一种用于NRD波导的ASK调制器

申请号 CN02804959.4 申请日 2002-01-29 公开(公告)号 CN1265500C 公开(公告)日 2006-07-19
申请人 NRD技术有限公司; 申千雨; 发明人 申千雨;
摘要 本 发明 设计一种使用NRD 波导 的ASK 调制器 。它通过安装一个 二极管 基座 ,该二极管基座在NRD波导末端装置有一个 肖特基二极管 ,同时通过取决于吸收程度的反射输出的不断变化实现调频功能,其中,所述的吸收程度与来自NRD波导的入射振荡波有关。此外,本发明在NRD波导与二极管基座之间设有一空气间隙,使ASK调频获得良好的吸收/ 反射比 率,并且增强了VSWR( 电压 常规波率)特性。
权利要求

1.一种使用毫米波ASK调制器的NRD波导,在其中,作为波通道的 NRD波导和前特氟纶之间设有空气间隙,与空气间隙相邻,依次设置有前 特氟纶、高介电常数薄片、二极管基座和后特氟纶以通过NRD波导进行毫 米波调节;其特征在于,为了使用NRD波导进行毫米波调节,在其中,插 入后特氟纶,并且通过消除作为波通道的NRD波导和二极管基座之间空气 间隙和只插入一高介电常数薄片来形成匹配NRD波导的阻抗。
2.根据权利要求1所述的使用毫米波ASK调制器的NRD波导,其特 征在于,为了得到频率和反射输出之间所需的差异,可以通过控制后特氟 纶的尺寸和高介电常数薄片的厚度来实现;所述后特氟纶的尺寸和高介电 常数薄片的厚度是调节ASK调制器频率和反射输出之间差异的参数。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种在毫米波区段内使用NRD(无辐射介质波导)波导和 肖特基二极管的毫米波ASK(移幅键控)调制器

背景技术

为了增加无线通讯装置传送数据的数量,有必要采用高频,以使大量 的数据在短时间内被传送。然而,如果采用高频,那么波长就会变短,便 容易出现传送时的数据损失。通常的情况下,会将MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)方法作为一种在微波波段范围以外处理频率的 技术。但是这种方法有一个缺点,由于在50GHZ频率下存在每1米60dB 的传送损失,所以,在相关技术领域中很难为采用这项技术的高频建构电 路。
在相关技术中,可能通过在NRD波导末端部插入肖特基二极管,通过 调节反射的毫米波的输出,重复吸收过程和反射过程来获得ASK调节。但 是,由于吸收的毫米波输出和反射的毫米波输出间的差异很小,使得接收 器的接收灵敏度由于信号的衰减或者嘈杂而质量不佳。

发明内容

本发明提供了一种在60GHz范围内提高调节特性的方法,它通过以下 技术方案实现,在NRD波导末端部和安装有肖特基二极管的二极管基座之 间设定一预置的空气间隙,以提高接收器在信号衰减或者嘈杂状态下的接 收灵敏度。本发明最适合在60Ghz下使用,也可以适用于其他频率范围内。
本发明中,前特氟纶、高介电常数薄片、二极管基座和后特氟纶以某 一空气间隙被装置在NRD波导的末端部分,表示可以提高毫米波的调频比 率。
也就是说,调频比率和可用的频率范围可根据空气间隙的宽度、前特 氟纶的厚度和高介电常数薄片的厚度来调节。
本发明中,在NRD波导和二极管之间也可以没有空气间隙,反射系数 的特性不如有空气间隙的。然而,没有空气间隙可以通过更宽的波段获得 好的调节质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1是本发明最优实施例中的使用NRD波导的毫米波ASK调制器的 透视图;
图2是无上层导电板的ASK调制器的俯视图;
图3是ASK调制器的侧视图;
图4是设置有肖特基二极管的二极管基座的透视图;
图5是本发明最优实施例中,当空气间隙为1mm,前特氟纶(Teflon) 4为1.5mm时的反射衰减测试结果表,其取决于插入二极管基座前部的高 介电常数薄片5的厚度;
图6是是本发明最优实施例中,当空气间隙为0.5mm,前特氟纶 (Teflon)4为1.5mm时的反射衰减测试结果表,其取决于插入二极管基座 前部的高介电常数薄片5的厚度;
图7是是本发明最优实施例中,当空气间隙为0.5mm,前特氟纶 (Teflon)4为0.18mm时的反射衰减结果表,其取决于插入二极管基座前 部的高介电常数薄片5的厚度;
图8是本发明最优实施例中,当空气间隙为0.5mm,前特氟纶(Teflon) 4为105mm时的频率变化结果表,其取决于插入二极管基座前部的高介电 常数薄片5的厚度;
图9是本发明最优实施例中,当空气间隙为0.5mm,前特氟纶(T9flon) 4为0.18mm时的频率变化结果表,其取决于插入二极管基座前部的高介电 常数薄片5的厚度;
图10是本发明第二个实施例中使用NRD波导的无空气间隙的ASK调 制器的透视图;
图11是无空气间隙、无上层导电板的ASK调制器的俯视图;
图12是无空气间隙的ASK调制器的侧视图;
图13是与吸收/反射相应的输出变化表,其取决于高介电常数薄片的 厚度。
图表重要部件代码说明
1为上层导电板
2为下层导电板
3、16为NRD波导
4为前特氟纶
5、19为高介电常数薄片
6、17为二极管基座
7、18为后特氟纶
8、15为偏压电缆
9为入射波
10为反射波
11为波(空气间隙中的入射和反射波)
12为金属()薄膜
13为介质基片
14为肖特基势垒二极管(本发明中称为肖特基二极管)

