W波段微带集成检波器的研究

论文摘要

毫米波检波器是毫米波系统中常用的部件,国外目前在毫米波频段已有可供工程实用的产品,而国内仅在微波频段研究较成熟,在毫米波频段研究较少。该频段所用检波器主要依赖国外进口,因此本课题的研究具有重要的工程实用价值。本文具体针对W频段微带集成电路结构的检波器,对检波器的理论、分析方法、模型建立、无源过渡结构、匹配网络和滤波器等进行了研究与设计,在此基础上完成了具体电路制作。在研究方法上,对于W频段微带集成检波器,由于电路结构形式的限制,路仿真几乎不可能,因而主要利用三维全波分析软件的场仿真,综合考虑检波二极管的寄生参量的影响,以及鳍线装配中可能增大插入损耗的因素,使设计具有可行性。管子模型建立的准确与否直接影响仿真结果的可靠性,特别是在毫米波频段。由于频率较高,管子寄生参量的影响显得尤为严重,给电路匹配网络设计带来了非常大的困难。本研究中灵活的应用各种电磁场分析方法,使仿真结果更能直接反映测试结果,以方便工程设计。测试结果表明:电压灵敏度高于500mV/mW的带宽为3GHz,电压灵敏度高于300mV/mW的带宽为8GHz。在W波段内,检波器的电压灵敏度最高可达到744mV/mW。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 毫米波特点及其应用
• 1.2 毫米波检波器国内外发展动态
• 1.3 W波段微带集成检波器的研究目的、意义和目标
• 1.4 本文研究工作
• 第二章 基本理论
• 2.1 毫米波传输线简介
• 2.1.1 微带线
• 2.1.2 鳍线
• 2.2 检波器的基本理论
• 2.2.1 检波器的基本知识
• 2.2.2 检波器主要技术指标
• 2.2.3 检波器的类型
• 第三章 波导到微带过渡
• 3.1 波导到微带过渡的类型
• 3.1.1 波导—脊波导—微带过渡
• 3.1.2 波导—探针—微带过渡
• 3.1.3 波导—鳍线—微带过渡
• 3.2 W波段波导对极鳍线到微带过渡研究
• 3.2.1 过渡在软件中的优化仿真
• 3.2.2 波导微带过渡实验
• 第四章 低通滤波器在软件中的优化仿真
• 4.1 在ADS中对低通滤波器初值的确定
• 4.2 在HFSS中对低通滤波器的优化仿真
• 第五章 W波段检波器在软件中的优化仿真及实验研究
• 5.1 W波段检波器在软件中的优化仿真
• 5.1.1 检波管的选择
• 5.1.2 输入匹配电路在软件中的优化仿真
• 5.2 W波段检波器实验研究
• 5.2.1 微带电路版图
• 5.2.2 测试结果
• 5.2.3 结果分析
• 5.3 课题改进建议
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果