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Filtre à ondes acoustiques de surface

Cellule de résolution
t
Lobes secondaires temporels
Vin
Vin(t)
Vsortie
Vsortie(t)

Figure 1 : Filtre à ondes acoustiques de surface où l’on retrouve les transducteurs dont l’espacement diminue avec la distance.

Cellule de résolution
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Lobes secondaires temporels
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Vsortie
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Figure 1 : Filtre à ondes acoustiques de surface où l’on retrouve les transducteurs dont l’espacement diminue avec la distance.

Cellule de résolution
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Lobes secondaires temporels
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Vin(t)
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Figure 1 : Filtre à ondes acoustiques de surface où l’on retrouve les transducteurs dont l’espacement diminue avec la distance.

Filtre à ondes acoustiques de surface

Le filtre à ondes acoustiques de surface (Surface Acoustic Wave, filtre SAW) est un composant piézoélectrique.

L’effet piézoélectrique consiste en ce que, lorsque des forces mécaniques sont exercées sur un cristal donné, des charges électriques apparaissent à sa surface. C’est l’effet piézoélectrique proprement dit, qui est par exemple utilisé dans certains briquets pour produire une étincelle. Lorsqu’une plaque cristalline présentant cet effet piézoélectrique est placée dans un champ électrique alternatif, ses dimensions changent au rythme de la fréquence de ce champ, c’est-à-dire que la plaque effectue des oscillations mécaniques. C’est l’effet piézoélectrique inverse. De nombreux cristaux possèdent la propriété de présenter un effet piézoélectrique. Le plus connu est le quartz sous forme de quartz oscillant ou de filtre en quartz, qui sont utilisés comme composants de résonance dans le traitement analogique des signaux.

Par rapport aux composants purement résonants utilisés en électronique, le filtre à ondes acoustiques de surface des radars a en plus la fonction d’un retard dépendant de la fréquence. Les filtres à ondes acoustiques de surface sont utilisés dans les systèmes radar à modulation intra-impulsionnelle et à compression d’impulsions et expansent ou compriment un signal à large bande par voie analogique.

Un transducteur à large bande est vaporisé sur un cristal piézoélectrique qui transforme les oscillations électriques en oscillations mécaniques dans le cristal. Ces vibrations mécaniques se propagent toutefois à une vitesse beaucoup plus faible que les signaux électriques sur une ligne. C’est pourquoi on obtient des temps de retard relativement élevés. Des transducteurs dépendant de la fréquence sont également vaporisés sur le même cristal et reconvertissent l’énergie mécanique en signaux électriques.

En raison de la distance nécessairement différente entre ces différents convertisseurs et le système d’excitation, les différentes composantes de fréquence du signal d’entrée reçoivent un retard temporel différent, de sorte que toutes les composantes de fréquence du signal d’entrée sont poussées dans la même cellule de gamme et s’y superposent pour former une impulsion de sortie courte et nette.

Lors de la sommation des différentes fréquences partielles, des lobes secondaires temporels perturbés, appelés time sidelobes, apparaissent malheureusement inévitablement à côté de l’impulsion de sortie nette et doivent souvent être compensés par des procédés complexes.

Afin d’exploiter au mieux la courbe de filtrage du filtre SAW, le même filtre est utilisé pour la compression d’impulsions dans le récepteur dans le sens inverse du flux de signal lors de la génération du signal d’émission.