[发明专利]太赫兹波气象探测器

权利要求书

1.一种太赫兹波气象探测器，包括：

太赫兹信号源，包括：

自旋微波振荡器，包括自旋注入层和设置在所述自旋注入层上的磁进动层，所述自旋注入层在接收到非自旋极化的电流输入时产生自旋极化的电流输出，所述磁进动层由磁性导电材料形成，接收来自所述自旋注入层的自旋极化电流，并且响应于该自旋极化电流，所述磁进动层的磁矩发生进动，从而输出振荡电信号；以及

倍频链，包括多个倍频器形成的链路，对所述自旋微波振荡器提供的振荡电信号进行倍频，从而输出太赫兹电信号；

收发天线模块，包括：

辐射天线，接收来自所述太赫兹信号源的太赫兹电信号，并且向外辐射太赫兹波；以及

接收天线，接收所述太赫兹波的反射回波，并且将其转换成电信号；以及

信号分析模块，用于分析所述接收天线提供的电信号，从而获得气象信息。

2.如权利要求1所述的太赫兹波气象探测器，其中，所述自旋微波振荡器还包括设置在所述自旋注入层与所述磁进动层之间的间隔层，所述间隔层由非磁导电材料或非磁绝缘材料形成。

3.如权利要求2所述的太赫兹波气象探测器，其中，当所述间隔层由磁性导电材料形成时，所述间隔层的厚度小于其自旋扩散长度。

4.如权利要求1所述的太赫兹波气象探测器，其中，所述自旋注入层由自旋霍尔效应材料或反常霍尔效应材料形成，

其中，所述自旋霍尔效应材料包括：Pt、Au、Ta、Pd、Ir、W、Bi、Pb、Hf、Y，以及它们的组合；IrMn、PtMn和AuMn；以及Bi₂Se₃、Bi₂Te₃，且

其中，所述反常霍尔效应材料包括：Fe、Co、Ni，以及它们的合金；Pr、 Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er，以及它们的合金。

5.如权利要求1所述的太赫兹波气象探测器，还包括设置在所述自旋微波振荡器与所述倍频链之间的高通滤波器。

6.如权利要求1所述的太赫兹波气象探测器，其中，所述多个倍频器包括：

连接到所述自旋微波振荡器的至少一个高次倍频器，所述高次倍频器的倍频系数大于3；以及

连接到所述至少一个高次倍频器的多个低次倍频器，所述低次倍频器的倍频系数为2或3。

7.如权利要求6所述的太赫兹波气象探测器，其中，所述多个低次倍频器的个数小于等于4。

8.如权利要求6所述的太赫兹波气象探测器，还包括插入在所述倍频链的多个倍频器中的至少一个锁相环。

9.如权利要求8所述的太赫兹波气象探测器，其中，所述至少一个锁相环插入在所述至少一个高次倍频器与所述多个低次倍频器之间。

10.如权利要求9所述的太赫兹波气象探测器，还包括至少一个功率放大器，其设置在所述锁相环与所述多个低次倍频器之间。