Койгеров А.С. «Применение метода конечных элементов для расчета параметров поверхностных акустических волн и устройств на их основе» Микроэлектроника, 53, № 2, с. 142-155 (2024)

Описывается ряд моделей на основе метода конечных элементов (МКЭ) для анализа параметров поверхностных акустических волн (ПАВ) и устройств на их основе. В обобщенной форме излагается компьютерный метод формирования моделей в программе COMSOL Multiphysics. Описывается и графически иллюстрируется работа в трех основных решателях в среде COMSOL: стационарный режим, область собственных частот, частотная область. Проведен анализ свойств волн Рэлея и вытекающих ПАВ. Представлена визуализация ряда характеристик. Рассмотрен анализ таких параметров как фазовая скорость волны, коэффициент электромеханической связи, статическая емкость преобразователя. В примерах рассмотрены эквидистантный преобразователь, преобразователь с расщепленными электродами и однонаправленный преобразователь типа DART. Предложены способы анализа гармоник на ПАВ и волноводного эффекта. Показано, что модель справедлива как для монокристаллических подложек, так и для слоистых структур. Рассмотрен анализ температурного коэффициента частоты для таких структур, как TCSAW и I.H.P.SAW. Представлена модель для расчета амплитудно-частотных характеристик устройств. Показано, что данные, полученные в результате численного анализа, соответствуют экспериментальным данным и известным литературным источникам.

Балышева О.Л., Койгеров А.С., Ракшаев Б.Ц. «Исследование свойств поверхностных акустических волн в монокристалле ниобата лития с пленкой диоксида кремния методом конечных элементов» Кристаллография, 69, № 1, с. 71-78 (2024)

Приведены результаты расчетов характеристик поверхностных акустических волн в структурах монокристалл ниобата лития/пленка диоксида кремния, используемых для повышения термостабильности акустоэлектронных устройств на монокристаллических подложках. Выполнено моделирование методом конечных элементов в пакете COMSOL и рассчитаны скорость, коэффициент электромеханической связи и температурный коэффициент частоты в структурах с ниобатом лития различных срезов. Сравнение полученных результатов с известными данными из литературных источников показало хорошее совпадение. Практическая значимость заключается в использовании полученных параметров при разработке различных классов акустоэлектронных устройств.

Койгеров А.С., Балышева О.Л. «Исследование температурных свойств I.H.P.-структуры и ее применение для фильтров на поверхностных акустических волнах» Кристаллография, 69, № 4, с. 639-645 (2024)

Приведены результаты исследования температурных свойств I.H.P.-структур на многослойной подложке танталат лития/пленка диоксида кремния/кремний, используемых для улучшения характеристик устройств на поверхностных акустических волнах. Выполнено моделирование тестовых структур методом конечных элементов в пакете COMSOL и рассчитан температурный коэффициент частоты. Представлено сравнение рассчитанного коэффициента передачи резонаторного фильтра на традиционной монокристаллической подложке танталата лития 36° YX-среза и I.H.P.-фильтра при различных значениях температуры. Показана возможность минимизации температурного коэффициента частоты подбором толщины слоев подложки. Сравнение полученных результатов с известными данными показало хорошее совпадение. Практическая значимость состоит в использовании результатов моделирования и рассчитанных параметров при разработке различных классов устройств на многослойных подложках, в том числе с I.H.P.-структурами.

Цуканов А А., Горбатиков А.В. «О возможности обнаружения в поле поверхностных волн геологических тел, не имеющих скоростного контраста» Акустический журнал, 71, № 2, с. 273-283 (2025)

С использованием математической модели в рамках линейной теории упругости рассмотрены интересные как с теоретической, так и с практической точек зрения постановки задачи по облучению поверхностными волнами упругого полупространства, содержащего одиночное заглубленное тело, физические свойства которого отличны от свойств материала вмещающей среды, но упругие модули и плотность изменяются согласованным образом так, что скорости как P- так и S-волн не отличаются от таковых во вмещающей среде. Показано, что такие заглубленные неоднородности, несмотря на отсутствие скоростного контраста, могут быть картированы как в плане, так и по глубине, в широкополосном поле поверхностных волн Рэлея по вариациям спектральной амплитуды сигнала, регистрируемого в нескольких точках на поверхности. Ключевые слова: поверхностные волны, волна Рэлея, скоростной контраст, медленность, неконтрастная неоднородность, спектральная амплитуда, спектр мощности, микросейсмическое поле, геологоразведочное микросейсмическое зондирование, метод микросейсмического зондирования, численное моделирование DOI: 10.31857/S0320791925020106,

Бочаров М.И., Володько А.В. «Управляемые генераторы на фильтрах на поверхностных акустических волнах и синтезированной нелинейной индуктивности» Вестник Воронежского государственного технического университета, 16, № 5, с. 114-118 (2020)

Проведены исследования качественных характеристик однокаскадных частотно-модулированных (ЧМ) генераторов, выполненных на однокаскадном усилителе по схеме с общим коллектором и узкополосным фильтром на поверхностных акустических волнах (ПАВ) при использовании в качестве управителя частоты синтезированной нелинейной индуктивности (СНИ). Получены расчетные соотношения для определения девиации основной частоты, уровня нелинейных искажений для третьей и пятой гармоник и крутизны модуляционной характеристики, которая практически постоянна как при перестройке генератора по частоте, так и изменении уровня модулирующего сигнала. В результате этого в процессе модуляции уровень паразитной амплитудной модуляции не повышается, что обеспечивает высокую частоту спектра формируемого ЧМ радиосигнала. Проведен анализ полученных технических характеристик, который показал, что исследуемый формирователь ЧМ сигнала при управлении напряжением СНИ практически не создает сдвига центральной частоты, который приводит в процессе модуляции к уменьшению стабильности частоты. Установлено, что при девиации основной частоты около 90 кГц коэффициент нелинейных искажений по третьей и пятой гармоникам составляет менее 1% и 0.1% соответственно. Это соизмеримо с уровнем нелинейных искажений ЧМ генератора, в котором в качестве управителя частоты используются варакторы с резким законом изменения вольтфарадной характеристики, обеспечивающей минимально возможные нелинейные искажения при модуляции генераторов с помощью варакторов и практически полным отсутствием этих искажений на четных гармониках

Койгеров А.С., Корляков А.В. «Моделирование методом конечных элементов устройств на поверхностных акустических волнах с использованием пакета COMSOL» Микроэлектроника, 51, № 4, с. 272-282 (2022)

Представлены результаты исследования и анализа волновых акустических процессов в пьезоэлектрических подложках на основе решения волновых уравнений пьезоакустики методом конечных элементов. Приведено описание тестовых структур и алгоритма работы в среде COMSOL Multiphysics. Рассмотрены три основных подхода: в области собственных частот, в заданном частотном диапазоне и во временной области. Проведен анализ свойств и параметров, широко применяемых поверхностных акустических волн. Представлена визуализация ряда характеристик. Рассчитаны фазовая скорость волны и коэффициент электромеханической связи. Показано, что данные, полученные в результате численного анализа, соответствуют данным из известных источников. Выполнено сопоставление результатов расчета и экспериментальных измерений коэффициента передачи на примере линии задержки и резонаторного фильтра.