声表面波单指无内反射叉指换能器

在陈-Haus理论的基础上,本文首先从实验上研究了YZ-LiNbO_3上的短路金反射栅及ST-X石英上的沟槽填铝短路反射栅的反射特性,证明了这两种结构存在异常反射现象。同时,在实验中发现YZ-LiNbO_3上的短路金反射栅存在用改变栅条厚度无法消除的残余反射现象。我们将陈-Haus理论开拓到各向异性晶体的实际情况,从理论上解释了这一现象。 进而从耦合模理论出发讨论了叉指换能器的反射理论。在此基础上,本文着重从理论和实验上提出了利用异常反射现象实现单指无内反射换能器结构,具体分析和实现了两种无内反射叉指换能器结构:YZ-LiNbO_3上的金单指结构和ST-X石英上的沟槽填铝单指结构。在YZ-LiNbO_3上做出相对带宽14％,带内畸变小于±1dB的带通滤波器。与通常铝单指结构滤波器相比,带内畸变减小近10dB。在ST-X石英上做出了相对带宽0.9％,带内响应与理论设计要求完全相同的带通滤波器,而用通常铝单指结构,则滤波器的带内畸变将达到8dB。     

锗酸铋声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器

声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器(RAC器件)是一种优良的色散延迟线.它利用声表面波在沟槽栅阵上的反射,形成色散时延,具有时延长、带宽大、寄生信号小、可以内加权、脉冲压缩性能好等特点.制作在锗酸铋材料上的RAC器件除这些特点外,由于声表面波速度比一般材料约低一倍,因而更适于制作小体积、大时延     

LB膜在SAW ILRAC及RAC相位修正中的应用

声表面波反射栅脉冲压缩器件(RAC)及直列式反射栅脉冲压缩器件(ILRAC),在脉冲压缩雷达及其他一些系统中用作匹配滤波,是一种重要的模拟信号处理器件。声表面波在器件基片上的各处速度的轻微差别将会影响器件的性能。器件中的金属膜结构(叉指换能器;金属栅条,点阵等)会改变表面波速度,因而镀膜,光刻等工艺的误差将对器件的参数产生影响,最终表现为对于到达输出换能器的声表面波的相位导致误差,降低脉冲压缩输出的主副瓣比。     

双色散声表面波脉冲压缩滤波器的加权修正

本文给出了双色散声表面波脉冲压缩滤波器的一种改进的设计方法.这方法是在利用计算机进行器件性能模拟的基础上,修正指长加权包络,得出简单易行的近似设计公式.按此设计公式设计制作了三种脉冲压缩滤波器,实验结果是主付瓣比最好达到37dB.     

高Q值的嵌陷换能器SAW沟槽谐振器的研制

嵌陷叉指换能器沟槽谐振器,不但具有SAW沟槽谐振器的Q值高,老化性能好的优点,而且能够克服处于谐振腔中的叉指电极对SAW的反射干扰畸变,可以一次光刻成型、重复性好,制作方便,叉指电极不易被磨损,是制作高基频谐振器频率源和窄带滤波器的较理想结构. 本文阐述此种沟槽谐振器的研制.目前研制的器件中心频率为102MHz,其中最好的获得了在空气中的无载Q=24000,带外抑制28dB,插入损失6dB的结果.此外,我们还对沟槽刻蚀深度和叉指换能器嵌陷情况对器件性能的影响,进行了实验研究.     

不同晶体对称类的栅条反射系数的理论与实验研究

对四方4／mmm、六角6／mmm和三角3m等晶体栅条反射系数进行了详细理论分析,给出具体的数学表达式,不同于已有的立方m3m栅条反射系数理论计算公式。根据理论分析结果给出112°旋转X切Y传LiTaO3基片上的铝短路反射栅和沟槽的反射系数。用实验方法研究了112°LiTaO3基片上的沟槽填铝短路反射的反射特性,得到了内反射为零的条件。证明了在112°LiTaO3基片上可用沟槽填铝单指结构实现无内反射的结论。将上述结果应用于单指无内反射滤波器的研制,得到了中心频率255 MHz、带宽约10 MHz、带内畸变小于0.4 dB的带通滤波器。     

