[go: up one dir, main page]

RU2567186C1 - Reflective delay line - Google Patents

Reflective delay line Download PDF

Info

Publication number
RU2567186C1
RU2567186C1 RU2014136510/28A RU2014136510A RU2567186C1 RU 2567186 C1 RU2567186 C1 RU 2567186C1 RU 2014136510/28 A RU2014136510/28 A RU 2014136510/28A RU 2014136510 A RU2014136510 A RU 2014136510A RU 2567186 C1 RU2567186 C1 RU 2567186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflective elements
input transducer
information signal
reflective
distances
Prior art date
Application number
RU2014136510/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Алексеевич Князев
Сергей Петрович Дорохов
Алексей Сергеевич Салов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2014136510/28A priority Critical patent/RU2567186C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567186C1 publication Critical patent/RU2567186C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics, acoustics.
SUBSTANCE: invention relates to acoustoelectronic devices, particularly to reflective delay lines operating on surface acoustic waves. The technical result is achieved due to that the reflective delay line comprises a substrate made of piezoelectric material, on the surface of which there is an input transducer consisting of n interdigital transducers connected in parallel and lying on a common axis which is inclined at an angle α to the line of reflective elements arranged on both sides of the input transducer. The input transducer is placed such that the distances between the outermost interdigital transducers and the reflective elements, which define minimum (maximum) delay times, have different values, and reflective elements which generate the same pulse delay times of the information signal are in phase with each other.
EFFECT: high amplitude of the information signal and broader functional capabilities.
4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники, в частности к отражательным линиям задержки (ОЛЗ), функционирующим на поверхностных акустических волнах (ПАВ).The invention relates to acoustoelectronic devices, in particular to reflective delay lines (OLS), operating on surface acoustic waves (SAWs).

Известны устройства формирования информационного сигнала, функционирующие на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [1, 2]. Конструктивно устройства содержат подложку из пьезоматериала, на поверхности которой выполнены входной преобразователь и отражательные элементы в виде встречно-штыревых преобразователей (ВШП), расставленных в звуковых каналах.Known devices for generating an information signal operating on surface acoustic waves (SAWs) [1, 2]. Structurally, the devices contain a substrate of piezomaterial, on the surface of which an input transducer and reflective elements are made in the form of interdigital transducers (IDTs) arranged in sound channels.

Недостатком данных устройств является недостаточная амплитуда импульсов, необходимая для идентификации объектов на больших расстояниях.The disadvantage of these devices is the insufficient amplitude of the pulses required to identify objects at large distances.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является многоканальная ОЛЗ на ПАВ, выбранная в качестве прототипа [3].The closest in technical essence to the proposed technical solution is a multichannel SIR for surfactants, selected as a prototype [3].

Многоканальная ОЛЗ (прототип) содержит подложку из пьезоэлектрического материала, на поверхности которой выполнен входной преобразователь, состоящий из n ВШП, расположенных на общей оси, имеющей наклон под углом α к линии расположения отражательных элементов, причем отражательные элементы, расположены по обеим сторонам входного преобразователя и установлены по одной линии.A multichannel OLS (prototype) contains a substrate of piezoelectric material, on the surface of which an input transducer is made, consisting of n IDTs located on a common axis inclined at an angle α to the line of location of the reflective elements, the reflective elements being located on both sides of the input transducer and installed in one line.

Конструкция ОЛЗ-прототипа позволяет формировать многоимпульсный информационный сигнал. Однако вследствие распределения энергии акустической волны, формируемой входным преобразователем по звуковым каналам, амплитуды импульсов информационного сигнала имеют пониженную величину, т.к. каждый импульс определяет только один параметр, что ограничивает функциональные возможности ОЛЗ.The design of the OLZ prototype allows the formation of a multi-pulse information signal. However, due to the distribution of the energy of the acoustic wave generated by the input transducer along the sound channels, the pulse amplitudes of the information signal have a reduced value, because each pulse defines only one parameter, which limits the functionality of the OLS.

Техническим результатом предлагаемой конструкции ОЛЗ является увеличение амплитуды информационного сигнала и расширение ее функциональных возможностей.The technical result of the proposed design OLZ is to increase the amplitude of the information signal and the expansion of its functionality.

