УСИЛИТЕЛЬ ГИПЕРЗВУКОВЫХ ВОЛН Советский патент 1972 года по МПК H03F21/00 H01P1/16 

Изобретение относится к области . радиоэлектроники и может быть использовано в качестве усилителя СВЧ сигналов для гиперзвуковых линий задержки.

Известны усилители гииерзвуковых волн, состоящие из генераторов сигнала и накачки, звукопровода и коаксиального резонатора. Однако такие усилители не обеспечивают достаточно эффективного усиления сигнала. Дисперсия фазовой скорости, необходимая для усиления сигнала, достигается специальными методами, требующими применения дорогостоящих магнитных систем; кроме того, требуются дополнительные преобразователи электромагнитной энергии в звуковую.

Целью изобретения является повыщение усиления и обеспечение возбуждения поперечной волны. Это достигается тем, что возбуждающий торец центрального стержня коаксиального резонатора выполнен в виде усеченкого конуса, а в качестве звукопровода использовап сегнетоэлектрический кристалл класса 3т (например, LiNbOs, ЫТаОз).

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого усилителя.

сы, приводяпше к поляризации электрического поля вдоль поверхности кристалла. Конфигурация наконечников резонаторов обеспечивает эффективность возбуждения волны поперечной поляризации.

Резонаторы 2 и 5 имеют петли связи для ввода электромагнитной мощности от генераторов 4 снгиа.ла и 5 накачки. Циркулятор 6 осу1цсств.1яет развязку генератора 4 и приемника 7.

Гнперзвуковые волны, возбужденные электричсскпл полел резонаторов 2 и 5 за счет внутреннего пьезоэффекта с поверхности кристалла, распространяются одновременно вдоль выделенного кристаллографического нанрав.чсния в среде с дисперсией фазовой скорости. Как известно, это приводит к некоторой передаче энергии от мощного сигнала накачки с частотой 2 к основному сигналу с частотой /1.

Эффект повышения параметрического усиления в кристаллах класса 3 т, например LiNbOs, LiTaO.-j, заключается в следующем. В сегнетоэлектрнческих кристаллах LiNbOs, LilaOs и др. замечена большая дисперсия диэлектрической проиицаемости в (со). В свою очередь дисперсия диэлектрической проницаемости 8 (со) определяет дисперсию фазовой скорости и пропорциональна ей. Из частотной зависимости в (со) следует считать дисперсию

фазовой скорости в кристаллах LiNbOs и LiTaOs равной 10- см в диэлектрических кристаллах она значительно меньше. Это обусловливает большой коэффициент усиления в устройствах на сегнетоэлектрических кристаллах класса 3 т.

Необходимость иснользования волны поперечной поляризации вызвана тем, что волна поперечной поляризации не меняет фазы при отражении от границы, этнм достигается более эффективная перекачка энергии от волны накачки в волну сигнала. Кроме того, волна поперечной поляризации имеет меньшее затухание и меньшую скорость распространения, что является желательным в устройствах линий задержки.

В качестве примера приведены номинальные данные усилителя по предложенной схеме.

Частота /i усиливаемого СВЧ сигнала 1 Ггц, частота 2/i сигнала накачки 2 Ггц. Длительность т импульса на обеих частотах 1 мксек при частоте повторения 1 кги,. При подаче электромагнитной волны сигнала мощности Р 10 вт и наличие PI 100 вт потери на преобразование электромагнитной волны в акустическую на частоте /i составляет 20 дб, на частоте 2 fi - 30 дб. Чисто акустическое усиление дб.

Предмет изобретения

Усилитель гиперзвуковых волн, состояш;ий из генераторов сигнала и накачки, звукопровода, коаксиального резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения усиления н обеспечения возбуждения поперечной волны, возбуждающий торец центрального стержня коаксиального резонатора выполнен в виде усеченного конуса, а в качестве звукопровода использован сегнетоэлектрический кристалл класса 3 т (например, LiNbOa, LiTaOs).