本發(fā)明涉及毫米波波導(dǎo)檢波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波導(dǎo)寬帶檢波器。

背景技術(shù)：

檢波器是微波、毫米波技術(shù)中常規(guī)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(yīng)用于信號源、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、微波瞬時接收機、微波遙感探頭等整機系統(tǒng)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(tài)范圍等性能指標(biāo)提出了更高的要求，各項應(yīng)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(yīng)的高效率寬帶檢波器。

傳統(tǒng)的波導(dǎo)檢波電路采用探針耦合電路完成波導(dǎo)到微帶的轉(zhuǎn)換，頻段很難達到全波導(dǎo)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(zhì)損耗隨頻率升高而增大，并且微帶線結(jié)構(gòu)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(xiàn)全波導(dǎo)頻段高靈敏度和良好頻率響應(yīng)的檢波器。

毫米波頻段多采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進行信號傳輸和接收，而波導(dǎo)結(jié)構(gòu)很難直接進行檢波電路的設(shè)計，相比較而言采用平面電路比較容易實現(xiàn)，因此毫米波檢波器的關(guān)鍵之處在于需要實現(xiàn)波導(dǎo)到平面?zhèn)鬏斁€的良好轉(zhuǎn)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(xiàn)檢波二極管的良好匹配，才能獲得較好的檢波性能。

現(xiàn)有技術(shù)主要是通過微帶E面耦合探針完成波導(dǎo)到平面電路的變換，通過射頻探針將射頻信號從波導(dǎo)傳輸轉(zhuǎn)換到微帶線上，經(jīng)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(dǎo)腔中，沒有任何的支撐，所以一般采用硬質(zhì)基片。波導(dǎo)-微帶探針轉(zhuǎn)換的寬帶特性較差，難以實現(xiàn)全波導(dǎo)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(yīng)明顯，電路穩(wěn)定性變差，同時微帶電路不利于實現(xiàn)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(xiàn)，檢波靈敏度和頻率響應(yīng)較差。

現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示，輸入信號1從標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)輸入，經(jīng)過放置在波導(dǎo)內(nèi)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(jīng)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(jīng)濾波器4濾波后輸出。

波導(dǎo)到微帶的探針變換是影響波導(dǎo)檢波器帶寬的重要因素，全波導(dǎo)頻段的回波損耗很難做的很好，以3mm為例，其優(yōu)化后的仿真結(jié)果如圖2所示，從圖中可以看出，回波損耗優(yōu)于15dB,全波導(dǎo)帶寬特性不是很理想，同時波導(dǎo)探針需要插入到波導(dǎo)中，無支撐部分，所以采用硬質(zhì)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(dǎo)電膠或焊錫在毫米波頻段都容易帶來額外的寄生參數(shù)，從而造成寬帶匹配困難，惡化檢波器的頻率響應(yīng)；同時微帶線在毫米波頻段色散效應(yīng)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(xiàn)有技術(shù)的缺點是：(1)采用硬質(zhì)基片波導(dǎo)探針耦合技術(shù)，帶寬不夠?qū)?，全波?dǎo)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(yīng)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。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)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(yīng)好、檢波效率高的波導(dǎo)寬帶檢波器。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種波導(dǎo)寬帶檢波器，包括波導(dǎo)和設(shè)置于波導(dǎo)內(nèi)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(shè)有鰭線，鰭線的末端設(shè)有二極管，二極管的前端通過金屬鰭與波導(dǎo)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(shè)有信號反射電路。

優(yōu)選地，所述檢波電路設(shè)置于介質(zhì)基片上，介質(zhì)基片為軟介質(zhì)基片。

優(yōu)選地，所述波導(dǎo)為矩形波導(dǎo)，包括相對接的上半部和下半部，波導(dǎo)的中心軸線處設(shè)有波導(dǎo)腔。

優(yōu)選地，所述鰭線寬帶變換電路設(shè)置于波導(dǎo)腔的中部。

優(yōu)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(yōu)選地，所述波導(dǎo)上設(shè)有波導(dǎo)端口，檢波輸入信號經(jīng)波導(dǎo)端口輸入后，經(jīng)多節(jié)阻抗變換線或漸變線形式的鰭線寬帶變換電路完成波導(dǎo)到鰭線的變換。

優(yōu)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(yōu)選地，所述二級管的輸出端設(shè)有電容，電容上壓焊有檢波輸出端，檢波輸出端設(shè)有低通濾波器，檢波輸出信號經(jīng)過低通濾波器濾波后輸出。

優(yōu)選地，所述檢波輸入信號的頻段是26.5GHz～110GHz。

優(yōu)選地，所述二極管跨接在鰭線的兩側(cè)。

本發(fā)明具有的有益效果是：

(1)工作頻帶寬：采用多節(jié)阻抗變換線或漸變線形式的鰭線寬帶變換電路完成阻抗匹配，26.5GHz～110GHz各個標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)頻段全頻段寬帶檢波特性好。

