Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Осн. иаправлеивя развития Р. у. имеют след, тенденции: дальнейшее освоение новых диапазонов частот и достижение больших мощностей Р. у. с помощью более совершенных активных элементов и новых способов генерирования эл.-маги. колебаний; разработка принципов объединения Р. у. с излучающей системой в единое целое; развитие технологии и методов интегрального исполнения узлов и Р. у. в целом; применение в Р. у. для формирования радиосигналов и управления режимами работы элементов цифровой техники и микропроцессоров .
Лит.: E в т я н о в с. И., Радиопередающие устройства, М., 1950; Проектирование радиопередающих устройств, под ред. В. В. Шахгильдяна, М.. 1976; Проектирование радиопередающих устройств СВЧ, под ред. Г. М. Уткина, М., 1979; Радиопередающие устройства, под ред. М. В. Благовещенского, Г. М. Уткина, М., 1982. М. В. Капранов.
РАДИОПРИЁМНИКИ СВЧ — радиоприёмные устройства, предназначенные для работы в диапазоне радиоволн от 300 МГц до 3000 ГГц (в диапазоне СВЧ). Р. СВЧ подразделяются по рабочему диапазону — на Р. СВЧ дециметровых, сантиметровых и миллиметровых воли, а также по схеме построения — иа Р. СВЧ прямого усиления, супергетеродинные (см. Супергетеродин) и детекторные (см. Детектирование). Радиопрнёмииии могут быть охлаждаемыми и неохлаждаемыми. В большинстве случаев Р. СВЧ строят по супергетеродинной схеме, т. к. обычно эта схема обеспечивает наивысшую чувствительность н практически легче реализуется, чем схема прямого усиления. Детекторные Р. СВЧ получили применение гл. обр. в диапазоне дециметровых волн и построены на основе криогенно охлаждаемых болометров и полупроводниковых объёмных детекторов. В сантиметровом и миллиметровом диапазонах (до частоты / = 230 ГГц) в большинстве случаев используются не-охлаждаемые Р. Более коротковолновые Р. СВЧ, причём часто охлаждаемые, применяют только в научных исследованиях.
В Р. СВЧ в качестве нелинейных активных элементов для генерирования, усиления и преобразования СВЧ-колебаний применяют полупроводниковые элементы, размеры к-рых до частот / — 150 ГГц значительно меньше длины волиы А,. Канализация СВЧ-колебарий в Р. СВЧ осуществляется разл. видами линий передачи. Для поднлючения к антенне или измерит, аппаратуре в диапазонах А, < 2 мм ианб. часто используются микро-полосковая или несимметричная полосковая линия, щелевая, компланарная и волноводно-щелевая линии
с переходами на прямоуг. металлич. волновод (рис. 1)*, на коротких миллиметровых волнах и в дециметровом диапазоне для канализации СВЧ-иолебаний — одномодовые и многомодовые (см. Моды) прямоуг. волноводы
Рве. 1. Элементы конструкции линий передачи СВЧ. с переходами на прямоугольный волновод; а, б — микрополосковая ли-ния, в — щелевая, волноводно-щелевая линия; J — никропо-лосковая плата (диэлектрическая пластина с плёночными металлическими проводниками на обеих сторонах); 2 — прямоугольный волновод со ступенчатым переходом к П-волноводу; 3 — соединительная металлическая ленточка; 4 — дйалектрв-ческая пластина с плёночными проводниками.
н квазиоптич. структуры (рис. 2, 3). Для Р. диапазонов A, ^ 2—0,5 мм наблюдается тенденция перехода от сосредоточенных приёмных элементов к распределённым, от волноводных элементов согласования потока излучения с приёмным элементом к оптическим. В этом диапазоне ограничения предельной чувствительности обусловлены гл. обр. не тепловыми флуктуациями, а квантовыми. Примерами сосредоточенных приёмных элементов, в к-рых используются волноводные элементы
Рис. 2. Квазиоптическая структура для объединения пучков радиоволн гетеродина /г и сигнала U на входе смесителя супергетеродинного радиоприёмника: і — поглотитель; 2 — пучок радиоволн частоты It', S — делитель пучка в виде проволочной сетки; 4 — пучок радиоволн частоты fc, S — веркала с полным отражением; 6 — объединённый пучок радиоволн /с и ft на выходе смесителя (размер d регулируется по максимуму прохождения пучков).
согласования, являются полупроводниковые усилители СВЧ на полевых транзисторах Шотткн (ПТШ) или параметрические усилители иа полупроводниковых диодах, смесители на диодах Шоттки (см. Диоды твердотельные) или контактах сверхпроводник — изолятор — сверхпроводник (СИС-смеситель). Детектор иа InSb, а также полупроводниковые и сверхпроводииковые болометры представляют собой примеры распределённых (объёмных) приёмных элементов с использованием квазиоптич. методов согласования (см. Квазиоптика).
Наиб, важные параметры Р. СВЧ — коэф. шума (шум-фактор) F (или эфф. шумовая темп-pa Гш) (рис.
4) и полоса рабочих частот Д/ (длин волн ДА,). Шумовые
параметры Fh Tm связаны соотношением F = 1 -|-
4- TjT0, где Tft = 293 К. Входные малошумящпе усилители (МШУ) Р. СВЧ созданы до частот / —
(ГИС) и монолитных интегральных схем. На частотах / > 150 ГГц применяют волноводные (рис. 5) и квази-оптнч. конструкции СДШ (рис. 2).
Рис. 3. Квазиоптическая структура для детекторного радиоприёмника с распределённым полупроводниковым приемным а лементом: 1 — световод; 2 — держатель; 3 — приёмный элемент; 4 — иммерсионная линза из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью, такой же, как у приёмного элемента; 5 — проводники для подачи смещения на приёмный элемент и вывода напряжения детектируемого сиг-нала.
