Здравствуйте. Возможно, кто-то сталкивался с такой задачей. Необходимо разработать систему контроля неисправности в СВЧ тракте. Например, контролировать коэффициент передачи. То есть, если он падает ниже определенного уровня, то возникает сигнал, предупреждающий об этом (например, загорается светодиод). Выходной уровень СВЧ сигнала в тракте составляет величину порядка -80 дБм. Диапазон частот - от десятков мегагерц до 3-4 ГГц. Предполагаю сделать так - этот сигнал разогнать с помощью нескольких усилителей до приемлимого уровня (например до -40 дБм), затем выпрямить с помощью диода (например Шоттки), затем подать на компаратор, который будет срабатывать от определенных уровней. Вопрос у меня возник по поводу СВЧ диода, который мог бы детектировать сигналы с такими уровнями. Может ли кто-то подсказать, какой из ныне выпускающихся диодов (отечественных или зарубежных) мог бы подойти для моих целей?

Диоды с нулевым смещением (Planar doped barrier) делает Микран.
Есть и корпусированные и кристаллы.
Только -40 вы заколебаетесь выпрямлять. Очень маленькое напряжение на выходе будет.

Можно использовать СВЧ детектор, например ADL5501(50 МГЦ - 6 ГГц).

Диоды HSMS-2822 Вам в помощь.
Теоретически это возможно, только если хочется создать проблем а затем их героически преодолеть. Во-первых, снять сигнал со стандартного 50-омного тракта не нарушив сам тракт можно спомощью 10- или 20-децибельного направленного ответвителя. Поэтому усиливать до уровня -40dBm придется многокаскадным усилителем с G=50-60dB. Обеспечить устойчивость такого усилителя непростая задача.
Я бы применил микросхемный квадратурный демодулятор и подал на него опорный сигнал с частотой исследуемого сигнала. Если негде взять, сформировать отдельным синтезатором. Постоянные напряжения квадратур по выходу демодулятора усилить УПТ, сложить, затем на компаратор и светодиод.

Диодом HSMS-2822 я вытягивал только около -20 дБм.
Про Микрановские не знаю.
Обычно, я использовал микросхемы детекторов от Analog Devices (AD8313, AD8314 и др.). У них есть и до 6 Ггц.
Можно посмотреть микросхемы детекторов и других производителей.
Эти детекторы вытягивают сигнал примерно от -60...-70 дБм. Т.е. без одного дополнительного усилителя не обойтись.

А подключал диод без всяких направленников.
Просто подключал через конденсатор 1...3 пФ (входное сопротивление у диода большое).
С микросхемой детектора так не пролезет (входное 50 Ом).

И задача не очень реальная.
Т.к. в полосе 10...6000 МГц тепловой шум будет очень большой.
Для справки: уровень теплового шума в полосе 75 МГц около -95 дБм. Детектору надо около 6...10 запаса. Т.е. измерить в полосе 75 МГц он сможет сигналы только около -85..90 дБм. А в полосе 6000 МГц шум будет больше.
Выход: ставить узкополосные фильтры на контролируемые частоты (10...20 МГц) или понижать требования по чувствительности детектора на 10...15 дБ.

Добрый день,

Хм, что это за устройство такое, где выходной уровень -80дБм?!?
(Какой же тогда входной?)

Можно использовать еще VMMK-3113 (2-6ГГц от 0дБм).

С уважением,
К.

Конечно же, в случае широкополосного усиления и детектирования слабого сигнала тепловой шум есть дополнительная проблема, и как раз квадратурный демодулятор позволит обойти ее, так как полоса фильтрации измерительного тракта в этом случае будет определяться частотой среза ФНЧ по выходу демодулятора, а эта частота среза может быть хоть и единицы герц в зависимости от требуемой инерционности измерителя уровня.
Наиболее подходящая микросхема демодулятора HMC597LP4 (100-4000MHz).

Измеряете и детектируете и компарируете и лампочку зажикается одним кристаллом-логарифмическим детектором или линейным от lenear. -80dBM это уже "шум" и будете детектировать любой шум и помехи рядом. Можете конечно вырезать узкую полосу. Хотите усилить, опять в какой полосе?. Т.е. похоже Вам надо вначале построить неплохой радиоприемник на Ваши -80dBM, но тогда и примитивный диодный детектор и компаратор на операционнике, да и это не нужно, опять чип от linear за 2 дол.

