Устройство для фазовой модуляции электромагнитных сигналов

ОЛ ИСАЙЙЗОБРЕТЕР Ия 87 ОРСХОМУ СВМДЕТЕДЬС 18(2 , 2 0524 2 8 0 с 03 С 3/3 явкиударственна 1 и номите вета Министров СССР о делам изобретенийн отнроТий 23) Приоритет43) Опубликовано 25,11,78.брюлле(2),д В ГООЫ изобретения Ордена Трудового Красного Зна)(ени институт рддиотехни и электроники АН СССР71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯШ 11 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИП 1 АЛОВ 2 Изоорет(цие Относится к рз;(иогсхц 1 ке, д именно к твердотельным устройствам для фазовой хОдуляции электромагнитцы.( сигналов, и может найти применение В различных радиотехнических системах для передачи информации путем измене(Ия фазы сигнала.1 звестно ) ст;)ОЙство .ля фззовой модуляциии электромдНитных сиГнзлов, содержз ЦСЕ ВЫПОЛНЕН 1 ЫИ Б БИДЕ П;1 ЗСТИНЫ ИЗ ПОЛЯ- ризованцой пьезокерамики звуког(ровод, нз рабочей поверхности которого расположены входной и выходной электромеханические преобразователи поверхностных акустических волн и управляющий металлический электрод между ними, а на противоположной стороне - второй управляющийметаллический электрод, размещенный под первым 11.Однако этому устройству характерна нелинейная зависимость фазы выходного сигнала от величины модулирующего напряжения, необходимость использования высоковольтного источника для управления фазой сигнала и низкие рабочие частоты.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для фдзовой модуляции, содержащее Выполненцыи В виде пластины пьезополуцроводникОВЫЙ 3 В 1 ко 11)ОВ 0,1, 1:с )а 00 С(й поверхности кот;)роп; )д(11(.10 тк(ць: Вхо:пк)Й и в.1 ходцо элГромсхд,чсскп(;(псобр;)зователи поВс)хцдстнз к, си;(сОнх Волн и бдрье 1) П 10 тткс)к. 1 Н.: 1, д 1 протиОНО(ОжнОЙ стОронс п(11 0рьс 1)(м 1110 тткц - э,1 ек)род, 5О)р)з 10 ц 1 Й ОмСск Й конта(т с п;сзОНОл- ПрОВО:1 ННКОВОЙ 11,1)С 13 НО 1 1.Зтому устройств также сьойственны не; НнеЙНОсть 1 хплитнно-фззОВОЙ хзрзктерис тики и Ограцичеццыи частотный диапазон, 1 О вследствие нелинейной зависимости проводимости ооедненного слоя барьера Шоттки от величины модулируощего напряжения, а также Взаимной частичной компенсации сдвиГЗ ф(13 ы ВыходнОГО сиГн(лз В смежные полупериоды несущей модулирующего напряжения.Целью изобретения является обеспечениелинейной амплитудно-фазовой характеристики и р(Спире)(пе часто Гного диапазона модулирующего сигнала.О Достигается это те:1, что звукопроводВыполнен цз пьезодпэлектрпкд, на рабочей ПОВСрХНОСТ 1 КОтОрОГО МЕжду ВХОдпь)М и ВЫ- ходным элсктромехднц ескцми преобрдзовд.тслями рдсположецд периодцчсск;(я полупроБоднцковая структура с верхним Омичсскич контактом,Нс чертеже показана конструкция предложенного устройства. Устройство содержит выполненный в виде пластины пьезодиэлектрический звукопровод 1, на рабочей поверхности которого расположены входной электромеханический преобразователь 2 поверхностных акустических волн, периодическая полупроводниковая структура 3 с верхним омическим контактом 4 и выходной электромеханический преобразователь 5. 1-а противоположной поверхности звукопровода под периодической структурой расположен электрод 6. Входной электромеханический преобразователь 2 через клемму 7 соединен с высокочастотным ВЧ) источником синусоидального напряжения, а выходной поеГ образователь 5 через клемму 8 соединен с нагрузкой. Омическцс контакты 4 полупроводниковой структуры 3 Включены параллельно и соединены через клемму 9 с источником модулирующего сигнала.