[實用新型]雙面鰭線四管芯太赫茲平衡式二次倍頻電路

有效

• 申請號: 201720609214.8
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN206743194U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 王俊龍;馮志紅;房玉龍;楊大寶;梁士雄;張立森;趙向陽;徐鵬;邢東
• 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: 王占華

技術領域

本實用新型涉及多重倍頻變換電路技術領域，尤其涉及一種雙面鰭線四管芯太赫茲平衡式二次倍頻電路。

背景技術

太赫茲（THz）波從廣義上來講，是指頻率在 0.1-10THz范圍內的電磁波，其中 1THz=1000GHz，也有人認為太赫茲頻率是指0.3THz-3THz范圍內的電磁波。THz波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，THz技術是國際科技界公認的一個非常重要的交叉前沿領域。

基于固態電子技術對太赫茲頻率源進行拓展是一種有效的方式。目前用于太赫茲倍頻的電路形式主要有平衡式和非平衡式兩種。在電路技術的發展過程中，二次倍頻技術由于其倍頻效率高，得到了廣泛的發展。用于二次倍頻的電路中，基于平衡式的電路，效率可以高達40%到50%。典型的平衡式倍頻電路中，太赫茲肖特基二極管通過石英電路橫跨在輸入射頻波導中，一般射頻輸入波導和輸出波導呈90度垂直，不在一條直線上。此外，受限與波導寬度，因此二極管的管結數量受到限制，在大功率應用上，受到了限制。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙面鰭線四管芯太赫茲平衡式二次倍頻電路，所述電路方便電路人員設計，同時加工更為簡單，且石英電路采用雙面電路，可提高倍頻效率，通過正反兩面各設置兩個肖特基二極管，可承受較大的功率輸出，提高輸出功率。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種雙面鰭線四管芯太赫茲平衡式二次倍頻電路，其特征在于：包括石英基板鰭線電路、四個反向串聯的GaAs基太赫茲肖特基二極管、射頻輸入波導和射頻輸出波導，所述石英基板鰭線電路包括石英電路基板和位于石英電路基板正反面的鰭線，位于正面的鰭線包括第一至第二輸入鰭線和第一至第二輸出鰭線，所述第一輸入鰭線的一端與第一輸出鰭線的一端相連接后構成前側鰭線，所述第二輸入鰭線的一端與第二輸出鰭線的一端相連接連接后構成后側鰭線，所述前側鰭線與后側鰭線之間保持一定的間隔，且兩者之間的距離從左到右先逐漸變小，再保持一段距離不變，后逐漸變大；位于正面的兩個所述肖特基二極管的一端與正面的前側鰭線電連接，位于正面的兩個所述肖特基二極管的另一端與正面的后側鰭線電連接，且所述肖特基二極管位于前側鰭線與后側鰭線間距離保持不變的位置處；所述石英電路基板的反面有與其正面相同的鰭線以及肖特基二極管結構，且正面的鰭線以及肖特基二極管與反面的鰭線以及肖特基二極管的位置相對應；所述石英電路基板的一端位于所述射頻輸入波導的波導槽內，所述石英電路基板的另一端位于所述射頻輸出波導的波導槽內。

進一步的技術方案在于：所述倍頻電路還包括兩個石英匹配調節介質塊，位于正面的所述介質塊的一端通過導電膠與正面的所述前側鰭線電連接，位于正面的所述介質塊的另一端通過導電膠與正面的所述后側鰭線電連接，位于反面的所述介質塊的位置與位于正面的所述介質塊的位置相對應。

進一步的技術方案在于：所述石英電路基板包括輸入石英電路基板和輸出石英電路基板，所述輸入鰭線位于所述輸入石英電路基板上，所述輸出鰭線位于所述輸出石英電路基板上。

進一步的技術方案在于：所述輸入石英電路基板的寬度大于所述輸出石英電路基板的寬度。

進一步的技術方案在于：所述肖特基二極管的兩端通過導電膠與所述鰭線實現電連接。

進一步的技術方案在于：每個所述肖特基二極管包括兩組相互串聯的肖特基二極管結串，每個所述二極管接串包括兩個以上相互串聯的肖特基二極管結，兩個所述二極管結串位于內側的相同電極通過中央焊盤連接為一體，兩個二極管結串位于外側的電極為所述反向串聯的GaAs基太赫茲肖特基二極管的兩個電極。

進一步的技術方案在于：所述肖特基二極管中單個肖特基二極管結的直徑為2微米，串聯電阻5歐姆，結電容7fF，寄生電容3fF。

進一步的技術方案在于：所述鰭線使用Au制作，厚度為2微米至4微米。

進一步的技術方案在于：所述石英電路基板的厚度為30微米到75微米。

進一步的技術方案在于：所述石英基板鰭線電路放置在波導的b方向中心處。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本實用新型采用石英作為電路基板，石英電路基板的正反面均制作鰭線電路，在正反面鰭線上倒裝焊接反向串聯的GaAs基太赫茲肖特基二極管作為非線性倍頻器件，且所述肖特基二極管在石英電路基板正反兩面所處位置相同。通過在石英電路基板的正反兩面制作鰭線，將波導中的TE10模轉換到鰭線上，實現波導模式到鰭線微帶模式的變換，也實現波導到平面微帶電路的阻抗變換。