Детектор СВЧ Советский патент 1986 года по МПК H03D9/00 

Изобретение относится к радиотех нике СВЧ и может быть использовгшо в высокочувствительной радионриемной аппаратуре миллиметрового диапазона длин волн. Целью изобретения является повышение коэффициента передачи. На фиг, 1 изображена эквивалентная схема детектора СВЧ для идентич ных туннельных переходов;. на фиг, 2 то же, для неидентичных туннельных лереходов; на .фиг, 3 - то же, для Н пар туннельных переходов. Детектор СВЧ (фиг,) содержит сверхпроводниковую пленочную структу ру, первый и второй туннельный пере ходы 1 и 2, каждый из которых имеет первый и второй сверхпроводящие выводы соответственно 3 и 4, 5 и 6, первый и второй туннельные переходы 1 и 2 включены последовательно чере вторые сверхпроводящие выводы 4 и 6 а их первые сверхпроводящие выводы 3 и 5 соединены между собой и являюТ ся входами для подключения соответственно первого и второго полюса источника сигнала (показанного на фиг,I в виде импеданса Zj). К первому и второму сверхпроводя щим вьгаодам 3 и 4 подключается источник смещения и нагрузка (на фиг, 1 условно не показана). Результирующая индуктивность -первых и вторых сверхпроводящих выводов 3 и 4, 5 и 6 выбрана из условия 4J2ffc где f - частота сигнала; С- результирующая емкость первого и второго туннельных переходов 1 и 2, Детектор СВЧ подключается к тракту сигнала через подводящие электроды, суммарная индуктивность 7 которых равна Ln, а суммарное сопротив ление 8 - Rn, Детектор СВЧ (фиг, 2) содержит неидентичные первьш и второй туннель ные переходы и 2, при этом входами для подключения первого и второго по люса источника сигнала являются соот ветственно первый и второй сверхпро водящие выводы 3 и 4 первого туннельного перехода 1, Детектор СВЧ (фиг,3) содержит N последовательно включенных пар туннельных переходов. Каждая пара состоит из последовательно включенных первого.и второго туннельных переходов 1 и 2, причем точки соединения вторых сверхпроводящих выводов 4 и 6 каждой пары соединены между собой. Входами для подключения первого и второго полюса источника сигнала являются соответственно первый и второй сверхпроводяш 1е выводы 3 и 6 первого туннельного перехода 1 из первой пары и второго туннельного перехода 2 из N -и пары. Детектор СВЧ работает .следующим образом. Детектирование сигнала основано на нелинейной зависимости квазичастичного тока сверхпроводящего туннельного перехода от напряжения на этом переходе, причем нелинейность проявляется на вольт-амперной характеристике туннельного перехода в виде скачка тока при напряжении, соответствующем сумме энергетических щелей сверхпроводников, образующих туннельный переход сверхпроводник изолятор - сверхпроводник. Коэффициент передачи сигнала к одному туннельному переходу равен .. .N , i Rp( Кы где R - сопротивление туннельного перехода в нормальном состоянии;Y 2Iif(,RNCj, где С - емкость туннельного пере хода; Rfl- сопротивление проводящих электродов, Для реальных значений R,, и С в миллиметровом диапазоне длин волн величина /У . 10, что приводит к существенному снижению коэффициента передачи К , Для снижения величины Т необходимо скомпенсировать емкость С, туннельного перехода, В детекторе СВЧ (фиг, 1) эта компенсация реализуется путем такого выбора длин первого и второго сверхпроводящих выводов 3 и 4, 5 и 6 первого и второго туннельных переходов и 2, чтобы их результирующая индуктивность L образовала на частоте сигнала резонансный контур с результирующей емкостью первого и второго туннельных переходов 1 и 2, при этом коэффициент передачи сигнала возрастает до значения К - -2 2rR, 4- R, 3 причем К2 К,. В тех случаях, когда использование детектора СВЧ с тремя выводами нежелательно, рекомендуется сопротивление первого туннельного перехода 1 выбирать не менее чем в 10 раз превышающим сопротивление второго туннельного перехода 2, которым в этом случае можно пренебречь, и тогда для подключения источников сигнала и смещения достаточно иметь два вывода Сфиг. 2), Для удобства согласования с высокоомным источником сигнала N пар туннельных переходов соединены после довательно (фиг. 3), при этом входной импеданс детектора СВЧ возрастает в W. раз и, кроме того, в М уве личивается мощность насьщения, т.е. значительно возрастает динамический диапазон. Предлагаемый детектор СВЧ имеет коэффициент передачи превышающий неменее, чем на 10 дБ коэффициент передачи детектора СВЧ - прототипа. Формула изобретени 1. Детектор СВЧ, содержащий сверх проводниковую пленочную структуру, состоящую из первого туннельного пе рехода, к первому и второму сверхпр водящим выводам которого подключены источник смещения и нагрузка, при этом первьй сверхпроводящий вывод яв ляется входом для подключения перво полюса источника сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента передачи, вв ден второй туннельный переход, иден тичный первому и подключенньм к его 69 второму сверхпроводящему выводу своим вторым сверхпроводящим выводом, а первый его сверхпроводящий вывод является входом для подключения второго полюса источника сигнала, первые сверхпроводящие выводы первого и второго туннельных переходов соединенны между собой, причем результирую щая индуктивность L первых и вторых сверхпроводящих выводов первого и второго туннельных переходов выбрана из условия где F частота сигнала; С- результирующая емкость парвого и второго туннельных переходов. 2.Детектор по п.1, о т л и ч а-, ю щ и и с я тем, что сопротивление первого туннельного перехода выбрано не менее чем в 10 раз превьш1ающим сопротивление второго туннельного перехода, второй сверхпроводящий вывод которого является входим для подключения второго полюса источника сигнала. 3.Детектор по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что сверхпроводниковая пленочная структура выполнена в виде N последовательно включенных пар, каждая из которых состоит из последовательно включенных первого и второго туннельных переходов, при этом точки соединения вторых сверхпроводящих выводов первого и второго туннельных переходов .каждой пары соединены между -собой, а геометрический размер сверхпроводниковой пленочной структуры выбран меньше четверти длины волны сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ. Цель изобретения - повышение коэф. передачи. Детектор СВЧ содержит сверхпроводниковую пленочную структуру (СППС), состоящую из двух туннельных переходов (ТП) 1 и 2, имеющих по два сверхпроводящих вывода (СПВ) Зи4, 5и6. ТП1и2 включены последовательно через СПВ 4 и 6, а СПВ 3 и 5 соединены между, собой и являются входами для подключения полюсов источника сигнала, показанного в виде импеданса Zj. Подключается детектор СВЧ к тракту сигнала через подводящие электроды, имеющие суммарные индуктивность 7 и сопротивление 8. Цель достигается введением ТП 2, а также выбором результирующей индуктивности СПВ 3 и 4, 5 и 6 из условия L 1/4 , где f |. - частота, сигнала, С - результирующая емкость ТП 1 и 2. Детектор СВЧ по п.2 ф-лы отличается выбором сопротивления ТП 1, превьш1ающим сопротивление ТП 2 не менее чем в 10 раз. Детектор СВЧ по п.З ф-лы отли(Л чается выполнением СШ1С в виде N последовательно включенных пар, состоящих каждая из последовательно включенных ТП 1 и 2, а также выбором геометрического размера СППС меньше четверти длины волны сигнала. Даны ю примеры выполнения детектора СВЧ для идентичных ТП, неидентичных ТП и о для N пар ТП. 2 з.п. Jф-лы,j3 ил. СХ) Од о