[go: up one dir, main page]

SU684720A1 - Low-temperature acoustic microwave delay line - Google Patents

Low-temperature acoustic microwave delay line

Info

Publication number
SU684720A1
SU684720A1 SU772464377A SU2464377A SU684720A1 SU 684720 A1 SU684720 A1 SU 684720A1 SU 772464377 A SU772464377 A SU 772464377A SU 2464377 A SU2464377 A SU 2464377A SU 684720 A1 SU684720 A1 SU 684720A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
acoustic
low
delay line
piezoelectric transducer
sound
Prior art date
Application number
SU772464377A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Касьянович Аракелов
Виктор Никифорович Балабанов
Original Assignee
Опытно-Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Украинской Сср
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 Опытно-Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Украинской Сср filed Critical Опытно-Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Украинской Сср
Priority to SU772464377A priority Critical patent/SU684720A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU684720A1 publication Critical patent/SU684720A1/en

Links

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение касаетс  радиотехники СВЧ, а именно низкотемпературных акустических СВЧ линий задержки , основанных на использовании электроакустического преобразовател  СВЧ электромагнитного сигнала в акустический сигнал, и может найти применение в приборах и лабораторных установках, в которых требуютс  длительные задержки СВЧ электромагнитных сигналов, например при изучении процессов, св занных с распространением СВЧ акустических волн в твердых телах.The invention relates to microwave technology, namely, low-temperature acoustic microwave delay lines based on the use of an electro-acoustic converter of a microwave electromagnetic signal into an acoustic signal, and can be used in devices and laboratory installations that require long delays of microwave electromagnetic signals, for example, in studying processes associated with with the propagation of microwave acoustic waves in solids.

Известно устройство, в котором дл  сопасовани  сопротивлений пьезэлектрических преобразователей с сопротивлением линии передачи применены шлейфовые трансформаторы 1 .A device is known in which loop transformers 1 are used to safeguard the resistances of piezoelectric transducers with a transmission line resistance.

Недостатком устройства  вл етс  низка  эффективность взаимного преобразовани  электромагнитных и акустических волн.The disadvantage of the device is the low efficiency of mutual conversion of electromagnetic and acoustic waves.

Известна низкотемпературна  акустическа  СВЧ лини  задержки, содержаща  помещенные в криостат линию передачи, св занное с ней согласующее устройство, пьезоэлектрическийA known low-temperature acoustic microwave delay line containing a transmission line, a matching device, and a piezoelectric device connected to the cryostat.

преобразователь и соединенный с ним монокристаллический звукопровод 2.a converter and a single-crystal suction pipe 2 connected to it.

Однако повышение эффективности преобразовани  достигаетс  повышением добротности согласуюи1его устройства, в данном случае тороидального резонатора , что сужает полосу рабочих частот низкотемпературной акустической СВЧ линии задержки.However, an increase in conversion efficiency is achieved by increasing the quality factor of the matching device, in this case a toroidal resonator, which narrows the operating frequency band of the low-temperature acoustic microwave delay line.

00

Цель изобретени  - повышение эффективности преобразовани  при расширении рабочей полосы частот.The purpose of the invention is to increase the conversion efficiency while expanding the working frequency band.

Это достигаетс  тем, что р. низкотемпературной акустической СВЧ линии This is achieved by the fact that p. low temperature acoustic microwave line

5 задержки, содержащей помещенные в криостат линию передачи, св занное с ней согласующее устройство, пьезоэлектрический преобразсватель и соединенный с ним монокристалли0 ческий звукопровод, согласующее устройство выполнено в виде закороченного четвеотьволнового отрезка П-образного волновода, к выступу которого на рассто нии Л f4- от зако5 роченного конца подсоедине : полуволновой отрезок коаксиаль;1ой линии , нагруженн1: й на пьезоэлектрический преобразователь. Проводники полуволнового отрезка коаксиальной5 delays containing a transmission device placed in a cryostat, an associated matching device, a piezoelectric transducer and a single-crystal sound conductor connected to it, the matching device is made in the form of a short-circuited four-wave U-shaped waveguide, to the protrusion of which is Φ f4 -from the fixed end of the connection is: a half-wave segment coaxial; 1 line, loaded: nd on the piezoelectric transducer. Conductors of a half-wave coaxial segment

00

линии состо т из металлических, концентрически расположенных конусов , контактные поверхности которых расположены в одной плоскости и обработаны с оптической точностьюthe lines consist of metal, concentrically located cones, the contact surfaces of which are located in the same plane and processed with optical precision

