Расчет детекторной секции

2.2 Расчет детекторной секции

Расчет детекторной секции заключается в определении оптимальных размеров  и  (рис. 1), которые определяют условия согласования детектора с волноводом.

Рисунок 1. Размещение детектора в волноводе

Первый из этих размеров  характеризует положение детектора относительно закорачивающей стенки, второй  – величину смещения детектора от осевой линии широкой стенки волновода.

Исходными данными для расчета детекторных камер являются внутренние размеры волновода , диаметр детектора  и приведенное значение полного сопротивления кристаллического детектора .

В настоящее время не существует строгих методов расчета, так как они должны базироваться на решении весьма сложной электродинамической задачи.

Метод приближенного расчета основывается на представлении детектора в виде индуктивного металлического стержня, установленного в поперечном сечении волновода. Детекторная секция рассматривается как пассивный четырехполюсник, нагруженный на выходном конце полным сопротивлением детектора (рис. 2).

Рисунок 2. Эквивалентная схема детекторной секции

В этой схеме показаны следующие сопротивления:

 – приведенное значение полного сопротивления кристаллического детектора, определяемое через коэффициент     трансформации  по формуле: ;

 и  – параметры эквивалентной схемы стержня – детектора;

– сопротивление короткозамкнутого отрезка волновода, имеющего длину  и располагающегося за детектором.

По данной методике произведем расчет используемой волноводной детекторной секции, собранной на волноводе размерами мм и кристаллическом арсенидогаллиевом детекторе AА607А, применяемом для детектирования сигнала длине волны 1,67 см (которая соответствуем частоте 18 ГГц).

Диаметр детектора равен d=1,1 мм . Длина закороченного шлейфа l=0,33 мм . Примем для расчета  Ом, Ом.

Определим входное сопротивление короткозамкнутого шлейфа без потерь по формуле:

,

где  - волновое сопротивление волновода, рассчитываемое по формуле:

Ом;

Ом.

Для значений , равных 0.1; 0.2; 0.3 (соответственно равно 0.4; 0.3; и 0.2), по графикам на рис. 3 и 4 и формулам определяем параметры  и .