Технический результат достигается тем, что ОЛЗ, содержит подложку из пьезоэлектрического материала, на поверхности которой выполнен входной преобразователь, состоящий из «n» ВШП, соединенных параллельно и расположенных на общей оси, имеющей наклон под углом а к линии расположения отражательных элементов, которые установлены по обеим сторонам входного преобразователя. При этом входной преобразователь установлен таким образом, что расстояния между крайними ВШП преобразователя и отражательными элементами, определяющие минимальные (максимальные) временные задержки, имеют равные значения и, кроме того, отражательные элементы, формирующие одинаковые временные задержки импульсов информационного сигнала, выполнены сфазированными относительно друг друга.The technical result is achieved in that the OLZ contains a substrate of piezoelectric material, on the surface of which an input transducer is made, consisting of "n" IDT connected in parallel and located on a common axis, inclined at an angle a to the line of location of the reflective elements, which are installed on to both sides of the input converter. In this case, the input transducer is installed in such a way that the distances between the extreme IDTs of the transducer and the reflective elements that determine the minimum (maximum) time delays have equal values and, in addition, the reflective elements forming the same time delays of the information signal pulses are phased relative to each other .

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемой ОЛЗ задержки, на которой обозначены: 1 - подложка из пьезоматериала; 2 - входной преобразователь; 3 - ВШП; 4 - отражательные элементы; 5, 6 - датчики контроля параметров объекта. Расстояния от крайних ВШП 3 входного преобразователя 2 до отражательных элементов 4 обозначено L. А, В, С, D, Е, F, G, H - длины акустических каналов.In FIG. 1 shows the design of the proposed delayed optical delay, on which are indicated: 1 - a substrate of piezomaterial; 2 - input converter; 3 - IDT; 4 - reflective elements; 5, 6 - sensors for monitoring the parameters of the object. The distances from the extreme IDT 3 of the input transducer 2 to the reflective elements 4 are indicated by L. A, B, C, D, E, F, G, H - the length of the acoustic channels.

На фиг. 2 представлен информационный сигнал, в котором 7-10 обозначены импульсы информационного сигнала с амплитудой H1.In FIG. 2 shows an information signal, in which 7-10 the pulses of the information signal with amplitude H 1 are indicated.

На фиг. 3 представлен информационный сигнал при срабатывании датчика 5, амплитуда импульса 8 обозначена Н2.In FIG. 3 shows the information signal when the sensor 5 is triggered, the amplitude of the pulse 8 is designated H 2 .

На фиг. 4 показан информационный сигнал при сработанных датчиках 5, 6.In FIG. 4 shows an information signal with triggered sensors 5, 6.

Конструктивно ОЛЗ выполнена следующим образом: на поверхности подложки 1 из пьезоматериала выполнен входной преобразователь 2, который состоит из соединенных между собой ВШП 3, образующих акустические каналы (показаны пунктиром фиг. 1). По обеим сторонам входного преобразователя 2 размещены отражательные элементы 4, формирующие одинаковые временные задержки, которые выполнены сфазированными относительно друг друга. Входной преобразователь 2 установлен с наклоном так, что расстояние между его крайними ВШП 3 и отражательными элементами 4 имеют равные величины L. К отражательным элементам 4 подключены датчики 5, 6 для контроля состояния объекта.Structurally, the OLZ is made as follows: on the surface of the substrate 1 of the piezomaterial, an input transducer 2 is made, which consists of interconnected IDT 3 forming acoustic channels (shown by the dotted line in Fig. 1). On both sides of the input transducer 2 there are reflective elements 4 forming the same time delays, which are made phased relative to each other. The input Converter 2 is installed with a slope so that the distance between its extreme IDT 3 and the reflective elements 4 have equal values L. Sensors 5, 6 are connected to the reflective elements 4 to monitor the state of the object.

ОЛЗ работает следующим образом: при подаче короткого радиоимпульса на входной преобразователь 2 каждый ВШП 3 возбуждает акустическую волну, распространяющуюся от него в обе стороны (фиг. 1). Достигнув отражательных элементов 4, волна переотражается и на ВШП 3 входного преобразователя 2 формирует ответные импульсы 7-10, расставленные во времени и образующие информационный сигнал (фиг. 2).OLZ works as follows: when a short radio pulse is applied to the input converter 2, each IDT 3 excites an acoustic wave propagating from it in both directions (Fig. 1). Having reached the reflective elements 4, the wave is reflected and on the IDT 3 of the input transducer 2 forms response pulses 7-10 arranged in time and forming an information signal (Fig. 2).

