Конструкторско-технологическое обеспечение эксплуатационной надежности авиационного радиоэлектронного оборудования. Дмитриевский Е.С. - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПб ГУАП | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

79
Преобразователь электрического сигнала в акустический (излучатель)
основан на обратном пьезоэлектрическом эффекте, состоящем в меха-
нической деформации пьезокристалла под действием внешнего элект-
рического поля. Акустический сигнал представляет собой волну упру-
гих механических возмущений, распространяющихся в твердом теле со
скоростью звука v
ак
порядка 10
5
см/с. Преобразователь акустического
сигнала в электрический (приемник) основан на прямом пьезоэлектри-
ческом эффекте – появлении при механической деформации кристалла
разделенных зарядов противоположного знака и связанных с ними элек-
трических полей.
Для применения наиболее важны поверхностные акустические вол-
ны (ПАВ), распространяющиеся в поверхностном слое пьезокристал-
ла. Толщина слоя порядка длины волны λ
ак
= v
ак
/f. Длина волны
мала лишь для достаточно высоких частот. Например, в диапазоне
10–1000 МГц, наиболее приемлемом для АРК, она составляет 100–1 мкм.
Поверхностные акустические волны могут генерироваться и управ-
ляться с помощью тонкопленочных структур, формируемых на по-
верхности подложки из пьезокристалла, что и позволяет создавать
АРК методами микроэлектроники. Поверхностные акустические вол-
ны обладают свойством распространяться в виде направленного луча.
Для этого размер излучателя в направлении, перпендикулярном на-
правлению распространения (так называемая апертура), должен быть
много больше длины волны. С помощью отражателей и направлен-
ных ответвителей можно добиться распространения ПАВ по слож-
ной непрямолинейной траектории. То же достигается использовани-
ем акустических волноводов, расположенных на поверхности под-
ложки.
Основным материалом подложек является пьезокварц SiO
2
; кроме
него используется ниобат лития LiNbO
3
, германат висмута Bi
12
GeO
20
и
пьезокерамика. Главным параметром материала является скорость рас-
пространения ПАВ, лежащая в пределах от 1,6 х 10
5
(германат висмута)
до 4×10
5
см/с (ниобат лития).
Акустоэлектронными радиокомпонентами, получившими наиболь-
шее распространение, являются линии задержки (ЛЗ) и полосовые филь-
тры. Малая скорость ПАВ (на 5 порядков меньше, чем у электромагнит-
ной волны) позволяет создавать малогабаритные интегральные ЛЗ ра-
диосигналов. Линия задержки состоит из входного преобразователя,
звукопровода и выходного преобразователя.

Страницы