【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波毫米波电路设计制造领域，具体涉及一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块。
技术介绍
1、检波模块是微波毫米波信号检测的关键部件，广泛应用于电子对抗系统雷达告警接收机的测向组件。随着军事电子技术的发展，宽带雷达和隐身雷达成为未来的发展方向。作为电子对抗系统的核心部件，检波模块的宽温度范围、高精度、高灵敏度和宽带性能成为制约其功能的关键技术指标。因此，对检波模块的宽温度范围、高精度、高灵敏度和宽带性能进行关键技术攻关势在必行。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题在于针对宽带雷达和隐身雷达电子对抗系统指标要求，提供一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，温度范围可实现-55℃～+85℃宽温范围，灵敏度可实现小于-70dbm，精度范围可实现小于±1db。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，包括通过电信号顺序连接的宽带匹配电路、检波二极管、偏置电路、低通滤波电路和放大电路；输入口输入的信号经宽带匹配电路后进入检波二极管后输出检波信号，检波信号进入低通滤波电路后输出低频信号，低频信号经放大电路后输出检波放大信号从输出口输出，所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态或者采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管处于宽温恒流正偏状态或者采用钳位三极管的恒电流源偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态。
4、进一步地，所述宽带匹配电路采用薄膜陶瓷电路，所
5、进一步地，所述检波二极管采用结电容小于0.1pf的肖特基二极管。
6、进一步地，所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态，所述恒电流源的偏置电路包括三极管、射极电阻、基极电阻一和基极电阻二、限流电阻、稳压二极管，所述三极管的集电极分别与检波二极管和低通滤波电路连接；所述三极管的射极与射极电阻连接；所述三极管的基极与基极电阻一和基极电阻二连接，其中所述基极电阻一的一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述基极电阻二的一端与所述三极管的基极连接，另一端同时与所述限流电阻、所述射极电阻和稳压二极管并联；所述限流电阻的另一端与-15v电源连接，所述稳压二极管的另一端与地连接。
7、进一步地，所述偏置电路采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管处于宽温恒流正偏状态，所述温度补偿恒电流源的偏置电路包括三极管、温度补偿三极管、射极电阻、基极电阻一、基极电阻二、基极电阻三、稳压二极管、限流电阻；所述三极管的集电极分别与检波二极管和低通滤波电路连接；所述三极管的射极与射极电阻连接；所述三极管的基极与基极电阻一连接；所述基极电阻一的一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述温度补偿三极管的基极同时与所述基极电阻二和基极电阻三连接；所述温度补偿三极管的集电极同时与所述基极电阻二和基极电阻三连接，所述基极电阻二的另一端接地；基极电阻三的一端与所述温度补偿三极管的基极连接，基极电阻三的另一端同时与所述限流电阻、所述射极电阻和稳压二极管连接；所述限流电阻的另一端与-15v电源连接；所述稳压二极管的另一端接地。
8、进一步地，所述偏置电路采用钳位三极管的恒电流源偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态，所述钳位三极管的恒电流源偏置电路包括三极管、钳位三极管、射极电阻、基极电阻一、基极电阻二、基极电阻三、限流电阻、稳压二极管；所述钳位三极管的集电极分别与检波二极管、低通滤波电路和基极电阻一连接；所述钳位三极管的基极同时与基极电阻一和基极电阻二连接；所述钳位三极管的射极与所述三极管的集极连接；所述三极管的射极与射极电阻连接；所述三极管的基极同时与基极电阻二和基极电阻三连接；所述基极电阻三的两端分别与所述三极管基极和地连接；所述基极电阻三的一端同时与所述基极电阻二和三极管的基极连接，所述基极电阻三的另一端同时与所述限流电阻、所述射极电阻和稳压二极管连接；所述限流电阻的另一端与-15v电源连接。
9、进一步地，所述低通滤波电路由滤波电容一和检波信号负载电阻并联组成；所述并联滤波电容一和检波信号负载电阻的一端与所述检波二极管连接，另一端接地。
10、进一步地，所述放大电路包括运算放大器、反馈电阻、滤波电容二、接地电阻和串联电阻；所述运算放大器的电源引脚分别与±15v电源连接；所述运算放大器的正输入引脚与所述低通滤波电路连接；所述运算放大器的负输入引脚同时与所述反馈电阻、滤波电容二和接地电阻连接；所述运算放大器的输出引脚同时与反馈电阻、滤波电容二和串联电阻连接；所述串联电阻的另一端作为输出口用于检波放大信号输出；所述运算放大器采用3db带宽大于100mhz的高速运算放大器。
