耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，涉及太赫茲電路技術(shù)領(lǐng)域。所述電路包括射頻輸入波導(dǎo)、石英基板和射頻輸出波導(dǎo)，所述石英基板的一端位于所述射頻輸入波導(dǎo)的波導(dǎo)槽內(nèi)，所述石英基板的另一端位于所述射頻輸出波導(dǎo)的波導(dǎo)槽內(nèi)，輸入過(guò)渡微帶線位于所述石英基板上，所述過(guò)渡微帶線的一端依次經(jīng)第一傳輸微帶線、低通濾波器、射頻匹配微帶線、第二傳輸微帶線與輸出過(guò)渡微帶線連接，四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管的陽(yáng)極與射頻匹配微帶線連接，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管位于最外側(cè)的陰極與一個(gè)接地端石英帶線連接。所述電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于肖特基二極管數(shù)目的增多，可承受更大的輸入功率。
【專利說(shuō)明】
耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及太赫茲電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)波從廣義上來(lái)講，是指頻率在0.1-1OTHz范圍內(nèi)的電磁波，其中l(wèi)THz=1000GHz，也有人認(rèn)為太赫茲頻率是指0.3THz-3THz范圍內(nèi)的電磁波。THz波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，THz技術(shù)是國(guó)際科技界公認(rèn)的一個(gè)非常重要的交叉前沿領(lǐng)域。
[0003]在太赫茲通信、測(cè)量等系統(tǒng)中，源至關(guān)重要。目前小型化、低成本的固態(tài)太赫茲倍頻技術(shù)是國(guó)際上研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，主要是采用GaAs基平面肖特基二極管作為非線性倍頻器件，用以實(shí)現(xiàn)太赫茲頻段的功率輸出?；诠虘B(tài)電子技術(shù)對(duì)太赫茲頻率源進(jìn)行拓展是一種有效的方式。在電路技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，二次倍頻技術(shù)由于其倍頻效率高，得到了廣泛的發(fā)展。
[0004]2000年后，有關(guān)固態(tài)倍頻技術(shù)的發(fā)展非常迅速，主要有平衡式電路和非平衡式電路結(jié)構(gòu)。兩種電路均可通過(guò)增加肖特基二極管的數(shù)目，提高功率的承載能力，非平衡式電路較平衡式電路相比，由于肖特基二極管兩端直接與腔體壁接觸，散熱效果更好，較平衡式電路可以承載更大的輸入功率，非平衡式電路正逐漸被采用。
[0005]在目前經(jīng)常用到的非平衡二次倍頻電路中，一般都是肖特基二極管在制作過(guò)程中制作成適用于二次倍頻電路形式的二極管，一般只有4個(gè)結(jié)或者6個(gè)結(jié)，每個(gè)肖特基二極管結(jié)的有效承受功率在20mW左右，因此限制了輸入功率進(jìn)一步提升，導(dǎo)致輸出功率不能繼續(xù)增加。大的功率輸出具有更加廣闊的應(yīng)用前途，因此需要開(kāi)發(fā)一種新的二倍頻電路形式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，所述電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于肖特基二極管數(shù)目的增多，可承受更大的輸入功率。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:包括射頻輸入波導(dǎo)、石英基板和射頻輸出波導(dǎo)，所述石英基板的一端位于所述射頻輸入波導(dǎo)的波導(dǎo)槽內(nèi)，所述石英基板的另一端位于所述射頻輸出波導(dǎo)的波導(dǎo)槽內(nèi)，輸入過(guò)渡微帶線位于所述石英基板上，所述過(guò)渡微帶線的一端依次經(jīng)第一傳輸微帶線、低通濾波器、射頻匹配微帶線、第二傳輸微帶線與輸出過(guò)渡微帶線連接，四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管的陽(yáng)極與射頻匹配微帶線連接，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管位于最外側(cè)的陰極與一個(gè)接地端石英帶線連接，其中每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管包括四個(gè)串聯(lián)連接的肖特基二極管。
[0008]優(yōu)選的，所述輸入過(guò)渡微帶線為E面探針輸入過(guò)渡微帶線。
[0009]優(yōu)選的，所述低通濾波器為5階或7階高低阻抗微帶線。
[0010]優(yōu)選的，所述多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管的兩端通過(guò)導(dǎo)電膠分別與射頻匹配微帶線以及接地端石英帶線連接。
[0011 ]優(yōu)選的，所述接地端石英帶線通過(guò)導(dǎo)電膠與腔體實(shí)現(xiàn)接地。
[0012]優(yōu)選的，所述石英基板的厚度為30微米到75微米。
[0013]優(yōu)選的，所述射頻輸入波導(dǎo)為WM-2032矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)中a和b分別為2032微米和1016微米。
[0014]優(yōu)選的，四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管呈斜十字狀固定在石英基板上。
[0015]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述非平衡式電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；由于使用的肖特基二極管的數(shù)目增加，可以承受更大的輸入功率；四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管呈斜十字狀設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)更好的接地。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:101、射頻輸入波導(dǎo)102、石英基板103、射頻輸出波導(dǎo)104、輸入過(guò)渡微帶線105、第一傳輸微帶線106、低通濾波器107、射頻匹配微帶線108、第二傳輸微帶線109、輸出過(guò)渡微帶線110、多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管111、接地端石英帶線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，包括射頻輸入波導(dǎo)101、石英基板102和射頻輸出波導(dǎo)103，所述石英基板102的一端位于所述射頻輸入波導(dǎo)101的波導(dǎo)槽內(nèi)，所述石英基板102的另一端位于所述射頻輸出波導(dǎo)103的波導(dǎo)槽內(nèi)，其中射頻信號(hào)經(jīng)所述射頻輸入波導(dǎo)101輸入，倍頻后的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻輸出波導(dǎo)輸出。
