Дисперсионная линия задержки на поверхностных акустических волнах Советский патент 1993 года по МПК H03H9/42 

Изобретение относится к акустоэлект- ронике и может быть использовано для обработки сигналов, например для генерации ЛЧМ сигналов или их сжатия.

Цель изобретения - формирование ам- плитудно-частотной характеристики за счет подавления уровня сигнала на заданных частотах.

Изобретение основано на следующем. Система металлизированных полосок, раз- мещенных на поверхности звукопровода, отражает падающую на нее акустич ескую волну, причем, в основном, частота отраженной ПАВ определяется пространственным шагом полосок, а интенсивность отражения - их количеством. Следовательно, варьируя этими двумя параметрами, можно реализовать резонансное отражение ПАВ на заданных частотах как в полосе пропускания ДЛЗ так и вне ее, тем самым ослабляя уровень сигнала на этих частотах, поступающий на дисперсионную отражательную решетку, т.е. эффективно формировать заданную АЧХ.

На чертеже приведен вариант конструктивного выполнения предлагаемой ДЛЗ на ПАВ.

Дисперсионная линия задержки на ПАВ содержит звукопровод 1, на рабочей поверхности которого в двух параллельных акустических каналах 2 и 3 размещены входной 4 и выходной 5 преобразователи ПАВ и две дисперсионные решетки 6 и 7 отражательных элементов, в частности канавок, расположенных перпендикулярно к направлению распространения ПАВ. Закон изменения ширины отражательных элементов и. соответственно, зазора между ними, в решетках 6 и 7 может, в частности, соответствовать сигналу с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ-сигналу). На чертеже показана конст- рукция ДЛЗ на ПАВ для формирования так называемого сигнала ЛЧМ-вниз, при котором пространственный шаг отражательных элементов решеток 6 и 7, увеличиваясь по направлению от преобразователей 4 и 5, изменяется от 1Мин О мин + сГ мин va/2fB до

1макс сГмакс + 0 макс Va/2fH; fв И fн - СООТВСТственно. верхняя и нижняя частоты полосы пропускания ДЛЗ. Между преобразователями 4 и 5 и решетками отражательных эле- ментов 6 и 7 расположен перекрывающий оба акустических канала 2 и 3 многополо- сковый ответвитель 8, NI полосок которого выполнены с пространственным шагом I 0,5va/2f0. Часть полосок МПО имеет про- странственный шаг отличный от 1 и равный h va/2fi, где fi - заданные частоты подавления, а I - число частот подавления сигнала. На чертеже приведен вариант конструктивного выполнения ДЛЗ, при котором NZ полосок 9

ответвителя выполнены с пространственным шагом h Макс и Ыз полосок - с пространственным шагом li I Мин.

Для уменьшения влияния на параметры ДЛЗ ложных сигналов, отраженных от краев звукопровода 1, на часть звукопровода 1 нанесен поглотитель 11.

В режиме формирования сигнала предложенная ДЛЗ работает следующим образом. На входной преобразователь А подается короткий импульс, спектр которого содержит, в частности, все частоты в полосе В. Акустическая волна А, излученная входным преобразователем 4, распространяясь по рабочей поверхности звукопровода 1, достигает ответвителя 8 и разделяется им на две части AI и Аа, распространяющиеся затем в первом 2 и втором 3 акустических каналах, соответственно. После отражения от дисперсионных решеток 6 и 7 волны поступают на МПО 8, и, синфазно складываясь во втором акустическом канале 3, принимаются выходным преобразователем 5.

При этом решаются три задачи: 1) формирование АЧХ в соответствии с требуемой функцией аподизации; 2) коррекция АЧХ и 3) увеличение уровня подавления сигнала за полосой пропускания.

Для реализации уровня„боковых лепестков сжатого сигнала более 30 дБ необходимо применение весовых функций, например, Дольф-Чебышева, Тейлора и др. В предлагаемой конструкции ДЛЗ в соответствии с чертежом эта задача решается за счет выполнения полосок 9 с пространственным шагом li 1макс и полосок 10 - с пространственным шагом h Мин. При этом образуются две системы отражательных элементов с резонансными частотами fa и fB (являющимися в данном случае заданными частотами подавления), соответственно, и на краях АЧХ ДЛЗ реализуется заданное подавление сигнала, уровень и форма которого определяются количеством полосок NI и N2. Для реализации весовой функции типа Хем- минга (взвешивание со ступенькой) необходимы также две частоты подавления fi вне полосы пропускания ДЛЗ, одна из которых должна быть выше feL,a другая - ниже fH, Конкретные значения fi во всех этих случая определяются параметрами ДЛЗ и прежде всего ее полосой пропускания.

Необходимость коррекции АЧХ ДЛЗ определяется, как правило, после экспериментальных замеров ее характеристики и определения соответствия параметров заданным. При наличии в амплитудно-частот - ной характеристике всплесков на частотах fi часть полосок ответвителя объединяется в

i групп, шаг следования полосок в каждой из которых выбирается равным li. Варьируя количеством полосок в каждой из групп, можно достигнуть заданного уровня подавления сигнала на заданных частотах fi.

Повысить уровни подавления на основе предлагаемой конструкции можно, выполнив часть полосок ответвителя с пространственным шагом li, соответствующим заданным частотам подавления, Технически это выполняется наиболее просто по сравнению с предыдущими случаями, так как здесь АЧХ отражения, как правило должна быть достаточно широкополосной, а дополнительные уровни подавления сравнительно невелики.

Полоски, пространственный шаг которых отличен от I, могут быть расположены по длине многополосковой структуры достаточно произвольно, так как их роль заключается лишь в резонансном отражении сигналов на заданных частотах. Возможное влияние трехпролетного сигнала в данном случае несущественно, так как с одной стороны количество электродов входного преобразователя в ДЛЗ, как правило, невелико и, во-вторых, сигналы на частотах fi, вторично переизлученные входным преобразователем, вновь подвергнутся воздействию

полосок с резонансным отражением на этих частотах.

Таким образом предложенная конструкция ДЛЗ на ПАВ позволяет реализовывать

разнообразные формы амплитудно-частотных характеристик, не прибегая к сложным технологическим процессам.

Формула изобретения Дисперсионная линия задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащая пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей поверхности которого в двух па- реальных акустических каналах размещены входной и выходной преобразователи ПАВ,

две дисперсионные решетки отражательных элементов, расположенных перпендикуляр- но к направлению распространения ПАВ, а также многополосковый направленный от- ветвитель, расположенный между преобразователями и решетками отражательных элементов и перекрывающий оба акустических канала, отличающаяся тем, что, с целью формирования амплитудно-частотной характеристики за счет подавления уровня сигнала на заданных частотах, по крайней мере, часть полосок ответвителя располагается с пространственным периодом li va/2fj, где va - скорость ПАВ; fi - задание частоты подавления.

Изобретение относится к акустоэлект- ронике и может использоваться в схемах генерации и сжатия ЛЧМ сигналов. Цель изобретения - формирование амплитудно- частотной характеристики за счет подавления уровня сигнала на заданных частотах. На рабочей поверхности звукопровода 1 в двух параллельных каналах 2, 3 размещены входной 4 и выходной 5 преобразователи ПАВ, две дисперсионные решетки 6, 7 отражательных элементов, ориентированных перпендикулярно направлению распространения ПАВ, и многополосковый направленный от- ветвитель 8, расположенный между преобразователями и решетками отражательных элементов. Приведено соотношение триода полосок направленного ответвителя 8 и заданных частот подавления. 1 ил.