专利名称：一种用于波导信号功率检测的传输式检波器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微波毫米波技术领域，特别涉及一种检测波导内传输功率的装置。
背景技术：
对于点频或者窄带工作的微波毫米波系统，在工作状态不正常时需要对各部件进行逐一排查，对某一部件输出端接波导内信号功率的探测结果可以用来判断该频点或窄带信号是否已经正常输出，从而准确找到系统故障或者错误的部件。这种探测装置应该是接近“无损”的，即在探测信号功率的同时，不能明显改变波导内传输的能量大小以及场分布的结构。另外，对于要求宽带工作的微波毫米波系统，输入微波毫米波功率大小的带内起伏是个不容忽略的指标参数，如果其过大可能会严重影响系统性能甚至烧毁芯片和器件。 因此迫切需要一种高效、准确的设备来探测所关心的频带内微波毫米波功率的起伏情况。一种广泛应用的微波测量手段是波导定向耦合器和波导型检波器配合使用。这种功率检测装置通常由一个微波定向耦合器(例如波导型定向耦合器)和一个波导型检波器组成。波导型定向耦合器通常为小孔耦合形式，为提高带宽和定向性，波导型定向耦合器通常采用多孔结构，也就是在主副波导的宽边上打上多个小孔用于耦合一定的微波能量。波导型检波器通常是在波导型定向耦合器波导的宽边中部插入探针并装上检波二极管构成； 还有一些波导型检波器用鳍线方式完成波导至微带转换，通过将检波二极管装在鳍线两端构成。这种方案主要存在以下问题如小孔型定向耦合器主副波导的距离通常要求很近，所以中间打有小孔的耦合片难以薄且高精度地加工，耦合片安装的难度增加，使得结构过于复杂，加工制造困难。主波导的损耗会较大。由于主副波导相隔很近，为了加入波导型检波器，必须将小孔型定向耦合器波导转向，这样更增加了加工的难度，这样实际制作出的功率检测装置的主波导的损耗会较大，通常这种形式的功率检测检波器损耗在0. 5dB左右，实际上在Ka波段可以达IdB以上，Ku波段预计也在0. 5dB左右。由于该装置为主副波导结构，体积大，不适合用于对系统体积要求较高的场合。此外，只能测试入射或反射波，不能同时反映它们的变化。还有一种类似的微波测量手段是波导型耦合检波器，结构上也是包括波导型耦合器和检波器。在申请号200910304985. 6，公开号CN 101614768A，公开了一种“波导型耦合检波器”，但它存在以下缺点由于其结构上的波导性耦合器的各段微带线最优尺寸均依赖于中心频率点的波导波长，如长度分别为λ/2，λ/4等，导致工作带宽有限，如Ku波段的波导型耦合检波器能实现15dB的定向能力的带宽仅约为10%，造成了频带窄。伸入波导内的两段微带探针必须长度完全相同，否则会造成定向耦合性能的恶化，所以加工和装配要求高，此外，多段λ/2和λ/4微带线结构的引入以及两个耦合探针结构导致系统体积较大。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现有的用于波导信号功率检测的检波器存在的缺陷，提出了一种用于波导信号功率检测的传输式检波器。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种用于波导信号功率检测的传输式检波器，包括含小孔和波导的下腔体，基片和标准SMA接头，基片粘在下腔体的槽中， 基片的一端伸入下腔体的小孔中，基片上的检波器电路的输出连上标准SMA接头的探针。进一步的，所述基片上的检波器电路包括阻抗匹配电路、检波二极管和低通滤波器，阻抗匹配电路、检波二极管、低通滤波器顺次连接。进一步的，所述基片上的检波器电路包括阻抗匹配电路、检波二极管和低通滤波器，阻抗匹配电路、低通滤波器顺次连接，检波二极管并接在阻抗匹配电路、低通滤波器之间。进一步的，所述基片的电路形式为微带线结构。进一步的，所述基片的电路形式为共面波导结构。本实用新型的有益效果本实用新型提供的传输式检波器的结构与下腔体中的波导波长无关，因而可以实现宽带的功率检测，测试带内的微波功率起伏时，不需要改变设备的机械位置，减少了器件磨损对测试带来的影响，提高了测试的稳定性。本实用新型的传输式检波器各部分结构和相对位置关系规则、易加工、易装配，外观尺寸小，并且主波导的损耗小。可以同时反映主波导内入射波和反射波的变化。
