CN111913173B - 8mm波段参数可调太赫兹辐射源 - Google Patents
8mm波段参数可调太赫兹辐射源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111913173B CN111913173B CN202010766484.6A CN202010766484A CN111913173B CN 111913173 B CN111913173 B CN 111913173B CN 202010766484 A CN202010766484 A CN 202010766484A CN 111913173 B CN111913173 B CN 111913173B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- radiation source
- power
- microcontroller
- operation panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/282—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本发明提出一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源及其操作方法，该辐射源包括：主控板、操作面板和屏蔽外壳；所述主控板设置有电源部分、频率合成部分、微控制器部分、微带射频接口转换部分和功放部分，所述电源部分分别与所述频率合成部分、所述微控制器部分、所述微带射频接口转换部分和所述功放部分连接并为其供电，所述频率合成部分与所述微控制器部分通过IO口连接，所述微控制器部分采用二维氧化锌‑石墨烯异质结并与所述操作面板连接。本发明使用二维氧化锌‑石墨烯异质结材料作为操作面板微控制器的基底材料，应用于1THz波段毫米波成像辐射源的搭建，能够实现在不同发送功率和发射频点工况下工作，调节精度高，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及信号源传输技术领域，具体涉及一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源。
背景技术
在通常的太赫兹成像系统中，一般会选择商用的8mm频段辐射源。但商用8mm频段辐射源价格昂贵，不利于大量开展试验。常用的8mm波段辐射源是基于单片集成微波芯片和功率管电路实现的，这种设计的缺点在于需要另购常用的新射频器件，不但体积大、花费高，且功率受限。太赫兹信号辐射源在微波成像领域有着不可或缺的作用，通过对成像目标照射，增强了反射信号的强度。在不同材质反射率差异的情况下，能大大提高成像精度和速度。现有太赫兹辐射信号调制基于传统半导体工艺，对太赫兹辐射信号响应灵敏度不高、可调谐性差，不能较好地满足太赫兹成像可调辐射源的技术需求。具体来说，传统太赫兹波段辐射源设计的缺点主要在于较难获得40dbm及以上的发射功率，体积大，费用高。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种可以实现对太赫兹辐射源信号的精确调制的大功率太赫兹辐射源。
根据本发明的一方面，提供了一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源，包括：主控板、操作面板和屏蔽外壳；所述主控板设置有电源部分、频率合成部分、微控制器部分、微带射频接口转换部分和功放部分，所述电源部分分别与所述频率合成部分、所述微控制器部分、所述微带射频接口转换部分和所述功放部分连接并为其供电，所述频率合成部分与所述微控制器部分通过IO口连接，所述微控制器部分采用二维氧化锌-石墨烯异质结并与所述操作面板连接。
优选地，所述频率合成部分包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分，所述微控制器通过IO口分别连接所述频率合成部分各个分路的开关。
优选地，所述电源部分输入220V交流电，输出24V和3.3V直流电。
优选地，所述频率合成部分通过倍频电路生成1THz波段的信号。
优选地，所述操作面板分别连接功率设置旋钮、频点设置旋钮、显示屏部分、指示灯部分、电源开关和四通道信号输出射频接口。
优选地，所述屏蔽外壳设置有显示屏部分、功率档位、波段档位、输出调制波形按钮、电源开关、数字键盘区、电源接口和四通道信号输出射频接口。
优选地，所述屏蔽外壳采用铝合金材质。
优选地，所述微带射频接口转换部分通过同轴线连接至所述功放部分。
优选地，所述操作面板通过IO口读取所述功率设置旋钮、所述频率设置旋钮和所述指示灯部分，通过HDMI软排线连接所述显示屏部分，通过RG140射频线连接射频输出口到所述操作面板的射频输出口。
根据本发明的另一方面，提出一种上述8mm波段参数可调太赫兹辐射源的操作方法，包括：将220V电源连接到该辐射源的电源接口；将发射天线连接到射频输出接口；调整发射天线照射角度至合适方向；调整该辐射源的频率和辐射功率；打开电源开关。
与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：本发明基于废旧功放和频率合成电路在充分利用已有功放的基础上实现信号源的频带调整，例如可以对废旧卫星小站上行功率放大器进行再利用，可以实现卫星通信与毫米波成像两个应用领域的基础器件的通用。本发明所利用的废旧功放例如ka波段的上行功放等，这种大功率功放发射频率可以达到30-45dbm，远大于目前市面常见的单片微波集成芯片的发射功率。二维氧化锌-石墨烯异质结是一种具有良好电子输送特性、禁带宽度可调节的新型材料，可以实现对太赫兹辐射源信号的精确调制。使用二维氧化锌-石墨烯异质结材料作为操作面板微控制器的基底材料，应用于1THz波段毫米波成像辐射源的搭建，能够实现在不同发送功率和发射频点工况下工作，调节精度高，应用前景广阔。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据本发明实施方式的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的外部结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。应当指出，除非另外具体说明，在这些实施例中描述的部件、数字表示和数值的相对配置不限制本发明的范围。应当指出，下面的实施例并不限制权利要求中记载的本发明的范围，并且并非这些实施例中描述的特征的全部组合均是本发明所必须的。
