Частотно-избирательная матрица на поверхностных акустических волнах

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено там, где используются широкие диапазоны частот (радиосвязь, радиолокация и др.) и требуются частотно-избирательные системы с большим количеством переключаемых частотных каналов. Целью изобретения является упрощение и обеспечение возможности микроминиатюризации устройства. Частотно-избирательная матрица на ПАВ содержит n канальных многорезонансных (гребенчатых) встречно-штыревых преобразователей (ВШП), m канальных полосовых ВШП, n +m канальных коммутаторов, входной и выходной разветвители. Канальные и полосовые ВШП размещены на пьезоэлектрическом звукопроводе ортогонально в виде столбцов и строк в общем акустическом канале и через канальные коммутаторы их входы и выходы соответственно соединены с входным и выходным разветвителями. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено там, где используются широкие диапазоны частот (радиосвязь, радиолокация и др.) требуются частотно-избирательные системы с большим количеством переключаемых частотных каналов (синтезаторы частот, перестраиваемые радиоприемные и передающие устройства и др.).

Известны многоканальные частотно-избирательные устройства, представляющие набор N полосовых фильтров, перекрывающих диапазон F, объединенных по входу и выходу разветвителем и сумматором, причем в каждом канале установлен коммутатор.

Недостатками такого частотно-коммутируемого устройства являются сложность и громоздкость. Из-за необходимости использования большого числа коммутаторов и фильтров оно применимо лишь там, где допустимо небольшое число коммутируемых каналов (N << 100).

Наиболее близким техническим решением является частотно-избирательное устройство матричного типа с фильтрами на поверхностных акустических волнах (ПАВ-фильтрами). Устройство содержит две последовательно соединенные многоканаль- ные ступени селекции, содержащие разветвители (сумматоры), канальные фильтры и канальные коммутаторы, соединенные с устройством управления.

Разница между ступенями может состоять в числе каналов n и m соответственно, а также и в том, что одна n-канальная ступень содержит многорезонансные (гребенчатые) фильтры.

Недостатками устройства являются сложность схемы и конструкции из-за наличия двух функционально раздельных ступеней, требующих промежуточного (между ступенями) разделения, суммирования и усиления каналов, а также слабая возможность микроминиатюризации.

Целью изобретения является упрощение и обеспечение возможности микроминиатюризации устройства.

Для реализации этой цели в частотно-избирательной матрице ПАВ, содержащей n канальных многорезонансных (гребенчатых) встречно-штыревых преобразователей (ВШП), m канальных полосовых ВШП, n+m канальных коммутаторов, входной и выходной разветвители и устройство управления коммутаторами, канальные и полосовые ВШП размещены на пьезоэлектрическом звукопроводе ортогонально в виде столбцов и строк в общем акустическом канале, через канальные коммутаторы их входы и выходы соответственно соединены с входным и выходным разветвителями.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой матрицы.

Частотно-избирательная матрица на ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод 1 и две группы ВШП 2 и 3, расположенных на звукопроводе 1 и размещенных в общем акустическом канале. На торцы звукопровода 1 нанесен акустопоглотитель 4 для поглощения отраженной ПАВ., В качестве входных многорезонансных фильтров 2₁-2_n, полосы прозрачности которых Δf_o повторяются в полосе F устройства через Δf₁ = n Δf_o, применены встречно-штыревые преобразователи с прореживанием электродов (под прореживанием понимается периодическое удаление одинаковых групп электродов). Выходные ВШП 3₁-3_m выполняют функции как широкополосных полосовых фильтров, так и функции сумматоров, для чего их апертура (размер по столбцу) выбрана так, чтобы на нее попадали излучения ПАВ всех входных гребенчатых ВШП 2.

Обе группы канальных фильтров (2 и 3) размещены на звукопроводе 1 конструктивно и схемно ортогонально и образуют строки и столбцы матриц. Связь между канальными фильтрами строк (2) и столбцов (3) осуществляется по звукопроводу 1 посредством ПАВ.

Канальные коммутаторы 5 и 6 установлены на входах (выходах) канальных фильтров (2 и 3) и образуют две группы канальных коммутаторов: для строк 5₁-5_n и столбцов 6₁-6_m.

В свою очередь, коммутаторы строк (5) и столбцов (6) объединены входным 7 и выходным 8 разветвителем и сумматором. К управляющим электродам коммутаторов строк и столбцов подключено устройство 9 управления коммутаторами 5 и 6.

Устройство работает следующим образом.

В ждущем положении коммутаторы 5 и 6 находятся в запертом состоянии. В результате между входом и выходом частотной матрицы имеется максимальное затухание. При отпирании устройством 9 управления одного коммутатора строк, например 5₈ и одного из коммутаторов столбцов, например 6₃, из-за перемножения соответствующих амплитудно-частотных характеристик многочастотных (гребенчатых) 2 и полосовых ВШП 3, между входом и выходом частотной матрицы образуется полоса прозрач- ности Δf_o, соответствующая в примере третьей полосе второго многочастотного фильтра.

Управляя по программе коммутацией строк (2) и столбцов (3), можно сформировать полосу прозрачности на любой из N = =mn частотах в полосе F.

Предлагаемое устройство обеспечивает следующий технико-экономический эффект по сравнению с прототипом: при одинаковом числе каналов имеет более простую схему и конструкцию ввиду исключения двух разветвителей (сумматоров) между ступенями; схемное и конструктивное размещение канальных фильтров в виде матрицы на звукопроводе создает реальные условия для микроминиатюризации (уменьшение габаритов в несколько раз).

Формула изобретения

ЧАСТОТНО-ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ МАТРИЦА НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ(ПАВ), содержащая пьезоэлекрический звукопровод, n канальных многорезонансных (гребенчатых) встречно-штыревых преобразователей (ВШП), m канальных полосовых ВШП, входной и выходной разветвители, n + m канальных коммутаторов и устройство управления коммутаторами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения и обеспечения возможности микроминиатюризации, канальные многорезонансные и полосовые ВШП размещены на пьезоэлектрическом звукопроводе ортогонально в виде столбцов и строк в общем акустическом канале и через канальные коммутаторы их входы и выходы соответственно соединены с входным и выходным разветвителями.

РИСУНКИ

Рисунок 1