автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка акустоэлектронных устройств и их использование в аппаратуре приема, передачи и обработки информации



ГОСУДАРСГВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ фД "ДАЛЬНЯЯ СВЯЗЬ"

¿^ ПИВ На правах рукоплс.1

УД К534.12/232.16.537.

БЛГДАСАРЯН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

"РАЗРАБОТКА АКУСТОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ II ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В АППАРАТУРЕ ПРИЕМА, ПЕРЕДО "И 31 ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ".

05.12.13. Системы и устройства радиогсхннк;: и еяяли

Диссертация в виде научного доклада »я соискание учен ¡л I степени докгора технических н^ук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 1999 г.

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН

В.И. ПУСТОВОЙТ

Доктор технических наук, профессор

С.В.КУЛАКОВ

Доктор технических наук, профессор

А.Б.КРИВОШЕЙКИН

Ведущая организация: Московский научно-исследовательский радиотехнический институт (МНИРТИ)

Защита состоится 17 февраля 1999г. в 14.00 час, на заседании диссертационного Совета ССД 1541001 в ГП "Дальняя связь",г.Санкт-Петербург, Петроградская наб.34

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГП "Дальняя связь" .

Диссертация в виде научного доклада разослана 3*января 1999 г.

Ученый секретарь диссертационно

Совета, профессор

СОДЕРЖАНИЕ

5щая характеристика работы 4

эдержание и обсуждение результатов 14

Повышение избирательности устройств на ПАВ. 14

1.1. Теория возбуждения амплитудно-модулированных ПАВ, 15

1.2. Взвешенные преобразователи ПАВ . 16

1.3. Компенсация дифракции аподизованных ВШП. 22

1.4. Возбуждение ПАВ на гармониках. 24

1.5. Направленные ответвители и внутренние отражатели. 27 Высокоизбирательные устройства частотной селекции на ПАВ. 30

2.1. САПР и САИФ. 30

2.2. Технология. 32

2.3. Высокоизбирательные полосовые фильтры с АМ ПАВ. 34

2.4. Двухканальные и антенно-разделительные фильтры на 34 ПАВ.

2.5. Узкополосные фильтры на ПАВ. 41

2.6. Широкополосные фильтры на ПАВ. 42

2.7. Фильтры ПЧ на ПАВ для ЦТВ. 43 Применение устройств на ПАВ в системах и аппаратуре пере- 46 дачи и обработки информации.

3.1 Спутниковые, тропосферные линии связи, системы РР и 46

РП, автоматизированные средства радиоконтроля на СВЧ.

3.2. Мобильные системы связи. 48

3.3. Телевизионная техника. 54 нсгпочение и основные результаты работы. 57 писок литературы. 60 [риложения. 69

ГОСУДЛ,

РЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

• Последнее время характеризуется широким внедрением акустоэле: тронных устройств (АЭУ) на поверхностных акустических волн; (ПАВ) в аппаратуру приема, передачи и обработки информаци (АПОИ). АЭУ позволяют реализовать в АПОИ такие основные фуи ции, как обработку в реальном масштабе времени в диапазоне 1-10С МГц, частотную селекцию, псевдослучайный поиск рабочих часто-передачу и обработку информации шумоподобными сигналами, эт; лонирование, стабилизацию частоты и др. { 83-85 }. АЭУ на ПА имеют высокую температурную стабильность, высокую надежность малые массогабариты. Их отличительной особенностью является от сутсгвие настройки, возможность совмещения процессов изготовл< ния с микроэлектронной технологией { 86 } .Это обеспечивает широко применение АЭУ в: спутниковой, тропосферной и радиорелейной т ниях связи в составе блоков ППРЧ, ШПС, Фурье-процессоров, ДЛс блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ, блоков синхронизации примемс передачи для ШПС систем связи на основе согласованных фильтров н ПАВ, опорных ПАВ- генераторов; радиоизмерительной аппаратуре составе резонаторов на ПАВ, ПАВ-генераторов, ДЛЗ на ПАВ; маги стральной радиосвязи в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАЕ блоков синхронизации приема и передачи информации; системах Р] и РП в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ; системах подвиж ной радиосвязи; телевизионной технике { 87 }.

Эти достижения стали возможны лишь при использовании адеквг физических моделей, описывающих возбуждение и распространение П

езоэлектрических кристаллах, атакже принципов-работьгАЭУ, входящих ;остав АПОИ.

Несмотря на прекрасные перспективы применения АЭУ в АПОИ и ачительный прогресс в разработке их физических моделей и конструк-ш, существует еще множество нерешенных вопросов. Параметры лучших бораторных и серийных образцов АЭУ на ПАВ начинают приближаться принципиально достижимым, ограниченным технологическими возмож->стями и трудноучитываемым эффектами "второго порядка".

Дальнейшее улучшение параметров АЭУ возможно, очевидно, при □работке новых более совершенных принципов взвешивания, позволяю-их формировать характеристики АЭУ во всех его узлах, новых более со-ршенных конструкций , в которых "минимизированны" т.н. эффекты (торого порядка", а также методов расчета, компенсации и физических э дел ей, описывающих работу АЭУ.

Целью настоящей работы является разработка новых принципов взвеивания ВШП, новых конструкций АЭУ и использование их на всех этапах 1зработки, конструирования , изготовления и применения в АПОИ.

Успешное решение этой важной народно-хозяйственной проблемы по-юляет обеспечить постоянно возрастающий уровень требований к техни-:ским характеристикам АПОИ :

увеличить количество типов акустоэлектронных устройств, освоенных в эомышленности средств связи до 100 с характеристиками не уступающими эовеню зарубежных аналогов;

снизить массогабаритные характеристики узлов АПОИ в среднем в 10 13 (повысить надежность узлов АПОИ в 1.5-2 раза (в среднем 15000 час); 1сширить функциональные возможности АПОИ;

эолее, чем в десять раз уменьшить площадь пьезоматериалов : дорого-гоящих ниобата и танталата лития , и довести число импедансных АЭУ тя мобильных телефонов до 3000 на одной пластине.

Объектами исследований явились АЭУ на ПАВ, являющих основу блоко; АПОИ. В состав АЭУ входят акустоэлектронные радиокомпоненты (АРК) встречно-штыревые преобразователи (ВШП), аподизованные ВШП, ВШГ с емкостным взвешиванием электродовдисперсионные линии задержю (ДЛЗ), различные отражательные структуры и многополосковые ответви тели (МПО), секционированные ВШП и МПО .

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ

• разработка физических моделей и новых конструкций АЭУ с емкостньи взвешиванием электродов и фильтров на ПАВ на их основе для спутнике вой, тропосферной и радиорелейной линий связи, РР и РП, телевизионно] техники и радиоизмерительной аппаратуры;

• разработка физических моделей и исследование нового класса импеданс ных АЭУ в качестве фильтров для подвижных систем связи, в т.ч. для мс бильных телефонов, и цифрового телевидения ;

• разработка новых принципов взвешивания устройств на ПАВ;

• теоретические и экспериментальные исследования возбуждения амшп тудно модулированных ПАВ;

• теоретические и экспериментальные исследования использования во: буждения ПАВ на гармониках в АЭУ;

• оптимизация топологий АЭУ и разработка систем их автоматизировав ного проектирования (САПР) и изготовления фотошаблонов (САИФ);

• исследование новых технологических маршрутов изготовления АЭУ ;

• разработка рекомендаций по использованию АЭУ в составе узлов и блс ков АПОИ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Научная новизна и результаты работы состоят в следующих полож! ниях, которые выносятся на защиту:

яовые принципы взвешивания преобразователей ПАВ, разработанные зические модели и конструкции позволяют в равной мере формировать рактеристики АЭУ во всех его узлах. Впервые произведены теоретиче-)е и экспериментальные исследования фильтров на ПАВ с емкостным зешиванием электродов, разработаны САПР и САИФ. Процедура син-¡а основана на моделях одиночной полосы, заданных зарядов, эквива-нтных схем, б-функций с использованием весовых окон , второго поли-миального алгоритма Ремеза при минимаксном критерии уровней пуль-ций и подавления;

использование принципов емкостного взвешивания позволяет повысить ГХ АПОИ: избирательность на 25-35 дБ, улучшить коэффициент прямо-ольности АЧХ фильтров ПЧ без увеличения габаритов и усложнения хнологии изготовления АЭУ;

для повышения частотного диапазона АЭУ в составе АПОИ использова-I возбуждения ПАВ на 5-9 гармониках;

разработанные новые конструкции ступенчатых АЭУ позволяют при тех : характеристиках (избирательности, вносимых потерях и др.) существен> упростить ( более чем на порядок) технологию изготовления АЭУ на кпготах до 2 ГГц, уменьшив в 5-25 раз требования к размеру минимально-| топологического элемента;

импеданс ВШП с большим числом электродов, в зависимости от апер-ры, аналогичен импедансу параллельного или последовательного конту-I ЬС- контура. Это позволило впервые использовать такие ВШП в прие-эпередающих трактах подвижной и спутниковой системах связи в схемах элосовых и режекторных ЬС-фильтров вместо ЬС- контуров и совместить эеимущества ЬС-фильтров ( малое вносимое затухание, малые пульсации ЧХ и ГВЗ в полосе пропускания, большая рассеиваемая мощность) с пре-чуществами ПАВ-фильтров ( высокая технологичность, воспроизводи-

мость, малые габариты) и обеспечило в производстве такие параметры-ПАВ-фильтров, которые недостижимы в других типах АЭУ, а именно: вносимое затухание -менее 2дБ на частотах свыше 800МГц, пульсации группового времени задержки до 2 не, до нескольких Вт мощности сигналов, подаваемые на вход фильтра.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Практическая ценность работы состоит в разработке и внедрении в промышленность:

• во внедрении новых технологий, методов расчета и новых конструкций АЭУ на предприятиях промышленности средств связи :

a) фильтров импедансного типа для мобильных телефонов,

b) фильтров на ПАВ для головной станции и абонентских конвертеров для кабельного телевидения,

c) телевизионных фильтров на ПАВ на керамике ПКД-124/1, телевизионных фильтров на ПАВ для объединенного канала изображения и звука на ниобате лития и пьезокерамике,

ё) телевизионных фильтров на ПАВ для демодуляторов и передатчиков,

е) фильтров на ПАВ для спутникового тюнера на промежуточной частоте 479 МГц;

• в проведении исследований и разработке телевизионных фильтров на ПАВ для многостандартных телевизоров согласно опционного соглашения с фирмой "МиШа" (Япония);

• САПР и САИФ фильтров на ПАВ, ДЛЗ;

• рекомендаций по использованию АЭУ на ПАВ в составе узлов и блоков АПОИ.

• новой техники ПАВ импедансных фильтров, позволившей проводить разработки на уровне НИОКР с последующей организацией серийного производства следующей номенклатуры устройств:

О режекторных фильтров (серийное производство до 1000 изделий в ену),

g) фильтров для мобильных телефонов (ОКР, организация серийного оизводства),

Ь)фильтров ПЧ для телевидения высокой четкости (ОКР), 5) широкополосных (более 20%) фильтров, не требующих сложных фа-сдвигагощих цепей и усложнения технологии их изготовления (ОКР),

^ сверхузкополосных ( менее 0,1%) фильтров для малогабаритных ав-генераторов, устойчивых к параметрам усилителя (ОКР),

к) фильтров для трактов ПЧ передатчиков, ретрансляторов и приемни-в в цифровом телевидении (НИР);

1) фильтров для синтезаторов частот с большим (более бОдБ) внепо-|сным затуханием (НИР);

несогласованных фильтров с малым вносимым затуханием (НИР); п)АЭУ в диапазоне частот до ЮГГц (поисковая НИР). Последнее осо-нно важно для разработчиков АПОИ и РИА, т.к. позволяет отказаться в гапазоне 2-ЮГГц от более сложных, трудоемких и габаритных фильтров I микрополосковых линиях или фильтров на магнитостатических волнах.

Разработанные фильтры на ПАВ изготовлены из ниобата ли-[Я,танталата лития, пьезокерамики, кварца, имеют лучшие технические .рактеристики, чем образцы известных зарубежных фирм.

Настоящая работа в форме научного доклада является обобщением яоголетних систематических исследований, выполненных под руковод-вом и непосредственном участии автора.

Результаты работы внедрены на ряде промышленных предприятий, ш используются в серийном производстве различных типов АЭУ в соста-: узлов и блоков АПОИ, что подтверждается соответствующими актами о гедрении.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы докладывались на :

• Х-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Ташкент, 1978 г.;

• 1У-ой Всесоюзной конференции по методике и технике ультразвуковой спектроскопии, г. Вильнюс, 1980 г.;

• 1Х-ой Всесоюзной научно-технической конференции по микроэлектронике, г. Казань, 1980 г.;

• Х1-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике, г. Душанбе, 1981 г.;

• П-ой Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы получения и применения пьезоэлектрических материалов", г. Москва, 1982 г.;

• XI 1-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Саратов, 1983 г.;

• ХШ-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Киев, 1986 г.;

• Всесоюзной конференции "Акустоэлектронные устройства обработка информации", г. Черкассы, 1988 г.;

• Х1У-ОЙ Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и физическоГ акустике твердого тела, г. Кишинев, 1989 г.;

• П-ом Международном симпозиуме по поверхностным волнам в твердо!^ теле и слоистых структурах и 1У-ой научно-технической конференцш "Акустоэлектроника-89", г. Варна, 1989 г.;

• Всесоюзной конференции "Акустоэлектронные устройства на ПАВ" г. Черновцы, 1990 г.;

• Всесоюзном совещании "Современное состояние, тенденции развитш производства акустоэлектронных устройств", г. Минск. 1991 г.;

• Научно-техническом Совете Министерства промышленных средств связи, г. Москва, 1986 г.;

» ежегодных заседаниях секции "Функциональная электроника в ЛПОИ" Минпромсвязи СССР в 1986-1991 гг.; в гг. .Москва ,Красноярск, Минск, Эмск, Н.Новгород, Ереван, Сухуми, Улан-Уде, С.-Петербург, Каунас, Рента, Андижан.

» Научной сессии РНТО РЭС им.A.C.Попова 1998г. г.Москва

Разработанные образцы акустоэлектронных устройств демонстриро-зались на ежегодных итоговых коллегиях Минпромсвязи (Минсвязи) ГССР в 1986-1991 гг., АО "Телеком" , Миноборонпрома и Минэкономики России в 1992-1998 гг., международных выставках "ТЕЛЕКОМ" г. Женева 1991г., 1995 г., Рио-де-Жанейро 1996г., г. Москва 1991г.. 1996г.г., Сингапур 1997г.

Результаты работы отмечались Грамотами Всесоюзного и Российского ЧТО ЮС им. A.C. Попова, Медалями и Дипломами ВДНХ, Грамотами Московского Областного Совета Комсомола, а дважды, в 1977 и 1982 гг. ?ходили в число достижений Академии Наук СССР.

Результаты исследований, проведенных автором в 1992-1998г.г.обобщены в монографии [ 81 ].

ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основное содержание работы изложено в 120 научных трудах, в том шсле в 21 статьях, 13 зарубежных патентах. 18 авторских свидетельствах, >5 научно- технических отчетах по НИОКР, 50 тезисах докладов различных сонференции и семинаров, разделе книги "Современные проблемы радиотехники и электроники"!! монографии "Импедансные фильтры на поверх-гостных акустических волнах".

Список опубликованных работ прилагается в конце научного доклада.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

РАБОТЫ

Экономический эффект только за 1980-1991 гг. превышает 15 млн. руб лей и 200 тысяч долларов США. Всего автором внедрено 4 патента и 12 ав торских свидетельств.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Работа представлена в виде научного доклада, обобщающего резуль таты теоретических исследований и экспериментальных разработок, а так же опыты серийного внедрения в производство различных типов АРК н; ПАВ.

Доклад содержит_страниц машинописного текста, из них_ри

сунков,_ таблиц, ссылок на 80 библиографических источника (н;

_листах), приложения.

По своей структуре содержание диссертации можно разделить на три уровня (табл.1.). Первый посвящен фундаментальным исследованиям, направленным на создание техники емкостного взвешивания, возбуждению ПАВ на гармониках, конструированию новых типов ВШП, анализу вторичных эффектов. Второй посвящен разработке высокоизбнрательных АРК и их технологии изготовления.. Третий уровень является практической иллюстрацией эффективности полученных научных и технических результатов по проблеме повышения избирательности АРК для целей создания новых и совершенствования существующих систем и аппаратуры приема, передачи и обработки информации. Ниже кратко излагаются основные результаты диссертационной работы в последовательности, приведенной на структурной схеме (табл.1).

аблица1.

1. Повышение избирательности устройств на ПАВ

■1.1. Теория возбуждения АМПАВ ! [1;2;34:35;36; 39;49;63;67]

11.2. Преобра-! зователи с { АМПАВ ¡[2-10;12;20-37]

I

| 1.3. Компен-] сациядиф-! ракции в апо-: дизованных ; ВШПвведе-| ниемдопол-' нительного 1 ВШП ! [51;52]

1.4. Возбуждение ПАВ на гармониках [40;41 ;45;65]

1.5. Направленные от-| ветвителив | виде ВШС и ] внутренние | отражатели

ВШП ! [17;46;55-57; ! 68; 69]

2. Высокоизбирательные устройства частотной селекции на ПАВ

12.1. САПРиСАИФ [49;58-62]

2.4. Двухканаль-ные и антенно-разделительные фильтры на ПАВ [7-9;15;20;22;25; 29;31;32;36;53]

3. Применение в системах и аппаратуре передачи и обработки информации

3.1. Мобильные системы связи [74:76,80,81]

| 3.2. Спутниковые, | тропосферная и ! радиорелейные ; линии связи, си! стемы РР и РП ! [70-72; 75;79;81;82]

-1.

; 3.2. Автоматизи-I рованные средства радиоконтроля на СВЧ : [19;73;79;81;82]

З.З.Спутниюовое телевидение [1;18;54;66; 71;72;77,78;81]

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ПОВЫШЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ УСТРОЙСТВ НА ПАВ.

К началу данной работы (1973г.), акустоэлектроника прошла, на наш взгляд, свой первый этап развития. На первом этапе внимание разработчиков было обусловлено целым рядом уникальных характеристик, вытекающих из физической сущности АЭУ. Однако, по мере перехода от уникальных лабораторных образцов демонстрировавших практически только работоспособность устройств к их использованию в конкретной АПОИ возникли определенные сомнения относительно достоверности первоначальных оценок { 88 }. Хорошей иллюстрацией последнему является проведенная в 1973-1974 гг. ОКР по разработке фильтров на ПАВ для телевизионных приемников [1]. Впервые в СССР были разработаны и внедрены в промышленное серийное производство на Минском производственном объединении "Горизонт" формирователи частотных характеристик тракта звукового сопровождения телевизионных приемников на отечественной пьезокерамике ПКД-124/1Ф. Требования к характеристикам указанных формирователей были легко реализованы в конструкции АРК с двумя неа-подизованными встречно-штыревыми преобразователями (ВШП). В то же время, требования к высокоизбирательным характеристикам формирователя частотных характеристик тракта изображения не были реализованы в полной мере. Главную роль сыграли в этом всевозможные вторичные эффекты, связанные с характеристиками материалов (в данной конкретном случае пьезокерамика), конструкциями АЭУ и технологическими погрешностями, особенно в условиях серийного производства. Улучшение характеристик АЭУ, путем расчетных коррекций, т.е. предварительных количественных оценок искажений и введения "предискажений" при расчете топологии АЭУ, чрезвычайно затруднительна, т.к. основная нагрузка в процессе разработки АЭУ ложится не только на процесс трудоемкого расчета,

0 и связана с обеспечением рекордно точных измерений параметров, и режде всего прецизионной технологической точностью. Поэтому, на наш згляд, целесообразен конструктивный подход - суть изобретательский по-ск новых технических и технологических решений, уменьшающих или страняющих собственно причину искажений.