根据本发明的实施方式，提出一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源。如图1和图2所示，该8mm波段参数可调太赫兹辐射源包括屏蔽外壳1和设置于屏蔽外壳1内部的主控板10和操作面板11。主控板设置有电源部分13、频率合成部分、微控制器部分12、微带射频接口转换部分和功放部分。电源部分13分别与频率合成部分、微控制器部分12、微带射频接口转换部分和功放部分连接并为其供电，频率合成部分与微控制器部分12通过IO口连接，微控制器部分12采用二维氧化锌-石墨烯异质结作为基底材料并与操作面板11连接。频率合成部分和功放部分可以采用废旧卫星小站的功放和频率合成电路。如图2所示，本发明的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的内部还可以设置主控辅助板14。
根据本发明的优选的实施方式，优选地，电源部分13输入220V交流电，输出24V和3.3V直流电。频率合成部分主要用于产生高频信号，并通过倍频电路生成1THz波段的信号。优选地，基于二维氧化锌-石墨烯异质结的微控制器12主要用于根据操作面板上下发的控制信号，实现工作在不同的发射频率和发射频点。功放部分主要用于对输入的初级射频信号进行功率放大至40dbm以上。操作面板11主要用于提供设置功能，下发信号至微控制器12。屏蔽外壳1主要用于提供对系统射频部分的隔离屏蔽，增强防干扰和降低相互干扰。优选地，屏蔽外壳1采用铝合金材质制成。
根据本发明的优选的实施方式，主控板10的频率合成部分根据设置按钮输出1THz频段的信号，其主要包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分。频率合成部分与二维氧化锌-石墨烯异质结微控制器12之间通过IO连接。二维氧化锌-石墨烯异质结微控制器12通过IO口分别控制频率合成部分各个分路的开关，从而实现对输出频点的设置，结构如图2所示。
根据本发明的优选的实施方式，微带射频接口转换部分主要用于实现电流信号转换成同轴线内部的电磁场信号，并通过同轴线连接至功放部分。
根据本发明的优选的实施方式，如图1所示，屏蔽外壳1设置有显示屏部分2、功率档位或功率设置旋钮3、波段档位或频点设置旋钮4、输出调制波形按钮5、电源开关6、数字键盘区7、四通道信号输出射频接口8、电源接口9和指示灯部分。操作面板分别连接功率设置旋钮2、频点设置旋钮3、显示屏部分4、指示灯部分、电源开关5和四通道信号输出射频接口6。如图1所示，本发明的四通道信号输出射频接口8可以分别采用0-6G射频接口、8-12G射频接口和8-20G射频接口。
根据本发明的优选的实施方式，操作面板通过IO口读取功率设置旋钮3、频点设置旋钮4和指示灯部分，通过HDMI软排线连接显示屏部分2，通过RG140射频线连接射频输出口到操作面板的射频输出口。工作时操作人员可以通过旋转功率设置旋钮3和频点设置旋钮4进行设置，基于二维氧化锌-石墨烯异质结的微控制器根据设置的功率和频点，控制频率合成电路通过倍频生成高频信号。
本发明还提出一种用于上述8mm波段参数可调太赫兹辐射源的操作方法，包括：将220V电源连接到该辐射源的电源接口；将发射天线连接到射频输出接口；调整发射天线照射角度至合适方向；调整该辐射源的频率和辐射功率；打开电源开关。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，包括：主控板、操作面板和屏蔽外壳；所述主控板设置有电源部分、频率合成部分、微控制器部分、微带射频接口转换部分和功放部分，所述电源部分分别与所述频率合成部分、所述微控制器部分、所述微带射频接口转换部分和所述功放部分连接并为其供电，所述频率合成部分与所述微控制器部分通过IO口连接，所述微控制器部分采用二维氧化锌-石墨烯异质结并与所述操作面板连接；
所述频率合成部分包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分，且通过倍频部分生成1THz波段的信号，频率合成部分与二维氧化锌-石墨烯异质结微控制器之间通过IO连接，二维氧化锌-石墨烯异质结微控制器通过IO口分别控制频率合成部分各个分路的开关，从而实现对输出频点的设置；
基于二维氧化锌-石墨烯异质结的微控制器部分用于根据操作面板上下发的控制信号，实现工作在不同的发射功率和发射频点，使用二维氧化锌-石墨烯异质结材料作为操作面板微控制器的基底材料，应用于1THz波段毫米波成像辐射源的搭建，实现在不同发送功率和发射频点工况下工作。
2.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述频率合成部分包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分，所述微控制器通过IO口分别连接所述频率合成部分各个分路的开关。
3.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述电源部分输入220V交流电，输出24V和3.3V直流电。
4.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述操作面板分别连接功率设置旋钮、频点设置旋钮、显示屏部分、指示灯部分、电源开关和四通道信号输出射频接口。
5.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述屏蔽外壳设置有显示屏部分、功率档位、波段档位、输出调制波形按钮、电源开关、数字键盘区、电源接口和四通道信号输出射频接口。
6.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述屏蔽外壳采用铝合金材质。
7.根据权利要求1所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述微带射频接口转换部分通过同轴线连接至所述功放部分。
8.根据权利要求4所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源，其特征在于，所述操作面板通过IO口读取所述功率设置旋钮、所述频点设置旋钮和所述指示灯部分，通过HDMI软排线连接所述显示屏部分，通过RG140射频线连接射频输出口到所述操作面板的射频输出口。
9.一种操作权利要求1-8中任一项所述的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的方法，其特征在于，包括：将220V电源连接到该辐射源的电源接口；将发射天线连接到射频输出接口；调整发射天线照射角度至合适方向；调整该辐射源的频率和辐射功率；打开电源开关。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010766484.6A CN111913173B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 8mm波段参数可调太赫兹辐射源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010766484.6A CN111913173B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 8mm波段参数可调太赫兹辐射源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111913173A CN111913173A (zh) | 2020-11-10 |
