طراحی تشدیدکننده های قابل تنظیم شانه ای MEMS در محدوده فرکانس صوت حیوانات دریایی به منظور استفاده در سونارهای فعال

طی دو دهه گذشته، تشدیدکننده های MEMS توجه بسیاری را برای کاربردهای حسگرهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به خود جلب کرده اند و در پردازش سیگنال، جایروسکوپ و نوسان سازها کاربرد فراوانی داشته اند. از مزایای تشدیدکننده های MEMS می توان به مصرف توان بسیار کم، تغییرات ناچیز خروجی در شرایط محیطی و دمایی مختلف، عدم حساسیت به نویز الکتریکی، اشغال فضای کمتر و عدم نیاز به سوئیچ اشاره نمود. در این مقاله یک ساختار تشدیدکننده شانه ای الکترواستاتیکی در محدوده فرکانس صوت حیوانات دریایی (۱۵ کیلوهرتز – ۱۴۵ کیلوهرتز) باقابلیت تشدید در چند فرکانس به منظور استفاده در سونارهای فعال طراحی و تحلیل شده است. با بررسی های به عمل آمده در خصوص پیشینه تحقیق، از چالش های طراحی ساختار تشدیدکننده های شانه ای الکترواستاتیکی، افزایش درصد تنظیم فرکانس، افزایش محدوده تنظیم فرکانس و کاهش فرکانس تشدید اولیه و ولتاژ اعمالی به ساختار تشدیدکننده است؛ به همین منظور در اینجا از سه تکنیک افزایش تعداد بیم ها برای کاهش ولتاژ اعمالی، انگشت هایی با طول متفاوت غیریکنواخت جهت افزایش درصد تنظیم فرکانس و از شانه هایی با طول ثابت ولی با اضافه شدن قسمت مثلثی شکل برای تغییر فرکانس تشدیدکننده استفاده شده است. در این مقاله، فرکانس تشدیدکننده تشدیدکننده ی شانه ای بدون اعمال ولتاژ، ۱۴۹ کیلوهرتز هست که با افزایش ولتاژ از ۰ ولت تا ۱۰۱ ولت این فرکانس تا ۱۵ کیلوهرتز کاهش پیدا می کند که درصد تغییر فرکانس تشدیدکننده برابر با ۹۰% است؛ که این مقدار نسبت به کارهای پیشین، بهبودیافته و همچنین باعث افزایش محدوده تنظیم فرکانس شده است.

کلیدواژه ها:

تشدیدکننده شانه ای ، MEMS ، فرکانس تشدید ، فرکانس تنظیم ، ساختارهای شانه ای