限幅二极管的微波特性

本文论述了变容二极管、PIN二极管在微波场中的特性以及它们作为限幅器的工作机理。讨论了限幅电平、微波功率容量与限幅管参数之间的对应关系。给出了可以提供选择的几种变容二极管、PIN二极管和阶跃恢复二极管的限幅特性实验数据。分析了限幅管因为功率过载而失效的微观过程和内在因素,从而提出了用阶跃恢复二极管做高功率限幅器的设计方法,并且给出了其功率容量、隔离度和插入损耗的计算公式。此外,文章还讨论了直流回路在无源限幅器中的特殊意义。通过对二极管中载流子在微波场中运动特征的分析,不但有助于合理地选用限幅二极管参数,同时也为寻求提高限幅器的性能、研制优质限幅二极管打开了更广阔的思路。     

X波段大功率宽频带限幅器

本文论述了一种大功率宽频带X波段无源限幅器的设计方法。文章对载流子在微波场中的运动特征作了详细的分析,着重讨论了限幅二极管的选择方法以及降低接收信号反射损耗的途径,这种分析对研制大功率限幅二极管将是有益的。文章导出了限幅器对小信号的插入损耗、对大信号的功率容量和隔离度的计算公式,并且与实验曲线作了比较。文章还给出了限幅器与滤波器综合设计的等效电路和设计方法。附有一组8至1O.5     

高功率微波对等离子体限幅器加热效应分析

等离子体限幅器利用入射的高功率微波电离气体,产生等离子体;该等离子体反射和吸收微波能量,保护电子设备不受来袭高功率微波损毁.基于射线跟踪理论,研究高功率微波透射功率随等离子体频率和电子碰撞频率的变化规律,分析加热效应对等离子体限幅器件防护性能的影响.对于长脉冲高功率微波,计算结果表明:随着温度升高,等离子体频率增高,使得微波透射功率减小,防护效果得以改善.在低气压限幅器中,考虑电子碰撞频率影响,选用Xe作为电离气体产生等离子体,能使限幅器更有效地发挥效能.     

类 ? 型同频率高功率微波功率合成器的设计

利用基于波导结构的功率合成器来合成高功率微波,是提高窄带高功率微波源输出能力的一个有效方式。本文 设计了一种特殊的类? 型高功率微波合成器,该合成器可以用来合成X 波段同一个频率下的两束高功率微波。文中给出 了该合成器的设计方法及仿真结果,并且将该合成器结构与新型同轴双电子束高功率微波源[1]结合进行了粒子模拟,结果 表明,当加载的二极管电压为674kV,导引磁场为0.8T,内电子束电流为6.6kA,外电子束电流为14.3kA 时,该同轴双 电子束高功率微波源输出的两路微波经功率合成器合成以后输出了频率为9.74GHz,功率高达3.5GW 的微波。     

一种吸收式微波限幅器设计方法

本文介绍了一种基于lange电桥结构的吸收式微波限幅器设计方法。限幅电路采用PIN二极管和lange耦合器结构,可实现小型化和高性能限幅特性。测试结果表明,在S频段限幅器插入损耗小于0.9dB,可承受峰值超过100W的功率,限幅器隔离度大于26dB。该设计方法可显著缩小限幅器产品体积,提高限幅器性能,具有广阔的应用前景。     

一款航空VHF限幅器的设计与测试

为提高航空甚高频(VHF)通信设备的电磁防护能力,提出了一种基于PIN二极管的限幅器。采用先进设计系统(ADS)仿真研究了不同二极管级数对限幅器插入损耗以及限幅性能的影响,设计了一款由PIN对管并联结构、集总参数定向耦合器、整流电路与匹配电路相结合的半有源式限幅器,通过将部分干扰信号转变为直流的方式,为二极管提供偏置电压,降低限幅器的限幅电平。性能测试结果表明,在118～136 MHz的频率范围内,半有源式限幅器的插入损耗小于1 dB,输入输出端口的回波损耗大于20 dB,限幅电平小于7.5 dBm,功率容量大于25 dBm,实现了低插入损耗与高限幅性能。     

小型化高功率微波限幅器研究

电子装备现已被大量应用,在如此复杂的电磁环境下高功率微波可导致接收机灵敏度下降甚至失效。为了满足高功率微波的防护需求,介绍了一种基于PIN 二极管的小型化高功率微波限幅器,体积为34 mm×Φ9 mm。测试结果表明,在0.3~2 GHz 频带内,该限幅器实现了小信号插损小于1 dB,输入输出驻波比小于1.5;可承受脉宽100 μs,占空比0.1%,峰值功率超过1000 W,漏功率小于17 dBm。国内外尚无类似指标限幅器相关报导。该高功率微波限幅器体积小、频带宽、耐功率高,可大大提高接收机可靠性,具有广阔的应用前景。     

