Strahlcharakteristik eines elektrostatischen, membranlosen MEMS-Ultraschallwandlers für Umgebungserfassung

Abstract:
Die Strahlcharakteristik eines luftgekoppelten MEMS-Ultraschallwandlers wird hier präsentiert und mit BEM (Boundary Element Method)-Simulationen verglichen. Anstatt einer Membran, die aus der Ebene ausgelenkt wird, besteht dieser Ultraschallwandler aus mehreren mikromechanischen Biegebalken, die sich in der Ebene bewegen. Durch die ebene Bewegung wird das Volumen von den im Chip definierten akustischen Kammern aktiv verändert und durch die Luftverdrängung eine Schallwelle erzeugt. Bei der Betriebsfrequenz (40 kHz) konzentriert sich die Schallenergie in einer Hauptkeule, die ca. 50Grad breit ist. Die gemessene und die mittels BEM simulierten Richtcharakteristika stimmen gut überein.