CN105207624A - 一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，包括上腔体(1)和下腔体(2)；所述的上腔体(1)的表面与下腔体(2)的表面紧密贴合后，形成输入端口(22)、Y型功分器(17)、第一前级二倍频器(19)、第二前级二倍频器(20)、Y型合路器(18)、后级二倍频器(21)以及输出端口(23)。上述本振源在平衡式二倍频器电路的基础上，将两级倍频电路集成到同一腔体模块中，在使结构紧凑的同时，克服了不同模块由于端口面连接引起的反射，提高了倍频的性能，从而将W波段源倍频到太赫兹频段，获得更大的输出功率。

Description

一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源

技术领域

本发明涉及本振源技术领域，具体涉及一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源。

背景技术

太赫兹波位于微波与红外之间，是频率在0.1THz～10THz范围内的电磁波。自20世纪20年代开始，人们逐渐认识并开展了关于太赫兹技术的研究，经过一定技术的积累，在近十几年里出现了一个研发的热潮。2004年，美国政府将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之一；次年，我国也召开了“香山科技会议”，制定关于太赫兹技术的发展规划。目前在世界范围内许多国家的大学、企业以及研究机构都从事着与太赫兹技术相关的工作。

太赫兹频段接收机前端主要由天线、混频和本振源组成。因为目前国内对于W波段源研究已比较成熟，所以对于太赫兹频段的本振系统，通常在W波段源的基础上，由多个低次(2次或3次)倍频器级联而获得。传统的本振链路由多个模块组成，每个二倍频都是独立的一个模块，其输出端口和输入端口面都有标准法兰，通过销钉定位和螺丝固定，将不同模块进行连接。但考虑到频率超过100GHz时，不同模块在固定连接时，端口面间由于连接问题会存在反射，即使很小的安装误差都会引起比较严重的驻波，进而影响整个接收机前端的性能。同时，由于每个倍频电路是独立的一个模块，因此级联后体积也较大，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于，为克服不同倍频模块级联时由端口面引起的反射，以及不同模块连接时体积较大的技术问题，提出一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，该本振源结构紧凑，且驻波性能良好。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，所述本振源包含：上腔体和下腔体。

所述上腔体内设置第一Y型结、第一二倍频、第三二倍频、第三Y型结、第五二倍频、第一输入波导口以及第一输出波导口；

所述下腔体内设置第二Y型结、第二二倍频、第四二倍频、第四Y型结、第六二倍频、第二输入波导口以及第二输出波导口；

所述的上腔体的表面与下腔体的表面紧密贴合，其中第一Y型结和第二Y型结构成Y型功分器；第三Y型结和第四Y型结构成Y型合路器；第一二倍频和第二二倍频构成第一前级二倍频器，第三二倍频和第四二倍频构成第二前级二倍频器；第五二倍频和第六二倍频构成后级二倍频器；第一输入波导口和第二输入波导口构成输入端口；第一输出波导口和第二输出波导口构成输出端口；

所述的Y型功分器用于将输入端口输入的信号功率分成两路后，馈入第一前级二倍频器和第二前级二倍频器进行第一次倍频处理，所述的Y型合路器用于将第一前级二倍频器和第二前级二倍频器输出的两路信号合成一路信号后，馈入后级二倍频器进行第二次倍频处理，并通过输出端口输出第二次倍频后的信号。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的上腔体和下腔体均采用硬铝材料制成，其表面镀金，以防止氧化。

本发明的一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源优点在于：

本发明的本振源在平衡式二倍频器电路的基础上，将两级倍频电路集成到同一腔体模块中，在使结构紧凑的同时，克服了不同模块由于端口面连接引起的反射，提高了倍频的性能，从而将W波段源倍频到太赫兹频段，提高了驻波性能。

附图说明

图1是本发明的一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源的上、下腔体结构示意图。

图2是图1中示出的上、下腔体组合后的结构示意图。

附图标识：

1、上腔体2、下腔体3、第一Y型结

4、第二Y型结5、第一二倍频6、第二二倍频

7、第三二倍频8、第四二倍频9、第三Y型结

10、第四Y型结11、第五二倍频12、第六二倍频

13、第一输入波导口14、第二输入波导口15、第一输出波导口

16、第二输出波导口17、Y型功分器18、Y型合路器

19、第一前级二倍频器20、第二前级二倍频器21、后级二倍频器

22、输入端口23、输出端口

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源进行详细说明。

参考1、2所示的太赫兹频段本振源，本发明提供了一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，所述本振源包含：上腔体1和下腔体2；