Поинцип дейстВия устрОЙствя Основан на эффект(. изменения фазовой скорости поверхностной акустической волны Б с.н)истой структуре пь(.зодиэлектрик-полупроводник при протекании поперечного дрейфового тока в полупроводниковой структуре,ВсеХусоида,уьцый радиОсиПЯ;1 ерез клемму 7 поступает на входной элсктроме. ханическцй преобразователь 2 и преобразуется в поверхностную акусти;сскую Волну, распространяющуюся вблизи ГОгсрхеости звукопровода по напрявленио к Вьхопо)1, преобразователо 5. Распространение акул ической волны в пьезодиэлектрическом Звуко- проводе сопровождается Бозцикновецис.ч переменных пьезополей, которые проникают в полупроводниковую структуру 3 и вызыа ют ГР)УГ 1 пРРовк свободных электуоно Б сгустки. Ког 12 модулцруюний сиги.л осут- СТЕЗУЕТ, ЭЛЕКТРОННЫЕ СГУСТКИ НЕСКОЛЬКО СМС- щены от пограничной со Звукоцроводом ПО- верхности полупроводниковой структуры. При подаче на клемму 9 модулирующего сцналя в полупроводниковой структуре Возникает поперечный дрсйфовый ток, протекающий через верхний омический контякт 4, толщу полупроводниковой структуры 3 и емкость, которую она образует с нижним электродом 6, Этот ток в один по,упериод несущей модулирующего сигналя при)кимяет электронные сгустки к пограничной со звукопРоводом повеРхносг) полчпРОВО;,никоОЙ структуры, втягивая их в область максимал еных пьезоэлектри ческих полей, При этом возрастает эффективность экранировки пьезополей свободными электронами, соответственно уменьшается скорость распространения акустической поверхностной волны и фаза ее испьпывает поло)кительный сдвиг. В другой полупериод несущей модулирую- ЩЕГО СИГНЯЛЯ ЭуЕКТРОЕЕЫС СГЧСТКЦ СДБИГЯОТ- ся глуоь полупроводниковой стрхктурь 3 1 ВЫХОД 5 Т ИЗ ОГ),Я(.ТИ ПРОНИК 1 ОЕ(ЕИЯ Б С.( пьсзопОлеЙ. )ф(ек иНость эк)яцц)0 ки пьезоцолей свободными электронами прц этом уменьшается, соответственно скорость расц рос ГрацеЕия поверхностной акустической Бол цы озра стает, 2 (раза ее Рсецгг 1 ает Отр и цател ы; ы й с Би Г.",устрЯНЕПИЕ Бзац;(цой КОМПСНсации СБИГа фаз В СМС)К)1 ЫЕ ПОЛ ЧЦС.)ИДЫ НЕСЧРСЙ )О модулирующего сигнала достигается тс)что полупроводниковая структура вынолнеца из элементов в виде полосок, при.:ем поострацствецный период сс равен Отношению скорости распространения поверхностной акустической волны Б Звукопроводс к чястоте несу ЦСЙ м Одч лир ч 01 це ГО с 1 Г и яг с 1. 11 р и ЭТОМ ДОСтИГаЕтСЯ сКУСтИЧЕСКРй СИНХРОЦИЗМ .(сж;1 у НОБсрхностеОй якустиче(кой БолнОЙ и попеРечць 1 д)зейфОГь. токОм ч Г).ч(111 РУО- щего сигналя. Г)сйстзе Отдельных элемснд) ТОВ ПО,1 ГРО 30 НИКОВО СТРЧКТУРЫ Склс),1 БЯется и достигается эффекгицая мод),у 5 НРя фазы повсрхнстцой Якуст:чсской волну 1 и ри ВысокРх чяс Отях пс с( ц 1(. Й мод у . Ир уО"( ого (Р Г 2 У 11 Еоврхос ГеЯЯ Як(, стическая волна, сос 5 Ер)кацая В СЕб( ПОСЛЕ ПрСХО)Кдецня ПрОстра цства, зяцятого цолупрозодцРковой структурой, фазовую модуляцию, ца выходцоч преобразователе 5 снова преоорязуется Б ВЧ-радиосигнал. ФазоодулРу)ов)еНый ВЧ.радиосигнал снимается с Выходной клеммы 8 усройства. Сдиг фазы Выходного СЦГНсПЯ В Каж;.