Фильтр на поверхностных акустических волнах Советский патент 1992 года по МПК H03H9/46 

Bxafft

-Ш

Вход г

-з. 2

VI 00 SJ

00 00

J

I- I I

g I f

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования и сжатия широкополосных сигналов (ШПС) в устройствах на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Известны фильтры на ПАВ, содержащие пьезоэлектрический звукопровод, встреч но-штыревые преобразователи (ВШП), расположенные на рабочей грани звукопровода.

Наиболее близким техническим решением является фильтр на ПАВ, предназначенный для формирования и сжатия ЛЧМ сигналов. Однако с помощью таких фильтров в одной полосе частот можно сформировать лишь два квазиортогональных ЛЧМ - сигнала одинаковой длительности Т, а именно ЛЧМ-сигналы с нарастающим и спадающим законами изменения частоты.

Фильтр на поверхностных акустических волнах содержит пьезоэлектрический звукопровод, два входных широкополосных эквидистантных ВШП, расположенных на рабочей грани звукопровода , и выходной неэквидистантный дисперсионный ВШП с линейно изменяющимся шагом между штырями, расположенный на рабочей грани звукопроводамеждувходнымипреобразователями в одном акустическом канале с ними.

Целью изобретения является увеличение информационной емкости сигналов путем наложения на линейную частотную модуляцию фазовой манипуляции пои одновременном обеспечении независимости информационной емкости сигналов от их разрешающей способности по задержке.

Это достигается тем, что фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, широкополосные эквидистантные входные встречно-штыревые преобразователи и выходные встречно-штыревые преобразовате- ли, содержит упомянутые выходные преобразователи, выполненные в виде неэквидистантного дисперсионного преобразователя,соответствующего линейно-частотно-модулированному сигналу и разделенного гальванически на секции равной длительности.

На фиг. 1 - конструктивная схема предлагаемого фильтра; на фиг. 2 - модули спектров комплексных огибающих ЛЧМФМ-сигналов, полученные вычислением на ЭВМ, код: 0110011110100011; на фиг. 3-тоже, что фиг. 2, код: 0011001011110110; на фиг. 4 и 5 - огибающие откликов R( г) на выходе согласованного фильтра (СФ), полученные путем моделирования на ЭВМ для сигналов, спектры которых приведены на

фиг. 2 и 3 соответственно, на фиг 6 и 7 - вычисление взаимно корреляционные функции (ВКФ) соответственно для двух ЛЧМФМ и ФМ-сигналов; на фиг 8 - сечения

главных лепестков тел неопределенности на уровне первого нуля для ЛЧМ, ФМ и ЛЧМФИ-спектров.

Фильтр на поверхностных акустических волнах содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, широкополосные эквидистантные входные встречно-штыревые преобразователи 2, выходной неэквидистантный дисперсионный встречно-штыревой преобразователь 3, соответствующий

ЛЧМ-сигналу и разделенный гальванически на N секций.

Фильтр работает следующим образом. При формировании ШПС на один из входных ВШП 2 подается от внешнего генератора короткий возбуждающий видео- или радиоимпульс, спектр которого значительно перекрывает полосу частот фильтра. Этим импульсом возбуждается поверхностная акустическая волна, в виде короткого

акустического импульса, который, проходя через все секции выходного ВШП 3, формирует ЛЧМ сигнал. В зависимости от соединения отводов секций выходного ВШП 3 на выходе фильтра формируется ЛЧМ сигнал,

манипулированный по фазе в соответствии с тем или иным двухфазным кодом (ЛЧМФМ-сигнал). В частности, на фиг. 1 соединение секций выходного ВШП 4 соответствует коду 11...01. Длительность

сформированного ЛЧМФМ-сигнала

Г0,

I

а ширина спектра W определяется в основ- ном девиацией ЛЧМ-сигнала Д Рлчм при

условии, что Д РЛчм - .

То

На фиг. 2 и 3 в качестве примера показаны модули спектра комплексных огибаю- щих ЛЧМФИ-сигналов, полученные вычислением на ЭВМ для следующих параметров;

Т 16мкс, , т0 1 мкс, Д МГц коды: 0110011110100011-фиг 4,

0011001011110110-ФИГ.5.

При работе на прием происходит согласованная фильтрация (сжатие) с помощью такого же фильтра, который использовался для формирования ЛЧМФМ-сигнала, с той лишь особенностью, что если при формировании возбуждающий импульс подавался на первый вход, то при приеме такой ЛЧМФМ- сигнал следует подавать на второй вход и

наоборот. Это следует из того известного свойства, что фильтр должен иметь импульсную характеристику зеркальную принимаемому сигналу,

Смещенность отклика на выходе СФ для ЛЧМФМ-сигнала при отклонении частоты от номинального значения можно легко скомпенсировать, используя пару сигналов (соответственно с нарастающим и спадающим законами изменения частоты) и вычисляя среднее арифметическое значение задержек двух откликов.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет при ограниченном количестве выходных ВШП, а значит, ограниченном количестве отводов и внешних коммутаторов осуществлять автоматическую перестройку фильтра по закону фМ. При этом длительность сигнала и ширина его спектра могут возрастить. Кроме того, инвариантность допустимой нестабильности частоты к длительности сигнала позволяет путем выбора девиации частоты и количества ФМ-элементов обеспечить работоспособность системы, в которой приме- няются предлагаемые фильтры при больших допплеровских частотах.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, два входных широкополос5 ных эквидистантных встречно-штыревых преобразователя (ВШП). расположенных на рабочей грани звукопровода, и выходной неэквидистантный дисперсионный ВШП с линейно изменяющимся шагом

0 между штырями, расположенный на рабочей грани звукопровода между входными преобразователями в одном акустическим канале с ними, отличающийся тем, что, с целью увеличения

5 информационной емкости сигналов путем наложения на линейную частотную модуляцию фазовой манипуляции при одновременном обеспечении независимости информационной емкости сигна0 лов от их разрешающей способности по задержке, в нем выходной преобразователь выполнен в виде гальвайически разделенных N секций равной длительности г , имеющих в совокупности 2N отводов при

5 условии А . где РЛчм - полоса

пропускания выходного преобразователя.

. Ф«г,2

f

лМллХу

7N/W4

ИЈ н- ге

jw f ,

КУП

ЛО

tCEZSil

« ч

t

-i

«

о

rx 13

ft

a:

о a . о

E ::

о

tl - о о

г 2

g SS т

4

M

CO

vo

c. 9CP

: e

ч2

1

оis

-A

Э

t

J3 Oa

JO r- «1

Й

ГЧ I

o

L« 3

a

frCCZBAl

-лГ

лчм

Фаг.8