Регулируемый фазовращатель на поверхностных акустических волнах

 

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ , содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого, последовательно вдоль его продольной оси расположены, входной вст{)ечно-штыревой преобразователь, фоторе-i зистивное покрытие и выходной встрёчно-шты- , ревой преобразователь, при зтом над фоторезистивным покрытием размещен источник света, отличающийся, тем, что, с целью повыщения крутизны регулировочной характеристики, в нем между фоторезистнвным покрытием, параллельно его поверхности, и источником света установлен непрозрачный экран с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси звукопровода, при зтом выходной встречно-щтыревой преобразователь развернут относительно входного преобразователя на острый угол oi , вел11чина которого определяется из следующего соотношения: Ж ctgou Т где W - ширина непрозрачного экрана; Т - пространственный период штырей во входном встречно-штыревом пре (Л образователе, а отношение ширины W непрозрачного экрана к апертуре входного преобразователя меньше единицы.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5D Н 03 Н 9/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3364443/18 — 23 (22) 08,12.81 (46) 30,12.83. Бюл. Р 48 (72) А, Н. Алексеев, М. В. Злоказов,, . В. М. Плужников и В. М, Овсянкина (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени инженерно- физический институт (53) 621.396.966 (088,8) (56) l. Патент Франции 1(2220930, кл. Н 03 Н, 1974.

I, 2, Патент CUIA Х 3845420, кл. 333 — 30, 1974 (прототип) . (54) (57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого. последовательно вдоль его продольной оси расположены. входной встречно-штыревой преобразователь, фоторе.зистивное покрытие и выходной встречно-штыревой преобразователь, при этом над фоторезистивным покрытием размещен источник света, отличающийся . тем, что, с целью повышения крутизны регулировочной характеристики, в нем между фоторезистивным покрытием, параллельно его поверхности, и источником света установлен непрозрачный экран с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси звукопровода, лри этом выходной встречно-штыревой преобразователь развернут относительно входного преобразователя на острый угол е, величина которого определяется иэ следующего соотношения: — ctg g( (W l Т где N — ширина непрозрачного экрана;

Т вЂ” пространственный период штырей во входном встречно-штыревом преобразователе, а отношение ширины W непрозрачного экрана к апертуре входного преобразователя меньше единицы. с

1064427 — ctg g, 4

Изобретение относится к радиотехнике, радиоэлектронике, автоматике и предназначено для использования в качестве регулируемого фаэовращателя в различных устройствах обра ботки сигналов: перестраиваемых фильтрах, управляемых генераторах, в системах с фазовой модуляцией и др.

Известен регулируемый фаэовращатель на

ПАВ с управляемой длиной акустического пути, который содержит пьезоэлектрический звуко- 1О провод, входной и выходной встречно-штыревые преобразователи (ВШП) ПАВ, имеющие одинаковую апертуру, две отражательные решетки

1 типа елочки, расположенные на звукопроводе таким образом, что волна, излученная 15 входным ВШП, достигает выходного ВШП после двухкратного переотражения на отражательных решетках, фоторезистивное покрытие, например, из CdS, Cd5e, расположенное на звукопроводе между отражательными решетками и 20 ,соответственно между преобразователями, а также фотоиндуцированный в указанном покрытии волновод ПАВ с ориентацией его ocu вдоль направления распространения ПАВ и возможнОстью его перемещения в направлении, перпендикулярном указанному направлению(1).

Регулирующим элементом в конструкции фаэовращателя служит фотоиндуцируемый волновод ПАВ, цереме1цение которого относительно преобразователей обеспечивает изменение длины пути распространения акустической волны.

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, которая обусловлена тем, что в состав фазовращателя дополнительно входят две отражательные решетки, 35 наличие которых необходимо для двухкратного поворота акустического луча. Применение решеток не только в значительной мере усложняет конструкцию данного устройства, но и

40 является основной причиной высокого вносимого затухания фазовращателя (потери на один поворот луча ПАВ решеткой составляют величину до 40 и более дБ), а также значительного увеличения уровня должных сигналов из-эа переотражений ПАВ внутри решетки

45 и дисперсии, вызванной металлизацией звукопровода.

Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый фазоврашатель, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого последовательно вдоль его продольной оси расположены входной ВШП, фоторезистивное покрытие и выходной ВШП (2).

Недостатком известного устройства является

его низкая чувствительность, вследствие неболь- 5 шой крутизны регулировочной характеристики.

