radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2018-21-3-79-84radioelectronics-238Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА СВЧMICROWAVE ELECTRONICSТемпературная коррекция широкополосных детекторов мощности на основе низкобарьерных диодовTemperature Correction of Broadband Power Detectors Based on Low-Barrier DiodesНечаевВ. Г.NechaevV. G.

Нечаев Владимир Геннадьевич – студент 2-го курса магистратуры (2018) Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, направление подготовки 11.03.01 «Радиотехника». Автор трех научных работ. Сфера научных интересов – измерение параметров сверхширокополосных сигналов СВЧ-диапазона.

пр. Ленина, 40, Томск, 634050.

Vladimir G. Nechaev – Master’s Student of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. The author of 3 scientific publications. Area of expertise: measurement of ultra wideband microwave signals parameters. 

40, Lenin Pr., 634050, Tomsk.

ne4aev.volodya@yandex.ruЗагороднийА. С.ZagorodnyA. S.

Загородний Андрей Сергеевич – кандидат технических наук (2014), доцент (2015) кафедры сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. Ведущий инженер департамента информационно-измерительных систем АО «НПФ "Микран"» в Томске. Автор 22 научных работ. Сфера научных интересов – устройства и компоненты СВЧ. 

пр. Ленина, 40, Томск, 634050.

Andrey S. Zagorodny – Ph.D. in Engineering (2014), Associate Professor (2015) of the Department of Microwave and Quantum Radio Engineering of Tomsk State University of Control Systems and Radio electronics. Leading engineer of the Department of Information-Measuring Systems of Research and Production Company "Micran" in Tomsk. The author of more than 20 scientific publications. Area of expertise: microwave devices and components. 

40, Lenin Pr., 634050, Tomsk

andreyzag@micran.ruДобриковА. И.DobrikovA. I.

Добриков Александр Иванович – магистр техники и технологий по направлению "Электроника и микроэлектроника" (2011), инженер-программист 1-й категории АО «НПФ "Микран"» в Томске. Сфера научных интересов – разработка программного обеспечения для встраиваемых систем; аналоговая и цифровая схемотехника; системы сбора и обработки данных; проектирование измерительного оборудования для СВЧ-применений. 

пр. Кирова, 51д, Томск, 634041.

Alexander I. Dobrikov – Master’s Degree in Engineering and Technology in Electronics and Microelectronics (2010). Engineer programmer of the 1st category of Research and Production Company "Micran" in Tomsk. Area of expertise: development of software for embedded systems; analog and digital circuitry; data acquisition and processing systems; design of measuring equipment for microwave applications. 

51d, Kirov Pr., 634041, Tomsk.

dobrikov@micran.ruТомский государственный университет систем управления и радиоэлектроники.РоссияTomsk State University of Control Systems and Radioelectronics .Russian FederationАО «НПФ "Микран"» .РоссияResearch and Production Company "Micran" .Russian Federation201828062018037984Copyright © Нечаев В.Г., Загородний А.С., Добриков А.И., 20182018Нечаев В.Г., Загородний А.С., Добриков А.И.Nechaev V.G., Zagorodny A.S., Dobrikov A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/238

Исследуется температурная зависимость сверхвысокочастотных преобразователей мощности. Приведены аналитические выражения сопротивления перехода и тока насыщения диода, позволяющие оценить степень влияния температуры на выходное напряжение диодных детекторов. Выполнено сравнение двух способов температурной коррекции. Известный способ заключается в достижении температурной стабилизации за счет использования идентичной пары диодов, один из которых компенсирует изменение сопротивления перехода второго диода при изменении температуры. В настоящей статье предложен альтернативный способ, заключающийся в формировании поправочных коэффициентов, позволяющих проводить температурную коррекцию результатов измерений в широком диапазоне мощностей. Представлены результаты экспериментальных исследований детекторов на основе низкобарьерных диодов ZB-28 с граничной частотой свыше 100 ГГц и тангенциальной чувствительностью 1 нВт. На основе температурных испытаний измерителей мощности СВЧ с использованием термодатчика реализован алгоритм термокоррекции, позволивший уменьшить изменение мощности с ±15 до ±1.5 %. Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный способ температурной коррекции широкополосных детекторов мощности с использованием показаний термодатчиков может успешно применяться в измерительном СВЧ-оборудовании различного типа.

