CN113131953B - 太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置，所述射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，其中，所述温控装置包括：至少一个制冷单元，所述制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的半导体器件进行制冷。该装置通过采用主动制冷降温的方式，可以降低射频信号接收单元各级电路的器件噪声水平；和/或，可以提高射频信号发射单元的倍频效率和降低失真度。

Description

太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置

技术领域

本公开的实施例涉及安检设备技术领域，特别是涉及一种用于太赫兹射频系统的温控装置，以及包括上述温控装置的太赫兹射频系统，以及包括上述太赫兹射频系统的安检设备。

背景技术

近年来，太赫兹探测因其高安全性、高分辨率和较好的穿透性而在人体安检领域异军突起，成为一种新颖的体表危险物检测手段。但由于太赫兹射频系统的发射功率较低(主动式)，而接收信噪比也较低(主动式和被动式)。

太赫兹射频信号发射单元与常规的微波射频信号发射单元的结构有所不同，由于半导体材料中电子迁移率有限，因此目前难以制造出能够直接用于太赫兹波段放大的三极管或场效应管。为了产生太赫兹波，首先由微波或毫米波信号源产生10GHz～20GHz左右的信号，经过功率放大后，然后再经过若干次倍频，才能达到太赫兹波段。由于常温下倍频器的效率通常低于30％，因此最终得到的太赫兹波功率很低(通常仅为 0dBm～+5dBm以内)，严重制约了主动式太赫兹技术的应用。

太赫兹射频信号接收单元面临着类似的问题：在太赫兹波接收前端，首先要对输入信号进行混频、中频放大及检波，或者直接放大后检波。由于接收带宽大，噪声水平本来就很高，得到的有效信号隐藏在噪声中。加之从目前的技术水平和材料工艺来看，器件自身的噪声系数无法做到很低，所以经过接收链路处理后，信号的信噪比会进一步降低，尽管可以在后级视频放大器中增加滤波器以压低噪声，但噪声水平依旧较高。一般外差式接收机噪声温度为2000K左右，放大检波式接收机噪声温度为300K左右，而且在目前器件技术工艺水平条件下，降低空间有限，成像质量仍旧无法显著提高，这对基于太赫兹的成像和通信技术研究构成了不小的瓶颈。

发明内容

本公开的一个目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本公开的一个方面的实施例，提供了一种用于太赫兹射频系统的温控装置，所述太赫兹射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，其中，所述温控装置包括至少一个制冷单元，所述至少一个制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的所述至少一个半导体器件进行主动制冷。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述温控装置还包括：

温度传感器，所述温度传感器被配置为感测所述半导体器件的温度；以及

温度控制器，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述制冷单元连接，并被配置为基于所述温度传感器所感测的所述半导体器件的温度来控制所述制冷单元的工作状态。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，基于所述太赫兹射频系统中的每个半导体器件所期望的工作温度将所述电路板的第一侧的用于安装所述半导体器件的空间分割成多个温控区域，所述多个温控区域中的至少一个温控区域设置有所述温度传感器以及所述制冷单元，以使得所述至少一个温控区域内的半导体器件处于其所期望的工作温度。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，由相同的材料和工艺制成，且工作发热量大致相同的半导体器件位于同一温控区域内。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述制冷单元包括制冷器以及位于所述制冷器与所述电路板之间的蓄冷材料。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述制冷器为半导体制冷器或制冷机。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，还包括屏蔽绝热壳体，所述屏蔽绝热壳体被构造为从所述电路板的第一侧封闭所述多个温控区域中的至少一个温控区域。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述屏蔽绝热壳体具有开口，所述开口位于所述电路板的第二侧处，所述制冷单元在所述屏蔽绝热壳体的开口处与所述屏蔽绝热壳体连接。

根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述温控装置还包括设置在所述制冷单元的远离所述电路板的一侧的散热组件。

