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ADS2011宽带检波器的设计仿真+文献综述(3)
桂林电子科技大学的景洪等人研制了一种基于微带混合电路技术的高速、宽动态范围检波器。仿真设计了带宽为5.6~13.8GHz的宽带带通滤波器和3GHz的宽阻带低通滤波器作为检波器的输入输出电路,检波管采用了MSS20-141-B10D肖特基低势垒二极管,该检波器可以对6~12GHz频段内、功率为-8~16dBm脉冲调制信号进行检波,灵敏度动态范围约25dB,响应时间小于3~4ns。该检波器结构简单,检波波形完整稳定,失真较小,具有一定的实用价值。该检波器的设计是以易于加工和结构稳定性为主,若选择高介电常数和低损耗
材料
,则检波器还可以在小型化,高灵敏度方面有所提高。
电子科技大学863强辐射重点实验室的董俊等人研究和设计了一种W波段的检波器。该检波器中心频率为94GHz,带宽为4GHz,检波器输入端口为WR10标准矩形波导,输出为SMA接头,通过脊鳍线渐变的方式实现波导到微带的过度。设计出的检波器为负向检波,当输入功率为-20dBm时,在中心频率处测得的电压灵敏度大于320mV/mW,当输入功率为15dBm时,输出电压大于1100mV。该设计使用三文电磁仿真软件HFSS以及高频电路仿真软件ADS设计W波段微带检波器,其结构简单易加工,具有一定的实用价值。
电子科技大学和中国电子科技集团公司第十研究所的方勇等研制了一种Ka波段宽带、大动态平方律检波器。设计该检波器时,选用了Avago tech公司的HSCH9161肖特基零偏置二极管,工作频率高达110GHz。通过理论分析和模拟仿真得到,当射频阻抗等于二极管动态电阻的14%时,检波器的平方律动态范围最大;实测数据表明检波器在26.5~40GHz宽带范围内、300KHz视频带宽下的平方律动态范围可以达到29~32dB,达到了较宽的频率带宽和平方律工作动态,验证了理论分析的正确性。
电子科技大学的刘侨等也设计了一种Ka波段微带检波器。该检波器为混合集成检波器,中心频率为35GHz,带宽为±2.5GHz。输入端口为标准矩形波导,通过探针到微带的过渡,采用高频电磁场仿真软件和微波电路CAD软件完成该检波器的设计。检波管选用了VDI公司生产的P1SD2.0d53N零偏置梁式引线检波二极管。整个电路制作在Duriod5880 软基片上,其电压灵敏度的值都在420mV 以上,也比较平坦。其驻波比基本在1.5 以下。
宽带微波检波器中最重要的两个部件是检波二极管和输出滤波器。检波二极管起频谱变换的作用,将输入的微波调制信号转换为输出低频信号,利用低势垒肖特基二极管检波时无需外加偏置电压,其灵敏度也非常好,并且频率响应快、动态范围大、宽频带、
机械
性能好,因为得到了广泛的应用。对于输出滤波器,目前有多种设计和改进的方法:
用SIR型开路枝节实现低通滤波器小型化和宽阻带。在各种微波系统中,如射频终端、多通道MIMO系统等,迫切需要具有低损耗、宽阻带、结构紧凑等特性的低通滤波器来抑制谐波信号。选择合适的谐振器是平面滤波器设计的关键。为了实现小型化,可选择阶梯阻抗谐振器(SIR)和SIR谐振器的变形结构,开环谐振器,双模谐振器,以及缺陷地结构等等。大多数谐振器需要增加结束来增加阻带带宽,其提高频率选择性,但是,增加谐振器的阶数也相应增大了谐振器的体积和插损。SIR开路枝节的谐振器是二阶开环谐振器的变形结构,相比二阶开环基本结构,在阻带带宽和频率选择性等方更具优势。
利用常见的高低阻抗低通滤波器的设计。常见的高低阻抗低通滤波器的综合设计较为成熟,易于实现,它根据截止频率和带外抑制要求,选择函数形式和滤波器阶数,综合可得等效LC低通原型电路的集总元件的参数值,根据低阻线等效并联电容和高阻线等效串联电感的公式,集总元件可以用分布参数传输线段(高低阻抗线)进行近似代替,构成半集总参数低通滤波器。
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