毫米波检波器国内外发展研究现状
时间:2017-05-07 15:15 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 在早期二极管曾作为主流元器件应用于检波器的设计当中，国内外都对基于二极管的检波有过多次报道，随着工艺的进步，人们逐渐对基于场效应管的检波器产生了兴趣并对此展开了研究，也作过相关报道。综合看来，在低端频率，基于场效应管的检波器同基于二极管的检波器的性能不相上下，甚至在某些指标方面还略胜一筹。但是在高端频率，例如Ka，V或者W波段，还是二极管占主流地位。8317 微带schottky势垒二极管检波电路[5](如图1-2所示)可工作在6GHz到12GHz，外加直流偏置50µA时输入反射系数为0.44(即-7.131dB)，在整个带宽内，驻波系数为2.8。 图1-2 微带schottky势垒二极管检波电路 Menial最早提出鳍线检波电路形式[6](如图1-3所示)。在实验中，采用芯片二极管，由于在毫米波段，芯片二极管的引线产生高阻抗，所以该检波电路只有在短路调谐的情况下才能实现高的检波灵敏度。Menial和Schmidt共同提出一种使用商用零偏置肖特基二极管实现宽频带，高灵敏度的检波电路。二极管焊接在单面鳍线的槽缝中。这种电路形式可在18GHz-170GHz频带范围内都能实现检波，在AEG-Telefunken和Mullard公司早有成形商品。 图1-3 鳍线检波电路 zhirunHu，Van Tuyenvo和Ali.Rezazadeh等人提出一种高TSS(正切灵敏度)的以砷化镓为衬底的平面势垒二极管[7]，用于微波、毫米波功率检测。这种PDB (planar doped barrier)检波器，与同类检波器的性能比较如表1-2所示： 表1-2 PDB检波器与其他检波器的性能比较 Diodes At 10GHz At 35GHz TSS(dBm) βv(mV/μW) TSS(dBm) βv(mV/μW) KCL(27μm2)PDB diode -52.6 17.4 -54.7 28.6 HSCH-3486 -48.1 2.1 PDBGB322 -53 6.5 -49 2.6 从比较表可知，在10GHz时，PDB diode检波器的电压灵敏度是其它两类检波器的3倍，在35GHz时，PDB diode检波器的电压灵敏度是PDBGB322检波器的10倍，它的TSS也比PDBGB322检波器高5.7dBm。 Roberte，Neidert和Steven C等人提出一种平面InP肖特基二极管用于毫米波检波器[8]。这种管子是在半绝缘的InP介质基片上注入兆电子伏特的离子形成的，它可用于设计高灵敏度、超宽带的检波器。试验表明，用这种管子可设计频率高达150GHz的检波器，并且从0Hz到150GHz频带范围内驻波小于2.2，在3mm频段，中心频率为94GHz时，零偏置的该检波器其电压灵敏度为400mV/mW,在1MHz视频带宽下切线灵敏度TSS为-56dBm。 I.Mehdi，J.R.East和O.I.Haddad提出一种用谐振隧道二极管(RTD’s)设计的毫米波检波器[9]。RTD’s有两种结构形式，一种是在InP介质基片上以InGaAs为衬底，通过沉淀欧姆接触、离子蚀刻法、热沉淀法形成；另一种则是直径为4µm的蜂窝结构形式。通过试验，这种管子可用于10GHz~l00GHz频率范围信号的检波，在Ka波段，其开路电压灵敏度为1750mV/mw，高于一般的商用固态检波器。但其检波性能受偏置影响较大，并且在Ka波段，1MHz视频带宽下其切线灵敏度为-32dBm，动态范围为25dB，较其他固态检波器同样性能都要好。 F.C.DE Ronde提出的壁电流检波器[10]，其结构形式为两端口无反射波导检波器，带内插损0.05dB，零相移，电压灵敏度为10mV/mW，用于X波段宽带检波，一般接在扫频振荡器后，其输出平坦度高达士0.15dB。 C.C.Chang，D.L.Lynch和M.n.Sohigian等人提出一种砷化镓零偏置集成毫米波检波电路[11]。这种检波电路把Ta2N电阻和一个Si3N4多层电容集成在一块500×440μm2尺寸的砷化稼芯片上构成，在26.5GHz~40GHz带宽内测得的检波特性为：电压灵敏度r≥0.3mV/μw，在100KHz视频带宽下切线灵敏度TSS≤-47dbm，其回波损耗≥12dB，检波平坦度为土ldB。 (责任编辑：qin) |