[發明專利]基于基片集成波導天線的新型外差探測器

在審

• 申請號: 201811209870.4
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109540285A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 孫鵬林;張齊軍;馬建國;傅海鵬;劉亞軒;張新
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了基于基片集成波導天線的新型外差探測器，包括基片集成波導天線和三推振蕩器，所述基片集成波導天線和三推振蕩器相連接，其中：基片集成波導天線，用于接收外部空間中的太赫茲波信號，然后傳輸給三推振蕩器；三推振蕩器，既作為本振信號源，又作為混頻器，用于產生本振信號，并且接收所述基片集成波導天線發來的太赫茲波信號，然后將本振信號與太赫茲波信號進行混頻，從而產生需要探測的中頻信號。本發明公開的基于基片集成波導天線的新型外差探測器，其結構相對簡單，科學合理，可以增加探測器的輸出響應度，減少噪聲等效功率，充分滿足對太赫茲波的探測需求，具有重大的生產實踐意義。

技術領域

本發明涉及太赫茲波探測技術領域，特別是涉及基于基片集成波導天線的新型外差探測器。

背景技術

太赫茲射線是電磁波的一種，或稱太赫茲波，介于微波和紅外線之間，也叫T射線(T-Ray)，它的頻率范圍一般為0.1THz-10THz。在光學領域稱之為遠紅外線輻射，無線電物理領域又根據其波長小于毫米級，稱其為亞毫米波。

在很長時間以來，對于太赫茲射線，由于缺乏高發射率的太赫茲信號源以及高性能的探測器，導致該波段的太赫茲射線一直處于待研宄的狀態，沒能得到深入的探索和應用，而被稱作“太赫茲空隙”。

目前，太赫茲波及其應用己經成為科學界的熱點領域。太赫茲波可以應用于很多方面，例如包括安檢成像、生物醫學、環境監測和大容量數據通信等領域。

太赫茲波探測器的種類有很多，主要可以分為非相干檢測探測器和相干檢測探測器。其中，非相干檢測探測器，可以分為基于天線藕合的肖特基二極管探測器，基于天線藕合的FET(Field Effect Transistor)自混頻探測器和基于天線藕合的太赫茲熱探測器等。而相干檢測探測器，可以分為外差檢測探測器和零差檢測探測器。

非相干檢測探測器，具有系統簡單，功耗低等優點，但是存在探測器響應度低，噪聲等效功率性能不好等問題，因此很難接收非常微弱太赫茲的信號。而相干檢測探測器具有響應度高，噪聲等效功率性能好，可以接收非常微弱的太赫茲信號的優點，但是存在系統復雜，面積大、功耗大等問題。

綜上所述，目前迫切需要提出一種新型探測器，其結構相對簡單，科學合理，可以增加探測器的輸出響應度，減少噪聲等效功率，充分滿足對太赫茲波的探測需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供基于基片集成波導天線的新型外差探測器，其結構相對簡單，科學合理，可以增加探測器的輸出響應度，減少噪聲等效功率，充分滿足對太赫茲波的探測需求，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了基于基片集成波導天線的新型外差探測器，包括基片集成波導天線和三推振蕩器，所述基片集成波導天線和三推振蕩器相連接，其中：

基片集成波導天線，用于接收外部空間中的太赫茲波信號，然后傳輸給三推振蕩器；

三推振蕩器，既作為本振信號源，又作為混頻器，用于產生本振信號，并且接收所述基片集成波導天線發來的太赫茲波信號，然后將本振信號與太赫茲波信號進行混頻，從而產生需要探測的中頻信號。

其中，所述基片集成波導天線包括貼片天線主體和貼片天線連接部，

所述貼片天線主體的前端中部與縱向分布的貼片天線連接部的后端相連接；

所述貼片天線連接部用于連接所述三推振蕩器；

所述貼片天線主體和貼片天線連接部的外部環繞有一圈磁場環路；

所述磁場環路的外部罩有一個開口向前的、門形的側墻。

其中，所述貼片天線主體的形狀為矩形。

其中，所述側墻的后端和磁場環路3的后端之間的距離是四分之一波長。