Filtro a onde acustiche di superficie
Figura 1: Schema di un filtro SAW con spaziatura tra le dita linearmente decrescente
Figura 1: Schema di un filtro SAW con spaziatura tra le dita linearmente decrescente
Figura 1: Schema di un filtro SAW con spaziatura tra le dita linearmente decrescente
Filtro a onde acustiche di superficie
Il filtro a onde acustiche di superficie (Surface Acoustic Wave, filtro SAW) è un dispositivo piezoelettrico.
L’effetto piezoelettrico consiste nel fatto che quando si applicano forze meccaniche a un particolare cristallo, si creano cariche elettriche sulla sua superficie. Questo è l’effetto piezoelettrico vero e proprio, che viene utilizzato, ad esempio, in alcuni accendini per produrre una scintilla di accensione. Se una lastra cristallina che presenta questo effetto piezoelettrico viene posta in un campo elettrico alternato, le sue dimensioni cambiano nel tempo con la frequenza di questo campo, cioè la lastra compie oscillazioni meccaniche. Questo è l’effetto piezoelettrico inverso. Molti cristalli possiedono la proprietà di mostrare un effetto piezoelettrico. Il più noto è il quarzo come quarzo oscillante o come filtro al quarzo, utilizzati come componenti di risonanza nell’elaborazione dei segnali analogici.
Rispetto ai componenti di risonanza puri dell’elettronica, il filtro SAW nei radar ha la funzione aggiuntiva di un ritardo dipendente dalla frequenza. I filtri SAW sono utilizzati nei sistemi radar con modulazione intrapulsiva e compressione degli impulsi ed espandono o comprimono un segnale a banda larga in modo analogico.
Un trasduttore a banda larga è depositato a vapore su un cristallo piezoelettrico, che converte le oscillazioni elettriche in oscillazioni meccaniche nel cristallo. Tuttavia, queste vibrazioni meccaniche si propagano a una velocità molto inferiore rispetto ai segnali elettrici su una linea. Pertanto, si ottengono tempi di ritardo relativamente elevati. Sullo stesso cristallo vengono depositati a vapore anche trasduttori dipendenti dalla frequenza, che riconvertono l’energia meccanica in segnali elettrici.
A causa della distanza inevitabilmente diversa di questi diversi trasduttori dal sistema di eccitazione, le diverse componenti di frequenza del segnale di ingresso ricevono un ritardo temporale diverso, in modo che tutte le componenti di frequenza del segnale di ingresso vengano spinte nella stessa cella di gamma e si sovrappongano a un impulso di uscita breve e netto.
Purtroppo, la somma delle diverse frequenze parziali produce inevitabilmente dei lobi laterali di disturbo, i cosiddetti lobi laterali temporali, in aggiunta all’impulso di uscita nitido, che spesso devono essere compensati con procedure complesse.
Per sfruttare in modo ottimale la curva di filtraggio del filtro SAW, lo stesso filtro per la compressione dell’impulso nel ricevitore viene utilizzato anche nella generazione del progetto di trasmissione nella direzione inversa del flusso del segnale.