Малошумящие приемники миллиметровых и субмиллиметровых волн

Даётся обзор современного состояния дел в области разработок приёмников коротковолновой части миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн с предельно низким уровнем собственных шумов. Основным типом таких приёмников остаётся супергетеродин со смесителем на входе, причём на частотах до = 1 ТГц доминируют смесители на туннельных контактах сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), шумовая температура которых уже вплотную приблизилась к квантовому пределу, а на более высоких частотах наилучшие результаты получены при использовании в качестве смесителей болометров на горячих электронах, где используется резкая зависимость сопротивления сверхпроводника от температуры вблизи Tc. Приводятся примеры разработок в ИПФ РАН СИС-приёмников, а также охлаждаемых приёмников на диодах с барьером Шоттки, которые, хотя и несколько уступают по шумовой температуре СИС-приёмникам, вполне адекватны для многих приложений. Обсуждаются перспективы развития техники малошумящего приёма на ММВ и субММВ, в частности, разработки интегральных приёмников и многолучевых систем.

A review is given of the current state in research and development of receivers with extremely low-noise level in the short-wave part of mm and submm wave bands. The main type of these receivers remains a superheterodyne with a mixer at the input. The mixers on tunnel contacts superconductor-insulator-superconductor (SIS) dominate up to frequencies = 1 THz with a noise temperature being already very close to the quantum limit. At higher frequencies the best results have been obtained with bolometers on hot electrons as mixers where a sharp dependence of semiconductor resistance on temperature Tc is used. A number of SIS receiver designs at IAP of the Russian Academy of Sciences are given as well as those of cooled receivers on Schottky-barrier diodes which although rank below SIS receivers in noise temperature are quite adequate for many applications. The perspectives of low-noise reception in mm and submm-wave bands are discussed, in particular, integral receivers and multibeam systems.