[發(fā)明專利]基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310278171.6
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103391096A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙家奇;朱忠博;冉立新
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的方法，其特征在于：計(jì)算機(jī)通過USB端口對接數(shù)字控制電路，對四個(gè)鎖相環(huán)頻率合成電路進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到對頻率的精確控制以及對輸出相位的修正，鎖相環(huán)頻率合成電路的輸出信號經(jīng)過倍頻濾波以及功率放大形成相位穩(wěn)定的激勵(lì)信號，激勵(lì)信號通過雪崩管高次倍頻達(dá)到太赫茲頻段，經(jīng)過修正激勵(lì)信號相位達(dá)到四路高次倍頻后的太赫茲波的相位同步，提高最后功率合成的效率，從而提高輸出的太赫茲波的功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)字控制電路（1），四個(gè)相同的單路模塊（2、3、4、5）和功率合成模塊（6）；數(shù)字控制電路（1）的一端通過USB端口與計(jì)算機(jī)連接，數(shù)字控制電路（1）的另一端分別經(jīng)四個(gè)相同的單路模塊（2、3、4、5）后，分別與功率合成模塊（6）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：所述的四個(gè)相同的單路模塊（2、3、4、5）均包括：鎖相環(huán)頻率合成電路（7）、倍頻濾波電路（8）、功率放大回路（9）和渡越時(shí)間雪崩二極管的高次連續(xù)倍頻結(jié)構(gòu)（10）；數(shù)字控制電路（1）輸出的信號分別經(jīng)每路鎖相環(huán)頻率合成電路（7）、每路倍頻濾波電路（8）、每路功率放大回路（9）和每路雪崩管高次倍頻結(jié)構(gòu)（10）后，最后通過功率合成模塊（6）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)字控制電路包括串并轉(zhuǎn)換芯片F(xiàn)T232RL、單片機(jī)Atmega88、復(fù)雜邏輯可編程器件XC95144和晶振TCXO；計(jì)算機(jī)輸出的控制信號依次通過USB端口、FT232RL、Atmega88輸出到XC95144的輸入口，TCXO的頻率信號直接輸出給XC95144，最后由XC95144輸出控制信號給4個(gè)單路模塊的鎖相環(huán)頻率合成電路（7）。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：所述的鎖相環(huán)頻率合成電路（7）是圍繞鎖相環(huán)芯片ADF4350搭建的電路，數(shù)字控制電路（1）輸入?yún)⒖碱l率信號和控制信號到ADF4350相應(yīng)的端口，芯片輸出頻率信號到倍頻濾波電路（8）。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：所述的倍頻濾波電路（8），鎖相環(huán)頻率合成電路產(chǎn)生的信號依次通過芯片LFCN-3800+、ADL5602、KSX2-14+、HFCN-7150+、LFCN-8400+輸出信號到功率放大回路（9）。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：所述的功率放大回路（9），倍頻濾波電路（8）產(chǎn)生的信號依次通過圍繞兩塊串聯(lián)的HMC407MS8G芯片和FMM5057芯片搭建的電路，最后輸出到雪崩管高次倍頻結(jié)構(gòu)（10）。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于相位同步用功率合成提高太赫茲波功率的系統(tǒng)，其特征在于：雪崩管高次倍頻結(jié)構(gòu)（10），功率放大回路（9）輸出的信號以及外部電壓電流偏置通過同軸線饋到渡越時(shí)間雪崩二極管，雪崩二極管輸出的太赫茲信號通過波導(dǎo)腔耦合到功率合成模塊（6）。