Фазовый детектор

 

ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, преимущественно для модулированного излучения, содержащий гетеродин, резонатор с внутренним и внещним стержнями, фотоэлементы, установленные на противоположных концах резонатора и нагрузочные резисторы. отличающийся тем, что, с целью повышения пороговой чувствительности, внутренний стержень резонатора выполнен из двух идентичных частей, разделенных емкостным зазором , а нагрузочные резисторы соединены с каждой частью внутреннего стержня в точках , расположенных на расстооянии четверти длины волны рабочего сигнала от концов резонатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gag Н 01 J 40/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Г Fi Vr с

Ю

Ю

CO с 5 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3460657/18-21 (21) 01.07.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) К. А. Гулгазарян (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (53) 621.383.292 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 248094, кл. Н 01 J 40/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 811366„кл. Н 01 J 40/12, 1981 (прототип).

„„SU„„ 1078500 (54) (57) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, преимущественно для модулированного излучения. содержащий гетеродин, резонатор с внутренним и внешним стержнями, фотоэлементы, установленные на противоположных концах резонатора и нагрузочные резисторы. отличающийся тем, что, с целью повышения пороговой чувствительности, внутренний стержень резонатора выполнен из двух идентичных частей, разделенных емкостным зазором, а нагрузочные резисторы соединены с каждой частью внутреннего стержня в точках, расположенных на расстооянии четверти длины волны рабочего сигнала от концов резонатора.

1078500

Изобретение относится к фотоэлектронике. Прибор предназначен для измерения разности фаз двух световых потоков, модулированных СВЧ колебаниями и может найти применение в высокоточных фазовых светодальномерах с СВЧ модуляцией лазерного излучения.

Известно устройство для измерения разности фаз между двумя модулированными световыми потоками. Оно содержит гетеродин и фотоэлектронный прибор, сочлененный с резонатором, причем фотокатод фотоэлектронного прибора расположен на одном из торцов резонатора. При использовании двух таких приборов, каждый из которых принимает один световой поток, осуществляется измерение разности фаз (11.

Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции и малая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому являе ся устройство для измерения разности фаз двух световых потоков, модулированных СВЧ колебаниями. Устройство содержит резонатор с внутренним и внешним стержнями, фотоэлементы, установленные на противоположных концах резонатора, нагрузочные сопротивления и гетеродин (2).

Известное устройство имеет следующий недостаток. Аноды фотоэлементов с внешп»ч стержнем резонатора соединены диэлектр»кими. Образуются блокировочные конденса top»t, которыми практически обеспечивается короткое замыкание между этими электродами для токов сверхвысоких частот. Однако идеального короткого замыкания нет и поэтому некоторое СВЧ напряжение падает на блокировочных конденсаторах. Последние параллельно включены с нагрузочными сопротивлениями и поэтому на выходах устройства, кроме полезного сигнала, имеется также СВЧ сигнал с частотой гетеродина t . На практике это напряжение доходит до нескольких вольт.

Кроме СВЧ сигнала, на выходы через паразитные каналы путем излучения и др. поступают также сигналы, модулирующие световой поток с частотой f Суммарное напряжение на входе усилителя разностной частоты детектируется (из-за нелинейности входной характеристики транзисторов) и обра ся напряжение разностной частоты (f„—

1,) . Это напряжение паразитное и на практике намного (например, на порядок) превышает полеэный сигнал, который имеет туже частоту. Это снижает пороговую чувствительность устройства.

Цель изобретения — повышение пороговой чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что в

f5

40 фазовом детекторе, преимущественно для модулированного излучения, содержащем ге- 55 теродин, резонатор с внутренним и внешним

ВНИИПИ Заказ 974/46

Филиал ППП «Патент», г стержнями, фотоэлементы, установленные на противоположных концах резонатора, и нагрузочные резисторы, внутренний стержень резонатора выполнен из двух идентичных частей, разделенных емкостным зазором, а нагрузочные резисторы соединены с каждой частью внутреннего стержня в точках, расположенных на расстоянии четверги длины волны рабочего сигнала от концов резонатора.

На чертеже показан предлагаемый детектор.

Прибор содержит два фотоэлемента, состоящие из сеточных анодов 1 и фотокатодов

2, резонатор, состоящий из двух идентичных внутренних стержней 3, разделенных зазором, внешнего стержня 4 и емкостных зазоров фотоэлементов, проходных конденсаторов 5, исключающих излучение энергии из резонатора, линия 6 для ввода энергии гетеродина в резонатор, гетеродин 7 и нагрузочные резисторы 8.

Общая длина резонатора равна n- -, где и = 1,2,3,...; Х вЂ” длина волны в резонаторе.

В первом приближении можно считать, что для токов СВЧ между торцами внутренних стержней имеется короткое замыкание, т. е. один внутренний стержень. На обоих концах резонатор нагружен на емкости (емкость между анодом 1 и фотокатодом 2) . При возбуждении резонатора в емкостных зазорах воозникают СВЧ наряжения.

Прибор работает следующим образом.

Модулированные с частотой f световые потоки Fq u Ра падают на фотокатоды 2 и создают модулированные электронные потоки. Фазы модуляции световых потоков равны и р . В резонатор через линию 6 вводится мощность гетеродица D„. Резонатор возбуждается, в емкостных зазорах (между анодами и фотокатодами) образуются напряжения с частотой f<. Под действием этого напряжения фотоэлектронный поток вторично модулируется. Из-за вторичной модуляции в фототоках каждого фотоэлемента возникает составляющая разностной час/ тоты (f„— f,) . .Фазы этих токов равны и шр.. Фототоки протекают через нагрузочные резисторы 8 и создают на них падение напряжения разностной частоты. Разность фаз между этими напряжениями равна пав Ъ

Нагрузочные сопротивления включаются в.тех точках внутреннего стержня резонатора, где СВЧ напряжение равно нулю. Это имеет место в точках на расстоянии f=P/4 от концов резонатора. Указанные точки легко находятся экспериментально.

Экспериментальные исследования на опытном образце на частоте около 500 МГц показали, что пороговая чувствительность предлагаемого устройства в 5 — 7 раз выше чувствительности прототипа.

Тираж 683 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4