硅调谐变容二极管的特性

<正> 变容二极管是指它的端电容按一定的方式随反向偏压而变化的一种半导体二极管。调谐变容二极管的电容—电压特性适用于调谐电路(如在电调谐器UHF和VHF频段中作调谐用),其特点是串联谐振频率和截止频率远高于使用频率。现以无锡元件四厂生产用于C型电调谐器的2CC32型调谐变容二极管为例,介绍其有关特性。     

一种C波段压控超材料表面

提出了一种C波段透射率可调的压控超材料表面。该超材料表面由加载变容二极管的新型可调超材料单元构成,通过直流偏置电压控制变容二极管的电容值,调节超材料单元的电磁特性。通过仿真并计算超材料单元的散射系数、等效介电常数和等效磁导率,该单元的可调谐振频域为5.2~5.6 GHz。将压控超材料表面与微带天线相结合,超材料表面透射率可改变天线远场辐射方向图,通过其对远场辐射方向图的调节,验证了可调超材料表面的性能。对设计的压控超材料表面加0.5~10 V的直流偏置电压,该超材料表面工作频率为5.4 GHz,其透射率能有效调节20 dB。     

一种基于电耦合的电磁诱导透明超材料

利用两种谐振结构之间的电耦合,设计了一种可以实现电磁诱导透明现象的新颖电磁超材料。该超材料通过将工作于同一谐振点(5.21 GHz)、不同品质因数(Q值)的金属谐振结构组合在一起,利用两者之间的近距离、高耦合实现了"亮模型"对"暗模型"的激励,从而实现了位于5.31 GHz处的诱导透明窗口,透射峰值达到0.85。并且从透射参数、表面电流、电磁场分布等方面分析了其工作机制。这种超材料在实现高性能微波天线罩等方面有着潜在的应用价值。     

基于新型超材料单元的双阻带AFSS设计

设计了一款新型嵌套三角形环超材料单元,　利用NRW 近似法验证了该单元在S、C 波段内的超材料性能。通过对新型超材料单元结构进行排列得到了嵌套三角形环频率选择表面(FSS),　其能够在C 波段内产生单阻带,　谐振频率为4. 16 GHz,　-20 dB 阻带的频率范围为4.13 ~ 4.19 GHz,　并具有最大为70°的入射角稳定性和极化稳定性。在FSS 单元间加载变容二极管构成了具有双阻带特性的有源频率选择表面(AFSS),　改变变容二极管的电容值,　该AFSS 的高频和低频阻带的谐振频率和阻带带宽都发生了变化,达到了电磁特性的动态调节,具有良好的适应性。     

太赫兹多波段的电磁诱导透明设计与分析

设计了一种超材料三维模型,由闭合方环和4个开口谐振方环通过正、反向双开口方环与闭合方环相互耦合来组成,在太赫兹范围内具有多波段电磁诱导透明(EIT)效应。该结构分别实现了在1.21、1.46、1.61、1.98 THz这四波段的电磁诱导透明现象,并且谐振强度均达到0.9左右。通过将结构单元进行拆分并相互对比分析,研究了该超材料结构产生多波段EIT效应的物理机理,并重点分析了开口大小、闭合方环尺寸对EIT强度与带宽的影响。通过对三维立体结构仿真分析可知,所设计的超材料不仅在多个波段获得了较高的折射率灵敏度,还具有高强度、多频点的慢光效应。因此,其在折射率传感与光缓存器件等领域,具有良好的应用前景。     

太赫兹多谐振环偶极子超表面中的类EIT效应

设计了一种在太赫兹波段下的四谐振环偶极子超表面结构,超表面的单元结构由一对反向的非对称开口谐振环(ASRR)及基底介质组成。在其谐振谱中观察到1个典型的类电磁诱导透明(EIT)现象。利用法诺(Fano)谐振模型对这种电磁诱导透明谐振谱进行拟合,良好的拟合结果揭示了不同谐振模式之间的耦合作用。此外,研究发现谐振的电磁特性对金属谐振环的开口间距非常敏感,开口间距的改变带来了谐振的频移和Q值的变化。该多谐振环偶极子超表面不仅为实现EIT效应提供了有效途径,而且有利于开发更多的太赫兹功能器件。     

变容二极管倍频器

在高频电路中,变容管能产生丰富的谐波和具有高的效率,被越来越广泛地用于调频振荡、参量倍频、参量混频、参量放大和电调谐等电路中。本文只讨论变容二极管倍频器。一、变容管倍频原理变容二极管是一种非线性电容元件,它的PN结势垒电容能够灵敏地随反向偏压的改变而变化。当所加反向偏压较低时,变容二极管的等效电容就大。当所加反向偏压较高时,变容管的等效电容就小。其电容     

