SU959102A1 - Взаимный коррел тор - Google Patents

Description

(54)ВЗАИМНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

1

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть использовано дл  вычислени  функций взаимной коррел ции и автокоррел ционных функций импульсных радиосигналов в радиоизмерительных системах, в системах радиолокации и радиопеленгации.

Известны коррел тор и устройство свертки , использующие в качествте основного узла аналоговые устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Конструктивно они представл ют собой пьезоэлектрические пластины, на рабочие поверхности которых нанесены входные преобразователи акустических поверхностных волн, между которыми-в пределах их апертуры нанос тс  съемочные электроды в виде сплошного сло  либо в виде электродной решетки . Операци  перемножени  осуществл етс  за счет нелинейности внешних полупроводниковых элементов (диодов), подклю ченных к электродам съемной решетки, либо за счет акустической нелинейности материала звукопровода. Интегрирование производитс  пространственным съемным электродом. Возможно осуществить вычисление функции взаимной коррел ции входных сигналов с помощью подобных устройств , использу  инвертор, соединенный последовательно с одним из входов устройства 1.

Недостатками таких устрой,ств  вл етс  относительно мала  широкополосность, обусловленна  эквидистантными входными преобразовател ми и необходимость применени  значительных амплитуд сигналов в случае устройств на основе внутренней нелинейности.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, в котором на пьезоэлектрический звукопровод нанесены входные преобразователи акустических поверхностных волн, пространственные периоды которых

15 соответствуют рабочим частотам входных сигналов, между которыми в пределах их апертуры нанесены съемные электроды, последние через полупроводниковые диоды соединены с выходом устройства. За счет нелинейности полупроводниковых диодов

20 осуществл етс  перемножение входных сигналов , а суммирование производитс  на общей щине, соедин ющей выходы полупроводниковых диодов. В этом случае, подава  Одновременно на входные преобразователи радиоимпульсы, с выхода устройства получают сигнал, пропорциональный сарртке входных сигналов. Такое устройство можно использовать дл  определени  функции взаимной коррел ции исследуемых сигналов, если один из входов устройства последовательно соединить с временным инвертором, который может быть выполнен на поверхностных акустических волнах 2.

К недостаткам таких устройств относитс  сложность определени  коррел ционных функций входных сигналов, так как требуетс  применение дополнительных электронных блоков и элементов на акустических поверхностных волнах. Кроме того, эквидистантные входные преобразователи  вл ютс  относительно узкополосными и пгра; ичивают рабочую полосу частот подобных устройств.

Цель изобретени  - упрощение при определении функций взаимной коррел ции входных радиосигналов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что во взаимный коррел тор выполненный в виде пьезоэлектрического пластинчатого звукопровода с нанесенным на его боковые грани акустическим поглотителем, содержащий первый и второй преобразователи электрического сигнала в акустические волны с различным пространственным переходом, входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами устройства, между первым и вторым преобразовател ми электрического сигнала в акустические волны в пределах их апертуры размещены провод щие полоски, соединенные с катодом соответствующего умножающего диода, введены перва  и втора  группы преобразователей акустических волн в электрические сигналы, группа нагрузочных резисторов и излучающа  система, выполненна  в виде веерообразно расход щихс  электродов , каждый из которых соединен с анодом соответствующего диода и первым контактом нагрузочного резистора, вторые контакты которых соединены с щиной нулевого потенциала, причем щирина электродов излучающей системы и преобразователей акустических волн в электрические сигналы равна четверти рабочей длины вол ны, рассто ни е между электродами равно половине рабочей длины волны, преобразователи первой и второй группы акустических волн в электрические сигналы размещены в пределах апертуры излучающей системы с противоположных сторон от нее на общем звукопроводе, выходы преобразователей звуковых волн в электрические сигналы  вл ютс  выходами коррел тора.

Преобразователь акустических волн в электрические сигналы выполнен в виде двух электродов соответственно Ш-образной и -образной формы, причем выступы

образного электрода размещены в зазорах между выступами Ш-образного электрода , причем -образный электрод подключен к щине нулевого потенциала.

На чертеже схематически показана конструкци  аналого-вычислительного устройства .

Схема устройства, содержит пьезоэлектрический пластический звукопровод 1, преобразователи 2, 3 электрического сигнала

Q в акустические волны, провод щие полоски 4, полупроводниковые диоды 5, излучающую систему 6 - преобразователи 7 акустичесraix волн в электрический сигнал, акустический поглотитель 8, группу загрузочных резисторов 9.

Взаимный коррел тор состоит из звукопровода 1, на рабочей поверхности которого размешены входные веерообразные преобразователи 2 и 3. В пределах апертуры преобразователей расположены провод щие,

полоски 4, которые через полупроводниковые диоды 5 соединены с соответствующими электродами излучающей системы 6, котора  выполнена веерообразной, причем пространственный период, т. е. рассто ние между соседними электродами, равен разности

пространственных периодов входны; преобразователей . По обе стороны от веерообразной излучающей системы под входными преобразовател ми друг под другом размещены преобразователи 7, предназначенные дл  считывани  выходного сигнала.

0 Дл  устранени  отражений от торцов звукопровода служит акустический поглотитель 8В том случае, когда на преобразователь 2 подаетс  радиосигнал длительностью 0,1 - 20 МКС, то за счет частотно-избирательных свойств веерообразного преобразовател  распределение акустического пол  в пределах апертуры преобразовател  оказываетс  пропорциональным спектру входного сигнала, т. е. веерообразный преобразователь осуществл ет пространственное

0 разделение частотных составл ющих входного сигнала.

