Серийные детекторы СВЧ (обзор)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Серийные детекторы СВЧ (обзор)

В.П.Бутков

Аннотация

Проведен обзор серийных детекторов СВЧ отечественных и зарубежных производителей для диапазона частот 0,1-220ГГц. Рассмотрено более 60 моделей детекторов СВЧ. Приведены краткие сведения об их параметрах. Материал статьи может быть полезен для инженеров при проектировании приемной и измерительной аппаратуры.

Ключевые слова: серийные детекторы СВЧ, основные электрические параметры, присоединительные размеры, чувствительность, динамический диапазон.

Детекторы СВЧ наиболее широко используются в измерительной технике. Кроме того, они находят применение в приемниках предупреждения об облучении, в амплитудных пеленгаторах, в приемниках обнаружения сигналов для радиомониторинга и радиоконтроля, поэтому их изучение является актуальным.

В России производством детекторов СВЧ занимаются АО НПП “Исток”, АО “Микран”, ННИПИ “Кварц”, АО “Салют”, АО “Контакт”, НИИПП и ряд других предприятий. За рубежом еще больше фирм производят детекторы СВЧ. Перечислим только некоторые из них: “Agilent” (Avago), ВНИИРИП (Вильнюс), МНИПИ (Минск), Elisra (Израиль), Skyworks (США), Linwave Technology, Anritsu, Linear Technology, Teledyne Microwave Solution.

В статье не обсуждаются логарифмические детекторы, обзор которых был проведен ранее [1].

Серию детекторных СВЧ модулей миллиметрового диапазона волн производит НИИ полупроводниковых приборов, г.Томск [2]. Информация о них приведена в таблицах 1 и 2. Конструктивно детекторы выполнены в виде волноводного фланца. Подача тока смещения - через штырьковой вывод или коаксиальный разъём.

Таблица №1

Электрические параметры широкополосных детекторов при Т=25? С [2]

Таблица №2

Электрические параметры узкополосных детекторов [2]

В таблице 2 и далее под тангенциальной чувствительностью в соответствии с ГОСТ25529-82 понимается значение импульсной мощности СВЧ сигнала, при котором на экране осциллографа, включенного на выходе системы «детекторное устройство - видеоусилитель» наблюдается совпадение верхней границы полосы шумов при отсутствии СВЧ сигнала с нижней границей полосы шумов при его наличии.

Низкобарьерные широкополосные детекторы ННИПИ “КВАРЦ”

Применяются в качестве датчиков мощности и для специальных целей. Используются в системе автоматической регулировки мощности в генераторах сигналов и синтезаторах частот, в приемных устройствах для выделения низкочастотной огибающей высокочастотного сигнала, в панорамных и импульсных измерениях.

Эти детекторы имеют высокую чувствительность и работают без смещения. Основные характеристики приведены в таблицах 3-5.

Таблица №3

Технические характеристики коаксиальных детекторов [3]

Примечания: * Возможно изготовление детекторов с соединителями типа III, IX с метрической резьбой по ГОСТ 13317-89 вместо соединителей типа N, SMA с дюймовой резьбой. Тип выходного разъема может быть определен заказчиком.

Таблица №4

Волноводные детекторы для волноводов типа WR по международной классификации [3]

Примечания: *Выходной соединитель типа SMA(f)

**При сопротивлении 50 Ом.

Таблица №5

Волноводные детекторы для волноводов по ГОСТ 13317-89 [3]

Примечания: *Выходной соединитель типа lX(P), может быть определен заказчиком.

**При сопротивлении 50 Ом.

сверхвысокочастотный детектор электрический диод

Таблица №6

Детекторы коаксиальные [4]

Таблица №7

Детекторы направленные

Таблица №8

Детекторы волноводные

Детекторы предприятия “Салют” (Нижний Новгород)

Таблица №9

Технические характеристики

Корпуса негерметичные;

Вход СВЧ сигнала через внешний волновод 7,2x3,4 мм;

Устойчивы к механическому воздействиям;

В составе герметизированной аппаратуры диапазон рабочих температур

от -60 до +85 ?С.

Таблица №10

Детекторы МНИПИ (Минск) и ВНИИРИП (Вильнюс) [6,7]

Таблица №11

Технические параметры детекторов НПФ “Микран” [8,9]

Чувствительность по напряжению при мощности входного сигнала менее минус 20дБ составляет 240 мВ/мВт при нагрузке 1 кОм.