Установка входного преобразователя 2 под углом к отражательным элементам 4 с обеспечением условия равенства расстояний между крайними ВШП 3 и отражательными элементами 4 делит топологию ОЛЗ на две идентичные друг другу части. Поэтому одна часть топологии линии задержки содержит акустические каналы с временными задержками, равнозначными другой части топологии. Таким образом, длина акустического канала А равна длине канала Н, длина канала В равна длине канала G, длина канала С равна длине канала F, длина канала D равна длине канала Е. Поскольку отражательные элементы 4 расположены по обеим сторонам входного преобразователя 2, то на его ВШП 3 приходят по две акустические волны от отражательных элементов, расположенных в разных частях, но имеющих равные расстояния до ВШП 3. Так как отражательные элементы 4 выполнены сфазированными, то сигналы, пришедшие от них на входной преобразователь, складываются (например, импульсы, сформированные отражателями 4а и 4б). В этом случае входной преобразователь выполняет функцию сумматора, в котором импульсы с одинаковыми временными задержками складываются и образуют информационный сигнал с увеличенной амплитудой импульсов.The installation of the input transducer 2 at an angle to the reflective elements 4 with the condition for equal distances between the extreme IDT 3 and the reflective elements 4 divides the topology of the OLS into two parts that are identical to each other. Therefore, one part of the topology of the delay line contains acoustic channels with time delays equivalent to another part of the topology. Thus, the length of the acoustic channel A is equal to the length of channel H, the length of channel B is equal to the length of channel G, the length of channel C is equal to the length of channel F, the length of channel D is equal to the length of channel E. Since the reflective elements 4 are located on both sides of the input transducer 2, then its IDT 3 comes in two acoustic waves from reflective elements located in different parts, but having equal distances to IDT 3. Since the reflective elements 4 are phased, the signals coming from them to the input transducer are added (to Example pulses generated reflectors 4a and 4b). In this case, the input converter performs the function of an adder in which pulses with the same time delays are added up and form an information signal with an increased pulse amplitude.

Предлагаемая ОЛЗ может быть использована для формирования информационного сигнала в системе дистанционной идентификации и контроля объектов. Поскольку данная линия обеспечивает примерно в 2 раза большую амплитуду импульсов в информационном сигнале, по сравнению с существующими линиями, ее применение позволит увеличить дальность идентификации объекта.The proposed OLZ can be used to generate an information signal in the system of remote identification and control of objects. Since this line provides approximately 2 times greater pulse amplitude in the information signal, compared with existing lines, its use will increase the range of identification of the object.

Вторым применением предлагаемой ОЛЗ может быть контроль физических параметров объекта. Для этого к отражательным элементам, расположенным на одинаковом расстоянии от входного преобразователя 2, подключают датчики, например, контроля температуры в заданных пределах. При достижении первого предельного значения температуры срабатывает датчик 5, при этом амплитуда импульса уменьшится в 2 раза (фиг. 3), при достижении второго предельного значения температуры срабатывает датчик 6, при этом амплитуда импульса будет равна логическому нулю (фиг. 4). Таким образом, одним импульсом можно фиксировать два значения контролируемого параметра, что расширяет функциональные возможности предлагаемой ОЛЗ.The second application of the proposed OLZ may be the control of the physical parameters of the object. To do this, to reflective elements located at the same distance from the input transducer 2, connect sensors, for example, temperature control within specified limits. When the first temperature limit value is reached, the sensor 5 is triggered, while the pulse amplitude decreases by 2 times (Fig. 3), when the second temperature limit value is reached, the sensor 6 is triggered, and the pulse amplitude will be logical zero (Fig. 4). Thus, with one pulse it is possible to fix two values of the controlled parameter, which extends the functionality of the proposed OLZ.

Таким образом поставленная техническая задача - повышение дальности идентификации объекта за счет увеличения амплитуды импульсов информационного сигнала и расширение функциональных возможностей ОЛЗ решена.Thus, the technical task posed is to increase the range of identification of the object by increasing the amplitude of the pulses of the information signal and expanding the functional capabilities of the OLC solved.

На основании изложенного отличительными признаками предложенной ОЛЗ от прототипа являются:Based on the above, the distinguishing features of the proposed OLZ from the prototype are:

- установка входного преобразователя по общей оси, имеющей наклон под таким углом к линии расположения отражательных элементов, что расстояния между крайними ВШП преобразователя и отражательными элементами, определяющими минимальные (максимальные) временные задержки, имеют равные значения;- installation of the input transducer along a common axis, inclined at such an angle to the line of location of the reflective elements such that the distances between the extreme IDTs of the converter and the reflective elements that determine the minimum (maximum) time delays have equal values;

- отражательные элементы, формирующие одинаковые временные задержки импульсов информационного сигнала, выполнены сфазированными относительно друг друга.- reflective elements forming the same time delays of the pulses of the information signal are made phased relative to each other.

ЛитератураLiterature

1. Патент RU 2158936 С2, 10.11.2000.1. Patent RU 2158936 C2, 10.11.2000.

2. Патент RU 2486665 C1, 27.06.2013.2. Patent RU 2486665 C1, 06.27.2013.

3. Решение о выдаче патента на изобретение, заявка №2012145915/08 (073734), дата подачи заявки 26.10.2012.3. The decision to grant a patent for an invention, application No. 20112145915/08 (073734), the filing date of the application is 10/26/2012.

