Способ управления фазой свч-волны

 

Изобретение относится к радиотехнике , и может быть использовано в технике СВЧ. Целью изобретения является увеличение крутизны фазовой характеристики. Способ управления Аазой СВЧ-волны заключается в воздействии на размещенную в линии передлчи сверхпроводящую пленку, охлажденную до температуры ниже критической, постоянным током, а также определении величины плотности тока начала и конца скачка мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводниковой пленки и регулировании величины плотности постоянного тока в этом интервале . Кроме того, в качестве сверхпроводящей пленки используют соединение YBa2Cu307. Увеличение крутизны фазовой характеристики обеспечивается оптимальным выбором интервала регулирования плотности постоянного тока, пропускаемого через сверхпроводящую пленку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. Q Ј /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИМ

А1

„Л0„„17375 (51)5 Н 01 Р 1/18

i11О г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСХОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4450438/09 (22) 29.06.88 (46) 30.05.92. Бюл. Г 20 (71) Московский физико-технический институт (72) И.Э.Булыженков и Е.В.Зуйкова (53) 621.476.4(088.8) (56) 1 ° Вендик О.Г. и др. Известия вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника, 1983, т.26, N 10, с.20.

2. Авторское свидетельство СССР

N 568097, кл. H 01 P 1/185, 05.Ы .77. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФАЗОЙ СВЧ-ВОЛНЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано в технике.СВЧ. Целью изобретения является увеличение крутизны Фазовой характеристики. Способ управления ФаИзобретение относится к электро". динамике и может быть использовано в технике СВЧ для изменения фазы электромагнитной волны в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.

Известны способы управления Фазой

СВЧ-волны путем воздействия на пас" сивный элемент, размещенный в линии передачи, постоянным током.

Недостатками этих способов являются узкий диапазон частот и малая . крутизна фазовой характеристики, ограничивающая область их использования „

Ближайшим к изобретению является способ управления Фазой СВЧ-волны, 2 зой СВЧ-волны заключается в воздействии на размещенную в линии передачи сверхпроводящую пленку, охлажденную до температуры ниже критической, постоянным током, а также определении величины плотности тока начала и конца скачка мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводниковой . пленки и регулировании величины плотности постоянногс тока в этом интервале. Кроме того, в качестве сверхпроводящей пленки используют соединение УВа Си307 Увеличение крутизны фазовой характеристики обеспечивается оптимальным выбором интервала регулирования плотности постоянного д тока, пропускаемого через сверхпроводящую пленку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. заключающийся в воздействии на размещенную в линии передачи,сверхпроводящую пленку, охлажденную до температуры ниже критической, постоянным током. При этом используется. в миллиметровом диапазоне зависимость кинетической индуктивности от тока или магнитного поля, обусловленная инер1 ционными свойствами сверхпроводящего тока", что позволяет управлять

Фазовой скоростью P), Недостатком этого способа является малая крутизна Фазовой характеристики, ограничивающая область его использования. Изменение кинетической индуктивности приводит к изме нению резонансной частоты на 63. При

17375 этом никаких ограничений на диапазон тока в э ой работе не приведено.

Целью данного изобретения являетс увеличение крутизны базовой характе-. ристики, Поставленная цель достигается тем, что в преложеннпм способе управления фазой СВЧ-волны воздействуют на размещенную в линии передачи сверх- 1О проводящую пленку, охлажденную до . температуры ниже критической, постоRHHblM током, согласно изобретению, определяют величину плотности тока начала H конца скачка мнимой части 15 поверхностного импеданса ñâåðõïðîводящей пленки и регулируют величину плотности тока в этом интервале.

Кроме того, а качестве сверхпроводящего соединения мекет использо- 26 ваться высокотемпературное саерхпроводящее соединение типа YBa Cè Î .

Авторами была вычислена эависймость мнимой части поверхностного импеданса сверхпроаодника от плотно- 35 сти постоянного тока, протекающего по нему, в диапазоне

j «с jызс где j - плотность тока начала скачка мнимой части поверхностного импеданса СП«пленки, j - плотность тока конца скачка

Ф мнимой части поверхностного импеданса СП-пленки, соответствующая плотности критического тока.

Эта зависимость для высокотемпературного соединения Yba0< показана на фиг.1. 8 диапазоне токов

I I I или в диапазоне плотностей токов j ñ, j 1 происходит резкое увеличейие крутизны фазоапй характе-. рйстики. Это позволяет изменять фазу волны по формуле Дс - с.Я, где

ЬЯ" приращениа фазы, Рад Д1 - приращение плотности тока, A/ñì, сконстанта, зависящая от конструкции волновода, свойств саерхпроводника, частоты волны. Таким образом,.существенной особенностью является использование постоянного тока s диапазоне.

