تضعیف کننده متغیر با کنترل الکترونیکی مادون قرمز نزدیک برای بازه فرکانسی W-Band

مقاله حاضر به طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد یک تضعیف کننده با عملکرد بالا برای امواج میلی متری (mm-wave) پرداخته است که در بازه فرکانسی ۷۵–۱۱۰ گیگاهرتز عمل می کند و توسط نور نزدیک به مادون قرمز کنترل می شود. این دستگاه به یک دامنه کاهش تا ۵۰ دسیبل با دقت کنترل مرحله ای به اندازه ۰.۱ دسیبل دست می یابد. یک موج راه مبتنی بر سیلیکون با مقاومت بالا (HR ) که با استاندارد موج راه مستطیلی WR۱۰ سازگار است، به عنوان وسیله انتقال عمل می کند و به طور یکپارچه با موج راه های مستطیلی WR۱۰ از جنس فلز از طریق اتصالات فلزی بهینه شده برای حمایت از عملیات حالت تک E۱۱y ادغام می شود. ابعاد آن به طور خاص برای پشتیبانی از عملکرد حالت تک E۱۱y تنظیم شده است. کنترل کاهش با استفاده از سه دیود ساطع کننده نور NIR (LED ) که توان کلی آن ها ۲۱ میلی وات در طول موج ۸۷۰ نانومتر است، انجام می شود. نور حامل های بار را در موج راه سیلیکونی تولید می کند، که منجر به افزایش هدایت الکتریکی و کاهش سیگنال امواج میلی متری با کمترین اعوجاج می شود. مکانیزم حامل های تولیدی در سیلیکون مبتنی بر جذب فوتون های مادون قرمز نزدیک است. در نتیجه، حامل های بار از نوار ظرفیت به نوار هدایت منتقل می شوند و منجر به افزایش هدایت الکتریکی می شود. این مکانیزم کاهش، سطوحی معادل ۵۰ دسیبل را فراهم می آورد و دقت و کارآیی انرژی را تضمین می کند. تلفات بازگشت اندازه گیری شده (S۱۱) بالاتر از ۱۷ دسیبل است که در بازه فرکانسی ۷۵ تا ۱۱۰ گیگاهرتز پایدار باقی می ماند. ساختار محکم و مقاوم تضعیف کننده آن را برای سیستم های ارتباطات بی سیم امواج میلی متری (mm-wave) و ترانزیشن های فرکانس بالا و پایین (THz) ایده آل می سازد. لازم به ذکر است که این تضعیف کننده طراحی شده همچنین می تواند به عنوان یک مدولاتور THz عمل کند. با انتخاب دقیق تر طول عمر حامل در سیلیکون آلوده شده و انتخاب مناسب دیودهای LED، این امکان به طور قابل توجهی فراهم می شود که نرخ مدولاسیون را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

کلیدواژه ها:

تضعیف کننده ، مواج میلی متری ، نور نزدیک به مادون قرمز (NIR) ، دیود ساطع کننده نور (LED) ، سیلیکون آلوده شده