Преобразователь поверхностных акустических волн

Преобразователь поверхностных акустических волн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий подложку с расположенной на ее рабо чей поверхности одноосной ферройагнитной пленкой, источник магнитного поля, размещенный вблизи подложки, о т ли ча ющийс я тем, что, с цель расширения функциональных возможностей за счет обеспечения управления формой амшштудно-частотной характеристики преобразователя. в одноосной ферромагнитной пленке вы-, полнены полосовые низкокоэрцитивные . каналы, размещенные регулярно и ориентированные параллельно оси легкого намагничивания одноосной ферромагнитной пленки и перпендикулярно напр авлению распространения поверхностных акустических волн, а над поверхностью одноосной ферромагнитной пленки размещены управляющие злектроды , каждьй из которых соединен с соответствующим выходом источника управляющего сигнала и ориентирован в направлении распространения поверхностных акустических волн, при этом по крайней мере один из управляквцих электродов выполнен прямолинейным, симметрично йтносительно которого размещены другие управляющие электроды , форма которых соответствует огибающей импульсного отклика преобразователя поверхностных акустических волн.

SU„„1123096

СОЮЗ СОВЕ ГОМХ

Ю

РЕСПУБЛИК

3(58 Н 03 Н 9 00 H Н

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЯ. ЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаесномч v

;;1 (21) 3600127/40-23 (22) 08.04.83 (46) 07.11.84. Бюл.841 (72) А,Н.Алексеев, В.А.Ермолов, В.HKayasees и В.А.Теряев (53) 621.397.62(088.8) (56) 1. Уайт P.Ì. Поверхностные упругие волны. ТИИ ЗР, т.58, 1970, «к8 с.68-119. 2. Авторское свидетельство СССР

l720693, кл. Н 03 Н 3/06, опублик.

1980 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий подлозку с расположенной на ее рабочей поверхности одноосной ферромагнитной пленкой, источник магнитного поля, размещенный вблизи подложки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения управления формой амплитудно-частот ной характеристики преобразователя, в одноосной ферромагнитной пленке вы-, полнены полосовые низкокоэрцитивные каналы, размещенные регулярно и ориентированные параллельно оси легкого намагничивания опноосной ферромагнитной пленки и перпендикулярно направлению распространения поверхностнык акустических волн, а над по-, верхностью одноосной ферромагнитной пленки размещены управляющие элект. роды, каждый из которых соединен с соответствующим выходом источника управляющего сигнала и ориентирован в направлении распространения поверхностных акустических волн, при этом по крайней мере один из управляющих I электродов выполнен прямолинейным, симметрично относительно которого размещены другие управляющие электроды, форма которых соответствует огибающей импульсного отклика преобразователя поверхностных акустических волн. leeeL МиМ

1123096 2 с соответствующим выходом источника . управляющего сигнала и ориентироа- ван в направлении распространения ол" ПАВ, при этом по крайней мере один иэ управляющих электродов выполнен р- прямолинеиным, симметрично относительно которого размещены другие управлякнцие электроды, форма которых соответствует огибающей импульс. ного отклика преобразователя ПАВ.

На чертеже представлен преобраа- зователь ПАВ. уд Преобразователь ПАВ содержит подложку 1 с расположенной на ее. г -рабочей поверхности одноосной пленкой 2 (например, на основе (Fe-Ni-Co) источник магнитного поля размещенной вблизи подложки (не показан), регулярную, в частности периодическую систему полосовых ниэкокоэрцитивных каналов 3, управляю.щие электроды 4-8, источник 9 управ ; ляющего сигнала.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использова но в устройствах для обработки сигн лов на поверхностных акустических в нах (ПАВ) .

Известен преобразователь ПАВ, соде жащий пьезоэлектрический звукопровод и размещенные на нем входной и выходной встречно-штыревые преобразователи (ВШП) j 3).

Недостатком данных преобразовате лей ПАВ является невозможность опер тивного управления формой их амплит но-частотной характеристики (АЧХ), которая жестко связана со структурой преобразователя ПАВ и его топологией, характеризуемой, в частности, функцией аподизации элементарных излучателей или приемников, образующих преобразователь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь ПАВ, содержащий пьезоэлектрическую подложку с расположенной на ее рабочей поверхности одноосной ферромагнитной пленкой и источник магнитного поля, размещенный вблизи пьезоэлектрической подложки (2).

Недостатком известного преобразователя ПАВ являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью управления, формой АЧХ вследствие статистического характера скачков Варкгаузена, определяющего случайное пространст З5 венное и временное распределение элементарных излучателей ПАВ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения управле- 4О ния формой АЧХ преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе ПАВ, содержащем подложку с расположенной на ее рабочей поверхности одноос- 45 ной ферромагнитной пленкой, источниК магнитного поля, размещенный вблизи подложки, в одноосной ферромагнитной пленке выполнены полосовые низкокоэрцитивные каналы, размещенные регулярно и ориентированные параллельно оси легкого намагничивания одноосной ферромагнитной пленки и перпендикулярйо направлению распространения ПАВ, а над поверхностью одноосной ферромагнитной пленки размещены управляющие электроды, каждый из которых соединен

Преобразователь ПАВ работает следующим образом.