Ый ЧОХ;Сцт В)ЕЧЕЦИ Ц )ОПОРПИОцс (Ец ВС,:ИННЕС ПОПЕрсЧНОГГ) ДруИСБОВОГО ТОКЯ, Я, С;СДОБЯГСЛЬНО, И Б(,ЯИЧИНЕ МОДУЛИРЧЮЦЕЕГО 1 с) ПРЯЖЕ НИ 51.З 5Оскольку прОВОдихость по проодникоОЙ структчры нс Рзмсцястся, ямг,итуде 0- (2.0 ЯЯ Ха)ЯКТЕРИСЦКЯ УСТРОЙТБс ЯБ,ЯГ- (51 .5 нейео)Р. Периодичность 1лчцрОПР- ;(БОЙ стр ктуры Оосспечиваст р 1(ц црецис Чс 1(.1( ПОО,РспсЗОПЯ МОЧ ИГ)Юуу, ( (И 112 Г 511П)(ьГ. д с РОЙство д 51 фс 13 Г)БОЙ хОЛУЛЯЦИЦ Э(1(КТРОМЯЦИТЦХ СИГНЯЛОБ СО ЗВУКО проводом изготовлено из пластины ццобята литияеза с длин НОЙ Ось 10, ця пря Вл(цной по кристаллографцческой оси 7. Разм(- ры епастицы 2 Г)х 7 х 0,8 хх. 1 а рабочей Поверхности звукопровода изготовлены ветре- цо-штыревые преобразователи, рассчита 1- ПЫС Ня рс 00 ЧЮ ЧВСТОТу 100 ЧГЦ. МС.Жд этими црсоразоватслячи к рабочей цовсчхНОСИ ЗБКОЦРОВОДЯ С ВОЗДШНЬМ 3230001, равным 500.-. 1 ри)кцмаотпастцнку электронц)го кремния прводимостьк) 10 Оч" см( н разчерачи 4 х 2 х 0,5 чм. Воздушньи зазор ООЕСЦСЧПВс ЮТ НЯПЫЛЕНИЕМ ДИЭЛСКТРИЧЕСКИХ ЦОЛОЗЬСБ ЦЯ ПОБЕ(Р)(ц(:Сть ЗВУСОЦ(РОВОДЯ ВНСгЭЦ 1) 0 ( ТР сеяТ Б а, 3 с Н Я ТОс. с К сТ И с ( К Р у 1 1Ч О с, 12 1 гаруж ной ПОВерхь(ости ку)емцнс вой ПГ астии Ркц ИЗ(то.с( Оч и(су:.ки й к(Н 1( я кт, я И 2 Ст(ЗРГ)Ц(. Оу)ЧЦСРПУ)Р 1 К 31 КОЦРООДХ . МзтсуГ гставт н, 14 (е ц(нТехред СЭ.,у овин Корректор Л. (Иганко Тираж 1041 1 одннсное Редактор Е. ГоннарЗаказ 6779 56 Г 1 гИИПИ Государственного комитета Соне-а Мнн(,стооз СС Р по делам изобретений и от р: - . и13035, Москва, Ж. 1 а н(сига; гг, .;. 4,5 ФилиаПППГгтент, г. Ужгород Проектная, 4канавок с периодом 95 мкм и глубиной травления 15 мкм. На противо 11 оложной поверхности звукопровода под кремниевой пластинкой изготовлен металлический электрод. При частоте несугцей модулирующего сигнала, равной 200 кгц, устройство обеспечивает линейную амплитудно-фязовую характеристику до сдвига фаз, равного - " - , который досгигался при амплитуде модулирующего сигнала, равной 20 Б.Предложенное устройство отличается простотой и технологичностью. Его производство совместимо со стандартной технологией изготовления интегральных схем. Г 1 ри использовании в качестве периодической полупроводпиковой структуры соответствуГО- щих пленок конструкция устройства планарняя. Перечисленные качества обеспечиваюг хороцГГе эксплуатационные пя 1 яметры иедляаемого устройства и сравнительно низкие затрать на его изготовление при массовом производстве.фа,лула изабретенияУстройство для фазовой модуляции электромаг 11 итных сигналов, содержащее выпол( сивый В виде пластины звукопровод на рабочей повер;1 юс г ко Горо О расположены входной и выход:ой эгОкэ ромеханпческпе преобразователи поверхностных акустическпх Волн, Я на ГР(эт 11 ВОГ 10.101 сно 1 пОВе 1 эхностиметаллический элс кгрод, тли(акщееся тем, что, с целпо полчен 1 линейной амплитудно-фязовой характеристики и расширения частотного диапазона модулирующего 1 в спгнЯ (я, звукоп 1 ЭОвод ВЫГ 10,1 нен из Пьезодиэлсктрика, я между электромеханическими пр(-обра(зовятслм ня рабочей поверхности звукопроводя рас(пложена периодическая полупроводниковая структура с верхним Омпческим контактом.15 Источники информации, принятые во внии(г(нис пГ 1 экспотизе 1. Заявка ня пятспт ФЕэГ ЬЪ 2.019.180,20 2 Г Г,:1 яо Рэяве ВЫ 1111 д оп зцг 1 асс Гя(С П.По ЯПГ(,1( С 1 ГЛЕВ, Е 1 ЕС 1 ГОПГСЗ Г е 1 сгв 9 р 49 1 г 73