Filtri sa površinskim akustičkim talasom za hemijske gasne senzore ; Surface acoustic wave filters for chemical vapor sensors

Ova disertacija razmatra važne probleme u analizi i modelovanju senzora na bazi elemenata sa površinskim akustičkim talasima (PAT) kao i projektovanje i realizaciju PAT filtara koji su osnova za izradu senzora. Kod ovih elemenata je zastupljena specifična vrsta procesiranja signala, procesiranje u realnom vremenu: konverzijom električnih signala visokih učestanosti u mehanički talas, njegovu modulaciju merenom neelektričnom veličinom i ponovnu konverziju u električni signal. Predloženi su nov model i metod analize transverzalnih PAT hemijskih senzora, zasnovan na metodi ekvivalentnih električnih kola, koji se može lako primeniti na bilo koju podlogu, polimer i gas. Prezentirana je takođe primena predloženog modela za određivanje brzine površinskih akustičkih talasa u višeslojnoj podlozi što je neophodno za određivanje koncentracije gasa kao i primena razvijenog metoda za analizu hemijskih PAT senzora na višeslojnim podlogama. Predložen je algoritam za projektovanje PAT filtara sa uniformnim pretvaračima sa konstantnim grupnim kašnjenjem i realizovan prototip filtra koji je baza za izradu hemijskog senzora. U prvom delu se izlažu osnovi teorije površinskih akustičkih talasa. Sažeto se predstavljaju svojstva površinskih akustičkih talasa i odgovarajuća analiza, odnosno fizički i matematički modeli. Objašnjava se funkcionisanje PAT elemenata utemeljeno na prostiranju elastičnih mehaničkih talasa visokih učestanosti duž površine monokristalne piezoelektrične podloge (supstrata). Zatim se izlaže princip rada elemenata sa površinskim akustičkim talasima, a potom načini analize i modelovanja interdigitalnih pretvarača kao i celog PAT elementa. Princip rada, modelovanje i implementacija transverzalnih senzora koji su zasnovani na elementima sa površinskim akustičkim talasom se prvo obrazlažu u drugom delu. Sažeto se prikazuje originalni metod u modelovanju PAT biosenzora koji omogućuje određivanje funkcije prenosa i ulazne admitanse PAT elementa sa uniformnim pretvaračima u konačnoj formi za opšti slučaj opterećenja. ...