Основи на радиолокацията

филтър повърхностни акустични вълни (SAW филтър)

филтър повърхностни акустични вълни (SAW) е пиезоелектричен компонент. Използва се в аналоговата обработка на сигнали като резонансен компонент.

Пиезоелектрическият ефект се състои в това, че при прилагане на механични сили към определен кристал върху неговата повърхност се създават електрически заряди. Това е действителният пиезоелектричен ефект, който се използва например в някои запалки за създаване на искра при запалване. Ако кристална плочка, която проявява този пиезоелектричен ефект, се постави в променливо електрическо поле, тя променя размерите си във времето с честотата на това поле, т.е. плочката извършва механични трептения. Това е обратният пиезоелектричен ефект. Свойството да проявяват пиезоелектричен ефект се притежава от много кристали. Най-известен е кварцът като осцилиращ кварц или като кварцов филтър, които се използват като резонансни компоненти в аналоговата обработка на сигнали.

В сравнение с чистите резонансни компоненти в електрониката SAW филтърът в радарите има допълнителна функция на забавяне в зависимост от честотата. SAW филтрите се използват в радарни системи с вътрешноимпулсна модулация и компресия на импулси и разширяват или компресират широколентов сигнал по аналогов начин.

Широколентовият преобразувател се нанася с пара върху пиезокристал, който преобразува електрическите трептения в механични трептения в кристала. Тези механични трептения обаче се разпространяват с много по-ниска скорост от електрическите сигнали по линия. Поради това се постига относително голямо време на закъснение. Върху същия кристал се нанасят и честотно зависими преобразуватели, които преобразуват механичната енергия обратно в електрически сигнали.

Поради неизбежно различното разстояние на тези различни преобразуватели до системата за възбуждане, различните честотни компоненти на входния сигнал получават различно времезакъснение, така че всички честотни компоненти на входния сигнал се изтласкват в една и съща обхватна клетка и там се наслагват в кратък, остър изходен импулс.

За съжаление сумирането на различните частични честоти неизбежно създава смущаващи странични лобове, т.нар. странични времеви лобове, в допълнение към острия изходен импулс, които често трябва да се компенсират чрез сложни процедури.

За да се използва оптимално филтърната крива на SAW филтъра, същият филтър за компресиране на импулси в приемника се използва и при генерирането на проекта за предаване в обратна посока на потока на сигнала.