The article is devoted to investigation of microwave power converter temperature dependence caused by changes in the current-voltage characteristic of diodes. The analytical expressions are given for such diode parameters as junction resistance and diode saturation current that allow to estimate temperature influence on diode detector output voltage. This paper presents a comparison of two methods, i.e. correlation based on a terminological method that works in con-junction with an arithmetic-logical mechanism. The first method implies that the temperature stabilizes by use of identical pair of diodes one of which compensates for temperature-induced changes of the second diode junction resistance. The second method involves formation of correction factors that allow performing temperature correction of measurement results in a wide range of capacities. Based on the conducted temperature tests of microwave power meters with the use of a temperature sensor in the microwave unit, the thermal correction algorithm was implemented. It allows to reduce the changes in the readings from ±15 to ±1.5%. Data from the results of experimental studies that can be used in measuring microwave equipment of various types. The results of experimental studies of detectors based on low-barrier diodes ZB-28 with a boundary speed exceeding 100 GHz and a tangential sensitivity of 1 nW are presented.

преобразователь мощностидетекторный диодтерморезистораппроксимациятемпературная коррекциякорректирующая функцияалгоритм коррекцииpower converterdetector diodethermistorapproximationtemperature correctioncorrection functioncorrection algorithmReferencesБилько М. И., Томашевский А. К., Шаров П. П. Измерение мощности на СВЧ. М.: Сов. радио, 1976. 165 с.Bil'ko M. I., Tomashevskii A. K., Sharov P. P. Izmerenie moshchnosti na SVCh [Measurement of Microwave Power]. Moscow, Sov. radio, 1976, 165 p. (In Russian)Planar zero bias Schottky diode detector operating in the E-and W-band / M. Hrobak, M. Sterns, M. Schramm, W. Stein. L.-P. Schmidt // Microwave Conf. (EuMC), Nuremberg, Germany, 6–10 Oct. 2013. Piscataway: IEEE, 2013. P. 179–182.Hrobak M., Sterns M., Schramm M., Stein W., Schmidt L.-P. Planar zero bias Schottky diode detector operating in the E-and W-band. Microwave Conference (EuMC). 6–10 October 2013, Nuremberg, Germany. Piscataway, IEEE, 2013, pp. 179–182.A W-band detector with high tangential signal sensitivity and voltage sensitivity / Linli Xie; Yonghong Zhang; Yong Fan; Conghai Xu; Yuanbo Jiao // 2010 Intern. Сonf. on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), Sichuan, China, 08–11 May 2010. Piscataway: IEEE, 2010. P. 528–531.Xie Linli; Zhang Yonghong; Fan Yong; Xu Conghai; Jiao Yuanbo. A W-band detector with high tangential signal sensitivity and voltage sensitivity. 2010 Int. conf. on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), 08–11 May 2010, Sichuan, China. Piscataway, IEEE, 2010, pp. 528–531.A broad W-band detector utilizing zero-bias direct detection circuitry / Kaida Xu, Yonghong Zhang, Linli Xie, Yong Fan // 2011 Intern. Conf. on Computational Problem-Solving (ICCP), Chengdu, China, 21–23 Oct. 2011. Piscataway: IEEE, 2011. P. 190–194.Xu Kaida, Zhang Yonghong, Xie Linli, Fan Yong. A broad W-band detector utilizing zero-bias direct detection circuitry. 