[发明专利]太赫兹奇次平衡式倍频器

说明书

技术领域

本发明属于太赫兹器件技术领域，尤其涉及一种太赫兹奇次奇次平衡式倍频器。

背景技术

通常将频率在0.1-10THz范围内的电磁波定义为太赫兹波(THz波)，它介于毫米波和红外光之间，处于从电子学光向光子学的过渡区。THz波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，具有频率高、带宽宽、安全性好等特点，在安检、通信、同行、雷达、射电天文中应用广泛。由于太赫兹波频频率较高，为了得到稳定可靠的信号源，常常需要利用倍频的方法获得太赫兹波，该过程通常是通过倍频器实现的。其中倍频器可以分为平衡式倍频器和非平衡式倍频器，平衡式倍频器又可分为奇次平衡式倍频器和奇次平衡式倍频器。

传统的奇次平衡式倍频器一般在输入端和输出端采用高品质因数(Q值)的矩形波导谐振腔实现肖特基二极管的阻抗匹配和滤波功能，但是这种矩形波导谐振腔的结构使得倍频器的腔体体积过大，不利于奇次平衡式倍频器结构的小型化。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种太赫兹奇次奇次平衡式倍频器，以解决现有技术中矩形波导结构使得倍频器的腔体体积过大，不利于奇次平衡式倍频器结构的小型化的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种太赫兹奇次平衡式倍频器，包括：输入端波导结构、输出端波导结构和太赫兹奇次平衡式倍频电路；

所述输入端波导结构包括一个第一标准波导，所述第一标准波导为所述输入端波导结构的末级波导，所述输入端波导结构的末级波导的末端为第一短路面；

所述输出端波导结构包括依次连接的至少一个第二标准波导和至少一个第一减高波导，所述输出端波导结构一端的一个第一减高波导为所述输出端波导结构的末级波导，所述输出端波导结构的末级波导的末端为第二短路面；

所述太赫兹奇次平衡式倍频电路包括通过传输线依次连接的第一E面微带探针、肖基特二极管和第二E面微带探针；

所述第一E面微带探针通过所述输入端波导结构的末级波导上设置的第一开口延伸至所述输入端波导结构内，将接收到的本振信号从输入端波导结构的腔体内耦合至所述肖基特二极管；所述第二E面微带探针通过所述输出端波导结构的末级波导上设置的第二开口延伸至所述输出端波导结构内，将本振信号经过所述肖基特二极管倍频处理后的得到射频信号耦合至所述输出端波导结构的腔体内。

进一步地，所述输入端波导结构还包括一个与所述第一标准波导连接的第二减高波导，所述第二减高波导为所述输入端波导结构的末级波导。

进一步地，所述输入端波导结构的末级波导的长度大于本振信号基波频率的四分之一波导波长，所述第一开口位于所述输入端波导结构的末级波导的H面径向轴线处且于轴线平行，所述第一开口与所述第一短路面的间距为信号基波频率的四分之一波导波长；所述输出端波导结构的末级波导的长度大于本振信号经过倍频处理后产生的谐波频率的四分之一波导波长，所述第二开口位于所述输出端波导结构的末级波导的H面径向轴线处且于轴线平行，所述第二开口与所述第二短路面的间距为本振信号经过倍频处理后产生的谐波频率的四分之一波导波长。

进一步地，所述太赫兹奇次平衡式倍频电路还包括：第一低通滤波器、输入匹配电路；所述第一低通滤波器的输入端与所述第一E面微带探针连接，所述第一低通滤波器的输出端与所述输入匹配电路的输入端连接；所述输入匹配电路的输出端与所述肖基特二极管连接；所述肖基特二极管的与所述第二E面微带探针连接。

进一步地，所述的太赫兹奇次平衡式倍频器，还包括偏置电路，所述偏置电路包括接入直流电源的偏置电路微带线和第二低通滤波器、电容；所述偏置电路微带线的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接，所述第二低通滤波器的输出端与所述电容连接，所述电容通过跳线与所述肖基特二极管连接。

进一步地，所述偏置电路的外部设有偏置电路腔体。

进一步地，所述太赫兹倍频电路外部设置电路主腔体。

进一步地，所述肖基特二极管通过接地金属与所述电路主腔体连接。

进一步地，所述第一低通滤波器为5阶或7阶高低阻抗微带线。

进一步地，所述输入端波导结构与所述输出端波导结构的各级波导的E面重合。