Разработка и исследование субгармонического смесителя W-диапазона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе представлено устройство и принцип работы пассивного субгармонического смесителя W-диапазона (75–110 ГГц), нелинейным элементом которого является антипараллельная пара диодов с барьером Шоттки. Описана методика математического расчёта субгармонического смесителя. Приведены методика измерений потерь преобразования субгармонического смесителя на векторном анализаторе цепей и шумовой характеристики с помощью измерителя коэффициента шума. Представлены экспериментальные результаты спектров потерь преобразования и коэффициента шума субгармонического смесителя.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Кирилл Владимирович Билинский

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bilinskiy_kv@niipp.ru
SPIN-код: 6954-5608

аспирант кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета

Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Григорий Евгеньевич Кулешов

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: bilinskiy_kv@niipp.ru
ORCID iD: 0000-0001-9625-7078
SPIN-код: 8922-2082

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета

Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Алексей Валерьевич Александров

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: bilinskiy_kv@niipp.ru

аспирант кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета

Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Список литературы

  1. Пирогов Ю. А. Пассивное радиовидение в миллиметровом диапазоне длин волн // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т.46, № 8-9. С. 660–669.
  2. Radio Astronomy / A. Tsioumis, W. Ban, S. H. Chung et al. // Handbook. Third edition. Radio Bureau. Geneva. 2013. 164 p.
  3. Терагерцовый сканирующий рефлектометр для визуализации строения полимерных конструкций в аддитивном производстве / А. И. Бердюгин, А. В. Бадьин, Р. П. Гурский и др. // Ural Radio Engineering Journal. 2021. Vol. 5, №. 3. Pp. 207–224.
  4. Анализ радиоканалов миллиметрового диапазона 5 G / А. А. Пак, А. Куттыбаева, А. Изимбетова и др. // German International Journal of Modern Science. 2021. № 9. C. 44–49.
  5. Эффективность КВЧ-ИК-терапии в сочетании с азотно-кремнистыми слаборадоновыми водами в лечении остеоартроза коленных суставов на санаторном этапе / Р. В. Викторова, А. Н. Каркавина, Т. В. Кулишова и др. // Aизиотерапия, Бальнеология и Реабилитация. 2013. № 1. С. 20–24.
  6. Красюк В. Н., Платонов О. Ю., Мельникова А. Ю. Особенности распространения радиоволн миллиметрового диапазона, перспективы их использования в современных радиотехнических системах // Информационно-управляющие системы. 2003. № 4. С. 33–38.
  7. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи / Л. Г. Гасанов, А. А. Липатов, В. В. Марков, и др. М.: Радио и Связь, 1988. 288 с.
  8. Белоусов А. А. Особенности проектирования многоканальных СВЧ устройств миллиметрового диапазона // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. 2019. Т. 2, № 4. С. 522–527.
  9. Андрианов М. Н., Костенко В. И. Эффективность связи в канале миллиметрового диапазона на линии передачи данных «космический аппарат – наземная станция слежения» // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2023. № 4. С. 12–19.
  10. The Design of a 200-240-GHz Sub-Harmonic Mixer Based on RAL’s Planar Schottky Diodes / B. Zhang, B. Alderrman, Z. Chen at al. // Terahertz Science and Technology. 2011. Vol.4, No 3. 2011. Pp. 90–94.
  11. Субгармонический смеситель с улучшенными интермодуляционными характеристиками на базе резонансно-туннельного диода / Ю. А. Иванов, С. А. Мешков, И. А. Федоренко и др. // Радиотехника и Электроника. 2010. Т. 55, № 8. С. 982-988.
  12. Стриха В. И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки // Физика. Технология. Применение. Под ред. В.И. Стрихи. М.: Советское радио, 1974. С. 129–143.
  13. Божков В. Г., Бекезина Т. П., Бурмистрова В.А. Диоды с барьером Шоттки на основе термостойких контактов Ir-GaAs и Pt/Ir-GaAs, созданных электрохимическим осаждением // Доклады ТУСУРа. 2022. Т. 25, № 1. С. 48–52.
  14. Торхов Н. А., Бабак Л. И., Коколов А. А. Применение диодов Шоттки в терагерцовом частотном диапазоне // Физика и техника полупроводников. 2019. Т. 53, № 12. С. 1696-1707.
  15. Горгадзе С. В., Максимов А. А. Теория гармонического баланса для схемотехнического проектирования // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14, № 11. С. 21–32.
  16. Проектирование радиотехнических устройств в среде Advanced Design System / А. Д. Головин, О. А. Смирнова, А. Н. Глотов и др.; Под ред. В. Н. Рождествина. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 44 с.
  17. Моделирование диодов с барьером Шоттки для применения в монолитных интегральных схемах СВЧ / А. В. Дроздов, Д. С. Данилов, И. В. Юнусов и др. // Доклады ТУСУРа. 2018. Т. 21, № 1. С. 28–31.
  18. Константинов О. В., Мезрин О. А. Влияние последовательного сопротивления диода Шоттки на его эффективную емкость // Физика и техника полупроводников. 1983. Т. 17, № 2. С. 305–311.
  19. Червинский Е. Н. Синтез полосных фильтров с неравноволновыми амплитудно-частотными характеристиками // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019. Т. 22, № 3. С. 5–23.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструкция волноводно- микрополосковой части субгармонического смесителя W-диапазона

Скачать (27KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид антипараллельной пары ДБШ

Скачать (436KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электромагнитное моделирование линейных узлов субгармонического смесителя

Скачать (260KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты моделирования ФНЧ-фильтра

Скачать (467KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Результаты моделирования МВП ОС с ФНЧ-фильтром, подсоединённым к выходу ПЧ

Скачать (497KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Результаты моделирования РЧ-фильтра

Скачать (479KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Расчётная модель антипараллельной пары ДБШ с эквивалентной схемой одного ДБШ

Скачать (299KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результаты моделирования МВП РЧ с заграждающим РЧ-фильтром

Скачать (425KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость дифференциального сопротивления от мощности гетеродина Rd (РОС)

Скачать (254KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимость дифференциальной ёмкости от напряжения смещения Сd (Uсм)

Скачать (302KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Измерение характеристик субгармонического смесителя на ВАЦ

Скачать (349KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Измерение коэффициента шума на X5M-18

Скачать (288KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Сравнение потерь преобразования субгармонического смесителя, полученных экспериментально и нелинейной симуляцией

Скачать (363KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Сравнение возвратных потерь по входу РЧ субгармонического смесителя, полученных экспериментально и линейным расчётом

Скачать (339KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Изоляция выхода ПЧ субгармоническо-го смесителя от входного радиосигнала РЧ

Скачать (269KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Изоляция выхода ПЧ субгармонического смесителя от входного сигнала гетеродина ОС

Скачать (229KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Потери преобразования субгармонического смесителя на разных частотах гетеродина fОС

Скачать (386KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Потери преобразования субгармониче-ского смесителя при разных мощностях гетеро-дина на частоте fОС = 45 ГГц

Скачать (371KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Спектр коэффициента шума при постоянной ПЧ fПЧ = 100 МГц в полосе частот радиосигнала РЧ (75–110 ГГц)

Скачать (321KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Спектр коэффициента шума при постоянном гетеродине fОС = 45 ГГц в полосе частот ПЧ (0,01–10 ГГц)

Скачать (327KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».