(2)頻率響應(yīng)好，檢波效率高：采用鰭線寬帶變換電路實現(xiàn)檢波，電路損耗?。辉诰喽O管的距離為檢波輸入信號的四分之一波長處設(shè)置信號反射電路，將二極管反射的信號重新反射到二極管中，提高二極管的頻率響應(yīng)和檢波效率。

(3)可靠性好：鰭線寬帶變換電路采用軟介質(zhì)實現(xiàn)，在波導(dǎo)腔的安裝過程中，不容易被壓裂，可靠性比較好。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的波導(dǎo)到微帶轉(zhuǎn)換檢波器示意圖；

圖2為現(xiàn)有的波導(dǎo)到微帶轉(zhuǎn)換回波損耗仿真結(jié)果圖；

圖3為該波導(dǎo)寬帶檢波器的檢波電路示意圖；

圖4為該波導(dǎo)寬帶檢波器空間分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為該波導(dǎo)寬帶檢波器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為該發(fā)明中的波導(dǎo)鰭線寬帶變換回波損耗仿真結(jié)果圖。

其中，1為輸入信號，2為探針，3為第一二極管，4為濾波器，5為輸出信號，6為檢波輸入信號，7為多節(jié)阻抗變換線，8為反射電路，9為二極管，10為低通濾波器，11為檢波輸出信號，12為上半部，13為下半部，14為波導(dǎo)腔，15為介質(zhì)基片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明：

如圖3-5所示，一種波導(dǎo)寬帶檢波器，包括波導(dǎo)和設(shè)置于波導(dǎo)內(nèi)的檢波電路，檢波電路包括鰭線寬帶變換電路，鰭線寬帶變換電路中設(shè)有鰭線，鰭線的末端設(shè)有二極管9，二極管9前端通過金屬鰭與波導(dǎo)的邊緣接觸形成直流接地回路，到二極管9的距離為檢波輸入信號6的四分之一波長處設(shè)有信號反射電路8。

檢波電路設(shè)置于介質(zhì)基片15上，介質(zhì)基片15為軟介質(zhì)基片。

波導(dǎo)為矩形波導(dǎo)，包括相對接的上半部12和下半部13，波導(dǎo)的中心軸線處設(shè)有波導(dǎo)腔14。

鰭線寬帶變換電路設(shè)置于波導(dǎo)腔的中部。

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。

波導(dǎo)上設(shè)有波導(dǎo)端口，檢波輸入信號6經(jīng)波導(dǎo)端口輸入后，經(jīng)多節(jié)阻抗變換線7或漸變線形式的鰭線寬帶變換電路完成波導(dǎo)到鰭線的變換。

信號反射電路將二極管9反射的信號重新反射到二極管中，提高檢波效率。

二級管的輸出端設(shè)有電容，電容上壓焊有檢波輸出端，檢波輸出端設(shè)有低通濾波器10，檢波輸出信號11經(jīng)過低通濾波器濾波后輸出。

檢波輸入信號6的頻段是26.5GHz～110GHz(通過波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)頻段覆蓋)。波導(dǎo)本身有一個TE10模傳輸頻率范圍,無法一個波導(dǎo)滿足這么寬的帶寬，但是能夠按照標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)頻段覆蓋。如:26.5GHz～40GHz、40GHz～60GHz、50GHz～75GHz、75GHz～110GHz來完成26.5GHz～110GHz覆蓋。

二極管跨接在鰭線的兩側(cè)。

該波導(dǎo)寬帶檢波器，其波導(dǎo)到鰭線變換仿真結(jié)果如圖6所示，全波導(dǎo)頻段可以實現(xiàn)30dB以上的回波損耗；鰭線結(jié)構(gòu)具有良好的毫米波特性，高頻介質(zhì)損耗小，阻抗隨頻率變化比較小，容易實現(xiàn)寬帶匹配，二極管安裝在鰭線縫隙兩側(cè)，非常容易安裝，二極管的管腳尺寸和安裝所用的導(dǎo)電膠、焊錫等對電路性能的影響也好于微帶電路；在距二極管的距離為檢波輸入信號的四分之一波長處設(shè)計了反射電路，該電路用金屬導(dǎo)帶實現(xiàn)，將二極管反射的檢波信號重新反射回二極管中進行檢波，從而提高了檢波效率，改善了輸入匹配，檢波靈敏度和頻率響應(yīng)得到提高；鰭線寬帶變換電路采用厚度為0.127mm敷銅板軟介質(zhì)實現(xiàn)，介電常數(shù)2.2，在波導(dǎo)的上半部與下半部的安裝過程中，不容易被壓裂，可靠性比較好。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。