Анализатор спектра радиосигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз Сфветскнк Сфцнапнстнческик Рвсн ублнк(22) Заявлено 10,07,79 (21) 2822989/18-21с присоединением заявки Ио(51)М. Кл.з С 01 й 23/16 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий,757(088.8) Дата опубликования описания 15. 04 .81(72) Лв торы изобретен С.А. Забузов и С.П. Семенов 1) Зая Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения спектров радиосигналов в Радиоиэмерительных системах, системах радионавигации и радиопеленгации.Известны анализаторы спектра радиосигналов на акустических поверхностных волнах, представляющие собой пластину из пьезоэлектрического материала, на поверхности которой нанесены входные и выходные преобразователи. Пространственное разделение различных частотных составляющих входного сигнала осуществляется либо за счет частотно-избирательных свойств входного веерообразного преобразователя, либо за счет дисперсионных свойств тонкопленочной призмы, наносимой эа входным эквидистантным преобразователем 1 .Недостатком указанных устройств является высокая сложность технологии изготовления, обусловленная высокими точиостными требованиями при изготовлении веерообразных преобразова-телей или необходимостью применения дорогостоящего вакуумного оборудования, в случае применения тонкопленочных элементов. Известен также анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах, в котором на рабочую поверхность эвукопровода нанесены входные преобразователи, совмещенные с волноводами акустических поверхностных волн, излучающие края которых образуют диаграммообразующую систему. Выходные преобразователи располагаются по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней зоны системы излучающих краев волноводов (днаграммообразующей системы), которые, в свою очередь, размещаются по дуге окружности с вдвое большим радиусом. Расстояние между входным преобразователем и излучающим краем соответствующего ему волновода поверхностных волн линейно увеличивается в зависимости от номера входного преобразователя. В таком анализаторе при изменении частоты входного сигнала происходит сканирование диаграммы направленности и, в зависимости от значения несущей частоты сигнала, энергия поверхностных волн кбнцентрируется на соответствующем выходном преобра" зователе. Перемещение диаграммы направленности объясняется различнымифазовыми соотношениями, возникающими э раскрыве диаграммообразующейсистемы при изменении частоты входного сигнала за счет распространения поверхностных волн в волноводахразличной длины (2).Недостатком такого устройстваявляется невозможность размещения;в диаграммообразующей системе большого числа излучающих элементов(в данном случае излучающих краевволноводов), так как их апертура неможет быть сделана меньше, чем несколько длин волн. Это приводит куменьшению полосы анализа либо присохранении полосы анализа к появлению неоднозначности в измерениях.15Кроме того, изготовление большогочисла входных преобразователей иволноводов поверхностных волн является сложной технологической задачей.Цель изобретения - расширение полосы анализа анализатора спектра радиосигналов,Поставленная цеЛь достигается тем,что в анализаторе спектра радиосигналов, содержащем звукопровод, диаграммообразующую систему, входной ивыходные преобразователи акустическихповерхностных волн, расположенныепо дуге окружности, радиус которойравен минимальному значению границыдальней зоны диаграммообразующей системы, элементы которой размещеныпо дуге окружности с вдвое большимрадиусом,и акустический поглотительна торцах звукопровода, элементы диаграммообразующей системы выполненыв виде отражающих акустических неоднородностей, расположенных в пределах апертуры входного преобразователя, прьчем расстояния между проекциями центров отражающих акустических неоднородностей на направлениераспространения падающей акустическоиволны равны или кратны длине акустической поверхности волны на среднеичастоте, а угол наклона неоднородностей по отношению к направлениюраспространения поверхностной волныравен 45,На чертеже схематически изображена конструкция анализатора спектра 50радиосигналов на акустических поверхностных волнах.Предлагаемый анализатор спектрарадиосигналов состоит из звукопровода 1, на рабочей поверхности которого размещены входной преобразователь 2 акустических поверхностныхволн, в пределах апертуры которогонанесены акустические неоднородности3. Выходные преобразователи 4 располагаются по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней зоны диаграммообразующей системы, у которойэлементы (акустические неоднородности 3), в свою очередь, размещены по дуге окружности с вдвое большим радиусом. Расстояния между проекциями центров отражающих акустических неоднородностей 3 на направление распространения падающей акустической волны равны или кратны длине акустической поверхности волны на среднеи частоте, Для устранения отражений поверхностных волн на торцах звукопровода нанесен акустический поглотитель 5.