11、进一步地，所述输入口为2.92mm射频口，输出口为sma接口，电源接口采用玻璃绝缘子，接地口采用m2接地柱；所述2.92mm射频口设计阻抗为50ω，采用隔直输入；电源接口并联瞬态电压抑制器；输出口串接限流电路保护电路。
12、进一步地，所述宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块还包括将所述宽带匹配电路、检波二极管、偏置电路、低通滤波电路和放大电路置于其中的腔体结构，所述腔体结构为一体化铝合金结构，选用防锈铝材料6063，经过加工形成正面微波腔体和背面驱动板腔体。
13、区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是：
14、1.本专利技术整体模块电路简单。采用宽带匹配电路和高频检波二极管从而保证宽带范围内的检波信号质量。采用恒电流源的偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态从而保证高灵敏度的检波性能。采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管处于宽温恒流正偏状态从而保证高灵敏度的检波性能。采用钳位三极管的高精度恒电流源偏置电路使检波二极管处于恒流正偏状态从而保证高精度高灵敏度的检波性能。采用轨到轨的高速运算放大器从而保证脉冲检波信号较快的上升沿时间和下降沿时间。放大电路采用滤波电容从而保证脉冲检波信号较小的上升沿过冲和下降沿过冲。
15、2.本专利技术采用comsol软件的电、热、力学耦合仿真进行可靠性设计从而保证模块较高的可靠度，检波模块5年可靠度高为0.983。尺寸、重量及主要电性能指标优越。功耗低，本专利技术的功耗最大值仅为20mw。
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1.一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于，包括通过电信号顺序连接的宽带匹配电路（1）、检波二极管（2）、偏置电路、低通滤波电路和放大电路；输入口输入的信号经宽带匹配电路（1）后进入检波二极管（2）后输出检波信号，检波信号进入低通滤波电路后输出低频信号，低频信号经放大电路后输出检波放大信号从输出口输出，所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态或者采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于宽温恒流正偏状态或者采用钳位三极管的恒电流源偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态。
2.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述宽带匹配电路（1）采用薄膜陶瓷电路，所述薄膜陶瓷电路的背面接地，所述薄膜陶瓷电路包括薄膜陶瓷介质（102），所述薄膜陶瓷介质（102）上设置有输入微带线（107）、输出微带线（108），所述输入微带线（107）和输出微带线（108）之间通过薄膜电阻一（103）连接，所述输入微带线（107）的两侧分别通过薄膜电阻二（104）连接匹配微带线（106）。
3.
4.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态，所述恒电流源的偏置电路包括三极管（10）、射极电阻（11）、基极电阻一（12）和基极电阻二（13）、限流电阻（14）、稳压二极管（15），所述三极管（10）的集电极分别与检波二极管（2）和低通滤波电路连接；所述三极管（10）的射极与射极电阻（11）连接；所述三极管（10）的基极与基极电阻一（12）和基极电阻二（13）连接，其中所述基极电阻一（12）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端接地；所述基极电阻二（13）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端同时与所述限流电阻（14）、所述射极电阻（11）和稳压二极管（15）并联；所述限流电阻（14）的另一端与-15V电源连接，所述稳压二极管（15）的另一端与地连接。
5.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述偏置电路采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于宽温恒流正偏状态，所述温度补偿恒电流源的偏置电路包括三极管（10）、温度补偿三极管（16）、射极电阻（11）、基极电阻一（12）、基极电阻二（13）、基极电阻三（17）、稳压二极管（15）、限流电阻（14）；所述三极管（10）的集电极分别与检波二极管（2）和低通滤波电路连接；所述三极管（10）的射极与射极电阻（11）连接；所述三极管（10）的基极与基极电阻一（12）连接；所述基极电阻一（12）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端接地；所述温度补偿三极管（16）的基极同时与所述基极电阻二（13）和基极电阻三（17）连接；所述温度补偿三极管（16）的集电极同时与所述基极电阻二（13）和基极电阻三（17）连接，所述基极电阻二（13）的另一端接地；基极电阻三（17）的一端与所述温度补偿三极管（16）的基极连接，基极电阻三（17）的另一端同时与所述限流电阻（14）、所述射极电阻（11）