[發明專利]一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器及信號發生器

在審

• 申請號: 202110944524.6
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113644880A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 賈定宏;王沫;鄧建欽;朱偉峰;姜萬順;年夫順;朱翔;程笑林;劉朝陽;張勝洲;陳玉龍;梁曉林;張超群
• 申請（專利權）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: H03B19/00
• 分類號: H03B19/00;H03H7/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本公開公開的一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器及信號發生器，包括輸入波導、倍頻電路和輸出波導；輸入波導包括多段第一波導段和位于相鄰第一波段之間的凸起枝節段；倍頻電路包括依次連接的輸入探針、匹配濾波網絡和二極管對；位于輸入波導末端的第一波導段與輸入探針連接，二極管對與輸出波導連接。通過在輸入波導上設置凸起枝節段，引入波導阻抗匹配，聯合匹配濾波網絡共同達到阻抗匹配的目的，縮短整體微帶電路的長度來降低倍頻電路的傳輸損耗；同時該匹配濾波網絡還有濾波效果，能夠一定程度上抑制其他次諧波，使其返回二極管完成二次倍頻，進一步的提高倍頻效率。

技術領域

本發明涉及太赫茲技術領域，尤其涉及一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器及信號發生器。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著太赫茲技術的不斷發展，基于固態電子的太赫茲信號發生技術應用頻段逐漸上升，來到了1THz以上甚至更高的頻段。其中0.75THz～1.1THz為標準波導WR1.0所覆蓋頻段，正在開展及潛在的應用領域主要為大型戰艦等裝備雷達散射截面縮比測試、空天地一體化通信、近場顯微成像、物質譜線分析等。固態電子太赫茲信號產生技術中，基于級聯倍頻放大的信號產生方法具有常溫工作、頻率分辨率高、工作帶寬寬且頻率可調諧、體積緊湊等優點得到了廣泛的應用。

作為0.75THz～1.1THz級聯倍頻放大鏈路中的末級核心部件，0.75THz～1.1THz倍頻器對整個信號發生鏈路的輸出功率和帶寬起著決定性的作用。首先是其倍頻次數，直接決定了整個驅動鏈路的實現難易程度，例如采用2次倍頻，驅動鏈路最高頻率達到了550GHz，實現難度較大，需要結合國內工業基礎，選擇合適的倍頻次數；其次是其倍頻效率直接決定了其最終的輸出功率水平，需要保持高效率特性。

傳統的無偏太赫茲偶次倍頻器包括輸入波導、輸出波導和倍頻微帶電路，倍頻微帶電路中的阻抗匹配網絡主要為微帶片上得高低阻抗線，為了獲得良好的匹配效果，整體匹配網絡的體積較長，導致傳輸損耗較大，倍頻效率低。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器及信號發生器，通過在輸入波導上設置凸起枝節段，引入波導阻抗匹配，聯合匹配濾波網絡共同達到阻抗匹配的目的，縮短整體微帶電路的長度來降低倍頻電路的傳輸損耗；同時該匹配濾波網絡還有濾波效果，能夠一定程度上抑制其他次諧波，使其返回二極管完成二次倍頻，進一步的提高倍頻效率。

為實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

第一方面，提出了一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器，包括輸入波導、倍頻電路和輸出波導；

輸入波導包括多段第一波導段和位于相鄰第一波段之間的凸起枝節段；倍頻電路包括依次連接的輸入探針、匹配濾波網絡和二極管對；位于輸入波導末端的第一波導段與輸入探針連接，二極管對與輸出波導連接。

第二方面，提出了一種信號發生器，包括第一方面提出的一種基于波導微帶協同匹配濾波的倍頻器。

與現有技術相比，本公開的有益效果為：

1、本公開采用波導微帶協同匹配，效率高；引入了波導阻抗匹配的方法，再結合匹配濾波網絡協同設計，微帶電路長度大大減小，降低了傳輸損耗也即是提高了倍頻效率；所采用的匹配濾波網絡一定程度上具有低通特性，可以抑制二極管輸出的諧波信號，使其返回二極管完成二次倍頻，進一步地提高了倍頻效率。

2、本公開為四次倍頻，相比傳統的二次和三次倍頻，所需要的驅動頻率低，更易實現；相比更高次的五次、六次倍頻，倍頻效率更高。

本發明附加方面的優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明