Акустоэлектронное устройство

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронным устройствам обработки сигналов. Целью является повышение частотного разрешения. Входные радиосигналы преобразуются в ПАВ, запоминаются в виде последовательности строк потенциального рельефа на поверхности звукопровода в результате последовательного построчного электронного облучения (с использованием электронноакустического взаимодействия). В результате последующего одновременного кадрового облучения указанной зоны кратковременным электронным лучом воспроизводится фрагмент волнового поля ПАВ. Его различные парциальные волновые фрагменты, отличающиеся направлением распостранения ПАВ, преобразуются в радиосигналы различными выходными преобразователями с согласованной ориентацией. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к акустоэлектронным устройствам обработки сигналов. Целью изобретения является повышение частотного разрешения. На чертеже представлена схема акустоэлектронного устройства. Акустоэлектронное устройство содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 ПАВ, например, в форме пластины с плоской рабочей поверхностью, размещенные на звукопроводе 1 входной электроакустический преобразователь 2 ПАВ и выходные акустоэлектрические преобразователи 3 ПАВ, развернуты друг относительно друга. выполненные, например, в виде встречно-штыревых систем электродов, облучатель 4 последовательного построчного облучения зоны 5 между входным 2 и выходными 3 преобразователями на рабочей поверхности звукопровода 1 импульсным электронным лучом 6 ленточной геометрии, ориентированным большим размером поперечного сечения вдоль оси звукопровода 1 с возможностью дискретного сканирования (перемещения) луча поперек звукопровода (выполненный, например, в виде электронно-лучевой пушки с импульсной модуляцией тока электронного луча и электростатическим отклонением), облучатель 7 одновременного (кадрового) облучения зоны 5 импульсным электронным лучом 8 (выполненный, например, в виде электронно-лучевой пушки с импульсной модуляцией), блок управления 9 облучателями 4 и 7 (выполненный, например, в виде синхронизированных во времени генераторов импульсных отпирающих напряжений для модулирующих электродов облучателей 4 и 7 и генератора напряжения развертки для облучателя 4). Акустоэлектронное устройство содержит также поглотители паразитных ПАВ, размещенные на пути распространения сигналов паразитных ПАВ вне области распространения полезного сигнала ПАВ. На фиг.1 указаны лишь поглотители 10 у торцов звукопровода 1. Звукопровод и облучатели размещены в вакуумированном корпусе. Входной преобразователь 2 является входным плечом акустоэлектронного устройства и подключен к источнику 11 входного сигнала, преобразователи 3 являются выходными плечами устройства. Акустоэлектронное устройство работает следующим образом. Объектом запоминания и частотной фильтрации является последовательность конечного числа (практически до 10-1000) радиоимпульсов с постоянным периодом следования радиоимпульсов. Период следования импульсов может как существенно (до нескольких порядков) превышать длительность отдельного радиоимпульса, так и быть ему равным. В последнем случае входным сигналом является практически непрерывный радиоимпульс суммарной длительности. Блок управления 9 вырабатывает две последовательности управляющих импульсов. Первая последовательность, управляющая облучателем 7, имеет период следования, равный периоду следования входных радиоимпульсов, и высокую стабильность. Число импульсов этой последовательности равно числу радиоимпульсов входной последовательности. Эта последовательность управляющих импульсов обеспечивает режим ввода и запоминания всей последовательности входных радиоимпульсов путем импульсного отпирания модулирующего электрода (сетки) электронного прожектора облучателя 4. При этом, согласованно с этой первой последовательностью управляющих импульсов, блок управления 9 вырабатывает сигнал управления системой развертки луча 6 облучателя 4, устанавливающий положение электронного луча 6 для каждого акта облучения при записи очередного входного парциального радиоимпульса. Это осуществляется, например, установкой дискретно изменяющегося отклоняющего напряжения при использовании электростатической отклоняющей системы. Вторая последовательность управляющих импульсов управляет облучателем 7 и обеспечивает режимы воспроизведения (вывода) запомненного сигнала и подготовки ( путем стирания запомненных сигналов) к приему следующей последовательности радиоимпульсов. Каждый радиоимпульс из входной последовательности поступает на входной преобразователь 2, преобразуется в ПАВ, распространяющуюся вдоль оси звукопровода 1 в направлении выходных преобразователей 3. В момент времени, когда первый радиоимпульс из последовательности разместится в зоне 5 облучения, происходит первое кратковременное импульсное облучение лучом 6 электронного облучателя 4 первой строки (например, ближней) в зоне 5 рабочей поверхности звукопровода 1. Вторичные электроды, покинувшие поверхность звукопровода 1, перераспределяются электрическим полем ПАВ и по окончании облучающего импульса создают на