Подскажите как согласовать диоды типа HSMS-2820 c ответвителем 50 Ом ? По даташиту стр 7 рис. 18, мне нужен линейный детектор. По рисунку там в параллель 68 Ом! Почему 68 ?
У меня частота работы 100-300 МГц.

не по сущесству последнего сообщения но по теме.
Если усиливать сигнал в такой широкой полосе, то неизбежно будет сильный перепад по усилению на разных частотах.
Сответственно, даже если шум не мешает, настроив датчик на одной частоте на один уровень, будем получать срабатывание датчика на другой частоте при совсем другом уровне исходного сигнала.

Потому, что стоящая за диодом ёмкость 33 pF на частоте 300МГц будет иметь сопротивление 200 (ом). И эти 200(ом) параллельно с резистором 68 (ом) дадут нужные 50 (ом).

похожая задача, к решению еще не преступал, но просто в мыслях крутится. Как контролировать скачок КСВН, т.е. неожиданное рассогласование в прямоугольном тракте выше 2.5, скажем? При мощностях 1-4 кВт, скорее всего на 2.4 ГГц будет. Где-то зонд напряжения предусмотреть на расстоянии нескольких четвертьволн от выхода? мне не нравится сама идея зонда в волноводе, да еще на 4 кВт. Но ответвитель в прямоугольном волноводе делать мне кажется накладно.

Что-то не получается. По всем известной формуле 33 пика на 300 МГц 16 Ом.

Что значит накладно? Если нужен контроль мощности, согласования, без направленных ответвителей не обойтись!

Я хочу упростить задачу до контроля самого факта рассогласования, т.е. +- лапоть. Т.е. до условий разрушения нагрузки, залития волновода жидкостью, или перелома тракта... Т.е. защитная мера чтобы подстраховать источник еще до того как сработают термопредохранители.

Какой-нибудь могучий циркулятор не подойдёт? Сам защитит, без дополнтельных наворотов.
Ну или в микрополосковый тракт перед волноводом (если такой есть) поставить направленный ответвитель, чтобы ловил отражёнку. Для лапотной точности направленности децибел 10-15 должно хватить.

По поводу детектора, попробовал просимулировать схему. Результаты достаточно интересные. Скрины схемы и параметров.
Поставил источник 50 Ом, мощность 0.5 Вт (на результаты согласования не влияло, только напр росло). А вот напряжение постоянки ДС от источника очень сильно меняло параметры, на скринах видно как изменялось S11 при изменении напряжения от 0 до 3.2 В. И в конце анализ переходного процесса при DC=0 и DC=3.2 В
Что это вообще за напряжение ? то которое диод выпрямит после себя ?
Мне например нужно контролировать КСВ и как тогда как быть, учитывая что напряжение на отраженке заведомо меньше чем на падающей?

Ну Вы же сами написали, что это "напряжение постоянки от источника". Значит, он вырабатывает не только синусоиду, но и постоянку. Если постоянка 0, то синусоида чистая. Если 3,2, то синусоида от источника сдвинута на 3,2 В вверх.
Диод при этом будет приоткрываться, и это, конечно, должно влиять на S11 и чувствительность детектора. Часто на детектор специально подают некое начальное постоянное смещение, чтобы загнать его на линейный участок ВАХ. Конечно, не 3 вольта, а гораздо меньше)




Тогда нужен направленный ответвитель или циркулятор. У нас в одном усилителе на выходе стоял циркулятор, а в его третьем выводе, куда попадает отражёнка от антенны, стоял датчик на диоде. Отражёнка попадала на датчик почти в чистом виде, а прямой сигнал был ослаблен циркулятором децибел на 25-30. КСВ вполне себе контролировался)

Микрополосков скорее всего вообще не будет, если только не SIW в случае твердотельного источника. Спецификации еще точно не задали. Циркулятор, да еще с фланцами WG8,9 на несколько КВт дорого наверное обойдется. В общем, это еще более качественное решение чем ответвитель, имхо. Хотелось вообще без этажей обойтись. Вот, подумал, как поведет себя зонд воткнутый в дырку на четвертьволны от выхода, скажем. И как компенсировать его влияние на тракт, если нужно вообще.