1.1. В этой связи автором, совместно с Ю.В. Гуляевым и A.M. Кмитой, первые была предложена идея формировать характеристики АЭУ во всех го узлах, за счет взвешенных неаподизованных преобразователей ПАВ !;20;24;28;30;33;34]. Последнее обусловливает возможность двумерного ассмотрения задачи возбуждения ПАВ: на поверхность пьезоэлектрика анесена система идеально проводящих и бесконечно тонких электродов, а которых задан некоторый потенциал <рк (определение вполне однознач-ой связи фк с топологией взвешенных ВШП может быть проведено на знове анализа эквивалентной схемы [34]), требуется определить распреде-гние заряда под электродами ВШП и распределение электрических полей пьезоэлектрике. Большое количество работ по вопросам возбуждения и 1спространения ПАВ выполнено в ИРЭ РАН (Гуляевым Ю.В., Плесским .П.) { 89 }, ИФП СО РАН (Яковкиным И.Б., Гилинским И.А.) { 90 }, РТИ АН (Горышником A.A.,, Кондратьевым С.Н., Бирюковым C.B.) { 91 }, ИАП (КулаковымС.В.,УльяновымГ.К.) { 92 } и др. Нами [63] для расче-

1 ВШП в сформулированной задаче использовалось квазистатическое эиближение, обеспечивающее достаточную высокую точность и хорошее >гласие с экспериментальными данными. Сравнение расчетных характери-ик с характеристиками, рассчитанными согласно модели 5-функций, поюлило сделать вывод о границах применимости модели 6-источников, ко->рая удовлетворительно (до уровня 40 дБ) описывает взвешенные ВШП элосовых и узкополосных фильтров на ПАВ. Для широкополосных ильтров и при работе фильтров на гармониках необходимо использовать шее точную модель распределения заряда на электродах ВШП. В ка-

честве примера была определена АЧХ фильтра согласно модели одино ной полосы в виде [64]:

Я(/) = [ЛИ <?„] 1>*ехр

• 2л- / 1„

(1.1.1.)

где а = ътк ^ а , — - коэффициент металлизации ВШП, - фун

А /„ I

ция Бесселя 0- порядка, д„ = (ер + ■

V

V

Выражение в квадратных скобках медленно (по сравнению с ширине полосы пропускания узкополосного фильтра) меняется с частотой, силы зависит от коэффициента металлизации ВШП и определяет таким обр зом эффективность возбуждения ПАВ на гармониках. Расчеты АЧХ I формуле (1.1.1) хорошо согласуются с экспериментальными характерист ками [40;41;47].

Для широкополосных фильтров проводилась процедура синтеза АЧ ВШП, основанная на модели одиночной полосы с использованием второ] полиномиального алгоритам Ремеза при минимаксном критерии уров! пульсаций АЧХ в полосе пропускания и уровня подавления АЧХ в поло задержания [49]. И здесь расчеты хорошо согласуются с экспериментальш ми результатами [43;44].

1.2. В настоящей работе были предложены легко реализуемые техн логически преобразователи ПАВ с емкостным взвешиванием электроде [2;20;24;28;30;33] ( рис. 1.2.1.), впервые позволившие обеспечить требуемь потенциалы срк в неаподизованных ВШП.

I , ! I : I : . I

I , I 1 . | I 11-1

\ V | . /. / рсШ.ШПсаыхпьм

| | ! ! I | | [ взвсшваишэлкгрсжа

Преобразователи состоят из основного ряда электродов и дополнительного, причем, расположение электродов в основном ряду определяется из условия акустического синхронизма на центральной частоте фильтра, в то время как электроды в дополнительном ряду расположены с таким интервалом, что этот ряд может эффективно возбуждать ПАВ лишь за пределами заданной полосы пропускания фильтра. Каждая пара электродов основного ряда соединена с источником ВЧ сигнала не непосредственно, а через емкость, образованную между соответствующими перекрывающимися парами электродов в дополнительном ряду. Изменяя величину перекрытия электродов дополнительного ряда можно варьировать величиной указанной емкости и тем самым регулировать величину связи пар электродов основного ряда с источником ВЧ сигнала, т.е. осуществлять взвешивание интенсивности возбуждения ПАВ каждой парой электродов в основном ряду. Это позволяет основной ряд выполнить с одинаковым перекрытием всех электродов, и поэтому ПАВ, возбуждаемые в основном ряду имеют равномерный волновой фронт по апертуре звукового луча. Такой преобразователь может работать в паре с другим преобразователем любого типа, в частности, и с аподизованным преобразователем или с аналогичным преобразователем с емкостным взвешиванием электродов. Расчет топологии дополнительного ряда проводится в два этапа [34;35] : • на первом осуществляется процедура оптимального нахождения амплитуд и протяженности идеализированного импульсного отклика с целью по-

лучения желаемой АЧХ в соответствии с описанием в предыдущем разделе;

• на втором по определенному на первом этапе идеализированному импульсному отклику h(n) с помощью эквивалентной схемы для одного периода ВШП определена функция перекрытия электродов дополнительного ряда, как:

Ls(„)= ШП) , (I.2.I.) s i + a-h(n) v '

С Ь

где а -—-и—, Ь2(п) - пронормированная к I функция аподизацни до-

так

полнительного ряда; С^С: и ЬьЬ: - статическая емкость, приходящая на единицу длины, и апертура основного и дополнительного рядов, соответственно. Апертуры рядов и Ь:шах определяются исходя из требуемых статической емкости, активной проводимости ВШП и возможностей технологического оборудования. Эффективность инженерных расчетов статической емкости и активной проводимости ВШП повышена путем использования упрощенной методики [47]. Так, активная проводимость во взвешенного ВШП выражена через активную проводимость Со' невзвешенно-го ВШП, т.е. такого ВШП, который имеет то же число пар электродов, что и взвешенный, но у которого перекрытие всех электродов в дополнительном ряду постоянно и равно максимальному перекрытию дополнительного ряда: Со=аС»'. Параметр а протабулирован для наиболее часто используемых функций аподизаций и временных окон [48].

Конструкции взвешенных ВШП, предложенные и исследованные нами, схематично представлены в табл.2 (п.п. 1-6,8). Конструкция ВШП по п.1 описана выше (см. рис. 1.2.1.). На рис. 1.2.2 изображена типовая расчетная (1), определенная формулой ( 1.2.1.), и экспериментальная (2) характеристики ВШП. используемые в фильтрах для телевизионных приемников. На

этом же рисунке приведена также характеристика (3), рассчитанная по приближенной модели 8-источников.

Конструкции ВШП, изображенные в табл.2 п.п.2-5, являются модернизациями преобразователей п.I.табл.2.

Выполнение электродов основного (неаподизованного) ряда веерообразно позволяет аподизовать дополнительный ряд только в соответствии с временным окном, поскольку веерное расположение электродов основного ряда уже реализует функцию бшсХ в импульсном отклике ВШП. В такой конструкции преобразователя ( п.2 табл.2 ) [6] довольно легко реализовать импульсный отклик с большим (>2) боковых лепестков за счет уменьшения паразитных емкостей в аподизованном ряду и переходной области по сравнению с прототипом.

Таблица 2. Конструкции взвешенных ВШП.

№№ П.П. Тип ВШП Схсмагичеекая тополопы ВШП Основные преимущества №№ АС, патента

1 С емкостным взвешиванием (ЕВ) электродов ,| Л ■ , 1 ' , - • 1 ! 1 1 1 ! • ! | 1 1 I ' | ' 1 1 ' I ' Высокая гобнрателыюеш, возможность формирования АЧХ во всех узлах АРК 726648

2 С емкостным взвеши-ванпем электродов веерных ВШП / / 1 1 \ \ V \ Высокая шбнрателыгость, уменьшение вторичных эффектов в ВШП с ЕВ 938366

3 С емкостным взвешиванием электродов г Высокая избирательность, уменьшение вторичных эффектов в ВШП с ЕВ 805918

1 \ 1 г

4 С емкостным взвешиванием электродов 1 1 Уменьшение габаритов ВШП с ЕВ 1119590

/у 1

1

5 С емкостным взвешиванием электродов - * Уменьшение габаритов 953695

11 1 Г 1 1 1 [ 1 1 1

1

Продолжение таблицы 2.

Использование такой конструкции повышает избирательность и уменьшает вторичные эффекты в ВШП с емкостным взвешиванием, что особенно важно при проектировании широкополосных и телевизионных фильтров [55;66 ;71].

Исполнение аподизованного ряда ВШП с емкостным взвешиванием на непьезоэлектрической подложке, например, на участке неполяризованной керамики, (Табл.2 п.З) [4] позволяет устранить паразитное возбуждение ПАВ в дополнительном аподизованном ряду, уменьшить переходную область, выполнив электроды обоих рядов с одинаковым пространственным периодом, и тем самым повысить избирательность таких ВШП. Наибольший эффект использования таких преобразователей получен при разработке фильтров на ПАВ для УКВ приемников, выполненных в Минском НИИ радиоматериалов с применением пьезоэлектрических пленок ZnO.

В конструкции ВШП (Табл.2 п.4) реализовано биемкостное взвешивание электродов [12], позволившего уменьшить габариты АЭУ в целом за счет уменьшения апертуры электродов аподизованного ряда.

1.3. Хорошо известно, что анализ влияния дифракции ПАВ на характеристики АЭУ представляет довольно трудоемкую вычислительную задачу. Нами [51] разработан рекурентный алгоритм, реализующий модель, основанную на геометрической дифракции Френеля и параболической теории анизотропии который позволил провести анализ совместного влияния дифракции и затухания ПАВ в материале подложки. В ряде случаев потери на распространение ПАВ довольно высоки. Так, в пьезокерамике потери на распространение ПАВ на частотах свыше 30 МГц могут достигать 10 и более дБ/см, что, собственно, и ограничивает применение керамики на более высоких частотах. Компенсация дифракционных искажений и дисперсии распространения ПАВ представляла собой итерационный процесс путем внесения предварительных искажений в полосе пропускания АЭУ. Разработанный алгоритм был использован при проектировании серийно выпускаемых в МПО "Горизонт" телевизионных фильтров на ПАВ, вы-

полняемых на подложках из пьезокерамики. Полученные экспериментальные результаты хорошо совпадали с расчетными, что ,на наш взгляд, связано с изотропностью материала подложки - пьезокерамики.Многолетний опыт разработок, проведенных в ИРЭ РАН {93}, НИИ "Фонон"{94} и др. показал, что поскольку, результаты экспериментальных исследований таких ВШП в случае анизотропных кристаллов (например, ниобата лития) практически всегда отличаются от теоретических, необходимо учитывать только эффекты "первого порядка"(прямое прохождение сигнала, влияние нагрузок), а совершенствованием конструкций добиваться минимизации эффектов "второго порядка"(переотражениями ПАВ,фазовыми искажениями,дифракцией ПАВ и ДР-)-

В табл.2 (п.7) схематически изображена конструкция аподизованного ВШП [5], пассивные участки электродов которого выполнены с периодом, отличным от периода ВШП, определяемого в соответствии с условием акустического синхронизма. Такая конструкция аподизованного ВШП обеспечивает компенсацию переотражений ПАВ и уменьшает уровень искажений электрических характеристик АЭУ. На данное техническое решение получено авторское свидетельство, использованное в телевизионных фильтрах производства МПО" Горизонт" и НИИ" Фонон".

Конструкция двухканального фильтра с емкостным взвешиванием электродов ( п.8 табл.2) [9] позволяет практически полностью устранить искажения АЧХ фильтра, вызванные дифракционным расхождением ПАВ [53].

Нами предложен также метод минимизации дифракции введением вспомогательной последовательности источников импульсного отклика, основанный на прямом увеличении перекрытий электродов [52]. Согласно методу, к последовательности источников, реализующих заданную АЧХ на основной частоте ^ , прибавляется вспомогательная последовательность источников, амплитуды и временные интервалы между импульсами которой выбираются такими, чтобы суммарная последовательность не

имела источников с малыми амплитудами. При временном интервале между импульсами вспомогательной последовательности вдвое меньше, чем в исходном импульсном отклике, суммарная последовательность была реализована ВШП с расщепленными электродами и индивидуальным взвешиванием каждого электрода. Экспериментально получены приемлемые характеристики ВШП (подавление в полосе задержания - лучше 40 дБ) для преобразователей с очень малой (5Х) апертурой. При этом было реализовано 2 боковых лепестка в импульсном отклике фильтра [52]. Использование таких преобразователей особенно важно при серийном выпуске фильтров (в т.ч. для телевизионной техники, скремблеров, дискремблеров [71]) из-за требования снижения удельного расхода дорогостоящих пьезоэлектрических подложек.

1.4. Базовыми характеристиками АЭУ, определяющими их применение в АПОИ, является рабочая частота и уровень вносимых потерь. Нами впервые показано , что для расширения частотного диапазона АЭУ, наряду с развитием технологии: поиском и синтезом новых пьезоэлектрических материалов с высокой скоростью распространения ПАВ, совершенствованию специального технологического оборудования и технологических процессов изготовления АЭУ, наиболее эффективно использование возбуждения ПАВ на гармониках основной частоты ВШП [40]. Преимущества этого метода заключается в следующем:

• снижаются требования к минимальным размерам АЭУ по крайней мере в 3; 5 и более раз, и, следовательно, при том же комплекте технологического оборудования, в 3,5 и более раз повышаются рабочие частоты АЭУ;

• в соответствующее число раз уменьшается число электродов ВШП и соответственно уменьшается действия вторичных эффектов, связанных прежде всего с переотражением ПАВ;

• уменьшается уровень объемных волн.

Существенным преимуществом таких фильтров является также возможность использования низкодобротных индуктивностей или же приме-

нять АЭУ без согласующих элементов, что существенно упрощает стыковку ряда фильтров при их работе на общую нагрузку, как это имеет место, в синтезаторах частот [72,75].

При разработке ВШП на гармониках основной частоты вместо синтеза плавной огибающей импульсного отклика АЭУ использован метод кусочно-линейной аппроксимации [49]. Это приближение является достаточно точным при работе на гармониках 3;5;7 в случае синтеза узкополосных (менее 2% для ниобата лития, менее 0,5% для кварца) фильтров наиболее распространенных конструкций с аподизованными ВШП [47], преобразователями с емкостным взвешиванием электродов [48]. Конструкции ВШП с эффективным возбуждением ПАВ на высоких гармониках использованы в узкополосных фильтрах, а также синтезаторах частоты .

Нами впервые [45] реализована также возможность использования эффективного возбуждения ПАВ на гармониках для синтеза полосовых и широкополосных АЭУ. На рис. 1.3.1 представлена конструкция ступенчатого ВШП (СВШП), электроды которого имеют выступы ширины X рп. При подаче радиосигнала на контактные площадки СВШП с каждого из 2п краев (п - число ступенек) разнополярных электродов возбуждается ПАВ. Выбрав зазор между электродами одинаковым по всему преобразователю равным X р/з и взяв проекцию источников ПАВ на ось, параллельную направлению распространения ПАВ, легко видеть, что такой СВШП будет возбуждать ПАВ на частотах:

/ =(Уш'Хи>(^-1) (1.4.1.)

р

с неравномерным волновым фронтом. СВШП можно рассматривать, как систему парциальных ВШП, соединенных электрически и акустически параллельно.

Рис. 1.3.1. Конструкция СВШП: Хо - период СВШП, ?.РП - ширина ступеньки, Хр/2 - ширина зазора между электродами, п - число ступенек, и/ - апертура ступеньки. В нижней части рисунка показаны 5-источники ПАВ, соответствующие конструкции СВШП.

Рис. 1.3.2. АЧХ фильтров на ПАВ : 1 - с неаподизованным СВШП, 2-е аподизованным СВШП, функция аподизации сожгх

ЛИГ»

Поскольку основу топологии СВШП составляют периодические структуры, заимствованные из техники ПАВ, то методы синтеза передаточных характеристик обычных ВШП легко переносятся для ступенчатых преобразователей ПАВ. При этом, в общем случае аподизованы могут быть как каждый из парциальных ВШП, так и СВШП в целом. Для того, чтобы импульсный отклик СВШП определялся суперпозицией импульсных откликов парциальных ВШП, ответный ВШП должен быть выполнен неаподизованным или зеркально отраженным с тем, чтобы с одной стороны осуществлять взвешивание импульсной характеристики входного ступенчатого преобразователя, а с другой преобразовывать в выходном ВШП взвешивание входного в амплитудную модуляцию импульсного отклика фильтра. На рис.1.3.2. изображены расчетная (1) и экспериментальная (2) характеристики СВШП с эффективным возбуждением ПАВ на 19 -ой гармонике . Период СВШП в этом фильтре по сравнению с типовой конструкцией увеличен более, чем в 10 раз, что позволяет широко использовать

фотолитографический способ изготовления фильтров на ПАВ в СВЧ диапазоне.

1.5. Известно, что вносимые потери (ВП) фильтров на ПАВ обусловлены: потерями на двунаправленность, рассоглосование, распространение ПАВ в пьезоподложке, аподизацию, а также резистивными потерями в электродах ВШП и согласующих цепях. Ниже в таблице приведены данные по количественному вкладу каждого вида потерь в общие потери АЭУ.

Таблица 1.5.1.

Потери Величина вносимого затухания, дБ Примечания

на двунаправленность 6

в металлической пленке электродов ВШП >3 при ДШо >\Гкг

на распространение >0,8 при Г>1 ГГц

в согласующих цепях >1,7 при ДОТо >1/к-

на аподизацию >1 при однолепестковой функции аподизации

В настоящее время существует большое количество конструкций и их вариантов АЭУ, которые позволяют уменьшить потери энергии за счет двунаправленности ВШП. По способу решения поставленной задачи все они могут быть разделены на две большие группы :

- конструкции, в которых устранение потерь на двунаправленность происходит за счет использования энергии, излученной двунаправленными ВШП в обе стороны;

- конструкции АЭУ с однонаправленными ВШП.

В табл. 1.5.2. представлена подробная классификация вышеуказанных конструкций [68]. Основным методом снижения уровня вносимых потерь является использование однонаправленных ВШП [68]. Однонаправленность излучения ПАВ может быть достигнута за счет использования фазос-двигающих цепочек и сдвига секций ВШП. Однако, именно наличие фа-зосдвигающей цепи и является главным недостатком таких устройств, из-за

сложности ее изготовления в одном технологическом цикле с ВШП. Этого недостатка лишены конструкции ВШП с внутренними отражателями. Принцип работы таких преобразователей состоит в том, что в одном направлении ПАВ, излучаемые электродами складываются с ПАВ, отраженными от внутренних отражателей, выполненных в виде пассивных электродов или встречно-штыревых секций (ВШС) (см.п.9 табл.2) [55-57;69], а в другом - вычитаются. При этом, достигается возможность улучшения избирательных характеристик фильтра с малыми ВП за счет дополнительного формирования АЧХ в ВШС, определяемой в виде:

Н(0 = 5т(С>8тс2Х), (1.5.1.)

где <3-2к-ММ/л:, Х=лЫДШ",

N,N4, к2 - соответственно, число пар электродов в ВШС, число ВШС в последовательности, константа электромеханической связи.

Рассчитанные на ЭВМ при различных <3 и проверенные экспериментально АЧХ встречно-штыревого направленного ответвителя, выполненного из ВШС, составляет 22-24 дБ, и имеется возможность улучшения коэффициента прямоугольное™ АЧХ фильтра на ПАВ [55], что позволяет использовать в качестве входного и выходного ВШП простейшие неаподи-зованные преобразователи. Так, в простейшем варианте с ВШС были разработаны фильтры на подложках из уг-икьО) с ДГЯо=4%, неравномерностью в полосе пропускания АЧХ 1,5 дБ, ВП=5 дБ, коэффициентом прямоугольное™ ~2,5, подавлением сигнала в полосе задержания больше 40 дБ [56].

