Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Варисторные преобразователи частоты .... 7 1.2. Параметрические усилители и преобразователи миллиметрового диапазона длин
волн 13
1.3. Постановка задачи 21
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ И, С И ЙС
систем 23
2.1. Некоторые вопроснІ^ЩІ^ІорииЙ , t и
систем ':.:'. ..-.-4 23
62.2. Анализ at - систем 38
2.3. Анализ - систем 41
2.4. Анализ многочастотных систем ...... 54
2.4.1. Анализ трехчастотного варакторного преобразователя частоты вниз и усилителя с
НЧ накачкой 55
2.4.2.Трехчастотный параметрический преобразова
тель частоты вниз 58
2.4.3.Параметрический усилитель с НЧ накачкой . . 66
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ МАЛО-
ШУМЯВДХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В КОРОТКОЙ
ЧАСТИ САН1ИМЕТР0В0Г0 И МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПА
ЗОНОВ ВОЛН 75
ВВЕДЕНИЕ ?5
3.1. Методика определения основных параметров
-систем . 76
3 2. Методика определения параметров и анализ СТР*
эквивалентной схемы трехчастотного варактор
ного L - преобразователя вниз ' 82
3.3. Методика определения основных параметров параметри
ческого усилителя с НЧ накачкой 93
ВЫВОДЫ ЮІ
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОШУМЯВДХ ВА-
РАКТОРНЫХ И ВАРИСТОРНЫХ ПОНИЖАЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕ
ЛЕЙ ЧАСТОТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РАДИОМЕТРАХ МИЛЛИМЕТ
РОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН ЮЗ
ВВЕДЕНИЕ .103
4.1. Исследование варакторного понижающего преобразова
теля частоты вниз в диапазоне 20 ГГц 104
4.2. Исследование параметрического усилителя с НЧ на
качкой в диапазоне 10 ГГц 112
4.3. Экспериментальное исследование И-системы
в диапазоне 37,5 ГГц 115
4.4. Радиометр 8-мм диапазона длин волн с параметри
ческим преобразователем на входе 122
ВЫВОДЫ 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 139
ЛИТЕРАТУРА 144
Введение к работе
Актуальность исследования» Миллиметровый участок спектра длин волн имеет важное значение для различных сфер науки и техники. От более длинноволновых этот диапазон отличается большей информативностью, возможностями шниатюризацйи многих ОВЧ элементов и антенно-фидерных устройств.
В радиометрии важность миллиметрового диапазона определена тем, что здесь находятс^-характерные вращательные спектры кислорода, озона, водяного пара, а также присутствуют области с относительно небольшим затуханием в атмосфере - окна прозрачности. Все это позволяет использовать его в метеорологии, изучении природных ресурсов Земли, радиоастрономии, космической связи, радиолокации и т.д. (і-З].
Развитие этих областей науки, их быстрое совершенствование прежде всего связано со степенью развития методов генерации и приема излучения шллиметровых волн. Создание надежных высокочувствительных приемных систем в миллиметровом диапазоне волн сопряжено с рядом сложностей. Здесь наиболее широкое распространение получили супергетеродинные радиометрические приемные устройства. Основными входными элементами, которые определяют шумовую темпе -ратуру такого радиометра, служат преобразователи и параметрические усилители. В коротковолновой части миллиметрового .диапазона использование параметрических усилителей ограничено из-за отсутствия высокочастотных полупроводниковых генераторов накачки, а варисторные преобразователи частоты имеют низкие коэффициенты передачи.
Поэтому, целью работы является:
I. Теоретическое и экспериментальное исследование возможное- тей создания высокочувствительных приемных устройств с частотой накачки (гетеродина) близкой к.частоте сигнала на основе параметрических варисторннх и варакторных систем, использующих в качестве нелинейных элементов переменные активное сопротивление й емкость реальных полупроводниковых структур;
2. Теоретическое исследование параметрических систем с часто тами накачки близкими к частотам входного сигнала, таких как: системы с активным сопротивлением (R - системы), системы с переменной емкостью ( С - системы), . - системы с переменным активным нелинейным сопротивлением и емкостью ( RC- системы).
Экспериментальное исследование R , С и КС- систем, включая параметрические трехчастотные преобразователи и усилители с частотами.накачки, близкими к частотам входного сигнала.
Экспериментальное исследование супергетеродинного радиометра шллиметрового диапазона волн с малошумящай параметрической - системой на входе. Научная новизна работы определяется следующими впервые проведенными исследованиями:
Проведено теоретическое исследование параметрической трех-частотной С -системы с преобразованием частоты вниз, работающей как в двухполосном, так и в однополосном режимах. Изложены вопросы расчета и оптимизации такой системы по максимальному коэффициенту передачи.
Проведено теоретическое исследование трехчастотного параметрического усилителя с низкочастотной накачкой.
В диапазоне 37,5 ГГц проведено экспериментальное исследование преобразователя, в котором наряду с модуляцией активного сопротивления происходит модуляция емкостной составляющей нелиней- ного элемента.
В диапазоне 20 ГГц выполнено экспериментальное исследование трехчастотного варакторного преобразователя.
В диапазоне 10 ГГц проведено экспериментальное исследование параметрического увилителя с низкочастотной накачкой.
В диапазоне 37,5 ГГц создана экспериментальная радиометрическая система с параметрическим -преобразователем на входе, флуктуационная чувствительность которой близка к флуктуационной чувствительности радиометров с параметрическими усилителями на входе.
Диссертационная работа состоит из четырех глав.
В первой главе дается анализ состояния варисторных преобразователей частоты и варакторных преобразователей и усилителей. На основе аналитического обзора литературы ставится задача исследования.
Вторая глава работы посвящена вопросам общей теории варакторных и варисторных трехчастотных параметрических систем.
В третьей главе рассматривается методика расчета и определения параметров параметрических преобразователей и усилителя с низкочастотной накачкой.
В четвертой главе представлены результаты экспериментального исследования малошумящих варакторных и варисторных параметрических понижающих преобразователей и усилителя с низкочастотной накачкой. Здесь же приводятся результаты эксперишнтального исследования высокочувствительного радиометра 8-мм диапазона.
Материалы диссертации опубликованы в десяти работах 5-76] , [78] , 3-89] .
