Co to są rezonatory SAW?

Rezonatory powierzchniowej fali akustycznej (SAW) są sprzężone z różnymi filtrami w technologii czipowej kontroli częstotliwości fali powierzchniowej i są stosowane w szerokiej gamie urządzeń elektronicznych. Te filtry SAW muszą spełniać wszystkie standardy branżowe do stosowania w telefonach komórkowych, globalnych systemach pozycjonowania, cyfrowych odbiornikach satelitarnych i zdalnie sterowanych pilotach zdalnego sterowania. Rezonatory SAW znalazły zastosowanie w tak różnorodnych aplikacjach, jak bezprzewodowe terminale sprzedaży, bezprzewodowe urządzenia do monitorowania ciśnienia w oponach i cyfrowe radiostacje mikrofalowe. Zostały one wykorzystane jako biomarkery w wykrywaniu markerów choroby, a nawet mogą zdalnie wykryć obecność plastikowych materiałów wybuchowych.

Nawierzchniowa fala akustyczna jest ruchem fal mechanicznych przemieszczającym się wzdłuż powierzchni materiału stałego, i ma zarówno ścinanie pionowe, jak i element podłużny, który jest zdolny do sprzęgania się z dowolnym medium w kontakcie z tą samą powierzchnią. Amplituda i prędkość rodzą się w fali tego sprzężenia, co sprawia, że ​​rezonatory SAW są w stanie wykryć zarówno właściwości mechaniczne, jak i masowe. Daje to rezonatorowi SAW zdolność wysokich częstotliwości poza konwencjonalnymi rezonatorami ceramicznymi i krystalicznymi dostępnymi na rynku.

Na podłożu piezoelektrycznym, takim jak kwarc, umieszcza się metalowe przetworniki elektrod jako odbiorniki, które mogą następnie odbierać sygnał elektryczny i przetwarzać go na falę akustyczną, a następnie pobierać falę akustyczną i przekształcać z powrotem na sygnał elektryczny. Ta pętla sprzężenia zwrotnego powoduje duże opóźnienie, ponieważ fale akustyczne są powolne, a opóźnienia te sprawiają, że są przydatne w wielu urządzeniach, takich jak radar z kompresją impulsów i filtry pasmowoprzepustowe dla radiotelefonów. Rezonatory SAW są tak szeroko stosowane, że każdego dnia produkuje się je w milionach krajów.

Zbadano nowe osiągnięcia pod kątem dalszego wykorzystania rezonatorów SAW jako bezprzewodowych czujników pomiaru temperatury w trudnych i izolowanych warunkach środowiskowych. Nie wymagają baterii i wymagają niewielkiej okresowej kalibracji oraz niewielkiej konserwacji. Rezonatory te mogą odbierać i transmitować bezprzewodowo, dzięki czemu mogą wykrywać bez ingerencji w rozdzielnice o dużej mocy i wszelkiego rodzaju aplikacje inteligentnych sieci.

Inną możliwą drogą zastosowania rezonatorów SAW jest opracowanie bezprzewodowych sond do żywności w celu zastąpienia przewodowych sond do żywności, które można znaleźć w wielu komercyjnych piekarnikach do żywności. Może to zmniejszyć liczbę patogenów salmonelli, E. coli i Clostridium w wyniku zakażania ludzi przez niedogotowane jedzenie. Bez okablowania niezbędnego dla tych przewodowych sond rezonator SAW mógłby zostać odczytany i zasilany przez antenę zapytania z wbudowanej elektroniki.

Być może najciekawszym odkryciem jest to, że rezonatory SAW mogą wąchać markery chorobowe raka jajnika i mogą być używane jako urządzenie do wczesnego testowania formy raka, który jest cichym zabójcą i który nie miał dostępnego testu wczesnego ostrzegania od 2011 roku. ustalono, że rezonatory SAW mogą wąchać plastikowe materiały wybuchowe i trinitrotoluen (TNT). Te cechy mogą sprawić, że będą niezmiernie pomocne w robotach, które będą wykorzystywane przez oddziały bombowe w nieznanych i niebezpiecznych sytuacjach. Można je zatem wykorzystać do ratowania życia na dwóch bardzo trudnych do rozwiązania frontach.