Согласованный фильтр на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к радиоэлектронике . Целью изобретения является увеличение числа обрабатываемых фазовых кодов. Электроды входного декодирующего встречно-штыревого преобразователя (ВШП)2 и выходных многоэлементных ВШП 3 выполнены в форме концентрических дуг. Расстояние между их центрами зависит от длины ПАВ, наибольших значений дополнительного фазового сдвига кодовых групп и угла между направлением распространения ПАВ и нормалью к прямой, соединяющей центры концентрических дуг электродов входного декодирующего ВШП 2. Центры концентрических дуг электродов выходных многоэлементных ВШП 3 расположены в середине между соответствующими моделируемыми акустическими центрами излучения . Пьезоэлектрический звукопровод 1 выполнен из изотропного материала. Это позволяет определять разные направления прихода (излучения) сложных радиосигналов с пространственно-временным фазовым кодированием.1 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 9/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822957/22 (22) 03.05.90 (46) 07.06.92. Бюл. N. 21 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Г.Ф. Сиротин, С.С. Поддубный. П.Н. Петров, Г.М, Марголин, Е.Ф, Сиротина и Т.С. Андреева (53) 621.372,54(088.8) (56) Кочемасов В.И. и др. Акустоэлектронные Фурье-процессоры. — М.: Радио и связь, 1987, с. 101 — 104.

Фильтры на поверхностных акустических волнах./Под ред, Г,Мэттьюза. — М.: Радио и связь, 1981, с. 280-308. (54) СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике, Целью изобретения является увеличение числа обрабатываемых фазовых кодов, „„5U 1739478 А1

Электроды входного декодирующего встречно-штыревого преобразователя (ВШП) 2 и выходных многоэлементных ВШП

3 выполнены в форме концентрических дуг.

Расстояние между их центрами зависит от длины ПАВ, наибольших значений дополнительного фазового сдвига кодовых групп и угла между направлением распространения

ПАВ и нормалью к прямой, соединяющей центры концентрических дуг электродов входного декодирующего ВШП 2, Центры концентрических дуг электродов выходных многоэлементных ВШП 3 расположены в середине между соответствующими моделируемыми акустическими центрами излучения. Пьезоэлектрический звукопровод 1 выполнен из изотропногЬ материала. Это позволяет определять разные направления прихода (излучения) сложных радиосигналов с пространственно-временным фазовым кодированием. 1 ил.

1739478

Li

2 < 3!и р макс

Д Я

2л sing

55 довых групп.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к устройствам с электроакустическими цепями, и может быть использовано в радиотехнических системах для обработки радиосигналов с пространственно-временным фазовым кодированием (ПВФК).

Известен согласованный фильтр на основе нелинейного акустоэлектронного процессора, содержащий пьезоэлектрический звуко провод. входн ые и реобразователи и выходной параметрический электрод, Недостатком такого фильтра является зависимость величины выходного сигнала от квадратного корня из произведения мощностей входного и опорного сигналов, что накладывает ограничения,. динамический диапазон, кроме того,,акие фильтры требуют создания опорного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является согласованный фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей грани которого расположены входной декодирующий встречно-штыревой преобразователь (ВШП) и выходные многоэлементные BLL!ll, протяженность которых равна расстоянию между соответствующими электродами соседних кодовых групп входного декодирующего ВШП. В этом фильтре декодирующий. ВШП имеет отводы, равные числу элементарных импульсов и расположенные параллельно фронту распространения ПАВ.

Однако такой фильтр может быть использован для определения только одного направления прихода ПВФКМ-сигнала, так как расчитан на один фиксированный фазовый voä.

Целью изобретения является улучшение числа обрабатываемых фазовых кодов путем формирования на поверхности звукопровода акустического поля.

Цель достигается тем, что в согласованном фильтре на ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей грани которого расположены входной декодирующий ВШП и выходные многоэлементные ВШП, протяженность которых равна расстоянию между соответствующими электродами соседних кодовых групп входного декодирующего ВШП, электроды входного декодирующего и выходных многоэлемент nblx В Ш П выполнены в форме кон центрических дуг, при этом расстояния между центрами концентрических дуг электродов входного декодирующего .ВШП, соответствующими кодовыми группами разных фаз и модулируемым акустическим центрам излучения, удовлетворяют условию: где L — расстояние между центрами концентрических дуг электродов входного декодирующего ВШП, м;

il — длина ПАВ, м;

Pi макс — наибольшее значение дополнительного фазового сдвига кодовых групп, рад; р макс — наибольшее значение угла между направлением распространения

ПАВ и нормалью к прямой, соединяющей центры концентрических дуг электродов входного декодирующего ВШП, в ее середине, рад, центры концентрических дуг электродов выходных многоэлементных ВШП расположены в середине между соответствующими моделируемыми акустическими центрами излучения, а пьезоэлектрический звукопровод выполнен из изотропного материала.

На чертеже показана топологическая структура согласованного фильтра на ПАВ.

