Гиперзвуковая линия задержки Советский патент 1981 года по МПК H03H9/38 H01L41/08 

(54) ГИПЕРЗБУКОВАЯ ЛИНШ ЗАДЕРЖКИ

1 ;

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться , в СВЧ акустоэлектронных линиях задержки для устройств обработки сигналов и контрольно-измерительной аппаратуры.

Известна гиперзвуковая линия задержки, содержащая монокристаллический звукопровод, продольная ось которого параллельна оси симметрии третьего порядка монокристалла, присоединенный к одному из его торцов пьезоэлектрический преобразователь, и соединенный с ним согласователь импедансов ij .

Недостаток этой линии задержки большая Ьеличина вносимых потерь и узкая полоса рабочих частот.

Известна также гиперзвуковая линия задержки, содержащая монокристаллический звукопровод, продольная ось которого параллельна оси симметрии третьего порядка монокристалла, присоединенный к одному из его торцов пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из слоя пьезозлектрика, . размещённого между электродами, и соединенный с ним согласователь им1педансов. Слой пьезоэлектрика в этоЦ :линии задержки выполнен в виде текстурированной пленки из сульфида кадмия с осью текстуры, направленной вдоль нормали к торцовой поверхности звукопровода Сз .

Недостаток известной линии задержки. - невозможность получения двухмасштабных временных интервалов между задержанными эхо-импульсами.

Цель изобретения - получение двух10масштабных временных интервалов между задержаннами эхо-импульсами в гиперзвуковой линии задержки.

Это достигается тем, что в гиперзвуковой линии задержки слой пьезо15электрика выполнен с ориентацией толщины вдоль направления, не совпадающего с его кристаллографическими осями, а у противоположйого отражающего -торца звукопровода над областями

20 отражения продольной и сдвиговой акустических волн установлены два акустических демпфера с возможностью их поочередного фиксированного контактирования с.отражающим торцом зву25копровода. Акустические демпферы могут быть выполнены в форме сферы и подпружинены в направлении отражающего торца звукопровода.

На чертеже показана конструкция 30 предлагаемой линии задержки, содержащей монокристаллический твердотельный звукопровод i; ориентированный вдоль оси симметрии третьего порядка пьезоэлектрический преобразователь 2 с электродами 3 и 4 и согласователь импедансов, образованный двухступенчатым четвертьволновым полосковым трансформатором 5 и сосредоточенной индуктивностью 6. Звукопровод 1 выполнен, например, из монокристалла рубина и имеет форму цилиндра, с плоскопараллельными торцами. Пьезоэлектри ческий преобразователь 2, выполненный, например в виде пластины из пьезоэлектрика, ориентирован по толщине вдоль направления, не совпадающего с главными кристаллографическими осями. Электрод 3 находится в кон такте с наружным проводником трансформатора 5, а электрод 4 соединен с индуктивностьи 6. Пьезоэлектрический преобразователь может быть выполнен и в виде тонкой текстурированной пле ки. На отражающем торце звукопровода 1 имеется два акустических.демпфера, выполненных в виде сфер 7 и 8, подпружиненных в направлении торца пруж нами 9 и 10. Сферы 7 и 8 выполнены и поглощающего звук материала и жестко закреплены на штоках 11 и 12 соответ ственно. На противоположных концах штоков установлены фиксаторы 13 и 14 имеющие полусферическую форму. Звукр провод 1 помещен в корпус 15 с двумя цилиндрическими каналами, служащими направляющими для сфер 7 и 8. К верхней части корпуса 15 примыкает кулиса 16, имеющая прорезь и сфериче кую лунку. К трансформатору 5 подсоединена радиочастотная фишка 17 для соединения линии задержки с внешней цепью. На фишку 17 поступает импульсный СВЧ сигнал, который через трансформатор 5 и индуктивность 6 пе редается на пьезоэлектрический преобразователь 2, возбуждающий в звукопроводе 1 гиперзвуковые волны.При. этом возбуждается одновременно две волны - продольная и сдвиговая, которые распространяются в звукопроводе 1 в направлении его отражающего торца. Продольная волна распространя ется в направлении нормали к торцам звукопровода 1, а сдвиговая из-за внутренней конической рефракции отклоняется от нормали. Для рубина это отклонение составляет около 9. После отражения от торца вблны возвращаютс я по тем же траекториям к пьезо элекч рическому преобразователю 2, где частично преобразуются а электро магнитные СВЧ импульсные сигналы, задержанные относительно входного сигнала. Часть энергии продольной и сдвиговой волн многократно отражается от тсрцов звукопровода 1, что приводит к одновременному появлению на выходе линии задержки двух серий задержанных эхо-импульсов. Для случая использования рубина временные интервалы этих серий различаются в 1,7 раз. После селекции эти серии могут быть использованы для двухмасштабной калибровки радиоэлектронной аппаратуры.,Селекция серий задержанных эхо-импульсов осуществляется сферами 7 и 8 демпферов, установленных с возможностью поочередного контакта с областями отражения продольной и сдвиговой волн. При этом на выходе линии задержки может быть получена серия задержанных эхоимпульсов, соответствующих или продольной или сдвиговой волнам. Поочередное контактирование сфер 7 и 8 со звукопроводом осуйествляется при помощи штоков 11 и 12 при перемещении кулисы ,16. Предлагаемая линия задержки позволяет получить двухмасштабные временные интервалы мёявду задержанными эхо-импульдами. Это позволяет, например, калибровать радиолокационный высотомер по дальности как в крупном, так и в мелком масштабе с помощью одной линии задержки. Формула изобретения 1.Гиперзвуковая линия задержки, содержащая монокристаллический эвукопровод, продольная ось которого параллельна оси симметрии тр&тьего порядка монокристалла, присоединенный к одному из его торцов пьеаоэлектрический преобразователь, состоящий из слоя пьезоэлектрика, размешенного между электродами, и соединенный :; ним согласователь импедансов, о тличающаяся тем, что, с целью получения двухмасштабных временных интервалов между задержанными эхо-импульсами, слой пьезоэлектрика выполнен с ориентацией толщины вдоль направления, не совпаданицего с его кристаллографическими осями, а у противоположного отражающего торца звукопровода над областями отражения продольной и сдвиговой акустических волн установлены два акустических демпфера с возможностью их поочередного фиксированного контактирования с отражающим торцом звукопровода. 2.Линия задержки по п.1, о т л ичающаяся тем, что акустические демпферы выполнены в форме сферы и подпружинены в направлении отражающего звукопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Harcourt R.W. Microwave acoustic delay lines. - Ultrasoni 1970, № 10, c. 230-233. 2.Reggia P. и др. Delay linesuse trip line acousttc elements improved performence. - Microwaves, 1968, № 10, c. 55-63 (прототип).