By way of two examples it is demonstrated that basic field theory concepts may be successfully applied to model anisotropic microacoustic phenomena which occur in the design of surface acoustic wave (SAW) devices. A new 3D finite element method (FEM) scheme incorporating multigrid (MG) algorithms is presented which allows for the first time a complete and accurate simulation of the propagation of surface acoustic waves in 3D. On the other hand, the feasibility of a new scalar 2D wave theory method called profile propagation method (PPM) is demonstrated and experimentally verified which enables a very efficient simulation of SAW phenomena. Both methods compromise accuracy for efficiency on a specific level of abstraction. Therefore, both techniques are indispensable for the design of complete SAW devices which usually is done employing network-theory methods.
ÜbersichtAnhand zweier Beispiele wird die erfolgreiche Anwendung neuer numerischer Verfahren zur Modellierung mikroakustischer Phänomene demonstriert, welche beim Design von Oberflächenwellenbauelementen (OFW-Bauelementen) auftreten. Mittels einer 3D-Rnite-Elemente-Methode (FEM), in die ein schneller, iterativer Multigrid-Löser (MG-Loser) integriert wurde, war es erstmals möglich, die Ausbreitung von Oberflächenwellen unter Berücksichtigung aller Randeffekte zu berechnen. Des weiteren wird auf der Basis der Wellentheorie eine effiziente, zweidimensionale OFW-Designmethode namens Profile-Propagation-Method (PPM) vorgestellt. Diese ermöglicht ebenfalls eine effiziente Berechnung der Effekte, welche bei der Ausbreitung von Oberflächenwellen wesentlich sind. Beide Methoden legen den notwendigen Kompromiß zwischen Schärfe der Beschreibung einerseits und Recheneffizienz andererseits auf einer spezifischen, dem jeweiligen Problem angepaßten Stufe fest. Beide Methoden sind für den Entwurf kompletter OFW-Bauelemente unverzichtbar.Für die Dokumentation OFW-Bauteile / Modellierung / Finite-Elemente-Methode / Multigrid-Methode / Profile-Propagation-Methode
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