Фильтр содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, входной декодирующий

ВШП 2 и выходные многоэлементные ВШП

3. Он может содержать также акустические поглотители 4, расположенные у торцевых граней пьезоэлектрического звукопровода

1, выполненного из изотропного материала. например титаната бария, Электроды кодовых групп (элементарныхх сигналов, начальная фаза которых зависит от пространственного расположения излучающей системы, т.е. от направления излучения), имеющие одинаковую начальную фазу "0", подключены к одной шине, а электроды кодовых групп с начальной фазой

П подключены к другой шине, Форма электродов каждой кодовой группы определяется дугами окружностей, концентрическими для кодовых групп одной фазы, т.е. дугами окружностей, проведенных из одного центра (например, П1). Электроды кодовых групп другой фазы также являются дугами концентрических окружностей, но проведенными из другого центра (Пг), расстояние между центрами определяется в соответствии с условием подобия по формуле где p — угол между нормалью к середине расстояния L между центрами П1 и Пг;

/ - дополнительный фазовый сдвиг ко1739478

Минимальный радиус гмин электродов входного декодирующего ВШП 2 следует выбирать из условия

Гмин

З П р макс

Это условие может быть другим, если устройство выполняется в масштабе с соблюдением условия подобия. Радиус электродов выходных многоэлементных ВШП 3 выбирается в зависимости отдлины входного декодирующего ВШП 2, центр окружностей дуг их электродов расположен посередине между центрами акустического излучения П1 и П2. Протяженность выходных многоэлементных ВШП 3 в направлении распространения ПАВ равна I, т.е. расстоянию между соседними кодовыми группами электродов входного декодирующего ВШП 2, которое измеряется по нормали к отрезку L, проведенной через его середину.

При подаче на шины входного декодирующего ВШП 2 радиосигнала, принятого антенной системой с направления а;, ПАВ, возбуждаемые входным декодирующим

BLUCI 2, распространяются с фазовыми фронтами, совпадающими по форме с формой его электродов, При этом в направлении р íà i-м выходном многоэлементном

ВШП 3 сформируется максимум корреляционной функции в соответствии с условием подобия. На других выходных многоэлементных ВШП 3, расположенных под другими углами, максимум корреляционной функции сформирован не будет, так как фазовые фронты в этих направлениях не будут совпадать с формой электродов входного декодирующего ВШП 2, Таким образом, направление прихода а; принятого радиосигнала однозначно определится по максимуму корреляционной функции на i-м выходном многоэлементном ВШП 3, расположенном под углом p . Индикация максимального значения корреляционной функции может быть осуществлена с помощью аналогового электронного коммутатора, В предлагаемом фильтре возможно использование пьезоэлектрических звукопроводов из анизотропных материалов, при этом для рабочей поверхности следует правильно выбрать срез пьезоэлектрика, в котором кристаллографическая ось симметрии будет совпадать с направлением "чистой моды" и нормалью, восстановленной к отрезку L в его середине, B таких срезах вблизи оси симметрии диагртамма скоростей поверхностных волн практически совпадает с квадратичной параболой, При реализации фильтра на указанных срезах анизотропных пьезозлектриков электро5 ды входного декодирующего ВШП будут являться концентрическими дугами квадратичных парабол, фокусы которых совпадают с моделируемыми акустическими центрами излучения.

Пример. Для обработки ПВФКМ-сигналов антенной решетки, работающей на частоте f-30 МГц с числом излучателей

N=32, максимальным отклонением излуче15 ния 20О, расстоянием между излучающими центрами 80 м и максимальным значением дополнительного фазового угла Р макс=

= 16 х0,342, расстояние между моделируемыми центрами излучения П . и Пг на

20 пьезоэлектрическом звукопроводе 1 из титаната бария (А = 0,15 мм) составит

Pi макс Л

2 л з п фмакс

25 — 16 0342 015- 12

2к 034

При этом минимальный радиус концентрических дуг входного декодирующего

ВШП 2 составляет

Гмин — 4 ММ, > >

$1Пф

35 а протяженность I выходных многоэлементных ВШП 3 составляет 0.6 мм.

Предлагаемый согласованный фильтр на ПАВ позволяет определять разные на40 правления прихода (излучения) сложных радиосигналов с ПВФК-модуляцией, обеспечивая увеличение числа обрабатываемых фазовых кодов.

45 Формула изобретения

Согласованный фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей грани которого расположены входной декодирующий встречно-штыревой преобразователь (ВШП) и выходные многоэлементные ВШП, протяженность которых равна расстоянию между соответствующими электродами соседних кодовых групп входного декодирующего ВШП, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения числа обрабатываемых фазовых кодов, электроды входного декодирующего и выходных многоэлементных ВШП выполнены

1739478

Р; м„,— наибольшее значение дополнительного фазового сдвига кодовых групп, рад;

p iмакс — наибольшее значение угла

5 между направлением распространения

IlAB и нормалью к прямой, соединяющей центры концентрических дуг электродов входного декодирующего В Ш П, в ее середине, рад, 10 центры концентрических дуг электродов выходных многоэлементных ВШП расположены в середине между соответствующими моделируемыми акустическими центрами излучения, а пьезоэлектрический звукопро15 вод выполнен из изотропного материала. в форме концентрических дуг, при этом расстояния между центрами концентрических дуг электродов входного декодирующего

ВШП, соответствующими кодовым группам разных фаз и моделируемым акустическим центрам излучения, удовлетворяют условию

Pi макс

2 2Т р макс где ii — расстояние между центрами концентрических дуг электродов входного декодирующего ВШП, м;

il — длина ПАВ, м;

25

35

50

Составитель В.Банков

Редактор H,Ëàçàðåíêo Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2009 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Раушская наб.. 4/5