[发明专利]太赫兹波导可偏置谐波混频器

说明书

本发明公开了一种太赫兹波导可偏置谐波混频器，涉及混频器技术领域。所述混频器包括射频波导、本振波导和石英电路，两个分立的肖特基二极管放置在所述石英电路的石英基板的一端，且两个肖特基二极管的阳极和阳极连接，阴极通过导电胶接地，并横跨在所述倾斜射频波导上；本振波导包括直线本振波导和倾斜本振波导，倾斜本振波导的内侧端部延伸到所述石英电路的石英基板上，且通过石英E面探针横跨到所述石英电路的石英基板上，所述石英E面探针的一端通过匹配微带线与所述肖特基二极管的阳极连接；所述混频器具有结构简单，在较小的本振功率下就可以完全打开，使用方便等优点。

技术领域

本发明涉及混频器技术领域，尤其涉及一种太赫兹波导可偏置谐波混频器。

背景技术

太赫兹（THz）波是指频率在 0.3-3THz范围内的电磁波，广义的太赫兹波频率是指100GHz到10THz，其中 1THz=1000GHz。太赫兹波在高速无线通信，雷达，人体安全检测等领域具有广阔的应用前景，太赫兹的各种应用离不开太赫兹接收模块。目前常用的太赫兹接收端主要是基于混频器，分为基波混频器和谐波混频器，其中在太赫兹频段，对基于谐波混频器，主要是可以降低对本振的要求。谐波混频器，可以使得本振频率为探测频率的二分之一，三分之一，四分之一，甚至更低频率来作为谐波混频器的本振。

在500GHz以上的太赫兹混频器，国外多是基于单片电路来实现，且工作于谐波方式。而国内单片电路工艺还不是很成熟，且单片工艺流片费用十分昂贵，使得混频器的价格很高。如何基于分立器件，使混频器可以工作在500GHz及其以上频段，则变得很有意义。同时工作于该频段的混频器其测试较难，例如以分谐波混频器为例，如果采用无偏置的反向并联混频肖特基二极管对，需要足够的本振功率来打开肖特基二极管，使二极管工作在阻性状态，一般需要5到10mW的功率来开启二极管，对本振功率有较高的要求，这增加了混频器测试的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种结构简单，在较小的本振功率下就可以完全打开，使用方便的太赫兹波导可偏置谐波混频器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种太赫兹波导可偏置谐波混频器，其特征在于：包括射频波导、本振波导和石英电路，所述射频波导包括直线射频波导和倾斜射频波导，直线射频波导的内侧端部与所述倾斜射频波导的外侧端部连接，所述倾斜射频波导与所述直线射频波导之间具有夹角，两个分立的肖特基二极管放置在所述石英电路的石英基板的一端，且两个肖特基二极管的阳极和阳极连接，阴极通过导电胶接地，并横跨在所述倾斜射频波导上；本振波导包括直线本振波导和倾斜本振波导，所述直线本振波导的内侧端部与所述倾斜本振波导的外侧端部连接，且倾斜本振波导的内侧端部延伸到所述石英电路的石英基板上，且通过石英E面探针横跨到所述石英电路的石英基板上，所述石英E面探针的一端通过匹配微带线与所述肖特基二极管的阳极连接；待测太赫兹射频信号通过直线射频波导，并经过倾斜射频波导拐弯后通过射频探针引入到两个分立的肖特基二极管，本振信号通过直线本振波导，并通过倾斜本振波导拐弯后通过石英E面探针和匹配微带线传输到两个肖特基二极管上，与待测太赫兹射频信号进行谐波混频，混频后的中频信号通过石英电路传输到输出端进行输出。

进一步的技术方案在于：所述混频器还包括软基板电路，所述石英电路通过金丝跳线与所述软基板电路上的输出微带线连接，所述输出微带线的外侧端部与SMA接头连接。

进一步的技术方案在于：所述石英电路还包括位于石英基板上的第一传输微带线，所述第一传输微带线的一端与所述石英E面探针的自由端连接，所述第一传输微带线的另一端与中频低通滤波器的一端连接，所述中频低通滤波器的另一端与第二传输微带线的一端连接，所述第二传输微带线的另一端与本振低通滤波器的一端连接，所述本振低通滤波器的另一端与第三传输微带线的一端连接，所述第三传输微带线的另一端与末端微带线连接，末端微带线通过所述金丝跳线与所述软基板电路上的输出微带线连接。

优选的，直线射频波导与倾斜射频波导之间的夹角为135°，所述直线本振波导和倾斜本振波导之间的夹角为135°。