Табл. 1.5.2. Классификация ПАВ-фильтров с уменьшенным вносимым затуханием.

2. ВЫСОКОИЗБИРАТЕЛЪНЫЕ УСТРОЙСТВА ЧАСТОТНОЙ СЕЛЕКЦИИ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ.

2.1. Разработанная САПР позволяет:

• проводить синтез импульсных характеристик преобразователей по заданной АЧХ;

• проводить выбор материала подложки с учетом требований технического задания на проектируемые АЭУ;

• проводить расчет электрических параметров устройств с учетом вторичных эффектов;

• определять значения электрических характеристик и топологических размеров элементов АЭУ, которые обеспечивают получение оптимальных значений выходных характеристик;

• проводить статистический анализ устройств с целью учета влияния вторичных эффектов и технологических погрешностей на выходные характеристики устройств;

• проводить статистический синтез допусков на разброс геометрических размеров ВШП;

• автоматизировать процесс получения управляющих программ для координатографов и микрофотонаборных машин с целью получения фотошаблона и (или) фотооригинала;

• автоматизировать процесс получения конструкторской и технологической документации;

• автоматизировать сквозной цикл проектирования от задания требуемых электрических и конструктивных характеристик до получения фотооригинала с выдачей необходимой документации;

• работать как в пакетном режиме, так и в режиме интерактивного взаимодействия;

• система является открытой, т.е. дает возможность пополнять ее новыми конструкциями и новыми методиками расчета.

Указанные выше свойства САПР обеспечиваются ее соответствующей структурой, рациональной организацией функциональных связей и информационных обменов в вычислительном процессе, реализованных на основе принципов проблемной адаптации [58-62]. Практическая реализация проблемно-адаптивного подхода осуществлялась путем разбиения процесса проектирования на отдельные этапы, математической формулировки задач каждого этапа и выбором адекватных соотношений между множеством сформулированных задач и множеством алгоритмов их решения. Алгоритмы одного и того же назначения образуют множество конкурирующих алгоритмов. Каждый из них способен решать одну и ту же задачу, но эффективность решения в каждом конкретном случае зависит от специфики задачи. Подмножества конкурирующих алгоритмов образуются, например, алгоритмами апроксимации заданных АЧХ, различными моделями расчета электрических характеристик АЭУ и т.д. Правила выбора алгоритма из заданного подмножества для выполнения очередного шага проектирования определяется на основании критериев проблемной адаптации. Группа критериев адаптации организуется в адаптер шага, т.е. процедуру, определяющую очередность применения критериев адаптации на подмножестве конкурирующих алгоритмов и выполняющую обработку требующейся при этом вспомогательной информации. Помимо проблемы выбора алгоритма на каждом шаге проектирования, в адаптивных системах решается проблема выбора оптимальной последовательности шагов, составляющих маршрут проектирования. Маршрут проектирования составляется при помощи адаптеров маршрутов, каждый из которых включается в работу после выполнения предыдущего шага и выбирает подмножество алгоритмов для выполнения последующего шага. Проблемная адаптация затрагивает практически все основные виды обеспечения САПР: входной язык, структуру программ, применяемые методы и алгоритмы, математические модули, организацию библиотек. Разработанная таким образом САПР предоставляет разработчику большой арсенал математических про-

грамм, методов и конструкций, позволяющих всесторонне анализировать АЭУ, в значительной мере устранять вторичные эффекты, подбирать конструкции АЭУ, наилучшим образом удовлетворяющих поставленным требованиям. В основе выбора и расчета конструкций АЭУ положен принцип их декомпозиции на отдельные базовые элементы (БЭ), что дает возможность рассчитать любое устройство, не составляя каждый раз заново программу, а компонуя ее определенным образом из заранее разработанных блоков, хранящихся в библиотеках системы Использование принципов проблемной адаптации позволяет максимально сократить время работы и объем требуемой оперативной памяти ЭВМ, что в свою очередь приводит к сокращению времени от начала проектирования до получения готового изделия, расширению возможностей и упрощению труда разработчика, а также к значительному снижению стоимости разработки.

2.2. При изготовлении АЭУ используются стандартные технологические процессы, хорошо отработанные в микроэлектронике. Этим и объясняется бурное развитие практической акустоэлектроники.

Вместе с тем, в некоторых случаях, например, при изготовлении протяженных дисперсионных ВШП с плавно меняющимся пространственным периодом, протяженных отражательных структур, веерных преобразователей, ВШП с максимальным коэффициентом металлизации, проведении технологических процессов фотокомпозиции и мультипликации протяженных АЭУ, содержащих свыше десяти тысяч элементов встречаются известные трудности.

В работе [70] был реализован способ изготовления преобразователей и отражательных структур с изменяющейся периодичностью, либо по апертуре, либо вдоль распространения ПАВ, где в качестве оригинала использована структура с постоянным пространственным периодом.

Y

0

p

рис.2.2.1.

На геометрической схеме получения изображения фотооригинала (рис.2.2.1.), оригинал с периодической структурой с постоянным периодом d находится в плоскости, проходящей через точку А, причем прямая MAN является проекцией оптической оси k'kk" объектива LKP камеры отсъема на плоскость оригинала и образует с оптической осью угол р. Изображение оригинала или промежуточного фотошаблона находится в плоскости, содержащую прямую M'A'N', и образует с главной оптической осью k'kk"j, объектива LKP угол а. Образами элементов оригинала или промежуточного фотошаблона MAN периодичности d будут элементы изображения M'A'N' с меняющейся периодичностью

где 1=0,1,2,3,...

В представленном на рис.2.2.1 возможном варианте топологии оригинала показана эквидистантная структура. Размещая оригинал в оптической системе таким образом, чтобы электроды эквидистантной структуры были параллельны оси ОУ и перпендикулярны прямой MAN, при отсъеме получим дисперсионную структуру. И, размещая эквидистантный ВШП перпендикулярно оси ОУ и параллельно прямой MAN. в плоскости изо-

(2.2.1)

бражения получим веерный ВШП, в котором периодичность линейно меняется вдоль апертуры, причем разность периодов в широкой и узкой части:

Д/. = 2с1соз({—------1 (2.2.2),

\кР + Ак Ак + кЕ + А)

где А -апертура ВШП оригинала.

Нами была изготовлена экспериментальная установка, которая легла в основу СТО, реализующего описанный способ, защищенный авторским свидетельством [11], для промышленного освоения.

2.3. Выше (см.раздел1.2.) было показано, что использование преобразователей с емкостным взвешиванием позволяет устранить большинство вторичных эффектов, присущих аподизованным ВШП, - дифракционные эффекты, эффекты, связанные с неравномерностью ПАВ по апертуре звукового луча, искажения фронта волны при прохождении под структурой преобразователя и др., а также формировать АЧХ фильтра в равной мере, как во входном, так и в выходном преобразователях. Была описана методика расчета преобразователей с емкостным взвешиванием [36,64]. В табл.3 (п.п.1,2) представлены варианты конструкций фильтров с такими преобразователями, позволившие существенно улучшить технические характеристики фильтров на ПАВ [37,39,47,48,71,72] .

2.4. Габариты фильтров на ПАВ с емкостным взвешиванием рассмотренные в предыдущем разделе можно уменьшить, используя оба ряда электродов для возбуждения (приема) ПАВ в рабочей полосе частот. В конструкции фильтра (см.п.п.4,5 табл.3) каждый из преобразователей выполнен с одинаковым пространственным периодом. Один из рядов каждого преобразователя выполнен с постоянным перекрытием электродов, тогда как другой - аподизованным, причем в каждом из двух акустических каналов аподизованному ряду одного из преобразователей

Таблица 3. Конструкции фильтров на ПАВ.

№№п п Тип фильтра Схематическая топология Основные преимущества №№ АС, патента

1 а) б) в) С емкостным взвешиванием электродов. ТГ: 7Г > £ Л 1 * 3 "Г ^ г ;«; = ти-г ¡^ г тг ~ -я йл. Л! тЩ ^ N /> 1 „:р Высокая избирательность, возможность формирования в обоих ВШП фильтра на ПЛВ. АС 726648 Патент США 4162415 Патент Франции 7821723 Патент ФРГ 2831584

ё 11 Г £я* ' 1 Т

•II г Г КГ" -т ' Ь !|1| Г с1г 1|ь 4 ТГ1 > .- ■зЬ я/ Г Г (

2 С емкостным взвешиванием электродов. Высокая избирательность, возможность формирования в обоих ВШП фильтра на ПЛВ, простота реализации ТВ фильтров на ПЛВ.

Л V г; ТГ" / 'МИНИН V

Продолжение таблицы 3.

№№п п Тип фильтра Схематическая топология Основные преимущества №№ АС, патента

3 С емкостным взвешиванием электродов. ./га/'хгГ: врм ф ж ш 1 щ Высокая избирательность широкополосных фильтров и ДЛЗ. Патент Японии 1282169 Патент Англии 2003689

4 С емкостным взвешиванием электродов. Уменьшение габаритов ВШП с емкостным взвешиванием, высокая избирательность. АС 953695 Патент США 4355290 АС 1042576 Патент Англии 2057806

5 С емкостным взвешиванием электродов. Высокая избирательность, уменьшение ди-фракцион-ных эффектов.

6 Антенный разделительный фильтр на ПАВ. } щ гг \ \ п 1 Высокая развязка между каналами. АС 637034

Продолжение таблицы 3.

„Ч'.Мчг п

Тип фильтРа_

Схематическая топология

Основные преимущества

№№ АС, патента

Антенный разделительный фильтр на ПАВ.

Высокая избирательность в каждом из каналов.

пг

Антенный разделительный фильтр на ПАВ.

Ч\

Высокая развязка между каналами при одновременной высокой избирательности.

//

1

С емкостным взвешиванием электродов.

Высокая избирательность, подавление объемных акустических волн, расширение класса пьезо-подложек.

Продолжение таблицы 3.

№№п п

Тип фильтра

Схематическая топология

Основные преимущества

№№ АС, патента

10

а)

б)

в)

Малые вносимые потери,

малые пульсации АЧХ и ГВЗ в полосе пропускания, большая рассеиваемая мощность,уменьшен ие габаритов

Малые вносимые потери,

малые пульсации АЧХ и ГВЗ в полосе пропускания, большая рассеиваемая мощность,уменьшен ие габаритов

Малые вносимые потери,, уменьшение габаритов, возможность установки в ТВ антенном разъеме

патент РФ №506604 2122

патент РФ №506603 7/22

соответствует неаподизованный ряд другого преобразователя, и поэтому АЧХ, формируемые в каждом из акустических каналов, входного и выходного преобразователен перемножаются [8,9,22,26]. При этом, нетрудно показать [53], что импульсные отклики, формируемые в каждом из каналов, одинаковы и имеют вид:

'-г1 <2А,->

Са1,(п) + Сп12 1Ша,

где С1>.;С:х; 1|;Ь - емкости на единицу длины перекрывающихся электродов и величины участков перекрытия для аподизованного и неаподизо-ванного рядов, соответственно, п- номер электрода в преобразователе, Ьшач - максимальное перекрытие электродов в аподизованном ряду. Из (2.4.1.) легко получить соответствующую функцию перекрытия электродов в аподизованном ряду. При одинаковых апертурах (Ьтач^:) и коэффициенте металлизации (тогда С|>. =С;>.) в обоих преобразователях функция перекрытия электродов в аподизованном ряду будет:

1,(п)= ( 2 4 2)

4„ ¿-КО

Синтез фильтров, описанных конструкций проводится на основе моделей одиночной полосы и 5-функций, позволяющих использовать хорошо разработанную теорию дискретных сигналов и цепей. При этом определяется "идеализированный" импульсный отклик И (1„), соответствующий желаемой АЧХ фильтра. Затем по формуле (2.4.2.) или в общем случае (2.4.1.) находится закон изменения перекрытий электродов в аподизованных рядах преобразователей.

Хорошо известно, что переизлучение ПАВ в другой, например, параллельный акустический канал возможно при использовании многополоско-

вых ответвителей (МПО). Паразитные объемные волны перензлучаются в соседний канал в меньшей степени нежели ПАВ, чем и обеспечивают уменьшение влияния паразитных объемных волн. Вместе с тем использование МПО встречает трудности, связанные с использованием только материалов с высокой константой электромеханической связи и невозможностью формирования АЧХ в самом МПО. Нами был предложен новый тип переизлучателей ПАВ [29,32] (п.9 табл.3) свободный от указанных недостатков и, как показали экспериментальные исследования [36,71], обеспечившие высокую избирательность (так уровень подавления в полосе задержания составляет свыше 80 дБ) в простейшей конструкции. Синтез АЧХ проводился по методике, описанной выше. При этом, закон перекрытия электродов дополнительного ряда переизлучателя ПАВ определялся выражением [29]:

',(») _ мо (2 4 3)

Фильтры на ПАВ емкостным взвешиванием электродов, разработанные по описанной в данном разделе методике, и рассчитанные по формулам (2.4.1.- 2.4.3.) внедрены в Л НПО "Вектор" и в течении ряда лет выпускались на предприятии и обеспечили надежную работу А ПОИ, в которой испытывались.

В современной АПОИ, например, в аппаратуре дуплексной связи при работе передатчика и приемника на одну антенну, наиболее простым решением является применение т.н. многоканальных антенных разделительных фильтров с двумя и более полосами пропускания . Нами впервые [15] была предложена конструкция антенного разделительного фильтра на ПАВ (п.6 табл.3), в которой пространственные периоды выбирались таким образом, чтобы рабочие частоты П и Гз каждого из двух каналов находились в нуле АЧХ соседнего канала. В интересах в/ч 11135 был разработан

фильтр [38], рабочие частоты которого составляли ПО и 150 МГц. Развязка между каналами составила более 40 дБ, однако из-за использования неапо-дизованных преобразователей подавление сигнала вне полосы пропускания каждого канала не превышала 25 дБ. Применение же аподизованных ВШП (п.7 табл.3) повысило подавление внеполосных сигналов в каждом из каналов > 40 дБ, но ухудшило развязку между каналами за счет дифракционных вторичных эффектов. Наилучшие результаты получены при использовании емкостного взвешивания в двухканальном преобразователе (п.8 табл.3) [24,28,30,33]. В этой конструкции при использовании в качестве взвешивающей функции cos2 X подавление в каждом из каналов составило >60 дБ при развязке между каналами лучше 40 дБ.

2.5. Известно, что всякое уменьшение полосы пропускания Af фильтра на ПАВ связано с расширением длительности его импульсного отклика т (в простейшем случае неаподизованных ВШП Af = l/x). При этом необходимо принять во внимание следующее: число электродов (N) в ВШП ограничено т.н. эффективным числом Н,фф, и всякое увеличение N приводит, как к искажениям АЧХ, за счет переотражения ПАВ в ВШП, так и технологическим трудностям изготовления. Расширить указанные ограничения удается за счет использования расщепленных электродов при одновременном использовании возбуждения ПАВ на гармониках (раздел I.4.). А для получения высокой избирательности таких фильтров целесообразно использование техники емкостного взвешивания. В таком подходе нами для синтезаторов частоты была разработана серия высокоизбирательных узкополосных фильтров в конструкциях, представленных в п.п. 1,2 табл.3, со следующими техническими характеристиками [48]:

- центральные частоты, МГц..............................................90-110 ;

- полоса пропускания по уровню 3 дБ, МГц.........................0.75

- для всех номиналов серии (*)

- вносимые потери * , дБ......................................................<10

- подавление в полосе пропускания *, дБ...................

- коэффициент прямоугольности *.............................

- неравномерность АЧХ в полосе пропускания*, дБ

- материал подложки *................................................

*

-60 ..2,5 ..<0,2

БТ-кварц

2.6. Нами впервые [42-44] доказана возможность создания широкополосных фильтров на основе дисперсионных преобразователей с емкостным взвешиванием электродов . В основе таких фильтров лежит дисперсионный преобразователь ПАВ с коррекцией АЧХ в полосе пропускания за счет взвешивания через емкости дополнительного ряда электродов преобразо-вателя( п.З табл.3). Фильтр состоит из двух преобразователей, ориентированных одинаковым образом. При этом достигается линейность фазо-частотной характеристики, а также перемножение амплитудно-частотных характеристик обоих преобразователей. Расчет и синтез АЧХ широкополосных фильтров проводится по методике описанной выше для техники емкостного взвешивания. На подложках из ниобата лития разработаны фильтры с относительной полосой пропускания до 50%, вносимыми потерями - 20 дБ и подавлением сигнала в полосе задержания - 60 дБ. Использование дисперсионных преобразователей ПАВ в ДЛЗ рассмотрено ниже в разделе З.2..

Проведены также исследования альтернативных решений построения широкополосных фильтров на ПАВ на основе веерных преобразователей. Предложены усовершенствованные конструкции таких преобразователей (п.п. 2,10 табл.2) и проведена экспериментальная проверка их эффективности (см.рис.1.2.2., раздел 1.2.). Реализованы полосы пропускания до 30%, звукопроводы из ниобата лития, коэффициенты прямоугольности 1,15-1,3, неравномерность АЧХ в полосе пропускания -0,2 дБ, подавление сигнала в полосе задержания >45 дБ [54].

2.7. Проблеме телевизионных фильтров на ПАВ (ТВ-приемников различных стандартов, в т.ч. на европейский, американский и др. стандарты

частот, ТВ-передатчиков и др.) посвящено колоссальное количество исследований. Одно из ведущих ролей в этой области принадлежит Российским (Советским) исследователям - коллективам Института радиотехники и электроники РАН, НИИ "Фонон", МНИИРС, Института физики полупроводников СО РАН, ЛИАП, МПО "Горизонт" и многим др.

Нами, в разное время были разработаны и внедрены в телевизионной технике фильтры на ПАВ различных модификаций [1,47-49,51,52,54,71,72, 77] на подложках из отечественной керамики ПКД-124/1Ф, керамике "Мурата", ниобате лития в различных конструкциях ВШП (см. п.п.1-3, 6,7,10 табл.2.). Не претендуя на полноту изложения настоящего раздела, остановимся подробнее на наиболее трудоемкой и перспективной в настоящее время, на наш взгляд, разработке фильтров на промежуточной частоте 479 МГц [77]. Как отмечалось выше, наилучшее подавление сигнала в полосе задержания обеспечивается в конструкции, в которой требования по избирательности между входным и выходным преобразователями распределяются примерно поровну. Поэтому наилучшим конструктивным решением, обеспечивающим режекцию в нулях и необходимую прямо-угольность АЧХ, является, очевидно, использование взвешенного преобразователя в качестве входного преобразователя и аподизованного - в качестве выходного ( п.2. табл.3). Конструкция и расчет входного взвешенного преобразователя описаны в разделе 1.2. Дополнительным требованием является малая неравномерность АЧХ в полосе пропускания фильтра и высокая эффективность возбуждения ПАВ, поскольку вносимые потери фильтра не должны превышать 20 дБ. В этой связи было показано [77], что наиболее оптимальными являются конструкция взвешенного преобразователя, в которой основной ряд выполнен на основе структуры, содержащей три электрода на период, работает на пятой гармонике, ширина электродов при этом составляет 3.2 мкм.

тзг

Рис. 2.7.1. АЧХ фильтра на ПАВ для ТВЧ :

1 - ВШП с емкостным взвешиванием,

2 - аподизованный ВШП,

3 - суммарная характеристика.

