[发明专利]基于体硅MEMS工艺天线的太赫兹前端集成接收装置

摘要

本发明涉及基于体硅MEMS工艺天线的太赫兹前端集成接收装置，适用于太赫兹低频段，属于太赫兹技术领域。主要包括天线和混频器芯片、基座和背板；天线包括基于体硅MEMS的H面喇叭天线和平面渐变对跖开槽天线（简称ALTSA）；混频器芯片为超外差式检测器，包括室温肖特基二极管混频器、超导隧道结混频器、热电子测热电阻混频器；基座外部预留与芯片、中频端等物理配合的位置；背板同样预留与芯片、中频端等物理配合的空间；本发明采用体硅MEMS工艺加工天线，既满足太赫兹器件的加工精度，又便于加工制造、批量生产，易于组阵。采用天线、混频器、偏置电路等集成装配的方法，提高器件微组装的成功率和整体接收装置的集成度，具有体积小、重量轻、成本低的优点。

主权项

基于体硅MEMS工艺天线的太赫兹前端集成接收装置，其特征在于：主要包括天线和混频器芯片、基座和背板；天线包括基于体硅MEMS的H面喇叭天线和平面渐变对跖开槽天线；混频器芯片为超外差式检测器，包括室温肖特基二极管混频器、超导隧道结混频器、热电子测热电阻混频器；混频器芯片通过混频器与波导的连接孔固定在天线波导末端；背板为矩形金属块；材料为铜；从矩形金属盒长边出发，沿着与宽边平行的方向，开设偏置电路芯片槽；在矩形金属块另一长边开设半圆柱形凹槽，半圆柱形凹槽与偏置电路芯片槽位置对应，但不连通；在半圆柱形凹槽与偏置电路芯片槽之间的金属壁顶部开设一个混频器芯片槽；在矩形金属块任意宽边开设一个半圆柱形凹槽；基座由两部分组成，分别为左基座与右基座；左基座为L形金属块，在其中任意一个内表面的中间位置留有放置偏置电路的槽，此凹槽的位置与形状都跟背板的偏置电路芯片槽相对应；与放置中频电路的槽平行的宽边处开设一个四分之一圆柱形凹槽；在另外一个内表面上留有直流连接端口和中频连接端口，偏置电路通过直流连接端口和中频连接端口与外部的直流源与中频输出相连接；右基座为矩形金属块，在矩形金属块不平行的两个侧面开设凹槽，宽边处开设四分之一圆柱形凹槽，长边处开设半圆柱形凹槽；与半圆柱形凹槽对应的长边处开有天线夹片槽；背板、左基座与右基座组合后，背板长边处的半圆柱形凹槽与右基座的半圆柱形凹槽组合用于放置永久磁铁；背板宽边处的半圆柱形凹槽与左基座、右基座的四分之一圆柱形凹槽组合用于放置永久磁铁；永久磁铁用于提供混频器正常工作所需的稳定磁场；各装置之间通过螺钉或销钉固定。