Površinski akustični val

Površinski akustični val (en. surface acoustic wave, skraćeno SAW) je akustični val koji putuje duž površine materijala koji pokazuje elastičnost, sa amplitudom koja obično eksponencijalno propada sa dubinom u materijal.

SAW filtri su komponente kod kojih se električni signal pretvara u akustički talas, da bi se nakon izvesnog vremena ponovo pretvorio u električni signal.[1] Amplitudska karakteristika ovih elemenata je tipa filtra propusnika opsega učestanosti, pa se ovi elementi često nazivaju filtrima.

Primena uredi

RAT[2] filtri se koriste u vojnim i uređajima široke potrošnje (TV, bežični i mobilni telefoni, alarmni sistemi), GPS sistemi, digitalnoj kablovskoj televiziji, radarskim sistemima, satelitskim telekomunikacijama.

Brzina prostiranja površinskih talasa je reda veličine 103 i oni spadaju u najsporije talase u čvrstim telima. Vrednost amplitude ovih talasa je reda nm, a talasna dužina je λ=1-100 µm.

PAT filtri rade na frekvenciji od 10 MHz-3GHz (11GHz).

Sva energija talasa (95%) je vezana za površinski sloj materijala debljine do jedne talasne dužine. Za izradu PAT filtara se koriste piezoelektrični materijali- obično kvarc (SiO2).

Kod piezoelektričnih PAT elemenata se primenjuje promenljivo električno polje da bi se proizveo mehanički talas koji se prostire kroz podlogu, a zatim ponovo prevodi u električni signal koji se registruje.

Princip rada uredi

Tipičan PAT filtar sadrži jedan ili više pretvarača električne u mehaničku energiju i obrnuto. Pretvarači se izrađuju u vidu dva niza metalnih elektroda u obliku češlja čiji su zupci-elektrode međusobno uvučeni jedni u druge. Širina elektroda je reda nekoliko µm. Rastojanje između dve elektrode je konstantno i iznosi λ površinskog akustičnog talasa.

Na pretvaraču se direktnom vezom ili preko antene formira električni signal. Taj signal proizvodi mehanički talas u piezoelektričnoj podlozi, koji se od pretvarača prostire na obe strane, nailazi na niz metalnih traka i od njih se odbija. Ako ulazni električni signal sadrži napon sopstvene frekvencije iste kao i PAT element, na prostoru između pretvarača i metalnih traka (čine rezonator) se formira stojeći talas. Sopstvena frekvencija zavisi od geometrije pretvarača i brzine prostiranja. Brzina prostiranja zavisi od vrste piezoelektrične podloge, načina izrade i ambijenta u kome se nalazi filtar.

Reference uredi

  1. W.E. Bulst, C. Ruppel, Developments to watch in SAW Technology, Siemens Review, Spring 1994., pp. 2- 6.
  2. D.P. Morgan, Surface Wave Devices for Signal Processing, Elsevier, Amsterdam, 1985.

Spoljašnje veze uredi