ЬМГц

Аподизованный ВШП рассчитывался по оптимизационной программе по заданным исходным характеристикам входного взвешенного преобразователя и с учетом требований синтезируемых АЧХ и ФЧХ характеристик фильтра. Для синтеза фильтров на ПАВ с произвольными АЧХ и ФЧХ использован известный метод комплексных частотных выборок в аподизо-ванном ВШП, заключающийся в нахождении чебышевского приближения несовместной системы линейных комплексных уравнений методами выпук-лового программирования. Специфика расчета телевизионных фильтров, в т.ч. и для спутникового ТВ, связана с тем, что исходные требования предъявляются не к ФЧХ, а к ГВЗ фильтра. При этом, фиксируя фазу комплексных выборок, можно преобразовать систему комплексных уравнений и свести оптимизационную задачу к нахождению чебышевского приближения несовместной системы линейных действительных уравнений, что позволяет решать ее методами линейного программирования. Рассчитанная по описанной методике АЧХ фильтра показана на рис.2.7.1. Расчетное подавление боковых лепестков составляет 53 дБ, неравномерность АЧХ в полосе пропускания не превышает 0,4 дБ, а прямоугольность по уровням 30/3 дБ составляет 1,6. Ширина плосы пропускания по уровню 3 дБ составляет 27 МГц, в пределах которой характеристики ГВЗ имеют линейную форму. Гистограмма весовых коэффициентов импульсной характеристики, про-

порциональных длинам электродов аподизованного ВШП, показана на рис.2.7.2.

II П й Л I»!, 1 «Шь || И II

II II 1 I IIIII1' II п

Рис.2.7.2. Импульсная характеристика фильтра.

Экспериментальные характеристики, приведенные в разделе 3 (рис.3.1.1.). находятся в хорошем согласии с расчетными (рис.2.7.1) [77].

3. ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВ НА ПАВ В СИСТЕМАХ И АППАРАТУРЕ ПРИЕМА. ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

• Разработанные и описанные во втором разделе, устройства на ПАВ нашли широкое применение в следующей АПОИ:

• спутниковой, тропосферной и радиорелейной линиях связи в составе блоков ППРЧ, ШПС, Фурье-процессоров с ДЛЗ [75], с фильтрами на ПАВ [75];

. средствах радиотехнического контроля на СВЧ в составе ДЛЗ и фильтров на ПАВ для спектранализаторов [73];

• системах РР и РП в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ и ДЛЗ [75].

• телевизионной в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ для цветных телевизионных приемников на отечественный и др. стандарты [71], скрем-блеров и дискремблеров [71], абонентских конвертеров и головных станций для кабельного телевидения [72];

Ниже кратко освещены некоторые результаты внедрения АЭУ в конкретной АПОИ.

3.1. В последние несколько лет бурное развитие мобильных систем связи стимулирует создание новых классов фильтров на ПАВ с малыми вносимыми потерями.

В разделах 3.2.,3.3. рассмотрены применения АРК в АПОИ в трактах ПЧ, частотно-формируемых блоках и других устройствах, в которых уровень вносимых потерь (ВП) не столь критичен. Вместе с тем, высокий уровень ВП до последнего времени являлся единственным сдерживающим фактором для применения высокоизбирательных фильтров на ПАВ в оконечных каскадах приемо-передающих устройств различной АПОИ и прежде всего в мобильных системах связи.

Анализ методов снижения ВП позволяет сделать вывод: знание всего многообразия причин ВП и возможностей конструкций, обеспечивающих реализацию снижения уровня ВП , дает в руки разработчика инструмент для проектирования высокоибирательных АРК с ВП только до 2-5 дБ [68]. Вместе с тем, следует заметить, что для большинства конструкций (см.табл. 1.5.2) пока отсутствуют в достаточной степени разработанные методы расчета и соответствующее мат. обеспечение для их проектирования, остается также вопрос получения малых ВП при полосах пропускания свыше 20% , не известны какие-либо конструктивно-технологические решения, позволяющие существенно уменьшить уровень ВП для сверхширокополосных АРК.

Нами предпринята попытка коснуться этой проблемы с использованием ВШП, работающих, как аналоги ЬС-контуров [17,72,76]. Действительно, легко показать, что ВШП соответствующим выбором числа пар электродов N и апертуры может быть эквивалентен, как параллельному, так и последовательному контуру.

Прототипом для предложенных в данной работе фильтрам послужили конструкция описанная в работе { 97 }, где фильтр содержит всего один ВШП, и в работах { 98-100}, где подобный фильтр используется в антенном диплексере сотового телефона. Эти фильтры имеют несколько худшие характеристики, чем предложенные нами. Кроме того, в перечисленных работах не проведено подробное исследование работы фильтров и совершенно отсутствует методика их расчета.

Рассмотрим Т-образный ЬС-фильтр, который имеет два последовательных контура и один параллельный, т.е. эта схема должна состоять из трех ВШП [17] два из которых имеют статическую емкость Ст. такую, что 1 /(со Ст1,2)>Ж, а третий Стз, что соСтз»1/Я, т.е.

Ст1,2<<: Стз

(3.3.1.)

Условие (3.3.1.) нетрудно осуществить надлежащим подбором апертуры каждого из ВШП, т.е. апертура двух ВШП выбирается много меньше третьего ВШП. Пространственные периоды первых двух ВШП выбираются одинаковыми, тогда как третий определяется соотношением [72]:

Ьвшпз-Ьвшш,2(1+4к2/л2) (3.3.2.)

Схематическая топология фильтра показана в п.п.10 а,б табл.3. Т.к. третий ВШП имеет на рабочей частоте индуктивную составляющую, а первые оба ВШП емкостную реакцию, то происходит полное или частичное согласование входных и выходных импедансов фильтра и сигнал практически без потерь можно снять с выходных клемм. Иными словами, при выполнении условия (3.3.2.) на частоте акустического синхронизма проводимость ВШП1.2 максимальна, тогда как шунтирующего ВШПз близка к нулю. Поэтому и фильтр в целом имеет вносимые потери близкие к нулю. На частотах вне акустической полосы пропускания происходит ослабление выходного сигнала по меньшей мере в Яс/Янт раз. Это отношение и определяет уровень подавления сигнала в полосе задержания фильтра. Повышение избирательности фильтра ,очевидно, связано с увеличением числа звеньев структур типа ВШП|,2-ВШПз [72].

Из соотношения (3.3.2.) легко сделать еще один важный вывод: полоса пропускания импедансного фильтра на ПАВ не зависит от числа пар электродов и определяется только константой электромеханической связи, как ДЩ<4к2/т!2 [72].

Расчет АЧХ импедансных фильтров на ПАВ проводился исходя из А-матрицы для Т-образного черехполюсника :

1 + г,У г, + г, + г,У г, У 1 + г. У

(3.1.1)

Схематическая топология и экспериментальная АЧХ импедансного фильтра на ПАВ для мобильных средств связи представлены на рис.3.1.1. -3.1.3.[76,80,81]. Приведенная характеристика находится в хорошем согласии с расчетной.

Вход

с—г-т—'—111.1-1 I 1 I

1.1.1.1 I I ' '. I I I ' 1 I ' I

1ШШМИ

{ПШШШШШТ

+7+7

!|!

Выход

Рис. 3.1.1. Схематическая топология и АЧХ импедансного ПАВ-фильтра для мобильных систем связи.

]

.1

! ~

Г

1. ------- — 1 \

Рис.3.1.2.

Частотная зависимость вносимых потерь двухзвенного импедансного фильтра в широком диапазоне частот.

Рис.3.1.3.

Частотная зависимость вносимых потерь двухзвенного импедансного фильтра в узком диапазоне частот.

Как видно, АЧХ имеет внеполосное затухание более 30 дБ на частотах меньших 805 Мгц и на частотах более 888,5 МГц, где начинаются частоты приема, полосу пропускания по уровню 3 дБ 46 МГц, пульсации в полосе пропускания не более 1 дБ, вносимое затухание менее 2 дБ, что полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к фильтрам для сотовых телефонов. Таким образом, импедансные фильтры можно успешно использовать в мобильных телефонах для сотовой связи.

3.2. Возможности разработки и создания спутниковых, тропосферных линий связи, систем РР и РП, средств радиотехнического контроля и анализа помимо схемотехнических системных решений, определяются главным образом созданной и разрабатываемой элементной базой, т.е. элементарными электронными устройствами, лежащими в основе радиотехнических устройств приема и обработки информации. Так, задачи реализации авто-

матизированных средств радиотехнического контроля решаются с применением цифровых процессоров, обладающих высокой точностью, большим динамическим диапазоном, возможностью программирования. С повышением требований к быстродействию , в частности, при увеличении полосы обрабатываемых частот, их точность и динамический диапазон снижаются, а габариты, сложность и энергопотребление значительно увеличиваются. Поэтому, при решении задач обнаружения, идентификации и обработки широкополосных сигналов аналоговые устройства становятся не только конкурентоспособными по сравнению с цифровыми, но и при полосах в несколько сот МГц единственно возможными средствами измерений в радиотехнических системах с расширенным спектром. Основной элементной базой для этого являются ДЛЗ. Для реализации устройства с заданными параметрами (Т=0,8 мкс, полосой 500 МГц, и выбранной средней частотой 750 МГц) была выбрана ДЛЗ на основе неэквидистантных ВШП, поскольку (по сравнению с ДЛЗ на отражательных решетках): во-первых, отработанные методы синтеза ВШП позволяют оптимизировать передаточные характеристики ДЛЗ, уменьшить вносимые потери, а также минимизировать влияние вторичных эффектов; во-вторых, при их изготовлении используются наиболее упрощенные технологические процессы, включающей только одну фотолитографию, при этом весьма жесткие требования к минимальному топологическому размеру порядка 1 мкм могут быть снижены при переходе на работу на гармониках, а неэквидистантный характер ВШП может быть реализован описанным выше способом; в третьих, немаловажным обстоятельством является наличие прототипов с близкими к требуемым параметрам, выполненных на аналогичных конструкциях ДЛЗ. ВШП дисперсионной линии задержки [73] были выполнены наклонными, причем траектории осевых линий ВШП оптимизированы для уменьшения переотражений ПАВ, для снижения френелевских пульсаций АЧХ края ВШП аподизованы, в качестве материала звукопровода выбран YZ-LiNbOз - срез

и материал с высокой константой электромеханической связи и с минимальными дифракционными искажениями. В структуру ДЛЗ помимо ВШП, включены акустоэлектронный фазовращатель, предназначенный для коррекции фазового фронта ПАВ и выполненный в виде металлической пленки между ВШП, а также ЬС-согласующие цепи на входе и выходе ДЛЗ, выполненные также в пленочном исполнении на ситаловой подложке и позволяющие снизить вносимые потери и провести коррекцию передаточной характеристики на краях полосы пропускания. При изготовлении ДЛЗ была использована технология, описанная выше (разделы 2.1; 2.2). Приведенные на рис.3.2.1 экспериментальные характеристики и параметры ДЛЗ, находятся в хорошем согласии с расчетными, и по- крайней мере не уступают лучшим зарубежным аналогам, разработанным до 1998г.

Рис. 3.1.1. Экспериментальная АЧХ и ГВЗ ДЛЗ.

С помощью разработанных ДЛЗ в аналоговых Фурье-процессорах в системах автоматизированного контроля можно выполнять следующие основные операции: синтез частот, демодуляцию частотно-модулированных сигналов, программируемую согласованную фильтрацию, кеп-стральную обработку сигналов, интегральные преобразования Гильберта, Френеля, Меллина, преобразование временного масштаба, задержку сигналов.

3.3. Использование фильтров на ПАВ в цветных телевизионных при-;мниках описано выше (раздел 2). Существующие в мире телевизионные ггандарты NTSC, PAL, SECAM обладают рядом недостатков и не удовлет-юряют возросшим требованиям к качеству передаваемых программ. Так, здя PAL/SECAM-систем это проявляется, в частности, в смещении цветов ia экране , обусловленной одновременной передачей сигналов цветности и фкости на строку. Развитие спутникового телевидения привело к созданию говых телевизионных стандартов, обеспечивающих цифровую передачу и эолее высокое качество телевизионных программ, а также положило начато разработке телевизионных систем высокой четкости изображения (ТВЧ). Не останавливаясь на апаратурных вопросах ТВЧ единой европейской системы MAC, японской MUSE, выходящих за рамки данной работы, отметим только, что одной из важнейших задач в комплексе исследований по юзданию ТВЧ является разработка фильтров на ПАВ второй промежуточ-гой частоты (479,5 МГц) спутникового телевидения с полосами пропуска-гия 27 и 36 МГц. Ниже на рис.3.3.1 приведена экспериментальная характе-эисгика такого фильтра, выполненного в конструкции по п.2. табл.3 [77].

о -10 -20 -30 -40 SO

460 4ВО 500 520 МГц

Рис. 3.3.1. Экспериментальная характеристика фильтра для ТВЧ типа У 6901

дБ

Í \ \

\

I I

ц# М

Параметры фильтра находятся в хорошем согласии с расчетными (см.рис.2.7.1) и по крайней мере не уступают лучшим зарубежным образцам Y6901, В526 фирм "Siemens", "Toshiba", "Murata".

В головной станции кабельного телевидения поступающие сигналы должны пройти необходимую обработку и, после частотного уплотнения и суммирования, направлены в кабельную сеть в форме единого группового широкополосного радиосигнала, в котором спектры и уровни составляющих конкретных каналов должны строго соответствовать стандарту для кабельных сетей. Постоянно увеличивающееся число телевизионных программ ставит перед разработчиками сетей кабельного телевидения (СКТ), основным элементом которых является головная станция, задачу максимального увеличения числа каналов СКТ в ограниченном диапазоне частот, а также выделения дополнительных частотных диапазонов для СКТ (в настоящее время рассматривается вопрос выделения дополнительного диапазона для СКТ в интервале частот 300-400 МГц). Обеспечение передачи в соседних каналах требует точного соблюдения частотных границ и высокой чистоты спектра формируемого сигнала. В частности, подавление спектральных составляющих неиспользуемой боковой полосы модулированного сигнала должно быть на уровне - 60 дБ, что может быть практически реализовано только с использованием высококачественных фильтров на ПАВ в тракте промежуточной частоты.

Использование в СКТ каналов в дополнительных (специальных) диапазонах частот требует обязательного применения абонентских конвертеров, расширяющих возможности приема, т.к. выпущенные в СССР телевизоры, а в ряде случаев и выпускаемые в настоящее время телевизоры, не рассчитаны на прием сигналов в этих диапазонах и кроме того зачастую имеют ограниченную память до десяти каналов. Результаты исследований фильтров на ПАВ, приведенные в табл.3.3.1, позволили обеспечить высокое качество поступающих сигналов в современной 24-х канальной головной

станции СКТ и аппаратуре коллективного приема спутникового телевидения и передачи в СКТ [72 ].

Таблица 3.3.1. АЧХ канальных и ПЧ фильтров на ПАВ для СКТ.

Характеристика фильтра Канальный фильтр Фильтр ПЧ ct.BG Фильтр ПЧ cr.DK

Несущая изображения, МГц 175,25 38,0 38,9

Вносимые потери, дБ 23 29 29

Полоса пропускания фильтра по уровню 1 дБ, МГц 7,15

Полоса пропускания фильтра по уровню 3 дБ, МГц 7,5 7,35 6,6

Ширина переходной области, КГц (по уровням 3+30 дБ) 450 (по уровням 1-Й5 дБ) 580 (по уровням 1+45 дБ) 580

Коэффициент прямоугольности (по уровням 30/3 дБ) 1,13 (по уровням 20/40 дБ) <1,15 (по уровням 40/1 дБ) <1,14

Подавление при отстройке частоты ± 1 МГц, дБ >45 >50 >50

Неравномерность АЧХ, дБ <0,6 <0.6 <0,5

Материал подложки 8Т-кварц YZ-LiNbCb уг-имьсь

Габариты, мм 15x6 30x12 30x12

Поскольку в импедансном фильтре на ПАВ нет режима бегущих волн от одного ВШП к другому, то поэтому отсутствует сигнал тройного прохождения, ответственный за пульсации ГВЗ и АЧХ в полосе пропускания обычного фильтра на ПАВ. Последнее обстоятельство обуславливает перспективность использование импедансного фильтра на ПАВ для ЦТВЧ.Нами [72] был разработан трехзвенный импедансный фильтр на ПАВ для ЦТВЧ с характеристиками, представленными на рис.3.3.2.

-Vr

Рис. 3.3.2. АЧХ импедансного ПАВ-фильтра на вторую промежуточную частоту для ТВЧ.

i I 1 А |

- ! /! • 1

- ¡""^ ! .....- |

1

МГц

Таблица 3.3.2. Сравнительные характеристики фильтров на ПАВ для ТВЧ.

Характеристика фильтра Y6901 Siemens Y6901 рис.ЗХ1. Y6901 рис.3.3.2.

Центральная частота, МГц 479,5 479,5 479,5

Полоса пропускания по уровню 3 дБ, МГц 27 27 24

Полоса пропускания по уровню 30 дБ, МГц 45 45 50

Неравномерность АЧХ в полосе пропускания, дБ, не более 1,0 1,0 0,2

Неравномерность ГВЗ в полосе пропускания, не 20-40 20-40 1-2

Наклон ГВЗ в полосе пропускания, не, не более 100 100 40

Вносимое затухание, дБ, не более 20 12,5 6

Внеполосное затухание, дБ, не менее 38 38 35

Нагрузки на входе и выходе фильтра, Ом 50 50 50

Сравнительные характеристики импедансного фильтра, выполненного по конструкции, показанной в п.10 б табл.3, с характеристиками фильтров конструкции п.2 табл.3 и фирмы Siemens представлен в таблице 3.3.2, показывают существенные преимущества первого по таким важным характеристикам, как пульсации ГВЗ (примерно на порядок), неравномерность АЧХ и вносимым потерям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Впервые развиты новые принципы емкостного взвешивания, позво-ияющие в равной мере формировать характеристики устройств на ПАВ во всех его узлах. На основании решения задачи возбуждения ПАВ разработаны методики синтеза фильтров на ПАВ с емкостным взвешиванием.

2. Впервые предложены и разработаны фильтры на ПАВ с емкостным взвешиванием, позволяющие увеличить подавление вне полосы пропускания на 25-35 дБ, улучшить коэффициент прямоугольности фильтра без увеличения габаритов и усложнения технологии их изготовления. На основе принципов проблемного адаптирования разработана САПР и САИФ.

3. Впервые экспериментально доказана целесообразность использования эффективного возбуждения ПАВ на гармониках для синтеза широкого класса высокоизбирательных фильтров на ПАВ, позволивших существенно упростить технологию изготовления АРК, уменьшив в 5-25 раз требования к минимальному топологическому размеру АРК.

4. Впервые доказано, что уменьшение апертуры аподизованных ВШП цо 5 длин волн не ухудшает параметров фильтров на ПАВ.

5. Разработан ряд новых конструкций ВШП и фильтров на ПАВ, обеспечивающих улучшение электрических характеристик устройств на ПАВ. Показано, что существенное уменьшение габаритов фильтров на ПАВ может быть достигнуто за счет использования ВШП с емкостным взвешиванием, обеспечивающих улучшение избирательности. Фильтры на ПАВ с емкостным взвешиванием внедрены в производство:

• ТВ фильтров для объединенного канала изображения и звука, для многостандартных телевизиров, для демодуляторов и передатчиков. Разработанные фильтры для ТВЧ превосходят зарубежные аналоги;

Трактов ПЧ, частотноформируемых блоков спутниковых, радиорелейных линий связи, систем РР и РП, автоматизированных средств радиоконтроля.

6. Впервые разработаны новые конструкции антенных разделительных фильтров на ПАВ с емкостным взвешиванием, обеспечивающих значительное улучшение электрических характеристик специальной приемо-пере-дающей аппаратуры.

7. Разработан и внедрен новый способ получения веерных и дисперсионных ВШП, позволивший разработать сверхширокополосную ДЛЗ на ПАВ со средней частотой 750 МГц, девиацией частоты 500 МГц и дисперсионной задержкой 0,8 мкс.