| CN111913173B true CN111913173B (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=73286943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010766484.6A Active CN111913173B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 8mm波段参数可调太赫兹辐射源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111913173B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109449588A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-08 | 上海交通大学 | 一种基于石墨烯加载的太赫兹频率可调微带贴片天线 |
| CN109742177A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-10 | 北京科技大学 | 具有周期性应变的范德华异质结型光电探测器及制备方法 |
| CN109889215A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-14 | 济南爱我本克网络科技有限公司 | 一种用于8mm波段的参数可调射频照射源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101360839B1 (ko) * | 2011-12-23 | 2014-02-12 | 성균관대학교산학협력단 | 2차원 산화아연 나노시트 기반 나노전력발전소자의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 발전 소자 |
-
2020
- 2020-08-03 CN CN202010766484.6A patent/CN111913173B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109449588A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-08 | 上海交通大学 | 一种基于石墨烯加载的太赫兹频率可调微带贴片天线 |
| CN109742177A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-10 | 北京科技大学 | 具有周期性应变的范德华异质结型光电探测器及制备方法 |
| CN109889215A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-14 | 济南爱我本克网络科技有限公司 | 一种用于8mm波段的参数可调射频照射源 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 二维纳米带及范德瓦尔斯异质结构的第一性原理研究;吴祥;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20200115(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111913173A (zh) | 2020-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gustafsson et al. | A modified Doherty power amplifier with extended bandwidth and reconfigurable efficiency | |
| CN201600448U (zh) | 毫米波相参导引头前端装置 | |
| CN101262239B (zh) | 毫米波射频收发装置 | |
| CN109521490B (zh) | 一种可实现模拟波束赋形的毫米波阵列辐射计前端 | |
| CN110429952A (zh) | 一种Ku波段综合射频收发系统 | |
| CN110161467A (zh) | 一种Ku波段四通道微波T/R组件 | |
| CN111913173B (zh) | 8mm波段参数可调太赫兹辐射源 | |
| CN210007695U (zh) | 一种Ku波段综合射频收发系统 | |
| CN116318122A (zh) | 一种超宽带小型化便携式信号源 | |
| CN114785358A (zh) | 一种小型化l至c波段多通道自适应频率变换器 | |
| CN209787160U (zh) | 一种用于8mm波段的参数可调射频照射源 | |
| CN109889215B (zh) | 一种用于8mm波段的参数可调射频照射源 | |
| CN203930047U (zh) | 自适应上下变频装置 | |
| CN111064467B (zh) | 毫米波频率合成器 | |
| CN218071482U (zh) | 一种可有效提升发射效率的双频大功率固态发射机 | |
| CN103346736B (zh) | 一种宽带高功率1mm固态信号源系统 | |
| CN212572522U (zh) | 信号源和测试系统 | |
| CN217282914U (zh) | 一种超宽带大功率射频信号发生装置 | |
| Pyo et al. | A single-chip K-band CMOS FMCW radar transceiver | |
| CN108551347A (zh) | 一种宽带宽毫米波发射机 | |
| CN114915303A (zh) | 一种超宽带大功率射频信号发生装置 | |
| CN112039519B (zh) | 一种超宽带毫米波信号大动态范围高精度功率控制方法 | |
| CN203645654U (zh) | Ka波段变频发射组件 | |
| CN219247805U (zh) | 一次变频组件 | |
| CN212572610U (zh) | 一种调频连续3mm波信号源系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |