Детектор свч

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1270869 (511 4 Н 03 D 9/00

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)И, „„.,13

%N68NOTFIf А

Фиг/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752291/24-09 (22) 08.06.84 (46) 15.11.86. Бюл. М 42 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (72) В.Ю. Белицкий, В.П. Кошелец, Г.А. Овсянников и С.В. Шитов (53) 621.376.234 (088.8) (56) Кошелец В.П., Овсянников Г.А.

Криогенные СВЧ устройства. — Зарубежная радиоэлектроника, 1983, Р 1, с. 31-33.

Richards P. Ь. и др. Appl. Phys.

Lett. чо1. 34, 1979, 11- 5, рр. 345347. (54) ДЕТЕКТОР СВЧ (57) Изобретение относится к радиотехнике СВЧ. Цель изобретения — повьппение коэф. передачи. Детектор СВЧ содержит сверхпроводниковую пленочную структуру (СППС), состоящую иэ двух туннельных переходов (ТП) 1 и

2, имеющих по два сверхпроводящих вывода (СПВ) 3 и 4, 5 и 6. ТП 1 и 2 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 Z1. 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 % f С, где

f, — частота сигнала, С вЂ” результирующая емкость ТП 1 и 2. Детектор

СВЧ по п.2 ф-лы отличается выбором сопротивления ТП l, превышающим сопротивление ТП 2 не менее чем в 10 раз. Детектор СВЧ по п.3 ф-лы отличается выполнением СППС в виде Н последовательно включенных пар, состоящих каждая из последовательно включенных ТП 1 и 2, а также выбором геометрического размера СППС меньше четверти длины волны сигнала. Даны примеры выполнения детектора СВЧ для идентичных ТП, неидентичных ТП и для N пар ТП. 2 з.п. ф-лы,, 3 ил.

1270869

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в высокочувствительной радионриемной аппаратуре миллиметрового диапазона длин волн.

Целью изобретения является повышение коэффициента передачи.

На фиг. 1 изображена эквивалентная схема детектора СВЧ для идентичных туннельных переходов;, на фиг.2 то же, для неидентичных туннельных переходов; на фиг. 3 — то же, для М пар туннельных переходов.

Детектор СВЧ (фиг.1) содержит сверхпроводниковую пленочную структуру, первый и второй туннельный переходы 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 через вторые сверхпроводящие выводы 4 и 6, а их первые сверхпроводящие выводы

3 и 5 соединены между собой и являются входами для подключения соответственно первого и второго полюса источника сигнала (показанного на фиг.l в виде имнеданса Z<).

К первому и второму сверхпроводящим выводам 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 !

4% Г С где, — частота сигнала;

С вЂ” результирующая емкость первого и второго туннельных переходов 1 и 2.

Детектор СВЧ подключается к тракту сигнала через подводящие электроды, суммарная индуктивность 7 которых равна L а суммарное сопротивление 8 — R

Детектор СВЧ (фиг. 2) содержит неидентичные первый и второй туннельные переходы l и 2,,при этом входами для подключения первого и второт о полюса источника сигнала являются соответственно первый и второй сверхпро водящие выводы 3 и 4 первого туннельного перехода !.

Детектор СВЧ (фиг.3) содержит !! 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 сверхпроводящие выводы 3 и 6 первого туннельного перехода 1 из первой пары и второго туннельного перехода 2 из М -й 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

25 туннельный переход сверхпроводник изолятор — сверхпроводник. Коэффициент передачи сигнала к одному туннельному переходу ранен

К

R„ 1+ 2, + R„ где R „— сопротивление туннельного перехода в нормальном состоянии

7= 2 !Г,К„С„ где С, — емкость туннельного пере35 хода; сопротивление проводящих электродов.

Ф

Для реальных значений R и С, в миллиметровом диапазоне длин волн ве40 личина .$ ).10, что приводит к существенному снижению коэффициента передачи К1.

Для снижения величины необходимо скомпенсировать емкость С, тун45 нельного 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 туннель50 ных переходов l и 2, чтобы их результирующая индуктивность L образовала на частоте сигнала резонансный контур с результирующей емкостью пер вого и второго туннельных переходов у 1 и 2, при этом коэффициент передачи сигнала возрастает до значения

2 R>

Ф

2 К„К„ причем К >> К,.

В тех случаях, когда использование детектора СВЧ с тремя выводами нежелательно, рекомендуется сопротивление первого туннельного перехода 1 5 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

10 смещения достаточно иметь два вывода (фиг. 2) .

Для удобства согласования с высокоомным источником сигнала Й пар туннельных переходов соединены после- 5 довательно (фиг. 3), при этом входной импеданс детектора СВЧ возрастает в Й. раз и, кроме того, в M+ увеличивается мощность насыщЕния,, т.е. значительно возрастает динамический диапазон.

Предлагаемый детектор СВЧ имеет коэффициент передачи превышающий неменее, чем на 10 дБ коэффициент передачи детектора СВЧ вЂ” прототипа. формула изобретения

1. Детектор СВЧ, содержащий сверхпроводниковую пленочную структуру, З0 состоящую из первого туннельного перехода, к первому и второму сверхпроводящим выводам которого подключены источник смещения и нагрузка, при этом первый сверхпроводящий вывод яв-15 ляется входом для подключения первого полюса источника сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента передачи, введен второй туннельный переход, иден- 40 тичный первому и подключенный к его 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 результирующая индуктивность L первых и вторых сверхпроводящих выводов первого и второго туннельных переходов выбрана из условия

L е

47i2f Ñ где Е, — частота сигнала;

С вЂ” результирующая емкость первого и второго туннельных переходов.

2. Детектор по п.l, о т л и ч а-. ю шийся тем, что сопротивление первого туннельного перехода выбрано не менее чем в 10 раз превышающим сопротивление второго туннельного перехода, второй сверхпроводящий вывод которого является входОм для подключения второго полюса источника сигнала.

3. Детектор по п.l, о т л и ч аю шийся 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.

1270869 д 7

Составитель Ю. Данич

Техред М.Ходанич

Редактор А. Гулько

Корректор E. Рошко

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета ССС1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

1аказ 6252/56 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4