和稳压二极管（15）连接；所述限流电阻（14）的另一端与-15V电源连接；所述稳压二极管（15）的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述偏置电路采用钳位三极管的恒电流源偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态，所述钳位三极管的恒电流源偏置电路包括三极管(10)、钳位三极管(18)、射极电阻(11)、基极电阻一（12）、基极电阻二（13）、基极电阻三（17）、限流电阻（14）、稳压二极管（15）；所述钳位三极管（18）的集电极分别与检波二极管（2）、低通滤波电路和基极电阻一（12）连接；所述钳位三极管（18）的基极同时与基极电阻一（12）和基极电阻二（13）连接；所述钳位三极管（18）的射极与所述三极管（10）的集极连接；所述三极管（10）的射极与射极电阻（11）连接；所述三极管（10）的基极同时与基极电阻二（13）和基极电阻三（17）连接；所述基极电阻三（17）的两端分别与所述三极管（10）基极和地连接；所述基极电阻三（17）的一端同时与所述基极电阻二（13）和三极管（10）的基极连接，所述基极电阻三（17）的另一端同时与所述限流电阻（14）、所述射极电阻（11）和稳压二极管（15）连接；所述限流电阻（14）的另一端与-15V电源连接。<...
【技术特征摘要】
1.一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于，包括通过电信号顺序连接的宽带匹配电路（1）、检波二极管（2）、偏置电路、低通滤波电路和放大电路；输入口输入的信号经宽带匹配电路（1）后进入检波二极管（2）后输出检波信号，检波信号进入低通滤波电路后输出低频信号，低频信号经放大电路后输出检波放大信号从输出口输出，所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态或者采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于宽温恒流正偏状态或者采用钳位三极管的恒电流源偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态。
2.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述宽带匹配电路（1）采用薄膜陶瓷电路，所述薄膜陶瓷电路的背面接地，所述薄膜陶瓷电路包括薄膜陶瓷介质（102），所述薄膜陶瓷介质（102）上设置有输入微带线（107）、输出微带线（108），所述输入微带线（107）和输出微带线（108）之间通过薄膜电阻一（103）连接，所述输入微带线（107）的两侧分别通过薄膜电阻二（104）连接匹配微带线（106）。
3.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述检波二极管（2）采用结电容小于0.1pf的肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述偏置电路采用恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于恒流正偏状态，所述恒电流源的偏置电路包括三极管（10）、射极电阻（11）、基极电阻一（12）和基极电阻二（13）、限流电阻（14）、稳压二极管（15），所述三极管（10）的集电极分别与检波二极管（2）和低通滤波电路连接；所述三极管（10）的射极与射极电阻（11）连接；所述三极管（10）的基极与基极电阻一（12）和基极电阻二（13）连接，其中所述基极电阻一（12）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端接地；所述基极电阻二（13）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端同时与所述限流电阻（14）、所述射极电阻（11）和稳压二极管（15）并联；所述限流电阻（14）的另一端与-15v电源连接，所述稳压二极管（15）的另一端与地连接。
5.根据权利要求1所述的一种宽温度范围高精度高灵敏度宽带检波模块，其特征在于：所述偏置电路采用温度补偿恒电流源的偏置电路使检波二极管（2）处于宽温恒流正偏状态，所述温度补偿恒电流源的偏置电路包括三极管（10）、温度补偿三极管（16）、射极电阻（11）、基极电阻一（12）、基极电阻二（13）、基极电阻三（17）、稳压二极管（15）、限流电阻（14）；所述三极管（10）的集电极分别与检波二极管（2）和低通滤波电路连接；所述三极管（10）的射极与射极电阻（11）连接；所述三极管（10）的基极与基极电阻一（12）连接；所述基极电阻一（12）的一端与所述三极管（10）的基极连接，另一端接地；所述温度补偿三极管（16）的基极同时与所述基极电阻二（13）和基极电阻三（17）连接；所述温度补偿三极管（16）的集电极同时与所述基极电阻二（13）和基极电阻三（17）连接，所述基极电阻二（13）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾小军，吕晨光，沈永成，许彬，
申请(专利权)人：南京恒电电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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