تنظیم فرکانسهای مطلوب تلفن همراه با فیلتر میکرومکانیکی ساخت دانشمندان ایرانی
یک گوشی هوشمند باید استانداردهای بی‌سیم زیادی را مدیریت کند اما فیلتر مناسبی برای جداسازی این استانداردها از هم وجود ندارد. اکنون دانشمندان ایرانی موسسه نانوفناوری مسا توانسته‌اند فیلتر جدیدی را بر پایه میکرومکانیک تولید کنند.
فیلترهای با قابلیت تنظیم دقیق به شکل باند فرکانسی مطلوب بطور فزآینده‌ای اهمیت پیدا کرده‌اند. در غیر این صورت، سیگنال قویتر در اطراف، سیگنال دلخواه را غیرمحسوس می‌کند. همچنین تعداد فرکانسهای موجود محدود است، از این رو فیلترها پرکارتر نیز می‌شوند. استفاده هوشمند از امواج هوا با بهره‌برداری از همه چیزهای موجود نیز اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
فیلترهای معرفی شده توسط هادی یعقوبی‌زاده، میلاد درویشی و همکارانشان بر اساس تشدیدکننده‌های میکرومکانیکی بوده و می‌توان آنها را به دقت بر روی فرکانسهای مطلوب تنظیم کرد.
یکی از دلایل انتخاب یک راه‌حل مکانیکی این است که فیلترهای رایج از یک القاگر و خازن یا «مدار ال‌سی» تشکیل شده‌اند. بویژه دستیابی به یک القاگر با کیفیت خوب بر روی تراشه مشکل است. در نتیجه باید مدارهای جداگانه ال‌سی را برای هر باند فرکانس بر روی تراشه ایجاد کرد که فضای زیادی را اشغال خواهند کرد.
در حال حاضر دانشمندان سراسر جهان به دنبال راه‌حلهای جدید هستند. استاندارد کنونی یک فیلتر الکترومکانیکی موسوم به فیلتر موج آکوستیک سطحی بوده که آن نیز نیازمند فضای زیادی است.
راه‌حل دانشمندان موسسه نانوفناوری مسا+ از دو تشدیدکننده مکانیکی تشکیل شده است. آنها با استفاده از ماده فیزوالکتریک PZT روی یک فرکانس قابل تنظیم، ارتعاش ایجاد می‌کنند. این ماده بر فلز اعمال میشود. معمولا ماده فیزوالکتریک به شکل عمود بر فلز ارتعاش ایجاد کرده و ضخامت لایه به تعیین فرکانس می‌پردازد.
اگرچه فرکانس را می‌توان با به ارتعاش درآوردن آن در جهت همسو با فلز تغییر داد. دو تشدیدکننده مورد استفاده قرار می‌گیرد که به شکل مکانیکی یا الکتریکی به هم متصل نیستند. با تنظیم هوشمند سیگنالهای ورودی و خروجی از دو تشدیدکننده، عوارض جانبی «انگلی» خنثی خواهد شد.
این کار با کم کردن سیگنال خروجی انجام میشود در حالیکه سیگنالهای ورودی با آنها همسو هستند. نتیجه یک فیلتر انتخابی بوده که از یک بخش محدود باند عبور کرده و فرکانسهای بالا و پایین را تضعیف می‌کند.
این فیلتر را می‌توان بطور دقیق با فرکانسهای مرتعش دو تشدیدکننده تنظیم کرد. این فیلتر با فرکانس 400 مگاهرتز کار کرده که برای تلفن همراه هنوز بسیار کم است اما نسخه‌های جدید آن توانسته‌اند به فرکانسهای بالاتر دست یافته و به گفته محققان، فرکانسهای گیگاهرتز مورد نیاز برای تلفن‌های هوشمند قابل دستیابی هستند.
محققان همچنین انتظار دارند که بتوانند این تشدیدکننده‌ها را روی تراشه یا بطور مستقیم درون تراشه ادغام کنند. آنها بسیار کوچکتر از القاگرها هستند از این رو می‌توان 50 جفت تشدیدکننده را اعمال کرد که کاربرد منعطف فرکانسی را ممکن خواهد ساخت.
این پژوهش در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.