Diseño y fabricación de un detector de potencia diferencial en la banda ISM 2.4GHz

Abstract

Actualmente existe un gran interés en el uso de la radiación de ondas submilimétricas (300GHz-3THz) para aplicaciones de imaging y análisis espectroscópico de materiales y sustancias. En comparación con la tecnología convencional de ondas milimétricas, imaging a frecuencias de THz proporciona una resolución incrementada mientras que se mantiene la capacidad de atravesar diversos materiales como plásticos, papel y madera. En este Proyecto Fin de Carrera se presenta el diseño de un detector de potencia diferencial que trabaja a 2.4GHz. Dicho detector forma parte de un caso particular de un mezclador resistivo basado en FET, donde puerta y drenador se conectan mediante un condensador. Con esto se consigue que la señal de RF y la señal de LO sean la misma, y, por tanto, la señal de IF sea continua (DC). La relación que mantiene dicha corriente con la señal de entrada es cuadrática. A partir del valor de corriente es posible inferir el nivel de potencia a la entrada del detector.

There is an increased interest in the use of THz radiation for imaging and spectroscopic analysis of materials and substances. Compared with conventional millimeter wave technologies, imaging at THz frequencies provides an increased resolution while penetration of several material such as plastics, paper and wood is maintained. In this work differential power detector design at 2.4GHz is presented for illustration purposes. Such detector is based on the FET resistive mixer concept, where self-mixing is provided with an additional coupling capacitor which simultaneously couples the signal to the LO and RF ports. In such way, DC current can be extracted from the drain. Relation between this current and input signal level is quadratic. From the current readout, it is possible to obtain the power level received at the detector input.