[發明專利]太赫茲頻段雙縫型混頻天線

有效

• 申請號: 201210384791.3
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102881987A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 胡延安
• 申請（專利權）人: 胡延安
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q23/00;H01L21/77;H01L27/06
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 龔海軍

技術領域

本領域涉及太赫茲波探測技術領域，特別是涉及太赫茲頻段雙縫型混頻天線、太赫茲頻段雙縫型亞諧波混頻天線以及太赫茲頻段雙縫型亞諧波可偏置混頻天線。

背景技術

太赫茲是最后一段被開發的電磁頻譜。太赫茲輻射的獨特性能使得太赫茲成像技術成為當今研究熱點之一。太赫茲探測器是太赫茲成像的關鍵部件之一，其核心是太赫茲天線與混頻器。為了實現探測器的小型化并易于形成大規模陣列，可以將天線與混頻器集成起來，即混頻天線；可以廣泛應用于成像、射電天文、通信等領域。尤其是在焦平面成像領域，混頻天線是一種低成本、小體積、易于形成陣列的方案，因此具有廣泛的應用前景，是太赫茲波探測裝置方面的一個有效選擇。

傳統的混合集成方式不利于實現太赫茲混頻天線的高一致性和小體積。此外，對于某些應用來說，需要能夠實現選頻特性好的空間耦合以及線極化混頻天線。

由于太赫茲頻段本振信號源仍是一個技術問題，因此希望利用比射頻信號頻率更低的本振源實現太赫茲信號的混頻。

此外，傳統的亞諧波混頻中拓撲結構難以實現兩個二極管的同時偏置，因而不利于提高變頻效率。

發明內容

本發明是鑒于上述問題所提出的，其目的是提出一種太赫茲頻段雙縫型混頻天線，可以實現空間太赫茲信號的耦合和檢測。

本發明的另一個目的是提出一種太赫茲頻段雙縫型亞諧波混頻天線，可以實現空間太赫茲信號的耦合和檢測，并且降低對本振頻率的需求。

本發明的另一個目的是提出一種太赫茲頻段雙縫型亞諧波可偏置混頻天線，可以實現空間太赫茲信號的耦合和檢測，并且降低對本振頻率和功率的需求。

根據本發明的第一方便，提供了一種太赫茲頻段雙縫型混頻天線，包括雙縫型天線和肖特基二極管，肖特基二極管包括肖特基接觸電極、歐姆接觸電極和電鍍引線，肖特基二極管位于雙縫型天線的射頻饋電端口位置；肖特基二極管的肖特基接觸電極通過電鍍引線與雙縫型天線的一極相連；肖特基二極管的歐姆接觸電極與雙縫型天線的另一極相連；采用半導體工藝制作肖特基二極管和雙縫型天線，肖特基二極管和雙縫型天線以同一半絕緣砷化鎵層為襯底。

在半絕緣砷化鎵層上形成重摻雜n+型砷化鎵層，在重摻雜n+型砷化鎵層上形成輕摻雜n-型砷化鎵層；所述的重摻雜n+型砷化鎵層的摻雜濃度為10¹⁸量級；所述的輕摻雜n-型砷化鎵層的摻雜濃度為10¹⁶～10¹⁷量級；所摻雜質為硅。

在輕摻雜n-GaAs層上形成二氧化硅層，在二氧化硅層開有小孔，肖特基接觸電極位于小孔中，肖特基接觸電極與輕摻雜n-型砷化鎵層接觸形成肖特基結；歐姆接觸電極形成在重摻雜n+型砷化鎵層上；電鍍引線形成在二氧化硅層和肖特基接觸電極上；太赫茲肖特基二極管還包括溝道，溝道形成在重摻雜n+GaAs層、輕摻雜n-GaAs層和二氧化硅層中，溝道中重摻雜n+GaAs層、輕摻雜n-GaAs層和二氧化硅層被除去；溝道的形狀為反錐形，溝道的下表面與半絕緣GaAs材料接觸，溝道的上表面與電鍍引線接觸，溝道的側面從溝道的下表面相對于半絕緣GaAs材料成預定的角度延伸到上表面，溝道的上表面大于溝道的下表面；雙縫型天線的金屬形成在半絕緣砷化鎵層或重摻雜n+型砷化鎵層上。

根據本發明的第二方面，提供了一種太赫茲頻段雙縫型亞諧波混頻天線，包括雙縫型天線、第一肖特基二極管、第二肖特基二極管；所述每一個肖特基二極管都包括肖特基接觸電極、歐姆接觸電極、電鍍引線；所述第一肖特基二極管和第二肖特基二極管位于雙縫型天線的射頻饋電端口位置；所述的第一肖特基二極管的肖特基接觸電極通過電鍍引線與所述的第二肖特基二極管的歐姆接觸電極相連，并與雙縫型天線的一極相連；所述的第二肖特基二極管的肖特基接觸電極通過電鍍引線與所述的第一肖特基二極管的歐姆接觸電極相連，并與所述天線的另一極相連；采用半導體工藝制作所述肖特基二極管和雙縫型天線，所述肖特基二極管和雙縫型天線以同一半絕緣砷化鎵層為襯底。

在半絕緣砷化鎵層上形成重摻雜n+型砷化鎵層，在重摻雜n+型砷化鎵層上形成輕摻雜n-型砷化鎵層；所述的重摻雜n+型砷化鎵層的摻雜濃度為10¹⁸量級；輕摻雜n-型砷化鎵層的摻雜濃度為10¹⁶～1017量級；所摻雜質為硅。