AOTF-NIR宽带功率超声换能器阻抗匹配网络的设计与优化

• 作者: 宋雁鹏 王志斌 王玉江 王芳 薛锐 薛鹏 陈媛媛
• 来源期刊: 电子学报
• 学科: 工学
• 关键词: 功率超声换能器 阻抗频率特性 宽带阻抗匹配网络 全局优化
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 1057-1063
• 页数: 7页
• 分类号: TN65
• 字数: 3067字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2017.05.005

摘要

随着近红外声光可调滤波器(Near Infrared Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF-NIR)光谱成像技术在深空探测的广泛应用,超声换能器作为AOTF-NIR核心部件,对其工作带宽、光谱衍射效率及功率效率提出了更高的要求.超声换能器在不同频率下具有不同的输入阻抗,当驱动信号源输出阻抗与换能器输入阻抗失配时将会产生能量损耗,导致无法把功率最大限度的传递给换能器,从而使AOTF-NIR光谱衍射效率降低,影响光谱灵敏度.该文通过射频电路先进设计系统(Advanced Design System,ADS)仿真及实验测试,运用滤波器网络理论,采用LC无耗储能元件设计了一种带通型宽带匹配网络.最终在60-120MHz带宽范围内阻抗匹配网络的回波损耗S11>-29.8dB,阻抗匹配网络功率效率达到90%以上.通过不断地微调优化匹配阻抗值及LC参数值,以此来提高光谱衍射效率,使光谱衍射效率最高达90%以上,提高了在620-1150nm波段内的光谱灵敏度及光谱成像清晰度.