поверхности звукопровода в месте облучения ( вдоль строки) стационарный потенциальный рельеф, повторяющий в инвертированном виде распределение потенциала в бегущей ПАВ в момент облучения. Таким образом, происходит запоминание парциального радиоимпульса из входной последовательности в виде строки стационарного потенциального рельефа. Длительность электронного облучения не превышает 0,1 периода ПАВ. В этом случае смещение ПАВ во время облучения не приводит к существенным показаниям сигнала. Временное положение первого управляющего импульса определяется по априорной информации о времени прихода первого радиоимпульса от источника 11 радиосигнала ( эта связь показана на фиг. 1 условно пунктиром) или по сигналу о начале спектрального анализа (фильтрации) входного сигнала и обеспечивает запись первого радиоимпульса в указанное место первой строки в зоне 5. Последующие управляющие импульсы из первой последовательности совместно с сигналами управления системой развертки луча обеспечивают аналогичным образом запись посредством облучателя 4 последующих парциальных радиоимпульсов в виде последующих строк стационарного потенциального рельефа в зоне 5. По завершении записи всех импульсов входной последовательности радиоимпульсов в виде совокупности строк потенциального рельефа, облучателем 7 одновременного кадрового облучения спустя время, необходимое для затухания переходных процессов, по управляющему импульсу из второй последовательности осуществляется одновременное облучение зоны 5 кратковременным (такой же длительности, как и при записи) импульсным электронным лучом. В результате облучения происходит нивелирование потенциального рельефа, высвобождение сил упругой деформации пьезозвукопровода (уравновешенных в стационарном состоянии силами кулоновского взаимодействия поверхностных зарядов потенциального рельефа) и восстановление бегущих ПАВ из всех строк потенциального рельефа одновременно с формированием сигнала двумерного фрагмента волнового поля ПАВ, принимаемого выходными преобразователями 3. Соотношение фаз сигналов ПАВ строк определяет наклон фазового фронта формируемой волны. Прием ее осуществляется выходным преобразователем с соответствующей согласованной ориентацией. В свою очередь, соотношение фаз ПАВ строк определяется соотношением фаз сигналов во входной последовательности радиоимпульсов (а также периодом следования управляющих импульсов первой последовательности). Входная последовательность парциальных радиоимпульсов в устройстве преобразуется в радиосигналы на одном или нескольких выходных преобразователях с длительностью, равной длительности одного входного парциального радиоимпульса, в соответствии со спектральным составом последовательности входных радиосигналов. Таким образом, развернутые друг относительно друга выходные преобразователи служат выходными каналами многоканального частотного фильтра. Наклон преобразователя по отношению к оси звукопровода определяет положение полосы рабочих частот выходного канала на частотной оси. По окончании вывода радиосигнала осуществляется стирание остаточного потенциального рельефа в зоне 5 посредством одного или нескольких (при необходимости глубокого стирания) электронных облучений зоны 5 облучателем 7, приводящих к нивелированию потенциального рельефа. После этого устройство осуществляет аналогичным образом запоминание и частотную фильтрацию следующих последовательностей радиоимпульсов. Устройство осуществляет систолическую (поочередную) обработку последовательности радиоимпульсов с формированием на выходных плечах сигналов в соответствии с частотным спектром входного сигнала. Устройство позволяет существенно повысить частотное разрешение, поскольку реализуется режим когерентного накопления последовательности парциальных радиоимпульсов, а суммарная длительность фильтруемой последовательности (что в конечном счете определяет частотное разрешение) за счет использования запоминания сигналов парциальных радиоимпульсов, может быть существенно увеличена.

Формула изобретения

Акустоэлектронное устройство для запоминания и частотной фильтрации радиосигналов, содержащее пьезоэлектрический звукопровод, входной и выходной преобразователи поверхностных акустических волн (ПАВ), расположенные на рабочей грани пьезоэлектрического звукопровода, и основной электронный импульсный облучатель, размещенный над пьезоэлектрическим звукопроводом с возможностью облучения его рабочей зоны, расположенной между входным и выходным преобразователями ПАВ, отличающееся тем, что, с целью повышения частотного разрешения, в него введены размещенный над пьезоэлектрическим звукопроводом дополнительный электронный импульсный облучатель и блок управления, соединенный с основным и дополнительным электронными импульсными облучателями, причем дополнительный электронный импульсный облучатель выполнен сканирующим поперек пьезоэлектрического звукопровода ленточным лучом, большая ось поперечного сечения которого совпадает с направлением акустического канала, а выходной преобразователь ПАВ выполнен в виде отдельных секций, размещенных одна относительно другой под углом, отличным от нуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1