RU2020731C1

RU2020731C1 - Surface-acoustic wave frequency-selective array

Info

Publication number: RU2020731C1
Authority: RU
Inventors: Г.К. Воробей; М.П. Ерофеев
Original assignee: Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи
Priority date: 1991-05-05
Filing date: 1991-05-05
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: array has n channel multiresonance (ridge-shaped) opposite-pin converters, m channel strip opposite-pin converters, n+m channel commutators, input and output splitters. Channel and strip opposite-pin converters are disposed onto piezoelectric acoustic line normally in form of columns and lines in common acoustic channel. Inputs and outputs of the converters are connected with input and output splitters through channel commutators. EFFECT: simplification; microminiaturization of the device. 1 dwg

Description

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.). The invention relates to radio engineering and can be applied where wide frequency ranges are used (radio communication, radar, etc.). Frequency-selective systems with a large number of switched frequency channels (frequency synthesizers, tunable radio receivers and transmitting devices, etc.) are required.

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. Known multi-channel frequency-selective devices, representing a set of N bandpass filters that span the range F, combined at the input and output by a splitter and an adder, with a switch installed in each channel.

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). The disadvantages of such a frequency-switched device are complexity and cumbersome. Due to the need to use a large number of switches and filters, it is applicable only where a small number of switched channels is permissible (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. The closest technical solution is a frequency-selective matrix-type device with filters on surface acoustic waves (SAW filters). The device contains two series-connected multi-channel selection stages containing splitters (adders), channel filters and channel switches connected to the control device.

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. The difference between the steps can consist in the number of channels n and m, respectively, and also in that one n-channel step contains multi-resonance (comb) filters.

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. The disadvantages of the device are the complexity of the circuit and design due to the presence of two functionally separate steps, requiring intermediate (between steps) separation, summation and amplification of the channels, as well as the weak possibility of microminiaturization.

Целью изобретения является упрощение и обеспечение возможности микроминиатюризации устройства. The aim of the invention is to simplify and enable micro-miniaturization of the device.

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. To achieve this, in a frequency-selective SAW matrix containing n channel multi-resonance (comb) interdigital converters (IDT), m channel strip IDTs, n + m channel switches, input and output splitters and a switch control device, channel and strip IDTs placed on a piezoelectric sound pipe orthogonally in the form of columns and rows in a common acoustic channel, through channel switches their inputs and outputs are respectively connected to the input and output splitters.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой матрицы. The drawing shows a functional diagram of the proposed matrix.

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.The SAW frequency-selective matrix contains a piezoelectric sound pipe 1 and two IDT groups 2 and 3 located on the sound pipe 1 and placed in a common acoustic channel. An acoustic absorber 4 is applied to the ends of the sound duct 1 to absorb the reflected surfactant.,
As input multi-resonance filters 2 ₁ -2 _n , the transparency bands of which Δf _{o are} repeated in the device’s band F through Δf ₁ = n Δf _o , interdigital transducers with decimated electrodes are used (decimation means the periodic removal of identical groups of electrodes). The output IDTs 3 ₁ -3 _m perform the functions of both broadband bandpass filters and the functions of adders, for which their aperture (column size) is selected so that surfactant radiation from all input comb IDTs 2 is incident on it.

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. Both groups of channel filters (2 and 3) are placed on sound duct 1 constructively and schematically orthogonally and form rows and columns of matrices. The connection between the channel filters of rows (2) and columns (3) is carried out through sound duct 1 by means of a surfactant.

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.Channel switches 5 and 6 are installed at the inputs (outputs) of channel filters (2 and 3) and form two groups of channel switches: for rows 5 ₁ -5 _n and columns 6 ₁ -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. In turn, the row (5) and column (6) switches are combined by an input 7 and output 8 splitter and adder. A device 9 for managing switches 5 and 6 is connected to the control electrodes of the row and column switches.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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.In the standby position, switches 5 and 6 are locked. As a result, there is a maximum attenuation between the input and output of the frequency matrix. When the control device 9 unlocks one row switch, for example, 5 ₈ and one of the column switches, for example, 6 ₃ , due to the multiplication of the corresponding amplitude-frequency characteristics of the multi-frequency (comb) 2 and strip IDTs 3, a transparent band forms between the input and output of the frequency matrix - Δf _o , corresponding in the example to the third band of the second multi-frequency filter.

Управляя по программе коммутацией строк (2) и столбцов (3), можно сформировать полосу прозрачности на любой из N = =mn частотах в полосе F. By controlling the switching of rows (2) and columns (3) according to the program, it is possible to form a transparency band at any of the N = mn frequencies in the 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). The proposed device provides the following technical and economic effect compared with the prototype: with the same number of channels has a simpler circuit and design due to the exclusion of two splitters (adders) between the steps; the schematic and constructive placement of channel filters in the form of a matrix on the sound duct creates real conditions for microminiaturization (several-dimensional reduction).

Claims

FREQUENCY-SELECTING MATRIX ON SURFACE ACOUSTIC WAVES (SAW), containing a piezoelectric sound duct, n channel multi-resonant (comb) interdigital transducers (IDT), m channel strip IDTs, input and output switches, n and channel switches, n and a couplers, m characterized in that, in order to simplify and provide the possibility of microminiaturization, channel multiresonant and strip IDTs are placed on the piezoelectric sound duct orthogonally in the form of columns and generally to acoustic channel and via the channel switches its inputs and outputs are respectively connected to input and output couplers.