В исходном состоянии в отсутствии внешнего магнитного поля и сигнала управления одноосная ферромагнитная пленка 2 однородно намагничена до на" сыщения, как в областях низкокоэрцитивнык каналов 3, так и в окружающем их высококоэрцитивном массиве.

В рабочем состоянии преобразователя ПАВ в ниэкокоэрцитивных каналах

3 пленки 2 образуются домены обратной намагниченности. Пля их образования от источника 9 управляющего сигнала по центральному управляющему электроду 4 пропускается импульс то" ка, параметры которого выбираются таким образом,:чтобы знак и величина создаваемого им магнитного поля обеспечивали зарождение доменов обратной намагниченности в областях низкокоэр" цитивных каналов 3 магнитной пленки

2, примыкающих к данному управляющему электроду.

Далее, при включении внешнего постоянного магнитного ноля (продвигающего), в зоне действия источника которого расположена магнитная плен ка 2, осуществляется рост эаложенньк в низкокоэрцитивных каналах 3 доменов обратной намагниченности в обоих направлениях вдоль оси легкого намагничивания (ОПН). Одновременно с включением продвигающего магнитного.поля от источника 9 управляющего сиг3 1 3230 нала по одному или двум управляющимэлектродам 5-8, расположенныи по раз: ные стороны от центрального, про» пускается электрический ток, магнит ное поле которого противоположно по направлению продвигающему и пре5 восходит его по величине.

В результате размеры доменов обратной намагниченности в низкокоэрцитивных каналах 3 ограничиваются расстоянием между соответствующиии периферийными шинами (5 и 6 нли 7 и

8) управления. Распределение же размеров доменов обратной намагниченности во всей системе регулярных паласовых низкокоэрцитивных каналов

3 определяется формой соответствую щих периферических управляющих электродов 5-8, используемых для ограничения роста доменов.

Такии образом, в рабочем состоянии преобразователя ПАВ конФигурация до-. иенной структуры в нкэкокоэрцитивных каналах 3 определяется топологией,yitравляющих электродов 4-8 и формируется

25 соответствующей структурой управляю" щего сигнала.

При наличии в низкокоэрцнтквных, каналах 3 магнитной пленки 2 доменов обратной намагниченности, приложение переменного иагчитного коля, s зоне: действия источника которого расположена магнитная пленка, приводит к возбуждению ПАВ, распространяющихся . по поверхности подложки 1 в накравле" нии, нерпендикулярном низкокоэрцнтив-И. ным каналам 3. При этом максимальная эффективность возбуждения ПАВ наблюдается ка тай частоте перемен- . ного возбуждающего поля, длина волны

IIAB на которой соответствует про- 4б стрвкственному периоду расположения низкокоэрцитивных каналов 3.

Возбуждение ПАВ предлагаем4м преобразователем обусловлено теи, что в переменном магнитном коле, благодв-4э ря магнитострикционным свойстваи материала. пленки 2, каждый домен является элементарным источником акустических волн, а наличие доменов лишь в магнитной пленке 2 нв по- зо верхности подложки I определяет тот факт, что среди возбуждаемых нии акустических волн доминирующую роль играют именно ПАВ.

Поскольку мгновенная фаза ПАВ, 5З

Возбужденной отдельным Доменом ОДнозначко определяется знаком ивгнктострикционного коэффициента иате96 4 риала пленки 2 для данного домена то для каждых двух соседних доменов с противоположным направлением намагниченности фазы генерируемых нии ПАВ противоположны. Регулярность (в частности, периодичность) расположения доменов одного знака s иагнитной пленке,2, являющаяся следствием соответствующего распопожения низкокоэрцитивкья каналов 3, определяет выполнение условия фазового синхронизив, которое сводится к равенству длины волны ПАВ и пространственного периода конфигурации доменов, при которой эффективность возбуждения ПАВ мвксималька.

АЧХ данного преобразователя ПАВ определяется взвешенным суиьыроввниеи характеристик элементарных излучателей и .представляет собой ряд Фурьепреобразование от функцки крострвнственного распределения их "весов".

В преобразователе "вес" элементарного излучателя характеризуется герметрической длиной домена обратной намагниченности в соответствующем низкокоэрцитивнои канале, а пространственное распределение геометрических размеров доменов обратной намагниченности по длине преобразователя определяется формой периферийных управляющих электродов 5-8, ограничивающих рост доменов в низкокоэрцитквных каналах 3.

Таким образом, АЧХ предлагаемого преобразователя ПАВ определяется преобразованием Фурье — преобразованием от функции, описывающей форму соответствующих управляющих электродов. Выполнение управляющих электродов s соответствии с формой огибающей импульсного отклика обеспечивает возможность формирования заданной

АЧХ преобразователя ПАВ. При наличии нескольких периферийных управляющих электродов различной фориы (см.чертеж) обеспечивается возможность оперативного управления формой АЧХ пре-. образователя ПАВ. Последнее осуществляется изменением структуры сигнала, определяющего использование тех или иных электродов управления в качестве ограничивающих разиеры доменов обратной намагниченности.

Такии образом, s предлагаемом преобразователе ПАВ обеспечивается расширение функциональных возможнос" тей за счет обеспечения управления формой АЧХ ПАВ.