Фильтр на поверхностных акустических волнах

 

Использование: в радиоэлектронике для частотно-селективной обработки и задержки радиосигналов. Сущность изобретения: для улучшения механических свойств конструкции фильтра, упрощения технологии его изготовления, улучшения подавления паразитного сигнала, вызванного объемными акустическими волнами, канавка 4, прорезанная в поверхности пластинчатого звукопровода 1, противоположной рабочей поверхности с акустоэлектронными преобразователями 2, 3, выполнена замкнутой. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотно-селективной обработки и задержки радиосигналов.

Известные фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) содержит звукопроводы в форме пластин, на верхней, рабочей поверхности которых расположены входной и выходной акустоэлектронные преобразователи ПАВ, а в акустических каналах объемных акустических волн расположены рассеивающие эти волны неоднородности в виде микротрещин в объеме звукопровода или глухих отверстий в нижней поверхности звукопровода, имеющих различную глубину и окружающих области под входным и выходным преобразователями. Подавление объемных акустических волн осуществляется благодаря их рассеянию на указанных неоднородностях [1 и 2] Недостатком таких фильтров является сложность технологии изготовления неоднородностей.

В качестве прототипа выбран фильтр на ПАВ, содержащий расположенные на рабочей поверхности звукопровода входной и выходной преобразователи ПАВ. В нижней поверхности звукопровода, противоположной рабочей поверхности, выполнена клинообразная канавка. Звукопровод укреплен на основании из нержавеющей стали [3] В таком фильтре при подаче на входной преобразователь радиосигнала возбуждается ПАВ, которая распространяется по рабочей поверхности звукопровода к выходному преобразователю и возбуждает в нем выходной радиосигнал. Одновременно с ПАВ входной преобразователь возбуждает паразитную объемную акустическую волну, которая распространяется вглубь звукопровода под определенным углом к его рабочей поверхности. Многократно отразившись от нижней и верхней поверхностей звукопровода, объемная акустическая волна при отсутствии в ее акустическом канале неоднородностей достигает выходного преобразователя, возбуждая в нем паразитный сигнал. При наличии в акустическом канале объемной акустической волны неоднородности в виде клинообразной канавки волна отражается от ее стенок и практически не проникает в область звукопровода, где расположен выходной преобразователь. Значительным преимуществом такого фильтра является обеспечение относительно высокого подавления внеполосных сигналов.

Недостатком прототипа является то, что канавка, которая должна быть глубокой, настолько механически ослабляет звукопровод, что для его усиления требуется стальное основание.

Изобретение направлено на решение задачи устранения отмеченных выше недостатков и обеспечивает улучшение механических свойств конструкции, упрощение технологии изготовления фильтра, улучшение подавления паразитного сигнала, вызванного объемными акустическими волнами.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтре на ПАВ, содержащем звукопровод в форме пластины, на рабочей поверхности которого расположены входной и выходной акустоэлектронные преобразователи ПАВ, а в поверхности, противоположной рабочей, выполнено углубление в форме канавки, упомянутая канавка произвольного сечения, расположенная в акустическом канале объемных акустических волн, выполнена замкнутой. Замкнутая форма канавки способствует тому, что звукопровод оказывается практически таким же прочным, как и в фильтре без каких-либо неоднородностей в канале объемных акустических волн, и нет необходимости укреплять его на стальном основании, что упрощает технологию. Поскольку замкнутая канавка может иметь и кольцевую форму, то наиболее технологически просто она может быть прорезана широко применяемым абразивным сверлом трубчатой формы. Кроме того, при попадании объемной акустической волны на стенки замкнутой канавки помимо эффекта рассеяния волны на канавке, как на любой другой неоднородности звукопровода, наблюдается трансформация энергии объемной акустической волны в энергию ПАВ, циркулирующей по ее стенкам как по волноводу с постепенным затуханием.

Конструкция фильтра на ПАВ с замкнутой канавкой, прорезанной в нижней поверхности звукопровода, представлена на чертеже.

Фильтр на ПАВ содержит расположенные на рабочей поверхности звукопровода 1 входной 2 и выходной 3 акустоэлектронные преобразователи ПАВ. Они могут быть встречно-штыревыми или любой другой конструкции. В нижней поверхности звукопровода 1, противоположной рабочей поверхности, прорезана замкнутая канавка 4 произвольного сечения, расположенная в акустическом канале объемных волн. Канавка 4 может иметь, например, кольцевую форму.

Фильтр работает следующим образом.

При подаче на входной преобразователь 2 радиосигнала возбуждается ПАВ, которая распространяется по рабочей поверхности звукопровода 1 к выходному преобразователю 3 и возбуждает в нем выходной радиосигнал. Одновременно с ПАВ входной преобразователь 2 возбуждает паразитную объемную акустическую волну, которая распространяется вглубь звукопровода под определенным углом к его рабочей поверхности. Отражаясь от нижней и верхней поверхностей звукопровода, объемная акустическая волна распространяется к выходному преобразователю 3. При попадании объемной акустической волны на расположенную на ее пути, т.е. в акустическом канале объемной акустической волны, замкнутую канавку 4 волна частично рассеивается, частично передает свою энергию ПАВ, которую она возбуждает, взаимодействуя со стенкой канавки. Для возбужденной таким образом поверхностной волны канавка представляет собой замкнутый волновод, по которому она начинает циркулировать, постепенно затухая. Происходит захватывание энергии волны замкнутой канавкой-волноводом, в результате которого эта энергия оказывается локализованной в области канавки и практически не достигает выходного преобразователя 3.

Предусматриваемое изобретением выполнение фильтра на ПАВ обеспечивает большее подавление паразитного сигнала при одинаковой с прототипом глубине канавки или равное подавление при меньшей глубине канавки. При этом выполнение канавки замкнутой формы без дополнительного увеличения ее глубины обеспечивает устранение искажающего влияния объемных волн за счет снижения их уровня до значения, соответствующего внеполосному подавлению сигналов ПАВ.

Формула изобретения

ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ, содержащий звукопровод в форме пластины, на рабочей поверхности которого расположены входной и выходной акустоэлектронные преобразователи поверхностных акустических волн, а в поверхности, противоположной рабочей, выполнено углубление в форме канавки, расположенной в акустическом канале объемных акустических волн, отличающийся тем, что канавка выполнена замкнутой.

РИСУНКИ

Рисунок 1