Устройство для детектирования сверхвысокочастотных сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01R21/09 

(21)Д030554/24-09

(22)03.03.86

(46) 07.01.88. Бюл. № 1

(71)Саратовский филиал Института .радиотехники и электроники АН СССР

(72)С.Л.Высоцкий, Г.Т.Казаков, А.Г.Сухарев и Ю.А.Филимонов

(53)621.317.37(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 813284, кл. G 01 R 21/09, 1979.

Медников A.M. и др. Увлечение электронов поверхностной спиновой волной в тонкопленочной структуре ЖИГ-п-ФТТ, 1981, т.23, с.2116-2120.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТННХ СИГНАЛОВ

(57)Изобретение относится к технике СВЧ. Цель изобретения - повьшение чувствительности. Устр-во содержит магнитостатический волновод 1, на-котором расположены входной преобразователь 2 и полупроводниковый датчик 3, вьшолненный в виде нескольких одинаковых параллельных полос 4 полупроводникового материала, разделенных полосами диэлектрика 5, на концах которых нанесены омические контакты 6, соединенные металлическими проводниками 7, а также измеритель 8. Входной СВЧ-сигнал преобразуется в маг- нитостатическую волну, распростра- няю1цуюся в волноводе 1. При размещении датчика 3 на поверхности волновода 1 поперечное электрическое и магнитное поля проникают в полупроводник, где,воздействуя на носители заряда, вызьшают их движение в направлении распространения волны. Направленное движение электронов в каждой полосе 4 приводит к накоплению заряда, которое продолжается до тех пор, пока созданное им электрическое поле не останавливает направленного движения носителей заряда. На концах каждой полосы 4 накапливается такой же заряд, как и в случае одиночного пблупроводника, но на концах всей цепи при этом возникает разность потенциалов, которая пропорциональна мощности магнитостатической волны. Цель достигается вьтолнением датчика 3. Устр-во по ПП.2 и 3 ф-лы отличается расположением полос 4 соответственно одна над другой и на поверхности волновода 1. Даны ил. двух вариантов устр-ва. 2 з.п. ф-лы, 2 нл. f

(Л

со

О)

со со ел

Фа21

Изобретение относится к технике СВЧ и может использоваться для измерения и детектирования СВЧ-сигналов в широкой полосе частот, в том числе импульсных и амплитудно-модулирован- ных сигналов.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг.1 изображено устройство для детектирования сверхвысокочастотных сигналов, первый вариант; на фиг.2 - то же, второй вариант.

Устройство для детектирования СВЧ- сигналов содержит магнитостатический волновод 1, на котором расположены входной преобразователь 2 и полупроводниковый датчик 3, выполненный в виде нескольких (N) одинаковых параллельных полос 4 полупроводникового материала, разделенных полосами диэлектрика 5. На противоположных концах каждой i-й (1 .{ i - N) полосы 4 полупроводникового материала нанесены омические контакты 6 (А; и В.)i причем контакты А . и В - , соединены при помощи металлических проводников 7 так, что полосы 4 полупроводникового материала образуют последовательную цепь. К контактам А и В подключен измеритель 8.

Общая толщина L полупроводникового датчика 3, а также толщина d полос 4 полупроводникового материала должны удовлетворять условию

L 1 ; d Y

где глубина скин-слоя электромагнитной волны на частоте сигнала;

W - ширина входного преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-сигнал поступает на входной преобразователь 2 и преобразуется в магнитостатическую волну, распространяющуюся в магнитостатическом волноводе 1. При размещении на поверхности магнитостатического волновода полупроводникового датчика 3 поперечное электрическое и магнитное поля волны проникают в полупроводник, где воздействуя на носители заряда с силой Лоренца, и вызьгеают их движение в направлении распространения волны Направленное движение электронов в каждой полосе 4 полупроводникового

материала приводит к накоплению заряда на концах омически разомкнутой полосы из полупроводникового материала. Заряд накапливается до тех пор, пока созданное им электрическое поле не остановит направленного движения носителей заряда. Поскольку накопление заряда зависит от плотности мощности МСВ по ширине структуры, на кон цах каждой полосы 4 накопится такой же заряд, как и в случае одиночного полупроводника, но на концах всей цепи при этом возникает разность потенциалов

м

V

Сбц.

z

V.

где V - разность потенциалов между koнцaми одного слоя (полосы) .

оказьшается пропорциональным мощности магнитостати- ческой волны.

V

оВц.

25 Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

1. Устройство для детектирования сверхвысокочастотных сигналов, содержащее магнитостатический волновод, расположенные на нем входной преобразователь и полупроводниковый датчик с омическими контактами, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, полупроводниковый датчик выполнен в виде последовательно соединенных при помощи омических контактов одинаковых параллельных полос полупроводникового материала, разделенных полосами диэлектрика, причем первые концы каждой из одинаковых параллельных полос полупроводникового материала расположены на одном уровне и соединены с вторым концом соседней одинаковой параллельной полосы полупроводникового материала, а толщина полупроводникового датчика L 1. , где 1с - глубина скин-слоя, а толщина одинаковых параллельных полос полу-

1

проводникового материала d TW,

где W - ширина входного преобразователя.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что одинаковые параллельные полосы полупроводникового материала расположены одна над другой.

136Д995

по п.1, о т л и - тем, что все паралполупроводникового

ма но во

материала расположены на поверхности маннитостатического волновода.

5

Фиг. 2.