Анализатор спектра радиосигналовработает следующим образом.При подаче на входнои преобразователь 2 радиосигнала возбуждается акустическая поверхностная волна. Достигая акустических неоднородностей 3,поверхностная волна отражается в сторону выходных преобразователей 4. Вмомент, когда поверхностная волнадостигает дальней от входного преобразователя 2 акустической неоднородности 3, происходит Формирование диаграммы направленности системы от"ражающих акустических неоднородностен3, В зависимости от фазовых соотношении парциальных волн, отраженныхот акустических неоднородностей 3 иопределенных для каждой конкретноичастоты входного сигнала, происходитконцентрация энергии акустическихповерхностных волн на определенномвыходном преобразователе 4. При изменении частоты входного си нала изменяются Фазовые соотношения отражен-ных парциальных волн (для каждойпарциальной волны фазовые соотношенияопределяются несущей частотой сигналаи временем распространения волны отвходного преобразователя до соответствующей акустической неоднородности)и осуществляется сканирование диаграммои направленности, сформйроэаннойсистемой акустических неоднородностей3, Таким образом, подавая на входустройства какой-либо радиосигнал ипроизводя считывание сигналов с выходных преобразователей 4, получаемамплитудный спектр исследуемого сигнала. Для изменения формы диаграммынаправленности возможно варьированиерасстояний между акустическими неоднородностями 3,В устройствах на акустических поверхностных волнах с диаграммообразующими системами полоса анализаопределяется отношением рабочейдлины волны к шагу между элементамисистемы. Это отношение определяетугол сканирования диаграммы направленности, т,е. угол перемещенияосновного лепестка диаграммы допервого бокового лепестка диаграммынаправленности (первого дифракционного максимума)0 = в -Д 1ВНИИПИ Заказ 1841/69 Тираж 7 одпис илиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4 где Ъ - рабочая длина волны;а - номер дифракционного порядка;д - расстояние между элементами диаграммообразующейсистемы,5Обозначив через 0 апертуру раскрыва диаграммообразуюцей системы,а через и - число элементов системы,.получают10 Для известного устройства, работающего на частоте 6 МГц, минимальное расстояние между соседними элементами может составлять 31. В этом 15случае для первого дифракционногомаксимума (в=1) при апертуре диаграммообразующей системы 150 мм ичисле элементов, равном 50, угол,сканирования диаграммы направлен Оности составляет190 (0=190).Для предлагаемого устройства, имеющего диаграммообразуюцую систему,состоящую из 150 элементов, расположенных через о угол скани25вания диаграммы направленности, аследовательно, и полоса анализа составляет Э = 540 т.е, в три разабольше, чем у известного анализатора. Наличие лишь одного входногопреобразователя, отсутствие волноводов поверхностных волн, к геометрическим размерам которых предъявляются высокие точностные требования,позволяет существенно упростить технологию изготовления предлагаемого З 5анализатора и повысить надежность егоработы,Анализатор спектра радиосигналов, содержащий звукопровод, диаграммообразующую систему, входной и выходные преобразователи акустических поверхностных волн, расположенные по дуге окружности, радиус которой равен минимальному значению границы дальней эоны диаграммообраэующей системы, элементы которой размещены по дуге окружности с вдвое большим радиусом,и акустический поглотитель на торцах звукопровода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения полосы анализа, элементы диаграммообразующей системы выполнены в виде отражающих акустических неоднородностей, расположенных в пределах апертуры входного преобразователя, причем расстояния между проекциями центров отражающих акустических неоднородностей на направление распространения падающей акустической волны равны или кратны длине акустической поверхностной волны на средней частоте, а угол наклона неоднородностей по отношению к направлению распространения поверхностной волны равен 45. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 542956, кл.6 01 К 23/00, 197.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2641926/18-21,кл.С 01 8 23/16, 31.01,79.