Электростатика

шумовая температура
 Т
ш
. У 
криоэлектронных усилителей она достигает единиц и долей 
градуса Кельвина (рис. 6.14). Наряду с этим криоэлектронные 
усилители обладают широкой полосой пропускания и высоким 
усилением (обычно от 10 до 10
4
). 

---

248 
Рис. 6.13. Криоэлектронный усилитель с 4 управляемыми 
реактивными параметрами. 
Рис. 6.14. Зависимость шумовой температуры 
Т
ш
, различных 
усилителей СВЧ от частоты: 1 - сверхмалошумящие
электровакуумные (специальные типы ЛБВ)
и полупроводниковые (туннельные и транзисторные)
усилители; 2 - неохлаждаемые параметрические усилители;
3, 4, 5 - криоэлектронные усилители азотного, водородного и 
гелиевого уровней охлаждения; 6 - парамагнитные квантовые 
усилители. 

---

249 
Криоэлектронные резонаторы
теоретически должны 
иметь бесконечно большую добротность из-за отсутствия по-
терь в поверхностном слое сверхпроводящих стенок. Однако 
практически потери существуют вследствие инерционности 
электронов. Наибольшая добротность достигается в дециметро-
вом диапазоне волн. При длине волны 3 см добротность крио-
электронных резонаторов равна примерно 10
7
- 10
9
. Сверхпро-
водящие резонаторы обычно работают при гелиевы
х
темпера-
турах (
Т = 
4,2 К). Повышение стабильности частоты генерато-
ров СВЧ ограничено величиной добротности 
Q
объѐмных резо-
наторов, которая зависит от активных потерь энергии в их про-
водящих стенках. Теоретически предел 
Q
обычных резонаторов 
2 – 8 ∙ 10
3
для основного типа волн в сантиметровом диапазоне. 
Добротность может быть увеличена в 10 - 100 раз охлаждением 
до 15 – 20 K за счѐт уменьшения рассеяния электронов на теп-
ловых колебаниях кристаллической решѐтки металла. 
Резонаторы со сверхпроводящими стенками теоретически 
должны обладать бесконечно большой добротностью из-за от-
сутствия потерь в поверхностном слое сверхпроводника. В дей-
ствительности же потери существуют вследствие инерционно-
сти электронов. С другой стороны, на очень высоких частотах 
(около 10
11
Гц)
,
когда энергия кванта электромагнитного поля 
сравнима с энергией расщепления сверхпроводящих электрон-
ных пар (3,52 
k T
)
, 
потери в сверхпроводящем и нормальном 
состояниях становятся одинаковыми. Поэтому наибольшая 
добротность (порядка 10
11
) достигается в дециметровом диапа-
зоне длин волн. Для 
 = 
3 
см
добротность сверхпроводящих ре-
зонаторов порядка 10
7
- 10
10
.
С помощью сверхпроводящих ре-
зонаторов стабильность частоты обычных клистронов может 
быть улучшена с 5 10
-4
до 10
-9
- 10
-10
, т. е. до уровня стабильно-
сти квантовых стандартов частоты при сохранении всех пре-
имуществ клистронов. Сверхпроводящие резонаторы обычно 
работают при гелиевых температурах (4,2 К). Если в них ис-

---

250 
пользуются сверхпроводники 1-го рода, то их рабочая темпера-
тура поднимается до 10 - 15 К.