具体实施方式

本发明最优实施例包括(按编号顺序):一个作为波通道的NRD波导3; 位于导向器3和前特氟纶4之间的空气间隙;前特氟纶4;一个高介电常数 薄片5;一个二极管基座6;和后特氟纶7。
在最优实施例中,控制ASK调制器频率输出和反射输出差异的参数是 空气间隙、前特氟纶4、高介电常数薄片5和后特氟纶7。这些参数经适当 调整后,便可获得本发明期望获得的频率和反射输出的差异。
本发明第二个实施例包括:二极管基座17和波通道NRD波导16之间 没有空气间隙,通过插入高介电常数薄片作为与NRD波导相匹配的阻抗和 通过插入后特氟纶18来实施。
最佳实施例
本发明中ASK调制器上层导电板1和下层导电板2之间的间隙为 2.25mm,因为根据NRD波导的原理,位于上下层导电板之间的间隙必须 小于半波长。NRD波导的宽度为2.5mm。
如图4所示,肖特基二极管14被装置在介质基片13上一呈扼流状 的金属薄膜上,介质基片的厚度是0.3mm,高介电常数是2.6。装置肖特基 二极管的金属薄膜12部分可以被看作由两个天线组成。当肖特基二极管14 向前偏转,两个天线被连接,吸收入射波。相反,当肖特基二极管14向后 偏转,两个天线被分开,反射入射波。也就是说,如果肖特基二极管14向 前偏转,进入二极管基座6的入射波被吸收,当肖特基二极管14向后偏转, 进入二极管基座6的入射波被反射。
在ASK调节过程中,入射的毫米波的输出和随即被反射的输出可以通 过控制吸收度来进行调节。在没有空气间隙的相关技术中,在使用NRD 波导进行ASK调节时,反射输出的差异非常微弱。本发明则包括了空气间 隙,同时使用了前特氟纶4和高介电常数薄片5。
如图5所示,当肖特基二极管向前或向后偏转时,反射衰减取决于高 介电常数薄片的厚度。在这种情况下,空气间隙的宽度为1mm,前、后特 氟纶的长度为1.5mm。当高介电常数薄片5的厚度为0.12mm时,反射输出 的差异至少有30dB。举例来说,当入射波的输出为1W时,装置肖特基二 极管14的二极管基座6上的天线,在肖特基二极管无偏转情况下,反射 500mW,其中被入射波削弱30dB。作为对比,当肖特基二极管14向前偏 转时,入射波被吸收,反射输出变成1mW。
如图6所示,当空气间隙的宽度为0.5mm,其余情况与图5相同时, 反射衰减取决于高介电常数薄片的厚度。通过对比图5和图6,可以发现, 当空气间隙为0.5mm时,高介电常数薄片的影响要小于当空气间隙为1mm 时。
如图7所示,当高介电常数薄片厚度是0.18mm,空气间隙宽度是 0.5mm,后特氟纶厚度是1.5mm时,反射衰减取决于前特氟纶的厚度。反 射波最大输出差异取决于所应用的肖特基二极管的偏转,当前特氟纶厚度 为1.3mm时,最大差异大约为32dB。
图8和图9表示了对应于高介电常数薄片5和前特氟纶4的厚度,如 何选择可用的频率范围。如图8所示,频率的变化取决于高介电常数薄片5 的厚度;如图9所示,频率的变化取决于前特氟纶4的厚度。
实施例2
图10、图11和图12分别是本发明第二个实施例中ASK调制器的透视 图、俯视图和截面图,在第二个实施例中,技术特征中没有空气间隙。俯 视图图11和截面图图12包括了入射波和反射波的原理图。
图13表示根据偏转的开/关所引起的输出的变化,偏转的开/关对应于 在NRD波导16和二极管基座又17间插入的高介电常数薄片19的厚度, 二极管基座17起相匹配的阻抗作用。吸收和反射的差异越大,获得的调节 比率越好。
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