[發明專利]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

有效

• 申請號: 201310278171.6
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103391096A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 趙家奇;朱忠博;冉立新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 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：計算機通過USB端口對接數字控制電路，對四個鎖相環頻率合成電路進行調制，達到對頻率的精確控制以及對輸出相位的修正，鎖相環頻率合成電路的輸出信號經過倍頻濾波以及功率放大形成相位穩定的激勵信號，激勵信號通過雪崩管高次倍頻達到太赫茲頻段，經過修正激勵信號相位達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.根據權利要求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，其特征在于：包括數字控制電路（1），四個相同的單路模塊（2、3、4、5）和功率合成模塊（6）；數字控制電路（1）的一端通過USB端口與計算機連接，數字控制電路（1）的另一端分別經四個相同的單路模塊（2、3、4、5）后，分別與功率合成模塊（6）連接。

3.根據權利要求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，其特征在于：所述的四個相同的單路模塊（2、3、4、5）均包括：鎖相環頻率合成電路（7）、倍頻濾波電路（8）、功率放大回路（9）和渡越時間雪崩二極管的高次連續倍頻結構（10）；數字控制電路（1）輸出的信號分別經每路鎖相環頻率合成電路（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構（10）后，最后通過功率合成模塊（6）連接。

4.根據權利要求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，其特征在于：所述的數字控制電路包括串并轉換芯片FT232RL、單片機Atmega88、復雜邏輯可編程器件XC95144和晶振TCXO；計算機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個單路模塊的鎖相環頻率合成電路（7）。

5.根據權利要求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，其特征在于：所述的鎖相環頻率合成電路（7）是圍繞鎖相環芯片ADF4350搭建的電路，數字控制電路（1）輸入參考頻率信號和控制信號到ADF4350相應的端口，芯片輸出頻率信號到倍頻濾波電路（8）。

6.根據權利要求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，其特征在于：所述的倍頻濾波電路（8），鎖相環頻率合成電路產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.根據權利要求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，其特征在于：所述的功率放大回路（9），倍頻濾波電路（8）產生的信號依次通過圍繞兩塊串聯的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構（10）。

8.根據權利要求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，其特征在于：雪崩管高次倍頻結構（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間雪崩二極管，雪崩二極管輸出的太赫茲信號通過波導腔耦合到功率合成模塊（6）。