双凯塞尔加权的声表面波带通滤波器

仅对表面波滤波器一个换能器加权(辛克函数乘凯塞尔窗口,以下简称单加权)可控制整个频响。根据此原理,我们制作了单加权声表面波滤波器。在其基础上,用两换能器都进行幅度加权,中间加一多条耦合器结构(以下简称双加权),制成了中心频率f_0=30—70MHz,相对带宽△f_зdB=(11％—40％)f_0,带内波纹(相邻峰值)△b=±0.2—±0.4dB;旁瓣抑制SS≥42—49dB,矩形系数K_0.01=1.36—1.45的几种规格的带通滤波器。     

利用锥型换能器的宽带低损耗声表面波滤波器设计

分析锥型换能器的基本原则是把换能器沿孔径方向划分成足够多的通道来进行近似,设计制作的关键是加权技术和数据处理技巧。由于SPUDT的特性,把EWC型的SPUDT引入到锥型换能器对制作宽带、低损耗器件是十分有用的;我们在Y128°LN基片上采用一般型和SPUDT型锥型换能器制作了相对带宽约15%的声表面波滤波器,一个换能器采用“块加权”,另一个换能器采用抽指加权。文中给出了两种器件的实验结果,SPUDT型声表面波滤波器的插损仅7.5dB。     

声表面波四相单向叉指换能器

四相单向换能器与三相单向换能器及群型单向换能器相比具有最佳的单向性,适宜用来制作宽带低插损声表面波滤波器。四相换能器的等效电路、声辐射导、静态电容以及频率响应等,还给出了简便的四相移相电路,计算了移相电路对频响的影响,从而得到了较完整的四相换能器的设计理论。 用等指长不加权的四相换能器得到了插入损耗小于0.72dB的滤波器,在仪器分度为0.1dB的仪器上观察不到带内波纹。实测频响与理论频响符合良好。     

超声无损检测中的数字匹配滤波技术

本文在超声无损检测技术中采用线性调频脉冲信号,并用数字化了的电激励信号自身作为数字匹配滤波器,在不同的时延带宽乘积的系统中得到了声脉冲的压缩信号。实验结果与理论预期值符合得很好.对于Hamming和Gaussian时间加权的信号,其旁瓣抑制可分别达到—41.9dB和—41.5dB.数字匹配滤波技术的引入可以有力地改善超声检测系统的性能。     

高频沟槽叉指体声波换能器

本文介绍了一种由压电晶体沟槽表面上的叉指换能器构成的新型体声波换能器。制作在X切LiNbO_3,表面的横波换能器在213MHz时的一次换能损耗为3.8dB.     

有源循环式光脉冲复制系统的输出特性研究

改进并验证了一种基于有源循环光纤延迟线的模拟光脉冲信号复制技术.实验系统采用低增益掺铒光纤放大器补偿循环损耗.进行了光脉冲信号复制的仿真和实验,在掺铒光纤放大器增益为6.774 dB,光滤波器－3 dB,带宽为0.8 nm时,测得第500个复制光脉冲的信噪比为31 dB.仿真和实验结果表明,选用小增益掺铒光纤放大器可以实现低于3 dB的噪音系数,降低掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪音并提高输出脉冲序列的信噪比,有望成为提高光脉冲复制器性能的一种新方法.在系统中插入窄带光滤波器等手段也是改善信噪比的有效措施.     

叉指换能器的抽指加权

抽指加权避免了切趾加权的末端效应和衍射效应,所以可以从理论上预计出准确的结果,并能进行双加权,但它只能适用于带宽较窄的器件。本文为抽指加权给出了数学表达式,提出了用不着近邻效应修正和相位修正的设计方法,使设计和工艺都大为简化,并且实验上容易保证预期的结果。由于注意到了抽指加权应满足的条件,并用计算机选出最佳的设计方案,本文所设计的滤波器可以超过前人用抽指方法所达到的带宽。本文编制出抽指加权的计算机程序,对辛克函数凯塞窗口加权换能器和海明加权换能器设计出3dB带宽达2—8％的带通滤波器,实验与理论结果基本一致。     

