Vad är SAW-resonatorer?

Surface Acoustic Wave (SAW) resonatorer är kopplade med en mängd olika filter inom ytvågsfrekvenskontrollchipteknologi och används i ett brett spektrum av elektroniska enheter. Dessa SAW-filter måste uppfylla alla branschstandarder för användning i mobiltelefoner, globala positioneringssystem, digitala satellitmottagare och fjärrkontroller med nyckellösa, för att nämna några. SAW-resonatorer har använts i så olika applikationer som trådlösa försäljningsterminaler, trådlösa däcktrycksövervakningsanordningar och digitala mikrovågsradioapparater. De har använts som biomarkörer för att upptäcka sjukdomsmarkörer och kan till och med sniffa upp förekomsten av plastsprängämnen på distans.

En akustisk ytvåg är en mekanisk vågrörelse som rör sig längs ytan av ett fast material, och den har både en vertikal skjuvning och en longitudinell komponent som kan kopplas till alla media som är i kontakt med samma yta. Amplitud och hastighet föds in i vågen av denna koppling, vilket gör att SAW-resonatorer då kan känna av både mekaniska egenskaper och massegenskaper. Detta ger SAW-resonatorn kapacitet för höga frekvenser utöver de konventionella keramik- och kristallresonatorerna på marknaden.

På ett piezoelektriskt substrat såsom kvarts placeras metallelektroder omvandlare som mottagare som sedan kan ta emot en elektrisk signal och omvandla den till en akustisk våg, sedan ta den akustiska vågen och omvandla den tillbaka till en elektrisk signal. Denna återkopplingsslinga skapar en lång fördröjning eftersom akustiska vågor är långsamma, och dessa fördröjningar gör dem användbara i många enheter, såsom pulskompressionsradar och bandpassfilter för radioapparater. SAW-resonatorer används så flitigt att det tillverkas miljontals av dem i länder runt om i världen varje dag.

Nya utvecklingar har studerats för vidare användning av SAW-resonatorer som trådlösa temperaturmätningssensorer i tuffa och isolerade miljöförhållanden. De behöver inga batterier och kräver lite periodisk kalibrering och lite underhåll. Dessa resonatorer kan ta emot och sända trådlöst, så att de kan känna utan invasion av kraftfulla ställverk och smarta nättillämpningar av alla slag.

En annan möjlig väg för användning av SAW-resonatorer är utvecklingen av trådlösa matsonder för att ersätta de trådbundna matsonderna som finns i många kommersiella matugnar. Detta kan minska mängden salmonella, E. coli och clostridium patogener från att infektera människor genom dåligt tillagad mat. Utan de ledningar som krävs för dessa trådbundna sonder kan en SAW-resonator läsas och drivas av en förfrågningsantenn från inbyggd elektronik.

Den kanske mest intressanta upptäckten är att SAW-resonatorer möjligen kan lukta sjukdomsmarkörer för äggstockscancer och användas som ett tidigt testinstrument för en cancerform som är en tyst mördare och som inte hade något tidig varningstest tillgängligt från och med 2011. Det har redan konstaterats att SAW-resonatorer kan sniffa upp plastsprängämnen och trinitrotoluen (TNT). Dessa egenskaper kan göra dem oerhört användbara för robotik att användas av bombgrupper i okända och farliga situationer. De kan alltså användas i tjänsten att rädda liv på två mycket svårlösta fronter.