检波二极管工作原理

检波二极管工作原理微波辐射计是测量物体电磁辐射的高灵敏度接收机。特点：无主动辐射、全天时、全天候工作应用：大气探测、植被情况探测、军事侦察、武器制导物体的微波辐射是一种宽带噪声，其功率由亮温表征。大多数微波辐射计输出电压与输入亮温成线性关系。标定线：测量之前必须确定此线性关系，该过程称为辐射计的定标。通过测量两个亮温已知的源的输出电压，就可确定输出电压与输入亮温的关系曲线。例如：选频放大器最主要的器件是检波二极管背景介绍i为二极管输出电流，v为输入电压，Is=10^-16~10^-15A为二极管饱和电流，a=q/nkT，q=1.38*10^-23J/K为电子电荷量，n为理想因子，肖特基二极管n=1.2，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度。展开成级数的形式可得，在功率检测中，二极管被认为是由正弦波激励，即av=Acos(ωt)，则直流分量Id可由式（2.3）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与输入电压的平方（A2）即功率成线性关系。而使检波器产生这种平方律响应的输入功率范围称为平方律区。𝟏+𝒙𝒏=𝟏+𝒏𝒙𝟏!+𝒏𝒏−𝟏𝒙𝟐𝟐!+⋯𝑰𝒅=𝑰𝑺(𝟏𝟐𝑨𝟐𝟐!+𝟑𝟖𝑨𝟒𝟒!+⋯)𝐢=𝑰𝒔(𝒆𝒂𝒗−𝟏)实验步骤原理图设计选择二极管滤波电路参数确定匹配网络设计ADS仿真结果分析实验电路图零偏置二极管HSMS-285B二极管仿真参数二极管仿真参数二极管封装模型在输入功率一定情况下R3从1k~100k，灵敏度𝜹=𝚫𝑽𝒐𝚫𝑷𝒊逐渐变大，当R3100k时，灵敏度几乎不变。确定滤波电路参数滤波特性检验二极管输入输出特性输入功率较小时，二极管处于平方率区，输出电压随输入功率的变化𝑰𝑶∝𝑽𝒊𝟐∝𝑷匹配前输入阻抗2G时，Zin=17.782-j254.219阻抗匹配通过微带线实现阻抗匹配匹配前归一化阻抗Zin=0.3556-j5.0844匹配后归一化阻抗Zin=1.04082+j*0阻抗匹配后反射系数𝜞=𝑺（𝟏,𝟏）2G时达到最小-49.021dB匹配后实测输入阻抗2G时，Zin=50.354+j0.023Ω匹配后输入阻抗微带线匹配封装后二极管滤波电路激励源y=3.5841640240x+0.0024241460R²=0.9999936711y=66.3450140292x+0.2885104551R²=0.99962410630.00E+005.00E+001.00E+011.50E+012.00E+012.50E+010.00E+001.00E-012.00E-013.00E-014.00E-01输出电压/mV输入功率/uW匹配前，匹配后Vo-Pi关系匹配前匹配后线性(匹配前)线性(匹配后)匹配前𝑽𝑶−𝑷的关系匹配前y=3.5841640240x+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:3.58mv/uw相关系数：0.999994匹配后𝑽𝑶−𝑷的关系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匹配后电压灵敏度:66.345mv/uw相关系数：0.9996实验结果指标内容指标值仿真结果频率范围（GHz）2GHz2GHz线性相关系数≥0.9990.9996输入动态范围（dBm）-44~-35-44~-35电压灵敏度≥20mV/uW66.345mV/uW输入反射系数（S11）≤-20dB-49.021dB总结ADS的使用工程的认识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，四台电脑排排坐的情景还历历在目，蒋奶奶和桓神不断研究电路，看二极管参数、转圆图，熬到深夜，终于攻克技术难题。四个人在一起学习讨论的日子还是很欢乐的，从上午坐到下午，笑点集体拉低。·未来的路还很长，我们且歌且行~~~~~~~~~~~~~~~~