Детекторы фирмы Linwave Technology

Детекторы СВЧ в корпусах QFN рассчитаны на рабочие частоты 1-18ГГц, имеют неравномерность характеристики ±1дБ; чувствительность 800 мВ/мВт (входная мощность-20 дБм) и максимальную непрерывную входную мощность 20 дБм.

Детекторы мощности с коаксиальными соединителями рассчитаны на частоты 18-42 ГГц. Динамический диапазон равен -40…+15 дБм; минимальный детектируемый сигнал составляет -40дБм; максимальная неравномерность характеристики ±3дБм; предельная мощность 20дБм в непрерывном режиме и 26 дБм в импульсном.

Таблица №12

Основные параметры детекторов на основе диодов с планарным легированием [11]

Таблица №13

Основные параметры детекторов на основе диодов Шоттки [11]

Заключение

Проведён обзор серийных детекторов СВЧ. Выявлены следующие тенденции их развития:

ѕ расширение диапазона рабочих частот микрополосковой конструкции до 50 ГГц;

ѕ расширение диапазона частот волноводной конструкции до 220 ГГц;

ѕ расширение динамического диапазона за счет использования нескольких диодов;

ѕ улучшение согласования детекторов по входу;

ѕ температурная компенсация в широком диапазоне температур;

ѕ миниатюризация массы и габаритов вплоть до изготовления монолитных интегральных схем [12].

Некоторые фирмы изготавливают детектирующие устройства с двумя функциями:

ѕ антенны-детекторы;

ѕ детекторы проходящей мощности на основе направленного ответвителя;

ѕ детекторы-модуляторы;

ѕ ограничители-детекторы;

ѕ детекторы - видеоусилители;

ѕ аттенюаторы-детекторы.

Результаты работы могут найти применение при проектировании приемников СВЧ [13-15].

Литература

1. Беляев Д.В., Бурлаченко А.А., Зикий А.Н., Румянцев К.Е. Логарифмические детекторы (обзор). В электронном журнале “Информационное противодействие угрозам терроризма”, 2008, №12, часть 2, с. 241-249.

2. Реклама НИИ полупроводниковых приборов, Томск. URL:niipp.ru/catalog/detail/php?ID=251.

3. Коаксиальные, волноводные и оптические устройства. Каталог ННИПИ “Кварц”, Нижний Новгород, 2002. -81с.

4. Каталог продукции АО ЦНИИА, г. Саратов. URL: cime.ru/catalogue/ais/means/microwave/coaxial-lin.

5. Техника СВЧ. Каталог НПП “Салют”, Нижний Новгород, 1997. -152с.

6. Высокочувствительные детекторы миллиметрового диапазона серии 100. Реклама МНИПИ, Минск, 1990. 1-2с.

7. Головки детекторные. Каталог ООО “Приборэлектро”, 2017. -1с. URL: priborelectro.ru/product/price/73.

8. Контрольно-измерительная аппаратура и элементы СВЧ тракта. Каталог ЗАО НПФ “Микран”, 2014. -100с.

9. Andrey S. Zagorodny, Aleksey V. Drozdov, Nikolay N. Voronin, Igor V. Yunusov “Modeling and Application of Microwave Detector Diodes” IEEE 14 International conference and seminar of young specialists on micro.nanotechnologies and electron devices (EDM), 2013: proc., Altai, Erlagol, 2013. Novosibirsk : NSTU, 2013. pp. 96-99.

10. Егоров Н. ВЧ/СВЧ-изделия компании Linwave Technology. Компоненты и технологии, 2014, N 2, c. 126-130.

11. Дьяконов В.П. СВЧ-аксессуары фирмы Ageilent Technologies.

Компоненты и технологии, 2011, №9, с. 164-170.

12. Загородний А.С. Измерители мощности сигналов СВЧ и КВЧ диапазонов на основе диодных детекторов. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Томск, ТУСУР, 2014. -120 с.

13. Receiving Products: Amplitude and frequency measurement. Elisra Microelectronics. 77 p.

14. Пустовалов А.И. Двухканальное приемное устройство СВЧ диапазона // Инженерный вестник Дона, 2010, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2010/195.

15. Шурховецкий А.Н. Многоканальная частотно-избирательная система СВЧ диапазона на основе направленных фильтров бегущей волны // Инженерный вестник Дона, 2010, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2010/292.

Размещено на Allbest.ru