[0018]图1是本实用新型实施列--的传输式检波器的结构示意图。[0019]图2是本实用新型实施列--的传输式检波器的左视图。[0020]图3是本实用新型实施列--的传输式检波器的基片上的检波器电路示意图。[0021]图4是本实用新型实施列--的传输式检波器的盖板的正视图。[0022]图5是本实用新型实施列--的传输式检波器的盖板的仰视图。[0023]图6是本实用新型实施列二二的传输式检波器的结构示意图。[0024]图7是本实用新型实施列二二的传输式检波器的基片上的检波器电路示意图。[0025]图8是本实用新型实施列三Ξ的传输式检波器的结构示意图。[0026]图9是本实用新型实施列三Ξ的传输式检波器的基片上的检波器电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的用于波导信号功率检测的传输式检波器，包括含小孔和波导的下腔体，基片和标准SMA接头，基片粘在下腔体的槽中，基片的一端伸入下腔体的小孔中，基片上的检波器电路的输出连上标准SMA接头的探针。下面结合几个实施例具体说明。实施例一一种用于波导信号功率检测的传输式检波器如图1和图2所示，包括含小孔1和波导2的下腔体3，基片4和标准SMA接头5，基片4粘在下腔体3的槽中，基片4的一端伸入下腔体3的小孔中，基片4上的检波器电路的输出连上标准SMA接头5的探针。其中，图 2是该传输式检波器的左视图。图3是基片上的检波器电路示意图，具体包括阻抗匹配电路41、检波二极管42和低通滤波器43，阻抗匹配电路41、检波二极管42、低通滤波器43顺次连接，最后连上标准 SMA接头5的探针输出。可以看出这是一种串联二极管结构。在图1中，检波器电路部分所处的基片粘在下腔体的槽中，伸入小孔部分(见图2) 的基片(即微波能量耦合探针的主要部分)未画出。在本实施例中，如图2所示，耦合波导内微波能量的小孔1与波导2垂直，开口于波导2顶面内壁。本实施例的基片的电路形式为微带线结构，如图3所示，波导内的微波毫米波能量经探针44耦合，经过一个悬置微带到共面波导的过渡部分45，经过阻抗匹配电路41加到检波二极管42上，泄露的能量被低通滤波器43反射回检波二极管42上重新检波，检波器电路输出直流经微带线46，再由SMA接头5输出。这里微带线的阻抗优选为50欧姆。图4和图5是本实施例的传输式检波器的盖板的正视图和仰视图，盖板上挖出的矩形槽用于压紧基片，以及为检波器电路提供屏蔽盒，盖板和下腔体由螺钉固定。具体测试过程如下将基片粘接于图1所示的下腔体中，盖上图4所示的盖板，装上SMA接头。将本传输式检波器与标准波导和波导匹配负载分别前后相接，标准波导接微波信号源输出，SMA接头由同轴电缆接示波器输入。从所关心频段的下限开始，分频点测量， 分别记录输出电压读数，描点，即可得到待测微波功率的带内起伏特性。实施例二 本实施例中将基片的电路形式从微带线结构换为共面波导结构，其他部分与实施一完全相同。具体结构示意图如图6所示。检波器电路所处的基片基于共面波导结构(图7所示)粘在下腔体的槽中，伸入小孔部分的基片(即微波能量耦合探针的主要部分)未画出。 阻抗匹配电路41、检波二极管42、低通滤波器43顺次连接，最后连上标准SMA接头5的探针输出。测试过程与实施例一相同，在此不再详细描述。实施例三基片上的检波器电路包括阻抗匹配电路41、检波二极管42和低通滤波器43，阻抗匹配电路41、低通滤波器43顺次连接，检波二极管并接在阻抗匹配电路、低通滤波器之间。 可以看出这是一种并联二极管结构。本实施例中其他部分与实施一完全相同。从装配角度考虑，共面波导结构更方便采用并联二极管结构。