Анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах Советский патент 1980 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения спектров радиосигналов в системах радиолокации, ргщи навигации, измерительных комплексах Известны твердотельные анализато ры спектра радиосигналов, использующие акустические поверхностные вол ны, которые состоят из звукопровода из пьезоактивного материала, на раб чую поверхность которого наносятся веерообразный входной и ряд выходных преобразователей. За счет пространственного сканирования акустического луча, которое осуществляется веерообразным преобразователем при подаче на его вход сигналов с различными несущими частотами с выходных преобразователей возможно считывание амплитудного спектра вхо ных радиосигналов ГмОсновными недостатками подобных устройств является высокая сложност изготовления веерообразных преобра зователей и низкая разрешающая способность, обусловленная попаданием акустической энергии сразу на несколько выходных.преобразователей. Из известных анализаторов спектр :на акустических поверхностных волнах наиболее близким к предлагаемому является анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах, который содержит нанесенные на пьезоактивный звукопровод входной (или ряд входных преобразователей, расположенных один под другим и электрически соединенных параллельно) преобразователь и выходные преобразователи акустических поверхностных волн. Между входным и выходным преобразователями размещены один за другим, в пределах апертуры входного преобразователя, замедляющий прямоугольный клин и фокусирующая линза, причем электроды входного преобразователя выполнены параллельными друг другу и одной из сторон клина. Фокусирующая линза располагается за клином, а плоскость линзы наклонена относительно электродов входного преобразователя.на угол, равный углу при вершине замедляющего клина в сторону выходных преобразователей. Выходные преобразователи располагаются в фокальной плоскости линзы. Для устранения отражений акустических волн торцы звукопровода покрываются акустическим поглотителем С23 К недостаткам известного устройства относится малое число элементов разрешения, т.е. число отсчетных точек, приходящихся на единицу полосы обзора,обусловленное явлением дисперсии в пленочной фокусчрующей линзе, приводяйчим к увеличению области фокусировки (явление, аналогичное хроматическим абберациям в оптике). В этом случае не пред-i ставляется возможным разместить большое число считывающих выходных преобразователей в фокальной области линзы. Это обстоятельство не позволяет получить высокук) точность воспроизведения амплитудных спектро входных сигналов. Цель изобретения - увеличение числа элементов разрешения и повышение точности вопроизведения спект ров радиосигналов. Эта цель достигается-тем, что анализатор спектра радиосигналов на акустических поверхностных волнах, содержащий звукопровод, входные и выходные преобразователи акустических поверхностных волн и акустический поглотитель на торцах, снабжен волноводами поверхност ных волн, совмещенными с ВХОДНЕЛМИ преобразователями, причем входные преобразователи расположены с линейно возрастающим смещением относительно излучающих краев волновода в зависимости от номера входного преобразователя, а выходные преобра зователи расположены по дуге окруж ности, радиус которой равен минимал ному значению границы дальней зоны излучающих краев волноводов, размещенных по дуге окружности с вдвое бо шим радиусом. На чертеже схематично изображена конструкция анализатора спектра радиосигналов . Устройство содержит звукопровод 1, выполненный из пьезоактивного ма териала, на рабочую поверхность которого нанесены входные преобразователи поверхностных волн 2 и волно воды 3, излучающие края которых рас полагаются по дуге окружности, радиус которой равен двойному значени величины,, определяющей минимальную границу дальней зоны излучения сово купности излучающих краев волноводов 3. Для устранения отражений тор цы звукопровода покрыты акустическим поглотителем 4. Входные преобра зователи 2 совмещены с волноводами 3,причем смещение входных преобразо вателей 2 относительно излучающих краев волноводов 3 линейно увеличив ется в зависимости от номера входно го -преобразователя, начиная с первого, имеющего минимальное смещение выбираемое произвольно. Электрически все входные преобра зователи соединены параллельно. Выходные преобразователи 5 располагаются по дуге окружности, радиус которой равен минимальному.значению величины, определяющей дальную зону излучения краев волноводов 3, т.е. вдвое меньше радиуса, определяющего местоположение излучающих краев волноводов 3. Работа устройства происходит следующим образом. При подаче на входные преобразователи 2 радиосигналов в волноводах 3 возникают и распространяются акустические поверхностные волны. В зависимости от соотношения фаз акустических колебаний в момент, когда они достигают излучающих краев волноводов 3, происходит концентрирование энергии поверхностных волн на одном из выходных преобразователей 5 за счет остронаправленной диаграммы направленности совокупности излучающих краев волноводов 3. При изменении частоты входного сигнала изменяется соотношение фаз на излучающих краях волноводов 3, за счет этого изменяется угол поворота диаграммы направленности, т.е. происходит концентрация энергии поверхностных волн на другом выходном преобразователе 5. Таким образом, при изменении несутдей частоты входного сигнала выходной сигнал снимается с соответствующего данной частоте выходного преобразователя. В случае подачи на входные преобразователи 2 импульсного радиосигнала с выходных преобразователей 5 можно осуществить считывание амплитудного спектра входного сигнала. Ориентировочные расчеты показывают, что в предлагаемом устройстве можно расположить примерно в 2,5 раза больше считывающих преобразователей по сравнению с известным. Это обстоятельство позволяет во столько же раз увеличить число элементов разрешения, а следовательно и улучшить точность воспроизведения спектров входных радиосигналов. Формула изобретения Анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах, содержащий звукопровод, входные и выходные преобразователи акустических поверхностных волн и акустический поглотитель на тОрцах, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа элементов разрешения и повышения точности воспроизведения спектров радиосигналов, анализатор снабжен волноводами поверхностных волн, совмещенными с входными преобразователями, причем входные преобразователи расположены с линейно

возрастающим смещением относительио излучающих краев волновода в зависимости от номера входного преобразователя, а выходные преобразователи расположены по дуге окружности,радиус которой равен минимальному значению границы дальней зоны излучающих краев волноводов, размещенных

по дуге окружности с вдвое большим радиусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3727713, «л. G 01 R 23/00, 1973.

2.Авторское свидетельство CCdP О 542956, кл. G 01 R 23/00, 1977.