смесительного диода с волновыми сопротивлениями линий на частотах /г и /р служат резонансный контур полосового фильтра и диафрагма. Полосовой фильтр представляет короткое замыкание для разностной частоты; такую же роль выполняет п резонансная диафрагма для частоты накачки / . Расположением полосового

Отрезок волновода

Напряжение промежуто чной частоты

Полосовой фильтр

Сигнал с выхода

ПУ Ур=/н -/с

Диафрагма

Напряжение накачки на /н

Смеситель ный диод

Напряжение гетеродина nafr

Рис. 6.27. Схематический чертеж трехчастотного смесителя.

фильтра и диафрагмы в волноводе можно добиться хорошего КБВ линии как со стороны входа разностной частоты, так и со стороны входа частоты накачки.

Для данной конструкции КБВ тракта разностной частоты в диапазоне 7 400-7 900 Мгц составляет 0,7-0,8; КБВ тракта накачки составляет 0,4-0,5; КБВ входа перестраиваемого генератора на частоте 1 750 Мгц - примерно 0,6.

Для проверки работы тре.хчастотного смесителя и снятия основных его характеристик был собран измерительный стенд, состоящий из УПЧ и видеотракта приемника СВЧ, входной частью которого служит трехчас-тотный смеситель. На вход смесителя подавались напряжения двух гетеродинов частот 9 400 и 1 780 Мгц\ сигнал разностной частоты /р=7 650 Мгц, промодулированный прямоугольными импульсами, подавался от генератора

типа ГС-624. На выходе видеотракта приемника сигнал фиксировался iia осциллографе 25-И.

Проведенный эксперимент показал, что возможно осуществить трехчастотиое преобразование с непосредственным выделением промежуточной частоты в трехча-стотном смесителе. При этом искажений сигнала не наблюдалось.

Оценка шумовых свойств трехчастотного смесителя производилась посредством измерения коэффициента шума всего приемника с помощью прибора ИКШ-2. Результаты измерения показали, что коэффициент шума трехчастотного смесителя примерно на 2-3 дб хуже двухчастотного.

Минимальный коэффициент шума получается при токах /gH=160 мка и /gr=160 мка, а также при /gH= = 70 мка и /gr=24 мка.

При охлаждении до Т = 77°К, параметры трехчастотного смесителя могут быть значительно улучшены, и применение его в охлажденных СВЧ блоках с ПУ-пре-образователями может оказаться перспективным особенно при использовании новых полупроводниковых материалов для низких температур. Размещение трехчастотного смесителя в одном криостате с охлаждаемым ПУ позволяет значительно уменьшить объем охлаждаемой аппаратуры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Strand berg М, W, Р. Phys. Rev., 1957, № lOG. p. 617.

2. Гуревич A. Г. Ферригы на озерхвысоких частотах. Ф11:!Мат-гиз, I960.

3. Туров Е, А. Физические свойства магнитоунорядоченных кристаллов, Изд-во АН СССР, 1963.

4. iHeller G. S., Thaxter J. В., Stickler J. J. Proc. Inst.

Suppl., № 21, 134-136, Diskuss.,

Ч. II. Пор. с англ. Изд-во :Радиотехпика и электрони-под редакцией

Electr. Engrs, ili9e2, В. .109, li62-164.

5. Кристаллические детекторы , ч. I,

Советское радио , 1950. 0. Алфеев В. Н., Екимов В. Д.

ка , 1965, вып. 11, стр. 416.

7. Ферромагнитный резонанс . Сборник статей, Вонсовского С. В. Физматгиз, 1961.

8. Гуревич А. Г. и др. Известия АН СССР , сер, физическая, 1961, т, XXV, № II, стр. 1361.

9. Butcher Р. <N. Ргос. Inst. Electr. Eng. 1958, 105В.

10. Schlomann J. Phys. Chem. Solids, 1958, v. 6, № 2-3 p. 242.

11. Spencer E. G., Lo Craw R. C, Clogs ton A. M. Phys. Rev. Lett., 1959, № 1, p. 32.

Штейншлейгер В. Б. й др. Извостня ,4Н СССР , сер. физическая, 1961, т. 25, №. П. Радиотехника и электроника , 1962, т. VI, вьш. 5.

