Регулируемый фазовращатель на поверхностных акустических волнах Советский патент 1983 года по МПК H03H9/68 

Изобретение относится к радиотехнике, радиоэлектронике, автоматике и предназначено для использования в качестве регулируемого фазовращателя в различнь1х устройствах обра ботки сигналов: перестраиваемых фильтрах, управляемых генераторах, в системах с фазовой модуляцией и др. Известен регулируемый фазовращатель на ПАВ с ртравляемой длиной акустического пут который содержит пьезоэлектрический звукопровод, входной и выходаой встречно-штыревы преобразователи (ВШП) ПАВ, имеюише одинаковую апертуру, две отражательные решетки типа елочки, расположенные на звукопроводе таким образом, что волна, излученная входным ВШП, достигает выходного ВШП после двухкратного переотражения на отражательных решетках, фоторезистивное покрытие, например, из CdS, CdSe, расположенное на звуко проводе между отражательнь$ми решетками и .соответственно между преобразователями, а . также фотоиндударованный в указанном покрытии волновод ПАВ с ориентацией его оси вдоль направления распространения ПАВ и воз можностью его перемещения в направлении, перпендикулярном указанному направлению 1 Регулирующим элементом в конструкции фазовращателя служит фотоиндуцируемый волновЬд ПАВ, перемйцение которого относительно преобразователей обеспечивает изменение длины пути распространения акустической волны. Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, которая обусловлена тем, что в состав фазовращателя дополнительно входят две отражательные решетки, наличие которых необходимо Для двухкратного поворота акустического луча. Применение решеток не только в значительной мере усложняет конструкцию данного устройства, но и является основной причиной высокого вносимого затухания фазовращателя (потери на один поворот луча ПАВ решеткой составляют величину до 40 и более дБ), а также значительного увеличения уровня должных сигналов из-за переотражений ПАВ внутри решетки и дисперсии, вызванной металлизацией звукопровода. Наиболее близким к предлагаемому являетс регулируемый фазовращатель, содержащий пьез электрический звукопровод, на поверхности которого последовательно вдоль его продольно оси расположены входной ВШП, фоторезистивное покрытие и выходной ВШП 2. Недостатком известного устройства является его низкая чувствительность, вследствие неболь шой крутиз1гы регулировочной характеристики. Цель изобретения - повышение крутизны регулировочной характеристики. Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом фазовращателе на ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого последовательно вдоль его продольной оси расположены входной встречноштыревой преобразователь (ВШП), фоторезистив ное покрытие и выходной, встречно-штыревой преобразователь, при этом над фоторезистивньпл покрытием размещен источник света, -между резистивным: покрытием, параллельно его поверхности, и источником света установлен непрозрачный экран с возможностью перемещения терпендикулярно продольной оси звукопровода, при этом выходной встречно-штыревой преобразователь развернут относительно входного преобразователя на острый угол ci , величина которого определяется из следующего соотношения:4W - ctg ot -, где W - ширина непрозрачного зкрана; Т - пространственный период штырей во вхрдном встречно-штыревом преобразователе;а отношение ширины W непрозрачного экрана к апертуре входного преобразозвателя меньше единицы. На чертеже приведена конструкция предлагаемого фазовращателя. Фазовращатель содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, входной и выходной ВШП 2 и 3, фоторезистивное покрытие 4, источник 5 света, непрозрачный экран 6, проекцию 7 не-. прозрачного экрана на поверхности звукопровода 1 (фотоиндуцированный волновод), продольную ось 8 проекщ1и экрана. Регулируемый фазовращатель на ПАВ работа ет следующим образом. При приложении электрического сигнала к электродам входного ВШП, 2 им излучается поверхностная акустическая волна в направлении, совпадающем с осью 8. Освещенные участки фоторезисшвного покрытия 4, лежащие. за пределами волновода 7, являются акустически непрозрачными для ПАВ, поэтому выходного ВШП 3 достигает .