8. Разработано новое направление практической акустоэлектроники импедансные фильтры на ПАВ, позволившие провести разработки ряда АЭУ с предельно достижимыми:

уровнем вносимых потерь (до 1дБ),

малыми(до 2нс) пульсациями групового времени задержки, большими (до нескольких вт) мощностями сигналлов. • 9. Разработана новая техника импедансных фильтров ПАВ импеданс-ных фильтров, позволившая проводить разработки на уровне НИОКР с последующей организацией серийного производства следующей номенклатуры устройств:

a) режекторных фильтров для кабельного телевидения (серийное производство до 1000 изделий в смену),

b) фильтров для мобильных телефонов (ОКР, организация серийного производства),

c) фильтров ПЧ для телевидения высокой четкости (ОКР),

<1) широкополосных (более 20%) фильтров, не требующих сложных фа-зосдвигающих цепей и усложнения технологии их изготовления (ОКР), е) сверхузкополосных ( менее 0,1%) фильтров для малогабаритных автогенераторов, устойчивых к параметрам усилителя (ОКР), 0 фильтров для трактов ПЧ, передатчиков, ретрансляторов и приемников в цифровом телевидении (НИР);

д) фильтров для синтезаторов частот с большим (более бОдБ) внепо-лосным затуханием (НИР);

И) согласованных фильтров с малым вносимым затуханием (НИР); О АЭУ в диапазоне частот до ЮГГц (поисковая НИР). Последнее особенно важно для разработчиков АПОИ и РИА, т.к. позволяет отказаться в диапазоне 2-ЮГГц от более сложных, трудоемких и габаритных фильтров на микрополосковых линиях или фильтров на магнито-статических волнах.

10. Разработанные конструкции АЭУ для мобильных систем связи, кабельного телевидения, спутникового телевидения и телевидения высокой четкости, конкурентноспособны на мировом рынке.

11. Экономический эффект только за период 1980-1990 гг. превысил 200 тысяч долларов США и 15 млн. (в ценах 1990г.) рублей.

Несмотря на достигнутые положительные результаты по разработке устройств на ПАВ, следует продолжать работы по совершенствованию их конструкций и технологий.

В этом отношении наиболее перспективной будет разработка конку-рентноспособных импедансных ПАВ-фильтров с малыми вносимыми потерями для оконечных приемо-передающих устройств, а также пассивных радиочастотных меток.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка УПЧ изображения и звука для телевизионных приемников с применением устройств на упругих поверхностных волнах .Отчет НИТИМ 20-74 шифр ОКР "Арго-К", Ереван, 1974. Научн.рук. Сардарян В.С.,Багдасарян A.C.,Катков Ю.М.,Оганян P.E.

2. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Андреев A.C. Устройство на поверхностных акустических волнах. A.c. №726648 от 14.12.79.

3. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №726647 от 14.12.79.

4. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Федорец В.Н. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. №805918 от 14.10.80.

5. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Голосов В.А., Кмита A.M. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. 843682 от 2.03.81.

6. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Преобразователь поверхностных акустических волн . A.c. 938366 от 23.02.82.

7. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №945951 от 23.03.82.

8. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №953695 от 21.04.82.

9. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Щукин Ю.М. Фильтр на поверхностных акустических волнах. А.с.№ 1042576 от 16.05.83.

10. Багдасарян A.C., Карпеев Д.В., Кондратьев С.Н., Кисилев C.B. Преобразователь поверхностных акустических волн. А.с.№1015484 от 03.0183.

11. Багдасарян A.C., КарапетьянГ.Я. Способ изготовления неэквидистантных преобразователей поверхностных акустических волн. А.с.№1195330 от 1.08.85.

12. Багдасарян А.С.,Гуляев Ю.В.,Мальцев O.A., Симаков В.В. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. 1119590 от 15.06.84.

13.Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В., Шепшелей В.И. Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. 1322955 от 8.03.87.

14. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Медведь A.B., Федорец В.Н. Усилитель поверхностных акустических волн. А.с.№767941 от 6.06.80.

15. Багдасарян A.C., Кундин А.П. Двухканальный антенный разделительный фильтр на поверхностных акустических волнах . А.с.№ 637034 от 14.08.78.

16. Багдасарян A.C., Банков B.H., Карапетьян Г.Я., Орлова JT.B. Акустоэлектрон-ное устройство на поверхностных акустических волнах А.с.№ 1699327 от 15.05.91.

17. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Кондратьев С.Н. Устройство на поверхностных акустических волнах. Заявка на изобретение №5066042/22/039877 от 24.08.92. по-лож.решение №139 от 27.07.93.

18. Багдасарян A.C., Кондратьев С.Н., Семенов В.В. Режекторный фильтр на поверхностных акустических волнах. Заявка на изобретение №5066037/22/039878 от 24.08.92 полож.решение №140 от 27.07.93.

19. Аюпов Ф.Х., Багдасарян A.C., ЕлисеевА.В., МуравьевГ.А., Никитин В.И. Устройство для измерения спектральных характеристик электрических сигналов. А.с.№ 1614663 от 15.08.90.

20. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. US Patent 4,185,218 Piezoelectric Acoustic Surface Wave Filter Coupler at Jan.22,80.

21. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. US Patent 4,162,415 Acoustic Surface Wave Transducer and Filter Built Around This Transducer at Jul.24,79.

22. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. US Patent 4,355,290 Acoustic Surface Wave Filter at Oct. 19,82.

23. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Fedoretz V.N. US Patent 4,393,321 Acoustic Surface Wave Transducer at Jul. 12,83.

24. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. UK Patent 2 003 689 В Acoustic Surface Wave Transducer and Filter Built Around This Transducer at 13 Jan.82.

25. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. UK Patent 2 003 353 В Acoustic Surface Wave Filter at 13 Jan.82.

26. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. UK Patent 2 057 806 В Acoustic Surface Wave Filter at 20 Apr.83.

27. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M.. Fedoretz V.N. UK Patent 2 075 785 В Acoustic Surface Wave Transducer at 3 Aug.83.

28. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. Republique Française Brevet D'Invention 78 21723 Convertisseur d'ondes acousticques superficielles et filtre a base dudit convertisseur du 16.02.79.

29. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. Republique Française Brevet D'Invention 80 20 674 Convertisseur d'ondes acoustic de surface du 10.04.1981.

30. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. Deutsches Patentschrift DE 2831584 C2, Wandler fur akustische Oberflachenwellen und Filter auf der Basis dieser Wandler, 29.03.84.

31. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. Deutsches Offenlegungsschrift, Filter fur akustische Oberflachenwellen 2831585 29.03.1984.

32. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. Japan Patent 1069686 Acoustic Surface Wave Filter at Apr. 1.81.

33. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. Japan Patent 1282169 Acoustic Surface Wave Transducer at Nov.29.85.

34. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,Кмита A.M. Преобразователи поверхностных акустических волн с емкостным взвешиванием электродов. Письма в ЖТФ вып. 11 т.5 ,1979г.

35. Багдасарян А.С.,Гуляев Ю.В.,КмитаА.М.,Андреев A.C. Преобразователи ПАВ с емкостным взвешиванием. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд.МНИИРС ,М.1979, с 37-44.

36. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,Кмита A.M. Переизлучатели ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд.МНИИРС, М.1979,с.45-54.

37. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Федорец В.Н., Марков И.А. Фильтры на ПАВ на основе преобразователей с емкостным взвешиванием электродов, в Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд. МНИИРС, М. 1979, с.55-62.

38. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Кундин А.П. Антенный разделительный фильтр на поверхностных акустических волнах , Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд. МНИИРС М. 1979, с.124-128.

39. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Полосовые фильтры с емкостным взвешиванием электродов . Сб.Современные проблемы радиотехники и электроники, изд. Наука., M. 1980.С 320-325.

40. Багдасарян A.C.,Кмита A.M. Синтез узкополосных фильтров с использованием эффективного возбуждения ПАВ на пятой гармонике. Труды МФТИ. 1977.

41. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Андреев A.C., Григорьевский В.Г., Марков И.А., Федорец В.Н.,Узкополосные фильтры на ПАВ, Труды X Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, ФАН,Ташкент,1978, с. 189.

42. Багдасарян A.C., Булюк А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н., Широкополосный преобразователь ПАВ, Тезисы докладов 1 Всесоюзной конференции по методике и технике ультразвуковой спектроскопии, Вильнюс, ВГУ, 1980, с.61.

43. Багдасарян A.C., Булкж А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н., Широкополосный фильтр на ПАВ, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по микроэлектронике, Казань, 1980, с. 142.

44. Багдасарян A.C., Булюк А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н. Широкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах. Радиотехника и электроника Т.ХХУ11 ,вып.1,1982. с. 184-186.

45. Багдасарян A.C., Казеннов В.Ф., КарапетьянГ.Я. Фильтр на основе ступенчатых встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн. Радиотехника и электроника T.XXX1 У №5.1989, с. 1104-1107.

46. Багдасарян A.C., Днепровский В.Г., Карапетьян Г.Я., Нестеровская В.Ю., Пе-ревощикова Т.В. Широкополосные ПАВ-фильтры с трехфазными встречно-штыревыми преобразователями. Тезисы докладов Х1У Всесоюзной конференции по акустоэлектро-нике и физической акустике твердого тела. г.Кишинев, 1989, ч. 1, с. 182-183.

47. Исследование возможности создания устройств частотной селекции на технике УПВ. НИР. Отчет ИРЭ АН СССР №179-216-77, шифр "Дентин -АН", М. 1977, на-учн.рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв. исп. Багдасарян A.C.

48. Исследование возможности создания фильтров на поверхностных акустических волнах.НИР, Отчет ИРЭ АН СССР №179-2-77, шифр "Омет-АН", М. 1977, научн. рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв. исп. Багдасарян A.C.

Исследование путей создания акустоэлектронных функциональных элементов УКВ диапазона.НИР, Отчет ИРЭ АН СССР №177-216-1-80, шифр "Озон-ИРЭ", М. 1980, научн. рук. ГуляевЮ.В., Кмита A.M. отв. исп. Багдасарян A.C..

49. Автоматизированный расчет передаточных характеристик фильтров на ПАВ. Отчет ИРЭ АН СССР №179-209-77, М. 1977, научн. рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв.исп.Багдасарян A.C..

50. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Шишкин В.Г. ПАВ-фильтры на основе избирательного удаления электродов в секционированных ВШП. Материалы XI1 Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г.Саратов, 1983, с. 162-163.

51. Багдасарян A.C., Кмита А.М, Шишкин В.Г.,Щукин Ю.М. Синтез преобразователей поверхностных акустических волн с малым уровнем дифракционных потерь. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. вып.4. 1986, с.95-98.

52. Багдасарян A.C., Кмита А.М, Шишкин В.Г., Щукин Ю.М. Преобразователи поверхностных акустических волн с малой апертурой. Материалы XII Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике., г.Саратов, 1983, с224-225.

53. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Щукин Ю.М. Двухканальные фильтры на поверхностных акустических волнах с емкостным взвешиванием электродов. ЖТФ, т.51, вып. 10. 1981, с.2184-2187.

54. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Уменьшение искажения амплитудно-частотных характеристик фильтров с веерными встречно-штыревыми преобразователями. Средства связи, 1988, вып.4, с 18-20.

55. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Встречно-штыревые направленные ответви-тели поверхностных акустических волн и фильтры с малым вносимым затуханием на их основе. Средства связи, 1988, вып.4, с.20-22.

56. Багдасарян A.C., БанковВ.Н., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В. ПАВ-фильтры с направленными ответвителями в виде набора встречно-штыревых секций. Труды Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике. Черкассы , 1986 ч.11, с175-176.

Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В. Фильтры на ПАВ с малыми вносимыми потерями. Тезисы докладов и сообщений школы семинара "Устройства акустоэлектроники". Москва, 1988, с19.

57. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Исследование ПАВ-фильтров на основе однонаправленных ВШП с внутренними отражателями. Труды Всесоюзной конференции по акустоэлектронике. Черкассы, 1988.

58. Багдасарян A.C., Белявский A.A. Система машинного проектирования ПАВ-устройств. Труды X Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике., ФАН, Ташкент, 1978, с.77-79.

59. Багдасарян A.C., Белявский A.A. Автоматизация программирования МФНУ. в Сб.Вопросы математического моделирования. Изд.Наука М. 1978. с.380-383.

60. Багдасарян A.C., Назаренко Э.Г., ШишкинВ.Г. САПР фильтров на преобразователях ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи. Сер. ОТ. вып.4, 1986. с.99-102.

61. Багдасарян A.C., Шишкин В.Г. Системный подход к анализу преобразователей ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. вып.4, 1986. с.87-94.

62. Багдасарян A.C., КащенкоГ.А., Шишкин В.Г. Автоматизация проектирования ПАВ-устройств на основе принципов проблемной адаптации. Специальная техника средств связи, Сер.ОТ. вып.4. 1988, с.43-50.

63. Багдасарян A.C., Кондратьев С.H., Кузнецов Ю.С., Расчет полосовых фильтров с емкостным взвешиванием , Труды XI Всесоюзной конференции по квантовой акустике и акустоэлектронике, Душанбе, 1981, ч.И, с.49-50.

64. БагдасарянА.С. Автореферат кандидатской диссертации "Исследование преобразователей с амплитудной модуляцией ПАВ и разработка фильтров на их основе", Москва, 1981.

65. Багдасарян A.C., БанковВ.Н., КарапетьянГ.Я., СВЧ-ПАВ-фильтры на основе ступенчатых ВШП, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике,Черновцы, 1986,4.11,с.177-178.

66. БагдасарянА.С., КарапетьянГ.Я., ПАВ-фильтры с нессиметричной АЧХ, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, Черновцы, 1986, ч. 11, с. 179-180.

67. Багдасарян A.C., Кондратьев С.Н., Кисилев C.B., Орлов B.C., Преобразователи ПАВ с повышенной избирательностью, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, Черновцы, 1986, ч. 11, с.226-227.

68. Багдасарян A.C., Кошкин П.К., Прапорщиков В.В., Фильтры на поверхностных акустических волнах с малыми вносимыми потерями, препринт Минпросвязи СССР, М. 1986.

69. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В., Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах с малыми вносимыми потерями. Тезисы докладов III Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы получения и применения сегнето-электриков, Москва, 1987, с. 146.

70. Отчет НПП "ЭЛКО"-7-92, НИР"Долина-П",Создание акустоэлектронного устройства обработки и формирования сложных сигналов для помехозащищенных систем связи. Москва, 1992, научн. рук. Багдасарян A.C.

71. Отчет НПП "ЭЛКО"-1-92, НИР "Магистраль-2", Исследование путей повышения технического уровня и качества устройств функциональной электроники, прогнозирование перспективы развития средств связи, Москва, 1992, научн. руков. Багдасарян A.C.

72. Отчет НПП "ЭЛКО" 2-1-93. НИЭР "Магистраль-93", Разработка устройств функциональной электроники для перспективной АПОИ, Москва. 1993, научн. руков. Багдасарян A.C.

73. Отчет НПП "ЭЛКО"-2-92, НИР" Конкурс-92", Разработка комплекта автоматизированных средств радио и радиотехнического контроля на СВЧ, Москва, 1992, научн. руков. Багдасарян A.C.

74. Отчет НПП "ЭЛКО" 4-2-93, ОКР "Радиотаксофон", Разработка принципов построения системы радиотелефонной связи на основе действующей сети таксофонных аппаратов, Москва, 1993, научн. руков. Багдасарян A.C.

75. Отчет НПП"ЭЛКО"2-3-96. НИР"Щель-ГКОП", Исследования по созданию комбинированного радиоприемника нового поколения с акустоэлектронным процессором, Москва, 1996, научн. рук. Багдасарян A.C.

76. Отчет НПП "ЭЛКО"-2-1-96, ОКР "Мобиль-Элко", Разработка высокоизбирательных ПАВ фильтров с предельно допустимым минимальным уровнем потерь для мобильных телефонов, Москва, 1997, научн. руков. Багдасарян A.C.

77. Отчет НПП"ЭЛКО"-2-1-92, НИР "Сюрприз-Элко", Разработка фильтров на ПАВ для спутникового тюннера на промежуточной частоте 479 МГц, Москва, 1992, научн. руков. Багдасарян A.C.

78. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я.,Импедансные ПАВ -фильтры для спутникового телевидения и телевидения высокой четкости, Труды 43-ьей научной сессии, посвященной дню Радио, Москва, 1998г., стр17.

"Электросвязь",№6,1998г. с.21-22.

79. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я.,Широкополосный импедансный фильтр, "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып. 1,1998г.,

80. Багдасарян A.C. Импедансные ПАВ фильтры сотовых систем связи, "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып.2,1998г.,

81. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я.,Импедансные фильтры на поверхностных акустических волнах,М., изд-во" Международная программа образова-ния"Москва, 1998г.,

82. Багдасарян A.C. Использование импедансных ПАВ фильтров в широкополосных Фурье-процессорах параллельного типа., "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып.2,1998г.

83.Джек A.A., Грант П.М., Колинз Дж.Х."Теория, проектирование и применение Фурье-процессоров на поверхностных акустических волнах" ТИИЭР, 1980г.,т.68,14,с.22-43.

84.Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет,технология и применение) .Пер.с англ. Под ред.Г.Мэтьюза. М.,"Радио и связь",1981. 472с.

85.Морган Д."Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах", М.,"Радио и связь", 1990.

86. Гуляев Ю.В..Медведь А.В. "Устройства на поверхностных акустических волнах и их применение в радиоэлектронной аппаратуре" Изв.вузов СССР. Радиофизика, 1983.№8,с.911 -948.

87. Животченко А.Д.,Никитов В.А. "Перспективы развития устройств функциональной электроники и их применение в системах и аппаратуре передачи и обработки информации. . Средства связи, 1988, вып.4, с.3-5.

88. ТИИЭР,64,5, 1976, Тематический выпуск.

89.Гуляев Ю.В.,Бирюков С.В.,Крылов В.В.,Плесский В.П."Поверхностные акустические волны в неоднородных средах", М."Наука", 1991г.,416с.

90.1.Ковалев А.В.,Яковкин И.Б. "Интерференционные эффекты в преобразователях ультразвуковых поверхностных волн встречно-штыревого типа," Радиотехника и электроника, 1971 ,т. 16,№8,с. 1521 -1523.

90.2.Балакирев М.К.,Гилинский И.А. "Волны в пьезоэлектриках" Новоси-бирск.Наука, 1982.240с.

90.3"Расчет и конструирование АПВ фильтров" под редакцией Яковкина И.Б., Новосибирск. Наука, 1992. 176с.

91. Горышник Л.Л.,Кондратьев С.Н."Распространение поверхностных электроакустических волн в слабыхпьезоэлектриках'Тр.РТИ АН СССР.М.1971.№5.с104-124.

92. "Функциональные акустические устройства обработки сигналов" , Межвузовский сборник под редакцией Г.К.Ульянова, изд.ЛЭТИ.Ленинград ,1971.

93.Докучаев Ю.П., Кондратьев Ю.П.,Попко В.А.,Сидоров В.А.,Тимашев В.В..Тюрин А.В.,Федорец В.Н.,Швец В.Б.,"Полосовые фильтры на ПАВ ля трактов промежуточных частот УВЧ диапазона" Электронная промышленность №1.1992.с.39-42.

94.Kandyba P.E..Karpeev D.V.,Kisseliev S.V..Kondratjev S.N."Investigation and Development of TV SAW Filters".Proceeding of international symposium in SAW ,1989. Vol.2,p.404-406, Varna, Bulgaria.

95.Кондратьев С.Н.,Кисилев С.H..Максимов С.В."Конструирование аподизован-ных преобразователей ПАВ".Электронная техника.сер.5.1990,вып.1(78).с.55-58.

96.В.С.Орлов.П.Г.Иванов.В.М.Макаров,В.Б.Швец, А.В.Лисин "Новые типы фильтров на ПАВ с малыми вносимыми потерями для систем радиотелефонной и спутниковой связи", "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып.2.1998г.