)О4 14,1, что позволяет достичь положительного эффекта.

Отличие заявляемого способа от прототипа выражается а том, что благодаря резкому увеличению крутизны фазовом характеристики фаза волны изменяется регулированием величины

74

4 плотности тока, протекающего по сверхпрояодящей пленке, в диапазоне

j> j j<. При этом эффективность данного способа увеличивается с ростом частоты, что позволяет испольэовать его в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.

На фиг. 1 представлена зависимость мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводника Хе (в качестве сверйпроводника используется соединение. УВа Си От) от плотности тока для частоты f = 2 ° 10 Гц. и

На фиг. 2 показано изменение фа" зы волны ACE, по сравнению с фазой волны при нулевом .токе, в зависимости от плотности тока в сверхпроводящей пленке, для прямогоульного волновода длиной 5.см и частоты волны

2,10н Гц

На фи г . 3. предста алена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство для осуществления заявляемого способа (фиг.3) состоит из отрезка волновода 1, в котором размещена сверхпроводящая пленка 2 толщиной больше скин-слоя (10 MKM) .

Волновод 1 одним концом соединен с

СВЧ-генератором 3 и находится в азотном криостате 4. Сверхпроводящая пленка 2 соединена с источником 5 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом. В волноводе 1 распространяется СВЧ-волна, которая подается от генератора 3. С помощью азотного криостата 4 волновод 1 и сверхпрово.дящая пленка 2 охлаждаются до температуры кипения жидкого азота. Регулируя плотность тока источником постоянного тока .5, воздействуют на фазу С84-волны.

Последовательность операций при выполнении способа:

- воздействуют на размещенную в линии передачи (в волноводе) сверхпроводящую (СП) пленку постоянным током1

- охлаждают волновод с СП-пленкой до температуры ниже критиче» скои 7

- определяют величину .плотности. тока 1 и j соответственно начала и конца скачка мнимой части поверхностного импеданса СП-пленки, - регулируют величину плотности тока а этом интервале.

S

Пример конкретной реализации.

СП-пленка иэ УВа<СизО» толщиной

10 мм, предварительно напыленная на соот ветст вующую подложку „на носится вместе с подложкой на стенки . двух отрезков прямоугольного металлического волновода. На поверхность пленки одного иэ волноводов напыляют металлические контакты, к которым присоединен регулируемый источник постоянного тока, Волноводы помещены в азотный криостат, где охлаждаются до -емпературы 77 К> лежащей ниже критической температуры этой пленки. При этом, источник тока выведен наружу, а концы волноводов изогнуты и также выведены наружу. С одной стороны к ним подключен СВЧ-генератор (через 3 дб ответвитель}, с другой - фаэометр. От СВЧ-генератора подавалась волна с частотой 200 ГГЦ.

Ток регулировался от Одо 25мА, при этом плотность тока в пленке меня лась от 0 до 10> R/ñì . На выходе изме-. рялась разность фаэ СВЧ-волны, Калибровочная зависимость фазы от тока показана на фиг.2, В области 1 (фиг.1) зависимость приращения .фазы от тока слабая. При токе 20 мА (плотность тока 8 ° 10 А/см ) приращение фазы равно 0,05 Рад. 8 области IX (Фи ° 1). разность фаэ, снятых при тЬках 20 и л

37574

25 мА (плотностях токов 8 10в и

10 А/см ) составляет 2 Рад, В области

I I I (фи г . 1) дал ьнейше го изменения фазы не наблюдается.

Таким образом, целесообразно изменять плотность тока в диапазоне области I I фиг. 1, где крутизна фазовой характеристики максимальна и

10 составляет 0,5 Рад/мА, что больае по сравнению с прототипом;

Формула изобретение

"1. Способ управление фазой СВЧволны, заключающийся в. воздействии на размещенную в линии передачи сверхпроводящую пленку, охлажденную до температуры ниже критической, посто20 янным током, о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целью увеличения крутизны фазовой характеристики, определяют величину плотности тока на. чала и конца скачка мнимой части

23 поверхностного импеданса сверхпроводящей пленки и регулируют величину, плотности постоянного тока в этом интервале.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а в "

Зр шийся тем, что в качестве сверхпроводящей пленки выбирают соединение типа УВа Си О .

1737574

Фиа2

Составитель И.Булыженков

Редактор Т.Орловская Техред A,Kpàâ÷óê Корректор А,Обруцар

Заказ 1898 Тираж Подписное

ВНИИПО Государственного коьмтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ OCCAM

113035, Иосква, Ж-35, Разовская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101