[發明專利]一種波導寬帶檢波器

在審

• 申請號: 201611027593.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106771659A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 趙愛英;范國清;張文興;李鴿
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 肖峰

技術領域

本發明涉及毫米波波導檢波技術領域，具體涉及一種波導寬帶檢波器。

背景技術

檢波器是微波、毫米波技術中常規部件之一，可以完成微波毫米波信號檢測、自動增益控制、功率探測等功能，被廣泛應用于信號源、矢量網絡分析儀、微波瞬時接收機、微波遙感探頭等整機系統中，具有非常重要的作用。由于毫米波頻段信號功率較小，對檢波器的靈敏度、駐波比、工作帶寬、動態范圍等性能指標提出了更高的要求，各項應用迫切需要在毫米波頻段提供一種寬帶的、具有良好頻率響應的高效率寬帶檢波器。

傳統的波導檢波電路采用探針耦合電路完成波導到微帶的轉換，頻段很難達到全波導帶寬，一般用于窄帶檢波，同時毫米波頻段頻率很高，微帶片介質損耗隨頻率升高而增大，并且微帶線結構的輸入阻抗匹配和二極管安裝都比較困難，采用該方法很難實現全波導頻段高靈敏度和良好頻率響應的檢波器。

毫米波頻段多采用波導結構進行信號傳輸和接收，而波導結構很難直接進行檢波電路的設計，相比較而言采用平面電路比較容易實現，因此毫米波檢波器的關鍵之處在于需要實現波導到平面傳輸線的良好轉換，同時由于頻率較高，制作檢波電路的基片材料在高頻的損耗也是必須要考慮的重要問題，最后要實現檢波二極管的良好匹配，才能獲得較好的檢波性能。

現有技術主要是通過微帶E面耦合探針完成波導到平面電路的變換，通過射頻探針將射頻信號從波導傳輸轉換到微帶線上，經阻抗變換后輸入檢波二極管進行檢波，檢波完成后通過濾波器進行輸出，考慮到微帶探針懸置在波導腔中，沒有任何的支撐，所以一般采用硬質基片。波導-微帶探針轉換的寬帶特性較差，難以實現全波導帶寬良好匹配，同時在毫米波頻段微帶線輻射損耗增大，色散效應明顯，電路穩定性變差，同時微帶電路不利于實現電路的混合集成，不利于檢波二極管的安裝和輸入匹配的實現，檢波靈敏度和頻率響應較差。

現有的技術結構如圖1所示，輸入信號1從標準矩形波導輸入，經過放置在波導內部的微帶探針2將毫米波信號耦合到微帶線上進行傳輸，傳輸后的毫米波信號經過阻抗變換，完成對檢波第一二極管3的匹配，輸出信號5經濾波器4濾波后輸出。

波導到微帶的探針變換是影響波導檢波器帶寬的重要因素，全波導頻段的回波損耗很難做的很好，以3mm為例，其優化后的仿真結果如圖2所示，從圖中可以看出，回波損耗優于15dB,全波導帶寬特性不是很理想，同時波導探針需要插入到波導中，無支撐部分，所以采用硬質基片，在上下兩個腔體的安裝固定中對于加工精度和裝配工藝的要求很高，否則非常容易壓裂或壓碎基片，造成檢波電路失效。

檢波二極管安裝在微帶線上，二極管的管腳和微帶線的尺寸很難一致，裝配使用的導電膠或焊錫在毫米波頻段都容易帶來額外的寄生參數，從而造成寬帶匹配困難，惡化檢波器的頻率響應；同時微帶線在毫米波頻段色散效應增加明顯，損耗較大，會造成毫米波信號的功率損耗，降低檢波器的檢波效率。

因此現有技術的缺點是：(1)采用硬質基片波導探針耦合技術，帶寬不夠寬，全波導帶寬檢波性能比較差；(2)寬帶匹配和電路裝配比較困難，頻率響應比較差；(3)微帶線在毫米波頻段損耗較大，檢波器靈敏度比較低。

發明內容

本發明的目的是針對上述不足，提出了一種工作頻帶寬、頻率響應好、檢波效率高的波導寬帶檢波器。

本發明具體采用如下技術方案：

一種波導寬帶檢波器，包括波導和設置于波導內的檢波電路，所述檢波電路包括鰭線寬帶變換電路，鰭線寬帶變換電路中設有鰭線，鰭線的末端設有二極管，二極管的前端通過金屬鰭與波導的邊緣接觸形成直流接地回路，到二極管的距離為檢波輸入信號的四分之一波長處設有信號反射電路。

優選地，所述檢波電路設置于介質基片上，介質基片為軟介質基片。

優選地，所述波導為矩形波導，包括相對接的上半部和下半部，波導的中心軸線處設有波導腔。

優選地，所述鰭線寬帶變換電路設置于波導腔的中部。

優選地，所述檢波電路還包括二極管安裝電路，二極管安裝于二極管安裝電路中。

優選地，所述波導上設有波導端口，檢波輸入信號經波導端口輸入后，經多節阻抗變換線或漸變線形式的鰭線寬帶變換電路完成波導到鰭線的變換。

優選地，所述信號反射電路將二極管反射的信號重新反射到二極管中，提高檢波效率。

優選地，所述二級管的輸出端設有電容，電容上壓焊有檢波輸出端，檢波輸出端設有低通濾波器，檢波輸出信號經過低通濾波器濾波后輸出。

優選地，所述檢波輸入信號的頻段是26.5GHz～110GHz。