Линейный многолучевой приемник ультразвука

 

ЛИНЕЙНЫЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ ПРИЕМНИК УЛЬТРАЗВУКА, содержащий антенную решетку из электроакустических преобразователей, каждый из которых подключен к своей линии задержки с отводами, и по числу лучей-канаЛы, состоящие из сулвлаторов, входы каждого из которых соединены с одним из выходов каждой линии задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности, в него дополнительно введены сумматор и фазовый детек1 ор, а линии задержки, подключенные к равноудаленным от оси симметрии электроакустическим преобразователям антенной решетки, выполнены с одинаковым временем задержки, входы дополнительного сумматора соединены с выходами каналов, а фазо (Л вый детектор соединен с выходом дополнительного сумматора и со средним выходом одной из крайних линий задержки .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЮ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

8(59 6 01 S 7 52

ГОСУДАРСТВЕННЬ9 КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ЗВМО:УМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3298573/18-10 (22) 04.06.81 (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) И.П. Башкатов, A.Ñ. Дедюхин, Я.М;: Ковальчук и Е.Г. Точинский (71) Московский институт радиотехни-. ки, электроники и автоматики (53) 534.232(088.8) (56) 1. Somer Х.С. Иectronic .sector

scanning .for ultrasonics d1agnosticsi Uftiason1cs, 1968р 6; 9 Зр р.р. 153-.159 °

2. Дедюхин A.Ñ. и др. Способы построения многолучевых антенных ре шаток для ультразвуковых измерительных устройств. - Материалы 3-й Все- .: союзной конференции по вопросам ультразвуковой спектроскопии. Каунас

КПИ, 1976, с. 22-25 ° т", (54)(57) ЛИНЕЙНЫЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ ПРИ-.,-.

ЕМНИК УЛЬТРАЗВУКА,. содержащий антей980,,» А ную решетку из электроакустических преобразователей, кажДый иэ которых подключен к своей линии задержки с .: отводами, и по числу лучей-каналы, состоящие из сумматоров, входы каждого из которых соединены с одним из выходов каждой линии задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности, в него дополнительно введены сумматор и фазовый детекТор, а лйнии задержки, подключенные к равноудаленным от оси симметрии электроакустическим преобразователям антенной решетки, выполнены с одинаковым временем задержки, входы дополнительного сумматора сое- Я динены с выходами каналов, а фазовый детектор соединен с выходом дополнительного сумматора и со средним выходом одной из крайних линий задержки.

1040440

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано, например, в гидролокации и других областях техники, основанных на использовании ультразвуковой . локации.

Известен пространственно-селек тивный приемник ультразвука, содержащий линейную эквидистантную антенную решетку электроакустических преобразователей, соединенных с индиви- 10 дуальными линиями задержки, фиксированными и электрически управляемыми, подключенными к усилителю и детектору fl) .

Приемник обеспечивает электронное сканирование .диаграммы направленности синхронно с развивающимся напряжением на управляемых линиях задержки.

Недостатком известного пространственно-селективного приемника является малое быстродействие, обусловленное переходными процессами в линиях задержки, и невысокая чувствительность из-за того, что ультразвуковые колебания принимаются электроакустическими преобразователями синфазно с любого заданного направления лишь в течение коротких. интервалов времени.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является линейный многолучевой приемник ультразвука, содержащий антенную решетку из электроакустических преобразователей, каждый иэ которых подключен . к своей линии задержки с отводами, и по числу лучей - каналы, состоящие из сумматоров, входы каждого иэ которых соединены с одним иэ выходов каждой линии задержки (2) . 40

Приемник принимает ультразвуковые колебания по направлению любого фиксированного в пространстве луча и на .выходе соответствующего канала появляется сигнал . Направление при" 45 хода колебаний определяется при последовательном подключении индикатора, определяющего амплитуду сигналов, к выходам каналов. Однако в этом устройстве ограничено быстродействие, поскольку для определения амплитуды гармонического сигнала требуется время порядка периода колебаний, вреяя опррса всех каналов должно быть не менее периода колебаний, умноженного на количество каналов.

Кроме того, анализ сигнала производится лишь в течение части времени его поступления, что снижает чувствительность приемника.

Цель изобретения — повышение б0 быстродействия и чувствительности приемника.

Указанная цель. достигается тем, что в линейный многолучевой приемник ультразвука, содержащий антенную решетку иэ электроакустических преобразователей, каждый из которых подключен к своей линии задержки с отводами, и по числу лучей — каналы, состоящие из сумматоров, входы каждого из которых соединены с одним иэ выходов каждой линии задержки, дополнительно введены сумматор и фазовый детектор, а линии задержки, подключенные к равноудаленным от оси симметрии электроакустическим преобразователям антенной решетки, выполнены с одинаковым временем задержки, входы дополнительного сумматора соединены с выходами каналов, а фазовый детектор соединен с выходом дополнительного сумматора и со средним выходом одной из крайних линий задержки.

На чертеже представлена функциональная схема линейного трехлучевого приемника.

Приемник содержит антенную решетку из электроакустических преобразователей 1, каждый иэ которых подключен к индивидуальной линии 2 задержки с отводами, и по числу лучей— каналы, состоящие иэ сумматоров 3, входы каждого иэ которых соединены с одним иэ выходов каждой линии.2 задержки, а также дополнительный сумматор 4, подключенный к выходам каналов (сумматоров 3), и фазовый детектор 5, один из выходов которого подключен к выходу дополнительного сумматора 4, а его второй вход соединен со средним выходом одной иэ крайних линий задержки.

Приемник работает следующим образом.

Решетка, состоящая H3,электроакустических преобразователей, принимает ультразвуковые колебания по направлению любого фиксированного в пространстве луча и на выходе соответствующего канала появляется суммарный сигнал. Амплитуда этого сигнала зависит от угла, под которым приходит ультразвуковая волка по отношению к направлению соответствующего луча, а фаза сигнала по отношению к опорному сигналу зависит от номера канала. Опорный сигнал снимается со среднего выхода крайней линии задержки, соответствующей половине ее полного времени задержки.

Сигналы с выходов каналов суммируются, в результате формируется сигнал, сохраняющий полную информацию о падающей на решетку ультразву-. ковой волне, который сдвинут по фазе по отношению подобного ему опорного сигнала на угол, соответствующий углу падения ультразвуковой волны относительно нормали к антенной ре1040440

С эставитель В. Пирогов

Редактор Н. Кешеля Техред М.Гергель Корректор А ° Зимокосов

Заказ 6924/50 Тираж 710. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ф г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шетке. В случае прихода ультразвуковой вопны с нормального направления результирующий и опорный сигналы совпадают йо фазе.

Таким образ «и, приемник позволяет непрерывно производить пространственную селекцию ультразвуковых волн беэ задержки, т.е. в нем реализуется

1 практически предельное быстродействие.

Кроме того, анализ сигналов приводится в течение всего времени пос.тупления ультразвуковых волн, следо5,вательно, используется полностью их энергия и реализуется максимальная чувствительность приемника..