Анализатор спектра радиосигналов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сееа Севетскмк
Соцнапнстнческик
Рвсн ублнк
К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено10. 07. 79 (21) 2822989/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет р1)м. к,.з
G 01 R 23/16
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий
Опубликовано 15.0481, Бюллетень Мо 14 (53) УДК 821.З17. .757(088.8) Дата опубликования описания 15. 04 .81 (72) Лв торы изобретен
С.А. Забузов и С.П. Семенов (71) Зая
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения спектров радиосигналов в радиоиэмерительных системах, системах радионавигации и радиопеленгации.
Известны анализаторы спектра радиосигналов на акустических поверхностных волнах, представляющие собой пластину из пьезоэлектрического материала, на поверхности которой нанесены входные и выходные преобразователи. Пространственное разделение различных частотных составляющих входного сигнала осуществляется либо за счет частотно-избирательных свойств входного веерообразного преобразователя, либо эа счет дисперсионных свойств тонкопленочной призмы, наносимой за входным эквидистантным преобразователем 1 .
Недостатком указанных устройств является высокая сложность технологии изготовления, обусловленная высокими . точиостными требованиями при изготовлении веерообразных преобразова- телей или необходимостью применения дорогостоящего вакуумного оборудования, в случае применения тонкопленочных элементов.
Известен также анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах, в котором на рабочую поверхность эвукопровода нанесены входные преобразователи, совмещенные с волноводами акустических поверхностных волн, излучающие края которых образуют диаграммообразующую систему.
Выходные преобразователи располагаются по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней зоны системы излучающих краев волноводов (диаграммообраэующей .системы), которые, в свою очередь, размещаются по дуге окружности с вдвое большим радиусом. Расстояние между входным преобразователем и излучающим краем соответствующего ему волновода поверхностных волн линейно увеличивается в зависимости от номера входного преобразователя.
В таком анализаторе при изменении частоты входного сигнала происходит сканирование диаграммы направлен- . ности и, в зависимости от значения несущей частоты сигнала, энергия поверхностных волн кбнцентрируется на соответствующем выходном преобра" зователе. Перемещение диаграммы направленности объясняется различными
822073 фазовыми соотношениями, возникающими э раскрыве диаграммообразующей системы при изменении частоты входного си нала за счет распространения поверхностных волн в волноводах различной длины (2).
Недостатком такого устройства является невозможность размещения
;в диаграммообразующей системе большого числа излучающих элементов (в данном случае излучающих краев волноводов), так как их апертура не может быть сделана меньше, чем несколько длин волн. Это приводит к уменьшению полосы анализа либо при сохранении полосы анализа к появлению неоднозначности в измерениях.
Кроме того, изготовление большого числа входных преобразователей и волноводов поверхностных волн является сложной технологической задачей.
Цель изобретения — расширение полосы анализа анализатора спектра радиосигналов.
Поставленная цеЛь достигается тем, что в анализаторе спектра радиосигналов, содержащем звукопровод, диаг- 25 раммообразующу.о систему, входной и выходные преобразователи акустических поверхностных волн, расположенные по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней зоны диаграммообразующей системы, элементы которой размещены по дуге окружности с вдвое большим радиусом,и акустический поглотитель на торцах звукопровода, элементы диаграммообраэующей системы выполнены в виде отражающих акустических неоднородностей, расположенных в пределах апертуры входного преобразователя, пр>счем расстояния между проекциями центров отражающих акустичес- 4О ких неоднородностей на направление распространения падающей акустическои волны равны или кратны длине акустической поверхности волны на среднеи частоте, а угол наклона неоднород- 45 ностей по отношению к направлению распространения поверхностной волны равен 45.
На чертеже схематически изображена конструкция анализатора спектра 5р радиосигналов на акустических поверхностных волнах.
