Эффекты распространения ПАВ

При распространении ПАВ в изотропных и, особенно анизотропных пьезоэлектриках происходит сильное искажение амплитуды и фазы волны вследствие дифракции акустического луча. Наибольшее влияние дифракция оказывает

при малых апертурах преобразователей и больших расстояниях между ними и

в случае аподизованых ВШП, имеющих значительное число электродов с малым перекрытием.

В результате явления дифракции происходит расширение акустического потока по мере удаления его от источника возбуждения. Дифракционное рассеяние акустического потока обратно пропорционально апертуре перекрытия электродов входного преобразователя и прямо пропорционально расстоянию до приемного ВШП (рис. 15).

.

Рис. 15 Дифракционные эффекты в фильтре на ПАВ с неаподизованым ВШП

В результате дифракции волны выходной ВШП взаимодействует лишь с частью акустического потока возбуждаемого удаленными электродами входного ВШП. Это приводит к энергетическим потерям и искажениям импульсного отклика.

Особенно сильно дифракционные искажения проявляются в преобразователях, аподизованых изменением перекрытия электродов (рис.).

Рис. 16 Дифракционные эффекты в фильтре на ПАВ с аподизованым ВШП

Сигнал, излучаемый наиболее удаленными (по отношению к выходному) участками входного ВШП, искажается из-за неполного взаимодействия соответствующих акустических потоков с выходным ВШП. Это обусловливает «перекос» импульсного отклика фильтра (рис. 17) и ухудшение его селективности.

Рис. 17 Влияние дифракционных искажений на импульсный отклик h(t) и АЧХ H(f) фильтра с аподизованым ВШП

Амплитуда ПАВ нелинейно зависит от перекрытия электродов и пройденного расстояния. Влияние дифракции эквивалентно изменению заданного при проектировании закона аподизации и приводит к росту боковых лепестков.

Конструктивные способы уменьшения дифракционных искажений:

увеличение апертуры;

уменьшение расстояния между преобразователями;

использование других способов весовой обработки (например, выборочное удаление электродов, емкостное взвешивание);

использование материалов и срезов с минимальной дифракцией.

Расчетно-аналитические методы компенсации дифракционных искажений состоят в предискажении заданной АЧХ.