1а чертеже изображена низкотемпературна  акустическа  СВЧ лини  задержки, разрез,1a shows a low-temperature acoustic microwave delay line, a slit,

ко температурка   акустическа  1СВЧ лини  задержки содержит криостат 1, заполненный охладителем сжиженным газом. В криостат 1 помещена лини  2 передачи, котора  выполнена, например, в виде нейзильберового плоского волновода. Такой волновод позвол ет значительно уменьшить нагрев сжиженного газа за счет тепла из окружающей среды. Лини  2 передачи в криостат 1 подключена к согласующему устройству . Оно представл ет собой закороченный четвертьволновой отрезок П-образного волновода 3, который cocTtJKOsaH непосредственно с пр моугольным волноводом линии 2 передачи . К выступу П-образного волновода 3 на рассто нии А /4 от закороченного конца подсоединен проводник 4. Проводник 4 выполнен в виде металлического конуса. Он образует с верхней крьл кой 5 П-образного волновода 3, в которой имеетс  коническое отверстие, коаксиальную линию . Отверстие и проводник 4 расположены концен-трически . Внутренн   полость конического отверсти  в крышке 5 П-образного волновода 3 и проводник 4 представл ют собой отрезок коаксиальной линии б длино Д/2 . Плоскость крышки 5 П-образного волновода 3 и проводник 4 расположены в одной плоскости и обработаны с оптической точностью. Они  вл ютс  контактными электродами. К Этим электродам приложен пьезоэлектрический преобразователь 6, соединенный с монокристаллическим эвукопроводом 7, Пьезоэлектрический преобразователь 6 представл ет собой тонкую пьезоэлектрическую пленку окиси цинка, нанесенную вакуумным напылением на один из плоскопараллельных торцов звукопровода 7. Эвукопровод 7 выполнен из монокристалла в виде цилиндра, или пр моугольного параллелепипеда с плоскопараллельными торцовыми гран ми . Плоскость торцов обработана с оптической точностью. Лини  2 передачи, согласующее устройство, пьезоэлектрический преобразователь 6 и звукопровод 7 дл  предотвращени  обмерзани  герметизированы от окружающей среды. The temperature of the acoustic 1 UHF delay line contains a cryostat 1 filled with a liquefied gas cooler. In the cryostat 1, the transmission line 2 is placed, which is made, for example, in the form of a neisilbert flat waveguide. Such a waveguide can significantly reduce the heating of liquefied gas due to heat from the environment. Line 2 transmission to the cryostat 1 is connected to the matching device. It is a shorted quarter-wave segment of the U-shaped waveguide 3, which is cocTtJKOsaH directly with a rectangular waveguide of the transmission line 2. A conductor 4 is connected to the protrusion of the U-shaped waveguide 3 at the A / 4 distance from the short-circuited end. The conductor 4 is made in the form of a metal cone. It forms with the upper edge 5 of the U-shaped waveguide 3, in which there is a conical hole, a coaxial line. Hole and conductor 4 are located concentric. The inner cavity of the conical hole in the lid 5 of the U-shaped waveguide 3 and the conductor 4 are a length of coaxial line b / D. The plane of the cover 5 of the U-shaped waveguide 3 and the conductor 4 are located in the same plane and processed with optical precision. They are contact electrodes. A piezoelectric transducer 6 is connected to these electrodes and is connected to a single-crystal evukuy conduit 7. The piezoelectric transducer 6 is a thin piezoelectric zinc oxide film deposited by vacuum sputtering on one of the plane-parallel ends of the sound duct 7. The euing conduit 7 is made of a single crystal in the form of a cylinder or a template. with plane-parallel face edges. The plane of the ends is processed with optical precision. Transmission line 2, matching device, piezoelectric transducer 6 and suction line 7 are sealed against the environment to prevent frosting.

Низкотемпературна  акустическа  СВЧ лини  задержки работает следующим образом.The low-temperature acoustic microwave delay line operates as follows.

