SU509977A1 - Акустический фазовращатель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в антенных сиjtfireMах с фаз ифаз6вым сканированием дааграм .мы направленности, согласоваш ых фильтрах .сжати  и других устройствах обработки сип HajiOB.

Известны акустические фазокращатели, содержащие пьезоэлектрический звукопро вод с расположенными на его поверхности в общем акустическом потоке П -секционным входным и выходным встречно- цтьфевыми преобразовател ми акустической поверхностной волны. Однако известные фазог-, вращатели обеспечивают только дискретное управление фазой сигнала, причем дискреты изменени  фазы заложены в конструкции устройства и не могут быть скорректированы в процессе настройки. Нар ду с этим в известных фазовращател х сдвинутые по фазе сигналы присутствуют в различных каналах и дл  переключени  фазы требуетс  либо коммутировать эти каналы, либо примен ть довольно сложную ключевую схему на полупроводниковых эпитаксиальных пленках, В диапазоне частот (1-ЗООМГц), перекрываемом предлагаемым фазовращателем, b основном известны электрические фазовращатели 2-х классоё. Фазовращатели первого класса используют элементы с сосредо- точенными посто нными (на частотах :. ЮОМгц) Фазовращатели этого класса обпадают существенными температурными и прочими нестабильноет ми, их характеристическое сопротивление мен етс  при регулировке фазы, т, е. они не обеспечивают качественного согласовани  с внешними цеп ми в диапазоне регулировани . Фазовращатели второго класса (частоты 5О-ЗООА гц) вьшолненные с использованием элементов с распределительными посто нными, например , коаксиальные, нар ду с прочими недостатками обладают больщими габаритными размерами и весом, что обусловлено их соизмеримостью С длиной -волны электромагнитного колебани  соответствующей ча стоты.