2011 Int. conf. on Computational ProblemSolving (ICCP), 21–23 October 2011, Chengdu, China. Piscataway, IEEE, 2011, pp. 190–194.Eriksson H., Raymond W. A temperature compensated linear diode detector // Wireless Semiconductor Division Agilent Technologies Newark, California. URL: http://electronix.ru/forum/index.php?act=Attach&type=post&id=13726 (дата обращения: 30.05.2018).Eriksson H., Raymond W. A Temperature Compensated Linear Diode Detector. Wireless Semiconductor Division Agilent Technologies Newark, California. Available at: http://electronix.ru/forum/index.php?act=Attach&type=post&id=13726 (accessed: 30.05.2018).The Zero Bias Schottky Diode Detector at Temperature Extremes – Problems and Solutions, Application Note 1090. Agilent Technologies, Inc. 1999. URL: https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5966-0784E.pdf?id=1115310 (дата обращения: 30.05.2018).The Zero Bias Schottky Diode Detector at Temperature Extremes – Problems and Solutions, Application Note 1090. Agilent Technologies, Inc. 1999. Available at: https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5966-0784E.pdf?id=1115310 (accessed: 30.05.2018).Diode Detector Simulation using Agilent Technologies EEsof ADS Software, Application Note 1156 // Agilent Technologies, Inc. 1999. URL: http://g3ynh.info/circuits /diode_data/AN1156.pdf (дата обращения: 30.05.2018).Diode Detector Simulation using Agilent Technologies EEsof ADS Software, Application Note 1156. Agilent Technologies, Inc. 1999. Available at: http://g3ynh.info/circuits /diode_data/AN1156.pdf (accessed: 30.05.2018).ZB-28. Zero Bias Diode: Preliminary Datasheet // URL: http://micran.com/sites/micran_eng/data/UserFile/pdf /mmic/ZB-28.pdf (дата обращения: 08.05.2018).ZB-28. Zero Bias Diode: Preliminary Datasheet // Available at: http://micran.com/sites/micran_eng/data/UserFile /pdf /mmic/ZB-28.pdf (accessed: 08.05.2018).Сверхвысокочастотные низкобарьерные детекторные диоды на основе p–n-перехода / И. В. Юнусов, А. Ю. Ющенко, А. М. Плотникова, В. С. Арыков, А. С. Загородний // Изв. вузов. Физика. 2012. № 9–2. С. 294–297.Yunusov I. V., Yushchenko A. Yu., Plotnikova A. M., Arykov V. S., Zagorodnii A. S. Super-High-Frequency LowBarrier Detector Diodes Based on p-n Junction. Izvestiya vuzov. Fizika [Russian Physics Journal]. 2012, no. 9–2, pp. 294–297. (In Russian)Загородний А. С., Черепанов А. В. Детекторы мощности сигналов СВЧ компании «Микран» // СВЧэлектроника. 2016. № 1. С. 28–32.Zagorodnii A. S., Cherepanov A. V. "Micrane" Microwave Power Detectors. SVCh-elektronika [Microwave Electronics]. 2016, no. 1, pp. 28–32. (In Russian)Нечаев В. Г. Исследование детекторов сигналов СВЧ с двумя измерительными каскадами // Материалы 53-й Междунар. науч. студенческой конф. МНСК–2015 "Радиотехника, электроника, связь", Новосибирск,14 апр., 2015 г. / НГТУ. Новосибирск, 2015. С. 33.Nechaev V. G. Issledovanie detektorov signalov SVCh s dvumya izmeritel'nymi kaskadami [Investigation of Microwave Detectors with Two Measuring Cascades]. Materials of the 53rd Int. Scientific Student Conference of MSSC–2015 "Radio Engineering, Electronics, Communications". Novosibirsk,14 april, 2015. Novosibirsk State Technical University, 2015, p. 33.Системы термостатирования в радиоэлектронике: метод. указания для лабораторного практикума по радиофизике и радиоэлектронике / сост.: К. С. Сайкин, В. В. Тогудев; Казанский гос. ун-т. Казань, 1997. 17 с.Sajkin K. S., Togudev V. V. Temperature Control Sysems in Radio Electronics: Technical Tips for Laboratory Practical Work on Radio Physics and Radio Electronics. Kazan University. Kazan, 1997, 17 p. (In Russian)HSMS-282x. Surface Mount RF Schottky Barrier Diodes: Data sheet // URL: http://www.farnell.com/datasheets /89546.pdf (дата обращения: 08.05.2018).HSMS-282x. Surface Mount RF Schottky Barrier Diodes: Data Sheet. Available at: http://www.farnell.com/datasheets/89546.pdf (accessed: 08.05.2018).PTC-NTC for Surface Mounting Application // URL: http://www.murata.com/en-eu/products/thermistor /ntc (дата обращения: 08.05.2017).PTC-NTC for Surface Mounting Application. Available at: http://www.murata.com/en-eu/products/thermistor /ntc (accessed: 08.05.2017).Шашков А. Г. Терморезисторы и их применение. М.: Энергия, 1967. 320 c.Shashkov A. G. Termorezistory i ih primenenie [Thermoresistors and Their Application]. Moscow, Energiya, 1967, 320 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.