W波段寬帶直接檢波接收前端研究.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及遙感、安檢、制導(dǎo)等領(lǐng)域?qū)邮涨岸艘蟮奶岣撸琖波段接收前端的研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。接收前端分為超外差式和直接檢波式兩種接收體制。而具有結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、功耗更低以及集成度更高的直接檢波式結(jié)構(gòu)是未來(lái)接收前端的發(fā)展方向。所以本文詳細(xì)研究了W波段直接檢波式接收前端。
　　由于低噪放所采用的MMIC單片端口為共面線結(jié)構(gòu)，因此設(shè)計(jì)出了W波段波導(dǎo)到共面波導(dǎo)過(guò)渡。同時(shí)為了測(cè)試和使用的便捷性，在過(guò)渡基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了波導(dǎo)拐彎結(jié)

2、構(gòu)；為了獲得更好的匹配，將共面線的接地部分延伸進(jìn)了波導(dǎo)內(nèi)部。為了驗(yàn)證其性能，設(shè)計(jì)了背靠背過(guò)渡結(jié)構(gòu)，且出于低噪放設(shè)計(jì)的考慮，在過(guò)渡之間加入5.8mm長(zhǎng)空氣腔和共面?zhèn)鬏斁€。針對(duì)標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀（標(biāo)網(wǎng)）的反射會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果的情況，本文對(duì)其進(jìn)行了誤差分析，并提出了一種更合適的測(cè)試方法：反射系數(shù)的測(cè)量需要將匹配負(fù)載接到待測(cè)器件(DUT)的輸出端；將衰減器插入到DUT與標(biāo)網(wǎng)的檢波器之間來(lái)測(cè)量插入損耗。測(cè)試表明，在W波段全頻段內(nèi)，背靠背過(guò)渡結(jié)構(gòu)反射系

3、數(shù)低于-15.65dB，插損不大于1.53dB；單個(gè)過(guò)渡插損約為0.21dB。
　　同樣地，考慮到單片端口為共面線結(jié)構(gòu)，低噪放采用共面?zhèn)鬏斁€。并分別使用兩根金絲連接單片與傳輸線的導(dǎo)帶和地，有效降低損耗，實(shí)現(xiàn)了W波段全頻帶范圍內(nèi)可調(diào)制低噪放的設(shè)計(jì)。測(cè)試得到，低噪放增益介于13-25dB之間，均值約為20dB；調(diào)制電路上升沿和下降沿時(shí)間約為200ns。在有限的測(cè)試條件下，測(cè)得其噪聲系數(shù)在94-95GHz范圍內(nèi)，介于4.1dB與6.1d

4、B之間。
　　由于二極管 SPICE模型法設(shè)計(jì)的不準(zhǔn)確性，建立檢波二極管簡(jiǎn)化物理模型，提取參數(shù)，設(shè)計(jì)出W波段寬帶檢波器。采用共面線輸入，利于與低噪放的模塊化；使用尺寸更小的匹配和低通濾波器結(jié)構(gòu)，減小損耗，提高電壓靈敏度。測(cè)試表明：75-110GHz范圍內(nèi)，電壓靈敏度大于1mV/μW；75-101.5GHz范圍內(nèi)，電壓靈敏度大于2mV/μW。視頻帶寬約為100 Hz時(shí)，切線靈敏度在全頻帶范圍內(nèi)低于-58dBm。
　　最終將本文