Электромагнитный СВЧ сигнал по линии 2 передачи подводитс  к согElectromagnetic microwave signal through transmission line 2 is supplied to

ласуюшему устройству. На контактных электродах согласуюше1-о устройства , которыгли  вл ютс  Kptjima 5 П-образного волг-ювода 3 и проводник 4, выдел етс  электрическа  составл юща  электромагнитного пол . Установленный на контактные электроды пьезоэлектрический преобразователь 6 преобразует э;тектромагиитную волну в акустическую. Акустическа  волна, распростран  сь в звукопроводе 7 от торца с пьезоэлектрическим преобразователем 6, отражаетс  от свободного торца звукотровода 7 и вновь попадает к пьезоэлектрическому гтре (образов а телю 6, При этом происходит частичное преобразование акустической волны в электромагнитную. Дл  уменьшени  потерь мощности акустической волны во врем  распространени  в звукопроводе 7 последний охлажден в криостате 1. После взаимного преобразовани  электромагнитной и акустической волн с согласующего устройства в линию 2 передачи поступает сигнал, задержанный на врем  распространени  акустической волны в звукопроводе 7. Опытна  проверка низкотемпературной акустической СВЧ линии задержки осуществл лась при охлаждении звукопровода до температуры жидкого азота (Т-П К) в трехсантиметровом диапазоне радиоволн . Зтукопровод был изготовлен из монокристалла рубина. Пьезоэлектрическим преобразователем служила пленка окиси цинка. Полоса частот низкотемпературной акустической СВЧ линии задержки составила более при потер х на взаимное преобразование менее 30 дб, т.е. менее 15 дб на одно преобразование. Уход рабочей частоты при охлаждении от комнатной температуры до температуры жидкого азота составил менее 1%, а эффективность преобразова- нй , с точностью до погрешности измерений (±0,2%), не измен лась.to the device. On the contact electrodes of the matching device 1, which are Kptjima 5 U-shaped volg-water supply 3 and conductor 4, the electrical component of the electromagnetic field is separated. A piezoelectric transducer 6 mounted on contact electrodes converts an e-tektromagitnuyu wave into an acoustic one. The acoustic wave propagating in the conduit 7 from the end with the piezoelectric transducer 6 is reflected from the free end of the sound conductor 7 and again gets to the piezoelectric transducer (forming the body 6). This reduces the acoustic power of the acoustic wave to the propagation time in the acoustic duct 7 is cooled in the cryostat 1. After mutual conversion of the electromagnetic and acoustic waves from the matching device into the transmission line 2, the post The signal delayed by the acoustic wave propagation time in the sound duct 7 falls. Experimental testing of the low-temperature acoustic microwave delay line was carried out while cooling the sound duct to the liquid nitrogen temperature (T-P K) in a three-centimeter radio wave range. The optical conductor was made of a single ruby crystal. The piezoelectric converter served zinc oxide film. The frequency band of the low-temperature acoustic microwave delay line is more when the mutual conversion loss is less than 30 dB, i.e. less than 15 db per conversion. The departure of the operating frequency during cooling from room temperature to the temperature of liquid nitrogen was less than 1%, and the efficiency of the conversion, with an accuracy of measurement error (± 0.2%), did not change.

Claims (2)

