声表面波高精度多路延迟线组

    1　引言

    声表面波(SAW)延迟线以其体积小、重量轻、无源工作、固态结构勿需调整、设计灵活、稳定可靠以及能实时信号处理等优点,广泛应用于雷达、通讯、电子对抗等电子系统。作者介绍一种设计新颖的多路延迟线无源组件,已成功的应用于电子对抗模拟多径干扰的测试设备中,是系统的关键信号处理器件。该延迟线组件的应用简化了测试设备的设计,提高了系统的抗干扰性能,大大缩小了设备的体积。该器件的研制成功,为延迟线组件的应用拓开了新的领域。目前,开发的同类型产品已在雷达距离欺骗干扰技术中得到试用,大大提高了系统的抗干扰能力。

    该组件的主要技术指标:

　　中心频率/MHz 10.7±0.1

　　基础时延/Ls 2～3

　　3 dB带宽/MHz≤0.5

　　插入衰耗/dB <55

　　各路插入衰耗之差/dB <3.5

　　各路抽头相对时延/Ls 0.023±0.003

    0.047±0.003 0.070±0.003 0.093±0.003

    0.117±0.003 0.140±0.003 0.164±0.003

    0.187±0.003 0.374±0.003 0.748±0.003

    1.495±0.003 2.991±0.003 4.971±0.005

    11.963±0.005 25.925±0.005

    2　工作原理

    采用平面工艺在压电基片上制作输入、输出叉指换能器(IDT),当电信号激励输入IDT,由于逆压电效应产生SAW沿基片表面传播,到达输出IDT时,再由压电效应将声信号转变成电信号输出。由于输入、输出IDT之间有一定距离,SAW的传播速度较电磁波传播速度慢,故经过此距离有延迟时间,从而使电信号被延迟。

    由于SAW在传播路径上具有可控和抽头的特点,只要按技术指标要求制作合适的输入和输出IDT,精确控制两IDT之间的距离,则可按延时要求对输入信号完全取样输出。

    3　设计考虑

    由于延迟组件的中心频率为10.7MHz,接近SAW频率的下限,体波及其他杂波干扰严重。若采用普通基片和常规调试其结果是体波和杂波信号把基波信号掩没。经过多次试验,对基片背面打毛、开槽,调试时进行调谐及其他有效处理,基本消除了体波及其他杂波信号对基波信号的影响。

    该延迟组件为15路输出,每路输出的时延精度较高,都在5 ns以下。第一路与最后一路的延迟相差23.9Ls左右,时延跨度大。若采用一个输入一个输出单片式延迟线进行组合,其结果是基片种类较多,材料差异对延时的影响难以校对,产品的体积也十分庞大。于是我们设计了一种新颖的组合延迟组结构,如图1所示。

　　利用SAW双向传播的特性,在一块基片上制作一个输入IDT和两个延迟输出IDT,通过对基片的处理,效地解决了两路输出之间的影响。1～12路选用6个相同的基片,13～15路选用2个相同的基片。这样,既可避免基片种类和数量繁多造成的浪费,又解决了因材料差异对延迟精度的影响。15路输入端全部并联,采用一个总输入,进行统一振调谐,也消除了因调谐差异对延迟精度及输出不平衡度的影响。15路输出引线的位置、调谐电感放置的位置以及电感的屏蔽,是十分重要的环节,稍有忽视便会使输出彼此间串扰严重。