33、高温混合器件与电路：原理、性能及应用探索

高温混合器件与电路：原理、性能及应用探索

1. 振荡器性能的关键因素

在电子设备中，可靠的振荡器性能至关重要。要实现这一目标，至少需要满足以下三个关键标准：
- 低噪声器件的选择 ：选择低 $\omega^{-1}$ 噪声的器件是关键。由于相位噪声随频率的衰减特性，大部分相位噪声能量集中在载波附近。因此，低噪声器件能够有效减少相位噪声对信号的干扰。
- 高 Q 谐振器的使用 ：高 Q 谐振器同样不可或缺。根据公式，噪声频谱与 Q 值的平方成反比。高 Q 谐振器可以降低噪声，提高振荡器的稳定性和精度。
- 环境因素的控制 ：必须采取措施确保晶体管和谐振器的特性不受工作环境的影响。不过，基于高温超导（HTS）的振荡器具有固有的温度稳定性，因为它们通常在热控环境中工作。但需要特别注意的是，要减轻机械冷却器振动对其的影响。

在介电谐振器中，振动灵敏度与外壳内表面的最大电场强度成正比。当振荡器以固定频率振动时，会观察到与加速度大小成正比的频率偏移，且频率变化还与力的方向有关。微音效应在低温振荡器性能中的影响和控制，是未来研究的一个重要领域。

2. 混合超导体/半导体接收器前端

2.1 低噪声放大器与冷却技术

低噪声参量放大器（paramps）在地面站和卫星转发器的 L 波段到 Ku 波段得到了广泛应用。自 20 世纪 70 年代 GaAs MESFET 引入以及后来的 HEMT 发展以来，冷却技术被用于提高放大器性能，使其逐渐接近参量放大器的水平。

为了降低热噪声并实现更高频率的操