Использование таких фазовращателей в системах, где одновременно требуетс  при- менить до 10 фазовращателей пример, фазо-фазовое сканирование), Недопустимо . ввиду большого объема, веса и конструктивной сложности такого устройства. Цепь изобретени  - сбеспечение как п.чавной , так и дискретной регулировки фазы в пределах o-fS 6 О °, j Это достигаетс  тем, что в фазовраша .теле, содержащем ггьеэоэлектрический аву копровод с расположенными на его поверх i ности в общем акустическом потоке П сек-« одионным входным и выходнь - встречно шты -ревыми преобразовател ми акустической поц ;Верхностной волны, секции входного, преобра зовател  размещены назвукопроводе с npOJ|странственным сдвигом, равным 1./П .. периода акустической поверхностной вол ьГ . в направлении ее распростра.нени 5 причем последовательно с каждой секцией входного; преобразовател  включено управл емое сопротивление . i На фиг, 1 изображена конструкдагй фааск. вращател  (а), его эквивалентна  схема и по сн юща  ее векторна  диаграмма (6)j :на фиг, 2 - при щипиальна  схема плавного фазовращател  на 120 Са), упрощен- , на  эквивалентна  схема и векторна  m-iar- рамма (6)4, I , . Акустический фазовращателтз представ тает собой пьезоэлектрический звукопровод i (фиг. 1а) сн ане«1енньгмйиа гЬ поверх- - ность входными 2 и вькодными 3 преобразО вател ми АПВ..Входной преобразователь со« держит три элем ентарных двухфазных преоб разовател , расположе шых в общем акусти- ческом потоке с выходным преобрааовате Пем; причем эти преобразователи сдвинуты друг: относительно друга в направлении распростра нени  АПВ на треть ее периода Л ШинЫ одной ,пол рности этих преобразователей подключе- :ны к зажиму источника сигнала, шины противоположной пол ркости через управл емые j сопротивлени  RI RT подключены к другой клемме источника сигнала. : Акустический;фазовращатель работает еле дующим образом: сигнал от генератора U(t) (г, 10) поступает на входной преобразовав и излучаетс  трем  его секци ми в грех, сдвинутых по фазе на 12О потоков АПВ, которые приход т на ЕЕЕОДНОЙ преобразователь , где суммируютс . Включенные последовательно в цепь каждой секшш .входного преобразовател  управл емые сопротив пени  образуют делители мемшу ними и со .противлением излучетш  преобразоватеп . Зт по сн етс  эквивалентной схемой фазовращв тел  (фиг, 16), где RJ, R,, сопротивлени  изаучеЕш  преобразовнтелей и (R управл ющие сопротивлени . Таким образом в каждом плече с изменением величины, управл ющего сопротивлени  происходит перераспределение энергии сигнала между преобразовагелем и шунтом (R -Rj), что идентично модул ции соответствующего вйстора/U, (t ) U (t) I на векторной диаграмме {фиг. 16). В результате суммарный вектор Uj (tj совершает поворот на угол, соответствующий содт- вощению сопротивлений делителей. При вы6о« ре этих соотнощений определенным образом ёо всем диапазоне регулировки фазы возможно получить круговое вращение суммарного вектора с круговой огибающей, т. е. без амплитудной модул ции сигнала в диапазэне регулировки. Таким образом регулировка фазового сдвига в предлагаемом фазовращателе производитс  соответствующими изменени  ми величин управл емых сопротивлений. Следует отметить, что роль управл емых сопротивлений могут выполн ть полупроводниковые , диоды, в этом случаеуправление фазовым производитс  подачей соответствую Щего напр жени  смещени . Схема фазовра|щател  на 0-5 JO (фиг. 2а) содержит п/л диоды Д -Д ; при подаче напр жений сме- подаче напр жений сме- ) одна пара диодов, например, , открываетс , а друга  Д -Д - за« О 1 крываетс .при этом результирующий вектор; напр жени  U ( t ) равен вектору U. ( t ),. При изменении величины и пол рности напр жени  смещени  вектор Цг соверщает пово ; ,рот от (t ) до и .( t ) (фиг. 26). . , По вл юща с  при этом амплитудна  , °о. может быть скорректирована соответствукрщим изменением формы управл ю: пдего напр жени . Результирующее сопротив- |ление входного преобразовател  во всем ;рабочем диапазоне фазовращател  остаетс  посто ннь М, лищь перераспредел  сь между его секци ми. Это дает возможность обеспече ш  xopoiiiero электрического согласовани  с внещними цеп ми. Согласование акустического тракта обеспечиваетс  равенством апер-. ,тур входного и выходного преобразователей, . Таким образом предлагаемый акустический фазовращатель можно рассматривать, как полностью согласованный во всем рабочем диапазоне элемент тракта распространени : ;энергии. Така схема успешно работает в режиме фазового млнипул тора. Следует отме тить, что в режиме манипул ции фазы О -fl угол между векторами U Л i ) и J ( i } составл ет 18О . При подаче напр жеи положительной пол рности диоды ; жени  см

а диоды Д и Д

Л . и Д открываютс ,

зйшфаютс ; при этом , впзбужшпет АПВ только нижний (фиг, 1а) преаЗр&эователь,

т. е. И (t ) и„( t ). При подаче U

2f.СМ

отрицательной пол рности работает верхний преобразователь, т. е. U ( t ) U-i ( )

о

в результате достигаетс  фазова  модул ци  сигнала с дискретом фазы if ТТ., Предлагаемый фазовращатель обеспечивает высокую точность управлени  фазой сигнала во всем рабочем диапазоне частот l 3OOMrii, облада  при этом малыми размерами и весом.. Конструктивна  интегральность акустического фазовращател  позвол ет легко производить его сопр жение с внешними интегральными электронными схемами.

Claims (1)

1. 6 Формула изобретени 

   Акустический фазовращатель, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположеными на его поверхности в общем акустическом потоке п -секционным входным и ;выходным встречно-штыревыми преобразова- тел ми акустической поверхностной волны, отличающ.ийс  тем, что, с целью обеспечени  как плавной, так и дискретной регулировки фазы в пределах Of360 , секции вkoднoгo преобразовател  размещены на( звукопроводе с пространственным сдвигом, равным 1.1 П периода акустической поверхностной волны в направлении ее распростра-нени , причем последовательно с каждой сеЛ- цией входного преобразовател  включено управл емое сопротивление.

   иг. 1

   W(i)

   tft)

   (90+120

   Ifi(t)