лошумящие усилители с циркулятором, работающие на отражение, не обеспечивают избирательности всего приемного тракта, так как при больших расстройках сигнал помехи, отражаясь от входа усилителя, свободно проходит в следующий каскад. Отсюда понятны преимущества охлаждаемой многоствольной системы с общими для

Рис. 4.8. Блок-схема охлаждаемого высокочастотного тракта приемной системы для многоствольной работы:

/ - резонаторы фнльтра-разветвнтеля; 2 -общая высокочастотная часть приемников (л стволов); 5 - криостат.

всех СТВОЛОВ широкополосным циркулятором и широкополосным многорезонаторным отражательным усилителем, после которых включен фильтр-разветвитель стволов и малошумящие последующие каскады (рис. 4-9).

Высокие электрические и эксплуатационные показатели имеет схема приемного устройства для многоствольной работы, основанная на использовании отрицательного сопротивления в двух трактах регенеративно-

ГО параметрического усилителя-преобразователя: в тракте на частоте сигнала /1,2 и в тракте разностной частоты При установке такого усилителя на входе о.хлаждаемого приемного устройства в эти два тракта одновременно включаются два последующих каскада, в одном из которых происходит усиление и выделение сигнала на часто-

Выуоды поиемников стволов

Рис. 4.9. Схема подключения общего охлаждаемого циркулятора для п стволов:

/ - циркулятор; 2 - нагрузка; 3 - криостат; 4 - широкополосны!! отражательный усилитель.

те одного ствола приема, во втором - на частоте другого. Вариант блок-схемы такого устройства изображен на рис. 4.10. Как видно из этого рисунка, на частоте ствола 1 в ПУ происходит усиление входного сигнала с преобразованием частоты, а последующие каскады подключены к охлаждаемому ферритовому вентилю, выполняющему роль нагрузки для расширения полосы пропускания ПУ. Этот же параметрический усилитель на частоте ствола 2 выполняет функции отражательного устройства, т. е. обеспечивает меньшее усиление, что не-

обходимо учитывать при проектировании последующих каскадов. В ряде случаев один из трактов приема (на сигнальной или разностной частоте ПУ) может использоваться в качестве контрольного.

Применение рассматриваемых методов селекции для обеспечения одновременной работы нескольких СВЧ устройств на одну антенну позволяет получить новые возможности вследствие охлаждения вместе с входным

быходы стволов 1и2

от антенны

Выходной каскад ствола Z

Криостат

Рис. 4.10. Схема включения охлаждаемого параметрического усилителя-преобразователя для приема сигналов но двум стволам на частотах fi и 2 (каждый нз стволов может состоять пз нескольких подстволов с -разделением в тракте ПЧ).

усилителем резонаторов, входящих в состав элементов селекции. Дело в том, что кроме уменьшения мощносш шумов фильтров при охлаждении до низких температур, происходит также улучшение формы характеристик многорезонаторных устройств в полосе пропускания благодаря уменьшению потерь в стенках резонатора и в элементах связи. Для фильтров с индуктивной связью это видно из рис. 4.5.

В приемниках, охлажденных до гелиевых температур, в ряде случаев особенно при миниатюризации, целесообразно применять устройства селекции, состоящие из резонаторов, покрытых сверхпроводящим металлом или выполненных полностью из этих металлов- При этом предельная чувствительность приемника практически при любой заданной селективности, т. е. при большом

числе резонаторов илп больших значениях их добротности Q,., будет определяться параметрами входного малошумящего усилителя, а вся конструкция может быть изготовлена в миниатюрном исполнении.

Ценным свойством входного квантового усилителя является избирательность самого парамагнитного вещества, являющегося активным элементом по отношению

ислабление, дб

150 ЮО й/, Мги

О fo

100 150 uf, Мгц

Рис. 4.11. Селективность входного усилителя, обеспечиваемая формой спектральной линии парамагнитного вещества (рубин с концентрацией ионов Сг+з-0,065).

к сигналам помехи на частотах за пределами ширины спектральной линии этого вещества. Характерная экспериментальная кривая селективности квантового усилителя на рубине с концентрацией Сг+ 0,065 при воздействии на усилитель помехи с частотой /о+А/ изображена на рис. 4.11.

Необходимо также подчеркнуть, что глубокое охлаждение позволит шире применять новые методы конструирования входных многорезонаторных устройств. Как известно, классические конструкции полуволновых резонаторов с четвертьволновой связью характеризуются боль-

шими габаритами и имеют в полосе запирания области частот с малым затуханием.

Применение для указанной цели резонаторов с непосредственной связью (например, через отверстие в смежной стенке), а также резонансных диафрагм с непосредственной связью может оказаться весьма перспективным при низких температурах, так как потери в полосе пропускания этих устройств, ограничивающие их использование, могут быть снижены применением специальной технологии изготовления. Большие возможности также открываются при использовании в дуплексе-рах охлаждаемых фильтров на базе ферритовых резонаторов с магнитной перестройкой, шумы которых уже при температуре жидкого азота становятся ниже шумов входного усилителя.

4. МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ШУМОВ ПОСЛЕДУЮЩИХ КАСКАДОВ

Рассмотрим влияние устройств, включенных после охлажденного малошумящего усилителя, на эффективный коэффициент шума приемной системы. В качестве таких устройств, которые должны обеспечить кроме малого уровня шумов переход от тракта СВЧ к тракту промежуточной частоты, могут быть применены:

- СВЧ смесители на обычных детекторных, туннельных или обращенных полупроводниковых диодах;

- лампы бегущей волны со смесителями на выходе;

- параметрические усилители-преобразователи с отдельным смесителем в тракте разностной или суммарной частоты;

- усилители на туннельных диодах. Зависимость Тш приемной системы с малошумящим

усилителем на входе от коэффициента шума последующих каскадов Рпк при различных коэффициентах усиления К усилителя приведена на рис. 4.12.

Из рисунка видно, что даже при работе вблизи порога генерации, например, при усилении 20 дб подключение обычного тракта с коэффициентом шума пк порядка 8-10 дб после малошумящего усилителя недопустимо. Применение для этой цели СВЧ приемника с регенеративным параметрическим усилителем на входе [2] хотя и не ухудшает шумовую температуру системы с усилителем, охлажденным до азотной температуры, однако

пр, 200

12 >

Рис. 4.12. Зависимость шумовой температуры Глр приемного устройства с охлажденным входным усилителем при различных значениях Гш от коэффициента шума последующих каскадов при различ-лом усилении К: ---/(:=15 дб;----дб.

приводит к ухудшению остальных параметров системы, особейно эксплуатационных.

В случае включения на входе квантового усилителя, имеющего Гш=5° К при стабильном усилении около 15 дб, такая схема становится нецелесообразной даже по уровню шумов (рис. 4.12). 15-2175 225 -