行倍頻。從圖6可以看出:在lOOGHz-llOGHz范圍內(nèi)，也即基波頻段內(nèi)，端口 I的回波損耗Sll小于-17dB，端口 I到端口2的傳輸系數(shù)S21大于-0.3dB，端口 I到端口 3的傳輸系數(shù)S31小于_30dB。說(shuō)明在基波頻段能有由端口 I進(jìn)入以后以較小的損耗由端口 2輸出且在端口 3處截止，完成基波的輸入。
[0049]輸出波導(dǎo)采用常用的E面插入波導(dǎo)一微帶過(guò)渡，并將微帶線換成共面波導(dǎo)形式，其模型如圖1結(jié)構(gòu)的最右側(cè)所示，將輸出匹配傳輸線這樣的探針通過(guò)波導(dǎo)寬邊中心的孔插入輸出波導(dǎo)的波導(dǎo)腔中，通過(guò)一段起耦合作用的探針把傳輸線上的信號(hào)能量耦合到矩形波導(dǎo)中。三次諧波信號(hào)由輸出波導(dǎo)這樣的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)WR-2.8輸出，輸出波導(dǎo)尺寸經(jīng)過(guò)優(yōu)化，避免了高次模和傳輸零點(diǎn)的出現(xiàn)。從圖7可以看出:在300GHz-330GHz范圍內(nèi)回波損耗Sll小于-25dB，傳輸系數(shù)S21大于-0.2dB，在三次諧波頻段過(guò)渡很好的導(dǎo)通，且由于波導(dǎo)的低頻抑制特性，通過(guò)減小矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)邊寬度使二次諧波截止只輸出三次諧波。
[0050]如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:包括主體波導(dǎo)(13)和設(shè)置在主體波導(dǎo)內(nèi)腔底面的介質(zhì)基板(12)，介質(zhì)基板(12)上設(shè)置有下表面與介質(zhì)基板(12)上表面齊平的共面波導(dǎo)傳輸線，共面波導(dǎo)傳輸線包括從左到右依次連接的直流偏置低通濾波器、輸入匹配傳輸線(4)、基波低通濾波器、基波匹配傳輸線(15)、三次諧波匹配傳輸線(14)、三級(jí)匹配傳輸線(9)、四級(jí)匹配傳輸線(10)、輸出匹配傳輸線(18)，直流偏置低通濾波器和基波低通濾波器都是采用下表面與介質(zhì)基板(12)上表面齊平的傳輸線構(gòu)成；還包括與主體波導(dǎo)(13)交叉連接的基波輸入波導(dǎo)(5)，基波輸入波導(dǎo)(5)與主體波導(dǎo)(13)的重合區(qū)域?yàn)閰^(qū)域M,輸入匹配傳輸線(4)位于區(qū)域M內(nèi)，還包括設(shè)置在主體波導(dǎo)(13)右端的輸出波導(dǎo)(11)，介質(zhì)基板(12)的右端插入到輸出波導(dǎo)(11)內(nèi)，輸出匹配傳輸線(18)位于輸出波導(dǎo)(11)內(nèi)，共面波導(dǎo)傳輸線還包括2個(gè)分別位于介質(zhì)基板(12)左右向軸線兩側(cè)的共面波導(dǎo)接地傳輸線(17)和2個(gè)分別位于介質(zhì)基板(12)左右向軸線兩側(cè)的耦合接地傳輸線(19)，2個(gè)共面波導(dǎo)接地傳輸線(17)和2個(gè)耦合接地傳輸線(19)都與主體波導(dǎo)(17)側(cè)內(nèi)壁連接，2個(gè)耦合接地傳輸線(19)都位于基波輸入波導(dǎo)(5)的左側(cè)，2個(gè)共面波導(dǎo)接地傳輸線(17)都位于基波輸入波導(dǎo)(5)與輸出波導(dǎo)(11)之間；還包括四管芯倍頻二極管(8)，四管芯倍頻二極管(8)包括5個(gè)一字排列的多層半導(dǎo)體塊，5個(gè)多層半導(dǎo)體塊都裝配在同一個(gè)支撐板(46)上，5個(gè)多層半導(dǎo)體塊遠(yuǎn)離支撐板(46)的一側(cè)都設(shè)置有空氣橋焊盤(45)，5個(gè)多層半導(dǎo)體塊分別是:多層半導(dǎo)體塊B (423)、多層半導(dǎo)體塊A (422)、中間多層半導(dǎo)體塊(421)、多層半導(dǎo)體塊C(424)、多層半導(dǎo)體塊D (425)，中間多層半導(dǎo)體塊(421)上的空氣橋焊盤(45)通過(guò)金屬陽(yáng)極空氣橋(43)分別與多層半導(dǎo)體塊A (422)和多層半導(dǎo)體塊C(424)橋接，多層半導(dǎo)體塊A (422)上的空氣橋焊盤(45)通過(guò)金屬陽(yáng)極空氣橋(43)與多層半導(dǎo)體塊B (423)橋接，多層半導(dǎo)體塊C(424)上的空氣橋焊盤(45)通過(guò)金屬陽(yáng)極空氣橋(43)與多層半導(dǎo)體塊D (425)橋接，中間多層半導(dǎo)體塊(421)上的空氣橋焊盤(45)倒扣粘接在三諧波匹配傳輸線(14)上，多層半導(dǎo)體塊B (423)和多層半導(dǎo)體塊D (425)上的空氣橋焊盤(45)分別倒扣粘接在2個(gè)共面波導(dǎo)接地傳輸線(17)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:直流偏置低通濾波器包括從左到右依次連接的一級(jí)匹配傳輸線A (1)、一級(jí)連接傳輸線(2)、一級(jí)匹配傳輸線B (3)，一級(jí)匹配傳輸線B (3)與輸入匹配傳輸線(4)連接，直流偏置低通濾波器還包括2個(gè)T型開路枝節(jié)A，T型開路枝節(jié)A設(shè)置在一級(jí)連接傳輸線(2)的左右向軸線兩側(cè)，T型開路枝節(jié)A包括互相連接成T字形的橫向枝節(jié)和豎向枝節(jié)，豎向枝節(jié)與一級(jí)連接傳輸線連接，T型開路枝節(jié)A的下表面與介質(zhì)基板(12)的上表面共面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:直流偏置低通濾波器的橫向枝節(jié)的左端和右端都向一級(jí)連接傳輸線(2 )方向彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:基波低通濾波器包括從左到右依次連接的二級(jí)匹配傳輸線A (6)、二級(jí)連接傳輸線(16)、二級(jí)匹配傳輸線B (7)，二級(jí)匹配傳輸線A (6)與輸入匹配傳輸線(4)連接，二級(jí)匹配傳輸線B (7)與基波匹配傳輸線(15)連接，基波低通濾波器還包括2個(gè)T型開路枝節(jié)B，T型開路枝節(jié)B設(shè)置在二級(jí)連接傳輸線(16)的左右向軸線兩側(cè)，T型開路枝節(jié)B包括互相連接成T字形的橫向枝節(jié)和豎向枝節(jié)，豎向枝節(jié)與一級(jí)連接傳輸線連接，T型開路枝節(jié)B的下表面與介質(zhì)基板(12)的上表面共面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:所述基波低通濾波器的橫向枝節(jié)的左端和右端都向二級(jí)連接傳輸線(16)方向彎曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:基波匹配傳輸線包括2個(gè)互相連接的傳輸線，位于左側(cè)的傳輸線的寬度大于位于右側(cè)的傳輸線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:三次諧波匹配傳輸線包括2個(gè)互相連接的傳輸線，位于左側(cè)的傳輸線的寬度大于位于右側(cè)的傳輸線的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:介質(zhì)基板為石英介質(zhì)基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:一級(jí)匹配傳輸線A (I)和一級(jí)匹配傳輸線B (3)都包括互相連接的橫向匹配傳輸線A和縱向匹配傳輸線A，橫向匹配傳輸線A的寬度小于縱向匹配傳輸線A的寬度，縱向匹配傳輸線A與一級(jí)連接傳輸線(2)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，其特征在于:二級(jí)匹配傳輸線A (6)和二級(jí)匹配傳輸線B (7)都包括互相連接的橫向匹配傳輸線B和縱向匹配傳輸線B，橫向匹配傳輸線B的寬度小于縱向匹配傳輸線B的寬度，縱向匹配傳輸線B與二級(jí)連接傳輸線(16)連接，二級(jí)匹配傳輸線A的橫向匹配傳輸線B通過(guò)一段細(xì)傳輸線與輸入匹配傳輸線(4)進(jìn)行匹配連接，二級(jí)匹配傳輸線B的橫向匹配傳輸線B與基波匹配傳輸線(15)連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于共面波導(dǎo)傳輸線的太赫茲三倍頻器，包括三個(gè)波導(dǎo)，分別是基波輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)、主體波導(dǎo)，設(shè)置主體波導(dǎo)內(nèi)的介質(zhì)基板，介質(zhì)基板上采用共面波導(dǎo)傳輸線以集成的方式設(shè)置的電氣結(jié)構(gòu)，這些電氣結(jié)構(gòu)從左到右分別為：直流偏置低通濾波器、輸入匹配傳輸線、基波低通濾波器、基波匹配傳輸線、三次諧波匹配傳輸線、三級(jí)匹配傳輸線、四級(jí)匹配傳輸線、輸出匹配傳輸線，利用共面波導(dǎo)接地傳輸線作為接地線。采用共面波導(dǎo)傳輸線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的微帶線和懸置微帶線來(lái)設(shè)計(jì)三倍頻器的外圍無(wú)源電路，在電路內(nèi)直接與腔體壁連接實(shí)現(xiàn)射頻地和直流回路，基波輸入雙工器的方式將直流偏置和其他電路同時(shí)設(shè)計(jì)，減少后續(xù)的裝配步驟，使電路結(jié)構(gòu)易于加工和裝配。
【IPC分類】H01P1-213
【公開號(hào)】CN104600403
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510008722
【發(fā)明人】張波, 紀(jì)東峰, 楊益林, 劉戈, 牛中乾, 李全龍, 高欣, 錢駿, 閔應(yīng)存, 樊勇
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日