Магнитный детектор Советский патент 1988 года по МПК H01L31/00 

Bt)d без т рышии Известно использование различных датчиков, например кристаллических детекторов, термисторов, болометров и т.д., для индикации электромагнитных сигналов в СВЧ радиоэлектронике В последнее время для индикации электромагнитных сигналов в СВЧ радиоэлектронике начинают применять различного рода ферритовые датчики, Существующие ферритовые датчики преобразователи представляют собой сочетание волноводов с жестко вмонтированными в них ферритами, витками провода, устройством крепления феррита и витков, устройством подмагни чивания. Подобное выполнение ферритовых датчиков - преобразователей существенно сужает область использо вания их в радиотехнических устройствах различного назначения. Предлагаемый магнитный детектор отличается от известных тем, что магнитный полупроводник в нем, например сферической формы, помещен совместно с плоскими спиральными ка тупгками (одной или двумя) в корпус из высокочастотного диэлектрика. Эт позволяет использовать детектор- в волноводных.головках самых различны конструкций и назначений. На чертеже представлена одна из многих возможных конструкций магнит ного детектора. Детектор состоит из магнитного полупроводника Г, двух плоских спиральных катушек из проводника 2а и 26, их выводов 3 (раздельных или совмещенных), и диэлектрического ко пуса 4. Работает магнитный детектор следующим образом. На магнитный детектор подают электромагнитные колебания с непрерывным плоским спектром частот, т.е с одинаковыми амплитудами колебаний При изменении величины подмагничива ющего феррит поля изменяется и настройка по частоте самого детектора но ввиду того, что амплитуды всех подаваемых на детектор частотных со тавляющих одинаковы, угол прецессии намагниченности феррита не изменяет ся. Как следствие, от плоского спек частот ЭДС на выходе детектора не возникает. При реальных шумах в ограниченно полосе частот амплитуды спектральны составляю1Д1х не одинаковы по величи не и флюктуируют во времени. При фиксированной настройке магнитного детектора, в отсутствие модуляции подмагничивающего поля и отсутствие СВЧ сигнала под действием реальных шумов возникает прецессия намагниченности с флюктуациями, определяемыми шириной полосы частот СВЧ усилителя перед магнитным детектором и величиной частоты релаксации феррита. В этом с хучае выходное ЭДС с магнитного детектора определяется не полной величиной изменения намагниченности йМ.-,„ , а лишь величиной юктуаьОШмаксции намагниченности ьМ ,,. Для увеличения разности между величинами гошмакс ) необходимо подбирать оптимальное значение амплитуды подаваемого на детектор шума. При включении модуляции подмагничивающего поля, т.е. при перестройке детектора с некоторой частотой (попрежнему в отсутствие СВЧ сигнала), поведение намагниченности магнитного полупроводника качественно сохраняется тем же самым, т.е. прецессия намагниченности происходит с некоторым постоянным значением угла прецессии, определяющим величину М, и некоторыми .флюктуациями этого угла во времени. Величина ЭДС на выходе магнитного -детектора при этом вновь определяется только величиной флюктуации намагниченности и не определяется величиной разности . С приходом СВЧ сигнала к энергии соответствующих спектральных составляющих шумов добавляется энергия спектра сигнала. Изменение угла прецессии намагниченности феррита происходит с преобразованием второй гармоники частоты модуляции. С -уменьшения шумов параметры модулирующего поля (форма, амплитуда, частота, фаза) выбираются из условия обеспечения максимально возможной скорости вынужденного изменения угла прецессии при рабочем уровне шумов. В этом случае сглаживаются дополнительные флюктуации угла прецессии, вызываемые энергией приходящего на детектор СВЧ шума, и, как следствие, уменьшается ЭДС шума на выходе детектора. Уменьшение величины шума на выходе магнитного детектора обеспечивается также противофазной балансной схемой включения выходных катушек двух совершенно подобных магнитных детекторов. Степень компенсации зависит от точности подобия коэффициентов преобразования магнитных детекторов, точности совпадения величин частот релаксации ферритов, точноети совпадения числа витков в соответствующих катушках детекторов, величины расстройки HpgjH взаимного расположения детекторов в волноводе.

В приемниках на основе магнитных детекторов могут использоваться не только единичные или napffi ie магнитные детекторы с магнитной перестройкой в диапазоне рабочих частот приемника, но и последовательные ряды

магнитных детекторов с фиксированной настройкой каждого из них. Такой ряд детекторов создается из однотипных (или указанных пар) магнитных детекторов путем их последовательной установки в один и тот же волновод на расстояниях, определяемых из условия взаимного невлияния детекторов друг на друга. При этом каждый детектор находится в своем подмагничивающем поле, которое подбирается так, чтобы рабочие полосы частот отдельных детекторов перекрывали весь рабочий даапазон преобразуемых частот.

МАГНИТНЫЙ ДЕТЕКТОР на основе магнитного полупроводника, о т- личающийся тем, что, с целью получения преобразования и усиления электромагнитных колебаний, магнитный ПОЛЗТ1РОВОДНИК, например, сферической формы, помещен совместно с плоскими спиральными ка-хушками (одной или двумя) в корпус из высокочастотного диэлектрического материала.