[发明专利]一种组合式太赫兹阵列探测器

权利要求书

1.一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于该阵列探测器包括N个太赫兹探测器；所述太赫兹探测器包括辐射电磁波的天线单元(1)、天线的馈电结构(2)、用于检波的场效应晶体管(3)、静电保护电路(4)、均由CMOS传输门组成的行开关(5)和列开关(6)；所述天线单元(1)、行开关(5)、列开关(6)和场效应晶体管(3)组成探测单元，平行同向放置并组成M×M的天线阵列；天线单元(1)通过一金属柱作为馈电结构将天线单元(1)与有源电路的场效应晶体管(3)连接起来，N个场效应管晶体管的源极分别连接M×M阵列中不同的天线单元，N个场效应管晶体管的栅极通过静电保护电路(4)一起连接偏置电源，N个场效应管晶体管的漏极分别通过行开关(5)和列开关(6)输出电压信号。

2.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于，所述组合式太赫兹阵列探测器为阵列型组合式探测器，通过底部馈电的方式和天线阵列连接，不需要外加微带线进行匹配。

3.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于，所述组合式探测器使用了N个微带贴片的天线单元(1)，所述天线单元具有相同或不同的物理尺寸，同向并排平行放置，边长为0.65-0.85个自由空间波长，从上到下包括顶层介质层(7)、顶层金属层(8)、慢波结构层(9)、中间介质层(10)和底层金属地(11)。

4.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述天线单元(1)包括开槽主辐射贴片(1.1)和双层慢波结构(1.2)，所述慢波结构为交趾型结构，由上下两层金属栅条组成，栅条宽度为0.005-0.008个自由空间波长，栅条长度为0.009-0.016个自由波长。

5.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述馈电结构(2)采用金属柱。

6.根据权利要求1所属的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述天线单元尺寸不相同，通过调整慢波结构的尺寸，使不同尺寸的天线单元均工作在相同的谐振点上。

7.根据权利要求1所属的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述天线阵列的性能通过调控天线单元的尺寸来调控，从而调控探测器的性能。

8.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述场效应晶体管(3)为金属–氧化物–半导体场效应晶体管MOSFET。

9.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述静电保护电路(4)为栅极接地的N沟道MOSFET和栅极接电源的P沟道MOSFET并联在偏置电压输入端口两边的结构；其中，栅极接地的N沟道MOSFET采用栅极、源极、衬底三端接地，漏极与输入端口连接的方式，栅极接电源的P沟道MOSFET采用栅极、源极、衬底三端接电源电压，漏极与输入端口连接的方式。

10.根据权利要求1所述的一种组合式太赫兹阵列探测器，其特征在于所述行开关(5)和列开关(6)均为单个N沟道MOSFET(NMOS)和单个P沟道MOSFET(PMOS)的并联，N沟道MOSFET和P沟道MOSFET是结构对称器件，它们的漏极和源极是可互换的，由此可构成一个基本的双向互补金属氧化物半导体场效应晶体管CMOS传输门开关；其中，，N沟道MOSFET和P沟道MOSFET的源极相当于输入端，漏极相对于输出端，N沟道MOSFET的栅极直接连接开关电压，P沟道MOSFET的栅极经过一反相器连接开关电压，该反相器为N沟道MOSFET和P沟道MOSFET的栅极连接在一起做输入，漏极连接在一起做输出，N沟道MOSFET的源极接地，P沟道MOSFET的源极接电源的简单组合。