Мультифизическое моделирование чувствительных элементов микрогироскопов на поверхностных акустических волнах

Цель: разработка нового мультифизического метода моделирования микрогироскопов на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Проанализирован существующий рынок микрогироскопов, выделены основные направления развития отрасли. В частности, отмечена необходимость построения твердотельных микрогироскопов (ТМГ). Рассмотрено теоретическое описание эффекта Кориолиса на ПАВ как для случая бегущей, так и стоячей волны. Проведена оценка влияния ускорения Кориолиса на траекторию движения частицы звукопровода. Предложен ряд мер по увеличению чувствительности ТМГ на ПАВ различных типов. Рассмотрены существующие методы моделирования устройств на ПАВ, отмечены их достоинства и недостатки. На основе метода конечных элементов построены модели линий задержки и резонатора на ПАВ, выполнено их компьютерное мультифизическое моделирование с помощью программного пакета OOFELIE::Multiphysics. В результате получены амплитудно-частотные характеристики линии задержки на ПАВ при действии различных угловых скоростей, оценена траектория движения частиц звукопровода, построены диаграммы протекания переходных процессов. Отдельно рассмотрен вопрос снижения времени готовности ТМГ на ПАВ. Для этого были изготовлены и исследованы экспериментальные макеты ТМГ на основе линии задержки на ПАВ. Проведена оценка пространственно-временного распределения температур элементов их электрических схем. По итогам сформулированы рекомендации по снижению времени готовности. В частности, предложен метод связанных контуров, который в перспективе позволит добиться предельно достижимых значений данного параметра.