Главная >  Радитехнология низких температур 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ]

в случае, если имеется сжатый воздух, компрессор не требуется, тем более что газ, поступающий в установку, не требует строгой очистки.

Отметим, что при необходимости охлаждаемый до температуры жидкого азота СВЧ блок может применяться в качестве второго каскада после квантового усилителя с небольшой регенерацией. В этом случае криостат блока может служить для предварительного охлаждения гелиевого криостата КУ. Для использования охлажденных блоков в качестве в.ходных усилителей все устройства, кроме ПУ, снимаются и выход ПУ выводится наружу из криостата.

В заключение приведем некоторые данные о разработке криогенных установок за рубежом (таблица, стр. 363).

ЛИТЕРАТУРА

1. г ерш С. Я. Глубокое о.хлаждение. FocaHejpronsAaT, 1959.

2. Ку тател адзе С. С, Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. Госэнергоиздат, 1959.

3. Физика низких температур . Пер, с англ., под ред. Шальннко-ва А. И. Изд-во иностранной литературы, 1959.

4. Гуденаф Д. Вопросы ИК техники, ч. II, 1961.

5. У а й т Г. К. Экспериментальная техника в физ1нке низких температур. Изд-во иностранной литературы, 19G1.

6. Gilford W. and Мс. Magon И. .Advances in cryogenic engineering, 1961, vol. 5.

7. G i f f о r d W. and H о f f m a n T. Advances in cryogenic engineering, 1961, vol. 6.

8. Hrycak Cryogenics, 1963, Marcli, vol. 3, № 1.

9. С к о T t P. Б. Техника пизкп.ч температур. Изд-во иностранной литературы, 1962.

10. Alien М., Liegev Р., Salzberg В. Ргос IEEE 1963 V. Э1, № 5.

11. Вопросы глубокого холода . Под ред. Малкова -.М. П. Изд-во иностранной литературы, 1961.

12. Алфеев В. Н. Сверхвысокочувствительные селективные радиоприемные системы, авторское сви.детельство по заявке № 815074/26-9, 5.2.1963.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Первые охлаждаемые радиоэлектронные устройства-квантовые усилители и детекторы ИК излучений появились совсем недавно. Прошло всего несколько лет, а радиотехника низких температур развилась настолько, что трудно назвать какую-либо радиотехническую иля электронную функцию, которую нельзя было бы осуществить за счет глубокого охлаждения твердого тела. При этом можно выделить два основных пути: путь создания криогенных электронных элементов и устройств, выполняющих одну функцию, и путь создания комплексных криогенных электронных систем, выполняющих несколько функций. В настоящее время применяются большей частью однофункциональные устройства. Однако второй путь является не только более новым, но и более перспективным. Поэтому основное внимание в данной книге и уделено охлаждаемым многофункциональным приемным системам. Такие системы позволяют решить комплексную проблему достижения предельно возможной чувствительности и избирательности малогабаритной аппаратуры при широкополосном радиоприеме в диапазоне СВЧ.

Приведенные в книге результаты обобщенного анализа существующих приемных систем, малошумящих входных устройств и элементов показывают, что их параметры приблизились к рубежу, принципиально достижимому в обычном интервале температур. Комплексное глубокое охлаждение позволяет преодолеть этот рубеж.

Предложенный критерий предельно возможной чувствительности и избирательности приемной системы дает возможность предъявлять обоснованные требования как к приемным системам, так и к автеннам, и стимулирует их непрерывное совершенствование.

Разработанные вопросы теории и методы расчета охлаждаемых приемных систем и их основных элементов (миогорезонаторных избирательных параметрических, квантовых и туннельных усилителей, преобразователей частоты, пассивных миогорезонаторных, ферритовых и нолупроводниковых устройств) позволяют производить теоретический анализ и инженерный расчет.



Предложенные и теоретически обоснованные автором новые принципы создапня СВЧ трактов широкополосных приемных систем и их многофункциональных узлов на основе свойств твердого тела при низких температурах позволяют достигнуть предельно возможные чувствительность и избирательность при высокой стабильности работы п малых размерах, а также приступить к широкому применению охлаждаемых систем в технике радиоприема.

Приведенные результаты экспериментальных исследований при низких температурах различных элементов, устройств и приемных систем дают возможность не только выявить их свойства, но и выдвинуть научно обоснованные требования к соответствующим криогенным электронным элементам и создать новые практические конструкции с недостижимыми прежде параметрами.

