Введение
Глава 1 Сверхпроводниковые туннельные переходы на СВЧ
1.1 Сверхпроводниковые туннельные переходы - детекторы СВЧ
1.1.1 Электрофизические свойства 19
1.1.2 Импеданс на СВЧ и полоса частот 27
1.1.3 Эффективность и шумовая температура смесителя 33
1.2 Принципы построения СИС смесителей
1.2.1 Проблема согласования СИС перехода 41
1.2.2 Цепочки СИС переходов 43
1.2.3 Интегральные настроечные элементы 44
1.2.4 Линии передачи из сверхпроводников 52
1.2.5 Поверхностный импеданс 59
1.2.6 Волноводные и квазиоптические СИС смесители 65
1.2.7 Матричные приемники 73
1.2.8 Масштабное моделирование 77
1.3 Сверхпроводниковые осцилляторы
1.3.1 Эффект Джозефсона 82
1.3.2 Цепочки джозефсоновских переходов 89
1.3.3 Распределенные туннельные переходы 97
1.4 Выводы по Главе 1 105
Глава 2 Оптимизация СИС смесителей в квантовом режиме
2.1 Концепция оптимального включения
2.1.1 Оптимальное число переходов 106
2.1.2 Мощность насыщения 112
2.2 Волноводные СИС смесители
2.2.1 Приемники диапазонов 3, 6 и 8 мм 123
2.2.2 Преобразование с усилением 134
2.3 Выводы и рекомендации по Главе 2 140
Глава 3 Расчет и моделирование сверхпроводниковых микросхем
3.1 Сверхпроводящий микрополосок 142
3.2 Определение параметров экспериментальной схемы 149
3.3 Согласование смесительного элемента и антенны 153
3.4 Потери вблизи щелевой частоты 161
3.5 Аппроксимация ВАХ СИС перехода 165
3.6 СВЧ мощность, поглощенная СИС переходом 167
3.7 Импеданс ФФО 171
3.8 Выводы и рекомендации по Главе 3 178
Глава 4 Квазиоптические смесители на дипольных антеннах
4.1 Широкополосный квазиоптический смеситель 179
4.2 Сверхмалошумящий смеситель на частоту 450 ГГц 184
4.3 Малошумящий смеситель на частоту 1 ТГц 190
4.4 Выводы и рекомендации по Главе 4 203
Глава 5 Исследование джозефсоновских осцилляторов 204
5.1 Совместимость, согласование и изоляция СИС детекторов
5.1.1 Локализация магнитного поля 205
5.1.2 Согласование импедансов 209
5.1.3 Изоляция по постоянному току 212
5.2 Исследование распределенных туннельных переходов 215
5.2.1 Исследование ФФО типа Nb-A10x-Nb 217
5.2.2 Исследование многослойных ФФО 221
5.2.3 Исследование ФФО типа NbN-AlN-NbN 228
5.3 Исследование двухмерных цепочек 234
5.4 Выводы и рекомендации по Главе 5 244
Глава 6 Электронно-управляемые аттенюаторы на СИС переходах
6.1 Физические основы и принцип работы
6.1.1 Управление импедансом квазичастичного тока 264
6.1.2 Полоса частот 249
6.1.3 Диапазон регулирования 249
6.1.4 Уровень насыщения 250
6.1.5 Практические оценки 251
6.2 Экспериментальное исследование
6.2.1 Экспериментальные образцы 253
6.2.2 Результаты и их обсуждение 257
6.3 Выводы и рекомендации по Главе 6 264
Глава 7 Сверхпроводниковые интегральные приемники
7.1 Принцип построения приемной микросхемы 265
7.2 Волноводный приемник диапазона 120-180 ГГц
7.2.1 Принцип работы и конструкция 270
7.2.2 Экспериментальное исследование 274
7.3 Квазиоптические приемники диапазона 400-700 ГГц
7.3.1 Принцип работы и конструкция 279
7.3.2 Смеситель на одиночном СИС переходе 281
7.3.3 Балансный СИС смеситель 299
7.4 Матричный квазиоптический приемник 303
7.4.1 Принцип работы и конструкция 303
7.4.2 Экспериментальное исследование 308
7.5 Лабораторный зондовый приемник 311
7.5.1 Общие подходы 311
7.5.2 Принцип работы и конструкция 312
7.5.3 Экспериментальное исследование 319
7.6 Выводы и рекомендации по Главе 7 327
Глава 8 Гетеродинный спектрометр на основе джозефсоновского осциллятора с фазовой автоподстройкой частоты .
8.1 Принцип работы спектрометра и его конструкция
8.1.1 Общая схема чипа 329
8.1.2 Особенности топологии чипа 332
8.1.3 Баланс мощности ФФО 336
8.1.4 Особенности конструкции ФФО 339
8.1.5 Приемный СИС смеситель и тракт гетеродина 340
8.1.6 Гармонический смеситель 341
8.1.7 Конструкция приемного модуля 342
8.2 Экспериментальное исследование
8.2.1 Тест на постоянном токе 347
8.2.2 Тестирование с Фурье-спектрометром 349
8.2.3 Тестирование в гетеродинном режиме с ФАПЧ 352
8.3 Выводы и рекомендации по Главе 8 368
Заключение.