[0020]輸入過(guò)渡微帶線104位于所述石英基板102上，所述過(guò)渡微帶線104的一端依次經(jīng)第一傳輸微帶線105、低通濾波器106、射頻匹配微帶線107、第二傳輸微帶線108與輸出過(guò)渡微帶線109連接。需要指出的是，第一傳輸微帶線105、低通濾波器106、射頻匹配微帶線107、第二傳輸微帶線108與輸出過(guò)渡微帶線109同樣位于所述石英基板102上，所述輸入過(guò)渡微帶線104整體的位于所述射頻輸入波導(dǎo)101的波導(dǎo)槽上方的石英基板上，所述輸出過(guò)渡微帶線109整體的位于所述射頻輸出波導(dǎo)103的波導(dǎo)槽上方的石英基板上。
[0021]四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110的陽(yáng)極與射頻匹配微帶線107連接，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110位于最外側(cè)的陰極與一個(gè)接地端石英帶線111連接，其中每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110包括四個(gè)串聯(lián)連接的肖特基二極管。
[0022]為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，以10GHz輸入，200GHz作為輸出頻率為例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】加以說(shuō)明。
[0023]射頻輸入波導(dǎo)101(此處為WM-2032矩形波導(dǎo)，a和b分別為2032微米和1016微米)引入10GHz射頻信號(hào)，石英基板上的輸入過(guò)渡微帶線104把射頻信號(hào)從輸入波導(dǎo)中引入到石英基板上的電路進(jìn)行傳輸，石英基板的厚度一般為30到75微米。低通濾波器106可以為5階或7階高低阻抗微帶線，低通濾波器的作用是將輸入的射頻信號(hào)最大的傳輸至二極管處，同時(shí)阻止射頻信號(hào)的2次諧波(200GHz)向輸入端反饋，射頻匹配微帶線的作用是將輸入射頻信號(hào)阻抗跟二極管的阻抗進(jìn)行阻抗匹配，以使得射頻信號(hào)最大程度的饋入多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110中。多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110對(duì)射頻輸入信號(hào)為同向并聯(lián)，對(duì)射頻輸出端為同向并聯(lián)。在使用時(shí)，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110的正極均與射頻匹配微帶線107相連，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110的陰極與接地端石英帶線111相連。多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110的兩端通過(guò)導(dǎo)電膠與射頻匹配微帶線107以及接地端石英帶線111相連接。接地端石英帶線111通過(guò)導(dǎo)電膠與腔體實(shí)現(xiàn)良好接地。多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管110中采用倒裝焊接的工藝。
[0024]所述非平衡式電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；由于使用的肖特基二極管的數(shù)目增加，可以承受更大的輸入功率；四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管呈斜十字狀設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)更好的接地。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:包括射頻輸入波導(dǎo)(101)、石英基板(102)和射頻輸出波導(dǎo)(103)，所述石英基板(102)的一端位于所述射頻輸入波導(dǎo)(101)的波導(dǎo)槽內(nèi)，所述石英基板(102)的另一端位于所述射頻輸出波導(dǎo)(103)的波導(dǎo)槽內(nèi)，輸入過(guò)渡微帶線(104)位于所述石英基板(102)上，所述過(guò)渡微帶線(104)的一端依次經(jīng)第一傳輸微帶線(105)、低通濾波器(106)、射頻匹配微帶線(107)、第二傳輸微帶線(108)與輸出過(guò)渡微帶線(109)連接，四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管(110)的陽(yáng)極與射頻匹配微帶線(107)連接，每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管(110)位于最外側(cè)的陰極與一個(gè)接地端石英帶線(111)連接，其中每個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管(110)包括四個(gè)串聯(lián)連接的肖特基二極管。2.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述輸入過(guò)渡微帶線(103)為E面探針輸入過(guò)渡微帶線。3.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述低通濾波器(106)為5階或7階高低阻抗微帶線。4.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管(110)的兩端通過(guò)導(dǎo)電膠分別與射頻匹配微帶線(107)以及接地端石英帶線(111)連接。5.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述接地端石英帶線(111)通過(guò)導(dǎo)電膠與腔體實(shí)現(xiàn)接地。6.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述石英基板(102)的厚度為30微米到75微米。7.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:所述射頻輸入波導(dǎo)(101)為WM-2032矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)中a和b分別為2032微米和1016微米。8.如權(quán)利要求1所述的耐功率太赫茲二倍頻非平衡式電路，其特征在于:四個(gè)多管結(jié)GaAs太赫茲倍頻二極管(110)呈斜十字狀固定在石英基板上。
【文檔編號(hào)】H03B19/14GK106026927SQ201610608507
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】王俊龍, 馮志紅, 楊大寶, 梁士雄, 張立森, 趙向陽(yáng), 邢東, 徐鵬
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所