Введение к работе
Объект исследования. Диссертация посвящена изучению рассеяния поверхностных акустических волн (ПАВ) Рэлея и Гуляева-Блгоштейна на сильных локальных неоднородностях и многократных переотражений рэлеевской волны в квазипериодических решетках с линейной частотной модуляцией.
Актуальность темы. Развитие приборов аналоговой обработки информации на основе использования поверхностных акустических волн стимулирует исследования по изучению взаимодействия ПАВ с различного рода неоднородностями поверхности звукопровода, посредством которых в этих приборах и оказывается воздействие на сигнал, распространяемый волной. Известные устройства на ПАВ (резонаторы, фильтры, линии задержки, в том числе дисперсионные линии задержки, анализаторы спектра и т.д.), в которых используются решетки из слабых неоднородностей, по своим параметрам превосходят аналоги, работающие на других физических принципах. В настоящее время разрабатывается новое поколение ПАВ-фильтров с вносимыми потерями всего 1+3 дБ на частотах до 1ГГц. Еще недавно эти параметры считались недостижимыми. Перед исследователями и разработчиками стоят задачи усовершенствования методов анализа таких устройств, улучшения их параметров и характеристик за счет устранения влияния негативных эффектов, а также выявления возможности создания приборов новых типов. Здесь монет сыграть важную роль рассеяние ПАВ на сильных неоднородностях, которые до сих юр практически не использовались и очень мало исследовались из-за сложности
4 анализа. Недавние попытки использовать сильные отражатели при < конструировании однонаправленных преобразователей подтверждают актуальность этих исследований.
Цель диссертационной работы. 1) Теоретическое решение задачи о рассеянии ПАВ на сильном локальном возмущении поверхности. 2) Проведение теоретического анализа влияния многократных переогражений в прямых линейно частотно модулированных (ЛЧМ) решетках (со 180-градусным отражением). Создание эффективной методики расчета характеристик дисперсионных линий задержи (ДЛЗ) на основе таких решеток и проверка методики на практике.
Научная новизна.
Основные научные результаты могут быть сформулированы в виде следующих положений, выносимых на защиту:
-
Рассеяние рэлеевской волны на сильной локальной неоднородности в виде тяжелой полоски на поверхности упругого полупространства носит резонансный характер. Резонансная частота определяется в этом случае массой полоски и упругими свойствами полупространства.
-
Рассеяние поверхностной акустической волны Гуляевз-Блюштейна на сильной единичной неоднородности в виде прямоугольного бруска на поверхности пьезоэлектрика имеет резонансный характер. При этом в резонансных пиках, соответствующих собственным модам системы, коэффициент отражения может достигать значительных величин - до 60% по энергии.
-
Аналитическое выражение, описывающее вклад многократных переотражений при распространении волны Рэлея в прямой
5 отражательной квазипериодической решетке, используемой в дисперсионных линиях задержки с линейной частотной модуляцией импульсного отклика. Количественные критерии возникновения искажений характеристик дисперсионных лиши задержки, порождаемых многократными переотражениями.
Практическая_значимос_ ть_р8бргы.
1 . Результаты решения задач о рассеянии рэлеевской волны и ВГБ на сильной неоднородности могут быть использованы при конструировании ПАВ-приборов нового типа и отдельных элементов этих приборов, например, широкополосного отражателя, широкополосных фильтров с малыми потерями, однонаправленных преобразователей и др.
-
Выведенная простая формула для полного коэффициента отражения прямой ЛЧМ решетки с учетом многократных переотражений позволяет точнее оценить глубину канавок при разработке ДЛЗ по сравнению с известными методами, учитывающими только однократные отражения.
-
На основе предложенного в работе численного метода расчета коэффициента отражения прямой ЛЧЫ решетки было оценено влияние на характеристики ДЛЗ технологических погрешностей при изготовлении фотошаблонов.
-
Разработанный пакет программ позволяет рассчитывать частотные и временные характеристики при проектировании ДЛЗ.
5. Предложена новая конструкция ДЛЗ с удвоенным временем
задержки за счет повторного прохождения еолной длины
звукопровода, что ведет к увеличению основного параметра ДЛЗ -
ее базы ВТ.
Апробация. Основные научные результаты работы
докладывались на XIII, XIV и XV Всесоюзных конференциях по акустозлектроняке и физической акустике твердого тела (г.Черновцы, 1986 г.; г.Кишинев, 1989 г.; г.Ленинград, 1991 г.), на Международном симпозиуме "Поверхностные волны в твердых телах и слоистых структурах" (г.Варна, НРБ, 1989 г.), на научно-технической конференции "Проблемы развития спутниковой связи" (Москва, 1989) и на научных семинарах в ИРЭ АН СССР.
Публикации и вклад автора. Материалы диссертации опубликованы в 13 научных работах, список которых приведен в конце реферата. В работах, выполненных совместно с соавторами, личный вклад диссертанта состоит в непосредственном участии в проведении теоретического анализа, компьютерного расчета, расчета топографии и подготовки программ для изготовления фотошаблона ДЛЗ, а также в участии в написании статей и докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет 160 страниц машинописного текста, из них 94 страницы - основной текст, 29 страниц занимают рисунки и 27 страниц - приложения. В работе имеются 4 таблицы. Список литературы включает 96 наименований и занимает 10 страниц.