所述的上腔体1中包含：第一Y型结3、第一二倍频5、第三二倍频7、第三Y型结9、第五二倍频11、第一输入波导口13以及第一输出波导口15；

所述的下腔体2中包含：第二Y型结4、第二二倍频6、第四二倍频8、第四Y型结10、第六二倍频12、第二输入波导口14以及第二输出波导口16；

所述上腔体1的表面和下腔体2的表面紧密接合后组成完整的本振源模块；其中第一Y型结3和第二Y型结4构成Y型功分器17；第一二倍频5和第二二倍频6构成第一前级二倍频器19；第三二倍频7和第四二倍频8构成第二前级二倍频器20；第三Y型结9和第四Y型结10构成Y型合路器18；第五二倍频11和第六二倍频12构成后级二倍频器21；第一输入波导口13和第二输入波导口14构成输入端口22；第一输出波导口15和第二输出波导口16构成输出端口23。

当要求本振模块输出功率较大时，需要相应的增加输入功率。当输入功率超过单个二倍频所能承受的功率时，可以利用Y型功分器将输入信号的功率分成两路馈入到两个二倍频器中，在两个二倍频器的输出端再利用Y型合路器将这两路功率合成一路信号，从而获得较大的输出功率。

基于上述结构的本振源，所述的输入端口22与Y型功分器17连接，此时经输入端口22输入的基频输入信号的功率被Y型功分器17均分为两路；所述Y型功分器的两路输出端接有两个结构完全一致的前级二倍频器：第一前级二倍频器19和第二前级二倍频器20；在两个前级二倍频器上，基频输入信号第一次完成二倍频处理；两个前级二倍频器的输出端接有Y型合路器18，用于将第一前级二倍频器19和第二前级二倍频器20输出的两路信号合成为一路信号；所述Y型合路器18的输出端接有后级二倍频器21，Y型合路器输出的合成信号进入后级二倍频器21后，完成第二次二倍频处理，并将第二次倍频后的信号经输出端口23输出。以本发明的本振源设计的输入工作频率83GHz为例，经过两次二倍频处理后能够获得的频率为332GHz的信号。

在上述本振源中，两个前级二倍频器和后级二倍频器集成在一个腔体模块中，因此大大改善了端口面间的反射，同时使其结构更加紧凑，体积更小，使得本振源的外形尺寸可设计为3cm×2.5cm×2cm。

所述的上腔体1和下腔体2均可采用硬铝材料制成，其表面镀金，以防止氧化。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，其特征在于，包括上腔体(1)和下腔体(2)；

所述上腔体内设置第一Y型结(3)、第一二倍频(5)、第三二倍频(7)、第三Y型结(9)、第五二倍频(11)、第一输入波导口(13)以及第一输出波导口(15)；

所述下腔体(2)内设置第二Y型结(4)、第二二倍频(6)、第四二倍频(8)、第四Y型结(10)、第六二倍频(12)、第二输入波导口(14)以及第二输出波导口(16)；

所述的上腔体(1)的表面与下腔体(2)的表面紧密贴合，此时第一输入波导口(13)和第二输入波导口(14)构成输入端口(22)；第一Y型结(3)和第二Y型结(4)构成Y型功分器(17)；第一二倍频(5)和第二二倍频(6)构成第一前级二倍频器(19)；第三二倍频(7)和第四二倍频(8)构成第二前级二倍频器(20)；第三Y型结(9)和第四Y型结(10)构成Y型合路器(18)；第五二倍频(11)和第六二倍频(12)构成后级二倍频器(21)；第一输出波导口(15)和第二输出波导口(16)构成输出端口(23)；

所述的Y型功分器(17)用于将输入端口(22)输入的信号功率分成两路后，馈入第一前级二倍频器(19)和第二前级二倍频器(20)进行第一次倍频处理，所述的Y型合路器(18)用于将第一前级二倍频器(19)和第二前级二倍频器(20)输出的两路信号合成一路信号后，馈入后级二倍频器(21)进行第二次倍频处理，并通过输出端口(23)输出第二次倍频后的信号。

2.根据权利要求1所述的基于倍频链路一体化结构的太赫兹频段本振源，其特征在于，所述的上腔体(1)和下腔体(2)均采用硬铝材料制成，其表面镀金。