Конструкции волноводных детекторов

Конструкции волноводных детекторов на ДБШ повторяют в основных чертах конструкции детекторов на других активных элементах. Резонансная система формируется, как правило, на основе коаксиальной, волноводной или полосковой линии передачи. Одно из главных требований к любой конструкции детектора - обеспечение надёжного отвода тепла от диода. В полосковых конструкциях это достигается прямой пайкой ДБШ к теплоотводу. В остальных случаях для крепления диода обычно применяют тщательно обработанный цанговый зажим из мягкой меди (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Цанговый зажим для крепления Диода с барьером Шоттки

Эскиз варианта коаксиальной конструкции детектора на ДБШ трехсантиметрового диапазона на фиксированную частоту приведён на рисунке 2.6, а.

Рисунок 2.6 - Варианты конструктивного исполнения детектора

Диод 1 помещён в разрыв центрального проводника линии передачи на расстоянии l₁ < λ/8 от торцевой стенки, что обеспечивает желательное сопротивление нагрузки по второй гармонике. Обычно используется первый обертон резонатора. Поэтому полная длина резонатора l ≈ λ/2. Ёмкостный штырь 2 обеспечивает подстройку частоты в пределах единиц процентов. Связь с нагрузкой осуществляется поворотной петлёй связи 3. Развязывающий фильтр 4, необходимый для устранения короткого замыкания по цепи питания, представляет собой блокировочный конденсатор, выполненный в виде слюдяной или тефлоновой прокладки между фланцами. Условие нераспространения высших типов волн ограничивает диаметр внешнего проводника коаксиальной линии передачи величиной λ/π. Поэтому на миллиметровых волнах коаксиальная конструкция практически не используется.

Для механической перестройки частоты в больших пределах (порядка октавы) правая (на рисунке 2.6, а) торцевая стенка заменяется подвижным короткозамыкателем, аналогичным элементу 5 на эскизе волноводной конструкции синхронного детектора (рисунок 2.6, б). Петля связи 3 в этом случае обычно переносится в плоскость размещения диода.

Волноводные конструкции детекторов применяются как на сантиметровых, так и на миллиметровых волнах, причём в последнем случае они являются предпочтительными. На миллиметровых волнах, в отличие от сантиметровых, длина резонатора l обычно ближе к λ/4, а не к λ/2, что обусловлено изменением трансформирующих свойств корпуса. Для перестройки детектора чаще всего используется бесконтактный плунжер 5 (рисунок 2.6, 6), заканчивающийся шайбой 6 из поглощающего материала. Фильтр низких частот (ФНЧ) 4 в цепи питания реализуется в виде набора коаксиальных отрезков длиной λ /4 с разными волновыми сопротивлениями или комбинации отрезков коаксиальных и радиальных линий.

Наилучшие результаты достигаются при использовании в качестве изоляции оксидных плёнок. Для устранения дополнительных паразитных резонансов узла крепления диода ФНЧ нередко снабжают поглощающей шайбой типа шайбы 6 либо выполняют ФНЧ в виде диска, образующего блокировочный конденсатор с широкой стенкой волновода. Подбор оптимальной связи с нагрузкой осуществляется трансформатором сопротивлений типа набора ёмкостных штырей 7, индуктивной диафрагмы или Е-Н-трансформатора. Общим требованием здесь является обеспечение минимального расстояния между согласующим элементом и осью ДБШ, так как в противном случае "плановая" колебательная система может утратить контроль над колебаниями.

Ещё один вариант волноводной конструкции детектора, отличающийся расположением штыря с диодом у боковой стенки волновода, приведён на рисунке 2.6, в. В этом случае согласование с нагрузкой достигается с помощью индуктивной диафрагмы 8.