только часть исходного луча, имеющая апертуру, ширине W волновода. Ширина волновода W, угол поворота с6 и период Т электродов ВШП 2 выбраны таким образом, что фазы ПАВ в противоположных точках отдельного электрода выходного ВШП3 на краях апертуры акустического луча шириной W отличаются на I) , поэтому относительная фаза выходного сигнала устройства будет определяться средним расстоянием между ВШП 2 и 3, измеренному по оси волновода, а амплитуда выходного сигнала ВШП при этом максимальна для данного значения фазы. Смещение волновода 7 в направлении перпендикулярном направлению распространения ПАВ сопровождается изменением среднего (по апертуре луча ПАВ) расстояния между ВШП 2 и 3 и, следовательно, изменением фазы выходного сигнала. Перпендикулярность оси фотонндуцировашюго волновода 7 электродам входного ВШП 2 необходима для распространения без искажения ПАВ по волноводу 7 с сохранением исходного волнового фронта. При любых отклоненияхоси волновода 7 от этого направления неиэбежно возникакшию внутри него .отражения ПАВ от его границ, а также диссипация части энергни волны, проходящей за эти границы, могут привести к полной потере работоспосо&{ости уС устройства. Поворот выходаого ВШП 3 на острь1й угол 0 относительно ВШП 2 определяет крутизну регулировочной характеристики, а также диапазон регулнрования фазы; оба параметра оказываются в обратной пропорциональной зависимости от величины oL . Соотнощение между WH об обеспечивает разницу в фазах ПАВ в противоположных граничных точках аперту} луча, лежащих на линии волнового фронта выходаого ВШП 3, равную половине периода ПАВ, т. е. на . При этом аЗиплитуда выход кого сигнала оказывается максимальной для данного значения фазы выходного сигнала. . Прт ширине волновода 7 меньше указанного значения уменьшается амплитуда Выходного сигнала устройства и увеличиваются дифракционные потери, приводящие к искажению фронта волны, и, как следствие, к увеличению фазовых искажений сигнала, наличие которых может привести к потере работоспособности устройства.. Увеличение ширины волновода с вышеуказанного значения также ведет к уменьшению амплитуды выходного сигнала, а при определенных соотношениях к полному его отсутстм1Ю. Период Р электродов выходного ВШП 3 может отличаться по величине от соответствующего размера Т электродов входного ВШП 2, поскольку при наклонном под углом 0 падении ПАВ на электроды выходного ВШП 3, оба ВШП оказываются рассогласованными, по частоте на величину, пропорциональную cosoC. В случае больших об это рассогласование может оказаться существенным и с целью его компенсации период Р может быть выбран в I/COS ОС раз большим периода Т. Следует отметить, что практически наиболее приемлимыми для данной конструкции оказываются небольщие (до 10-2сР) значения о , для которых поправка периода электродов выходного ВШП 3 весьма незначительна.. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает получение регулируемого фазово- . го сдвига выходного сигнала, а также упрощается согласование фазовращателя с устройством регулируемой засветки вследствие возможйости получения практически любого значения крутизны регулировочной характеристики путем выбора соответствующего значения углаоб.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ, содержащий пьезоэлектрический звукопро- вод, на поверхности которого, последовательно вдоль его продольной оси расположены, входной вст{)ечно-штыревой преобразователь, фоторе-i зистивное покрытие и выходной встрёчно-шты- , ревой преобразователь, при зтом над фоторезистивным покрытием размещен источник света, отличающийся, тем, что, с целью повыщения крутизны регулировочной характеристики, в нем между фоторезистнвным покрытием, параллельно его поверхности, и источником света установлен непрозрачный экран с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси звукопровода, при зтом выходной встречно-щтыревой преобразователь развернут относительно входного преобразователя на острый угол oi , вел11чина которого определяется из следующего соотношения: Ж ctgou Т где W - ширина непрозрачного экрана; Т - пространственный период штырей во входном встречно-штыревом пре(Л образователе, а отношение ширины W непрозрачного экрана к апертуре входного преобразователя меньше единицы.