Цель изобретения -- повышение крутизны зсгулировочной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом фазовращателе на ПАВ, содержа/ щем пьезоэлектрический звукопровод, на поверхности которого последовательйо вдоль его продольной оси расположены входной встречноштыревой преобразователь (ВШП), фоторезистивное покрытие и выходной, встречно-штыревой преобразователь, при этом над фоторезистивным покрытием размещен источник света, между резистивным покрытием, параллельно его поверхности, и источником света установлен непрозрачный экран с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси звукопровода, при этом выходной встречно-штыревой преобразователь р" звернут относительно входного преобразователя на острый уголек, величина которого определяется из следующего соотношения: где W — ширина непрозрачного экрана;

Т вЂ” пространственный период штырей во входном встречно-штыревом преобразователе; а отношение ширины W непрозрачного экрана . к апертуре входного преобразователя меньше единицы.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого фаэовращателя, Фазовращатель содержит пьезоэлектрический звукопровод 1, входной и выходной ВШП 2 и

3, фоторезистивное покрытие 4, источник 5 света, непрозрачный экран 6, проекцию 7 непрозрачного экрана на поверхности звукопровода 1 (фотоиндуцированный. волновод), продольную ось 8 проекции экрана.

Регулируемый фаэовращатель на ПАВ работа ет следующим образом.

При приложении электрического сигнала к электродам входного BIiIII, 2 нм излучается поверхностная акустическая волна в направлении, совпадающем с осью 8. Освещенные участки фоторезистивного покрытия 4, лежащие. эа пределами волновода 7, являются акустически непрозрачными для ПАВ, поэтому выходного ВШП 3 достигает, только часть исходного луча, имеющая апертуру, равную ширине Ч/ волновода.

Ширина волновода W, угол поворотами и период Т электродов ВШП 2 выбраны таким образом, что фазы ПАВ в противоположных точках отдельного электрода выходного ВШП.

3 на краях апертуры акустического луча шириной W отличаются íà 7i поэтому относительная фаза выходного сигнала устройства будет определяться средним расстоянием между

ВШП 2 и 3, измеренному по.оси ьолновода, а амплитуда выходного сигнала ВШП при этом

3 10б44 максимальна для данного значения фазы. Смещение волновода 7 в направлении перпендикулярном направлению распространения ПАВ . сопровождается изменением. среднего -(по апертуре луча ПАВ) расстояния между ВШП 2 и 3 и, следовательно, изменением фазы выходного . сигнала..

Перпендикулярность оси фотоиндуцированно. го волновода 7 электродам входного ВШП 2 необходима для распространения беэ искажения щ

ПАВ по волноводу 7 с сохранением исходного волнового фронта. При любых отклонениях.. оси волновода 7 от этого направления неизбеж--, но возникающие внутри него, отражения ПАВ от.его границ, а также диссипация части энергии волны, проходящей за эти границы, могут привести к полной потере работоспособности усустройства.

Поворот выходного ВШП 3 на острый угол !

О относительно ВШП 2 определяет крутизну регулнровочной характеристики, а также диапазон регулирования фазы; оба параметра оказываются в обратной пропорциональной зависимости от величины К . Соотношение между

5и g обеспечивает разницу s фазах ПАВ в противоположных граничных точках апертуры луча, лежащих на линии волнового фронта выходного ВШП 3, равную половине периода, ПАВ, т. е. на 9 . При этом амплитуда выход ного сигнала оказывается максимальной для данного значения фазы выходного сигнала..

При ширине волновода 7 меньше указанного значения уменьшается амплитуда выходного

27 сигнала устройства и увеличиваются дифракционные потери, приводящие к искажению фронта волны, и, как следствие, к увеличению фазовых искажений сигнала, наличие которых может привести к потере работоспособности устройства., Увеличение ширины волновода с вышеуказанного значения также ведет к уменьшению амплитуды выходного сигнала, а при определенных соотношениях к полному его отсутствию.

Период Р электродов выходного ВШП 3 может отличаться по величине от соответствующего размера Т электродов входного ВШП 2, поскольку при наклонном под углом g паденим ПАВ на электроды выходного ВШП 3, оба ВШП оказываются рассогласованными.по частоте на величину, пропорциональную

cospt. В случае больших at, это рассогласование может оказаться существенным и с целью

его компенсации период P может быль выбран в 1/cos at раэ большим периода Т. Сле- дует отметить, что практически наиболее приемлимыми для данной конструкции оказываются небольшие (до 30 — 2(Р) значения g для которых поправка периода электродов выходного ВШП 3 весьма незначительна.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает получение регулируемого фазового сдвига выходного сигнала, а также упрощается согласование фаэовращателя с устройством регулируемой засветки вследствие возможйостн получения практически любого значения крутизны регулировочной характеристики путем выбора соответствующего значения yr aaf,.

Составитель .Н. Чистякова .

Техред А. Бабинец Корректор А. Зимокосов

Редактор Н. Ковалева

Заказ 10357/57

Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

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