97.Комаяда.Исихара.Есикава."Узкополосные фильтры на основе резонаторов для поверхностных акустических волн",ТИ11ЭР.64.5.137-146.1976.

98.Hikita M.,Tabuchi T.,Shibagaki N.,"Investigation of new low-loss and high-power filter for revers-frequency-allocated ctllular radios", IEEE Trans. on UItrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,vol.40,№3,p.224-231,May 1993

99.Shibagaki N.. Hikita M.,Tabuchi T.," A Stady on power again test of SAW filter used in 800 MHz portable telephone", Tech.Rep.Microwave, IEICE Japan, vol.MW89-72,p.39,1989.

100. C.Hartman, S.Kondratiev, V.Plessky"New low-loss and high-power filter for revers-frequency-allocated cellular radios" IEEE Trans, on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,vol.60,№3,p.218-225,May 1996

Приложение!

Методика расчета встречно-штыревого преобразователя.

Пусть на поверхности полубесконечноп пьезоэлектрической среды расположены электроды, представляющие систему N параллельных полос. Часть этих электродов /V: находится под действием переменного напряжения (излучающий ВШП), остальные N-Ni электродов подключены к нагрузке.

В пьезоэлектрике упругие волны будут сопровождаться переменным электрическим полем. Поэтому, кроме уравнения Ньютона, описывающее распространение упругих волн: ¿'и, _ дтл

"TP--аГ

(П1.1)

где i,k-1,2,3, in • компоненты вектора механического смещения, Т1к - компоненты тензора механических напряжений, Р-

плотность , необходимо учитывать ещё и уравнения Максвелла: div D = о,

„ cD rot И =-,

et

rot Е =--,

а

div В = О

(П1.2)

где D, Е, Н, В векторы смещения и напряженности электрического поля, напряженности и индукции магнитного поля соответственно.

Так как длина электромагнитной волны в диапазоне частот, в которых используются ПАВ-устройства (до 1 - 2 ГГц), много больше, чем размер самого устройства, то можно рассматривать всю поверхность пьезоподложки как эквипотенциальную поверхность, т.е.можно считать:

¿>в

rotE = - — « О St

rot Н = ~ О dt

(П!.3)

Равенство нулю означает, что можно рассматривать

л ' л

электростатическую задачу, учитывая только первое уравнение (П1.2). Тогда уравнения, описывающие пьезоупругую среду, имеют вид:

ди, ат,к

Р 012 ~ дхк' (ЛуИ = О

(П1.4)

На границе поверхности пьезоэлектрической среды должены выполняться следующие граничные условия:

1. Непрерывность нормальной к поверхности компоненты вектора электрической инЬукции на свободной поверхности (область 50: '

£Ь - =0

(П1.5)

51 при у=0

(£>02 - индукция вне пьезосреды);

2. Равенство электрических потенциалов (<р) на электродах

( область 5:), в случае излучающего ВШП известным константам ±Фо:

<р I = ±Фо ,

(П1.6)

при у=0

или неизвестным константам С:

9 I - ±С ,

(П1.7)

при У=0

находящимся из условия непрерывности тока на приемном ВШП:

с <?£? --и —= О I

К» 31

(П1.8)

где 0,-заряд на электродах;

3. Отсутствие механических напряжений в области 51:

Тг, - 0 ,

при_у=0

и присутствие нормальных напряжений (обусловленных весом штырей) в области 5:: I

Тгг = Ы(:) .

(П1.9)

я: при у=0

В пьезоэлектрической среде компоненты ы, . Тш , й, , £у связаны уравнениями пьезоэффекта:

Т = г£ 1 ' ¡к.

Dp = epl„, u,m - e,psEj , i,j.k,i.m,p= 1,2,3

(П1.10)

u = я = 3<p - компоненты тензора деформации и вектора

1 дх

напряженности электрического поля, <р - потенциал электрического поля, сШт , , ^ - компоненты тензоров модулей упругости, пьезоконстант и диэлектрической проницаемости соответственно.

Так как ВШП возбуждается гармоническим сигналом или импульсным, который может быть представлен в виде суперпозиции гармонических составляющих, и уравнения линейны, то не нарушая общности, будем искать решение, когда потенциал на электродах передающего ВШП меняется по гармоническому закону, т.е. <р= роехр(jat). Предположим также, что электроды ВШП имеют бесконечную длину, т.е. краевыми эффектами можно пренебречь. Это означает, что решение будет однородно вдоль оси X. Тогда решение запишется в виде u,=uoi (у,:) exp(jat),

(П 1.12)

<р= <ро (у.:) exp(jal) т.е. решается плоская задача.

Подставляя это решение в уравненияя (П1.4) и учитывая вид матриц

cikim ■ epim • получаем однородную систему дифуравнений относительно щ и р, со следующими граничными условиями: <р (у.=) | = ±Фо(или ±0,

„ при у=0

Di(y,z) - D"2 (у,:) = О, (П1.13)

si при у=0 Ti,(y,z) | = 0,

S1 при у=0 Tz(y.z) \ = N(z) .

v: при у=0

Для её решения используется вспомогательная задача со следующими граничными условиями: Т: (yr.) I = f(z),

s при i-O

Tb(y.z) = Ti(y.z) | = 0." (П1.14)

У при i-O

D2(y.z)-D"z(y.z) = q(z) , 5 при v-0

функции/(:) и д(:) должны быть финитными (конечными).

Область Я включает в себя области 51 и Частное решение полученной системы дифуравнений имеет вид

и,=Лехр[ (лу+/{ со

(П 1.15)

Для того, чтобы удовлетворить граничным условиям (П1.14) необходимо просуммировать все частные решения по волновому числу к, так как все частные решения при произвольном к удовлетворяют системе дифуравнений (П1.4):

и,(у.г) = ]л,(к)е1т'е->'<1к'

(П1.16)

т.е. щ(у,г) - является Фурье-преобразованием функции А,(к)ехр[л (к)у], тогда:

2к _

(П1.17)

Подставляя (П1.15) в систему дифуравнения (П1.4), получаем однородную систему уравнений относительно А ¡(к). Чтобы эта система имела нетривиальное решение, её определитель должен равняться нулю:

г,,+/*»' г„ г„ г„ г„ г„+рт' г„ гг, г» ги г„ + ра'

г г г г

1 и ' » ' и 1 л

= 0

(П1.18)

элементы

Г,„ = /1

(П1.19)

где /, р= 1, 2, 3, а коэффициенты /¡р являются функциями от модулей упругости пьезоподложки, элементы

Г¡J^=g\л2+gykl +gзk2, 1=1, 2, 3, а коэффициенты g¡ являются функциями от пьезоконстант,

Г44=-£22Я2-2ез2 ]кх + £ ззА"2

(П1.20)

После раскрытия определителя получается алгебраическое уравнение восьмой степени относительно (/я): Я8(/Л)8+Я7(Д)7+...+ЯО

(П1.21)

где коэффициенты В%...Во зависят от констант материала, А: и ра>>. Это уравнение имеет восемь комплексно-сопряжненных корней.

Для получения убывающего при у-ко (т.е. амплитуда ПАВ убывает вглубь от поверхности) необходимо, чтобы Яел<0, т.е. оставить корни (Д) только с отрицательными мнимыми частями: (jx )¡--ja¡ - b,..

Так как каждому к будет соответствовать четыре л„ то решение необходимо представить в виде суммы:

ur(y,z) = ]fíAri(k)exp{Xl(k)-jkz}dk , (П1.22)

где A:¡, аз;, Aa¡ выражены через прозвольную A\¡ из линейной системы уравнений , определитель которой равнялся нулю.

Подставляя полученное решение (П1.22) в граничные условия (П1.14) получаем неоднородную линейную систему уравнений относительно А\{.

А при +А\2р\2+А\ър\г+А upu=f (к)

А п/721 +А\2ри+А\ър:.ъ+А\4ргл=0 А\\рг\+А\тръг+А\ъръъ+А\4р±\=й

(П1.22)

A up4\+A\2pA2+Anpu+A\Api4=q* (к),

где коэффициенты pik получаются после группировки членов в уравнениях перед неизвестными A\¡.

Тогда по правилу Крамера получаем: , где ДД-

дд

определитель системы, а д,= f(k) t,(k,a>t +q"(k) р^.а», lík.ro) функции получаемые группированием членов рц

около f (к) и q"(k), и решение системы (П1.4) запишется в

f(k)^(k,a>) + q(k)p(k,co)

AA(k,atJ

exp(Xty- jkz) dk (П. 1.23)

Функции /(к) и д"(к) -являются Фурье-преобразованием от функци/(:) пд(:) соответственно.

Определитель функции дд(/с, а) имеет вещественные корни, так как дд - определитель системы уравнений граничных условий. В случае свободной поверхности, он должен равняться нулю и даёт дисперсионное уравнение для скорости ПАВ. Таким образом подинтегральное выражение в (П1.23) имеет вещественные полюса и может быть аппроксимировано выражением м=(м:- к-)Р(и), где Р(и) - полином, и=(оЧУ2тп, Уп.\в - скорость ПАВ на свободной поверхности. Другими нулями определителя дд, ответственными за возбуждение объёмных волн, можно пренебречь, поскольку излучение ВШП в импедансных фильтрах в районе частот резонанса и

антирезонанса весьма незначительно и приводит только к небольшому росту затухания.

Таким образом, при г=0 и учитывая, что дд(к. а)=(и2- к2)Р(и) получаем

1 (и'-к')Р(и)

(П1.24)

Рассмотрим теперь одномерное уравнение движения для пьезоэлектрической среды ( такое уравнение получается, если рассматриваются плоские волны в безграничной среде, распространяющиеся вдоль оси г):

с (П1.25)

дГ дг Лг

где щ(:) - смещение в среде, с - модуль упругости среды, со -пьезоконстанта, - распределение электрического поля,

1=1,2,3.

Ч,(г) = \Ч1(к)ехрНЬ)ак

(П1.26)

Подставляя (П1.26) в (П1.25) получаем:

с^и "Л

-р<о1и: -с—т~ео 1)\ц(к)(1к ■

¿о

Решение ищется в виде

и,(:) = е'" 1и,(к)е-*/1к,

(П1.28)

следовательно:

ф) _ = е£яд,(кЦк

рю'-ск' Г „,-'

--к'

(П1.29)

у™ = Я

ПАВ - у/р

Из (П1.28) получаем:

щ(') = 1

-к'

■¿к

(П1.30)

(П1.27)

Так как в данной работе рассматриваются протяженные периодические ВШП, то функции/(г,) и д(:) из (П1.14) можно считать также периодическими. Поэтому их можно разложить в ряд Фурье и сгруппировав члены перед каждым е"'* в (П1.24) получим из (П1.26) некоторую новую функцию которая

учитывает и электрические и механические граничные условия одновременно. Тогда выражение (П1.24) можно представить в виде:

V Па о

(П1.31)

где подынтегральное выражение имеет полюса на вещественной оси А:=±_®_. Если выбрать контур интегрирования , в который

вошли бы нули знаменателя (П1.31), то интеграл равняется вычету в точке ко= ±ЛИ~:

v

гплв

и,(0,:)=8(к0) К(а,кп№к: + е/Лг]

(П1.32)

Аналогично из (П1.30):

ы1(:) = ^]дл(к0} [е-'*= + е'А"1.

с

(П1.33)

Сравнивая (П1.32) и (П1.33) и, полагая, что ^Ц(ко) =8(к0) К(а>М).

с

получаем, что решение и:(:) и и;(0,:) полностью совпадают, т.е. задачу о возбуждении ПАВ можно представить в виде решения одномерного уравнения для среды с модулем упругости с=ру! Функция К(е>,ко) не зависит от параметров функции $(:), т.е. не зависит от параметров ВШП и следовательно слабо зависит от частоты, поскольку она будет одна и та же для ВШП с различными полосами частот. Тогда можно записать:

щ(:)= кМё(*)[<!-}к: + ^

с

(П1.34)

т.е. в одномерном уравнении (П1.25) К,(а)=К^(:),

где Кп некоторая константа.

В выражении (П1.25) во втором члене в правой части можно отнести к пьезоконстанте, т.е. е(:)=ем](:). Это означает, что задача сводится к задаче возбуждения волны в среде с изменяющейся пьезоконстантой, причём закон изменения этой пьезоконстанты соответствует функции £(-). При этом электрическое поле будет однородным. Следовательно, задача сводится к неоднородному дифференциальному уравнению (П1.25), с однородными электрическими условиями £=сопб1.

Как известно, энергия связи ПАВ с поперечной составляющей электрического поля в несколько раз больше, чем с продольной сотавляющей для пьезоподложек таких широкоиспользуемых в ПАВ фильтрах материалах как ниобат лития и кварц. Поэтому можно оставить только поперечную составляющую электрического поля. Эта составляющая наводит на поверхности пьезоэлектрика заряд с плотностью

(П1.35)

В этом случае удовлетворяется уравнения Максвелла (11уВ=0, поскольку 0) £>|=£>з=0.

6у

Таким образом ВШП можно представить в виде пьезопластины , в которой пьезоконстанта изменяется по закону вдоль её толщины, а однородное электрическое поле £Ь приложено перпендикулярно направлению к распространения излучаемых или принимаемых волн. Пластина излучает волны в среду с теми же упругими константами, что и у самой пластины. Так как в импедансных фильтрах нет приемного ВШП рассмотрим только задачу возбуждения ПАВ.

Решение уравнения П1.25) в этом случае запишется в виде:

и(2,0 = и(2)е"" =[Асо5— + Ввт— + е-£±Р(со,х)1е"', (П 1.36)

^ПАВ ^ПАВ С

ПАВ О ПАВ ПАВ о ПАВ

Так как вне пластины е(:)=0, то решение уравнения (П1.25) дает две плоские волны которые распространяются в противоположные стороны. Тогда слева от пластины (-<0) решение запишется в виде:

Аоехр](1+а):/Уп.\в); а справа от пластины (г>0) -в виде: ДоехрД/-ш./Кплв).

На границе пластины со средой (г=±1) должны выполняться

2

следующие граничные условия: непрерывность механических смещений, т.е.

м(-//2)=Л«ехр[-й>//(2У[1лв)], и(//2)=5(1[-в//(2Кцлв)];

(П1.37)

непрерывность механических напряжений: г(_ Л _£»(_ Л = ■ <» Л а* . . ш! )

(П1.38)

¿>иГЛ . а п( <Ы . . еЫ

11 — = — — = -/-ВА соз--пт

\2) д2\2) V I "V V

(^з v "'пав п«п

Подставляя теперь решение (П1.36) в граничные условия (П1.37) и (П1.38) получаем линейную неоднородную систему уравнений относительно констант А,В,Ао и Во. Неоднородными в данной ситеме будут члены не содержащие неизвестные константы, и содержащие Ео.

Если обозначить а=С05[а>//(2Кплв)], Ь= зт[а>//(2Кплв)] и полагая , что ^ = о, система уравнений примет вид:

аЛ -ЬВ+ о и~Ап(а-]Ь) а А +ЬВ+ сг и=Вп (а-]Ь) Л- (АЬ+Ва)+аИ= }Ь)

^пав ^ паи

(П1.39)

(- А Ь +аВ) +пВо( а-]Ь ),

г пав

где 11=ЕМе( (некоторый эффективный размер, при котором поле между электродами пластины, которое считается однородным, равно Еа-и/с1е/),

с, , =

.1. ерМе ^ I. к:С+! ,1. к'Ср с!

= —-Р(а>,±-) =-— Е(а>,±—),с,. =----F(a>,±--^ '

с 2 Пгсс!1Ге1 2 т 2 И7 2

к1 = £г-£- квадрат коэффициента электромеханической связи. с

На электродах пластины поверхностная плотность заряда будет равна О: ( см. П1.35), поэтому ток через электроды будет равен:

/ о1

(П1.40)

После несложных преобразований получаем, что /=/ГбЛ +/Г5 и+/со СТи=

= {Са((о)+ЦВа+(оСт)} II и проводимость ВШП равна: Гвшп=//£/=Св(«)+/Яа(«)+/в» с г

(П1.41)

Выше уже отмечалось, что функция $(:) это периодическая функция , поэтому её можно представить в виде ряда:

g(г) = ~^%»ехР<¡2та/^ '

(П1.42) Если расположить начало координат в центре ВШП

между электродами (рис.35), то функция g(z) станет нечетной и разложение функции $(1) примет вид:

Подставляя в это выражение значение $(:) из (П1.43), получаем, что преобразователь эффективно возбуждает ПАВ на частотах, при которых = т.е. на пространственных

гармониках ВШП.

Так как в импедансных фильтрах используются ВШП, работающие на основной частоте ( см. главу 2), т.е.при п—0, то

примем g(:) = gtsin—г. Как показано [28], на основной частоте X

коэффициент g\=4lл, если не учитывается масса штырей. В противном случае £1 должно быть выбрано несколько большим: g/^=g^Il (Ь>1). Отнеся теперь к к константе ео можно считать ,что но коэффициент электромеханической связи к увеличился в Л раз, что и наблюдалось в мостовом импедансном ПАВ фильтре (см. п.4.4), где из-за массовой нагруски электродов к2 увеличился почти в 4 раза. По известной ¿'('г) считая, что /=Л'я определяем:

г(') = + ■

2л

(П1.43)

Решение системы (П1.39) дает:

/ /

& i 'пан i

(П1.44)

2к'СтипХ о>1У/ хм X

(П 1.45)

Х=лМ(/4о)//п.1=Мл

и полагая, что N»1, наконец, получаем:

(П1.46)

АКТ

о внедрении научных результатов докторской диссертации Багдасаряна Л.С.

Научно-техническая комиссия в составе Директора Дирекции научно-исследователских и опытных разработок АО ОТ "Телеком" т.Громова С.С. и его заместителей т.т. Руденко Ю.С. и Чуркина Н.М. составили настоящий Акт в том, что научные результаты докторской диссертации т.Багдасаряна A.C., включающей разработку акустоэлектронных устройств для аппаратуры приема, передачи и обработки информации, использованы при выполнении опционного соглашения с фирмой "Мурата" (Япония) стоимостью 200тыс.долларов США и внедрены в следующих производствах: телевизионных фильтров для объединенного канала изображения и звука для многостандартныхз телевизоров, для демодуляторов и передатчиков (МПО'Торизонт", НПО"Фонон"; трактов ПЧ частотно-формируемых блоков спутниковых линий связи (МНИИРС), системы РР и РП (в/ч 11135), автоматизированных средств радиотехнического контроля (ЛНПО"Вектор".

На ряде предприятий отрасли конструкции акустоэлектронных устройств с емкостным взвешиванием приняты в качестве базовых.

В конструкциях фильтров использованы решения в соответствии с патентами Японии 1069686, 1282169; Авторскими свидетельствами СССР 726647, 726648, 805982, 843682, 938366, 945951, 953695, 1042576, 1015484.

Экономический эффект от использования результатов работы только от экономии Оорогостоящего пиобата лития за 1980-1990г.г. превышает 15 млн.руб. и 200 тыс. долчаров США.

Директор ДНИИР АО ОТ "Телеком" Громов С.С.

Замдиректора Руденко Ю.С.

Зам. Директора

Чуркин Н.М.

"УТВЕРЖДАЮ" Заместитель начальника Департамента радиопромышленности и средств связи Министерства Экономики

Российской Федерации _Спицын В.Г.

"_"_1998г.

АКТ

о внедрении научных результатов докторской диссертации Багдасаряиа A.C.

Настоящий Акт составлен в том, что научные результаты докторской диссертации Багдасаряна A.C. использованы в следующих НИОКР, проводимых в интересах промышленности средств связи,-

1. НИР "Сюрприз-Элко" - "Разработка фильтров на ПАВ для спутникового тюинера на промежуточной частоте 479 МГц", научный руководитель -Багдасарян A.C.

