本文研究主要集中在半导体器件微波压制效应,开展了微波限幅器非线性压制效应实验研究。非线性效应主要与微波脉冲功率大小有关,微波功率大小不同,对半导体器件的破坏程度也不同。从微波对半导体器件的非线性作用方式和作用结果看,微波功率较小时表现为非线性检波效应、非线性变频效应和非线性压缩效应,在半导体器件非线性压制效应方面,开展了微波前端器件饱和压制效应对半导体器件模拟信号输出特性影响的研究,将参考工作信号与微波脉冲信号复合后注入研究的前端器件,研究HPM 信号对于正常工作信号的压制作用。
对于微波限幅器,研究了1.362 GHz 的微波脉冲信号对9.375 GHz 连续波目标信号(峰值功率10 dBm)的压制效果,实验结果如图1 所示,研究了相同重频、不同脉宽、不同峰值功率作用下的压制时间(限幅器恢复时间),图中对实验压制时间及微波脉冲功率进行归一化处理。相同重频、不同峰值功率和脉宽HPM 脉冲对限幅器压制效果如图2 所示:可以看出,微波信号扣除自身微波脉冲宽度后,对限幅器的压制作用随微波脉冲宽度变化不大。
图1 微波对限幅器压制时间与功率、脉宽关系
图2 不同脉宽微波脉冲对限幅器压制效果
研究了不同峰值功率微波脉冲对限幅器的压制效果,实验结果如图3 所示,由实验结果可知,不同峰值功率微波信号扣除自身微波脉冲宽度后,对限幅器的压制时间近似稳定,当峰值功率增加时,压制时间有所延长。
图3 不同峰值功率微波脉冲对限幅器压制效果(www.xing528.com)
可以看到,微波脉宽对微波限幅器压制时间影响不大,峰值功率对微波限幅器的压制时间有影响,但是压制效果有限,总体来看,微波对微波限幅的压制时间在百ns~1 μs 范围。
对于低噪声放大器(LNA),研究了9.363 GHz 的微波脉冲信号对1.3 GHz 连续波(峰值功率-10 dBm)目标信号的压制效果,实验结果如图4 所示。开展不同峰值功率、脉宽条件下LNA 恢复时间研究,在较低峰值功率微波脉冲作用下LNA 处于饱和状态下压制恢复时间较短,大功率条件下压制效应增强,随微波脉冲功率增加,压制持续时间展宽,微波脉冲脉宽对压制持续时间影响不大,具体实验结果如图5 所示。
图4 不同峰值功率微波对LNA 压制效应结果
图5 不同脉宽微波脉冲对LNA 饱和压制持续时间
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