具体结构示意图如图8所示。主要电路部分所处的基片基于共面波导结构(图9 所示)粘在下腔体的槽中，伸入小孔部分的基片(即微波能量耦合探针的主要部分)未画出。阻抗匹配电路41、并联的检波二极管42、低通滤波器43顺次连接，最后连上标准SMA 接头5的探针输出。测试过程与实施例一相同，在此不再详细描述。从上述三个实施例可以看出，本实用新型提供的用于波导信号功率检测的传输式检波器的结构与下腔体中的波导波长无关，因而可以实现宽带的功率检测，同时还具有以下的优点稳定性高，寿命长。本实用新型测试带内的微波功率起伏时，不需要改变设备的机械位置，减少了器件磨损对测试带来的影响，提高了测试的稳定性。主波导的损耗小。本实用新型对主波导信号和场分布影响小，损耗低，应用在U波段时，全频带内插损低于0.3dB。从加工精度和波长的数量级的对比可以预见，本实用新型应用到Ka和Ku波段时插损会更低。结构紧凑，体积小。本实用新型的传输式检波器各部分结构和相对位置关系规则、 易加工、易装配，外观尺寸小。可以同时反映主波导内入射波和反射波的变化。本实用新型利用的是信号从主波导到检波器部分的耦合度，而耦合度直接受制于主波导内信号驻波的情况，所以本实用新型可以同时反映主波导内入射波和反射波的变化。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。 本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，包括含小孔和波导的下腔体，基片和标准SMA接头，基片粘在下腔体的槽中，基片的一端伸入下腔体的小孔中，基片上的检波器电路的输出连上标准SMA接头的探针。
2.根据权利要求1所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述基片上的检波器电路包括阻抗匹配电路、检波二极管和低通滤波器，阻抗匹配电路、检波二极管、低通滤波器顺次连接。
3.根据权利要求1所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述基片上的检波器电路包括阻抗匹配电路、检波二极管和低通滤波器，阻抗匹配电路、低通滤波器顺次连接，检波二极管并接在阻抗匹配电路、低通滤波器之间，
4.根据权利要求2或3所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述下腔体中的小孔与下腔体中的波导垂直。
5.根据权利要求2或3所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述基片的电路形式为微带线结构。
6.根据权利要求5所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述微带线的阻抗为50欧姆。
7.根据权利要求2或3所述的用于波导信号功率检测的传输式检波器，其特征在于，所述基片的电路形式为共面波导结构。
专利摘要本实用新型公开了一种用于波导信号功率检测的传输式检波器，包括含小孔和波导的下腔体，基片和标准SMA接头，所述基片粘在下腔体的槽中，基片的一端伸入下腔体的小孔中，所述基片上的检波器电路的输出连上标准SMA接头的探针。这里基片的电路形式可以为微带线结构或共面波导结构。本实用新型提供的传输式检波器的结构与下腔体中的波导波长无关，因而可以实现宽带的功率检测，测试带内的微波功率起伏时，不需要改变设备的机械位置，减少了器件磨损对测试带来的影响，提高了测试的稳定性。同时各部分结构和相对位置关系规则、容易加工和装配，并且主波导的损耗小，可以同时反映主波导内入射波和反射波的变化。
文档编号G01R21/00GK201974468SQ201120080300
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者张永鸿, 樊勇, 谢琳砺 申请人:电子科技大学