2. ОКР "Магистр аль-93" - "Разработка устройств функциональной электроники для перспективной АПОИ (Головной станции и абонентских конвертеров для кабельного телевидения)", научный руководитель - Багдасарян A.C. В упомянутой аппаратуре использованы результаты по разработке канального фильтра и фильтров ПЧ конвертера головной станции, обеспечившие высокие технические характеристики аппаратуры по отечественному и европейскому стандартам. Изготовлены опытные образцы, которые прошли натурные испытания и переданы на Курский завод "Маяк" для организации серийного производства.

3. ОКР "Мобиль-Элко" - "Разработка высокоизбнрательных ПАВ-фильтров с предельно-допустимым уровнем вносимых потерь для мобильных телефонов" (научный руководитель - Багдасарян A.C.).

По техническим характеристикам все изделия не уступают образцам ведущих зарубежных фирм. Ожидаемый экономический эффект от использования фильтров на ПАВ только в конвертере составляет около 40 руб. на изделие. Ориентировочная потребность в конвертерах, к примеру, по г. Москве на период 1999-2000 гг. - свыше 100 тыс. изделий в год.

Зам.начальник научно-тематического отдела департамента

Никитин Е.И.

Общая характеристика работы Содержание и обсуждение результатов

1. Повышение избирательности устройств на ПАВ.

1.1. Теория возбуждения амплитудно-модулированных ПАВ.

1.2. Взвешенные преобразователи ПАВ

1.3. Компенсация дифракции аподизованных ВПШ.

1.4. Возбуждение ПАВ на гармониках.

1.5. Направленные ответвители и внутренние отражатели.

2. Высокоизбирательные устройства частотной селекции на ПАВ.

2.1. САПР и САИФ.

2.2. Технология.

2.3. Высокоизбирательные полосовые фильтры с АМ ПАВ.

2.4. Двухканальные и антенно-разделительные фильтры на ПАВ.

2.5. Узкополосные фильтры на ПАВ.

2.6. Широкополосные фильтры на ПАВ.

2.7. Фильтры ПЧ на ПАВ для ЦТВ.

3. Применение устройств на ПАВ в системах и аппаратуре передачи и обработки информации.

3.1 Мобильные системы связи.

3.2. Спутниковые, тропосферные линии связи, системы РР и РП, автоматизированные средства радиоконтроля на СВЧ.

РЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• Последнее время характеризуется широким внедрением акустоэлек-тронных устройств (АЭУ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ) в аппаратуру приема, передачи и обработки информации (АПОИ). АЭУ позволяют реализовать в АПОИ такие основные функции, как обработку в реальном масштабе времени в диапазоне 1-1000 МГц, частотную селекцию, псевдослучайный поиск рабочих частот, передачу и обработку информации шумоподобными сигналами, эталонирование, стабилизацию частоты и др. { 83-85 }. АЭУ на ПАВ имеют высокую температурную стабильность, высокую надежность и малые массогабариты. Их отличительной особенностью является отсутствие настройки, возможность совмещения процессов изготовления с микроэлектронной технологией { 86 } .Это обеспечивает широкое применение АЭУ в: спутниковой, тропосферной и радиорелейной линиях связи в составе блоков ППРЧ, ШПС, Фурье-процессоров, ДЛЗ, блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ, блоков синхронизации примемо-передачи для ШПС систем связи на основе согласованных фильтров на ПАВ, опорных ПАВ- генераторов; радиоизмерительной аппаратуре в составе резонаторов на ПАВ, ПАВ-генераторов, ДЛЗ на ПАВ; магистральной радиосвязи в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ, блоков синхронизации приема и передачи информации; системах РР и РП в составе блоков УПЧ с фильтрами на ПАВ; системах подвижной радиосвязи; телевизионной технике { 87 }.

Эти достижения стали возможны лишь при использовании адекватных физических моделей, описывающих возбуждение и распространение ПАВ в 5 пьезоэлектрических кристаллах, а также принципов работы АЭУ, входящих в состав АПОИ.

Несмотря на перспективы применения АЭУ в АПОИ и значительный прогресс в разработке их физических моделей и конструкций, существует еще множество нерешенных вопросов. Параметры лучших лабораторных и серийных образцов АЭУ на ПАВ начинают приближаться к принципиально достижимым, ограниченным технологическими возможностями и труд-ноучитываемыми эффектами "второго порядка".

Дальнейшее улучшение параметров АЭУ возможно, очевидно, при разработке новых более совершенных принципов взвешивания, позволяющих формировать характеристики АЭУ во всех его узлах, новых более совершенных конструкций , в которых "минимизированны" эффекты "второго порядка", а также методов расчета, компенсации и физических моделей, описывающих работу АЭУ.

Целью настоящей работы является развитие теории АЭУ и разработка на ее основе методов, моделей и конструктивно-технологическтх решений, обеспечивающих достижение предельных характеристик АЭУ в составе АПОИ.

Успешное решение этой важной народно-хозяйственной проблемы позволяет обеспечить постоянно возрастающий уровень требований к техническим характеристикам АПОИ:

• увеличить количество типов акустоэлектронных устройств, освоенных в промышленности средств связи до 100 с характеристиками не уступающими уровню зарубежных аналогов; снизить массогабаритные характеристики узлов АПОИ в среднем в 10 раз; повысить надежность узлов АПОИ в 1.5-2 раза; расширить функциональные возможности АПОИ; более, чем в десять раз уменьшить площадь пье-зоматериалов : дорогостоящих ниобата и танталата лития , и довести число импедансных АЭУ для мобильных телефонов до 3000 на одной пластине. 6

Объектами исследований явились АЭУ на ПАВ, являющих основу блоков АПОИ. В состав АЭУ входят акустоэлектронные радиокомпоненты (АРК): встречно-штыревые преобразователи (ВШП), аподизованные ВШП, ВШП с емкостным взвешиванием электродов,дисперсионные линии задержки (ДЛЗ), различные отражательные структуры и многополосковые ответви-тели (МПО), секционированные ВШП и МПО .

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ

• разработка физических моделей и новых конструкций АЭУ с емкостным взвешиванием электродов и фильтров на ПАВ на их основе для спутниковой, тропосферной и радиорелейной линий связи, РР и РП, телевизионной техники и радиоизмерительной аппаратуры;

• разработка физических моделей и исследование нового класса импеданс-ных АЭУ в качестве фильтров для подвижных систем связи, в т.ч. для мобильных телефонов, и цифрового телевидения ;

• разработка новых принципов взвешивания устройств на ПАВ;

• теоретические и экспериментальные исследования возбуждения амплитудно модулированных ПАВ;

• теоретические и экспериментальные исследования использования возбуждения ПАВ на гармониках в АЭУ;

• оптимизация топологий АЭУ и разработка систем их автоматизированного проектирования (САПР) и изготовления фотошаблонов (САИФ);

• исследование новых технологических маршрутов изготовления АЭУ;

• разработка рекомендаций по использованию АЭУ в составе узлов и блоков АПОИ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Научная новизна и результаты работы состоят в следующих положениях, которые выносятся на защиту : 7 синтез высокоизбирательных характеристик фильтров с амплитудной одуляцией ПАВ и новые методы взвешивания ( емкостное и резистивное ) а его основе; физические модели и новые конструкции АЭУ с емкостным взвешивани-м электродов и фильтры на ПАВ на их основе для спутниковой, тропо-ферной и радиорелейной линий связи, РР и РП, телевизионной техники и адиоизмерительной аппаратуры; емкостное взвешивание, позволяющее повысить ТТХ АПОИ: избира-ельность на 25-35 дБ, улучшить коэффициент прямоугольности АЧХ ильтров ПЧ без увеличения габаритов и усложнения технологии изготов-ения АЭУ;

• метод компенсации дифракционных искажений введением вспомагатель-ного отклика;

• методы повышения частотного диапазона АЭУ в составе АПОИ с использованием эффективного возбуждения ПАВ;

• ступенчатые АЭУ, позволяющие при тех же характеристиках (избирательности, вносимых потерях и др.) существенно упростить ( более чем на порядок) технологию изготовления АЭУ на частотах до 2 ГГц, уменьшив в 5-25 раз требования к размеру минимального топологического элемента;

• способ формирования неэквидистантных струтур АЭУ;

• синтез импедансных АЭУ, позволяющий совместить преимущества ЬС-фильтров ( малое вносимое затухание, малые пульсации АЧХ и ГВЗ в полосе пропускания, большая рассеиваемая мощность) с преимуществами ПАВ-фильтров ( высокая технологичность, воспроизводимость, малые габариты) и обеспечивающий в производстве такие параметрыПАВ-фильтров, которые недостижимы в других типах АЭУ: вносимое затухание -менее 2дБ на частотах свыше 800МГц, пульсации группового времени за8 держки до 2 не, до нескольких Вт мощности сигналов, подаваемые на вхо фильтра;

• новый класс импедансных АЭУ на ПАВ для подвижных систем связ мобильных телефонов, и цифрового телевидения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Практическая ценность работы состоит в разработке и внедрении промышленность:

• во внедрении новых технологий, методов расчета и новых конструкщ АЭУ на предприятиях промышленности средств связи : a) фильтров импедансного типа для мобильных телефонов, b) фильтров на ПАВ для головной станции и абонентских конвертеро для кабельного телевидения, c) телевизионных фильтров на ПАВ на керамике ПКД-124/1, телевизи онных фильтров на ПАВ для объединенного канала изображения и звук на ниобате лития и пьезокерамике, с!) телевизионных фильтров на ПАВ для демодуляторов и передатчи ков, е) фильтров на ПАВ для спутникового тюнера на промежуточной час тоте 479 МГц;

• в проведении исследований и разработке телевизионных фильтров на ПАВ для многостандартных телевизоров согласно опционного соглашения с фирмой "Мига1а" (Япония);

• САПР и САИФ фильтров на ПАВ, ДЛЗ;

• рекомендаций по использованию АЭУ на ПАВ в составе узлов блоков АПОИ.

• новой техники ПАВ импедансных фильтров, позволяющей прово дить разработай на уровне НИОКР с последующей организацией серийно го производства следующей номенклатуры устройств: 9 режекторных фильтров (серийное производство до 1000 изделий в мену),

§) фильтров для мобильных телефонов (ОКР, организация серийного . оизводства),

Ь) фильтров ПЧ для телевидения высокой четкости (ОКР), ¡) широкополосных (более 20%) фильтров, не требующих сложных фа-осдвигающих цепей и усложнения технологии их изготовления (ОКР),

3) сверхузкополосных ( менее 0,1%) фильтров для малогабаритных ав-огенераторов, устойчивых к параметрам усилителя (ОКР), к) фильтров для трактов ПЧ передатчиков, ретрансляторов и приемни-ов в цифровом телевидении (НИР);

1) фильтров для синтезаторов частот с большим (более бОдБ) внепо-осным затуханием (НИР); несогласованных фильтров с малым вносимым затуханием (НИР); п) АЭУ в диапазоне частот до ЮГГц (поисковая НИР). Последнее осо-енно важно для разработчиков АПОИ и РИА, т.к. позволяет отказаться в 1апазоне 2-ЮГГц от более сложных, трудоемких и габаритных фильтров а микрополосковых линиях или фильтров на магнитостатических волнах.

Разработанные фильтры на ПАВ изготовлены из ниобата ли-1я,танталата лития, пьезокерамики, кварца, имеют лучшие технические арактеристики, чем образцы известных зарубежных фирм.

Настоящая работа в форме научного доклада является обобщением многолетних систематических исследований, выполненных под руководством и непосредственном участии автора.

Результаты работы внедрены на ряде промышленных предприятий, они используются в серийном производстве различных типов АЭУ в составе узлов и блоков АПОИ, что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

10

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы докладывались на :

• Х-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Ташкент, 1978 г.;

• 1У-ой Всесоюзной конференции по методике и технике ультразвуковой спектроскопии, г. Вильнюс, 1980 г.;

• 1Х-ой Всесоюзной научно-технической конференции по микроэлектронике, г. Казань, 1980 г.;

• Х1-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике, г. Душанбе, 1981 г.;

• Н-ой Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы получения и применения пьезоэлектрических материалов", г. Москва, 1982 г.;

• ХП-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Саратов, 1983 г.;

• ХШ-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Киев, 1986 г.;

• Всесоюзной конференции "Акустоэлектронные устройства обработки информации", г. Черкассы, 1988 г.;

• Х1У-ой Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела, г. Кишинев, 1989 г.;

• И-ом Международном симпозиуме по поверхностным волнам в твердом теле и слоистых структурах и 1У-ой научно-технической конференции "Акустоэлектроника-89", г. Варна, 1989 г.;

• Всесоюзной конференции "Акустоэлектронные устройства на ПАВ", г. Черновцы, 1990 г.;

• Всесоюзном совещании "Современное состояние, тенденции развития производства акустоэлектронных устройств", г. Минск, 1991 г.;

11

• Научно-техническом Совете Министерства промышленных средств связи, г. Москва, 1986 г.;

• ежегодных заседаниях секции "Функциональная электроника в АПОИ" Минпромсвязи СССР в 1986-1991 гг.; в гг. .Москва Красноярск, Минск, Омск, Н.Новгород, Ереван, Сухуми, Улан-Уде, С.-Петербург, Каунас, Ре-чица, Андижан.

• Научной сессии РНТО РЭС им.А.С.Попова 1998г. г.Москва

Разработанные образцы акустоэлектронных устройств демонстрировались на ежегодных итоговых коллегиях Минпромсвязи (Минсвязи) СССР в 1986-1991 гг., АО "Телеком" , Миноборонпрома и Минэкономики России в 1992-1998 гг., международных выставках "ТЕЛЕКОМ" г. Женева 1991г., 1995 г., Рио-де-Жанейро 1996г., г. Москва 1991г., 1996г.г., Сингапур 1997г.

Результаты работы отмечались Грамотами Всесоюзного и Российского НТО РЭС им. A.C. Попова, Медалями и Дипломами ВДНХ, Грамотами Московского Областного Совета Комсомола, а дважды, в 1977 и 1982 гг. входили в число достижений Академии Наук СССР.

Результаты исследований, проведенных автором в 1992-1998г.г.обобщены в монографии [ 81 ].

ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основное содержание работы изложено в 120 научных трудах, в том числе в 21 статьях, 13 зарубежных патентах, 18 авторских свидетельствах, 25 научно- технических отчетах по НИОКР, 50 тезисах докладов различных конференции и семинаров, разделе книги "Современные проблемы радиотехники и электроники"и монографии "Импедансные фильтры на поверхностных акустических волнах".

Список опубликованных работ прилагается в конце научного доклада.

12

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И ВНЕ ТГРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

РАБОТЫ

Экономический эффект только за 1980-1990 гг. превышает 15 млн. рублей и 200 тысяч долларов США. Всего автором внедрено 4 патента и 12 авторских свидетельств.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Работа представлена в виде научного доклада, обобщающего результаты теоретических исследований и экспериментальных разработок, а также опыты серийного внедрения в производство различных типов АРК на ПАВ.

Доклад содержит 78 страниц машинописного текста, из них 13 рисунков, 6 таблиц, ссылок на 104 библиографических источника (на 9 листах), приложения.

По своей структуре содержание диссертации можно разделить на три уровня (табл.1.). Первый посвящен фундаментальным исследованиям, направленным на создание техники емкостного взвешивания, возбуждению ПАВ на гармониках, конструированию новых типов ВШП, анализу вторичных эффектов. Второй посвящен разработке высокоизбирательных АРК и их технологии изготовления. Третий уровень является практической иллюстрацией эффективности полученных научных и технических результатов по проблеме повышения избирательности АРК для целей создания новых и совершенствования существующих систем и аппаратуры приема, передачи и обработки информации. Ниже кратко излагаются основные результаты диссертационной работы в последовательности, приведенной на структурной схеме (табл.1).

13

14

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ НОВЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Разработано новое направление акустоэлектроники - синтез высокоизбирательных характеристик фильтров с амплитудной модуляцией ПАВ и новые методы взвешивания ( емкостное и резистивное ) на его основе, позволяющие в равной мере формировать характеристики устройств на ПАВ во всех его узлах.

2. Предложены и разработаны фильтры на ПАВ с емкостным взвешиванием, позволяющие увеличить подавление вне полосы пропускания на 25-35 дБ, улучшить коэффициент прямоугольности фильтра без увеличения габаритов и усложнения технологии их изготовления. На основе принципов проблемной адаптации разработана САПР и САИФ.

3. Теоретически и экспериментально доказана целесообразность использования эффективного возбуждения ПАВ на гармониках для синтеза широкого класса высокоизбирательных фильтров на ПАВ, позволяющих существенно упростить технологию изготовленияАЭУ, уменьшив в 5-25 раз требования к минимальному топологическому размеруАЭУ.

4. Разработан метод компенсации дифракционных искажений введением вспомогательного отклика. Доказано, что уменьшение апертуры аподи-зованных ВШП до 5 длин волн не ухудшает параметров фильтров на ПАВ.

5. Разработан ряд новых конструкций ВШП и фильтров на ПАВ, обеспечивающих улучшение электрических характеристик устройств на ПАВ для спутниковой, тропосферной и радиорелейной линий связи, РР и РП, телевизионной техники и радиоизмерительной аппаратуры. Фильтры на ПАВ с емкостным взвешиванием внедрены в производство:

-ТВ фильтров для объединенного канала изображения и звука, для многостандартных телевизиров, для демодуляторов и передатчиков. Показано, что существенное уменьшение габаритов фильтров на ПАВ может

58 быть достигнуто с использованием ВШП с емкостным взвешиванием, обеспечивающих улучшение избирательности. Разработанные фильтры для ТВЧ превосходят зарубежные аналоги;

-Трактов ПЧ, частотноформируемых блоков спутниковых, радиорелейных линий связи, систем РР и РП, автоматизированных средств радиоконтроля.

6. Разработаны высокоизбирательные антенные разделительные фильтры на ПАВ с емкостным взвешиванием для специальной приемопередающей аппаратуры.

7. Разработан и внедрен способ получения веерных и дисперсионных ВШП, позволивший разработать сверхширокополосную ДЛЗ на ПАВ со средней частотой 750 МГц, девиацией частоты 500 МГц и дисперсионной задержкой 0,8 мкс.

• 8. Разработано новое направление практической акустоэлекгроники -синтез импедансных АЭУ, позволяющий совместить преимущества LC-фильтров ( малое вносимое затухание, малые пульсации АЧХ и ГВЗ в полосе пропускания, большая рассеиваемая мощность) с преимуществами ПАВ-фильтров ( высокая технологичность, воспроизводимость, малые габариты) и обеспечивающий в производстве такие парамегрыПАВ-фильтров, которые недостижимы в других типах АЭУ: вносимое затухание -менее 2дБ на частотах свыше 800МГц, пульсации группового времени задержки до 2 не, до нескольких Вт мощности сигналов, подаваемые на вход АЭУ и проводить на уровне НИОКР с последующей организацией серийного производства следующей номенклатуры устройств для подвижных систем связи, мобильных телефонов, и цифрового телевидения: a) режекторных фильтров для кабельного телевидения (серийное производство до 1000 изделий в смену), b) фильтров для мобильных телефонов (ОКР, организация серийного производства),

59 с) фильтров ПЧ для телевидения высокой четкости (ОКР), с!) широкополосных (более 20%) фильтров, не требующих сложных фа-зосдвигающих цепей и усложнения технологии их изготовления (ОКР), е) сверхузкополосных ( менее 0,1%) фильтров для малогабаритных автогенераторов, устойчивых к параметрам усилителя (ОКР), ]Е) фильтров для трактов ПЧ, передатчиков, ретрансляторов и приемников в цифровом телевидении (НИР);

§) фильтров для синтезаторов частот с большим (более бОдБ) внепо-лосным затуханием (НИР);

Ь) согласованных фильтров с малым вносимым затуханием (НИР); ¡) АЭУ в диапазоне частот до ЮГГц (поисковая НИР). Последнее особенно важно для разработчиков АПОИ и РИА, т.к. позволяет отказаться в диапазоне 2-ЮГТц от более сложных, трудоемких и габаритных фильтров на микрополосковых линиях или фильтров на магнито-статических волнах.

