[發明專利]太赫茲混頻器

在審

• 申請號: 201710557976.2
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107395128A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張立森;徐鵬;王俊龍;楊大寶;梁士雄;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: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16;H01P3/00
• 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混頻器。

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，常常需要利用混頻的方法實現太赫茲波信號頻率的變化，該過程通常是通過混頻器實現的。

傳統的混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混頻器的腔體體積過大，不利于混頻器結構的小型化。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種太赫茲混頻器，以解決現有技術中矩形波導結構使得混頻器的腔體體積過大，不利于混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混頻器，包括：

第一輸入端波導結構、第二輸入端波導結構和太赫茲混頻電路；

所述第一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第一輸入端波導結構的末級波導，所述第一輸入端波導結構的末級波導的末端為第一短路面；

所述第二輸入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，所述第二輸入端波導結構一端的一個第一減高波導為所述第二輸入端波導結構的末級波導，所述第二輸入端波導結構的末級波導的末端為第二短路面；

所述太赫茲混頻電路包括第一E面微帶探針、第二E面微帶探針、肖基特二極管、用于輸出混頻信號的電路傳輸線、第一低通濾波器、第二低通濾波器，所述第一E面微帶探針的一端與所述第一低通濾波器的輸入端連接，所述第一低通濾波器的輸出端與所述肖基特二極管的一端連接，所述肖基特二極管的另一端與所述第二E面微帶探針連接，所述第一E面微帶探針的另一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路傳輸線連接；

所述第一E面微帶探針通過所述第一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第一輸入端波導結構內，將接收到本振信號引至太赫茲混頻電路；所述第二E面微帶探針通過所述第二輸入端波導結構的末級波導上設置的第二開口延伸至所述第二輸入端波導結構內，將接收到射頻信號引至太赫茲混頻電路。

進一步地，所述第一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第一輸入端波導結構的末級波導。

進一步地，所述第一輸入端波導結構的末級波導的長度大于所述本振信號頻率的四分之一波導波長，所述第一開口位于所述第一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所述本振信號頻率的四分之一波導波長；所述第二輸入端波導結構的末級波導的長度大于所述射頻信號頻率的四分之一波導波長，所述第二開口位于所述第二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，所述第二開口與所述第二短路面的間距為所述射頻信號頻率的四分之一波導波長。

進一步地，所述太赫茲混頻電路還包括：輸入匹配電路；所述輸入匹配電路的輸入端與所述第一低通濾波器的輸出端連接；所述輸入匹配電路的輸出端與所述肖基特二極管連接。

進一步地，所述太赫茲混頻電路的外部設有電路主腔體。

進一步地，所述第二E面微帶探針通過接地金屬帶線與所述電路主腔體連接。

進一步地，所述肖基特二極管包括反向并聯的兩個二極管。

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，所述第一輸入端波導結構與所述第二輸入端波導結構的各級波導的E面重合。

進一步地，所述太赫茲混頻電路的基板為羅杰斯Rogers5880基板或石英基板。