砷化镓PIN管单片限幅器

<正>在微波功率发射系统中,为防止高灵敏接收机前置低噪声放大器(LNA)被发射的泄漏功率烧毁,需在前置低噪声放大器前面安置PIN二极管限幅器。通过控制PIN二极管的工作状态,在高功率的微波信号通过限幅器时,被衰减到较低的功率电平,而小功率微波信号则以较小的插损顺利通过。GaAsPIN二极管是实现单片限幅器的首选技术。GaAsPIN二极管在微波频段具有低的导通电阻,小的结电容,高击穿电压,易于集成等特点,因此采用GaAsPIN二极管的单片限幅器具有插损小、体积小、耐功率高等优点,受到广泛重视。南京电子器件研究所技术人员,基于现有的MOCVD材料生长技术和φ76mm砷化镓工艺线,成功开发了一套完整的砷化镓PIN管限幅器单片生产技术,其中包括GaAsPIN管的结构设计,GaAs限幅器的电路设计以及GaAs限幅器的工艺技术。已研制出的产品在各个频段带内具有低插损,承受功率大,泄漏电平低,无需外加偏置等优点。具体性能参数如表1所示。     

基于准垂直结构GaN肖特基二极管的S波段限幅器研究

当今高功率微波技术发展迅速,电子设备所面临的威胁巨大。GaN肖特基二极管具有较小的开启电压和较高的击穿电压,特别适用于大功率整流电路。文章介绍了一种基于准垂直结构GaN肖特基二极管整流的高功率微波限幅器。测试结果表明,该限幅器在2～4 GHz频带内,可承受脉宽10μs、占空比1%、峰值超过1000 W的功率;其小信号插损小于1 dB,输入输出驻波比小于1.5。该限幅器插损小、耐功率高,可广泛应用于接收机中以提升其可靠性。     

宽带大功率限幅器小型化研究

采用微波混合集成电路设计方法,用并联二极管和检波二极管,在很小的腔体内制作了无源微波限幅器。其电参数为:频率范围2~18GHz;承受功率4W(连续波);限幅电平≤30mW(Pin为4W,连续波);插入损耗为2.5dB以下;驻波系数为2.0以下。外形尺寸为13.5mm×6mm×3mm;输入输出端为50?绝缘子。     

基于GaN二极管耦合检波的大功率高线性限幅器研究北大核心CSCD

现阶段接收链路的动态功率范围越来越大,对接收机限幅器的线性度带来挑战。要求限幅器在满足高功率的前提下,开启电平尽量高。GaN肖特基二极管具有较低的开启电压和较高的击穿电压,特别适用于高频大功率整流电路。为了满足限幅器高线性和高功率的需求,文章介绍了一种基于横向结构GaN肖特基二极管耦合整流的高线性限幅器。测试结果表明,在0.03~1 GHz频带内,小信号插入损耗小于1 dB,输入输出驻波比小于1.6;开启电平大于17 dBm,可承受连续波100 W的功率,泄露功率小于23 dBm。该限幅器体积小、耐功率高,可广泛应用于大动态接收机中,保证高线性的前提下提升其可靠性。     

Optimum basewidth of limiter diode for maximum power handling capability

In a microwave multidiode limiter most of the line current flows through the input diode at high power. No design guideline exists in the literature for choosing optimum basewidth of the diode for high power handling capability. This paper gives design procedure for calculation of optimum basewidth for maximum power handling and shows that power handling capability increases with the increase in basewidth till a certain limit and then decreases for any further increase in basewidth.     

一种脉冲功率微波限幅器的设计

在限幅器最大输入功率理论分析基础上,根据PIN限幅二极管产品手册上最大连续波输入功率和给定脉宽下最大脉冲输入功率等条件,求解得到温度时间常数及任意脉宽下最大脉冲输入功率,给出了分析模型及计算公式。研制了实验验证电路,在频率1GHz、脉宽25μs、占空比1%条件下,最大脉冲输入功率43W,与理论分析相符。     

低功耗RFID电源产生电路的优化设计

电子标签是创新消费模式、提升生活质量和工作效率的热门新科技,但是由于功耗和成本的原因阻碍了其广泛应用.介绍了一种电子标签芯片电源产生电路的优化设计,探讨了限幅电路、整流电路、模拟电源电路、数字电源电路和EEPROM高压电路的低功耗设计技术和实现方法,提出了融合并联分流的限幅电路、改进的桥式整流电路、带有低压检测复位功能的模拟电源电路.低功耗电源产生电路已成功应用到无源电子标签芯片的设计中,并在SMIC O.35μmCMOS工艺下流片成功.     