Охлаждаемые приемные системы могут иметь предельно возможную чувствительность даже при подключении к одной приемной антенне передатчика или нескольких приемников. При этом система вместе с элементами криогенной установки может быть выполнена в виде многофункционального герметичного охлаждаемого электронного блока.

Основная идея книги - это комплексное использование свойств охлажденного твердого тела для создания многофункциональных, прежде всего приемных систем. Тем не менее имеющийся в ней материал и, прежде всего, результаты исследования полупроводниковых диодов, транзисторов, ферритов, резонаторов могут быть полезны и при создании однофункциональных устройств для различных областей науки и техники.

Особый интерес представляют результаты исследования свойств электронных элементов на основе материалов, которые не могут быть использованы при комнатных температурах.

Наконец, необходимо отметить, что в настоящее время решение обширного круга проблем радиотехники низких температур и реализация уже известных явлений, возникающих при низких температурах, по существу находятся в начальной стадии. Можно надеяться, что появление этой книги послужит толчком для расширения и углубления фронта работ по использованию в радпо-электропике свойств охлажденного твердого тела.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ............ 5

Введение............. 8

Глава 1. Свойства твердого тела при низких температурах 17

1. Некоторые сведения нз зонной теории .... 17

2. Теплоемкость и теплопроводность твердых тел . . 21

3. Металлические проводники ....... 29

4. Диэлектрики и полупроводники....... 35

5. Магнитные свойства при низких температурах . 46 Литература . ,........... 57

Глава 2. Охлаждаемые полупроводниковые приборы . 59

1. Р-п переход при низких температурах .... 59

2. Полупроводниковые дподы прн низких температурах 71

3. Охлаждаемые параметрические диоды из арсенида галлия ............. 95

4. Транзисторы при низких температурах . . . 104 Литература............. цу

Г лава 3. Охлаждаемые малошумящие усилители СВЧ с активным элементом на основе твердого тела . 120

1. Основные параметры малошумящих усилителей . . 120

2. Охлаждаемые параметрические усилители на полупроводниковых диодах......... 135

3. Резонаторные квантовые усилители..... 164

4. Охлаждаемые ферритовые усилители СВЧ . . 173

Литература.............. 184

Г лава 4. Охлаждаемые приемные системы СВЧ .... 187

1. Предельная чувствительность приемных систем с мало-шумящими усилителями......... 187

2. Шумы входных устройств, предшествующих усилителю. Охлаждаемые СВЧ фильтры...... 195

3. Вопросы одновременной работы на одну антенну . 207



4 Л\е1о,1,ы уменьшения шумов последующих каскадов 224

Литература............... 233

Г лава 5. Многорезонаторные малошумящие усилители-преселекторы ............. 234

1. Многорезонаторные усилители с частотно-независимым отрицательным сопротивлением...... 234

2. Многорезонаторные квантовые усилители . . . 253

3. Многорезонаторные параметрические усилители . 268 Литература............. 284

Г лава 6. Охлаждаемые СВЧ ферритовые устройства и смесители ............. 285

1. Основные свойства ферритов СВЧ при низких температурах ............ 285

2. Охлаждаемые ферритовые устройства .... 294

3. Создание охлаждаемых устройств с магнитожесткими ферритами........... 305

4. Охлаждаемые смесители СВЧ...... 312

5. К вопросу о смесителях для охлаждаемых ПУ-преоб-разоватслей........... 333

Литература.............. 341

Глава 7. Вопросы конструирования радиоэлектронных блоков,

охлаждаемых до температуры жидкого азота .... 343

Литература.............. 364

Зак.иочение........................ 365

ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ АЛФЕЕВ

Радиотехника низких температур

Редактор Н. А. Кочеткова Техн. редактор Г. 3. Шалимова

Художественный редактор В. Т. Сидоренко Обложка худолчника Д. 3. Фишкина

Сдано в набор 27. I. 66 г. Подписано в печать б.УП. 66 г.

Формат 81х1087з2 Объем 19,32 Уч.-изд 19.032

Г-34697 Зак. 2175 Тираж 8 300 Цена I р. 27 к.

Бумага типографская К: 1

MocKoiu-K.ui ишогрлфия № 10 Гланполпграфпрома Комитет по печати при Совете Министров СССР. Шлюзовая наб., 10.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ]