基于零偏置肖特基二极管的270 GHz高性能波导检波器

根据InP二极管的物理结构, 采用三维高频电磁仿真软件对其精确建模仿真, 获得二极管的物理模型和匹配电路的精确参数, 而后将此模型利用谐波平衡进行仿真设计.最后, 在此基础上采用InP肖特基二极管, 设计制作并测试了国内首款270GHz的零偏置检波器.检波器的最大电压响应度为1600V/W, 在260~280GHz范围内, 电压响应的典型值为1400V/W, 其对应的等效噪声功率典型值为18pW/Hz.实验结果与仿真结果比较吻合, 其结果表明, 设计方法较为精确, 具有设计简单、优化方便等优点.     

毫米波检波器小信号检波特性分析

检波器是毫米波接收系统最常用的部件。对检波器的检波特性进行全面分析和测试验证,是研究接收机性能指标的一个重要前提。通过严格的理论分析和推导,论述一种毫米波检波电路在小信号下产生的振荡现象原因,并提出改进方法。     

基于平面肖特基二极管的W波段检波器

肖特基二极管技术为常温下毫米波信号的检测提供了有效的解决方案。它具有极低的寄生电容和级联电阻,可用于该频段的倍频器、混频器和检波器当中。相比于Galey Cell和热辐射测定器(Bolometer),基于肖特基二极管的直接检波技术具有低噪声、高反应率和常温使用的特点。本文介绍了一种基于波导结构的零偏置肖特基二极管检波器,采用E面探针传输波导基模电磁波,通过阻抗匹配实现微带线到二极管的耦合。测试结果表明,在-30 dBm输入功率下：电压反应率的峰值可达8 900 V/W;在75 GHz~105 GHz的频率范围内,电压反应率在1 000 V/W以上。     

0.34 THz肖特基二极管高速OOK信号直接检波器

为了满足340 GHz高速OOK无线通信的需求,完成了340 GHz零偏置波导检波器的设计、加工和测试。首先,在高频电磁仿真软件HFSS中对准垂直结构二极管（QVD）进行建模仿真,并结合二极管的非线性模型确定二极管的阻抗;随后设计了输入波导-微带转换以及低通滤波器等无源结构,并同时对二极管进行阻抗匹配;最后进行了检波器的加工和测试。测试结果表明该检波器的电压灵敏度在334 GHz时最佳,最大值为2 210 V/W,并且在315 GHz~357 GHz频率范围内的典型值为1 400 V/W,其对应的等效噪声功率典型值为5 pW Hz-0.5。最后,还利用该检波器进行了340 GHz频段的高速OOK信号接收实验,结果表明,该检波器能够近乎无误地检测10 Gbps的OOK信号,并且在OOK信号速率为15 Gbps时,检波器解调得到的误码率为3.1510-7,证明了该检波器的高速信号检测能力能够满足高速OOK无线通信系统的需求。     

肖特基二极管检波器在标量网络分析仪中的应用

本文分析了低势垒肖特基二极管的检波特性和温度特性。介绍了标量网络分析仪的特点,对检波器非线性修正系统进行了描述,同时介绍了温度补偿电路的设计。     

基于零偏置肖特基二极管的毫米波宽带高灵敏度检波器

Two broadband detectors at W-band and D-band are analyzed and designed with low barrier Schottky diodes. The input circuit of the detectors is realized by low and high impedance microstrip lines, and their output circuit is composed of a radio frequency (RF) bandstop filter and a tuning line for optimum reflection phase of the RF signal. S-parameters of the complete circuit are exported to a circuit simulator for voltage sensitivity analysis. For the W band detectors, the highest measured voltage sensitivity is 11800 mV/mW at 100 GHz, and the sensitivity is higher than 2000 mV/mW in 80-104 GHz. Measured tangential sensitivity (TSS) is higher than-38 dBm, and its linearity is superior than 0.99992 at 95 GHz. For the D band detector, the highest measured voltage sensitivity is 1600 mV/mW, and the typical sensitivity is 600 mV/mW in 110-170 GHz. TSS is higher than-29 dBm, and its linearity is superior than 0.99961 at 150 GHz.     

毫米波肖特基势垒混频二极管本征噪声温度测试评价

本文对一些毫米波肖特基势混频二极管本征噪声温度进行了测试和分析。介绍了在常温和致冷下混频二极管本征噪声的测试方法。     

肖特基二极管检波器用于微波功率探头的理论分析与研制

对低势垒肖特基二极管检波器进行了微波特性分析，给出了小信号情况下的检波特性。利用优化方法对检波器内各种寄生及分布参量对频率响应和驻波特性的影响作出了定量分析，并以此研制出了标网检波器。理论分析与实验结果吻合良好。     

毫米波高性能检波器研究

介绍了一款带宽为70~80 G Hz,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W R12标准矩形波导,输出为S M A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-10 dBm时,在70~80 GHz频带内电压灵敏度大于500 mV/mW.     

基于平面肖特基二极管的毫米波固定调节式谐波混频器

基于GaAs肖特基势垒二极管,研制出了两个不同波段的谐波混频器。在场仿真软件中,二极管的非线性结采用lumped端口来模拟,通过场分析方法分析二极管各端口的阻抗。谐波混频电路被分成不同部分来单独优化设计,基于优化设计的各独立电路,建立谐波混频器的整体场仿真模型,通过提取相应的S参数文件分析混频器的变频损耗。150GHz 谐波混频器测得最低变频损耗10.7dB,在135-165GHz变频损耗典型值为12.5dB。180GHz 谐波混频器测得最低变频损耗5.8dB,在165-200GHz变频损耗典型值为13.5dB,在210-240GHz变频损耗典型值为11.5dB。     

Ka 波段微带检波器设计

介绍了一种中心频率为35 GHz,带宽为±2.5 GHz 的混合集成检波器设计方法及测试结果。该检波器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。测试结果表明,该设计方法实现的检波器具有优良的性能。     

一种高集成高空间分辨率220 GHz检波器

本文设计了一种高集成检波器,其包含贴片天线、匹配电路、肖特基二极管和透镜。在中芯国际130nm工艺下将天线、匹配电路、肖特基二极管集成到一个芯片上,检波器的集成度相比于分离式有了明显的提高。为增强片上天线的方向性,进行了带有空气腔的尼龙透镜的设计和优化。透镜上的空气腔不但提供了组装空间而且减小了透镜体积。通过测试,天线在220 GHz辐射增益为22 dB,其中透镜贡献约为20dB。检波器测试得到的响应率可达到130-150V/W,对应的等效噪声功率（NEP）估算为400-460 。     

面向毫米波应用的平面肖特基二极管及其大信号模型

A GaAs-based planar Schottky varactor diode （PSVD） is successfully developed to meet the demand of millimeter-wave harmonic generation. Based on the measured S-parameter, I-V and C-V characteristics, an accurate and reliable extraction method of the millimeter-wave large signal equivalent circuit model of the PSVD is proposed and used to extract the model parameters of two PSVDs with Schottky contact areas of 160 μm2 and 49 μm2, respectively. The simulated S-parameter, I-V and C-V performances of the proposed physics-based model are in good agreement with the measured one over the frequency range from 0.1 to 40 GHz for wide operation bias range from -10 to 0.6 V for these two PSVDs. The proposed equivalent large signal circuit model of this PSVD has been proven to be reliable and can potentially be used to design microwave circuits.     

用于太赫兹成像的CMOS肖特基二极管三维结构

提出了一种简单、科学、有效的高截止频率肖特基势垒二极管设计方法。通过SMIC 180 nm工艺制备的肖特基二极管的截止频率为800 GHz,分析测试结果和仿真数据优化后的肖特基势垒二极管截止频率可以达到1 THz左右。完成了包括天线、匹配电路和肖特基势垒二极管的集成探测器,在220 GHz下其测试响应率可达130 V/W,等效噪声功率估计为400 pw/。完成了陶瓷瓶内不可见液面的成像实验并取得了良好的效果。     

W 波段宽带高灵敏度功率检波器

在对肖特基二极管等效电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W 波段宽带高灵敏度功率检波器。根据GaAs 低势垒肖特基二极管的物理结构,建立了二极管等效电路模型,并通过对W 波段检波器试验模块的研制和测试提取了准确的电路模型参数。最后,针对宽带工作要求,根据二极管等效电路模型,优化了射频阻抗匹配网络,使检波器工作频率能够覆盖78～98 GHz。测试结果表明,当输入功率为-30 dBm 时,82 GHz 处检波灵敏度达到了7000 mV/ mW,78～98 GHz 范围内检波灵敏度高于1500 mV/ mW,实测正切灵敏度优于-36 dBm。实测和仿真结果一致,验证了二极管等效电路模型的准确性。     

W 波段检波器的研究与设计

本文介绍了一种中心频率为94GHz,带宽为4GHz,应用检波二极管制作的微带检波器的设计方法。该检波器输入端口为WRl0标准矩形波导,输出为SMA接头,通过对脊鳍线渐变的方式实现波导到微带的过渡。设计出的检波器为负向检波,当输入功率为-20dBm时,在中心频率处测的电压灵敏度大于320mV/mW。