Bir Boyutlu Periyodik Kaviteler İçeren Fononik Kristaller ile Akustik Ekle-Bırak Filtresi Tasarımı

Authors : Ahmet BİÇER

Pages : 1678-1689

Doi:10.18185/erzifbed.649664

View : 8 | Download : 7

Publication Date : 2019-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Katı yüzeyde bir boyutta periyodik silindirik kaviteler içeren dalga kılavuzları ve halka çınlaç kullanılarak tasarlanan bir akustik ekle-bırak filtresinin hava ortamında çalışması ve performansı sayısal olarak incelenmiştir. 20 kHz civarında çalışma hedeflendiğinde, periyodu 5.0 mm olan 2.0 mm yarıçaplı kaviteler yüzeye merkezlerinden itibaren yarıçapın %30’u kadar gömüldüğünde, Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak yapılan band yapısı hesaplamaları sonucunda hedef çalışma frekansını kapsayan geniş dispersiyon sergileyen yüzey bandı belirlenmiştir. Kaviteye ve komşuluğundaki dar bir hava bölgesine lokalize olan etkileşimli Bloch yüzey akustik dalgaları, birbirine bakan ve periyodun 1.5 katı uzaklıkta iki yüzey için birbirinden ayrışan ve belirli bir frekans aralığında örtüşen iki adet yüzey bandındaki simetrik ve asimetrik kipler halini almaktadır. Dalga kılavuzları arasına her bir kılavuz ile mesafesi 1.5 periyot olan ve toplam 85 kavite içeren 67.6 mm yarıçaplı dairesel halka çınlaç konulduğunda, frekansa bağlı Sonlu Elemanlar Yöntemi simülasyonları ile 20 kHz frekansında bırak portu çıkışında maksimum gözlenirken, direkt ve ekle portlarından minimum çıkış belirlenmiştir. Port çıkışları frekansa bağlı olarak dalgalı seyir izlemekte ve gözlenen pikler artan frekans ile sıklaşmaktadır. 22.08 kHz frekansında bırak portu çıkışında genişliği 57 Hz ve kalite faktörü 387 olan pik gözlenmektedir. Önerilen akustik ekle-bırak filtresi akustik sinyal işleme, akustik mantık ve ultrasonik sensörler gibi alanlarda kullanılabilir.
Keywords : Yüzey akustik dalgaları, halka çınlaç, ekle bırak filtresi, kip eşleşmesi, vuru, Sonlu Elemanlar Yöntemi