[发明专利]具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构

权利要求书

1.具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，包括依次连接的：输入高次模抑制结构、太赫兹芯片及输出高次模抑制结构；

所述输入高次模抑制结构、输出高次模抑制结构均至少包括：三级波导，三级波导的H面宽度相等且E面宽度逐级增加或减少，且输入高次模抑制结构与输出高次模抑制结构中各级波导E面重合；所述输入高次模抑制结构、输出高次模抑制结构的末级波导的末端与太赫兹芯片宽度相等；

所述输入高次模抑制结构中波导的E面中心线与太赫兹芯片中心线处于同一水平面，所述输出高次模抑制结构中波导的E面中心线与太赫兹芯片中心线处于同一水平面；

所述太赫兹芯片至少包括：芯片主电路与天线电路；所述天线电路具体为：输入端片上集成偶极子天线与输出端片上集成偶极子天线；所述输入端片上集成偶极子天线伸入所述输入高次模抑制结构的末级波导内，所述输出端片上集成偶极子天线一端伸入所述输出高次模抑制结构的末级波导内；所述输入端片上集成偶极子天线与输出端片上集成偶极子天线还与芯片主电路相连。

2.根据权利要求1所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，所述输入高次模抑制结构、输出高次模抑制结构的末级波导均设有一凸台，所述凸台下端位于相应末级波导的H面径向轴线中心处，所述凸台上端与相应末级波导径向轴线顶端平行。

3.根据权利要求2所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，所述芯片主电路放置于所述输入高次模抑制结构与输出高次模抑制结构的末级波导的凸台上。

4.根据权利要求1所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，所述太赫兹芯片还包括：接地共面波导；所述接地共面波导包括：中心导带、衬底、接地板以及背面金属，所述衬底位于接地板与背面金属之间；

所述输入端片上集成偶极子天线包括两个对称的部分，其中一部分通过第一高阻线与接地板连接，另一部分通过第二高阻线与中心导带连接；

所述输出端片上集成偶极子天线包括两个对称部分，其中一部分通过第三高阻线与接地板连接，另一部分通过第四高阻线与中心导带连接；

所述接地板通过大小相同且等距离排列的金属柱穿过衬底与背面金属连接。

5.根据权利要求4所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，所述接地板的边缘线与输入高次模抑制结构、输出高次模抑制结构的末级波导的H面相接；所述接地共面波导的背面金属分别与输入高次模抑制结构、输出高次模抑制结构的末级波导凸台形成的腔体紧密接触。

6.根据权利要求5所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，采用InP作为衬底。

7.根据权利要求1所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，包括以下可调参数：输入高次模抑制结构与输出高次模抑制结构中的波导级数、输入高次模抑制结构与输出高次模抑制结构中各级波导的长度、输入高次模抑制结构与输出高次模抑制结构中各级波导的E面宽度。

8.根据权利要求7所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，通过调整输入高次模抑制结构中各级波导的E面宽度，使输入信号以主模进行单模传输。

9.根据权利要求7所述的具有多级渐变波导结构的太赫兹片上集成天线过渡结构，其特征在于，通过调整输出高次模抑制结构中各级波导的E面宽度可抑制单片电路输出端的杂散波。