9. Разработанные конструкции АЭУ для мобильных систем связи, кабельного телевидения, спутникового телевидения и телевидения высокой четкости, конкурентоспособны на мировом рынке.

10. Экономический эффект только за период 1980-1990 гг. превысил 200 тысяч долларов США и 15 млн. (в ценах 1990г.) рублей.

Несмотря на достигнутые положительные результаты по разработке устройств на ПАВ, следует продолжить работы по совершенствованию их конструкций и технологий.

В этом отношении наиболее перспективной будет разработка конку-рентноспособных импедансных ПАВ-фильтров с малыми вносимыми потерями для оконечных приемо-передающих устройств различной АПОИ в диапазоне 2-10 ГГц, а также пассивных радиочастотных меток.

60

1. Разработка УПЧ изображения и звука для телевизионных приемников с применением устройств на упругих поверхностных волнах .Отчет НИТИМ 20-74 шифр ОКР "Арго-К", Ереван, 1974. Научн.рук. Сардарян В.С.,Багдасарян A.C.,Катков Ю.М.,Оганян P.E.

2. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Андреев A.C. Устройство на поверхностных акустических волнах. A.c. №726648 от 14.12.79.

3. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №726647 от 14.12.79.

4. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Федорец В.Н. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. №805918 от 14.10.80.

5. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Голосов В.А., Кмита А.М. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. 843682 от 2.03.81.

6. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Преобразователь поверхностных акустических волн . A.c. 938366 от 23.02.82.

7. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №945951 от 23.03.82.

8. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. №953695 от 21.04.82.

9. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Щукин Ю.М. Фильтр на поверхностных акустических волнах. А.с.№ 1042576 от 16.05.83.

10. Багдасарян A.C., Карпеев Д.В., Кондратьев С.Н., Кисилев C.B. Преобразователь поверхностных акустических волн. А.с.№1015484 от 03.0183.

11. Багдасарян A.C., КарапетьянГ.Я. Способ изготовления неэквидистантных преобразователей поверхностных акустических волн. А.с.№1195330 от 1.08.85.

12. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,Мальцев O.A., Симаков В.В. Преобразователь поверхностных акустических волн. A.c. 1119590 от 15.06.84.

13. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В., Шепшелей В.И. Полосовой фильтр на поверхностных акустических волнах. A.c. 1322955 от 8.03.87.

14. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Медведь A.B., Федорец В.Н. Усилитель поверхностных акустических волн. А.с.№767941 от 6.06.80.

15. Багдасарян A.C., Кундин А.П. Двухканальный антенный разделительный фильтр на поверхностных акустических волнах . А.с.№ 637034 от 14.08.78.61

16. Багдасарян A.C., Банков В.Н., Карапетьян Г.Я., Орлова Л.В. Акустоэлектрон-ное устройство на поверхностных акустических волнах А.с.№ 1699327 от 15.05.91.

17. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Кондратьев С.Н. Устройство на поверхностных акустических волнах. Заявка на изобретение №5066042/22/039877 от 24.08.92. по-лож.решение №139 от 27.07.93.

18. Багдасарян A.C., Кондратьев С.Н., Семенов В.В. Режекторный фильтр на поверхностных акустических волнах. Заявка на изобретение №5066037/22/039878 от 24.08.92 полож-решение №140 от 27.07.93.

19. Аюпов Ф.Х., Багдасарян A.C., ЕлисеевА.В., МуравьевГ.А., Никитин В.И. Устройство для измерения спектральных характеристик электрических сигналов. А.с.№ 1614663 от 15.08.90.

20. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. US Patent 4,185,218 Piezoelectric Acoustic Surface Wave Filter Coupler atJan.22,80.

21. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. US Patent 4,162,415 Acoustic Surface Wave Transducer and Filter Built Around This Transducer at Jul.24,79.

22. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. US Patent 4,355,290 Acoustic Surface Wave Filter at Oct. 19,82.

23. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Fedoretz V.N. US Patent 4,393,321 Acoustic Surface Wave Transducer atJul.12,83.

24. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. UK Patent 2 003 689 В Acoustic Surface Wave Transducer and Filter Built Around This Transducer at 13 Jan.82.

25. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. UK Patent 2 003 353 В Acoustic Surface Wave Filter at 13 Jan.82.

26. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. UK Patent 2 057 806 В Acoustic Surface Wave Filter at 20 Apr.83.

27. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Fedoretz V.N. UK Patent 2 075 785 В Acoustic Surface Wave Transducer at 3 Aug.83.

28. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. Republique Française Brevet D'Invention 78 21723 Convertisseur d'ondes acousticques superficielles et filtre a base dudit convertisseur du 16.02.79.

29. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M. Republique Française Brevet D'Invention 80 20 674 Convertisseur d'ondes acoustic de surface du 10.04.1981.

30. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V., Kmita A.M., Andreev A.S. Deutsches Patentschrift DE 2831584 C2, Wandler fur akustische Oberflachen wellen und Filter auf der Basis dieser Wandler, 29.03.84.62

31. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.Y., Kmita A.M. Deutsches Offenlegungsschrift, Filter fur akustische Oberflachenwellen 2831585 29.03.1984.

32. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.V,, Kmita A.M. Japan Patent 1069686 Acoustic Surface Wave Filter at Apr. 1.81.

33. Bagdasarian A.S., Gulyaev Ju.Y., Kmita A.M., Andreev A.S. Japan Patent 1282169 Acoustic Surface Wave Transducer at Nov.29.85.

34. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,Кмита A.M. Преобразователи поверхностных акустических волн с емкостным взвешиванием электродов. Письма в ЖТФ вып. 11 т.5 ,1979г.

35. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,КмитаА.М.,Андреев A.C. Преобразователи ПАВ с емкостным взвешиванием. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд.МНИИРС ,М. 1979, с 37-44.

36. Багдасарян A.C.,Гуляев Ю.В.,Кмита A.M. Переизлучатели ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд.МНИИРС, М.1979,с.45-54.

37. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Федорец В.Н., Марков И.А. Фильтры на ПАВ на основе преобразователей с емкостным взвешиванием электродов, в Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд. МНИИРС, М. 1979, с.55-62.

38. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Кундин А.П. Антенный разделительный фильтр на поверхностных акустических волнах , Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. спец.вып. "Акустоэлектронные устройства", изд. МНИИРС М. 1979, с.124-128.

39. Багдасарян A.C., Гуляев Ю.В., Кмита A.M. Полосовые фильтры с емкостным взвешиванием электродов . Сб.Современные проблемы радиотехники и электроники, изд. Наука., M. 1980.C 320-325.

40. Багдасарян A.C.,Кмита A.M. Синтез узкополосных фильтров с использованием эффективного возбуждения ПАВ на пятой гармонике. Труды МФТИ.1977.

41. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Андреев A.C., Григорьевский В.Г., Марков И.А., Федорец В.Н.,Узкополосные фильтры на ПАВ, Труды X Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, ФАН,Ташкент,1978, с. 189.

42. Багдасарян A.C., Булкж А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н., Широкополосный преобразователь ПАВ, Тезисы докладов 1 Всесоюзной конференции по методике и технике ультразвуковой спектроскопии, Вильнюс, ВГУ, 1980, с.61.63

43. Багдасарян A.C., Булкж А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н., Широкополосный фильтр на ПАВ, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по микроэлектронике, Казань, 1980, с. 142.

44. Багдасарян A.C., Булюк А.Н., Кмита A.M., Федорец В.Н. Широкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах. Радиотехника и электроника т.ХХУ 11 ,вып. 1,1982. с. 184-186.

45. Багдасарян A.C., Каэеннов В.Ф., КарапетьянГ.Я. Фильтр на основе ступенчатых встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн. Радиотехника и электроника т.ХХХ1У №5.1989, е.1104-1107.

46. Исследование возможности создания устройств частотной селекции на технике УПВ. НИР. Отчет ИРЭ АН СССР №179-216-77, шифр "Дентин -АН", М. 1977, на-учн.рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв. исп. Багдасарян A.C.

47. Исследование возможности создания фильтров на поверхностных акустических волнах.НИР, Отчет ИРЭ АН СССР №179-2-77, шифр "Омет-АН", М. 1977, научн. рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв. исп. Багдасарян A.C.

48. Исследование путей создания акустоэлектронных функциональных элементов УКВ диапазона.НИР, Отчет ИРЭ АН СССР №177-216-1-80, шифр "Озон-ИРЭ", М. 1980, научн. рук. ГуляевЮ.В., Кмита А.М. отв. исп. Багдасарян A.C.

49. Автоматизированный расчет передаточных характеристик фильтров на ПАВ. Отчет ИРЭ АН СССР №179-209-77, М. 1977, научн. рук. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., отв.исп.Багдасарян A.C.

50. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Шишкин В.Г. ПАВ-фильтры на основе избирательного удаления электродов в секционированных ВШП. Материалы ХПВсесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, г.Саратов, 1983, с.162-163.

51. Багдасарян A.C., Кмита А.М, Шишкин В.Г.,Щукин Ю.М. Синтез преобразователей поверхностных акустических волн с малым уровнем дифракционных потерь. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. вып.4. 1986, с.95-98.

52. Багдасарян A.C., Кмита А.М, Шишкин В.Г., Щукин Ю.М. Преобразователи поверхностных акустических волн с малой апертурой. Материалы XII Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике., г.Саратов, 1983, С224-225.64

53. Багдасарян A.C., Кмита A.M., Щукин Ю.М. Двухканальные фильтры на по верхностных акустических волнах с емкостным взвешиванием электродов. ЖТФ, т.51 вып. 10. 1981, с.2184-2187.

54. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Уменьшение искажения амплитудою частотных характеристик фильтров с веерными встречно-штыревыми преобразовате лями. Средства связи, 1988, вып.4, с 18-20.

55. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Встречно-штыревые направленные ответви тели поверхностных акустических волн и фильтры с малым вносимым затуханием на i основе. Средства связи, 1988, вып.4, с.20-22.

56. Багдасарян A.C., БанковВ.Н., Карапетьян Г.Я., Перевощикова Т.В. ПАВ фильтры с направленными ответвителями в виде набора встречно-штыревых секций Труды Всесоюзной конференции по акустоэлекгронике и квантовой акустике. Черкас сы, 1986 ч.11,с175-176.

57. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я. Исследование ПАВ-фильтров на основе однонаправленных ВШП с внутренними отражателями. Труды Всесоюзной конференции по акустоэлекгронике. Черкассы, 1988.

58. Багдасарян A.C., Белявский A.A. Система машинного проектирования ПАВ-устройств. Труды X Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике., ФАН, Ташкент, 1978, с.77-79.

59. Багдасарян A.C., Белявский A.A. Автоматизация программирования МФНУ. в Сб.Вопросы математического моделирования. Изд.Наука М. 1978. с.380-383.

60. Багдасарян A.C., Назаренко Э.Г., ШишкинВ.Г. САПР фильтров на преобразователях ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи. Сер. ОТ. вып.4,1986. с.99-102.

61. Багдасарян A.C., Шишкин В.Г. Системный подход к анализу преобразователей ПАВ с емкостным взвешиванием электродов. Специальная техника средств связи, Сер. ОТ. вып.4,1986. с.87-94.

62. Багдасарян A.C., КащенкоГ.А., Шишкин В.Г. Автоматизация проектирования ПАВ-устройств на основе принципов проблемной адаптации. Специальная техника средств связи, Сер.ОТ. вып.4. 1988, с.43-50.65

63. Багдасарян A.C., Кондратьев С.Н., Кузнецов Ю.С., Расчет полосовых фильтров с емкостным взвешиванием , Труды XI Всесоюзной конференции по квантовой акустике и акустоэлектронике, Душанбе, 1981, ч. 11, с.49-50.

64. БагдасарянА.С. Автореферат кандидатской диссертации "Исследование преобразователей с амплитудной модуляцией ПАВ и разработка фильтров на их основе", Москва, 1981.

65. Багдасарян A.C., БанковВ.Н., КарапетьянГ.Я., СВЧ-ПАВ-фильтры на основе ступенчатых ВШП, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике,Черновцы,1986,ч.11,с.177-178.

66. БагдасарянА.С., КарапетьянГ.Я., ПАВ-фильтры с нессиметричной АЧХ, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, Черновцы, 1986, ч.11, с.179-180.

67. Багдасарян A.C., Кондратьев С.Н., Кисилев C.B., Орлов B.C., Преобразователи ПАВ с повышенной избирательностью, Тезисы докладов Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике, Черновцы, 1986, ч.11, с.226-227.

68. Багдасарян A.C., Кошкин П.К., Прапорщиков В.В., Фильтры на поверхностных акустических волнах с малыми вносимыми потерями, препринт Минпросвязи СССР, М. 1986.

69. Отчет НПП "ЭЛКО"-7-92, НИР"Долина-П",Создание акустоэлектронного устройства обработки и формирования сложных сигналов для помехозащищенных систем связи. Москва, 1992, научн. рук. БагдасарянА.С.

70. Отчет НПП "ЭЛК0"-1-92, НИР "Магистраль-2", Исследование путей повышения технического уровня и качества устройств функциональной электроники, прогнозирование перспективы развития средств связи, Москва, 1992, научн. руков. Багдасарян A.C.

71. Отчет НПП "ЭЛКО" 2-1-93. НИЭР "Магистраль-93", Разработка устройств функциональной электроники для перспективной АПОИ, Москва, 1993, научн. руков. Багдасарян A.C.

72. Отчет НПП "ЭЛКО"-2-92, НИР" Конкурс-92", Разработка комплекта автоматизированных средств радио и радиотехнического контроля на СВЧ, Москва, 1992, научн. руков. Багдасарян A.C.66

73. Отчет НПП "ЭЛКО" 4-2-93, ОКР "Радиотаксофон", Разработка принципе построения системы радиотелефонной связи на основе действующей сети таксофонны аппаратов, Москва, 1993, научн. руков. Багдасарян A.C.

74. Отчет НПП"ЭЛКО"2-3-96, НИР"Щель-ГКОП", Исследования по создаю комбинированного радиоприемника нового поколения с акустоэлектронным процессе ром, Москва, 1996, научн. рук. Багдасарян A.C.

75. Отчет НПП "ЭЛКО"-2-1-96, ОКР "Мобиль-Элко", Разработка высокоизбира тельных ПАВ фильтров с предельно допустимым минимальным уровнем потерь д мобильных телефонов, Москва, 1997, научн. руков. Багдасарян A.C.

76. Отчет НПП"ЭЛКО"-2-1 -92, НИР "Сюрприз-Элко", Разработка фильтров н ПАВ для спутникового поннера на промежуточной частоте 479 МГц, Москва, 1992 научн. руков. Багдасарян A.C.

77. Багдасарян А.С.,Импедансные ПАВ -фильтры для спутникового телевидения телевидения высокой четкости, Труды 43-ьей научной сессии, посвященной дню Радио Москва, 1998г., стр 17.

78. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я.,Широкополосный импедансный фильтр "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып. 1,1998г.,

79. Багдасарян A.C. Импедансные ПАВ фильтры сотовых систем связи, "Системь и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып.2,1998г.,

80. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я.,Импедансные фильтры на поверхность акустических волнах,М., изд-во"Международная программа образова ния"Москва, 1998г.,

81. Багдасарян A.C. Использование импедансных ПАВ фильтров в широкополое ных Фурье-процессорах параллельного типа., "Системы и средства связи, телевидения радиовещания"М., вып.2,1998г.

82. Джек A.A., Грант П.М., Колинз Дж.Х.'Теория, проектирование и применени Фурье-процессоров на поверхностных акустических волнах" ТИИЭР,1980г.,т.68,14,с.22-43.

83. Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет,технология и применение) .Пер.с англ. Под ред.Г.Мэтьюза. М.,"Радио и связь",1981. 472с.

84. Морган Д."Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах", М.,"Радио и связь",1990.67

85. Гуляев Ю.В.,Медведь A.B. "Устройства на поверхностных акустических волнах и их применение в радиоэлектронной аппаратуре" Изв.вузов СССР. Радиофизика,1983.№8,с.911-948.

86. Животченко А.Д.,Никитов В.А. "Перспективы развития устройств функциональной электроники и их применение в системах и аппаратуре передачи и обработки информации. Средства связи, 1988, вып.4, с.3-5.

87. ТИИЭР,64,5, 1976, Тематический выпуск.

88. Гуляев Ю.В.,Бирюков C.B.,Крылов В.В.,Плесский В.П."Поверхностные акустические волны в неоднородных средах", М."Наука",1991г.,416с.

89. Ковалев А.В.,Яковкин И.Б. "Интерференционные эффекты в преобразователях ультразвуковых поверхностных волн встречно-штыревого типа," Радиотехника и электроника, 1971,т. 16,№8,0.1521-1523.

90. Докучаев Ю.П., Кондратьев Ю.П.,Попко В.А.,Сидоров В.А.Димашев В.В.,Тюрин А.В.,Федорец В.Н.,Швец В.Б.,"Полосовые фильтры на ПАВ ля трактов промежуточных частот УВЧ диапазона" Электронная промышленность №1,1992,с.39-42.

91. Kandyba P.E.,Karpeev D.V.,Kisseliev S.V.,Kondratjev S.N."Investigation and Development of TV SAW Filters".Proceeding of international symposium in SAW ,1989. Vol.2,p.404-406, Varna, Bulgaria.

92. Кондратьев С.Н.,Кисилев C.H.,Максимов C.B."Конструирование аподизован-ных преобразователей ПАВ",Электронная техника,сер.5,1990,вып. 1(78).с.55-58.

93. В.С.Орлов,П.Г.Иванов,В.М.Макаров,В.Б.Швец, А.В.Лисин "Новые типы фильтров на ПАВ с малыми вносимыми потерями для систем радиотелефонной и спутниковой связи", "Системы и средства связи, телевидения и радиовещания"М., вып.2,1998г.

94. Комаяда,Исихара,Есикава,"Узкополосные фильтры на основе резонаторов для поверхностных акустических волн",ТИИЭР,64,5,137-146,1976.

95. Hikita M.,Tabuchi T.,Shibagaki N.,"Investigation of new low-loss and high-power filter for revers-frequency-allocated ctllular radios", IEEE Trans. on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,vol.40,№3,p.224-231,May 199368

96. Shibagaki N., Hikita M.,Tabuchi Т.," A Stady on power again test of SAW flit used in 800 MHz portable telephone", Tech.Rep.Microwave, IEICE Japan, vol.MW89 72,p.39,1989.

97. C.Hartman, S.Kondratiev, V.Plessky"New low-loss and high-power filter fo revers-frequency-allocated cellular radios" IEEE Trans, on Ultrasonics,Ferroelectrics,an Frequency Control,vol.60 ,№3,p.218-225,May 1996 .

98. Багдасарян A.C., Карапетьян Г.Я., Перевощикова T.B. Фильтры на ПАВ малыми вносимыми потерями. Тезисы докладов и сообщений школы семинар "Устройства акустоэлектроники". Москва, 1988, с19.

99. Ю2.Балакирев М.К.,Гшшнский И.А. "Волны в пьезоэлектриках" Новоси бирск.Наука,1982.240с.103."Расчет и конструирование АПВ фильтров" под редакцией Яковкина И.Б. Новосибирск. Наука, 1992,176с.

100. Багдасарян А.С., Карапетьян Г.Я.,Импедансные ПАВ -фильтры для спугни кового телевидения и телевидения высокой четкости,"Электросвязь",№6,1998г. с.21-22.69