Я так и рассчитываю на направленном ответвителе. С ответвителя думаю где-то от 3-6 Вольт RMS будет. Но у ответвителя же с прямой будет напр. ослабленное на С дБ, а с порта отраженки еще меньше напряжение (допустим КСВ 3 это Впад в 2 раза больше чем Вотр.). Это на согласование влиять будет ?
Ну и по поводу графиков, допустим с zero bias напр. постоянки =0, тогда ведь диодный детектор ни фига не согласован получиться там 65 Ом примерно. Да и как-будто что то я упустил, иначе получается Avago неправильно рассчитали свою схему.

В реале диодный детектор не согласуют по импедансу- ставят перед ним резистивный аттенюатор 3 или более дб (если мощности после направленника много) и этого достаточно.

До 10GHz бывает и последовательная индуктивность и вместо пи, просто резистор на землю.

Мой опыт мне подсказывает. Что аттенюатор ставят после направленника для того, чтоб при разных мощностях разваливающееся согласование диода не разваливало направленник. т.к. направленик очень боится несогласованности плечь. И по этому редко используют детектор падающей+отраженной в одном направленнике.


Можно попросить у Вас проект. Как я понимаю это систем_вю? Очень интересно. Можно через личку.

Это Genesys 2012

То есть для согласования надо поставить аттенюатор 50 Ом на выходы направленника, а дальше погнали на детектор у которого 68 Ом входное сопр. ?

Это такие у которых 3 линии ? Центр основной полосок и 2 боковых у которых с разных сторон порты ? У меня направленник с 2 полосками: основным и доп. у которого порт со стороны источника это Fwd и со стороны нагрузки Rfl.

Зонд не имеет направленности (то есть невозможно отличить падающую волну от отраженной). Поэтому для измерения КСВн не годится, если конечно речь не идет о подвижном зонде. Но линия с подвижным зондом будет посложней ответвителя. Да и скорость измерения......

Согласен. Не имеет. Но я не собираюсь определять отраженную волну. Я хочу обнаружить стоячую волну. Подводящий волновод будет сравнительно коротким, несколько длинн волн. А поскольку частота фиксированная то я подумал расценивать резкий провал, или подскок напряжения с диода на другом конце коаксиала от зонда, как признак образования стоячей волны вследствие опасного нарущения согласования на выходе. чисто +-лапоть, но подумал, может сработать как дешевая мера предохранения.

Тогда работаь не будет, по крайне мере надежно. Или амплитудный детектор в плече нагрузки после циркулятора, или два направленника. А в чем проблемы с направленниками? Стандартная волноводная секция с двумя отверстиями связи, напротив которых две регулируемых поворотом петли связи.

Невозможно отличить таким способом стоячую волну от проходящей. Изменился уровень: может из-за изменения падающей мощности, может из-за изменения отраженной мощности, может из-за изменения фазы отраженной мощности. нельзя понять, что послужило причиной изменения.

Можно взять несколько зондов, расположенных на определенном расстоянии. Тогда зная длину волны, зная распределение по зондам (с учетом параметров каждого зонда на этой частоте) математически можно вычислить КСВн. Но это уже посложнее направленного ответвителя, по-моему.

уровень постоянной падающей мощности должен быть в пределах. если грубо округрлить суть, делаю печку. никаких приемопередающих систем. поэтому возникла мысль о стоячей волне с минимумами и максимумаами

Устройства контроля и для печи не лишние будут см. к примеру "Столяров О.И. Микроволновая печь и способ оптимизации ее конструктивных параметров. Патент RU 2253193" (http://www.findpatent.ru/patent/225/2253193.html) Да и на одной частоте они весьма компактны. На фото представлены ответвители Бете с одним отверстием связи. Углом поворота вторичной линии можно выбрать компромис между направленностью и полосой. Направленность обычно не хуже 30 дБ. Ответвитель тип III симметричный, меряет либо падающую либо отраженную в зависимости на какой порт повесить нагрузку, а на какой измеритель. У типа IX нагрузка запаяна и линни заранее развернуты в нужную сторону.