Акустоэлектронный коррелятор с памятью Советский патент 1984 года по МПК H03H9/64 H03H9/30 

Изобретение относится к акустоэлектронике, в частности к устройствам функциональной обработки радиочастотных сигналов, и может быть использовано для адаптивного корреляционного анализа радиолокационных сигналов.

Известны акустоэлектронныс корреляторы с памятью, основанные на использовании эффекта фононного эха, содержащие резонансный контур, между обкладками конденсатора которого помещен порошок из пьезоэлектрического материала. Время памяти (хранения информации) таких акустоэлектронных корреляторов составляет величину не менее трех месяцев Li.

Недостатки этих устройств - узкий динамический диапазон и значительное энергопотребление.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является акустоэлектронный коррелятор с.памятью, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности в общем акустическом канале ц,вумя входными встречно-штыревыми преобразователями (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ и одним ВШП опорного сигнала, запоминающий элемент, расположенный над рабочей поверхностью звукопровода межд иходными БШП и ВШП опорного сигнала, выполненный в виде пластины полупроаодника и размещенный между двумя :плошными электродами, один из котоjbix расположен на нерабочей поверхности звукопровода и соединен с-Обще шиной, а другой соединен с выходной клеммой 21. ,Недостатком известного устройства является малая величина времени хранения информации (не более нескольких милисекунд), хотя оно и характеризуется большим динамическим диапазоном и малым энергопотреблением.

Целью изобретения является увеличение времени хранения информации без увеличения энергопотребления.

Поставленная цел% достигается тем что в акустоэлектронном корреляторе с памятью, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, с расположенным на его рабочей поверхности в общем акустическом канале двумя входными ВШП ПАВ и одним ВШП опорного сигнала запоминающий элемент, расположенньй со стороны рабочей поверхности звукопровода между входными ВШП и ВШП опорного сигнала и размещенный между двумя сплошными электродами, один из которых расположен на нерабочей поверхности звукопровода и соединен с общей шиной, а другой соединен с выходной клеммой устройства, запоминающий элемент выполнен в виде сло.я порошкообразного пьезоэлектрического материала, контактирующего с рабочей поверхностью звукопровода.

На чертеже изображен акустоэлектронный коррелятор с памятью.

Устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, расположенные

5 на его рабочей поверхности в общем акустическом канале первый входной ВШП 2, настроенный на частотуаз , второй входной ВШП 3, настроенный на частоту 2(i, и ВШП 4 опорного сигна0 -па, настроенный на частоту са5, а также слой порошкообразного пьезоэлектрического материала 4, размещенный между двумя сплошными электродами 5 и 6, один из которых (5) расположен на нерабочей поверхности звукопровода и соединен с общей шиной, а другой (6), расположенный поверх слоя порошкообразного пьезоэлектрического материала, соединен с выходной клеммой 7 устройства.

Акустоэлектронный коррелятор с памятью работает следующим образом.

При подаче на ВШП 2 и ВШП 4 радиоимпульсных сигналов 3(1) и W (t) с частотой заполнения («i по звукопроводу 1 навстречу друг другу распространяются две поверхностные акустические волны (ПАВ) вида S (urit-v:) и (oat+k.), соответственно, где k волновое число; Z - текущая координата в направлении распространения волн.

При взаимном перекрьпии эти две волны взаимодействуют между собой (вследствие нелинейности пьезоэлектрического материала звукопровода), перемножаясь друг с другом, что приводит к образованию квазистатического неоднородного в пространстве электрического поля с периодичностью 2 К. и напряженностью (). Это поле взаимодействует с векторами электрической поляризации частиц порошкообразного пьезоэлектрического материала 4 и переориентирует их, приводя к образованию рельефа векторов поляризации 0.(), повторяющего вид квазистатического поля. Этот рельеф,

определяемый ориентацией векторов поляризации частиц порошкообразного вещества, может сколь угодно долго храниться. В свою очередь, он создаёт на поверхности звукопровода распредение деформаций вследствие линейного пьезоэффекта. При подаче на второй входной ВШП 3 считывающего сигнала R Н) с частотой 2 СО/по звукопроводу распространяется ПАВ вида R(2(fi)t-2ic1:), которая, взаимодействуя с указанным распределением деформаций, приводит к образованию (за счет нелинейности пьезозлектрического материала звукопровода) механических напряжений или деформаций, а в силу линейного пьезоэффекта и электрического заряда вида (2u t-2v:)xQ(-2l{i) Этот заряд индуцирует на сплошных электродах 5 и 6 соответствующее электрическое напряжение, снимаемое с выходной клеммы 7. Поскольку сплошной электрод 6 производит непрерывное суммирование результатов описан.ного взаимодействия, выходной электрический сигнал имеет вид

1

C r6 2 t-0ci).Q(-2ki) -Vi. где L - длина электрода 6 (и 5) Производя замену , Т )1 и учитывая, что (i(-2kJ)M S(-k), где М - постоянный коэффициент, выS ходной сигнал можно провести к виду

сСт) /(()з(|)сП

-сзо

Выбирая считывающий сигнал Р (t.) вдвое короче записанного сигнала S (4-) , получим

C(T))S(i)drt

-оо

т.е. функцию корреляции входных сигналов ( (-fe) и S (t).

Предлагаемое выполнение акустоэлектронного коррелятора с памятью сочетает в себе достоинства устройств обработки сигналов на ПАВ (малое

энергопотребление, большой динамический диапазон).с преимуществом использования эффекта фононного эха для аналогового запоминания сигналов большим временем хранения информации, что позволяет существенно расширить функциональные возможности и область применения предлагаемого устройства в деле адаптивной обработки радиочас-. тотных сигналов.

АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕЛЯТОР С ПАМЯТЬЮ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на его рабочей поверхности в общем акустическом канале двумя входными встречно-штыревыми преобразователями поверхностных акустических волн и одним встречно-штьфевым преобразователем опорного сигнала, запоминающий элемент, расположеннь1й со стороны рабочей поверхности звукопро|Вода между входными преобразователями и преобразователем опорного сигнала и размещенный между двумя сплошными электродами, один из которых расположен на нерабочей поверхности звукрпровода и соединен с общей шиной, а другой соединен с выходной клеммой, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени хранения информации без увеличения энергопотребления, запоминающий элемент выполнен в виде слоя порошкообразного пьезоэлектрического матеСП риала, контактирующего с рабочей поверхностью звукопровода.