GaAs垂直结构PIN二极管限幅器

基于垂直结构GaAs PIN二极管的工艺技术开发,在GaAs PHEMT生产线上开发研制了GaAs PIN二极管限幅器单片集成电路.针对不同频段的单片电路采用了不同的材料结构参数设计.工艺中采用先进的深挖槽技术,严格控制横向钻蚀问题,制作出了限幅水平40 mW、最大承受功率5 W的多个频段GaAs限幅器单片电路,成品率达到95%以上.GaAs垂直结构PIN二极管工艺对GaAs PIN二极管大功率开关、限幅器等GaAs MMIC的发展具有重大意义.     

ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计

介绍了ISO15693非接触式IC卡射频前端电路,采用了一种巧妙的整流电路,提高了整流效率。同时使用了一种适用于ISO15693非接触式卡片的简单的稳压电路结构,有助于信号的解调,并且使卡片在接收到的信号为10％ASK和100％ASK两种调制模式时都能正常工作。芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生2．2V-3．8V的直流电压,解调电路能够在2．0V-3．8V电压下可靠稳定的工作;在ISO15693规定的最小场强0．15A／M处,整个芯片的电源电压为3．3V,且功耗小于60μW。     

线性限幅器的设计与研究

ADC芯片广泛用于现代无线电系统,已成为大量军事装备中不可或缺的部分。复杂电磁环境可导致接收机灵敏度下降甚至失效。接收机用的ADC 芯片耐受大信号能力有限,急需一种既能保证其正常工作,又不会影响其采样灵敏度的器件,为此开发了一种新的器件,线性限幅器。为满足高线性度的限幅要求,介绍了一种基于PIN二极管的小型化线性限幅器设计方案。用ADS 仿真设计,薄膜混合工艺、一体化陶瓷管壳装配实现,开发出了一系列频率覆盖10 MHz~5 GHz,尺寸仅5 mm×5 mm×2.5 mm 的高线性度限幅器。测试结果表明,P 波段300~500 MHz产品损耗小于0.6 dB,输出P-1 大于11 dBm,输入0 dBm 信号时OIP3 大于35 dBm,输入25 dBm 信号时漏功率低于12 dBm,最大可承受功率5 W。ADC 芯片的可靠性大大提高,具有广阔应用前景。     

Broad-Band TEM Diode Limiting

The bandwidths of two types of limiters operating below diode resonance and one type of limiter operating at diode resonance are calculated. A 2.5-Gc base-band limiter was made providing a low power insertion loss of less than 1 db, a limiting threshold of 10 mw, and a high power isolation of greater than 20 db. A 0.9-to 1.3-Gc matched limiter was made having a VSWR of less than 1.2 for all power levels. The burnout power of these two limiters was calculated to be about 10 watts incident CW power or 1500 watt-microsecond incident pulse energy. Using the diode resonance the calculations indicate that it is possible to make a 5-Gc limiter with 15 per cent bandwidth, less than 1-db low power insertion loss, a limiting level of 10 mw, and greater than 20-db isolation at high power. The bandwidths derived for diode limiting are equally applicable to switching.     

5~6 GHz限幅低噪声放大器的研制

采用GaAs增强型pHEMT工艺,将限幅器和低噪声放大器集成在同一衬底,设计了一款用于5~6 GHz的限幅低噪声放大器。限幅器采用PIN二极管进行设计,低噪声放大器采用并联负反馈、源级电感负反馈以及电流复用结构,减小功耗的同时改善了增益平坦度和稳定性。测试结果表明,在工作频带内,限幅低噪声放大器的增益为27±0.2 dB,噪声系数为1.1~1.3 dB,总功耗为240 mW,耐功率大于46 dBm(2 ms脉宽,30%占空比),芯片尺寸为3.3 mm×1.3 mm。     

一种高功率馈线合成器的设计

讨论了一种应用宽边耦合线技术设计和制造的功率合成器,介绍了其基本应用原理和工作模式。以一种L波段的高功率合成器为例,应用计算机CAD技术进行模拟仿真,并将仿真结果与实测结果进行了对比,结果表明,仿真结果与实测结果相差小于0.3 dB,满足使用要求。讨论了设计方法和实际应用要求之间的关系,并在实际应用中取得了较好的效果。这种功率合成器在高功率合成中,具有插入损耗小、两端口相位和幅值均衡度好、功率容量大、体积小、便于装配和调试的特点,是一种很好的高功率合成方式。