МНОГОКАНАЛЬНАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ НА ПАВ И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА Российский патент 2016 года по МПК G01S13/00 

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники, предназначенным для формирования кодированного информационного сигнала в системах радиочастотной идентификации объектов.

Известны устройства формирования кодирования информационного сигнала, функционирующие на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [1, 2]. Конструктивно устройства содержат подложку из пьезоматериала, на поверхности которой выполнены входной преобразователь и отражательные элементы в виде встречно-штыревых преобразователей (ВШП), расставленных в звуковых каналах. Кодирование информационного сигнала выполняют размещением отражательных элементов на определенном расстоянии от входного преобразователя, определяющего временные задержки между импульсами.

Недостатком таких конструкций является сложность в формировании различных кодов, требующих перерасчета мест установки отражательных элементов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является многоканальная отражательная линия задержки (ОЛЗ) на ПАВ [3], в которой входной преобразователь состоит из n отдельных идентичных ВШП, соединенных параллельно. Каждый ВШП образует самостоятельный акустический канал, в котором установлены отражательные элементы. Входной преобразователь расположен вдоль осевой линии, имеющей угол наклона α к линии расположения отражательных элементов, который задает величину временного интервала между импульсами информационного сигнала.

Способ кодирования информационного сигнала, вырабатываемого представленной конструкцией многоканальной ОЛЗ [3], заключается в том, что предварительно рассчитывают угол наклона оси входного преобразователя к линии расположения отражательных элементов, исходя из требований временных задержек между импульсами. Затем устанавливают входной преобразователь с наклоном к линии расположения отражательных элементов под углом, соответствующим расчетной величине. Перекодирование информационного сигнала выполняют путем изменения угла наклона общей оси входного преобразователя относительно расположения отражателей.

Данная конструкция ОЛЗ и способ кодирования информационного сигнала позволяют повысить технологичность ее изготовления и получить кодированный информационный сигнал с равномерно распределенными импульсами во времени, однако она не позволяет осуществить переход с импульсного кодирования информационного сигнала на другой, более сложный, например, импульсно-временной, что сужает ее функциональные возможности.

Техническим результатом изобретения является повышение степени защищенности информационного сигнала от несанкционированного прочтения и повышение технологичности процесса его кодирования.

Технический результат достигается тем, что в многоканальной ОЛЗ, включающей расположенный на пьезоэлектрической подложке входной преобразователь, состоящий из n ВШП, и отражательные элементы, установленные в одну линию по обеим сторонам входного преобразователя, входной преобразователь выполнен из N модулей, состоящих из n₁…n_i ВШП, количество которых в модуле соответствует числу импульсов с заданными временными характеристиками в информационном сигнале и установленных таким образом, что осевая линия каждого модуля имеет свой угол наклона α к линии расположения отражательных элементов.

Технический результат достигается тем, что в способе кодирования информационного сигнала, формируемого многоканальной ОЛЗ, в которой входной преобразователь, состоящий из ВШП, устанавливают под углом к линии расположения отражательных элементов в соответствии с его расчетом, исходя из временных задержек между импульсами информационного сигнала.

ВШП входного преобразователя группируют в N модулей, при этом каждый модуль изготавливают с количеством ВШП, соответствующим числу импульсов, имеющих заданные временные задержки и осевые линии которых устанавливают под углом α₁…α_n к линии отражательных элементов, причем α₁≠α₂≠…≠α_n, а перекодирование информационного сигнала выполняют переменой места положения модулей относительно друг друга с сохранением угла наклона осей модулей.

На фиг. 1 изображен эскиз топологии ОЛЗ, в которой входной преобразователь сформирован из ВШП, сгруппированных в модули А, В, С, оси которых установлены с различными углами наклона к линии расположения отражательных элементов, Δl - горизонтальное расстояние между входными ВШП в соседних акустических каналах, h - расстояние между акустическими каналами.

На фиг. 1 обозначены: 1 - подложка из пьезоэлектрического материала; 2 - отражательные элементы; 3 - входной преобразователь; 4 - ВШП входного преобразователя, образующие акустические каналы; А, В, С - модули входного преобразователя 3; α₁…α_n - углы наклона осей модулей А, В, С к линии расположения отражательных элементов.

На фиг. 2 представлен информационный сигнал, формируемый предлагаемой ОЛЗ.

На фиг. 3 дана топология с измененным расположением модулей А, В, С.

На фиг. 4 представлен перекодированный информационный сигнал.

Конструктивно многоканальная ОЛЗ, представленная на фиг. 1, выполнена следующим образом. На подложке 1 расположены отражательные элементы 2 и входной преобразователь 3, состоящий из аналогичных ВШП 4, объединенных в модули (обозначены А, В, С), в которых количество ВШП 4 соответствует числу импульсов с заданными временными характеристиками в информационном сигнале.

Отражательные элементы 2 установлены в акустических каналах с двух сторон от входного преобразователя. Модули А, В, С расположены на осевых линиях, имеющих наклоны под углами α₁…α_n к линии расположения отражательных элементов. Величины углов наклона α рассчитываются, исходя из обеспечения требуемого временного интервала Δt между импульсами в каждом модуле информационного сигнала. Расчет для угла наклона каждого модуля выполняется согласно методике, представленной в прототипе [3]:

где Δl - горизонтальное расстояние между входными ВШП в соседних акустических каналах, h - расстояние между акустическими каналами.

ВШП, формирующие входной преобразователь в модулях А, В, С, соединены последовательно, а модули между собой подключены параллельно.

Способ кодирования информационного сигнала заключается в том, что ВШП 4 группируют в N модулей. При этом каждый модуль изготавливают с количеством ВШП, соответствующим числу импульсов, имеющих заданные временные задержки. Затем их устанавливают под углами α₁…α_n к линии отражательных элементов, причем α₁≠α₂≠…≠α_n.

