[發明專利]太赫茲奇次平衡式倍頻器

在審

• 申請號: 201710556845.2
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107395125A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張立森;楊大寶;王俊龍;梁士雄;徐鵬;趙向陽;馮志紅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H03B19/16
• 分類號: H03B19/16
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 趙寶琴

技術領域

本發明屬于太赫茲器件技術領域，尤其涉及一種太赫茲奇次奇次平衡式倍頻器。

背景技術

通常將頻率在0.1-10THz范圍內的電磁波定義為太赫茲波(THz波)，它介于毫米波和紅外光之間，處于從電子學光向光子學的過渡區。THz波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，具有頻率高、帶寬寬、安全性好等特點，在安檢、通信、同行、雷達、射電天文中應用廣泛。由于太赫茲波頻頻率較高，為了得到穩定可靠的信號源，常常需要利用倍頻的方法獲得太赫茲波，該過程通常是通過倍頻器實現的。其中倍頻器可以分為平衡式倍頻器和非平衡式倍頻器，平衡式倍頻器又可分為奇次平衡式倍頻器和奇次平衡式倍頻器。

傳統的奇次平衡式倍頻器一般在輸入端和輸出端采用高品質因數(Q值)的矩形波導諧振腔實現肖特基二極管的阻抗匹配和濾波功能，但是這種矩形波導諧振腔的結構使得倍頻器的腔體體積過大，不利于奇次平衡式倍頻器結構的小型化。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種太赫茲奇次奇次平衡式倍頻器，以解決現有技術中矩形波導結構使得倍頻器的腔體體積過大，不利于奇次平衡式倍頻器結構的小型化的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種太赫茲奇次平衡式倍頻器，包括：輸入端波導結構、輸出端波導結構和太赫茲奇次平衡式倍頻電路；

所述輸入端波導結構包括一個第一標準波導，所述第一標準波導為所述輸入端波導結構的末級波導，所述輸入端波導結構的末級波導的末端為第一短路面；

所述輸出端波導結構包括依次連接的至少一個第二標準波導和至少一個第一減高波導，所述輸出端波導結構一端的一個第一減高波導為所述輸出端波導結構的末級波導，所述輸出端波導結構的末級波導的末端為第二短路面；

所述太赫茲奇次平衡式倍頻電路包括通過傳輸線依次連接的第一E面微帶探針、肖基特二極管和第二E面微帶探針；

所述第一E面微帶探針通過所述輸入端波導結構的末級波導上設置的第一開口延伸至所述輸入端波導結構內，將接收到的本振信號從輸入端波導結構的腔體內耦合至所述肖基特二極管；所述第二E面微帶探針通過所述輸出端波導結構的末級波導上設置的第二開口延伸至所述輸出端波導結構內，將本振信號經過所述肖基特二極管倍頻處理后的得到射頻信號耦合至所述輸出端波導結構的腔體內。

進一步地，所述輸入端波導結構還包括一個與所述第一標準波導連接的第二減高波導，所述第二減高波導為所述輸入端波導結構的末級波導。

進一步地，所述輸入端波導結構的末級波導的長度大于本振信號基波頻率的四分之一波導波長，所述第一開口位于所述輸入端波導結構的末級波導的H面徑向軸線處且于軸線平行，所述第一開口與所述第一短路面的間距為信號基波頻率的四分之一波導波長；所述輸出端波導結構的末級波導的長度大于本振信號經過倍頻處理后產生的諧波頻率的四分之一波導波長，所述第二開口位于所述輸出端波導結構的末級波導的H面徑向軸線處且于軸線平行，所述第二開口與所述第二短路面的間距為本振信號經過倍頻處理后產生的諧波頻率的四分之一波導波長。

進一步地，所述太赫茲奇次平衡式倍頻電路還包括：第一低通濾波器、輸入匹配電路；所述第一低通濾波器的輸入端與所述第一E面微帶探針連接，所述第一低通濾波器的輸出端與所述輸入匹配電路的輸入端連接；所述輸入匹配電路的輸出端與所述肖基特二極管連接；所述肖基特二極管的與所述第二E面微帶探針連接。

進一步地，所述的太赫茲奇次平衡式倍頻器，還包括偏置電路，所述偏置電路包括接入直流電源的偏置電路微帶線和第二低通濾波器、電容；所述偏置電路微帶線的輸出端與所述第二低通濾波器的輸入端連接，所述第二低通濾波器的輸出端與所述電容連接，所述電容通過跳線與所述肖基特二極管連接。

進一步地，所述偏置電路的外部設有偏置電路腔體。

進一步地，所述太赫茲倍頻電路外部設置電路主腔體。

進一步地，所述肖基特二極管通過接地金屬與所述電路主腔體連接。

進一步地，所述第一低通濾波器為5階或7階高低阻抗微帶線。

進一步地，所述輸入端波導結構與所述輸出端波導結構的各級波導的E面重合。