根据本公开的另一方面的实施例，还提供了一种太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统包括如上所述的温控装置。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统包括射频接收单元，所述射频接收单元被配置为接收太赫兹波段电磁波，并包括接收电路板以及安装在所述接收电路板的第一侧上的多个第一组件，所述多个第一组件包括混频器、中频低噪声放大器以及检波器。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述中频低噪声放大器和所述检波器位于同一温控区域内。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，基于所述中频低噪声放大器的中频放大管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述中频低噪声放大器的中频放大管处于其所期望的工作温度。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统还包括射频发射单元，所述射频发射单元被配置为发射太赫兹波段电磁波，并包括发射电路板以及安装在所述发射电路板的第一侧上的多个第二组件，所述多个第二组件包括信号源、功率放大器和倍频器。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述发射电路板和所述接收电路板集成在一起，所述倍频器和所述混频器位于同一温控区域内。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，基于所述混频器的混频管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述混频器的混频管处于其所期望的工作温度。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述功率放大器位于单独的温控区域内。

根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述功率放大器的芯片穿过所述电路板并压靠在所述制冷单元上。

根据本公开的再一方面的实施例，提供了一种太赫兹安检设备，所述太赫兹安检设备包括根据如上所述的太赫兹射频系统。

根据本公开上述各种实施例所述的太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置通过采用主动制冷降温的方式，可以降低射频信号接收单元各级电路的器件噪声水平；和/或，可以提高射频信号发射单元的倍频效率和降低失真度。

附图说明

图1示出根据本公开的一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；

图2示出根据本公开的另一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；

图3示出根据本公开的再一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；以及

图4示出根据本公开的一种示例性实施例的功率放大器的安装示意图。

具体实施方式

虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本公开所描述的示例性实施例。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本公开的总体上的发明构思，提供了一种用于太赫兹射频系统的温控装置，所述太赫兹射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，其中，所述温控装置包括至少一个制冷单元，所述至少一个制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的所述至少一个半导体器件进行主动制冷。

根据本公开的另一总体上的发明构思，提供了一种太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统包括如上所述的温控装置。

根据本公开的再一总体上的发明构思，提供了一种太赫兹安检设备，所述太赫兹安检设备包括如上所述的太赫兹射频系统。

通常将应用于人体安检领域的太赫兹波安检设备分为两类，即主动式和被动式。在主动式中，太赫兹波安检设备的射频系统既包括射频信号发射单元，也包括射频信号接收单元；而在被动式中，太赫兹安检设备仅包括射频信号接收单元。然而不论是哪一类，与最终成像效果直接密切相关的发射性能和接收性能将直接关系到太赫兹技术在人体安检领域的实用性。

图1示出根据本公开的一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；图2示出根据本公开的另一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；以及图3示出根据本公开的再一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图。

根据本公开的射频系统包括电路板21以及安装在电路板21的第一侧上的三个半导体器件22A、22B、22C。如图1所示，根据本公开的用于太赫兹射频系统的温控装置包括三个制冷单元，这三个制冷单元均设置在电路板21的与第一侧相反的第二侧，并与三个半导体器件22A、22B、 22C一一对应设置，这三个制冷单元被配置为分别对射频系统的电路板21的一部分以及电路板21的该部分上的相应的半导体器件22A、22B、 22C进行制冷。这样，每个半导体器件22A、22B、22C可以各自通过其对应的制冷单元进行主动制冷。

在一种示例性实施例中，如图1所示，该温控装置还包括三个温度传感器12A、12B、12C，该温度传感器例如可以包括但不限于热电偶温度传感器，这三个温度传感器12A、12B、12C被配置为分别感测安装在电路板21上的相应的半导体器件22A、22B、22C的温度。该温控装置还包括温度控制器13A、13B、13C，该温度控制器分别与温度传感器12A、 12B、12C和制冷单元连接，并被配置为基于温度传感器12A(或12B，或12C)所感测的半导体器件22A(或22B，或22C)的温度来控制与该半导体器件22A(或22B，或22C)对应的制冷单元的工作状态，以使得每个半导体器件22A、22B、22C都处于其所期望的工作温度。

