Прибор с акустической поверхностной волной

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К AAlKHTV (61)Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 09. 05. 78(21) 2615698/18-25 (23) Приоритет (32) 20. 05. 77 (3!) 59011/77 (331 Япония

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Бата опубликования описания 23.11.81

Союз Соеетснин

Сощналнстнчеснин

Республик (и) 884592 (51) M. Кл.

Н О! 1- 41/04

Гесуаврстаннньй нватет

СССР нн днннм нзебрвтвннй

N нткрмтнй (53) УДК621. 396. . 966 (088. 8) Иностранцы

Яцуси Иноуе, Хиромичи Ямада и Кандзи Сузук (Япония)

I 1

" / 1

"Ф„ (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Мурата Мануфакчуриг К (ЛТД) (Япония) (71) Заявитель (54) ПРИБОР С АКУСТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ВОЛНОЙ

Изобретение относится к преобра- 1

/ зованию электрических сигналов с помощью акустических волн, в частности к приборам с акустической поверхностной волной, содержащим сочетание под- Ь ложки из пьезоэлектрического материала и образованных на подложке раз.нополярных электродов, в которых электрический сигнал преобразуется в акустическую поверхностную волну и на- 10 оборот, Известен прибор с акустической поверхностной волной, содержащий преобразователь, включающий в себя подложку из пьезоэлектрического материала и И! разнополярный электрод, находящийся в рабочем взаимодействии с подложкой.

Разнополярный электрод выполнен в виде пары гребенкообразных электродов каждый из которых имеет общую электроду) ную часть и группу электродных планок, расположенных так, что электродные планки одного знака перемещаются с электродными планками другого знака.

Подложка выполнена из пьезоэлектричес-зь кой керамики, например цирконат-титаната свинца, из монокристалла, например LiN 80ч, или пьезоэлектрической тонкой пленки, например на основе окиси свинца.

Дпя получения заданной характеристики пропускания длины перекрытий, образованные соседними электродными планками, не равны между собой, а изменяются в продольном направлении в соответствии с заранее выбранной весовой функцией. Однако скорость акустической поверхностной волны, распространяющейся вдоль подложки гьезоэлектрического материала, различна между областями, где электродные планки доминируют в большей степени или в меньшей .степени, или межпу более взвешенной и менее взвешенной областями.

Соответственно, в приборе с акустической поверхностной волной, имеющем так называемые взвешенные разнополярные электроды, распределение скорости акустической поверхностной волны становится неравномерным в плоскости, ортого3 88459 нальной относительно направления распространения акустической поверхностной волны, что приводит к получению разности фаз на выходе прибора с акустической поверхностной волной (1 ).

Недостатком такого прибора является невозможность получения заданной характеристики пропускания °

Известен также прибор с акустической поверхностной волной, содержащий подложку из пьезоэлектрического материала, приспособленного для поддержания распространения энергии акустической поверхностной волны, и по меньшей мере, один механический преобразователь, соединенный с йоверхностью пье зоэлектрической подложки в ее области преобразования, выполненный в виде перемешивающегося электрода, который включает в себя пару гребенкообразных электродов, каждый из которых имеет общую электродную часть, размещенную в направлении распространения энергии акустической поверхностной волны, и группу из множества электродных планок,, расположенных в направлении, поперечном общей электродной части, и совместно соединенных с общей электродной частью, причем пара гребенкообразных электродов расположена таким образом, 30 что электродные планки одного гребен— кообразного электрода перемещаются с электродными планками другого гребенкообразного электрода, а длины перекрытий соседних электродных планок не равны друг другу и выбраны в соответ35 ствии с заданной весовой функцией (2), Однако в известном приборе между смежными электродными планками в невзвешенной области предусмотрены лож4О ные электроды, наличие которых устраняет разницу в скорости акустической поверхностной волны межцу взвешенной и невзвешенной областями, что приводит к уменьшению разности фаз на выходе прибора с акустической"поверхност45 ной волной. При этом, увеличивается электрически и механически отраженная акустическая поверхностная волна, в результате чего возрастают пульсации в полосе пропускания и пульсации ха в 5О рактеристики .групповой задержки.

