延遲線

用於將電信號延遲一段時間的元件或器件稱為延遲線。近年來，隨著電子工業的迅速發展，此類元件廣泛套用於較精密的示波器、彩色電視、電子計算機、工業過程控制、現代雷達系統等領域。

基本介紹

• 中文名：延遲線
• 外文名：delay line
• 用於：將電信號延遲一段時間的元件
• 分為：集中參數、能量轉換式延延遲線等
• 特點：工藝簡便，價格較低

簡介

用於將電信號延遲一段時間的元件或器件稱為延遲線。延遲線應在通帶內有平坦的幅頻特性和一定的相移特性（或延時頻率特性），要有適當的匹配阻抗，衰減要小。對模擬信號一般用電感和電容組成或直接用同軸電纜和螺旋線；數位訊號還用電荷耦合器件或聲表面波器件。

延遲線廣泛使用在雷達、電子計算機、彩色電視系統、通信系統，以及測量儀器(如示波器)中。

延遲線主要分電磁延遲線和超聲延遲線兩大類。電磁延遲線延時由幾毫微秒到幾十微秒，幅頻特性多呈低通型，延時在幾微秒以上時，3分貝頻寬僅限於數兆赫以下。超聲延遲線延時由幾微秒到幾千微秒，幅頻特性呈帶通型，中心頻率可達幾百兆赫以上。

電磁延遲線發展較為成熟，工藝簡便，價格較低，使用普遍。超聲延遲線，特別是表面聲波延遲線，正在不斷發展之中，能滿足多種用途。在特性與使用方面，兩類延遲線各有所長，互為補充。

分類

聲體波延遲線

聲體波微波延遲線是以晶體棒、片作為傳聲介質，由在棒、片端面上將電(聲)信號轉換成聲(電)信號的薄膜換能器和匹配網路構成。微波電信號通過匹配網路耦合到輸入換能器，轉換成微波聲信號後以聲的速度在介質中傳播，輸出換能器把聲信號轉換成電信號，通過輸出匹配網路而得到延遲微波信號，延遲時間的長短取決於傳聲介質的長度。聲體波微波延遲線與同軸電纜延遲線相比具有體積小，質量輕、無色散、延遲溫度變化小、損耗小等特點。可廣泛用於雷達、飛機、飛彈目標信號模擬、電子對抗、電子點火、鑒頻、動目標顯示、高度計定標等系統。

光纖、光波導延遲線

為了提高抗干擾能力和解析度、識別能力以及解決多目標成像問題，要求相控陣雷達必須具有儘可能大的瞬時頻寬;為了解決因孔徑效應而引起的對信號瞬時頻寬的限制問題，常常採用延遲線進行延時補償。傳統的同軸延遲線、聲表面波延遲線、電荷禍合器件己不能滿足雷達系統的高解析度要求，現在採用的都是光學延時技術，最常見、技術較成熟的是光纖延遲線的套用。光纖是產生延遲和實現信號分配要求的一種優良介質，光纖延遲線具有長時間(幾十微秒)存儲大頻寬模擬信號(幾十千兆赫)、損耗低、頻寬寬等優點，且動態範圍大，三次渡越信號小，實現延遲線相當容易，此外抗干擾、重量輕、體積小，這對機載方面的套用特別重要。光波導延遲線同樣可以實現大的瞬時頻寬提高雷達系統抗干擾能力，分辨、識別能力和多目標成像能力，且光波導延遲線相對於光纖延遲線具有以下幾個優點:延時精度更高，高的工作頻率;單位長度損耗低;體積小、重量輕、抗電磁干擾能力強;高集成化程度;採用聚合物材料還具有低介電常數、高電光係數和高熱光係數等優點。

超導微波延遲線

高溫超導體的表面電阻率很低，使得由導體損耗所帶來的色散效應減小，而動態電感的存在使高溫超導傳輸線呈現漫波效應，使其在延遲線領域有著特定的優勢。國外對超導延遲線的研究大致可以分為兩類:一類是利用一段均勻傳輸線通過曲折(蛇形)線結構或者雙螺旋形結構實現信號的時延，另一類為抽頭延遲線即線性調頻濾波器(chirp filter)。前一種可以通過微帶線、共面波導或者帶狀線結構來實現延時效果;後一種則是利用級連的},/4禍合傳輸線實現反相傳輸，並最終在反射口得到信號。

常見各類延遲線及優缺點

延遲線廣泛套用於較精密的示波器、彩色電視、電子計算機、工業過程控制、現代雷達系統等領域。常見的幾類延遲線有:同軸電纜延遲線、超音波延遲線、光纖/光波導延遲線等。

最早進入套用領域的是同軸電纜延遲線，但它存在體積大、重量重等缺點。例如，電磁波在典型同軸電纜傳輸線傳播1m所需時間約為0.005μs，要獲得0.5μs的時延則需要100m長的同軸傳輸線。由於重量和體積太大，且當延遲時間較長時將帶來不可忍受的高插入損耗，它的套用領域受到了極大的限制，此類同軸電纜傳輸線只適合在微波範圍內作移相器或延遲線之用。

超音波延遲線適用於某些需要特長時延及高穩定度的場合。從基本物理學中得知超音波在固體及液體中傳播速度約3 Km/s，比電波在導體中傳播速度慢的多，基於該原理，把電信號轉變成機械振動讓其通過導體可以得到較長的延遲時間。但該類延遲線主要缺點是:製作有較平坦的寬頻回響的換能器困難、假信號抑制效果不理想、雙端換能器結構複雜、與系統器件不易集成、工作頻率不高。

光纖延遲線適用於對高頻數位訊號進行脈衝編碼、解碼、濾波、相關卷積運算和A/D變換等處理，而且光纖通信具有頻寬寬、損耗低、抗干擾、保密性好等優點，但光纖延遲線的結構相當複雜不易集成，成本較高。