Ргос. ШЕЕ, 1963, № 6, 51.

Ван-дер-Зил А. Флюктуацнонные явления в нолуировод-никах. Изд-во иностранной литературы, 1961.

Rathenau G. W. Philips Techn.

Rev., 1952, L. Philips, iittenwesen,

Went J. J., V. 13, № 7.

Rathenau G. W., Weber S. H., Stuigts Л, Techn. Rev., 1954, v. 16, X> 5-6.

Eahlenbrach H., H e i s t e r W. Archiv Eisonl 1953, Bd. 4, № 11/12, S. 523 ~52cS.

Weiss M. т., Anderson P. W. Phys. Rev., 1955, v. 98, № 4, p. 925-926.

Kern K. N., Chang. RCA, Rev., 1955, v. 16, № 3, p. 423-431. Б о 3 0 p T P. Ферромагнетизм. Изд-во иностранной литературы, 1956.

П е н и я а Н. А., С к в о р ц о в а Н. Е. Радиотехника и электроника , 1956, № 3, стр. 1071-1079.

Иванов С. Н., Скворцов а Н. Е., Соколов Ю. Ф. Радиотех1Ника и электроника , 1961, т. 6, выи. 12, стр. 2028. Г у т к и н Л. С. Преобразование сверхвысоких частот и детектирование. Госэнергоиздат, 1953.

Anderson L. К., Hendry А. Trans. IRE, 1958, v. МТТ-6, № 4, p. 393-398.

Hendry A. British Journ. of Appl. iPhys. 1958, v. 9, № 11, p. 458-460.

Рабннович-Визель A. A. Смесители СВЧ на полупроводниковых диодах (обзор). В сб. Полупроводниковые приборы и их применение . Изд-во Советское радио , 1960, выи. 6, стр. 3-28.

Ким Ц. С, С п а р к с Дж. Е. Преобразователи на туннельном диоде. Зарубежная радиоэлектроника , 1962, № 7. Ч а кран Дж., Тененгольц Р. Достижения в области смесителей СВЧ. Зарубежная радиоэлектроника , 1962, № 4. Галаванов В. В., Зияханов У., Наследов Д. Н. Радиотехника и электроника , 1964, т. VIII, выи. 8. Sans а lone Р., Spenser Е. 1RE Trans., 1961, v. МТТ-9, № 3, р. 272.

Смит Я., В е й н X. Ферриты. Изд-во иностранной литера-тvDы 1962.

Corns tock R. L. Proc. IEEE, 11963, v. 51, № 12, p. 1758-1769. Heeger A J, Pincus P. iPhys. Rev. Lett., 1963, № 10, p. 53. Алфеев B. H., Ekhmob B. Д. Доклад на II Межвузовской конференции РСФСР но радиофизике и снектросконии, 5.2.1965 г. Савицкий Е. М., Терехова О. Ф., Наумкин О. П. Успехи физических наук , 1963, т. LXX1X, вып. 2, стр. 263. Алфеев В. Н., Лебедь Б. М. и др. Ферритовые устройства СВЧ без внешних магнитов, авторское свидетельство но заявке № 464851 от 30.5.1957.

Алфеев В. Н., Соболев А.И. Циркулятор с ферроксдюром, авторское свидетельство но заявке № 467250 от 28.1.1958.

ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ, ОХЛАЖДАЕМЫХ ДО ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО АЗОТА

О.хлажденпе до температур жидкого азота позволяет создать большое число высококачественных радиоустройств и многофункциональных систем, хотя при таком сравнительно небольшом уровне охлаждения многие возможности использования свойств твердого тела еще не могут быть полностью реализованы.