Цель изобретения — повышение точности преобразования, т. е. создание прибора с акустической поверхностной волной, в котором предотвращено рас- 55 пространение нежелательной акустичесКоН поверхностной волны, подавлена нежелательная отраженная волна, улуч4 шена частотная характеристика и характеристика групповой задержки.

Поставленная цель достигается тем, что прибор с акустической поверхностной волной, содержащий подложку из пьезоэлектрического материала, приспособленного для поддержания распространения энергии акустической поверхностной волны, и, по меньшей мере, один механический преобразователь, Соединенный с поверхностью пьезоэлекрической подложки в ее области преобразования, выполненный в виде перемещающегося электрода, который включает в себя пару гребенкообразных электродов, каждый из которых имеет общую электродную часть, размещенную в направлении распростанения энергии акустической поверхностной волны, и группу из множества электродных планок, расположенных в направлении, по— перечном общей электродной части, и совместно соединенных с общей электродной частью, причем лара гребенкообразных электродов расположена таким образом, что электродные планки одного гребенкообразного электрода перемещаются с электродными планками другого гребенкообразного электрода, а длины перекрытий соседних электродных планок не равны друг другу и выбраны в соот— ветствии с заданной весовой функцией, он дополнительно снабжен материалом поглощения акустической поверхностной волны, расположенным во внешней области, ограниченной огибающими, проходящими через свободные концы перекрытий соседних электродных планок.

При этом, материалом поглощения поверхностной акустической волны является силиконовый каучук, или эпоксидная смола, или смесь из силиконового каучука и эпоксидной смолы, или смесь из силиконового каучука и оксидного порошка, или смесь силикочового каучука, эпоксидной смолы и оксидного порошка, или воск.

Кроме того, общие электродные части гребенкообразных электродов имеют форму линии, определенной свободными концами перекрытий соседних электродных планок, длина которых выбрана в соответствии с заданной весовой функцией.

На фиг. 1 представлен прибор с акусакустической поверхностной волной, общий вид; на фиг. 2 — часть прибора, разрез; на фиг. 3 — график частотной

884592 характеристики прибора, причем по оси абсцисс отложена частота, а по оси ординат — величина затухания; на фиг, 4 — вариант реализации предлагаемого изобретения. 5

Прибор с акустической поверхностной волной содержит подложку 1 из пьезоэлектрического материала, входной преобразователь 2 и выходной преобразователь 3. Входной преобразова- 14 тель 2 представляет собой сочетание подложки из пьезоэлектрического материала и перемешаюшегося электрода 4.

Последний содержит нару гребенкообразных электродов 5 и 6 разного знака. 45

Каждый гребенкообразный электрод имеет общую электродную часть 7 (8 7 и большое количество электродных планок 9 (10), соединенных с общей частью. Выходной преобразователь 3 вы- 54 полнен аналогично. Входной преобразователь снабжен материалом поглощения акустической поверхностной волны

ll, нанесенной на подложку и расположенной в области распространения не- 25 желательной поверхностной акустической волны.

Подложка из пьезоэлектрического материала представляет собой пластину иэ пьезоэлектрической керамики, на- 50 пример из цирконат-титаната свинца (РЯТ), монокристалла, например 1 1й ВО>, или пьезоэлектрической пленки, например окиси цинка. Когда подложка пьезоэлектрического материала выполнена в виде пьезоэлектрической керамики или монокристалла, перемещающийся электрод 4 получен на подложке материала 1. В случае пьезоэлектрической тонкой пленки из окиси цинка (фиг. 2),щ электрод получают на подложке 12, например иэ стекла, на ней затем получают изолирующую пленку 13, а на изолирующей пленке создают пьезоэлектрическую тонкую пленку, играющую роль подложки из пьезоэлектрического материала.

