Zastosowanie podzespołów z akustyczną falą powierzchniową do przetwarzania sygnałów

• Autorzy: Kawalec A.

Warianty tytułu

EN

Application of surface acoustic waves devices for signal processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wybrane zastosowania podzespołów z akustyczną falą powierzchniową dla przetwarzania sygnałów. W rozważaniach opierających się na teorii widmowej uwzględniono współczynnik metalizacji elektrod, wpływający na zmianę prędkości fali powierzchniowej dla elektrod zwartych i rozwartych elektrycznie oraz na efektywność wzbudzania fali dla wyższych overtonow. W teorii widmowej uwzględniono pełną zespoloną efektywną przenikalność powierzchniową, której część urojona opisuje wzbudzanie akustycznych fal objętościowych przez przetwornik międzypalczasty. Podano przykład realizacji eksperymentalnej filtru, którego zniekształcenia charakterystyki częstotliwościowej odpowiadąjąurojonej części efektywnej przenikalności powierzchniowej. Uwzględniając wyniki otrzymane z analizy teoretycznej, dokonano syntezy linii dyspersyjnej oraz zaprezentowano charakterystyki eksperymentalne tych linii na podłożu kwarcowym, stosowane dla przetwarzania radiolokacyjnych sygnałów złożonych. Praca zawiera również analizę generatorów bazujących na linii opóźniającej z akustyczną falą powierzchniową dla potrzeb pomiarowych wielkości fizycznych, takich jak siła i przyspieszenie. Przedstawiono występujące problemy technologiczne i wyniki badań generatora z linią opóźniającą, zawierającą dwa współpracujące przetworniki międzypalczaste, oraz wyniki badań praktycznie wykonanego czujnika siły w technologii akustycznej fali powierzchniowej.

EN

Applications of some devices, based on surface acoustic wave (SAW), for the signal processing are shown in this paper. Based on spectrum analysis, the coefficient of electrodes metallization was taken into account. The analysis of the effective surface permittivity which characterizes the piezoelectric material features is presented. Its imaginary part shows excitation of bulk acoustic waves by the interdigital transducer. The influence of a bulk acoustic waves on frequency characteristics for experimental realization of the SAW filter is presented. Taking into account the results of theoretical analysis, a synthesis of dispersion line was executed. The experimental characteristics of these lines on quartz substrate were presented in this paper. These lines are applied to the radar complex signal processing. The paper contains also the analysis of generators based on delay line with surface acoustic wave, which are used to measure some physical quantity such as: force and acceleration. Some technological problems and results of investigations of generator with a delay line (based on two co-operating interdigital transducer) were shown in this article. Some results of investigations and practically executed the sensor of force in SAW technology are presented here.

Słowa kluczowe

PL

akustyczne fale powierzchniowe; filtry z AFP; sensory z AFP; AFP

EN

surface acoustic waves; dispersive delay lines; SAW filters; SAW sensors

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 1
• Strony: 91--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kawalec A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] K. Ingebrigsten, Surface waves in piezoelectrics, J. Appl. Phys., 40, 1969, 2681-2686.
• [2] E. Danicki, Fale powierzchniowe. Propagacja, wzbudzanie, zastosowanie, dod. do Biul. WAT nr ll, 1976.
• [3] E. Danicki, Unified theory of interdigital transducers and SAW reflectors, J. of Tech. Phys., 21, 1980, 387-403.
• [4] K. Blotekjaer, K. Ingebrigsten, H. Skeie, A method for analysing waves in structures consisting of metal strip on dispersive media, IEEE Trans. ED-20, 1973, 1133-1138.
• [5] K. Blotekjaer, K. Ingebrigsten, H. Skeie, Acoustic surface waves in piezoelectric materials with periodic metal strips on the surface, IEEE Trans., ED-20, 1973, 1139-1146.
• [6] Y. Zhang, J. Desbois, L. Boyer, Characteristic parameters of surface acoustic waves in a periodic metal gratingon a piezoelectric substrate, IEEE Trans. Ultras. Ferro. and Freq. Contr., UFFC-40, 3, 1993, 183-192.
• [7] E. Danicki, A. Kawalec, Metallization - ratio dependent higher operation of IDTs, Proc. IEEE Ultras. Symp., 1996, 309-312.
• [8] A. Kawalec, The spectral theory of IDT included metallization ratio for fundamental and higher overtone, Proc. Molecular and Quantum Acoust., 18, 1997, 9-18.
• [9] A. Kawalec, Simplifying SAW calculations, Innovation in Mathematics, Computational Mechanics Publications, 1997, 299-306.
• [10] E. Danicki, Spectral theory for IDTs, IEEE Ultras Symp., 1994, 213-222.
• [11] A. Kawalec, On the design of a SAW wide-band dispersive delay line with P-dispersive transducer by synthesis, MICON'96, 1996, 250-254.
• [12] E. Danicki, J. Filipiak, A. Kawalec, SAW dispersive delay line utilising apodised IDT with periodic electrodes, Electron. Lett. 22, 19, 1986, 976-977.
• [13] J. Filipiak, A. Kawalec, E. Danickj, Wide-band SAW dispersive filter with a flat amplitude response, Ultrasonics, 28, 1990, 355-357.
• [14] A. Kawalec, Progress in P-dispersive filters for radar application, Biul. WAT 48, 6, 1999, 125-131.
• [15] A. Kawalec, Low-loss SAW dispersive filters with low sidelobe level in compressed signal, Opto-Electronics Review, No 2, 1994.
• [16] A. Kawalec, Synthesis and experimental results of SAW dispersive filters for spectrum analysers, J. of Techn. Phys 37, 1996, 39-49.
• [17] A. Kawalec, Wybrane zagadnienia analizy i syntezy szerokopasmowych linii dyspersyjnych z akustyczną falą powierzchniową, WAT, 2000.
• [18] E. Danicki, J. Filipiak, A. Kawalec, M. Ryglewicz, Czujnik siły i przemieszczenia wykorzystujący akustyczne fale powierzchniowe. Elektronika 10, 1993, 17-21.
• [19] L. M. Reindl, Wireless Passive SAW Identification Marks and Sensors, 2002 IEEE Int'l Frequency Control Symposium Tutorials June 1, 2002, New Orleans, LA, USA.
• [20] W. R. Smith, H. M.Gerard, J. H. Collins, T. W. Reeder, H. J. Shaw, Analysis of interdigital surface wave transducers by use an equivalent cicuit model, IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, MTT-17, 1969, 856-864.
• [21] R. H. Trancrell, M. G. Holland, Acoustic surface Wave filters, Proc. IEEE, 59, 1971, 393.
• [22] P. V. Wright, Analysis and Design of Low-Loss SAW Devices With Internal Reflections Using Coupling-of-Modes Theory, IEEE Ultras. Symp., 1989, 141-152.