在一种示例性实施例中，如图1所示，基于太赫兹射频系统的三个半导体器件22A、22B、22C所期望的工作温度将电路板21的第一侧的用于安装半导体器件22A、22B、22C的空间分割(如图1中的虚线所示) 成三个温控区域I、II、III，每个温控区域I、II、II均设置有温度传感器 12A、12B、12C以及制冷单元。即，每个半导体器件22A、22B、22C各设置在一个单独的温控区域I、II、III内，然而，需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以基于安装在电路板21上的三个半导体器件22A、22B、22C各自所期望的较佳的、甚至最佳的工作温度分割成三个以下的温控区域，例如两个温控区域，如图2所示，例如第一半导体器件12A位于一个温控区域I内，第二半导体器件12B和第三半导体器件12C位于另一温控区域II内，每个温控区域均设置有温度传感器以及制冷单元。具体地，将三个半导体器件22A、 22B、22C所期望的较佳的、甚至最佳的工作温度大致相同或接近的半导体器件设置在一个温控区域，以通过例如一个制冷单元进行制冷，从而降低温控装置的成本。对太赫兹波段的半导体器件来说，根据其材料和工艺不同，最佳工作温度也不同，在电路设计时将同一材料和工艺，且工作发热量大致相同(例如，功耗偏差小于10％)的半导体器件设置在同一温控区域，以通过温度控制器基于温度传感器所感测的多个半导体器件的温度将该多个半导体器件的温度控制在噪声性能与能耗的较佳、甚至最佳平衡点上。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以仅在所述三个温控区域中的至少一个温控区域设置有温度传感器以及制冷单元。此外，虽然在图1至图3所示的实施例中，示出了三个半导体器件22A、22B、22C，然而，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也就是仅具有一个半导体器件或两个半导体器件，或者三个以上的半导体器件。

在一种示例性实施例中，如图1所示，制冷单元包括制冷器11A、11B、 11C以及位于制冷器11A、11B、11C与电路板21之间的蓄冷材料14A、14B、14C，该蓄冷材料例如可以包括但不限于紫铜等高导热率材质。该制冷器11A、11B、11C分别与各自的温度控制器13A、13B、13C连接，以通过各自的温度控制器13A、13B、13C控制其工作状态。然而，需要说明的是，温度控制器13A、13B、13C也可以集成在一起，以简化结构。

在一种示例性实施例中，制冷器11A、11B、11C包括但不限于半导体制冷器或制冷机，其中半导体制冷器件体积小，能够方便地嵌入到半导体器件22A、22B、22C附近，直接对其进行制冷，而且可以通过电流控制制冷功率从而进行温度调节，不足是半导体制冷器实现的最大温度差有限，通常不高于100K；制冷机制冷功率强，根据制冷剂的不同可以得到不同的温度下限，甚至可以做到绝对零度附近，但不足之处是体积往往较大，需要使用压缩机等配套设置，并通过铜柱或热管进行传热。然而，不论采用何种方式，只要制冷功率大于发热功率，就可将半导体器件的温度降至适宜的温度，显然制冷功率越大，降温越快。

在一种示例性实施例中，如图1至图3所示，该温控装置还包括屏蔽绝热壳体16，该屏蔽绝热壳体16被构造为从电路板21的第一侧封闭三个温控区域I、II、III，以防止外界环境对半导体器件22A、22B、22C的温度的影响。在该实施例中，屏蔽绝热壳体16具有开口，该开口位于电路板21的第二侧处，位于电路板21的第二侧的制冷单元在屏蔽绝热壳体 16的开口处与屏蔽绝热壳体16连接，以使得屏蔽绝热壳体16和制冷单元一起封闭电路板21以及电路板上的半导体器件22A、22B、22C所处的温控区域。

需要说明的是，虽然在该实施例中，屏蔽绝热壳体16可以将电路板 21的第一侧的三个温控区域I、II、III全部封闭，然而，本领域的技术人员应当理解，每个温控区域或三个温控区域中的一部分温控区域也可以通过单独的屏蔽绝热壳体进行封闭。当两个或两个以上的温控区域采用相同的屏蔽绝热壳体进行封闭时，还可以在相邻的两个温控区域(例如温控区域I和温控区域II)之间设置间隔件，该间隔件与屏蔽绝热壳体16连接，以避免这两个温控区域(例如温控区域I和温控区域II)之间彼此影响。

在一种示例性实施例中，如图1至图3所示，温控装置还包括设置在制冷单元的远离电路板21的一侧的散热组件，该散热组件适于将该射频系统的热量进行散热。

在一种示例性实施例中，如图1至图3所示，散热组件包括与散热区域相同数量的散热器15A、15B、15C。每个温控区域对应设置有一个散热器，以便根据该温控区域的需要进行散热。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，也可以使多个温控区域共用一个散热器。

