[发明专利]一种2-18GHz的平方律检波器

说明书

本发明公开了一种2‑18GHz的平方律检波器，包括输入匹配网络、检波二极管和低通滤波器，检波二极管一端连接输入匹配网络，另一端连接低通滤波器。肖特基二极管采用Skyworks的P型肖特基低势垒检波二极管SMS7630‑079LF。检波器工作于零偏置状态，工作频率范围为2‑18GHz，通过前级的阻抗网络匹配的后级的低通滤波器，电压灵敏度高于1500 mV/mW，实现了5GHz左右6000 mV/mW的峰值，对应的NEP优于1.49pW/Hz，带宽宽，谐波抑制度高。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种2-18GHz的平方律检波器。

技术背景

利用一个简单的检波电路，肖特基检波二极管可以把微波射频能量转换为直流电压，其分析方法可分为两类：一种是小信号(低输入功率)分析模型——平方律检波的工作方式；另一种是大信号(高输入功率)分析模型——线性检波的工作方式。但在实际工作中，检波二极管既可在小信号模式下工作又可能同时工作在大信号工作模式下。而且随着通信技术的发展和检波二极管应用范围的扩展，对它的要求也越来越高，要求其动态范围越来越大。因此，二极管的检波特性成为研究关注的焦点。

近年来，R.G.Hanison等人利用Ritz-Galerkin算法求出了二极管检波器的非平方律特性的闭式表达式，对微波二极管检波器的检波特性进行了分析。但是为了简化推导过程忽略了高频波纹的存在，而工作频率对检波器特性的影响是包含在高频波纹中的，因此没能从理论上证明高频波纹和工作频率对检波特性的影响。

中国专利201611027593.6 公开了《一种波导宽带检波器》，该波导宽带检波器包括波导和设置于波导内的检波电路，检波电路包括鳍线宽带变换电路，鳍线宽带变换电路中设有鳍线，鳍线的末端设有二极管，二极管的前端通过金属鳍与波导的边缘接触形成直流接地回路，到二极管的距离为检波输入信号的四分之一波长处设有信号反射电路。虽然该发明具有工作频带宽，频率响应好，检波效率较高，然而该技术在宽带范围内电压灵敏度不够高，谐波抑制度不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2-18GHz的平方律检波器，解决了宽频带检波器在宽带内电压灵敏度不够高，谐波抑制度不够高的缺点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种2-18GHz的平方律检波器，包括输入匹配网络、检波二极管和低通滤波器，检波二极管一端连接输入匹配网络，另一端连接低通滤波器。

所述输入匹配网络作为检波器的前端，采用阶梯阻抗变换的结构和开路短路的短截线，如图3所示，尺寸参数为：

输入匹配网络各节宽度：w1=2.02mm，w2=1.54mm，w3=0.57mm，w4=0.15mm，

输入匹配网络各节长度：L1=1.90mm，L2=1.23mm，L3=1.40mm，L4=0.89mm，L5=0.96mm。

所述检波二极管使用Skyworks的P型肖特基低阻隔探测器二极管，型号为SMS7630-079LF，其串联电阻R_S=20Ω，结电容C_j=0.14pF，焊接在输入匹配网络的间隙和低通滤波器之间。

所述低通滤波器采用高低阻抗形式的扇形枝节微带滤波器，作为检波器的后级，如图4所示，尺寸参数为：

低通滤波器的四个扇形角度：w0=70°，

低通滤波器各节长度：L6=4.78mm，L7=1.75mm，

低通滤波器的宽度：w5=0.32mm。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：