含正交矩形腔MIM波导电磁感应透明及慢光效应的数值研究

通过在金属-电介质-金属(MIM)波导单侧引入正交的双谐振腔结构,得到了实现等离激元诱导透明效应的结构模型。采用有限元法计算得到了该结构的透射谱曲线。仿真结果显示,波导系统的谐振波长随着正交双谐振腔有效谐振长度(L_eff)的增加而红移,且当正交矩形腔为对称的T形结构时,会出现传输禁带。在此基础上讨论了当正交矩形腔为非对称结构时,在传输禁带处产生类电磁诱导透明峰的物理条件,以及该透射峰的变换规律。类电磁诱导效应可改变光的群速度,从而产生慢光效应。研究结果表明,含正交矩形腔MIM的波导结构可以得到0.086ps的最大光时延,为光路延时以及光数据存储提供了理论参考。     

基于双模谐振器的双通带可调谐滤波器设计

从理论上分析了开路支节加载双频谐振器的谐振模式,通过在谐振器末端加载变容二极管的方式,设计了一款双通带独立可调谐滤波器。通过调节谐振器末端变容二极管电容值大小来改变通带的中心频率,通过调节支节末端的变容二极管来调节通带的带宽。该滤波器的两个通带之间相互独立,调谐其中一个通带对另一个通带几乎没有影响。通过引入源与负载的耦合,使得双通带两侧各产生一个传输零点,提高了滤波器的选择性和带外抑制能力。最终设计出的滤波器第一通带的中心频率在1.08~1.19 GHz之间连续可调,绝对带宽在112~152 MHz之间连续可调;第二通带中心频率在2.07~2.22 GHz 之间连续可调,其绝对带宽在132~189 MHz 之间连续可调。在调谐过程中,通过调节中心开路支节末端变容二极管加载直流电压大小,实现调谐过程两通带带宽基本维持不变。     

变容二极管调谐体效应振荡器的CAD

本文建立了一种新的 Gunn VCO 的电路模型,计算了 Gunn 管和变容二极管之间的径向盘耦合电容。首次利用谐波平衡法对 Gunn VCO 进行了非线性分析,设计并制作了一 Ka 波段混合集成 Gunn VCO,实验结果与 CAD 结果进行了比较,证明了该种电路模型与分析方法的有效性。此外利用该分析程序研究了Gunn 管和变容二极管之间的耦合与调谐带宽的关系。在分析的基础上,利用线性拟合误差函数作为 Gunn VCO 频率调谐线性度的优化目标函数,对 VCO 的频率调谐特性进行了优化,确定了此种电路在最佳线性调谐时 PN 结幂指数γ的值,从而在理论上对满足线性调谐的变容二极管提出了要求。     

升压电源和高压DAC为天线和滤波器提供调谐信号

天线阵列和滤波器常常通过改变钛酸钡锶(BST)电容上的电压来进行调谐。将这种铁电材料应用于电容时,只需施加一个电压,即可导致其晶体结构发生细小的变化,从而改变其介电常数,电容值因而随之改变。相比于传统的变容二极管,电子可调     

超突变结变容管的设计模型

通过建立一种超突变结变容二极管的杂质浓度分布模型,并基于求解一雏泊松方程、雪崩击穿条件方程和电阻计算公式,推导了该模型的C-V特性、VBR、Rs和Q值,设计了用于分析该模型的模拟软件,阐述了模拟软件的运行流程.基于该模型和模拟软件,采用外延-扩散的方法研制了一种硅超突变结变容二极管,采用C-V法测量了外延材料的杂质浓度分布,结果表明材料的浓度分布与模拟结果相符.研制的变容二极管的主要参数:击穿电压VBR为50～55 V;电容变化比(C_4v/C_8v为2.42～2.44;VR=-4 V,f=50 MHz时的品质因素Q为150～180,实测参数与模拟结果吻合得很好.设计模型和模拟软件得到了验证.     

基于类电磁诱导透明的超材料的传感特性研究

理论和实验研究了一种由闭合方环(CSRR)和开口圆环(SRR)组合的具有类电磁诱导透明(EIT-like)效应的超材料谐振器。结果表明,该谐振器在0.64 THz附近的透明峰是由CSRR的电谐振和SRR的磁谐振干涉相消引起的;基底损耗对透射峰强度的影响很大;实验验证了该谐振器透射谱和模拟结果基本一致;类电磁诱导谐振峰对周围固体介质折射率变化具有很高的灵敏度,其值达到188 GHz/RIU,该谐振器还能分辨不同浓度的乙醇溶液。     

作弊防控系统中独立可调双频带通滤波器设计

文章提出了一种独立可调双频带通滤波器.该滤波器主要由一对加载变容二极管的并联耦合短路线、一对加载变容二极管的λ/2开路谐振器和公共输入输出部分组成.变容二极管和并联耦合短路线并联构成一个谐振器,产生第一通带.λ/2开路谐振器加载变容二极管,产生第二通带.通过改变加载在变容二极管上的偏置电压来改变变容二极管的电容值,使谐振器的谐振频率发生偏移,从而调节滤波器工作频率.结果表明,第一通带和第二通带的中心频率变化范围分别为0.2~0.4GHz和1.2~1.42GHz,调节百分比分别为66.5%和15.4%.仿真与测试的结果吻合良好,证明该设计方法是有效的.该滤波器可应用到作弊防控系统中.     

