Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Пирс Дж. -> "Квантовая электроника" -> 22

Квантовая электроника - Пирс Дж.

Пирс Дж. Квантовая электроника — М.: Мир, 1967. — 138 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayaelektronika1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 46 >> Следующая


Фиг. И.

Магнитное 4 поле

отсутствовали, да они и не препятствуют движению энергии поля накачки. Волны же, соответствующие частоте сигнала, подлежащего усилению, не могли бы распространяться в этом волноводе, если бы стержни отсутствовали. Именно благодаря стержням и становится возможным движение сквозь малый прямоугольный волновод сигнала, частота которого ниже частоты накачки; при этом энергия волны, несущей сигнал, оказывается наибольшей как раз вблизи такого стержня. Выпиленные из кристалла рубина плитки укладываются вдоль волновода по бокам от «гребешка», как показано на фиг. 12, а постоянное магнитное поле прикладывается в направле-фиг- 12- нии параллельном направлению

стержней (по стрелке на фиг. 12). Обычно, когда электромагнитная волна проходит мимо некоторой точки, электрическое и магнитное поля ее в этой точке колеблются вдоль своих однажды установившихся направлений, поочередно проходя через нуль, как синусоидальная кривая, изображенная на фиг. 2. Такие волны называются линейно поляризованными. В волноводе, в точках, лежащих посредине между основаниями (закрепленными концами) стержней и немного в сторо-

-Рубин

V

Железо- иттриевый гранат

64 ну от оссвой линии «гребешка», поле сигнала, распространяющегося вдоль «гребешка», имеет круговую поляризацию. Слова круговая поляризация означают, что, когда электромагнитный сигнал проходит мимо некоторой точки, вектор напряженности его магнитного поля остается постоянным по величине, но все время вращается относительно направления распространения сигнала. Далее, если направление распространения сигнала изменить на противоположное, вращение вектора напряженности магнитного поля также изменится на обратное.

Обратим теперь внимание на следующее обстоятельство: некоторые из непроводящих кристаллов обладают столь же сильными магнитными свойствами, как и железо. О таких кристаллах говорят, что они обладают ферромагнитными свойствами. К кристаллам такого типа относится и железо-иттриевый гранат. Если его поместить в постоянное (внешнее) магнитное поле и в таких условиях пропускать сквозь него электромагнитную волну, то гранат, оказывается, будет сильно поглощать энергию поляризованного по кругу магнитного поля волны при одном направлении вращения, но он весьма мало повлияет на магнитное поле волны той же частоты при обратном направлении вращения. Частота, при которой гранат наиболее сильно поглощает энергию пропускаемой сквозь него электромагнитной волны, зависит от напряженности внешнего постоянного магнитного поля, приложенного к кристаллу.

Этим явлением можно воспользоваться, для того чтобы ослабить волны, распространяющиеся в одном из направлений вдоль ряда стержней, не влияя на мощность волн, движущихся в обратном направлении. Для этого у оснований стержней, в точках, где магнитное поле волны поляризовано по кругу, располагают небольшие прокладки из железо-иттриевого граната. У волн, распространяющихся вдоль «гребешка» в одном из направлений, магнитное поле поляризовано так, что железо-иттриевый гранат будет поглощать энергию этих волн. А у волн, движущихся в обратном направлении, магнитное поле имеет противоположную поляризацию и поэтому энергия будет поглощаться незначительно.

И, наконец, остается еще проблема полосы частот; нужно сделать так, чтобы мазер с бегущей волной описанного нами типа имел высокий коэффициент усиления

1 /24 Дж. Пирс

65 в широкой полосе частот. Если постоянное магнитное поле, приложенное к рубину в таком мазерном усилителе, сделать совершенно однородным по всей длине рубина, а напряженность его подобрать так, чтобы коэффициент усиления на какой-то выбранной частоте стал максимальным, то мазерный усилитель, конечно, будет иметь действительно очень высокий коэффициент усиления на одной данной частоте. Но усиление будет падать до совсем малых значений при самых незначительных отклонениях от нее. Оказывается, однако, можно получить постоянный коэффициент усиления в целой полосе частот: широкополосное усиление осуществляется путем изменения напряженности приложенного к рубину постоянного магнитного поля вдоль длины прибора. При этом одни части прибора будут усиливать одну часть полосы частот, а другие — другую. Коэффициент усиления окажется меньше, чем у узкополосного мазера, в котором магнитное поле совершенно одинаково вдоль всей длины конструкции, зато полоса частот, в которой наш прибор будет усиливать колебания, станет гораздо шире.

Мазер описанного выше типа использовался в наземной станции связи с искусственными спутниками Земли (фирма «Америкен телефон энд телеграф») в Андовере (штат Мэн) для приема сигналов со спутника связи «Тел-стар» и других спутников связи. Вот некоторые характеристики этого мазера:

Основная частота (сигнала)............4170 Мгц

Полоса..............................25 Мгц

Коэффициент усиления .......28 дб(630 раз)1

Частота накачки......................30 175 Мгц

Как мы уже отмечали в главе 2, шумовая температура оказывается очень удобной мерой шума, добавляемого
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 46 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed