Детектор СВЧ Советский патент 1984 года по МПК H03D9/00 

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в мо дуляционных радиометрах миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн. Известен детектор СВЧ, содерзкащи размещенный в детекторной камере точечно-контактный полупроводниковый диод til. Однако это устройство имеет невысокую чувствительность в миллимет ровом и субмиллиметровом диапазонах Наиболееблизким техническим решением к изобретению является детек тор СВЧ, содержащий размещенный в детекторной камере джозефсоновский переход, выходной трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к первому выводу джозефсоновского перехода, регулируемый источник тока, подключенный к выводам джозефсоновского перехода 21 . , . Недостатками известного детектора СВЧ являются невысокая чувствительность и стабильность работы, чт обусловлено заданием тока через длсо эефсоновский переход от источника тока. Целью изобретения является повышение чувствительности и стабильнос ти работы. Поставленная цель достигается те что в детектор СВЧ, содержащий.размещенный в детекторной камере длгазе соновский переход, выходной траксфо матор, первый вывод первичной обмот ки которого подключен к первому выводу джозефсоновского перехода,, регулируемый источник тока,, подключенный к первому и второму выводагл джозефсоновского перехода,- меж.цу вторым выводом первичной обмоткивходного трансформатора и вторым вы водом джозефсоновского перехода вкл чен резистор, при этом отношение cy мы сопротивлений резистора и первич ной обмотки выходного трансформатора к нормальному сопротивлению да(о зефсоновского перехода составляет от до 0,4, На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема детектора СВЧ; на фиг, 2 - семейство вольт амперных характеристик дясоэефсоновс кого перехода в безразмерных величи нах тока Т через переход и напряжение О на нем. Детектор СВЧ содержит размещенный в детекторной камере 1 джозефсоновский переход 2, выходной транс форматор 3 с первичной 4 и вторично 5 обмотками и резистор б, регулируемый источник тока, включаквдий регулируемый источник 7 напряжения и токоограничивающий резистор 8. Детекторная камера 1 соединена отрезком иередачк СВЧ 9 с источником сигнала (не показан)„ На фкг 2 кривые Юр 11 и 12 изображают вольт-амперные характеристики джозефсоновского перехода 2 при температурах фонового излучения Т, 4 TO /.. Tj ,, соответственно; прямые 13 и 14 .- нагрузочные прямые по постоянному току для джозефсоновского перехода 2 по изобретению и для прототипа г согзтветственно; гсружками обозначены области 15,16,, 17 - максшмальной чувствительности, а область 18 с минимальной чувстви-телъностью. Устройство работает следующим образом. Модулированный входной СВЧ сигнал по отрезку линии передачи СВЧ 9 поступает на джозефсоновсхий переход 2. вызывая появление на. нем переменFrforo напряжения с частотой модуляции, пропорционального мощности входного СВЧ сигнала. Так как на частоте модуляции сопротивление выходного трансформатора 3 со его первичной обмотки 4 много больше -HOJ мального сопротивления джозефсоновс- кого перехода 2 и резистора б, то пе-. ременное напряжение с частотой модуляции без ослабления поступает на выход устройства По постоянному току дхгазефсоновский: переход 2 зашунтирован последовательно соединенными резистором 6 и первичной обмоткой 4 выходного трансформатора -5-,, Так как сопротивление этой цепи составляет О,, 05-0,4 нормального сопр-отгивлекия дкозефооновского перехода 2, то нагрузочная прямая по постоянному току (прямая 13 на фиг„ 2;, в отличие от нагрузочной прямой по jiOCTOHHHOMy .току прототипа (прямая 14 на фиг„ 2) ,, расположена пор, наклоном к горизонта.пьной оси При камененик вольт-амперной характеристики джозефсононского перехода 2 под дейстзяем наводок итш изменения величины фонового излучения рабочая TOi-ca смещается из области 15 в область 15f T,Sa остается в области с ма урикальной чуэствительгюстьюу в то время как :в прототипе рабочая точка сместилась бы в область .19;, где чунстзктелькость джозафсонозского перекода 2 мала. Изменяя величину сопротивления резистора б можно изменять наклон ка.грузочной пряной 13 п.о постоянному току и тем сакфм обеспечить требуекадй закон изменения положения рабочей точки при изменении вид.а. вольт-;1.мперной характеристики джо-зефсоиовского перехода 2, Если отношение суммы сопротивлений резистора 6 н первичной обмотки 4 выходного

трансформатора 3 к нормальному сопротивлению джозефсоновского перехода 2 составляет 0,05-0,4, то положение рабочей точки при изменении вольт-амперной характеристики джозефсоновского перехода 2 под действием фонового излучения не будет отличаться более чем на 10% от теоретического значения положения рабочей

точки в области максимальной чувствительности.

Сравнительные испытания предла.гаемого детектора с известным в составе радиометра показали, что

I чувствительность радиометра возрастает в 4 раза, что позволяет значительно сократить время наблюдения радиоастрономических объектов.

ДЕТЕКТОР СВЧ, содержащий размещенный в детекторной камере джозефсоновский переход, выходной трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к первому выводу джозефсоновского перехода, регулируемый источник тока, - подключенный к первому и второму выводгил джозефсоновского перехода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и . стабильности работы, между выводом первичной обмотки выходного трансфр1 атора и вторым выводом джозефсоновского перехода-включен резистор, при этом отношение суммы сопротивлений резистора и первичной § обмотки выходного трансформатора к (П нормальному сопротивлению джозефсоновского перехода составляет от 0,05 :до 0,4.

и Ф111г.г