THz超材料的明暗模式耦合效应

随着人工超材料对电磁诱导透明（EIT）现象的成功模拟,超材料明暗模间的耦合机制引起了广泛关注。回顾了近年来在太赫兹（THz）波段基于人工超材料的明暗模耦合效应的相关研究进展,包括平面结构EIT效应,立体结构EIT效应,明暗模垂直耦合电磁诱导吸收（EIA）效应,以及表面波非对称激发。组成超材料的单元结构内部的模式耦合机制对超材料的远场近场响应具有决定性的作用,其不同的耦合机制在光开关、慢光器件、光传感器、片上系统等的设计方面有重大的潜在应用价值。     

基于EIT超材料的太赫兹慢光效应研究进展

太赫兹（Terahertz, THz）波在无线通信、生物医学、无损检测、军用雷达等领域具有潜在的应用前景。研究THz慢光效应对THz通信和检测技术具有非常重要的实际意义。目前已报道的THz慢光效应研究还面临一系列问题。由于具有结构设计灵活和电磁特性可设计的特点,电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）超材料为THz慢光效应提供了崭新的研究平台。介绍了基于EIT超材料的THz慢光效应的基本原理以及近年来的研究进展,并对THz慢光效应的发展趋势进行了分析和展望。     

如何在老化调整后减小TCXO误差

温度偿补晶体振荡器(TCXO)需要定期调整以修正老化漂移。对于内部补偿的振荡器,它是一种在工作温度范围内通过变容管调谐的振荡器,其老化调整是借助于改变振荡环路中电抗元件完成的。但是在老化调整后,继而使原有的频率对变容二极管偏压变化的灵敏度发生改变,因此,变容二极管相当于总负载电抗的差别部分。这种经过老化调整而改变的灵敏度干扰了原来的频率——温度特性,并且引起某一调谐偏离误差。为了充分发挥数字谐偏离误并满足某些新军用规程如SINGARS制定的调谐偏离误差规范要求,需要有一种方法来减小TCXO的调补偿的优点差。实现老化调整的另一种方法,是改变变容二极管的直流偏压。假如振荡器的频率与电压曲线完全是线性的,则电路对变容二极管偏压的灵敏度(PPm′v)就能保持恒定,在频率——温度特性曲线中不会引入附加的误差。对于串联与并联谐振两种振荡器的电压线性度要求,是与使用一个并联谐振晶体的TCXO的误差分析一道讨论的。本文给出了电容和变容二极管调谐的两种振荡器的比较数据。比较数据及误差分析两者表明:变容二极管调谐对于减小TCXO中调谐偏离误差是一种可行的技术。     

数字调谐收音机的生产工艺及调试技术

一、前言数字调谐系统是盒式收录机收音部分的一种新技术。数字调谐是电子调谐系统的一种。电子调谐是电子控制施加于接收机天线回路及振荡回路中变容二极管直流电压进行调谐的,只要改变反向偏压的大小,就能改变回路的谐振频率实现电子调谐,同时由于回路的反向控制电压相同,变容二极管极性相同,当电压变化时,结电容亦相应同步变化,从而达到了同步调谐的目的。发展至今的锁相环频率合成器的数字调谐接收机是在电子调谐系统上逐步发展     

太赫兹磁诱导双透明窗调制方法

利用时域有限差分法对由金属短线和开口谐振环构成的太赫兹超材料的透射谱进行了理论研究。结果表明,该超材料结构可形成电磁诱导的双透明窗,随金属材料厚度或周围相对介电常数的增大,峰值逐渐增大,双透明峰红移;随损耗角正切的增大,峰值也增大,但双透明峰却蓝移。优化超材料参数,双透明峰值均可达到0.95。这种超材料结构在多波段慢光传输、光存储、折射率传感器和双向开关等方面具有潜在的应用前景。     

基于石墨烯超材料的可调谐电磁诱导透明

提出了一种基于石墨烯超材料的可调谐电磁诱导 透明(EIT)结构,该结构是由长条-半圆环形状的石墨烯层和 介质基底组成。通过频域有限差分法研究了该结构的特性,研究结果表明,由于石墨烯条和 石墨烯半圆环之间发生相互 作用,产生较弱的杂化,从而可以观察到EIT透明窗口。更重要的是,通过控制门电压,改 变石墨烯的费米能级,可以 在较宽的频率范围内实现透明窗口的动态调谐。通过调节石墨烯的费米能级,在透射峰附近 群延迟接近0.4ps。同时还研 究了石墨烯条和半圆环间的距离、圆环的半径、方位角等几何参数对EIT效应的影响,这些 因素的改变对EIT 效应产生 了不同的影响。本文设计的超材料结构可应用于调制器和慢光器件等,对光开关、光存储等 新型器件的设计有重要的指导意义。