Claims (1)

Отражательная линия задержки, содержащая подложку из пьезоматериала, на поверхности которой выполнен входной преобразователь, состоящий из n встречно-штыревых преобразователей (ВШП), расположенных на общей оси, имеющей наклон под углом α к линии расположения отражательных элементов, установленных в звуковых каналах по обе стороны входного преобразователя, отличающаяся тем, что входной преобразователь установлен таким образом, что расстояния между крайними ВШП преобразователя и отражательными элементами, определяющими минимальные (максимальные) временные задержки, имеют равные значения, кроме того, отражательные элементы, формирующие одинаковые временные задержки импульсов информационного сигнала, выполнены сфазированными относительно друг друга. A reflection delay line containing a piezoelectric substrate, on the surface of which an input transducer is made, consisting of n interdigital transducers (IDTs) located on a common axis that is inclined at an angle α to the location line of the reflective elements installed in the sound channels on both sides input transducer, characterized in that the input transducer is installed in such a way that the distances between the extreme IDTs of the transducer and the reflective elements that determine the minimum ( maximum) time delays have equal values, in addition, the reflective elements forming the same time delays of the pulses of the information signal are made phased relative to each other.
RU2014136510/28A 2014-09-08 2014-09-08 Reflective delay line RU2567186C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136510/28A RU2567186C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Reflective delay line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136510/28A RU2567186C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Reflective delay line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2567186C1 true RU2567186C1 (en) 2015-11-10

Family

ID=54536922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136510/28A RU2567186C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Reflective delay line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567186C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669006C1 (en) * 2017-05-02 2018-10-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of the reflective delay line packaging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4088969A (en) * 1977-04-19 1978-05-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Tapped surface acoustic wave delay line
US5319326A (en) * 1991-04-11 1994-06-07 Siemens Matsushita Comp. Gmbh & Co Kg Surface-wave-type reflective delay line
RU2196344C2 (en) * 1999-06-07 2003-01-10 Научно-исследовательский институт измерительных систем Passive information transmitter on surface acoustic waves interrogated over radio
US7157952B2 (en) * 2004-08-20 2007-01-02 L-3 Integrated Systems Company Systems and methods for implementing delay line circuitry
RU2522886C2 (en) * 2012-10-26 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Multichannel reflecting delay line on surface acoustic waves

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4088969A (en) * 1977-04-19 1978-05-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Tapped surface acoustic wave delay line
US5319326A (en) * 1991-04-11 1994-06-07 Siemens Matsushita Comp. Gmbh & Co Kg Surface-wave-type reflective delay line
RU2196344C2 (en) * 1999-06-07 2003-01-10 Научно-исследовательский институт измерительных систем Passive information transmitter on surface acoustic waves interrogated over radio
US7157952B2 (en) * 2004-08-20 2007-01-02 L-3 Integrated Systems Company Systems and methods for implementing delay line circuitry
RU2522886C2 (en) * 2012-10-26 2014-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Multichannel reflecting delay line on surface acoustic waves

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669006C1 (en) * 2017-05-02 2018-10-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of the reflective delay line packaging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150323667A1 (en) Time of flight range finding with an adaptive transmit pulse and adaptive receiver processing
EP2858378B1 (en) Ultrasonic echo sounder transducer and ultrasonic flow meter equipped with same
WO2018190237A1 (en) Object detecting device
CN103995483B (en) A kind of control method, device and system of ultrasonic transducer
JPS6217195B2 (en)
JPS62120115A (en) Dispersion type sound wave filter surface with tapered converter
JP2015190817A (en) ultrasonic sensor
JP5942656B2 (en) Surface acoustic wave sensor
US9383238B2 (en) Apparatus, system and process for characterizing multiphase fluids in a fluid flow stream
CN110799809A (en) Measuring device and method for determining a fluid variable
RU2567186C1 (en) Reflective delay line
JP7168083B2 (en) Object detection device and control device
US4462256A (en) Lightweight, broadband Rayleigh wave transducer
EP3132235B1 (en) Ultrasonic flow meter
RU2486665C1 (en) Radio-frequency identification device operating on surface acoustic waves
RU2522886C2 (en) Multichannel reflecting delay line on surface acoustic waves
RU2610415C1 (en) Multichannel reflective delay line
JP2015051037A5 (en)
JP2015087786A (en) Sensing system
KR102030449B1 (en) Ultrasonic sensor and control method thereof
KR101815575B1 (en) Acoustic Pyrometry Method and System using the Measured Time Delays of Sound Propagation including the Wall Reflections
WO2011115365A3 (en) Ultrasonic probe using rear-side acoustic matching layer
KR20060126298A (en) Touch Screen Using Time Division Multiple Surface Acoustic Wave and Its Implementation Method
JP7293521B1 (en) ultrasonic phased array sensor
JP2021009028A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190506