Излучатель акустических волн

 

1 фогт,, >р, з 1(,ъеъе4тс40 1 ж ьм 1с

О П И С А ió564739

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СБИДЕТЕЛ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.01.76 (21) 231855 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.77.77.Бюллетень № 25

Kzr o

Н 04 R 1/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 534.232 (088.8 ) (46) Дата опубликования описаиия18.08.77 (72) Авторы изобретения

В. П. Коротков и В. А. Шмаков (71) Заявитель (54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям высокочастотных электромагнитных волн в механические колебания ультразвуковой гиперзвуковой частоты, а именно к излучателям акустических волн, и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для создания направленного излучения большой мощности с малоинерционным управлением направленностью распространения в газообразных, жидких, сыпучих и твердых средах,. преимущественно для обнаружения, автослежения и определения параметров быстропередвигаюшихся и имеющих малую эффективную поверхность рассеяния объек- тов, например, подводных. .Известны излучатели акустических волн, содержащие заключенные в г рметичную акустически мягкую оболочку пьезоэлектрический преобразователь сферической формы и канализирующую электромагнитные волны коаксиальную линию (1). За счет наличия герметичной монолитной оболочки эти излучатели обеспечивают погружение н значительную глубину. Однако необходимые для дальнего обнаружения генераторы . высокочастотных электромагнитных колебаний требуют качественного согласования с коаксиальной линией, а линии - с преоб разователем, что не всегда, возможно, особенно в автономных устройствах. Кроме того, увеличение излучающей поверхности преобразователя может привести на гиперзвуковых частотах к появлению обширных тО интерференционных зон с нулевыми провала» ми в характеристике излучения и к сни,жению вероятности обнаружения.

Известен также излучатель акустичес ких волн, содержащий заключенные в гер15 метичную акустически мягкую оболочку пьезоэлектрический преобразователь сфери ческой формы, внутренний вкладыш с элек тронагревателем и испускающим заряженные частицы активным слоем, окруженный сет20 чатым электродом с перфорационными от» верстиями, и канализирующую электромагнитные волны коаксиальную линию 12 1. ,Однако для автослежения и определения па раметров быстропередвигаюшихся и имею25:щих малую эффективную поверхность рас564739 сеяния объектов в известном излучателе необходимо формирование направленной характеристики излучения беэ боковых лепестков при одновременном обеспечении малоинерционного управления положением главного лепестка в пространстве.

Ьзль изобретения - получение направленной характеристики излучения при одновременном обеспечении управления положением главного лепестка в пространстве. 30

Это достигается тем, что сетчатый электрод снабжен экранированными высокочастотными контурами, например тороидальными объемными резонаторами с кольцевыми щелями, к которым присоединены ветви и максимальной линии, а между пьезоэлектрическим преобразователем и сетчатым элек тродом установлен электрод с фокусирующими элементами, например радиальными проводящими цилиндрами, размещенными против перфорационных отверстий.

На чертеже изображен предлагаемый акустический излучатель, разрез.

Излучатель акустических волн содержит заключенные в герметичную акустичес . ки мягкую оболочку 1 пьезоэлектрический преобразователь 2 сферической формы, внутренний вкладыш 3 с электронагревателем 4 и испускающим заряженные частицы

5 активным слоем 6, окруженный сетчатым электродом 7 с перфорационными отверстиями. 8 и канализируюшую электромагнитные волны коаксиальную линию 9.

Сетчатый электрод 7 снабжен возбужда юшими перфорациоиные отверстия 8 экранированными высокочастотными контурами, например тороидальными объемными резонаторами 10 с кольцевыми щелями 11, к

1 которым присоединены ветви 12 коаксиальной линии B. Между преобразователем 2 и.

40 электродом 7 установлен электрод 13 с размещенными напротив отверстий 8 фокусируюшими элементами, например радиальными проводящими цилиндрами 14.

Эмиттируемые активным слоем 6 заряженнйе частицы 5 проходят через перфорационные отверстия 8 мимо щели 11, фокусируются радиальными проводящими цилиндрами 14 и, ударяясь с большой скоростью в пьезоэлектрический преобразователь 2, возбуждают его кристаллическую решетку. В результате преобразователь 2 испытывает деформации растяжения (сжа» тия) и порождает в окружающей излучатель среде акустические волны, частота которых равна частоте канализируемых коаксиальной линией 9 электромагнитных волн. Сфокусированные цилиндрами 14 пуч« ки заряженных частиц .5 возбуждаются SO электромагнитным полем щелей 11, поэтому фаза акустических колебаний отдельных участков пьезоэлектрического преобразователя 2, на которые падают пучки, определяется электрической длиной ветвей 12 коак сиальной линии 9. Электрические длины ветвей 12 выбираются, исходя иэ условия компенсации пространственных набегов фаз относи ельно выбранного фазового центра сферического излучателя (электрические длины ветвей 12 равны расстоянию от поверхности сферы до плоскости, перпендикулярной направлению главного лепестка характеристики направленности).

Электрическими длинами ветвей 12 управляют изменением магнитного поля фазовращателей от программно-вычислительного устройства в режиме поиска или от следяшей системы, получаюшей сигналы рассогласования, например, от равносигнальной зоны в режиме автослежения, Таким образом формируется кваэиплоская акустическая волна в заданном направлении. Получаемый при этом коэффициент направленного действия приближенно равен удвоенному числу перфорационных отверстий 8 (КНД излучателя предлагаемого 35 -70).

Формула изобретения

Излучатель акустических волн, содержащий заключенные в герметичную акустически мягкую оболочку пьезоэлектрический преобразователь сферической формы, внутренний вкладыш с электронагревателем и испускающим заряженные частицы активным слоем, окруженный сетчатым электродом.- с перфорационными отверстиями и каналиэируюшую электромагнитные волны коаксиальную линию, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью полу".ения направленной характеристики излучения при одновременном обеспечении управления положением главного лепестка в пространстве, сетчат и электрод снабжен экранированными высокочастотными контурами, к которым присоединены ветви коаксиаль ной линии, а между пьезоэлектрическим преобразователем и сетчатым электродом установлен электрод с фокусируюшими элементами, размещенными против перфора« ционных отверстий.

2. Излучатель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что экранированные высокочастотные контуры выполнены в ви« де тороидальных объемных резонаторов с кольцевыми щелями, 3. Излучатель по и, 1, о т л и ч аю шийся тем, что фокусирующие эле584739

Подписное

Тираж 815

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 менты выполнены и виде радиальных то» копроводяших цилиндров.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

ЦНИИПИ Заказ 2064/2 18

1. Авторское свидетельство СССР

% 365861, кй. Н 04 9 1/44, 1970.

2.Авторское. свидетельство СССР по заявке

¹ 2132523, кл. Н 04 R 1/44, 11.05.7Б.