摘要：设计并验证了一种基于集总电阻和pin二极管的可切换吸透一体超材料结构,以实现宽带透波和通带可开关特性。该超材料单元结构由连接集总电阻的交指谐振器、带通频率选择表面层以及加载pin二极管的开关控制层组成。通过等效电路理论对单元结构与谐振频率之间的关系进行了分析。通过对单元结构的表面电流和电场分布的分析,揭示了其吸波机理。研究结果表明:当pin二极管处于导通状态时,设计的结构在9.48~10.31GHz透波频段内插入损耗低于1d B,在5.34~8.08GHz和11.89~15.14GHz频段内具有90%以上的吸波率,并且在5.21~15.37GHz频带内整体反射系数低于-10d B,展现出良好的宽频隐身效果;而当pin二极管处于截止状态时,原本的通带变为全反射带,反射系数大于-1d B。这一设计在隐身领域具有潜在应用价值。

摘要：为了在宽频内实现可开关的高效率线极化转换,设计了一个嵌入pin二极管的十字架型极化转换超表面。仿真结果显示,当pin二极管处于导通状态时,在4.03~7.71 GHz范围内,该超表面的极化转换率超过90%,相对带宽为62.7%;当pin二极管处于截止状态时,该超表面在工作频段相当于反射板。通过理论分析和表面电流分布解释了极化转换机理。最后,对所制作样品的实验测量进一步证实了该超表面可开关的极化转换效果。所设计的超表面有望应用于电磁兼容和极化探测等领域。

摘要：本文设计了一种基于pin二极管进行波束扫描的10×10超表面反射天线阵列。该天线阵列的天线单元表面由一个圆形金属贴片和四个寄生元件组成,通过控制寄生元件的工作状态改变天线单元上的电流,使天线单元在不同状态下理论上形成180°的相位差。本文采用CST软件对天线进行了仿真分析,天线的工作频率在15 GHz,在基于离散幅度加权的波束扫描计算原理中加入了参考相位,进行了方向图重构的优化,并通过对仿真结果的分析找到了最能还原方向图的参考相位,提升了天线的波束扫描能力。由于传统相控阵单元需要加装移相器,而该天线单元只需要二极管,所以它的结构较为简单,制作成本低廉,适合构成大型阵列。CST仿真结果表明,超表面天线在ZOX平面上±50°范围内有着良好的波束扫描结果。

摘要：本文提出了一种32~40 GHz高耐功率砷化镓(Gallium Arsenide,GaAs)pin二极管限幅低噪声放大器单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)。将pin限幅器与低噪声放大器联合设计,同时采用高鲁棒性低噪声放大器网络,提高了限幅低噪声放大器的耐功率和小信号特性。为了降低放大器的噪声系数,提出了包含电感和pin二极管的T型匹配单元,将多个匹配单元级联作为低噪声放大器的输入匹配网络。该限幅低噪声放大器MMIC采用0.15-μm pin/pHEMT工艺制造。测试结果表明,该芯片可以承受最高为38 dBm的连续波30 min不损坏。在32~40 GHz频率范围内,电路的小信号增益和噪声系数分别为18±0.4 dB和2.5~2.8 dB,证明了该设计方法的有效性。在目前报道的限幅低噪声放大器MMIC中,该限幅低噪声放大器具有最高的工作频率,该电路可广泛的应用于高功率、高机动性的毫米波雷达系统中。

摘要：为了研究pin二极管对快上升沿电磁脉冲的响应,基于pin二极管时域等效电路模型,仿真研究了pin二极管电路在快上升沿电磁脉冲作用下的瞬态电压特性。以集总参数巴特沃斯低通滤波器电路为原型,通过拟合二极管寄生参数值,结合键合金丝电感参数,设计了一款基于pin二极管的快上升沿电磁脉冲防护电路模块,并对防护电路模块的快上升沿电磁脉冲防护性能进行了测试。结果表明:在1～250 MHz短波、超短波频段内,防护模块的插损小于0. 38 d B;当输入方波脉冲为4 000 V时,限幅响应时间小于2 ns,输出电平小于30 V,满足快上升沿电磁脉冲的防护要求。

摘要：根据pin二极管的工作原理,设计了一种有线电视控制器,实现了有线电视信号的有效控制,并降低了有线电视收费管理系统成本。该电路结构简单,器件体积小,成本低,效果好,充分体现了pin二极管在有线电视信号控制中的作用,具有广阔的应用前景。

摘要：射频可变增益放大器大多基于CMOS工艺和砷化镓工艺,通过改变晶体管的偏置电压或建立衰减器增益控制结构实现增益可调.本文采用高性能的射频锗硅异质结双极晶体管,设计并制作了一款射频可变增益放大器.放大器的增益可控性通过改变负反馈支路中pin二极管的正向偏压来实现.基于带有pin二极管反馈的可变增益放大器的高频小信号等效电路,本文详细分析了增益可控机制,设计并制作完成了1.8GHz的可变增益放大器.测试结果表明在频率为1.8GHz时,控制电压从0.6V到3.0V的变化范围内,增益可调范围达到15d B;噪声系数低于5.5d B,最小噪声系数达到2.6d B.整个控制电压变化范围内输入输出匹配均保持良好,线性度也在可接受范围内.

摘要：以主动式毫米波全息成像的应用为背景,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研制的异质结AlGaAs/GaAs pin二极管毫米波开关为安检成像领域的关键核心器件,为此提出一种基于高、低阻抗变换线的补偿结构以优化高频处的匹配程度。设计合适的毫米波倍频链路、低插入损耗的带通滤波器以及低插入损耗和高隔离度的开关通道阵列,实现一款满足系统要求的输出功率和一致性且谐波抑制良好的发射前端。结果表明,在28~34 GHz频段内,各通道的输出功率大于10 dBm,谐波抑制度大于22 dBc,通道间的隔离度大于23 dB,通道间的差异小于2 dB,满足主动成像发射端的要求。集成相应天线阵列和接收前端后进行成像实验,可以得到分辨率为0.5 cm的毫米波成像。

摘要：电磁脉冲作用下,位于射频前端的限幅器能对接收机起基本保护作用。通过试验研究基于多级pin二极管的限幅器在方波脉冲和超宽带脉冲注入时的电磁脉冲损伤阈值以及损伤效应,发现当入射电磁脉冲幅度超过损伤阈值时,限幅器存在不可逆转的损伤累积效应。此外,利用时域反射技术对限幅模块的内部损伤部位进行了定位,发现相对于前级pin二极管,后级pin二极管更易发生损伤,损伤原因判断为前级二极管I层较厚,因此其对陡前沿脉冲的响应时间较慢、尖峰电压泄漏高达上百伏,导致后级I层较薄、耐压等级较低的pin二极管受到过电压击穿。

摘要：传统切换天线采用机械开关或电子开关,高频损耗不可忽视,pin二极管具有非常低的自身电容,而且在高频时器件实际上呈纯阻性,通过借助正向偏置电流,可以使其电阻值在1Ω~10000Ω之间改变,设计一种基于pin二极管的高频信号天线切换开关,这种电子式天线开关包括+12 V电源电路、单刀四掷开关电路、发光二极管电路、去耦电容电路、接地电阻电路、扼流圈电路、限流电阻电路、天线输入连接器电路、输出连接器电路、pin二极管电路,完美实现高频信号的切换、脉冲调制和移相。