[實用新型]基于單片集成技術的太赫茲低噪聲輻射計前端

有效

• 申請號: 201721810263.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN207923288U
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 陳波;吳三統
• 申請（專利權）人: 四川眾為創通科技有限公司
• 主分類號: G01J1/56
• 分類號: G01J1/56
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 戴勇靈

本實用新型公開了基于單片集成技術的太赫茲低噪聲輻射計前端，包括低噪聲放大器電路、分諧波混頻器電路和金屬腔體，所述低噪聲放大器電路和分諧波混頻器電路均位于金屬腔體內的GaAs襯底上，所述金屬腔體包括低噪聲放大器輸入腔、混頻器腔和本振輸入腔，低噪聲放大器輸入腔與混頻器腔連接，在混頻器腔y軸延伸線上還垂直橫穿本振輸入腔，所述低噪聲放大器電路位于低噪聲放大器輸入腔。本實用新型通過上述結構，將低噪聲放大器和混頻器在同一個GaAs襯底和腔體內進行加工，設計出的太赫茲接收前端電路可同時實現低噪聲放大和混頻的功能，可有效簡化電路設計和加工，節約成本、減少內部損耗。

技術領域

本實用新型涉及輻射計領域，具體涉及基于單片集成技術的太赫茲低噪聲輻射計前端。

背景技術

太赫茲(THz)科學技術是近二十年來迅速發展的一個新興交叉學科和研究熱點，它是電磁頻譜家族中的重要成員，介于紅外光波和微波之間，長波段與毫米波亞毫米波相重合，短波段與紅外線相重合，其基礎理論、研究方法和技術也與微波、光波兩個學科領域相互銜接和兼容，具有很高的知識密集性和技術密集性。太赫茲頻段覆蓋電磁頻譜的0.1THz～10THz 頻率范圍，是一個蘊含著豐富物理內涵的寬頻段電磁輻射區域。長期以來，由于缺乏有效的太赫茲源和檢測方法，形成了電磁波譜中的太赫茲應用“空隙”。輻射計是一種用于測量物體熱輻射的高靈敏度接收機，是被動微波遙感的主要工具。目前，基于地基(含地面與船載平臺) 空基(含飛機、導彈、氣球平臺)、星基(含衛星、宇宙飛船、航天飛機平臺)等運載平臺的微波輻射計均得到了迅猛的發展。其中，星載微波輻射計以其獨有的特點和從衛星高度獲取全球資料的便利性，成為從衛星上觀測地球的一種重要手段。輻射計前端作為輻射計系統的重要組成部分，其性能直接影響系統的指標。對微波輻射計而言，如何在系統電路類型上有所突破性改進比較困難。如何在電路結構上提高微波輻射計的性能，是微波輻射計研究的一個重要發展方向。這對微波輻射計的應用也顯得尤為重要。

目前所研究的太赫茲電路模塊多為單一功能模塊，僅能實現低噪聲放大或混頻單一功能，并在單一模塊的基礎上進行級聯來實現太赫茲系統電路。設計中每個單獨模塊需要一個基片和腔體來承載電路，因此在整體電路中需要多個基片和腔體，且需要連接波導。這樣設計加工比較復雜、成本高且具有不必要的內部傳輸損耗。實現固態太赫茲輻射計系統的前提，首先需要研究高性能太赫茲接收前端系統。在現有的輻射計系統中，低噪聲放大器、混頻器均作為單獨的模塊進行加工設計，然后用波導把兩者連接起來。低噪聲放大器在一個電路腔體中進行設計，混頻器在另外一個電路腔體內設計，然后將低噪聲放大器的輸出波導和混頻器的射頻輸入波導相連接，低噪聲放大器接收到的信號經過放大后，進入混頻器對信號進行處理。在這種設計中，需要兩個單獨的電路腔體分別容納低噪聲放大器電路和混頻器電路。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是讓低噪聲放大器和混頻器集成在同一個GaAs襯底和腔體內，目的在于提供基于單片集成技術的太赫茲低噪聲輻射計前端，將低噪聲放大器和混頻器在同一個GaAs襯底和腔體內進行加工，設計出的太赫茲接收前端電路可同時實現低噪聲放大和混頻的功能，可有效簡化電路設計和加工，節約成本、減少內部損耗。