在一种示例性实施例中，如图1至图3所示，散热组件还包括风机 17，该风机17适于将射频系统的热量快速地消散。

需要说明的是，分区独立地温控是基于不同半导体器件22A、22B、 22C所期望的较佳、甚至最佳的工作温度不同而设计使用的，然而，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其它一些实施例中，由于温度降低对各类半导体器件性能改善的趋势和效果大致相同，因此整个系统设置在一个温控区域内也是可行的，如图3所示。当所有半导体器件设置在一个温控区域内时，由于单个温控区域的温控比较简单，使用半导体制冷和制冷机制冷均可；对于分区独立温控，由于体积和温控系统复杂度限制，使用半导体制冷方式更为合适。

根据本公开的另一方面，还提供了一种包括如上所述的温控装置的太赫兹射频系统。该太赫兹射频系统包括电路板21以及安装在电路板21 的第一侧上的多个半导体器件22A、22B、22C。该射频系统可以用于主动式安检设备，例如主动式太赫兹波安检设备等，也可以用于被动式安检设备，例如被动式太赫兹安检设备等。

当用于主动式安检设备时，该太赫兹射频系统包括射频信号发射单元和射频信号接收单元，射频信号发射单元被配置为发射太赫兹波段电磁波，并包括发射电路板以及安装在发射电路板的第一侧上的多个第二半导体组件，该第二半导体组件包括但不限于信号源、功率放大器和倍频器，其中，信号源包括作为半导体器件的振荡管，功率放大器包括作为半导体器件的功放管，倍频器包括作为半导体器件的倍频管；射频信号接收单元被配置为接收太赫兹波段电磁波，并包括接收电路板以及安装在接收电路板的第一侧上的第一半导体组件，第一半导体组件包括但不限于混频器、中频低噪声放大器以及检波器，其中，混频器包括作为半导体器件的混频管，中频低噪声放大器包括作为半导体器件的中频放大管，检波器包括作为半导体器件的检波管。当用于被动式安检设备时，该射频系统仅包括射频信号接收单元，而不包括射频信号接收单元。下面以太赫兹波射频系统为例对各元件的温控方案进行详细说明。

(1)信号源

由于很难直接产生太赫兹波，因此太赫兹波射频系统的信号源通常采用毫米波波段信号发生器。根据对信号源的一般要求，希望其具有低失真、高稳定性的特征。为了达到此目的，应尽可能消除信号发生电路因温度变化导致的频飘，故将该信号发生器置于一个独立的温控区域中，以便实现对该信号发生器所处的环境的低温控制。

(2)发射天线和接收天线

发射天线和接收天线的性能并不直接受到温度的影响，但是由于发射天线和接收天线的接入，会使制冷量在端口处发生少量泄露，影响了最低温度的下限，或者在制冷环境中形成温度梯度。因此一般应使用太赫兹波段透过率高、损耗小且保温性好的材料进行绝热补强。

(3)功率放大器

16.在微波、毫米波乃至更高的太赫兹波段，功率放大器的工作电流一般都较大，此时功率放大器的功耗很大，温升较高，各种参数有劣化的趋势，若能降其至于低温环境中，则可以大大缓解参数劣化，对提高功率放大器的线性度和降低失真度大有好处。因此将功率放大器置于一个独立的温控区域中，以便实现对该功率放大器所处的环境的低温控制，并优选采用大功率的制冷单元进行制冷。此外，功率放大器的芯片穿过电路板并压靠在制冷单元上。具体地，将功率放大器22’的芯片的散热片涂抹低热阻硅脂后紧密压装在制冷单元上，例如压装在蓄冷块上(如图4所示)，并且制冷单元与电路板21之间的热阻越大越好(热隔离)，以保证自身工作稳定。如果同一个制冷单元上压装有多个半导体器件时，还需要保证彼此之间的电气绝缘。

