[發(fā)明專利]一種太赫茲寬帶加偏置二倍頻器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110099127.3
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112953397A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊登鋼;王蕤;魏武強;趙超穎;潘濤;孫娟
• 申請（專利權(quán)）人: 博微太赫茲信息科技有限公司
• 主分類號: H03B19/14
• 分類號: H03B19/14
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明公開了一種太赫茲寬帶加偏置二倍頻器，屬于太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，包括上腔體、下腔體、倍頻電路，所述直流輸入端口設(shè)置在所述下腔體上，所述上腔體包括上輸入波導組件、上輸出波導組件、上輸入等高漸變波導組件、上輸出等高漸變波導組件，所述下腔體包括下輸入波導組件、下輸出波導組件、下輸入等高漸變波導組件、下輸出等高漸變波導組件、懸置微帶空氣腔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過使用新型懸置微帶結(jié)構(gòu)，提高了倍頻器的可靠性和穩(wěn)定性；使用高低阻抗微帶線對肖特基二極管進行匹配，同時使用高低阻抗微帶線設(shè)計本振低通濾波器，簡化了倍頻器設(shè)計方法；將倍頻電路與偏置饋電低通濾波電路集成在一塊石英基板上，解決了機械加工難度大、裝配難度高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太赫茲寬帶加偏置二倍頻器。

背景技術(shù)

近年來太赫茲技術(shù)在安檢安防、無損檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，太赫茲頻段的核心器件比如混頻器、倍頻器等模塊的研究得到了快速發(fā)展，太赫茲倍頻器廣泛應(yīng)用于太赫茲頻率源、太赫茲發(fā)射鏈路中。傳統(tǒng)的太赫茲倍頻器在設(shè)計上有以下不足：(1)懸置微帶腔體結(jié)構(gòu)如圖2所示，倍頻電路的兩端由腔體支撐，倍頻電路中間懸空。由于石英基片厚度很小，懸空的部分容易發(fā)生形變，使指標偏離設(shè)計值。此外懸空結(jié)構(gòu)可靠性不高，受到外力沖擊容易導致石英基片斷裂。(2)偏置電路與倍頻電路分開設(shè)計，通過金絲鍵合互聯(lián)。這種設(shè)計方法電路結(jié)構(gòu)復雜、加工難度大、裝配工序復雜。因此，提出一種太赫茲寬帶加偏置二倍頻器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：如何解決倍頻電路的石英基片發(fā)生形變、可靠性不高的問題，同時將倍頻電路和偏置電路集成到一個石英基片上，降低了加工難度和加工復雜度，簡化了裝配工序，使該倍頻器不但具有較高的效率，還具有寬帶較寬、輸出功率平坦度好的優(yōu)點，提供了一種太赫茲寬帶加偏置二倍頻器。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明包括上腔體、下腔體、倍頻電路，所述直流輸入端口設(shè)置在所述下腔體上，所述上腔體包括上輸入波導組件、上輸出波導組件、上輸入等高漸變波導組件、上輸出等高漸變波導組件，所述下腔體包括下輸入波導組件、下輸出波導組件、下輸入等高漸變波導組件、下輸出等高漸變波導組件、懸置微帶空氣腔結(jié)構(gòu)；

所述上腔體、所述下腔體緊密貼合后，所述上輸入波導組件與所述下輸入波導組件形成所述倍頻器的輸入波導接口，所述上輸出波導組件與所述下輸出波導組件形成所述倍頻器的輸出波導接口，所述上輸入等高漸變波導組件與所述下輸入等高漸變波導組件形成所述倍頻器輸入端的輸入等高漸變波導，所述上輸出等高漸變波導組件與所述下輸出等高漸變波導組件形成所述倍頻器輸出端的輸出等高漸變波導，所述倍頻電路設(shè)置在所述懸置微帶空氣腔結(jié)構(gòu)內(nèi)。

更進一步地，所述倍頻電路包括信號輸出探針、輸出信號匹配單元、肖特基二極管、輸入信號匹配單元、本振低通濾波器、信號輸入探針、偏置饋電低通濾波器電路、石英基片，所述信號輸出探針、輸出信號匹配單元、輸入信號匹配單元、本振低通濾波器、信號輸入探針、偏置饋電低通濾波器電路均設(shè)置在石英基片上，所述石英基片嵌設(shè)在所述懸置微帶空氣腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述信號輸出探針、輸出信號匹配單元、輸入信號匹配單元、本振低通濾波器、信號輸入探針、偏置饋電低通濾波器電路依次連接。

更進一步地，所述信號輸出探針與所述輸出等高漸變波導連接，所述信號輸入探針與所述輸入等高漸變波導的連接。

更進一步地，所述本振低通濾波器包括高低阻抗懸置微帶線，通帶為DC～200GHz，用于阻止二次諧波信號通過，將二次諧波信號反射到信號輸出探針。

更進一步地，所述懸置微帶空氣腔結(jié)構(gòu)為十字形，包括基礎(chǔ)腔體與橫跨腔體，所述基礎(chǔ)腔體與所述橫跨腔體連通，所述基礎(chǔ)腔體的內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)置有金屬臺階，所述石英基片位于所述金屬臺階上，所述橫跨腔體與所述肖特基二極管的外形相匹配。

更進一步地，輸入信號通過所述信號輸入探針將TE10模轉(zhuǎn)換為懸置微帶場模式，實現(xiàn)輸入信號的寬帶匹配。