طراحی و شبیه سازی دی مالتی پلکسرهای صوتی ۴×۱ مبتنی بر کریستال های فونونی با شبکه های مربعی و مثلثی

کریستال های فونونی با توزیع های دوره ای از مواد کامپوزیتی تعبیه شده در ماتریسی با تباین بالا در خواص مکانیکی، ساخته می­شوند. در این ساختارها، تداخل مخرب امواج پراکنده منجر به ظهور برجسته ترین مشخصه کریستال های فونونی یعنی شکاف باند فونونی می شود. با استفاده از این مشخصه ی کریستال های فونونی و ایجاد نقص در ساختار متناوبشان، می توان از آن­ها در کاربردهای گوناگونی مانند طراحی و ساخت فیلترها، لنزها، موج برها، دی مالتی پلکسرها، حسگرها و ... بهره برد. در این پژوهش طراحی و  شبیه­سازی دو دی مالتی پلکسر آکوستیکی مبتنی بر کریستال های فونونی دو بعدی، تشکیل شده از استوانه های آب در بستر جیوه، با شبکه­ مربعی و نیز مثلثی ارائه شده است. برای شبیه سازی­ها از روش های بسط موج صفحه ای و نیز روش المان محدود در نرم افزار کامسول بهره گرفته شده است. فرکانس های تشدید دی مالتی پلکسر با شبکه ی مربعی پیشنهادی عبارت اند از چهار فرکانس ۰۹/۶۶، ۲۳/۶۸، ۲۷/۷۰، ۴۹/۷۲ کیلوهرتز. در این ساختار میانگین ضریب کیفیت، میزان کمینه هم شنوایی ۴۲- دسی بل و ابعاد ساختار ۲۱۸× ۱۱۸ میلی مترمربع است. فرکانس های تشدید دی مالتی پلکسر با شبکه ی مثلثی پیشنهادی عبارت اند از چهار فرکانس ۶۹/۷۵، ۹۸/۷۴، ۲۶/۷۴، ۵۷/۷۳ کیلوهرتز. در این ساختار میانگین ضریب کیفیت ۶۳۲۶، میزان کمینه هم شنوایی ۳۴- دسی بل و ابعاد ساختار ۱۰۳× ۲۹۷ میلی متر مربع است. این ساختارها از حیث ابعاد، سهولت طراحی و ساخت، قابلیت توسعه و نیز پارامترهای عملکردی نسبت به همتایان خود برتری دارند.

کلیدواژه ها:

Acoustic demultiplexer ، phononic crystal ، square and triangular lattices ، crosstalk ، quality factor ، دی مالتی پلکسر صوتی ، کریستال فونونی ، شبکه های مربعی و مثلثی ، هم شنوایی ، ضریب کیفیت