(4)倍频器

倍频器分为2倍频器、3倍频器或4倍频器等，根据输入频率和目标频率之间的距离，可以级联使用，倍频级数越高效率越低，其余的功率主要转化为热。倍频器通常使用肖特基二极管作为核心器件(同时也是发热器件)。由于肖特基二极管体积很小，因此散热难度较大，必须在安装时紧贴电路板。此外，倍频肖特基二极管可基于GaAs，或者InP，或者AlGaAs，或者GaN等材料研制的，应分别针对各材料特定低温工作温度进行优化设计，且在实际中通过温控装置稳定其工作温度，从而获得更高的倍频效率和带宽。

在倍频器模块内部，为便于局部温控，可将输入电路、电压偏置电路、倍频二极管以及级间匹配结构进行单芯片化集成，同时将芯片衬底厚度减薄。相对传统辐射计结构，这可以提高芯片级联精度和降低级联损耗的同时，也提高倍频微带电路的热传导特性，从而进一步提高倍频器的倍频效率和输出功率。

此外，对于倍频器来说，其倍频效率也与温度有关，若能将其置于低温环境下工作，则能在相同的输入功率下得到更大的输出功率。这就是说，在不依赖于器件条件下，可以通过主动制冷的方式，使射频信号发射单元的性能得到提升。

(5)混频器

太赫兹波段混频器通常采用肖特基二极管结构。作为半导体器件，混频肖特基二极管可基于GaAs，或者InP，或者AlGaAs等材料研制的，应分别针对各材料特定低温工作温度进行优化设计，从而获得更低的变频损耗和噪声系数。

基于混频肖特基二极管研制的混频器，应当特别针对特定低温工作环境设计并优化，从而进一步提高混频器的带宽，降低混频器的变频损耗。

混频器内的微带电路，可将信号输入电路、本振输入电路、中频输出、混频二极管以及级间匹配结构进行单芯片化集成，同时可将芯片衬底厚度减薄，在提高芯片级联的精度的同时，降低级联损耗，并提高混频微带电路的热传导特性，从而进一步降低链路噪声系数，改善辐射计噪声温度。

(6)中频低噪声放大器

作为接收机增益的主要承担部分，中频低噪声放大器通常使用当前技术较为成熟的基于GaAs，或者InP的低噪声放大器芯片。但于Si、SiGe 材料的低噪声放大器芯片，在低温装置中可表现出同基于GaAs或者InP 的低噪声放大器噪声系数相当的性能，从而降低接收电路的成本。

采用的基于GaAs、InP、Si或者SiGe的低噪声放大器，应当特别地针对特定低温工作环境设计并优化，从而该低噪声放大器会有更低的噪声系数和更宽的信号放大带宽。

采用的基于GaAs、InP、Si或者SiGe的低噪声放大器，可将多级低噪声放大器及其过渡结构集成在一起，同时可将芯片衬底厚度减薄，在提高芯片级联的精度，降低级联损耗的同时，提高低噪声放大器的热传导特性，从而进一步降低链路噪声系数，改善辐射计噪声温度。

(7)检波器

通常射频系统的检波器使用基于肖特基二极管的包络检波和功率检波方式。由于与倍频器的关键元件相同，因此其温控设计与倍频器相同。

在一种示例性实施例中，中频低噪声放大器和检波器可以位于同一温控区域内。在这种情况下，可以使温度控制器基于温度传感器所感测的中频低噪声放大器的中频放大管的温度对制冷单元进行控制，以使得中频低噪声放大器的中频放大管处于其所期望的工作温度，另外，可以对检波器按其所期望的工作温度进行优化设计。

在一种示例性实施例中，发射电路板和接收电路板集成在一起，倍频器和混频器位于同一温控区域内。在这种情况下，可以使温度控制器基于温度传感器所感测的混频器的混频管的温度对制冷单元进行控制，以使得混频器的混频管处于其所期望的工作温度，另外，可以对倍频器按其所期望的工作温度进行优化设计。然而，需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本公开的其他一些实施例，发射电路板和接收电路板也可以分开设置。

根据本公开的再一方面，还提供了一种太赫兹安检设备，该太赫兹安检设备包括如上所述的太赫兹射频系统。该太赫兹安检设备例如是太赫兹人体安检仪。

根据本公开上述各种实施例所述的太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置通过采用主动制冷降温的方式，可以降低射频信号接收单元各级电路的器件噪声水平；和/或，可以提高射频信号发射单元的倍频效率和降低失真度，以使得系统综合性能得到提升，进而提高安检设备的成像效果。此外，根据各个半导体器件的温度特性不同，进行分区独立温控，可以实现各半导体器件的温度工作点和运行能耗的最佳结合点。这样，有助于在较低总功耗下实现高性能射频系统。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本公开的范围。

