Kaj so SAW resonatorji?

Resonatorji površinskih akustičnih valov (SAW) so združeni z različnimi filtri v tehnologiji čipov za nadzor frekvence površinskih valov in se uporabljajo v široki paleti elektronskih naprav. Ti filtri SAW morajo izpolnjevati vse industrijske standarde za uporabo v mobilnih telefonih, sistemih za globalno določanje položaja, digitalnih satelitskih sprejemnikih in daljinskih upravljalnikih brez ključa, če naštejemo le nekatere. Resonatorji SAW so bili uporabljeni v tako raznolikih aplikacijah, kot so brezžični terminali na prodajnih mestih, brezžične naprave za nadzor tlaka v pnevmatikah in mikrovalovni digitalni radijski sprejemniki. Uporabljali so jih kot biomarkerje pri odkrivanju označevalcev bolezni in lahko celo na daljavo zavohajo prisotnost plastičnih eksplozivov.

Površinski akustični val je mehansko valovno gibanje, ki potuje vzdolž površine trdnega materiala in ima tako navpično strižno kot vzdolžno komponento, ki se lahko poveže s katerim koli medijem, ki je v stiku s to isto površino. Amplituda in hitrost se rodita v valu te sklopke, zaradi česar so resonatorji SAW sposobni zaznati mehanske in masne lastnosti. To daje resonatorju SAW zmožnost visokih frekvenc, ki presegajo običajne keramične in kristalne resonatorje na trgu.

Na piezoelektrični substrat, kot je kremen, so nameščeni pretvorniki kovinskih elektrod kot sprejemniki, ki lahko nato sprejmejo električni signal in ga pretvorijo v akustični val, nato vzamejo akustični val in ga pretvorijo nazaj v električni signal. Ta povratna zanka ustvarja dolgo zakasnitev, ker so akustični valovi počasni, zaradi teh zamud pa so uporabni v številnih napravah, kot so radar za stiskanje impulzov in pasovni filtri za radijske sprejemnike. Resonatorji SAW se uporabljajo tako široko, da jih v državah po svetu vsak dan izdelajo na milijone.

Preučeni so bili novi razvoji za nadaljnjo uporabo resonatorjev SAW kot brezžičnih senzorjev za merjenje temperature v težkih in izoliranih okoljskih razmerah. Ne potrebujejo baterij in zahtevajo malo občasnega kalibriranja in malo vzdrževanja. Ti resonatorji lahko sprejemajo in prenašajo brezžično, tako da lahko zaznavajo brez vdora v močno zmogljive stikalne naprave in aplikacije za pametno omrežje vseh vrst.

Druga možna pot za uporabo resonatorjev SAW je razvoj brezžičnih sond za hrano, ki bi nadomestile žične sonde za hrano, ki jih najdemo v številnih komercialnih pečeh za hrano. To bi lahko zmanjšalo količino patogenov salmonele, E. coli in klostridija, ki bi lahko okužili ljudi s slabo kuhano hrano. Brez ožičenja, potrebnega za te žične sonde, bi lahko resonator SAW prebral in napajal spraševalna antena iz vgrajene elektronike.

Morda najbolj zanimivo odkritje je, da lahko resonatorji SAW zavohajo označevalce bolezni za raka jajčnikov in se uporabljajo kot naprava za zgodnje testiranje za obliko raka, ki je tihi morilec in ki od leta 2011 ni imela na voljo testa zgodnjega opozarjanja. je bilo ugotovljeno, da lahko resonatorji SAW zavohajo plastične eksplozive in trinitrotoluen (TNT). Zaradi teh lastnosti so lahko zelo koristne za robotiko, ki jo uporabljajo enote za bombe v neznanih in nevarnih situacijah. Tako jih je mogoče uporabiti v službi reševanja življenj na dveh zelo težko rešljivih frontah.