Т.В. Синицына – к.т.н., гл. конструктор, 
ООО «БУТИС» (Москва)
E-mail: sinicina59@mail.ru

Проведены исследования, направленные на достижение предельно возможных эксплуатационных характеристик фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), отвечающих современным аппаратурным требованиям. Для анализа электродных структур частотно-избирательных элементов, входящих в конструкции фильтров, использован модифицированный Р-матричный метод, основанный на теории связанных мод. С целью обеспечения высокой точности моделирования учтены реальные акустические (дисперсия скорости волны и коэффициента отражения от параметров электродной решетки; потери на распространение волны, обусловленные преобразованием ПАВ в объемную волну; многомодовый характер распространения волны; конечное сопротивление электродов преобразователя и его эффективность) и электромагнитные эффекты второго порядка для различных типов пьезоэлектриков.

     Показано, что методы позволяет моделировать неоднородные электродные структуры (с модуляцией периода, апертуры и произвольным распределением отражений в пределах электродной структуры), поскольку в качестве элементарной ячейки выбрана пара электродов с соответствующей собственной Р-матрицей. При этом суммарная Р-матрица ВШП получается в результате перемножения элементарных Р-матриц. Отмечено, что данный подход существенно расширяет функциональные возможности метода и упрощает реализацию ПАВ-устройств с предельной совокупностью параметров. Проведена верификация метода на основе оригинальных конструкций ПАВ-фильтров резонаторного типа (на основе реверсивного многополоскового ответвителя, U-образного ответвителя, продольно-связанных резонаторов. импедансных фильтров и их комбинаций) для различных типов пьезоэлектриков. Достигнуто сочетание параметров (коэффициент прямоугольности 1,3 при вносимом затухании 2,1 дБ), не имеющее аналогов. 

     Отмечено, что разработанный метод является универсальным и может быть использован для моделирования ПАВустройств различного функционального назначения (фильтров, линий задержки, резонаторов).

1. Abbott B., Hartmann C., Malocha D. Transduction magnitude and phase for COM modeling of SAW devices // IEEE Trans. on UFFC. 1992. V. 39. № 1. P. 54−60.
2. Plessky V.P. A simple two parameter coupling-of-modes model for shear SAW propagating in periodic gratings // Proc. IEEE Ultrason. Symp. 1993. P. 63−67.
3. Malocha S., Abbott B.P., Saldanha N., Bayram A., Girard P.A. COM Analysis for LSAW filters // Proc. IEEE Ultrason. Symp. 2008. P. 1936−1939.
4. Багдасарян А.С., Синицына Т.В. Анализ ВШП методом связанных мод // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2003. № 1−2. С. 11−15.
5. Дмитриев В.Ф. Теория связанных волн – универсальный метод расчета устройств на поверхностных акустических волнах // ЖТФ. 2004. Т. 74. № 10. С. 94−102.
6. Синицына Т.В., Багдасарян А.С., Бутенко В.В., Данилов А.Л., Иванов П.Г. Фильтры на ПАВ с высокой входной мощностью: базовые модели для анализа электродных структур // Электросвязь. 2015. № 10. С. 65−70.
7. Багдасарян А.С., Синицына Т.В. Селективные акустоэлектронные приборы на основе однонаправленных структур поверхностных акустических волн. М.: 2004. 103 с.
8. Синицына Т.В., Багдасарян А.С., Гарифулина А.Т., Груздев А.С., Дорофеева С.С. Конструктивно-технологические особенности устройств на ПАВ для обработки радиочастотных сигналов высокой мощности: Исследования способов минимизации потерь в резонаторах для условий многослойного напыления // Наукоемкие технологии. 2018. Т. 19. № 2. С. 46−57.
9. Синицына Т.В., Багдасарян А.С., Николаев В.И. Особенности проектирования устройств на поверхностных акустических волнах волноводного типа // Теория и техника радиосвязи. 2016. № 2. С. 92−104.
10. Синицына Т.В., Бутенко В.В., Багдасарян А.С., Гарифулина А.Т., Груздев А.С., Дорофеева С.С. Минимизация искажений характеристик ПАВ-устройств, обусловленных наличием паразитных мод высших порядков // Электросвязь. 2018. № 4. С. 68−74.
11. Синицына Т.В., Орлов М.М. Исследование влияния электродной структуры на параметры акустической волны в сильных пьезоэлектриках // Известия ВУЗов. Сер. Материалы электронной техники. 2004. № 1. С. 67−69.
12. Багдасарян А., Синицына Т. Устройства селекции частоты на ПАВ. Физико-технические принципы построения // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2011. № 4. С. 38−44.
13. Синицына Т.В., Багдасарян А.С., Кузнецов М.В. Резонаторные ПАВ-фильтры на основе реверсивного МПО // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2003. № 1−2. С. 15−20.
14. Макаров В.М., Иванов П.Г., Зая В.Г. Моделирование кольцевых фильтров на ПАВ // Нано- и микросистемная техника. 2007. № 6. С. 33−37.
15. Багдасарян А.С., Синицына Т.В., Машинин О.В. ПАВ-фильтры с малыми потерями на основе U-образного ответвителя // Электросвязь. 2004. № 2. С. 32−33.
16. Доберштейн С.А., Аржанов В.А. Балансные ПАВ-фильтры с малыми потерями и преобразованием импедансов // Омский научный вестник. 2010. № 3 (93). С. 264−270.
17. Морган Д., Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах // Радио и связь. М.: 1990. 414 С.
18. Синицына Т.В., Багдасарян А.С., Егоров Р.В. ПАВ-фильтры на основе продольно-связанных структур // Электронная промышленность. 2004. № 1. С. 14−19.
19. Багдасарян А., Багдасарян С., Карапетьян Г., Машинин О., Синицына Т. Импедансные ПАВ-фильтры для телекоммуникационных систем. Российский приоритет // Электроника: наука, технология, бизнес. 2014. № 7 (139). С. 48−65.
20. Багдасарян А., Синицына Т., Машинин О., Иванов П., Егоров Р. Устройства частотной селекции в современных системах связи, радиолокации и телекоммуникации // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2013. № 8. С. 128−136.
21. Синицына Т.В., Багдасарян А.С. Синтез фильтров на поверхностных акустических волнах: система автоматизированного проектирования (САПР) // Теория и техника радиосвязи. 2017. № 4. С. 84−92.