Claims (18)

1.一种用于太赫兹射频系统的温控装置，所述太赫兹射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，所述温控装置包括至少一个制冷单元，所述至少一个制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的所述至少一个半导体器件进行主动制冷，基于所述太赫兹射频系统中的每个半导体器件所期望的工作温度将所述电路板的第一侧的用于安装所述半导体器件的空间分割成多个温控区域，所述温控装置还包括屏蔽绝热壳体，所述屏蔽绝热壳体被构造为从所述电路板的第一侧封闭所述多个温控区域，相邻的两个所述温控区域之间设置与所述屏蔽绝热壳体连接的间隔件。

2.根据权利要求1所述的温控装置，其中，所述温控装置还包括：

温度传感器，所述温度传感器被配置为感测所述半导体器件的温度；以及

温度控制器，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述制冷单元连接，并被配置为基于所述温度传感器所感测的所述半导体器件的温度来控制所述制冷单元的工作状态。

3.根据权利要求2所述的温控装置，其中，所述多个温控区域中的至少一个温控区域设置有所述温度传感器以及所述制冷单元，以使得所述至少一个温控区域内的半导体器件处于其所期望的工作温度。

4.根据权利要求3所述的温控装置，其中，由相同的材料和工艺制成、且工作发热量相同的半导体器件位于同一温控区域内。

5.根据权利要求1或2所述的温控装置，其中，所述制冷单元包括制冷器以及位于所述制冷器与所述电路板之间的蓄冷材料。

6.根据权利要求5所述的温控装置，其中，所述制冷器为半导体制冷器或制冷机。

7.根据权利要求1所述的温控装置，其中，所述屏蔽绝热壳体具有开口，所述开口位于所述电路板的第二侧处，所述制冷单元在所述屏蔽绝热壳体的开口处与所述屏蔽绝热壳体连接。

8.根据权利要求1或2所述的温控装置，其中，所述温控装置还包括设置在所述制冷单元的远离所述电路板的一侧的散热组件。

9.一种太赫兹射频系统，其中，所述太赫兹射频系统包括根据权利要求1-8中任一项所述的温控装置。

10.根据权利要求9所述的太赫兹射频系统，其中，所述太赫兹射频系统包括射频接收单元，所述射频接收单元被配置为接收太赫兹波段电磁波，并包括接收电路板以及安装在所述接收电路板的第一侧上的多个第一半导体组件，所述多个第一半导体组件包括混频器、中频低噪声放大器以及检波器，每个所述第一半导体组件均包括所述半导体器件。

11.根据权利要求10所述的太赫兹射频系统，其中，所述中频低噪声放大器和所述检波器位于同一温控区域内。

12.根据权利要求11所述的太赫兹射频系统，其中，基于所述中频低噪声放大器的中频放大管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述中频低噪声放大器的中频放大管处于其所期望的工作温度。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的太赫兹射频系统，其中，所述太赫兹射频系统还包括射频发射单元，所述射频发射单元被配置为发射太赫兹波段电磁波，并包括发射电路板以及安装在所述发射电路板的第一侧上的多个第二半导体组件，所述多个第二半导体组件包括信号源、功率放大器和倍频器，每个所述二半导体组件均包括所述半导体器件。

14.根据权利要求13所述的太赫兹射频系统，其中，所述发射电路板和所述接收电路板集成在一起，所述倍频器和所述混频器位于同一温控区域内。

15.根据权利要求14所述的太赫兹射频系统，其中，基于所述混频器的混频管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述混频器的混频管处于其所期望的工作温度。

16.根据权利要求13所述的太赫兹射频系统，其中，所述功率放大器位于单独的温控区域内。

17.根据权利要求13所述的太赫兹射频系统，其中，所述功率放大器的芯片穿过所述电路板并压靠在所述制冷单元上。

18.一种太赫兹安检设备，其中，所述太赫兹安检设备包括根据权利要求9-17中任一项所述的太赫兹射频系统。

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