[發(fā)明專利]基于射頻二極管的6G通信微波功率檢測系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110489491.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113267672B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭巧彤;吳梓境;王志;任青穎;王德波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B17/327
• 分類號(hào): H04B17/327;H04B17/10;H04B17/20;G01R21/133
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 韓紅莉

本發(fā)明公開了基于射頻二極管的6G通信微波功率檢測系統(tǒng)，基片集成波導(dǎo)橫向開設(shè)貫穿的矩形腔，同軸線饋電的微帶貼片天線設(shè)置在矩形腔中，微帶貼片天線通過相當(dāng)于帶通濾波器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電連接基片集成波導(dǎo)，基片集成波導(dǎo)通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電連接射頻二極管和低通濾波器，低通濾波器電連接數(shù)據(jù)處理模塊，射頻二極管對(duì)接收到的6G通信頻段的微波信號(hào)進(jìn)行整流。將射頻二極管輸出信號(hào)送至低通濾波器濾除基頻及高次諧波，并輸出直流分量，該直流分量送至數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過數(shù)據(jù)處理模塊的通用同步/異步串行接收/發(fā)送接口完成串口通信，本發(fā)明系統(tǒng)能檢測6G通信低頻段的微波功率，還有集成度高、成本低和結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于射頻二極管的6G通信微波功率檢測系統(tǒng)，屬于微波功率檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在生活中與6G通信密切相關(guān)的領(lǐng)域都會(huì)在6G通信的研究下有所發(fā)展，微波功率檢測在電平檢測、功率監(jiān)測和增益控制中都起著重要作用。現(xiàn)在市面上能買到的微波功率檢測設(shè)備大多都非常昂貴且多采用分立元器件，體積大、功耗大，不利于攜帶，多用于實(shí)驗(yàn)室測量，且達(dá)到6G通信檢測頻段的檢測系統(tǒng)少之又少，成本很高。大多數(shù)檢測系統(tǒng)使用復(fù)雜的天線設(shè)計(jì)和現(xiàn)成的檢測芯片，目前已有芯片檢測達(dá)不到6G（100GHz-10THz），現(xiàn)有檢測頻率最高的包絡(luò)/峰值檢波器ADL6012能檢測的帶寬范圍是GHz~67GHz，均方根（RMS）響應(yīng)功率檢波器LTC5597能檢測的頻率范圍是100MHz~70GHz。

在微波信號(hào)檢測領(lǐng)域，熱電微波功率傳感器利用Seebeck效應(yīng)檢測微波功率，其靈敏度可達(dá)0.671mV/mW，但其動(dòng)態(tài)測量范圍僅為20dB左右（來源：Suspended thermopilefor microwave power sensors based on bulk MEMS and GaAs MMIC technology.IEEESensors Journal, vol.15, no.4, pp. 2019-2020）；電容式微波功率傳感器是基于對(duì)傳輸線和懸臂梁之間產(chǎn)生的靜電力的傳感，具有X波段在線檢測的優(yōu)點(diǎn)。但動(dòng)態(tài)測量范圍只有20dB，檢測分辨率為100mW，比較差（來源： Bent cantilever radio frequencymicroelectromechanical system power detector with improved linearity up to 1W. IET Microwaves Antennas Propagation, vol.13, no.10, pp.1732-1736）；耦合型微波功率傳感器的動(dòng)態(tài)測量范圍優(yōu)化為32dB，在X波段靈敏度僅為0.124mV/mW（來源：Acascaded terminating-type and capacitive-type power sensor for?10-to 22-dBmapplication. IEEE Electron Device Letters, vol.37, no.4, pp.489-491）。但微波功率傳感器大多集中在X波段（8-12GHz），幾乎不用于6G通信頻段（100GHz-10THz）的檢測。

目前的解決方案中，針對(duì)較低頻段（1.5GHz~5.3GHz）的微波信號(hào)檢測，專利號(hào)：ZL202010464745.9，其中核心的技術(shù)模塊采用的是對(duì)數(shù)檢波芯片AD8318芯片，其輸入帶寬為1M~8GHz，輸入功率范圍為-65~5dBm，檢測芯片AD8318將輸入的微波功率轉(zhuǎn)換成直流電壓，能夠檢測的低頻段的微波信號(hào)，而無法直接用AD檢波芯片完成6G微波功率的檢測；另外，采用平面寬縫天線和和共面波導(dǎo)匹配枝節(jié)接收通信頻段內(nèi)2G~5G頻段內(nèi)的微波信號(hào)，無法檢測到6G通信頻段的信號(hào)，而毫米波基片集成波導(dǎo)是一種新型的用于毫米波頻段的平面電路結(jié)構(gòu)，是具有波導(dǎo)的特征同時(shí)又可以在PCB電路板上實(shí)現(xiàn)的平面電路。

在6G通信即將推廣的時(shí)代，需要研究一種檢測頻段相當(dāng)、低成本的微波功率檢測系統(tǒng)作為適應(yīng)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供基于射頻二極管的6G通信微波功率檢測系統(tǒng)，從微波信號(hào)的接收到其功率的檢測，實(shí)現(xiàn)檢測微波信號(hào)的處理和可視化。