毫米波高性能检波器研究.pdf

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1、２０１７年１０月舰船电子对抗Oct．２０１７第４０卷第５期SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASUREVol．４０No．５毫米波高性能检波器研究魏娟，刘国华，赵艳秋（中国船舶重工集团公司第七二三研究所，扬州２２５００１）摘要：介绍了一款带宽为７０～８０GHz，选用宽带鳍线射频输入结合高低阻抗线作为输入匹配网络的高性能检波器。该检波器输入端口为WR１２标准矩形波导，输出为SMA接头，采用场分析和路分析结合的方法进行了仿真建模与优化设计。当输入信号功率为－１０dBm时，在７０～８０GHz频带内电压灵敏度大于５００mV／mW。关键词：毫米波检波器；波导微带过渡；阻

2、抗匹配；直接检波式接收系统中图分类号：TN７６３．１文献标识码：B文章编号：CN３２‐１４１３（２０１７）０５‐０１０５‐０４DOI：１０．１６４２６／j．cnki．jcdzdk．２０１７．０５．０２４StudyofHigh‐performanceMillimeter‐waveDetectorWEIJuan，LIUGuo‐hua，ZHAOYan‐qiu（The７２３InstituteofCSIC，Yangzhou２２５００１，China）Abstract：Thispaperintroducesahigh‐performancedetectorwithbandwidth７０～８０G

3、Hz，whichcombinesbroadbandfinlineradiofrequency（RF）inputwithhigh／lowimpedancelineastheinputmatchednetwork．TheinputportofthedetectorisWR１２standardrectangularwaveguide，theout‐putportisanSMAjunction．Thefieldanalysisandcircuitanalysismethodsarecombinedforsimu‐lationmodelingandoptimizationdesign．In

4、frequencybandof７０～８０GHz，thevoltagesensitivityisabove５００mV／mWwhentheinputsignalpoweris－１０dBm．Keywords：millimeter‐wavedetector；waveguide‐to‐microstriptransition；impedancematch；directdetectionreceivingsystem０引言１检波器电路原理与设计检波器是微波、毫米波常规器件之一，是微波毫检波器是利用某些非线性固态器件的特性对输米波信号检测、自动增益控制、功率探测、稳幅应用入的射频信号进行非线性

5、变换，然后提取其中的直中的关键部件，被广泛应用于微波、毫米波测试仪器流或低频信号的器件。设计检波器电路时，需要均中，如功率计、矢量网络分析仪等。在雷达等毫米波衡考虑以下几个性能指标：工作频率、带宽、输入驻系统中，用于直接检波器式毫米波接收机。直接检波、灵敏度。波式接收机具有噪声低、直流功耗小、不需要本振源本文设计的检波器用于直接检测毫米波信号功以及系统构成简单等优点，是未来接收前端的发展率大小，输出直流分量，整个电路主要由波导到微带方向。的过渡、输入阻抗匹配网络和低通滤波器等３个部［１］本文设计的检波器工作频段为７０～８０GHz，采分组成，整个电路制作在Duriod５８８０（厚度

6、为用低势垒肖特基二极管HSCH‐９１６１，截止频率０畅１２７mm）的软基片上。１１０GHz，且无需外置电压，具有灵敏度高、频率响１畅１波导鳍线过渡电路设计应快、噪声系数小等优点。本文设计的检波器，其射频输入端口采用标准波导WR１２，在输入端口和匹配网络之间需要加入收稿日期：２０１７０４０５１０６舰船电子对抗第４０卷一段过渡结构，过渡结构要求传输损耗低、驻波小、抗线滤波器体积偏大的问题。综合本设计对滤波器回波损耗小、频带宽且易加工易安装。目前常用的的要求，采用４节结构的扇形低通滤波器。本文先［２］［３］过渡结构有耦合探针过渡、对脊鳍线过渡、阶梯采用ADS软件确定低通滤波器参数的初值

7、，然后再［４］脊波导过渡等。本文采用的是对脊鳍线过渡结运用HFSS进行验证。图３是在HFSS中建立的构，在HFSS中的建模如图１，通过对渐变鳍线的优扇形低通滤波器模型，图４为最终优化结果。从仿化得到的S参数仿真结果如图２。从仿真结果可以真结果可以看出，在阻带６０～８０GHz频带内，抑制看出，在６０～９０GHz工作频带内，回波损耗都大于度大于２８dB，通带内插入损耗小于０畅０７dB，仿真２０dB，满足本文设计要求。结果满足系统要求。图３低通滤波器仿真模型图１对脊鳍线过渡结构图４低通