Детектор свч

(9) ж и 869 11 4 Н 03 Р 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ(71) Ордена Трудового го Знамени институт радиотехн лектроники АН СССР(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 Красноики и э ошелов ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИ 4 и 6, а СПВ 3 и 5 соединены между.собой и являются входами для подключения полюсов источника сигнала, показанного в виде импеданса Е 1. 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, 5и б из условия Ь =1/4 % Е С, гдеЙ, - частота. сигнала, С - результирующая емкость ТП 1 и 2. ДетекторСВЧ по п.2 ф-лы отличается выборомсопротивления ТП 1, превышающим сопротивление ТП 2 не менее чем в 10раз. Детектор СВЧ по п.3 ф-лы отличается выполнением СППС в виде Япоследовательно включенных пар, состоящих каждая из последовательновключенных ТП 1 и 2, а также выборомгеометрического размера СППС меньшечетверти длины волны сигнала. Даныпримеры выполнения детектора СВЧ дляидентичных ТП, неидентичных ТП идля Н пар ТП, 2 з.п. ф-лы 3 ил.Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использованов высокочувствительной радионриемнойаппаратуре миллиметрового диапазонадлин волн,Целью изобретения является повышение коэффициента передачи.На фиг. 1 изображена эквивалентная схема детектора СВЧ для идентичных туннельных переходов;. на фиг,2то же, для неидентичных туннельныхпереходов; на фиг. 3 - то же, для Мпар туннельных переходов.Детектор СВЧ (фиг.1) содержитсверхпроводниковую пленочную структуру, первый и второй туннельный переходы 1 и 2, каждый из которых имеетпервый и второй сверхпроводящие выводы соответственно 3 и 4, 5 и 6,первый и второй туннельные переходы1 и 2 включены последовательно черезвторые сверхпроводящие выводы 4 и 6,а их первые сверхпроводящие выводы3 и 5 соединены между собой и являются входами для подключения соответственно первого и второго полюса источника сигнала (показанного нафиг,1 в виде имеданса Е).К первому и второму сверхпроводящим выводам 3 и 4 подключается источник смещения и нагрузка (нафиг. 1 условно не показана) . Результирующая индуктивность первых и вторых сверхпроводящих вывоДов 3 и 4,5 и 6 выбрана из условия4%2 Г Сгде , .- частота сигнала;С - результирующая емкость первого и второго туннельныхпереходов 1 и 2.Детектор СВЧ подключается к тракту сигнала через подводящие электроды, суммарная индуктивность 7 которых равна Ь, а суммарное сопротивление 8 - К,Детектор СВЧ (фиг. 2) содержитнеидентичные первый и второй туннельные переходы 1 и 2, при этом входамидля подключения первого и второт о полюса источника сигнала являются соответственно первый и второй сверхпро водящие выводы 3 и 4 первого туннельного перехода 1,Детектор СВЧ (фиг,3) содержит 11последовательно включенных пар туннельных переходов, Каждая пара состоит из последовательно включенных первого.и второго туннельных переходов 1 и 2, причем точки соединениявторых сверхпроводящих выводов 4 и6 каждой пары соединены между собой,Входами для подключения первого ивторого 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 следующимобразом.Детектирование сигнала основано 15 на нелинейной зависимости квазичастичного тока сверхпроводящего туннельного перехода от напряжения наэтом переходе, причем нелинейностьпроявляется на вольт-амперной характеристике туннельного перехода ввиде скачка тока при напряжении, соответствующем сумме энергетическихщелей сверхпроводников, образующих 25туннельный переход сверхпроводникизолятор - сверхпроводник. Коэффициент передачи сигнала к одному туннельному переходу раненК,1+7 /+ Кнгде К - сопротивление туннельногоперехода в нормальном состоянии7 = 21 Г КСгде С, - емкость туннельного пере хода;сопротивление проводящихэлектродов.ФДля реальных значений К и С, вмиллиметровом диапазоне длин волн ве личина 7 ).10, что приводит к существенному снижению коэффициента передачи К 1,Для снижения величины 7 необходимо скомпенсировать емкость С, тун нельного перехода. В детекторе СВЧ(фиг. 1) эта компенсация реализуетсяпутем такого выбора длин первого ивторого сверхпроводящих выводов 3и 4, 5 и 6 первого и второго туннель ных переходов 1 и 2, чтобы их результирующая индуктивность . образовала на частоте сигнала резонансныйконтур с результирующей емкостью первого и второго туннельных переходов 55 1 и 2, при этом коэффициент передачисигнала возрастает до значения2 К22 К+Кпричем К ) КВ тех случаях, когда использованиедетектора СВЧ с тремя выводами нежелательно, рекомендуется сопротивление первого туннельного перехода 1 5выбирать не менее чем в 10 раз превышающим сопротивление второго туннельного перехода 2, которым в этомслучае можно пренебречь, и тогда дляподключения источников сигнала и10смещения достаточно иметь два вывода(фиг. 2) .Для удобства согласования с высокоомным источником сигнала Й партуннельных переходов соединены после довательно (фиг. 3), при этом входной импеданс детектора СВЧ возрастает в Й. раз и, кроме того, в Й. увеличивается мощность насыщЕния т.е.значительно возрастает динамическийдиапазон,Предлагаемый детектор СВЧ имееткоэффициент передачи превышающий неменее, чем на 10 дБ коэффициент передачи детектора СВЧ - прототипа.Формула изобретения1, Детектор СВЧ, содержащий сверхпроводниковую пленочную структуру, 30 состоящую из первого туннельного перехода, к первому и второму сверхпроводящим выводам которого подключены источник смещения и нагрузка, при этом первый сверхпроводящий вывод является входом для подключения первого полюса источника сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента передачи, введен второй туннельный переход, иден 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 результирук- щая индуктивность Ь первых и вторых сверхпроводящих выводов первого и второго туннельных переходов выбрана из условия11.Ф4%ггСгде Г - частота сигнала;С - результирующая емкость первого и второго туннельныхпереходов.2. Детектор по п,1, о т л и ч а-, ю щ и й с я тем, что сопротивление первого туннельного перехода выбрано не менее чем в 1 О раз превышающим сопротивление второго туннельного перехода, второй сверхпроводящий вывод которого является входОм для подключения второго полюса источника сигнала.3, Детектор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что сверхпроводниковая пленочная структура выполнена в виде М 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. ДаничТехред М.Ходанич Редактор А. Гулько Корректор Е. Рошко Тираж 816 ВНИИПИ Государственного комитета ССС 1 по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5