毫米波頻段肖特基二極管的建模及其應(yīng)用研究.pdf

1、二極管在毫米波、亞毫米波頻段的倍頻、混頻、檢波等電路中應(yīng)用廣泛。由于二極管的結(jié)構(gòu)尺寸等原因，應(yīng)用電路的性能會(huì)受到二極管寄生參量的影響。因此建立準(zhǔn)確有效的二極管模型對設(shè)計(jì)電路具有重要意義。
　　本文以肖特基二極管模型展開研究，主要工作有以下幾方面:
　　1、以商用肖特基變?nèi)荻O管MA46H146為例，建立了它的等效電路模型和3-D電磁場模型。在HFSS(High Frequency Structure Simulator)中建

2、立二極管模型的線性部分，在ADS中建立二極管模型的非線性部分，并進(jìn)行聯(lián)合仿真，最終得到MA46H146的3-D電磁場模型。仿真結(jié)果表明等效電路模型與3-D電磁場模型在5～40 GHz頻段S21變化趨勢一致，但3-D電磁場模型在低頻段插損較大。
　　2、介紹了在S參數(shù)測試中常見的8項(xiàng)和12項(xiàng)誤差模型，深入分析了利用校準(zhǔn)方法提取誤差模型參數(shù)的過程。采用TRL(Through、Reflect、Line)校準(zhǔn)的方法設(shè)計(jì)三類校準(zhǔn)件，并在5～

3、40 GHz頻段對串聯(lián)單管二極管進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明實(shí)測二極管的S21與3-D電磁場模型吻合度高，證明了肖特基二極管的3-D電磁場模型的準(zhǔn)確性。
　　3、使用肖特基變?nèi)荻O管MA46H146的3-D電磁場模型設(shè)計(jì)Q頻帶串聯(lián)單管二倍頻器。通過在HFSS中建立倍頻器整體無源結(jié)構(gòu)，并與管芯非線性結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合仿真，最終得到整體結(jié)構(gòu)的倍頻器模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，倍頻器的輸出與仿真結(jié)果變化一致性高，且在驅(qū)動(dòng)功率為12.5dBm時(shí)，倍頻器輸出功