【摘要】：模擬研究了過模矩形波導(dǎo)WR10中n型硅探測(cè)芯片對(duì)TE10模亞毫米波的響應(yīng)。針對(duì)過模波導(dǎo)WR10中內(nèi)置n型硅芯片的亞毫米波探測(cè)結(jié)構(gòu),推導(dǎo)了基模工作時(shí)的靈敏度表達(dá)式。采用三維電磁場(chǎng)時(shí)域有限差分方法,模擬計(jì)算了過模波導(dǎo)中300～400GHz頻帶的TE10模亞毫米波與硅芯片的相互作用,分析了探測(cè)結(jié)構(gòu)中電壓駐波比和芯片內(nèi)平均電場(chǎng)隨硅芯片參數(shù)變化的規(guī)律。結(jié)果表明,在相同的芯片參數(shù)下,過模探測(cè)結(jié)構(gòu)并不影響電壓駐波比和芯片內(nèi)平均電場(chǎng)的大小,但兩者隨頻率變化的波動(dòng)程度增大。在300～400GHz工作頻帶內(nèi),優(yōu)化得到了性能較優(yōu)的過模探測(cè)結(jié)構(gòu),其電壓駐波比不大于2.75(335～380GHz頻帶內(nèi)不大于1.8),線性工作區(qū)的相對(duì)靈敏度約為0.127kW-1,頻率響應(yīng)的波動(dòng)范圍在±20.5%內(nèi),最大承受功率約為0.53kW,響應(yīng)時(shí)間為100ps量級(jí),滿足亞毫米波大功率脈沖的直接探測(cè)需求。
[Abstract]:The response of n-type silicon detector chip to TE10 mode submillimeter wave in an over-mode rectangular waveguide WR10 is simulated. According to the submillimeter wave detection structure of the n-type silicon chip embedded in the over-mode waveguide WR10, the sensitivity expression of the fundamental mode is derived. The interaction between the TE10 mode submillimeter wave and the silicon chip in the 300~400GHz frequency band in the over-mode waveguide is simulated by using the three-dimensional electromagnetic field finite difference time-domain method. The variation of voltage standing wave ratio (VSWR) and in-chip average electric field with silicon chip parameters is analyzed. The results show that the over-mode detection structure does not affect the VSWR and the average in-chip electric field under the same chip parameters, but the fluctuation degree between them increases with the frequency. In the operating band of 300~400GHz, the optimal over-mode detection structure is obtained. The VSWR is not more than 2.75 (335~380GHz band is not greater than 1.8), and the relative sensitivity of the linear workspace is about 0.127 kW-1. The range of frequency response is within 鹵20.5%, the maximum withstand power is about 0.53kW, and the response time is in the order of 100ps, which meets the requirement of direct detection of submillimeter wave high power pulse.
【作者單位】： 西北核技術(shù)研究所;高功率微波技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61231003)
【分類號(hào)】：TN814

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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6 王s，

本文編號(hào)：2411495