Гребенчатые электроды 5 и 6 можно изготовить любой известной технологией с применением катодного распыления, электролитического ионного осаждения, напыления в вакууме, фотолитографии, лучевого или химического травления с использованием таких металлов, как алюминий, серебро, золото и др.

Материал для поглощения акустической поверхностной волны можно выбрать иэ группы, состоящей из силиконового каучука, эпоксидной смолы, смеси силиконового каучука и эпоксидной смолы, -смеси, силиконового каучука и оксидного порошка, смеси эпоксидной смолы и оксидного порошка, смеси, состоящей

1из силиконового каучука, эпоксидной смолы,оксидного порошкаи воска. T. е. это предпочтительно материал, обладающий высокой вязкостью; хорошей адгезией, и большой плотностью, и очевидно, поглоцающий поверхностную волну и имеющий большие внутренние потери.

Материал для поглощения акустической поверхностной волны предпочтительно является смесью силиконового каучука с оксидным порошком или смесь силиконового каучука, эпоксидной смолы 1 и оксидного порошка и наносится с помощью печатной техники илп путем нанесения покрытий на область входного преобразователя, где распространяется нежелательная акустическая поверхностная волна.

При работе устройства распространяющаяся нежелательная акустическая поверхностная волна и нежелательная отраженная волна поглощаются материалом поглощения, вследствие чего улучшается частотная характеристика (например, частотная характеристика / (фиг.-.3), фильтра телевизора).

Поскольку в области материала по-! глощения акустическая поверхностная волна не распространяется, общие электродные части гребенкообразных элек тродов 7 и 8 могут иметь форму линии, определенной свободными концами перекрытий соседних электродных планок, длина которых выбрана в соответствии с заданной весовой функцией (фиг. 4), Формула изобретения

1. Прибор с акустической поверхностной волной, содержащий подложку иэ пьезоэлектрического материала, приспособленного для поддержания распространения энергии акустической поверхностной волны, и, по крайней мере, один механический преобразователь, соединенный с поверхностью пьезоэлек трической подложки в ее области преобразования, выполненный в виде перемещающегося электрода, который включает в себя пару гребенкообразных электродов, каждый из которых имеет общую электродную часть, размещенную в направлении распространения энергии акустической поверхностной волны, и

884592 группу из множества электродных планок, расположенных в направлении, поперечном общей электродной части, и совместно соединенных с общей электродной частью, причем пара гребенкообразных электродов расположена таким образом, что электродные планки одного гребенкообразного электрода перемещаются с электродными планками другого гребенкообразного электрода, 1g а длины перекрытий соседних электродных планок не равны друг другу и выбраны в соответствии с заданной весовой функцией, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно снабжен мате. риалом поглощения акустической поверхностной волны, расположенными во внешней области, ограниченной огибающими, проходящими через свободные концы перекрытий соседних электродных планок.

2, Прибор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что материалом поглощения акустической поверхностной волны является силиконовый каучук.

3. Прибор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что материалом поглощения акустической поверхностной волны является эпоксидная смола.

4. Прибор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что материалом поглощення акустической поверхностной волны является смесь из силиконового каучука и эпоксидной смолы.

5. Прибор по п. 1 о т л и ч аю шийся тем, что материалом поглощения акустической поверхностной волны является смесь из силиконового каучука и оксидного порошка.

6. Прибор по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что материалом поглощения акустической поверхностной волны является смесь силиконового каучука, эпоксидной смолы и оксидного порошка.

7. Прибор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что материалом поглощения акустической поверхностной волны является воск.

8. Прибор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что общие электродные части гребенкообразных электродов имеют форму линии, определенной свободными концами перекрытий соседних электродных планок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1357193, кл. Н 3 О, опублик. 1.974.

2. Патент США Р Зб99364, кл. 3109.8, опублик. 1972 (прототип).