Из охлаждаемых до температуры жидкого азота радиоэлектронных блоков наиболее близки к широкому применению входные блоки приемных устройств СВЧ, которым и посвящена данная глава.

Жидкий азот является сейчас одним из наиболее распространенных хладоагентов, известным для многих радиоинженеров. Азот N2 (атомный вес 14,008) состоит из двух стабильных изотопоз с массовыми числами 14 и 15, содержащихся в отношении 10 000:38. Основными преимуществами жидкого азота являются легкость его получения (путем разделения жидкого воздуха) и полная безопасность при работе с ним, так как азот не ядовит, не взрывоопасен и химически неактивен. В жид-

13. 14.

19. 20.

32. 33. 34.

ком воздухе содержится около 78% азота, в то время как другие газы, кроме кислорода, представляющие интерес для криогенной техники, присутствуют в небольших количествах. Нормальная температура кипения жидкого азота 77,39° К ![9]. Переход из жидкого состояния в твердое происходит при Т ниже 63,15° К. Плотность жидкого азота при температурах вблизи 77° К составляет около 0,8 г-см-, а диэлектрическая проницаемость порядка 1,44 (в твердой фазе более 1,51). Скрытая теплота парообразования, определяющая потери на испарение жидкости в зависимости от величины теплопритока, составляет для азота 47,8 кал/г.

Существующие методы конструирования охлаждаемой радиоаппаратуры можно условно разделить на следующие группы:

- с охлаждением одного из элементов радиоустройств, например параметрического диода, детектора и т. д. (так называемое охлаждение в точке);

- с охлаждением одного небольшого по объему устройства, например квантового парамагнитного усилителя;

- с охлаждением многофункционального блока paj диоаппаратуры, например всей входной части приемной системы СВЧ.

С точки зрения создания перспективной радиоаппаратуры Применение последних методов представляется более целесообразным, так как при этом решается несколько проблем. Например, создание специального охлажденного радиоблока позволяет получить недостижимую раньше чувствительность не только входного усилителя, но и всей приемной системы СВЧ при увеличении ее избирательности и ширины полосы пропускания, увеличить надежность, а также обеспечить термостабильность работы устройств, размещенных в криостате. Охлаждение дает возможность уменьшить габариты устройств и резонаторов, шире применять различные приборы на твердом теле, линии передачи и элементы с повышенным затуханием при комнатной температуре и т. д.

Успешное применение охлаждаемой радиоаппаратуры в различных условиях эксплуатации возможно лишь в том случае, когда криогенная установка и охлаждаемый СВЧ блок будут обеспечивать нормальное функцио-

нирование при любых положениях относительно поверхности земли, а габариты и потребляемая ими мощность будут невелики.

Это выдвигает ряд новых требований к конструкции указанных устройств, выполнить которые обычными методами конструирования практически невозможно [П. Необходимо найти такие конструктивные- формы, при которых холодопотери через изоляцию криостата н через тепловые мосты (волноводы, органы управления, элементы питания и т. д.), соединяющие внутреннюю поверхность криостата с атмосферой, были бы минимальными.

Действительно, холодопроизводительность криогенной установки должна покрывать все холодопотери криостата (теплопритоки к охлаждаемому радиоблоку) и холодопотери на элементах самой установки.

Теплопритоки к охлаждаемой камере равны

QKaM = Q. + Q. + Q,-f Q.-f

ккал

(7.1)

где Ql - теплопритоки через тепловые мосты (волноводы, опоры, тракты настройки); Q2 - теплопритоки через излучение охлаждаемой камеры;

Qs - теплопритоки через крышку криостата, в которой размещены входные и выходные линии, органы настройки и выводы источников питания;

Qa - тепло, выделяемое активными и пассивными устройствами охлаждаемого блока (полупроводниковыми приборал1и, поглощающими элементами и т. д.); Qs - теплопритоки за счет остаточных газов в вакуумной полости криостата. Расчет Qii может быть произведен по формуле

ккал

(7.2)

где Я - коэффициент теплопроводности материала мостов, ккал/м час град;