Перекодирование информационного сигнала выполняют переменой места положения модулей относительно друг друга с сохранением угла наклона осей модулей.

Изобретение реализуется следующим образом. На входной преобразователь 3 подается короткий радиоимпульс, под действием которого ВШП 4 формируют акустическую волну, распространяющуюся по акустическим каналам. Достигнув отражателей 2, акустическая волна переотражается и достигает входных ВШП 4, которые преобразуют ПАВ в радиоимпульс и формируют кодированный информационный сигнал. Каждый модуль А, В, С, N с установленными ВШП 4, формирует свой блок импульсов в информационном сигнале. Поскольку оси модулей А, В, С, N имеют различные углы наклона α к линии отражательных элементов, то вырабатываемые ими импульсы имеют различные временные задержки. Так модуль А, имеющий меньший угол наклона, формирует импульсы с меньшими временными интервалами, чем модули В, С с большими углами наклона. На фиг. 2 представлен информационный сигнал, формируемый ОЛЗ с топологией, представленной на фиг. 1.

Перекодирование информационного сигнала представленной конструкции ОЛЗ выполняют перестановкой модулей без изменения угла наклона их осей к линии расположения отражательных элементов. Измененная топология ОЛЗ и соответствующий ей информационный сигнал представлены на фиг. 3 и 4 соответственно. Из сравнения информационных сигналов, представленных на фиг. 2 и 4 видно, что при выполнении перестановки модулей между собой изменяются временные задержки отраженных импульсов и полностью меняется информационный сигнал.

ВШП 4 входного преобразователя 3 в модулях А, В, С соединены между собой последовательно, а модули А, В, С подключены между собой параллельно, что позволяет снизить общую статическую емкость всего входного преобразователя и упрощает схему согласования входного волнового сопротивления ОЛЗ с антенно-фидерным трактом, подключаемым к ОЛЗ.

Таким образом предложенная конструкция входного преобразователя с переменным углом наклона осевой линии расположения модулей А, В, С, …, N позволяет формировать сложный информационный сигнал, характеризующийся неравномерным расположением импульсов во времени, что затрудняет его несанкционированную расшифровку.

Способ перекодирования информационного сигнала путем перестановки модулей во входном преобразователе упрощает процесс формирования сигналов, имеющих различные коды.

Внедрение предлагаемой многоканальной ОЛЗ позволяет формировать сложные информационные сигналы, имеющие различные задержки между импульсами, упростить согласование входного преобразователя с антенно-фидерным трактом за счет последовательного соединения ВШП в модулях и параллельного подключения последних. При этом проектирование топологии ОЛЗ с различными кодами и ее изготовление имеют лучшую технологичность, чем существующие. Таким образом, поставленная задача выполнена.

Список цитированной литературы

1. Патент RU 2158936 С2, 10.11.2000.

2. Патент RU 2486665 С1, 27.06.2013.

3. Решение о выдаче патента на изобретение, заявка №2012145915/08(073734), дата подачи заявки 26.10.2012.

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники. Техническим результатом является повышение степени защищенности информационного сигнала от несанкционированного прочтения и повышение технологичности процесса его кодирования. Для этого в многоканальной оптической линии задержки (ОЛЗ), включающей расположенный на пьезоэлектрической подложке входной преобразователь, состоящий из n встречно-штыревых преобразователей (ВШП), и отражательные элементы, установленные в одну линию по обеим сторонам входного преобразователя, входной преобразователь выполнен из N модулей, состоящих из n₁…n_i ВШП, количество которых в модуле соответствует числу импульсов с заданными временными характеристиками в информационном сигнале и установленных таким образом, что осевая линия каждого модуля имеет свой угол наклона α к линии расположения отражательных элементов. В способе кодирования информационного сигнала, формируемого многоканальной ОЛЗ ВШП входного преобразователя группируют в N модулей, при этом каждый модуль изготавливают с количеством ВШП, соответствующим числу импульсов, имеющих заданные временные задержки и осевые линии которых устанавливают под углом α₁…α_n к линии отражательных элементов, причем α₁≠α₂≠…≠α_n, а перекодирование информационного сигнала выполняют переменой места положения модулей относительно друг друга с сохранением угла наклона осей модулей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Многоканальная отражательная линия задержки (ОЛЗ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), включающая расположенный на пьезоэлектрической подложке входной преобразователь, состоящий из n встречно-штыревых преобразователей (ВШП), и отражательные элементы, установленные в одну линию по обеим сторонам входного преобразователя, отличающаяся тем, что входной преобразователь выполнен из N модулей, состоящих из из n₁…n₁ ВШП, количество которых в модуле соответствует числу импульсов с заданными временными характеристиками в информационном сигнале и установленных таким образом, что осевая линия каждого модуля имеет свой угол наклона α к линии расположения отражательных элементов, при этом модули выполнены с возможностью их перестановки относительно друг друга с сохранением угла наклона их осевых линий.

2. Способ кодирования информационного сигнала, формируемого многоканальной ОЛЗ, в которой входной преобразователь, состоящий из ВШП, устанавливают под углом к линии расположения отражательных элементов в соответствии с его расчетом, исходя из временных задержек между импульсами информационного сигнала, отличающийся тем, что ВШП входного преобразователя группируют в N модулей, при этом каждый модуль входного преобразователя изготавливают с количеством ВШП, соответствующим числу импульсов, имеющих заданные временные задержки и осевые линии которых устанавливают под углом α₁…α_n к линии отражательных элементов, причем α₁≠α₂≠…≠α_n, а перекодирование информационного сигнала выполняют переменой места положения модулей относительно друг друга с сохранением угла наклона их осевых линий.