884592 (d6) (5Hz) Фивы

Составитель В. Баев

Техред M.Ðåéâåñ . Корректор Н. Стец

Редактор Н. Рогулич

Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 10296/90

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Прибор с акустической поверхностной волной Прибор с акустической поверхностной волной Прибор с акустической поверхностной волной Прибор с акустической поверхностной волной Прибор с акустической поверхностной волной 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроакустическим сенсорам, способным работать в среде с высоким давлением

Изобретение относится к жидкостным и газовым ультрозвуковым расходомерам. Пьезоэлектрический узел для ультразвукового расходомера содержит пьезоэлектрический элемент, содержащий первую поверхность и вторую поверхность, пьезоэлектрический первый электрод, взаимодействующий с первой поверхностью, и второй электрод, взаимодействующий со второй поверхностью. Кроме того, пьезоэлектрический узел содержит проводимую соединительную прокладку, прикрепленную к первому электроду, при этом первый провод, электрически соединен с соединительной прокладкой. Технический результат - повышение надежности электрического соединения с электродами пьезоэлектрического элемента преобразователя с возможностью сопротивления температурным и механическим нагрузкам. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к ультразвуковым преобразователям, используемым в медицинской технике. Сущность: преобразователь фокусированного ультразвука высокой интенсивности (HIFU) содержит пьезоэлектрическую решетку со слоем пьезоэлектрического материала, имеющий обращенную к пациенту переднюю поверхность и заднюю поверхность. Передняя поверхность содержит излучающую поверхность и множество электродов, расположенных на передней и задней поверхностях пьезоэлектрического материала для подачи электрических сигналов на пьезоэлектрическую решетку. Электрические соединения между электродом на задней поверхности с электродом на передней поверхности пьезоэлектрической решетки выполняется посредством немагнитных проводящих соединений, проходящих через слой пьезоэлектрического материала. 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к ультразвуковым преобразователям Сущность: ультразвуковой HIFU-преобразователь содержит передний согласующий слой, выполненный в виде непрерывной сферической поверхности. Плитки из сферически криволинейного композиционного пьезоэлектрического материала, каждая содержащая множество акустических передающих областей, прикреплены к выпуклой поверхности согласующего слоя для обеспечения непрерывной сферической поверхности пьезоэлектрических передатчиков. Множество криволинейных печатных плат установлено за пьезоэлектрическим материалом и расположено на расстоянии от задней поверхности пьезоэлектрического материала для обеспечения воздушного охлаждающего канала для задней поверхности пьезоэлектрического материала. Множество деформируемых металлических контактов обеспечивает электрические соединения между печатными платами и пьезоэлектрическим материалом и перекрывает канал. Электрические соединения выполнены к электродам на передней поверхности пьезоэлектрического материала через немагнитные межсоединения, проходящие сквозь пьезоэлектрический материал. Технический результат: обеспечение устойчивости соединений, вызванных повторным нагреванием и охлаждением. 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Использование: для электроактивных полимерных исполнительных механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что исполнительный механизм содержит слой электроактивного полимера, эластичную электродную структуру, размещенную на первой стороне слоя электроактивного полимера, слой противоэлектрода, размещенный на второй стороне слоя электроактивного полимера, и пассивный слой, который прикреплен к стороне эластичной электродной структуры, причем пассивный слой образует опорный слой для прикрепления исполнительного механизма к подложке, при этом эластичная электродная структура имеет касательный модуль упругости Yel, который меньше или практически равен модулю упругости YEAP слоя электроактивного полимера, и отношение Yc/YEAP касательного модуля упругости Yc слоя противоэлектрода и касательного модуля упругости YEAP слоя электроактивного полимера составляет, по меньшей мере, 10. Технический результат: обеспечение возможности создания механизма с режимом срабатывания для создания относительно острых кромок без добавления дополнительных слоев. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Прибор с акустической поверхностной волной

Наверх