[實用新型]單面石英鰭線太赫茲平衡式三次倍頻電路

有效

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• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN206743195U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)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，尤其涉及一種單面石英鰭線太赫茲平衡式三次倍頻電路。

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。

在太赫茲通信、測量等系統(tǒng)中，源至關重要。目前小型化、低成本的固態(tài)太赫茲倍頻技術是國際上研究的熱點問題，主要是采用GaAs基平面肖特基二極管作為非線性倍頻器件，用以實現(xiàn)太赫茲頻段的功率輸出。基于固態(tài)電子技術對太赫茲頻率源進行拓展是一種有效的方式。在電路技術的發(fā)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(fā)展。而三次倍頻技術由于其頻率一次性倍乘3倍，頻率提升速度更快，也受到了廣泛的關注。

2000年后，有關固態(tài)倍頻技術的發(fā)展非常迅速，主要有平衡式電路和非平衡式電路結構。兩種電路均可通過增加肖特基二極管的數(shù)目，提高功率的承載能力，非平衡式電路較平衡式電路相比，由于肖特基二極管兩端直接與腔體壁接觸，散熱效果更好，較平衡式電路可以承載更大的輸入功率，非平衡式電路正逐漸被采用。較非平衡式電路，平衡式電路在諧波抑制上具有更加明顯的優(yōu)勢。例如以三次倍頻為例，平衡式電路可以有效抑制偶此諧波，因此頻譜純度更好。

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單面石英鰭線太赫茲平衡式三次倍頻電路，所述電路的射頻輸入輸出波導可以在同一直線上，方便電路人員設計，同時加工更為簡單，并可以承受大功率輸入，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：一種單面石英鰭線太赫茲平衡式三次倍頻電路，其特征在于：包括石英基板鰭線電路、兩個同向串聯(lián)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上的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；兩個所述肖特基二極管的一端與前側鰭線電連接，兩個所述肖特基二極管的另一端與后側鰭線電連接，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，兩個所述肖特基二極管之間為并聯(lián)連接；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石英匹配調節(jié)介質塊，所述介質塊的一端通過導電膠與所述前側鰭線電連接，所述介質塊的另一端通過導電膠與所述后側鰭線電連接。

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(xiàn)電連接。

進一步的技術方案在于：所述肖特基二極管包括四個以上相互串聯(lián)的肖特基二極管結，最外側的兩個所述肖特基二極管結的兩個自由端為所述同向串聯(lián)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4微米，串聯(lián)電阻3歐姆，結電容12fF，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：與傳統(tǒng)平衡式倍頻電路相比，所述電路的射頻輸入輸出波導在同一直線上，方便電路人員設計，同時加工更為簡單；可加入匹配調節(jié)介質塊進行阻抗調節(jié)，提高倍頻效率；二極管采用零偏置電路，不易燒毀，可靠性高；采用兩個同向串聯(lián)的GaAs基太赫茲肖特基二極管構成反向并聯(lián)的工作狀態(tài)，可以承受大功率輸入，提高輸出功率。

附圖說明

圖1是本實用新型第一個實施例所述電路的俯視結構示意圖；