无调谐低插入损失表面漏波滤波器

本文选择了合理的铌酸锂切割方向,并利用了新型多条耦合反射器结构,实现了无调谐低插入损失表面漏波滤波器,它的最小插入损失仅仅3dB,最佳相对带宽大约2％—5％之间,阻带抑制为23dB。如两个换能器采用加权形式,阻带抑制可提高到40dB以上。     

一种高功率微波空间滤波器的设计与初步实验研究

研究了一种新型高功率微波空间滤波器(双工器),该空间滤波器通过放置在天线近场的周期性金属圆柱阵列实现线极化波的反射和透射.通过对比研究低功率条件下放置该双工器前后的辐射方向图,发现该双工器对S波段微波的反射效率达到96%,对X波段微波的透射效率达到97%,隔离度分别达到25dB以上,交叉耦合度在-25dB以下.在S/X波段各自注入1.5GW的高功率微波,脉冲宽度为100ns的条件下,放置双工器后没有发现明显的微波脉冲缩短现象.     

基于非线性频率调制的光脉冲压缩反射测量方案

为了克服线性调频技术中的旁瓣过高的缺点,提出一种基于非线性调频技术的光脉冲压缩反射仪方案.将非线性调频脉冲信号通过单边带调制器调制到光信号上,并将光电探测器接收到的瑞利散射、端面反射等信号和该非线性调频脉冲信号进行匹配滤波,得到脉冲压缩曲线.理论、数值仿真和实验证明了非线性调频技术能有效抑制光脉冲压缩反射仪中的旁瓣.实验结果表明,使用相干长度为2km的光源,该方案的测量距离可达5.4km、空间分辨率达16.5cm、非线性调频的旁瓣抑制比比线性调频高5.8dB.     

基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的特性分析

本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器, 与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比, 该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制. 理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱的影响, 结果表明, 各阶次反射峰分别以两个主反射峰为中心呈对称关系, 且主反射峰与其所调制出的次反射峰之间的波长间隔与声波频率成正比, 而两个主反射峰所调制出的同阶次反射峰之间的波长间隔与声波频率无关; 声致应变幅度主要影响主反射峰及次反射峰的反射率的变化. 实验中, 分别测试声波频率为390 kHz和710 kHz的基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱, 实验结果的变化趋势与仿真分析结果相一致.     

声表面波脉冲压缩滤波器主副瓣比的提高

声表面波脉冲压缩滤波器是脉冲压缩体制雷达中的关键部件,它由压电基片上刻蚀两列叉指金属电极构成,有单色散和双色散两种结构。滤波器的主瓣电平与旁瓣电平的比(简称主副瓣比)是此类器件的一个关键技术指标。 我们曾对双色散声表面波脉冲压缩滤波器作了一些研究。在此基础上我们进一步提高了主副瓣比。结果如下:     

基于切趾取样光栅单信道直流平衡技术的光栅滤波器

提出了一种利用取样光栅周期的啁啾平衡切趾取样光栅单信道内直流分量的方法,基于该方法的切趾光栅滤波器具有波长设计灵活小受限于模板周期和只需一次曝光过程、亚微米量级制作精度的优点.利用均匀光栅最大反射率测量模型和零点带宽测量模型得到了实验所使用的载氢光纤紫外光致折射率变化量与曝光时间的关系.在此基础上,利用提出的新方法设计并实验制作了中心反射波长为1549.84 nm,3 dB带宽分别为75 pm和55 pm的两根升余弦切趾光栅滤波器,实验制作与理论设计仿真结果非常接近,成功消除了取样光栅-1级子光栅谱短波长方向处的法布里-珀罗共振现象,得到的光栅滤波器反射谱和透射谱具有良好的对称性,反射谱边带抑制度在20 dB以上.     

利用半导体光放大器进行光脉冲消基座的理论研究

提出了一种利用半导体光放大器(SOA)联合可调谐光滤波器进行高阶孤子压缩消基座的新方法.进行了详尽的理论分析和优化.数值计算表明,在一定条件下,这种方法能够在不展宽脉冲的前提下,对基座进行有效地抑制.