Анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах Советский патент 1977 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиолокационных системах, системах радионавигации и радиопеленгации.

Известно устройство на акустических поверхностных волнах для спектрального анализа радиосигналов, представляющее собой пластину из пьезоактивного материала, на полированную поверхность которой нанесены широкополосный входной преобразователь акустических поверхностных волн и ряд узкополосных выходных преобразователей. Благодаря частотноизбирательным свойствам выходных преобразователей, каждый из которых принимает определенную группу частотных составляющих входного сигнала, выходной сигнал, образующийся при считывании, пропорционален амилитудному сиектру входного сигнала 1.

Однако это устройство характеризуется низкой разрешающей способностью и высоким уровнем ложных сигналов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах, содержащий звукопровод из пьезоактивного материала, входной и выходные преобразователи ультразвуковых поверхностных волн, звукопоглощающее покрытие 2.

Однако этот анализатор обладает низкой разрешающей способностью, обусловленной тем, что на каждый выходной преобразователь попадает довольно щирокий поток энергии, возбуждаемый входным преобразователем, излучающим широкий спектр. Кроме того, технология изготовления его сложна из-за сложности изготовления преобразователей.

С целью увеличеиия разрещающей способности и упрощения технологии изготовле1ШЯ в анализаторе спектра иа ультразвуковых поверхностных волнах, содержащем звукопровод из пьезоактпвного материала, входиой и выходные преобразователи ультразвуковых иоверхностных волн, звукопоглощающее покрытие, между входным и выходными преобразователями размещены один за другим, в пределах апертуры входного преобразователя, замедляющий прямо гольный кл1п и фокусирующая линза, причем электроды входного преобразователя выполнены параллельно одной из сторон клина, а нлоскость линзы повернута относительно электродов входного иреобразователя на угол

Un

arctg

tg

- 1

и

поъ

в сторону выходных преоиразователеи, расположенных в фокальной плоскости линзы.

На чертеже приведена конструкция предложенного анализатора.

Анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах содержит нанесенные па звукопровод 1 из пьезоактивного материала входной и выходные преобразователи 2 и 3 акустических поверхностных волн, звукопоглощающее покрытие 4. Между входпым и выходными преобразователями 2 и 3 размещены один за другим в пределах апертуры входного преобразователя 2 замеДо1(;пощий прямоугольный кли1 5 и фокусирующая липза 6, причем электроды входного преобразователя 2 выполнены параллельно одной из сторон клина 5, а плоскость линзы 6 повернута относительно электродов входного преобразователя 2 на угол

Un

arctg I tg

- 1

f/

пов

в сторону выходпых преобразователей 3, расположенных в фокальной плоскости линзы 6, где FnoB - скорость акустических поверхностных волн в материале звукопровода 1; - скорость акустических поверхностных волн в слоистой структуре звукопровод 1 - замедляющий прямоугольиый клин 5 на средней частоте полосы пропускания входного преобразователя 2; |3 - угол при верщине клина 5.

Выходные преобразователи 3 располагаются в фокальной плоскости фокусирующей линзы 6. Для устранения отражений на торцы звукопровода 1 ианосится звуконоглощающее покрытие 4.

Анализатор спектра работает следующим образом.

При подаче на входной преобразователь 2 радиосигнала возбуждается акустическая поверхностная волна. Распространяясь по поверхности звуконровода 1, волна проходит через замедляющий прямоугольный клии 5, который изготовляется из материала, имеющего скорость распространения поверхиостиых волн меньщую, чем скорость в материале звукопровода 1, толщина же клина 5 сравнивается с длиной поверхностной волиы. Такая слоистая структура обладает дисперсиоииыми свойствами, поэтому угол поворота волнового фронта плоской поверхностной волны после прохождения замедляющего ирямоугольного клипа 5 для различных частот различен. Для низкочастотных составляющих входного сигнала этот угол меньще, чем для высокочастотных составляющих, так

как на низкой частоте влияние замедляющего ирямоугольного клина 5 невелико.

Фокусирующая линза 6 предназначена для концентрации энергии поверхностной волны. Так как для различных частот угол поворота волнового фронта поверхностной волны после замедляющего прямоугольного клипа

5различен, то фокусируюн1ая лпнза 6 копиентрлрует энергию для различных частотных составляюи,их в разлпчиых точках фокал ;ной плоскости, поэтому располагая в фокальной .плоскости фокусирующей линзы 6 выходные преобразователи 3, рассчитапные на соответствующие частоты, осуществляют съем выходного сигна.та. Таким образом, при иодаче на входной преобразователь 2 радиосигнала, па выходпых преобразователях 3 no.iyчается амилнтудиый снектр входного сигнала.

Применение замедляющего ирямоугольного клипа 5 позволяет выполнпть электроды входного преобразователя 2 параллельными один другому, что значительно упрощает процесс изготовления входного преобразователя 2. Использование фокусирующей линзы

6улучщает разрещающую способпость анализатора спектра.

Формула п 3 о б р е т е н и я

Анализатор спектра па ультразвуковых поверхностных волнах, содержащий звукопровод из пьезоактпвного материала, входной п выходные преобразователи ультразвуковых поверхностиых волп, звукопоглощающее покрытпе, о т л и ч а ю HU и с я тем, что, с пелью увеличения разреигающей снособиостп, упрощения технологии изготовления, между входным и выходными преобразователями размеП1,ены один за другим, в пределах апертуры входпого преобразователя, замедляющий ирямоугольпый клип и ф-окуспрующая лпнза, причем электроды входиого преобразователя выполнены параллельно одной из сторон клина, а нлоскость линзы повернута отпосительио элекгродов входиого преобразователя иа угол

пов

J

а :- arctg tg

лов

В сторону выходпых н)еобразователей, эасположеппых в фокальпой плоскости линзы.

Источники информации, ирипятые во внпмапие при эксперт)1зе пзобретепия:

1.Патент Фраппип ЛСд 2044148, М. Кл.Н 01Q 7/00, 1971 г.

2.Патент США 3727718, М. Кл. Н ОЗИ 7/3, 1973 г. (прототип). 2 /