Зустрічно-штирьовий перетворювач поверхневих акустичних хвиль

Устройство относится к акустоэлектронике и предназначено для использования в качестве преобразователя поверхностных акустических волн (ПАВ) в составе устройств на ПАВ, например, линий задержки или полосовых фильтров. Наиболее близким к предлагаемому устройству является секционированный встречноштыревой преобразователь (ВШП), содержащий пьезоэлектрический звукопровод, расположенные на его поверхности две проводящие шины, с которыми соединены секции штыревых электродов, при этом расстояние между центрами соседних секций одинаково и кратно длине волны ПАВ, расстояние между соседними противофазными штыревыми электродами в секции выбрано равным половине длины волны ПАВ, длина перекрытия соседних электродов в секциях, содержащих одинаковое число электродов, выполнена одинаковой [1, гл.3, 4]. Недостатком ВШП является постоянная величина пе-рекрытия соседних противофазных штыревых электродов в секциях, что приводит к высокому уровню боковых лепестков АЧХ в полосе заграждения, составляющему около -13дБ. В основу изобретения поставлена задача создать такой ВШП ПАВ, в котором путем соответствующего выбора электродной структуры обеспечивается малая величина боковых лепестков АЧХ и ди фракционных искажений, в результате чего ВШП обеспечивает более эффективное подавление внеполосных сигналов. Поставленная задача решается тем, что в секционированном ВШП, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, расположенные на его поверхности две проводящие шины, с которыми соединены секции штыревых электродов, при этом расстояние между центрами соседних секций одинаково и кратно длине волны ПАВ, расстояние между соседними противофазными штыревыми электродами в секции выбрано равным половине длины волны ПАВ, согласно изобретению, суммарная длина перекрытия соседних штыревых электродов, входящи х в одну и ту же секцию, одинакова для трех центральных секций, и выполнена с уменьшением на одинаковую величину для каждой из последующих секций по направлению от центра преобразователя к его краям. Техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым устройством, является: расчетный уровень боковых лепестков АЧХ менее -20дБ, как показано на фиг.2 для трех различных ВШП, сконструированных в соответствии с предлагаемым техническим решением, при этом максимальная величина перекрытия соседних противофазных штыревых электродов не более, чем в 2 раза превышает минимальную величину, что обеспечивает низкий уровень дифракционных искажений, в результате чего ВШП обеспечивает более эффективное подавление внеполосных сигналов. На фиг.1 приведена структура предлагаемого устройства; на фиг.2 - расчетные АЧХ ВШП, структуры которых показаны на фиг.1, 3 (сплошной линией - для ВШП на фиг.1, штриховой - для ВШП, расположенный справа на фиг.3, пунктирной - для ВШП, расположенный слева на фиг.3); на фиг.3 - стр уктура фильтра на ПАВ, в котором используются два ВШП, спроектированные в соответствии с предлагаемым изобретением. Устройство состоит из пьезоэлектрического звукопровода 1, проводящих шин 2, расположенных на поверхности звукопровода 1, секций штыревых электродов 3 - 5, которые соединены с проводящими шинами 2. Соседние противофазные штыревые электроды в секциях 3 - 5 расположены на расстоянии, составляющем половину длины волны ПАВ, расстояние между центрами секций одинаково и кратно длине волны ПАВ. Суммарная длина перекрытия соседних электродов в центральных секциях 3 одинакова для каждой из секций. При удалении от центра к краям ВШП суммарная длина перекрытия соседних противофазных штыревых элементов, входящих в одну и ту же секцию, уменьшается на одинаковую величину. В частности, для приведенного на фиг.1 ВШП число штыревых электродов в секциях 4 на один меньше, чем в центральных секциях 3, а число штыревых электродов в крайних секциях 5 на один меньше, чем в соседних расположенных ближе к центру ВШП секциях 4. Такая конструкция ВШП обеспечивает расчетный уровень боковых лепестков менее -20дБ (фиг.2, сплошная линия). Необходимое число секций ВШП в общем случае определяется требуемой шириной полосы пропускания ВШП. Для дальнейшего снижения уровня боковых лепестков можно использовать половинную величину перекрытия крайних электродов в секциях, число штыревых электродов в которых при неизменном перекрытии соседних электродов отличается по четности от числа электродов в центральных секциях 3. Примеры таких ВШП приведены на фиг.3, а их АЧХ - на фиг.2 (штри ховой линией - для ВШП, приведенного на фиг.3 справа, пунктирной- для ВШП, приведенного на фиг.3 слева). При этом ВШП, стр уктура которого приведена на фиг.3 справа, может быть использован совместно с анодизованным ВШП, электродная структура которого симметрична относительно оси, проходящей на одинаковом расстоянии от проводящих шин, ВШП, стр уктура которого приведена на фиг.1, может быть использован совместно с ВШП произвольной структуры. Устройство может работать как в режиме излучения, так и в режиме приема. При подаче различных электрических потенциалов на проводящие шины 2 возникает разность потенциалов между штыревыми электродами секций 3 - 5 ВШП, работающего в режиме излучения, в результате чего возникают смещения частиц пьезоэлектрического звукопровода 1. Эти смещения распространяются по поверхности пьезоэлектрического звукопровода 1 в виде ПАВ, в результате интерференции которых в месте приема формируется АЧХ ВШП, ВШП, работающий в режиме приема, функционирует обратным образом: при прохождении ПАВ между штыревыми электродами в пьезоэлектрическом знукопроводе 1 возбуждается разность потенциалов, которая суммируется для всех пар противофазных электродов секций 3 - 5 с помощью проводящих шин 2, разность потенциалов между которыми является выходным сигналом приемного ВШП.