Таким образом, при одновременной подаче на преобразователи 2 и 3 радиосигналов с несущими частотами, соответствующими пространственным периодам преобразователей , на каждой провод щей полос- ке возникает сигнал, пропорциональный спектрам входных сигналов. За счет нелинейности полупроводниковых диодов 5 производитс  операци  перемножени , и так

Claims (2)

1. q как пространственный период излучающей 6 системы равен разности пространственных периодов преобразователей 2 и 3, то излучающей системой б после перемножени  выдел етс  сигнал на разностной несущей частоте входных сигналов. Излучающа  сис5 тема 6 осуществл ет преобразование Фурье от сигнала, пропорционального произведению комплексно-сопр женных спектров входных сигналов. Результат этой операции считываетс  преобразовател ми 7. Это позвол ет осуществить над входными сигналами преобразование и, таким образом, получить функцию взаимной коррел ции входных радиоимпульсов. Геометрические размеры преобразователей и излучающей системы определ ютс  из следующих соображений. Преобразователи характеризуютс  рассто нием между соседними электродами, щириной электродов и их длиной. Дл  устройств на ПАВ эти размеры св заны с длиной волны на рабочей частоте, т. е. с А.ПАВ пда lAB-, где ЛПАБ - длина поверхностной 1 акустической волны в материале звукопровода; УПАВ - скорость ПАВ в материале звукопровода; io - рабоча  частота устройства . В первом приближении можно сказать , что рассто ние между соседними электродами преобразователей (половина пространственного периода преобразователей) равно половине длины поверхностной волны на рабочей частоте устройства - -у. Дл  преобразователей оно линейно мен етс  от до - ьЧ н Дтина поверхностной волны соответственно на верхней и нижней частотах полосы пропускани  устройства. Ширина электродов преобразователей и излучающей системы выбираетс  равной Длина электродов преобразователей (апертура) дл  устройств на ПАВ обычно составл ет Все электродные , структуры в устройствах на ПАВ обычно изготовл ютс  методом фотолитографии, причем толщина металлизации составл ет 0,1-0,3 мкм и ее вли нием на технологичес кие характеристики устройств на ПАВ пренебрегают. Численные величины углов раскрыва преобразователей и излучающей системы завис т от конкретных параметров устройства . В общем случае половина угла раскрыва преобразователей оС (угла, образованного продолжением боковых сторон крайних электродов преобразователей) определ етс  выражением ot arctg где прот женность низкочастотной части (основани ) веерообразного преобразовател  в направлении распространени  ПАВ; LB- прот женность высокочастотной части (верхнего основани ) веерообразного преобразовател  в том же направлении; D - апертура преобразовател . Дл  конкретного примера реализации устройства с параметрами fo 10 мГц, Af 7 мГц с учетом того, что каждый преобразователь содержит по 20 электродов , величина угла . при апертуре преобразователей 15 мм составл ет 8°. Дл  излучающей системы, содержащей 100 элементов , угол раскрыва составл ет 39°. В предложенном устройстве щирина рабочих частот может достигать 70% от средней частоты полосы пропускани , т. е. 7 мГц при средней частоте 10 мГц, кроме того, исключа  выходные электродные считывающие усилители, необходимые дл  компенсации потерь преобразовани  электромагнитной энергии радиосигналов в акустическую , само устройство представл ет собой твердотельный модуль, дл  изготовлени  которого применима стандартна  технологи  фотолитографии. Формула изобретени  . Взаимный коррел тор, выполненный в виде пьезоэ.тектрического пластинчатого звукопровода с нанесенным на его боковые грани акустическим поглотителем, содержащий первый и второй преобразователи электрического сигнала в акустические волны с различным пространственным периодом, входы .которы.х  вл ютс  соответственно первым и вторым входами устройства, между первыж и вторым преобразовател ми электрического сигнала в акустические волны в предела.х их апертуры размещены провод щие полоски, соединенные с катодом соответствующего умножающего диода, огличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства, введены перва  и втора  i-руппы преобразователей акустических волн в электрические сигналы, группа нагрузочных резисторов и -излучающа  система, выполненна  в виде веерообразно расход щихс  электродов , каждый из которых соединен с анодом соответствующего диода и первым контактом нагрузочного резистора, вторые контакты нагрузочных резисторов соединены с щиной нулевого потенциала, причем ширина электродов излучаю1ней системы и преобразователей акустических волн в электрические сигналы равна четверти рабочей длины волны, рассто ние между электродами равно половине рабочей длины волны, преобразователи первой и второй группы акустических волн в электрические сигналы размещены в пределах апертуры излучающей системы, с противоположных сторон от нее на общем в звукопроводе выходы преобразователей звуковых волн в электрические сигна ты  вл ютс  выхода.ми взаимного коррел тора. 2. Коррел тор по п. 1, отличающийс  тем, что преобразователь акустических волн в электрические сигналы выполнен в виде двух электродов, соответственно Ш-образной и -образной формы, причем выступы -образного электрода размещены в зазорах между выступами Ш-образного электрода , причем с -образный электрод соед нен с шиной нулевого потенциала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 959102 и1 .Патент США № 3770949, кл. G 06 G 9/00, опублик. 1973.
2. 2.Карийский С. С. Устройство обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах. М., «Сов. радио, 1975, с. 105.