Преобразователь частоты электромагнитного излучения

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫЭЛЕКТ- РОМАГ(ИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, .содержащийдва источника излучения с разностью частот, лежащей в СВЧ диапазоне, и смеситель, содеркаи^ий конфокальную оптическую систему, в области фокуса которой расположены электронная nyw- ка, замедляющая система и коллектор, отличающийся тем, что, с целью повышения эсЬфективности преобразования, смеситель содержит, по крайней мере, две конфокальные оптические системы с оби^ш фокусом.

(еЯО(в 5 9719

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 Р1)g Н 03 D 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2323928/25 (22) 04.02.76 (46) 15.07.91. Бюл. N - 26 (72) В,В. Кулиш и Н.И. Клименко (53) 621.385.6(088.8) (56) Патент CWA Р 3461403, кл.331-107, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Я - 520857, кл. П 03 J 7/00, 19?4. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЭЛУЧГЛИЯ, .содержащий

Изобретение относится к преобразователям частоты инфракрасного (ИК) и субмиллиметрового диапазона в СВЧ, в особенности, к приемникам когерентного излучения.

Преобразование оптического cHI нала по частоте производится путем смещения его с сигналом гетеродина на том или ином нелинейном элементе с последующим выделением разиостной частоты. Преобразователи, использующие нелинейные кристаллы, не имеют ограничений по диапазону оптических длин волн»

Известен преобразователь, содержащий два источника когерентного излучения, разность частот которых лежит в СВЧ диапазоне, нелинейный кристалл, помещенный либо в волновод, либо в резонатор. Иеханизм преобразования в таком приборе параметрический, следовательно, коэффициент преобразова.ния по мощности не может превышать величины, равной отношению разност два источника излучения с разностью частот, лежащей в СВЧ диапазоне, и смеситель, содержащий конфокальную оптическую систему, в области фокуса которой расположены электронная пушка, замедляющая система и коллектор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, смеситель содержит, по крайней мере, две конфокальные оптические системы с общим фокусом.

3 ной частоты к преобразуемой, т.е. заведомо является величиной меньше единицы.

Известен преобразователь частоты электромагнитного излучения, содержа» щий два источника когерентного излучения, с разностью частот лежащей в СВЧ диапазоне, смеситель, содержащий конфокальную оптическую систему, в области фокуса которой расположены электронная пушка, замедляющая система и коллектор. В этом устройстве сиг- в налы от обоих источников когерентного Я » излучения одновременно вводят в конфокальную оптическую (или квазиоптическую) систему.

Недостатком известного устройства в случае, когда оптическая система резонансная, является низкая входная чувствительность. Это обусловлено й. тем, что оба сигнала (от двух источников излучения) вводят в один и тот же резонатор, Так как частоты сигнаЛов отличаются на частоту разностной; .то приемлемое рабочее отношение

599719

Корректор И Самборсяя

Техред Л.Олийнык

Редактор Е. Гиринская

Заказ 3051 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 разностной частоты к частотам сигналов достигается только при сравнительно низких добротностях резонатора. Использование низкоцобротного

5 резонатора существенно снижает потенциально возможную входную чувствительность преобразователя частоты.

1(роме того, для любого типа KQHAoKBJIb ной оптической системы всегда сущест- 10 вует проблема развязки источников излучения.

Цель. изобретения — повьнпение эффективности преобразования.

Это достигается тем, что смеситель содержит, по крайней мере, две конфокальные оптические системы с общим фокусом.

В предлагаемом устройстве добротности оптических резонаторных систем не связаны со скоростью электронного пучка и могут достигать максимальных величин.

С другой стороны, источники практически полностью развязаны. Таким образом, выигрьпп во входной чувствительности по мощности может достигать 10 -10 раз, кроме того, не

4 требуется никаких развязывающих элементов.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Преобразователь содержит конфокальные оптические .(квазиоптические) системы 1 и 2, электронную пушку 3, замедляющую систему 4, коллектор 5 электронов, источники 6 и 7 когерент-, ного излучения. Конфокальные оптичес- кие (квазиоптические) системы 1 и 2 располагаются так, что угол между их оптическими осями и угол между каждой из осей и электронным пучком составляют несколько градусов. Обе системы 1 и ? имеют общий фокус в объеме электронного пучка, пронизывающего замедляющую систему 4. К каждой из систем подключается отдельный источник 6 и 7 когерентного излучения °

В замедляющей системе 4 электронный пучок одновременно находится в поле двух сигналов, создаваемых Источниками 6 и 7 когерентного излучения.

Сигналы смешиваются на электронном пучке, а сигнал разностной частоты усиливается в замедляющей системе

4 за счет ЛБВ эффекта и с ее выхода поступает на приемник СВЧ излучения.

Таким образом, физика работы предлагаемого преобразователя та же, .что и в известном.

В качестве конфокальных оптических (квазиоптических) систем 1 и 2 могут использоваться как открытые конфокаль-. ные резонаторы, так и конфокальные линзовые системы. Максимум чувствительности достигается в случае, если обе системы выполнены в виде конфокальных резонаторов, однако это требует более сложной настройки. Наиболее простая настройка достигается при двух линзовых системах, однако чувствительность при этом минимальная. Комбинация резонаторной и линзовой систем представляет собой промежуточную конструкцию.