检波二极管工作原理

1、检波二极管工作原理检波二极管工作原理微波辐射计微波辐射计是是测量物体电磁辐测量物体电磁辐射的高灵敏度射的高灵敏度接收机接收机。特点：特点：无无主动辐射、全天时、主动辐射、全天时、全天候全天候工作工作应用：应用：大气探测大气探测、植被情况探、植被情况探测、军事侦察、武器测、军事侦察、武器制导制导物体物体的微波辐射是一种宽带噪的微波辐射是一种宽带噪声，其功率由亮温表征。大多声，其功率由亮温表征。大多数微波辐射计输出电压与输入数微波辐射计输出电压与输入亮温成线性关系亮温成线性关系。标标定线定线：测量测量之前必须确定此之前必须确定此线性关系，该过程称为辐射计线性关系，该过程称为辐射计的定标。通过测量两

2、个亮温已的定标。通过测量两个亮温已知的源的输出电压，就可确定知的源的输出电压，就可确定输出电压与输入亮温的关系输出电压与输入亮温的关系曲曲线线。例如：选频放大器例如：选频放大器 最主要的器件是检波二极管最主要的器件是检波二极管背景介绍背景介绍i为二极管输出电流，为二极管输出电流，v为输入电压，为输入电压，Is=10-1610-15A为为二极管饱和电流，二极管饱和电流，a=q/nkT，q=1.38*10-23J/K为为电子电荷量，电子电荷量，n为理想因子为理想因子，肖特基二极管肖特基二极管n=1.2，k为波尔兹曼常数，为波尔兹曼常数，T为绝对温度。展开成级数的形式可得为绝对温度。展开成级数的形式

3、可得，在在功率检测中，二极管被认为是由正弦波激励，即功率检测中，二极管被认为是由正弦波激励，即av=Acos(t)，则直流分量，则直流分量Id可由式（可由式（2.3）表示）表示。 对于小信号，四次以上项可以忽略，滤除交流分量后，则检波器的输出电流对于小信号，四次以上项可以忽略，滤除交流分量后，则检波器的输出电流与输入电压的平方（与输入电压的平方（A2）即功率成线性关系。而使检波器产生）即功率成线性关系。而使检波器产生这种平方这种平方律响律响应的输入功率范围称为平方律区。应的输入功率范围称为平方律区。实验步骤实验步骤原理图设原理图设计计选择二极选择二极管管滤波电路滤波电路参数确定参数确定匹配网络

4、匹配网络设计设计ADS仿真仿真结果分析结果分析实验电路图实验电路图零偏置二极管零偏置二极管HSMS-285B二极管仿真参数二极管仿真参数二极管仿真参数二极管仿真参数二极管二极管封装封装模型模型确定滤波电路参数确定滤波电路参数滤波特性检验滤波特性检验二极管输入输出特性二极管输入输出特性匹配前输入阻抗匹配前输入阻抗2G时时，Zin=17.782-j254.219阻抗匹配阻抗匹配通过微带线实现阻抗匹配通过微带线实现阻抗匹配匹配匹配前前归一化阻抗归一化阻抗Zin=0.3556-j5.0844匹配后归一化阻抗匹配后归一化阻抗Zin=1.04082+j*0阻抗匹配后反射系数阻抗匹配后反射系数2G时达到最时

5、达到最小小-49.021dB匹配后实测输入阻抗匹配后实测输入阻抗2G时，时，Zin=50.354+j0.023 匹配后输入阻抗匹配后输入阻抗微带线匹配微带线匹配封装后二极管封装后二极管滤波电路滤波电路激励源激励源y = 3.5841640240 x + 0.0024241460R2 = 0.9999936711y = 66.3450140292 x + 0.2885104551 R2 = 0.9996241063 0.00E+005.00E+001.00E+011.50E+012.00E+012.50E+010.00E+001.00E-012.00E-013.00E-014.00E-01输出电

6、压输出电压/ mV输入功率输入功率/ uW匹配前，匹配后匹配前，匹配后 Vo - Pi 关系关系匹配前匹配后线性 (匹配前)线性 (匹配后)匹配前匹配前 匹配前匹配前y = 3.5841640240 x + 0.0024241460R2 = 0.99999367110.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+001.20E+000.00E+005.00E-021.00E-011.50E-012.00E-012.50E-013.00E-013.50E-01VoutRealData_mv电压灵敏度电压灵敏度: 3.58mv/uw 相关系数：相关系数：

7、0.999994匹配后匹配后y = 66.3450140292x + 0.2885104551R2 = 0.99962410630.00E+005.00E+001.00E+011.50E+012.00E+012.50E+010.00E+005.00E-021.00E-011.50E-012.00E-012.50E-013.00E-013.50E-01VoutRealData_mv匹配后匹配后电压灵敏度电压灵敏度: 66.345mv/uw 相关系数：相关系数：0.9996实验结果实验结果指标内容指标内容指标值指标值仿真结果仿真结果频率范围（频率范围（GHz）2GHz2GHz线性相关系数线性相关系

8、数0.9990.9996输入动态范围（输入动态范围（dBm）-44 -35-44 -35电压灵敏度电压灵敏度20 mV/uW66.345mV/uW 输入反射系数（输入反射系数（S11）-20dB-49.021dB总结总结ADS的使用的使用工程的认识工程的认识总结总结 终于完成了这一次的大作业，本来看似无法完成的任务，经过终于完成了这一次的大作业，本来看似无法完成的任务，经过我们四个人的努力，最终达到了实验目标。我们四个人的努力，最终达到了实验目标。一次次地找老师询问、商量，一次次仿真、讨论，四台电脑一次次地找老师询问、商量，一次次仿真、讨论，四台电脑排排排排坐的情景还历历在目，蒋奶奶和桓神不断研究电路，坐的情景还历历在目，蒋奶奶和桓神不断研究电路，看二极管看二极管参参数、转圆图，熬到深夜