Встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i1 552667

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.09.75 (21) 2175107/09 с присоединением заявки № (51) М, Кл. - Н 03Н 9/00

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.372.85 (088.8) Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 28.04.77 (72) Авторы изобретения

Ш. К. Кадышев, Ю. А. Клешнев и Г. А. Чалабян

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) ВСТРЕЧНО-ШТЫРЕВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

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 л/4, где Х вЂ” длина рабочей волны. Полоски электродов объединены в четырехфазную структуру. Тем самым создана дополнительная «нагрузочная» неоднородность, которая вместе с основной образует последовательность с периодом следования Х/4 (1).

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

Наиболее близким техническим решением является встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн, содержащий пьезоэлектрическую пластину и металлические электроды, Расстояние между продольными осями смежных полосок и электродов равно Х/4, Пассивные металлические полоски между электродами возмущают электроакустпческое поле преобразователя и при определенном соотношении ширины электродов, металлических полосок и промежутков между ними кратно уменьшают период распределен5 ного вдоль направления распространения поля (21.

Целью изобретения является улучшение формы частотной характеристики преобразователя.

10 Для этого во встречно-штыревом преобразователе поверхностных акустических волн, содержащем пьезоэлектрическую пластину и металлические электроды, на рабочей поверхности пластины выполнены отражающие ка15 навки, расположенные между электродами и под электродами, причем длина канавок равна апертуре звукового луча, а под электродами— перекрытию смежных электродов.

На фиг. 1 изображена конструкция преобра20 зователя поверхностных акустических волн; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Преобразователь содержит пьезоэлектрическую пластину 1 и металлические электроды 2, причем на рабочей поверхности пластины 1

25 выполнены отражающие канавки 3, расположенные между электродами 2 и под электродами 2, которые объединены металлическими шинами 4.

Предлагаемый преобразователь работает

30 следующим образом, 552667

3

Преобразователь представляет собой последовательность .металлических электродов 2 в общем случае различной длины, нанесенных на полированную поверхность пьезоэлектрической пластины 1. Электроды 2 отстоят один от другого на половину длины рабочей волны

Х./2 и объединены двумя металлическими шинами 4 в двухфазную структуру. Отражающие канавки 3 располо>кены посередине проме>кутков между электродами 2 и под электродами 2 перпендикулярно направлению распростране»ия поверхностной волны. Длина отражающих канавок 3 между электродами 2 равна апертуре звукового луча D„„, 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 волну, которая проходит металлизированные (электроды) и неметаллизировапные участки преобразователя с различной скоростью. Так как длина электродов

2 вследствие аподизации меняется, то это приводит к рефракции звукового луча. С целью устранения рефракции части электродов

2, которые не участвуют в возбуждении поверхностной 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

l, а так же тем, что масса электродов 2 механически нагружает участки рабочей поверхности пьезоэлектрической пластины 1. Кроме того, переотражения связаны с электрической нагрузкой преобразователя и с неоднородностями в виде отражающих канавок 3. 11ервые три типа неоднородностей приводят к появлению сигналов ложных в рабочем диапазоне 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

ii/4, то переотражения имеют место на более

3»

4 высоких частотах (2fo 3fo и т. д.). Неоднородности 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, расположепHые ме>кду электродами 2, образуют вместе с неоднородностями второго типа последовательность неоднородностей с периодом, равным л/4. При равенстве коэффициентов отражения отражающей канавки 3 и неоднородности второго типа переотра>кения поверхностной волны имеют место на более высоких частотах (2 fo, 3 fo 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 0 (т. е. области, где происходит возбуждение поверхностной волны). Неоднородности, 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 акустической волны имеет место на частотах, кратных рабочей (2fo, 3 fo 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 М 3748б03, кл. 333-28, 1973 (прототип) .

552667 л/г

Составитель Е. Любимова

Редактор Е. Дайч

Техред М. Семенов

Заказ 773/14 Изд. Ло 343 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совста . 1инистров СССР по делами изобретений и QTKpblTI

113035, Москва, )K-35, Рамп скан наб., д. 4/5

Типография, ир. Сапунова, 2 г

РИв. 7

А-А

Корректоры: Л. Орлова и И. Позняковская