство на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащее пьезоэлектрический звукопровод, размещенные на его рабочей поверхности входной и выходной встречно-штыревые преобразователи (ВШП), расположенные в параллельных акустических каналах, и две отражательные решетки (ОР) под углом 90^о [1] Недостатком устройства является ограничение по ширине полосы пропускания и по вносимым потерям за счет потерь на двойное отражение в ОР и акустического рассогласования потоков при двойном отражении при изменении температуры и колебаний скорости в ОР. Уменьшить вносимые потери и расширить полосу позволяет устройство на ПАВ с однократным отражением.

Наиболее близким техническим решением является устройство на ПАВ, содержащее пьезоэлектрический звукопровод, размещенные на его рабочей поверхности входной и выходной веерные ВШП, расположенные симметрично и под углом относительно оси симметрии устройства, а также между входным и выходным ВРГ волноводно-отражательный тракт из электродов [2] Однако в подобном фильтре остаются потери на двунаправленность входного и выходного ВШП.

Задача изобретения уменьшение вносимых потерь.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве на ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, размещенные на его рабочей поверхности входной и выходной веерные ВШП с шагом электродов в узкой части d₁ V/2f₁, и в широкой части d₂ V/2f₂ (V скорость ПАВ в материале звукопровода; f₁, f₂ верхняя и нижняя рабочая частота устройства), расположенные симметрично и под углом относительно оси симметрии устройства, причем узкая часть веерных ВШП размещена по оси симметрии этих ВШП на расстоянии R₁ от оси симметрии устройства, а широка часть веерных ВШП на расстоянии R₂ R₁ + W (W апертура ВШП), звукопровод выполнен из кварца УХl/42^о45' среза с кристаллографической осью Х, перпендикулярной оси симметрии устройства, угол наклона между осью симметрии веерных ВШП и осью симметрии устройства выбран ±25^о. при этом между входным и выходным веерным ВШП расположен волноводно-отражательный тракт ПАВ из электродов, концы которых расположены по окружности с радиусами R₁ и R₂ и с центром в точке пересечения осей симметрии веерных ВШП и оси симметрии устройства, причем шаг электродов в узкой части волноводно-отражательного тракта ПАВ составляет d₁, а в широкой d₂, а волноводно-отражательный тракт выполнен из закороченных электродов.

На фиг.1 и 2 приведена конструкция предлагаемого устройства на ПАВ.

Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 из кварца УХl/45^o45' среза с кристаллографической осью Х, перпендикулярной оси симметрии 2 устройства, размещенные на его рабочей поверхности входной 3 и выходной 4 веерный ВШП, расположенные симметрично и под углом ±25^оС относительно оси симметрии 2 устройства, волноводно-отражательный тракт 5 из закороченных электродов 6, концы которых расположены по окружностям с радиусами R₁ и R₂ и с центром 7 в точке пересечения осей симметрии 8 веерных ВШП и оси симметрии 2 устройства. Принцип работы устройства основан на том, что, как показали проведенные эксперименты, направления распространения ПАВ, возбужденных обычным ВШП при углах±25^о относительно кристаллографической оси Х в кварце среза УХl/42^o45' в силу естественной однонаправленности имеют противоположные направления (фиг. 2). Расположив входной 3 и выходной 4 веерные ВШП, как показано на фиг.1, тем самым обеспечивается направление распространения ПАВ от этих преобразователей под углом ±25^оС относительно оси Х или однонаправленное излучение от этих ВШП навстречу друг другу. Волноводно-отражательный тракт ПАВ 5, помещенный между ВШП 3 и 4, осуществляет передачу ПАВ с входного ВШП 3 к выходному ВШП 4, что обеспечивает малые вносимые потери в устройстве. Кроме того, закороченные электроды по крайней мере в начальной части тракта являются закороченными однонаправленными ВШП под углом ±25^о относительно кристаллографической оси Х, т.е. хорошими отражателями, поэтому увеличивается отражательная способность закороченной решетки и уменьшаются потери на передачу в волноводно-отражательном тракте ПАВ, а значит, в устройстве в целом. Апертура, шаг электродов в узкой и широкой части волноводно-отражательного тракта ПАВ 5 выбраны из условия согласования по акустическим потокам от входного 3 и выходного 4 веерных ВШП.

Для экспериментальной проверки был изготовлен опытный образец ПАВ устройства со средней частотой 65 МГц с шириной полосы пропускания 5,4 МГц на звукопроводе из кварца УХl/42^o45' среза, размерами 32 х 20 х 2 мм. Входной и выходной веерные ВШП содержали по 200 пар алюминиевых электродов. Волноводно-отражательный тракт ПАВ, размещенный между входными и выходным ВШП, содержал 200 закороченных электродов. Измеренные вносимые потери устройста в согласованном режиме составили 6 дБ.

Устройство обеспечивает меньшие потери по сравнению с известными при одинаковой относительной полосе пропускания.

Применение подобных устройств на ПАВ во входных цепях радиоаппаратуры позволит улучшить ее чувствительность и динамический диапазон за счет уменьшения вносимых потерь.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (ПАВ), содержащее пьезоэлектрический звукопровод, размещенные на его рабочей поверхности входной и выходной веерные встречно-штыревые преобразователи (ВШП) с шагом электродов в узкой части d₁ v/2f₁ и в широкой части d₂ v/2f₂ (v скорость ПАВ в материале звукопровода; f₁, f₂ верхняя и нижняя рабочая частота устройства), расположенные симметрично и под углом относительно оси симметрии устройства, причем узкая часть веерных ВШП размещена по оси симметрии этих ВШП на расстоянии R₁ от оси симметрии устройства, а широкая часть веерных ВШП на расстоянии R₂ R₁ + W, где W апертура ВШП, при этом между входным и выходным веерными ВШП расположен волноводно-отражательный тракт ПАВ из электродов, концы которых расположены по окружности с радиусами R₁ и R₂ и с центром в точке пересечения осей симметрии веерных ВШП и оси симметрии устройства, причем шаг электродов в узкой части волноводно-отражательного тракта составляет d₁, в широкой d₂, отличающееся тем, что звукопровод выполнен из кварца YXl/42^o45ʹ среза с кристаллографической осью X, перпендикулярной к оси симметрии устройства, угол наклона между осью симметрии веерных ВШП и осью симметрии устройства равен ± 25^o, а волноводно-отражательный тракт ПАВ выполнен из закороченных электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2