[发明专利]一种具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹器件领域，特别涉及一种具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器。

背景技术

超外差接收机拥有非常高的灵敏度和频谱精度，可以用于从0.1THz一直到2.5THz的太赫兹探测。混频器位于接收机的前端，在本振信号的驱动下，将高频信号转换为容易处理的中频信号，主要形式有超导-绝缘-超导混频器、热电子辐射混频器、肖特基二极管混频器。与前两种混频器相比，肖特基二极管混频器可以在室温下工作，结构更加紧凑、性能更加可靠，因此成为星载毫米波辐射计的首选。

太赫兹混频器设计的核心问题是如何实现射频信号、本振信号、中频信号对肖特基二极管的匹配。其中射频信号、本振信号的频率较高，对应的传输线都是波导结构。二极管焊接在石英基片上，对应的传输线是悬置微带结构。于是，射频、本振信号在到达二极管之前都会通过一个波导到悬置微带的转换。这个转换部件是通过放置在中间沟道的石英基片和波导沟道垂直相交实现的，其中波导的短路面的位置影响高频信号到二极管的匹配。

现有技术中的波导短路面的设计有两种。一种是固定的短路面，其结构最简单。因为太赫兹波段的波导沟道的尺寸较小(频率0.6THz时尺寸为200um左右)，对机械加工的要求很高(优于5um)，结构越简单性能越可靠。这种结构的缺点也很明显，结构一旦固定，性能也就固定了。另一种是采用连接测微计的短路面，结构比较复杂。这种结构中，波导沟道的末端放置一个可以滑动的短路块。该短路块的另一端连接测微计，通过测微计来控制短路块在波导中的位置。这种设计在较小尺寸的波导沟道中并不可靠，而且外围结构庞大，导致混频器的整体结构变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有太赫兹混频器中的波导短路面中存在的上述缺陷，提供一种结构简单、性能可靠，具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器，包括短路器1、卡槽2、波导沟道3、中间沟道4和石英基片5；所述的短路器1包括长方体6和圆柱体7，两者相切形成一个整体；所述卡槽2为混频器腔体上表面的槽，其形状与短路器1相同，所述卡槽2包括两个连通的槽：圆柱槽8和长方槽9；所述长方槽9与波导沟道3相接；所述短路器1安装在卡槽2内，在波导沟道3中形成一个短路面；所述的石英基片5放置在中间沟道4中，它们与波导沟道3垂直相交，形成一个电磁场的从波导到悬置微带的转换。

上述技术方案中，所述短路器1的材料为铜合金。

上述技术方案中，所述圆柱槽8的直径比圆柱体7的直径大20um，使短路器1紧密安装在卡槽2内。

上述技术方案中，所述的石英基片5的正面朝外，通过反面抹胶，石英基片5两端的中频微带10和射频接地12；分别安装到中间沟道4的中频台阶13和射频台阶15上；石英基片5中端的悬置微带11对应着中间沟道4的深槽14，形成一段悬置微带电路。

上述技术方案中，所述石英基片5的正面是覆铜面，其厚度和抹胶的厚度之和等于中频台阶13的深度。

上述技术方案中，所述中频台阶13和射频台阶15的深度相同，所述深槽14的深度比中频台阶13的深度大。

上述技术方案中，所述中频微带10和射频接地12按照微带电路设计，正面是电路，反面接触地面。

上述技术方案中，所述悬置微带11按照悬置微带电路设计，正面是电路，反面不接触地面。

上述技术方案中，所述中频台阶13和射频台阶15在中间沟道4的两端各形成一个台阶，用于微带电路的贴地安装；所述深槽14用于悬置微带11的悬置安装。

本发明的优点在于：本发明的具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器，其短路器是由长方体和圆柱体组成的一个整体，短路器紧密安装在卡槽中，通过更换不同长度的短路器实现短路面在多个小间隔上的位置调整。

附图说明

图1是本发明的具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器的侧视图；

图2是本发明的具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器的正视图；

图3是本发明的具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器的短路器的三面视图；

图4是本发明的具有位置可调的波导短路面的太赫兹混频器的的石英基片和中间沟道的结构示意图。

附图标识：

1、短路器2、卡槽 3、波导沟道

4、中间沟道5、石英基片 6、长方体

7、圆柱体8、圆柱槽 9、长方槽

10、中频微带 11、悬置微带12、射频接地

13、中频台阶 14、深槽15、射频台阶