Предлагаемый анализатор спектра радиосигналов состоит из звукопровода 1, на рабочей поверхности которого размещены входной преобразователь 2 акустических поверхностных волн, в пределах апертуры которого нанесены акустические неоднородности
3. Выходные преобразователи 4 располагаются по дуге окружности, ради- 60 ус которой равен минимальному значению границы дальней зоны диаграммообразующей системы, у которой элементы (акустические неоднородности 3), в свою очередь, размещены по дуге окружности с вдвое большим радиусом. Расстояния между проекциями центров отражающих акустических неоднородностей 3 на направление распространения падающей акустической волны равны или кратны длине акустической поверхности волны на среднеи частоте. Для устранения отражений поверхностных волн на торцах звукопровода нанесен акустический поглотитель 5.
Анализатор спектра радиосигналов работает следующим. образом.
При подаче на входнои преобразователь 2 радиосигнала возбуждаетСя акустическая поверхностная волна. Достигая акустических неоднородностей 3, поверхностная волна отражается в сторону выходных преобразователей 4. В момент, когда поверхностная волна достигает дальней от входного преобразователя 2 акустической неоднородности 3, происходит формирование диаграммы направленности системы от" ражающих акустических неоднородностен
3. В зависимости от фазовых соотношении парциальных волн, отраженных от акустических неоднородностей 3 и определенных для каждой конкретнои частоты входного сигнала, происходит концентрация энергии акустических поверхностных волн на определенном выходном преобразователе 4. При изменении частоты входного си нала изменяются фазовые соотношения отражен- ных парциальных волн (для каждой парциальной волны фазовые соотношения определяются несущей частотой сигнала и временем распространения волны от входного преобразователя до соответствующей акустической неоднородности) и осуществляется сканирование диаграммои направленности, сформйроэанной системой акустических неоднородностей
3. Таким образом, подавая на вход устройства какой-либо радиосигнал и производя считывание сигналов с выходных преобразователей 4, получаем амплитудный спектр исследуемого сигнала. Для изменения формы диаграммы направленности возможно варьирование расстояний между акустическими неоднородностями 3.
В устройствах на акустических поверхностных волнах с диаграммообразующими системами полоса анализа определяется отношением рабочей длины волны к шагу между элементами системы. Это отношение определяет угол сканирования диаграммы направленности, т.е. угол перемещения основного лепестка диаграммы до первого бокового лепестка диаграммы направленности (первого дифракционного максимума) 822073
Формула изобретения
m..Х и
ВНИИПИ Заказ 1841/69 Тираж 732 Подписное
Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4 где — рабочая длина волны;
m — номер дифракционного порядка;
d — расстояние между элементами диаграммообразующей системы.
Обозначив через 0 апертуру раскрыва диаграммообразующей системы, а через n — число элементов системы, получают
Для известного устройства, работающего на частоте 6 МГц, минимальное расстояние между соседними элементами может составлять 3W. В этом 15 случае для первого дифракционного максимума (m=1) при апертуре диаграммообразующей системы 150 мм и числе элементов, равном 50, угол, сканирования диаграммы направлен- gQ ности составляет 190 (8=19 ).
Для предлагаемого устройства, имеющего диаграммообразующую систему, состоящую из 150 элементов, расположенных через, угол сканиро25 вания диаграммы направленности, а следовательно, и полоса анализа составляет e = 54 т.е.. в три раза больше, чем у известного анализатора. Наличие лишь одного входного преобразователя, отсутствие волноводов поверхностных волн, к геометрическим размерам которых предъявляются высокие точностные требования, позволяет существенно упростить технологию изготовления предлагаемого 35 анализатора и повысить надежность его работы.
Анализатор спектра радиосигналов, содержащий звукопровод, диаграммообразующую систему, входной и выходные преобразователи акустических поверхностных волн, расположенные по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней эоны диаграммообраэующей системы, элементы которой размещены по дуге окружности с вдвое большим радиусом,и акустический поглотитель на торцах звукопровода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения полосы анализа, элементы диаграммообразующей системы выполнены в виде отражающих акустических неоднородностей, расположенных в пределах апертуры входного преобразователя, причем расстояния между проекциями центров отражающих акустических неоднородностей на направление распространения падающей акустической волны равны или кратны длине акустической поверхностной волны на средней частоте, а угол наклона неоднородностей по отношению к направлению распространения поверхностной волны равен 45.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 542956, кл.G 01 R 23/00, 197?.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2641926/18-21, кл.G 01 R 23/16, 31.01.79.
