[实用新型]双面鳍线四管芯太赫兹平衡式二次倍频电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及多重倍频变换电路技术领域，尤其涉及一种双面鳍线四管芯太赫兹平衡式二次倍频电路。

背景技术

太赫兹（THz）波从广义上来讲，是指频率在 0.1-10THz范围内的电磁波，其中 1THz=1000GHz，也有人认为太赫兹频率是指0.3THz-3THz范围内的电磁波。THz波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，THz技术是国际科技界公认的一个非常重要的交叉前沿领域。

基于固态电子技术对太赫兹频率源进行拓展是一种有效的方式。目前用于太赫兹倍频的电路形式主要有平衡式和非平衡式两种。在电路技术的发展过程中，二次倍频技术由于其倍频效率高，得到了广泛的发展。用于二次倍频的电路中，基于平衡式的电路，效率可以高达40%到50%。典型的平衡式倍频电路中，太赫兹肖特基二极管通过石英电路横跨在输入射频波导中，一般射频输入波导和输出波导呈90度垂直，不在一条直线上。此外，受限与波导宽度，因此二极管的管结数量受到限制，在大功率应用上，受到了限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双面鳍线四管芯太赫兹平衡式二次倍频电路，所述电路方便电路人员设计，同时加工更为简单，且石英电路采用双面电路，可提高倍频效率，通过正反两面各设置两个肖特基二极管，可承受较大的功率输出，提高输出功率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种双面鳍线四管芯太赫兹平衡式二次倍频电路，其特征在于：包括石英基板鳍线电路、四个反向串联的GaAs基太赫兹肖特基二极管、射频输入波导和射频输出波导，所述石英基板鳍线电路包括石英电路基板和位于石英电路基板正反面的鳍线，位于正面的鳍线包括第一至第二输入鳍线和第一至第二输出鳍线，所述第一输入鳍线的一端与第一输出鳍线的一端相连接后构成前侧鳍线，所述第二输入鳍线的一端与第二输出鳍线的一端相连接连接后构成后侧鳍线，所述前侧鳍线与后侧鳍线之间保持一定的间隔，且两者之间的距离从左到右先逐渐变小，再保持一段距离不变，后逐渐变大；位于正面的两个所述肖特基二极管的一端与正面的前侧鳍线电连接，位于正面的两个所述肖特基二极管的另一端与正面的后侧鳍线电连接，且所述肖特基二极管位于前侧鳍线与后侧鳍线间距离保持不变的位置处；所述石英电路基板的反面有与其正面相同的鳍线以及肖特基二极管结构，且正面的鳍线以及肖特基二极管与反面的鳍线以及肖特基二极管的位置相对应；所述石英电路基板的一端位于所述射频输入波导的波导槽内，所述石英电路基板的另一端位于所述射频输出波导的波导槽内。

进一步的技术方案在于：所述倍频电路还包括两个石英匹配调节介质块，位于正面的所述介质块的一端通过导电胶与正面的所述前侧鳍线电连接，位于正面的所述介质块的另一端通过导电胶与正面的所述后侧鳍线电连接，位于反面的所述介质块的位置与位于正面的所述介质块的位置相对应。

进一步的技术方案在于：所述石英电路基板包括输入石英电路基板和输出石英电路基板，所述输入鳍线位于所述输入石英电路基板上，所述输出鳍线位于所述输出石英电路基板上。

进一步的技术方案在于：所述输入石英电路基板的宽度大于所述输出石英电路基板的宽度。

进一步的技术方案在于：所述肖特基二极管的两端通过导电胶与所述鳍线实现电连接。

进一步的技术方案在于：每个所述肖特基二极管包括两组相互串联的肖特基二极管结串，每个所述二极管接串包括两个以上相互串联的肖特基二极管结，两个所述二极管结串位于内侧的相同电极通过中央焊盘连接为一体，两个二极管结串位于外侧的电极为所述反向串联的GaAs基太赫兹肖特基二极管的两个电极。

进一步的技术方案在于：所述肖特基二极管中单个肖特基二极管结的直径为2微米，串联电阻5欧姆，结电容7fF，寄生电容3fF。

进一步的技术方案在于：所述鳍线使用Au制作，厚度为2微米至4微米。

进一步的技术方案在于：所述石英电路基板的厚度为30微米到75微米。

进一步的技术方案在于：所述石英基板鳍线电路放置在波导的b方向中心处。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型采用石英作为电路基板，石英电路基板的正反面均制作鳍线电路，在正反面鳍线上倒装焊接反向串联的GaAs基太赫兹肖特基二极管作为非线性倍频器件，且所述肖特基二极管在石英电路基板正反两面所处位置相同。通过在石英电路基板的正反两面制作鳍线，将波导中的TE10模转换到鳍线上，实现波导模式到鳍线微带模式的变换，也实现波导到平面微带电路的阻抗变换。