Низкотемпературна  акустическа  СВЧ лини  задержки обеспечивает эффективное преобразование СВЧ электромагнитных и акустических волн при значительном расширении рабочей полосы частот. По сравнению с известной низкотемпературной акустической СВЧ линией задержки эффективность преобразовани  увеличена с 20-25 дб до 15 дб. Полоса рабочих частот составила 5% вместо 0,07%. Уход рабочей частоты при охлаждении был менее 1%, При такой ишрокой полосе рабочих частот отпадает необходимость в механической подстройке . Повышаетс  точность измерений , так как изменение эффективност преобразовани  составило менее 0,2 дб. Повышаетс  надежность конструкции . . Выполненные таким обра ) чом KOiiaKTHtJC -.эпектроды позвол ют испыт Л1ать paj.. H4Hi-je обра цы монокристаллических звукопрюводов, а также исследовать различные их участки с целью вы влени  областей с минимальным количеством дефектов. Изменение площади поверхности центрального электрода, KOTOPIJM  вл етс  острие штыр , в контактной плоскости позвол ет измен ть площадь возбуждени  пьезоэлектрическим преобразователем акустической волны в звукопроводе. Это, в свою очередь измен ет поперечные размеры звукового луча в зву(опроводе от несколь ких тыс чных мм до нескольких мм . Формула изобретени  Низкотемпературна  акустическа  СВЧ лини  задержки, содержаща  помещенные в криостат линию передачи св занное с ней согласующее УСТРОЙ СТВО, пьезоэлектрический преобразо ватель и соединенный с ним монокристаллический звукопровол, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности преобразовани  при расширении рабочей полосы частот, согласукхдее устройство выполнено в виде закороченного четвертьволнового отрезка Побразного волновода, к выступу которого на рассто нии А /4 длины от закороченного конца подсоединен полуволновой отрезок коаксиальной линии, нагруженный на пьезоэлектрический преобразователь, причем проводники полуволнового отрезка коаксиальной линии с х;то т из металлических, концентрически расположенн лх конусов , контактные поверхности которых расположены в одной плоскости и обработаны с оптической точностью. Источники информации, Iфин т Je во внимание при эксгпертизе 1.IEEE Trons on Ultrasonics Engin YI, с.27, 1963. The low-temperature acoustic microwave delay line provides effective conversion of microwave electromagnetic and acoustic waves with a significant expansion of the working frequency band. Compared with the known low-temperature acoustic microwave delay line, the conversion efficiency is increased from 20-25 dB to 15 dB. The operating frequency band was 5% instead of 0.07%. The departure of the operating frequency during cooling was less than 1%. With such a narrow range of operating frequencies, there is no need for mechanical adjustment. Measurement accuracy is improved as the change in conversion efficiency is less than 0.2 dB. The design reliability increases. . The KOiiaKTHtJC -electrodes, made in such a way, allow testing of paj .. H4Hi-je samples of single-crystal sound guides, as well as exploring their different areas in order to identify areas with a minimum number of defects. The change in the surface area of the central electrode, KOTOPIJM is the tip of the pin, in the contact plane allows the excitation area of the piezoelectric transducer to change the acoustic wave in the acoustic duct. This, in turn, changes the transverse dimensions of the sound beam in the sound (from several thousand mm to several mm). Invention Low-MW Acoustic Acoustic Line containing a transmission device associated with it, a piezoelectric transducer matching the cryostat and a single-crystal sound wire connected to it, characterized in that, in order to increase the conversion efficiency during the expansion of the working frequency band, the device is designed as a shorted about a quarter-wave segment of a Shaped waveguide, to a ledge of which at a distance of A / 4 length from the short-circuited end is connected a half-wave segment of a coaxial line, loaded onto a piezoelectric transducer, with the conductors of a half-wave segment of a coaxial line with x; the surfaces of which are located in the same plane and processed with optical precision. Sources of information, Ifin Je are taken into account when examining 1.IEEE Trons on Ultrasonics Engin YI, p.27, 1963. 2.Извести  Академии наук СССР, 1971, 5, т. 35, с.948 (прототип).2. To produce the Academy of Sciences of the USSR, 1971, 5, vol. 35, p. 948 (prototype).
SU772464377A 1977-03-15 1977-03-15 Low-temperature acoustic microwave delay line SU684720A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772464377A SU684720A1 (en) 1977-03-15 1977-03-15 Low-temperature acoustic microwave delay line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772464377A SU684720A1 (en) 1977-03-15 1977-03-15 Low-temperature acoustic microwave delay line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU684720A1 true SU684720A1 (en) 1979-09-05

Family

ID=20700197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772464377A SU684720A1 (en) 1977-03-15 1977-03-15 Low-temperature acoustic microwave delay line

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU684720A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chandler An investigation of dielectric rod as wave guide
US2415352A (en) Lens for radio-frequency waves
US2503831A (en) Fine wire delay line
GB936456A (en) Waveguide to strip transmission line directional coupler
JP2000252711A (en) Waveguide/microstrip coupler
US2958834A (en) Sealed wave guide window
JPS60218901A (en) Method of tuning angular prism filter and transmitter combiner
SU684720A1 (en) Low-temperature acoustic microwave delay line
Eggers et al. A uhf Delay Line Using Single‐Crystal Yttrium Iron Garnet
US2834949A (en) Rotatable resonant iris
US3636480A (en) Stable solid dielectric microwave resonator and separable waveguide means
Ladbrooke et al. Coupling Errors in Cavity-Resonance Measurements on MIC Dielectrics (Short Papers)
Brienza et al. CONTINUOUSLY‐VARIABLE ULTRASONIC‐OPTICAL DELAY LINE
US2617853A (en) Method of and system for measuring impedance mismatch
SU836775A1 (en) Hypersonic delay line
JPH02126164A (en) Leakage electromagnetic wave measuring instrument
KR100358970B1 (en) Mode Converter
US3465177A (en) Thin film piezoelectric transducer
Gaffney Microwave measurements and test equipments
US3984792A (en) Precise coaxial attenuator for picosecond pulses
SU832636A1 (en) Wave-guide power divider
Lamb et al. Measurement of Viscoelastic Properties of Liquids at 3000 Mc sec
JPH04252601A (en) Microwave window
Hamer et al. Measurement of TE01-mode attenuation in short lengths of circular waveguide
Damon Solid-state microwave delay lines