基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體。包括低通濾波電路、饋電同軸、倍頻腔體、短路調(diào)諧滑塊、雪崩二極管、特氟龍介質(zhì)和饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體；倍頻腔體為矩形腔體，饋電同軸內(nèi)貫穿饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體，饋電同軸的下端穿過倍頻腔體通過特氟龍介質(zhì)后，饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體底面和低通濾波電路連接，饋電同軸內(nèi)的饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體上端頂在雪崩二極管的頂部，短路調(diào)諧滑塊從倍頻腔體的長度方向插入，調(diào)節(jié)倍頻腔體的橫軸長度來匹配對應(yīng)雪崩二極管的高次諧波。同軸輸入結(jié)構(gòu)使外部的匹配網(wǎng)絡(luò)具有靈活性，根據(jù)不同雪崩二極管不同阻抗特性作相應(yīng)調(diào)整；具有損耗低、結(jié)構(gòu)簡潔、容易匹配；填充的特氟龍介質(zhì)具有固定同軸內(nèi)導(dǎo)體和促進(jìn)雪崩二極管阻抗匹配。
【專利說明】基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太赫茲波的腔體，尤其是涉及一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)波是指頻率在0.1-1OTHz范圍內(nèi)的電磁波，波長在3000?30 μ m，介于毫米波與紅外光之間，在電磁波頻譜中占有很特殊的位置。太赫茲波不僅是宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論的過渡區(qū)，也是電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū)，被稱為電磁波譜的“太赫茲空隙(THz gap)”。太赫茲科學(xué)技術(shù)是近20多年來新興的技術(shù)，盡管人類在THz的研究和認(rèn)識方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，THz技術(shù)不但在基礎(chǔ)科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用中存在很大的價(jià)值。然而長期以來太赫茲波源的問題卻一直未得到很好的解決，設(shè)計(jì)出低價(jià)高效的太赫茲輻射源在太赫茲領(lǐng)域當(dāng)中有極高的地位。
[0003]雪崩二極管在足夠強(qiáng)度射頻場作用下產(chǎn)生的雪崩電流波形尖銳，含有豐富的能夠達(dá)到毫米波頻段的高次諧波，提取相應(yīng)次數(shù)的高次諧波便能實(shí)現(xiàn)太赫茲波頻段的高次倍頻；同時(shí)雪崩二極管在輸出諧波頻率的頻段也具有負(fù)阻特性，這種負(fù)阻特性有利于增大輸出諧波的能量，能夠有效的提高輸出諧波功率、降低倍頻損耗。在雪崩高次倍頻模式中，雪崩載流子的產(chǎn)生、倍增和輸運(yùn)特性同樣遵循雪崩器件的物理工作機(jī)理。
[0004]雪崩二極管只有安置在合適的腔體結(jié)構(gòu)中、并被適當(dāng)?shù)丶?lì)才能工作在最佳狀態(tài)，來有效地提取高次諧波實(shí)現(xiàn)太赫茲波頻段的高次倍頻。整個(gè)雪崩高次倍頻組件的核心部分就是倍頻腔體的設(shè)計(jì)，倍頻電路中太赫茲波段的波導(dǎo)電路，同時(shí)為了調(diào)節(jié)雪崩倍頻二極管的工作狀態(tài)，充分挖掘雪崩倍頻管的倍頻潛能，還需要在倍頻電路中設(shè)計(jì)各種可調(diào)諧電路，包括微帶部分調(diào)諧電路以及腔體部分調(diào)諧電路。設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是怎樣將這幾部分合理安排，同時(shí)提高功率放大器輸出端與雪崩倍頻二極管的阻抗匹配狀態(tài)，盡可能多的將激勵(lì)源信號加在雪崩倍頻二極管上，尋找整個(gè)倍頻模塊的最佳工作點(diǎn)，減少雪崩倍頻組件的倍頻損耗，以提聞其性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括低通濾波電路、饋電同軸、倍頻腔體、短路調(diào)諧滑塊、雪崩二極管、特氟龍介質(zhì)和饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體；倍頻腔體為矩形腔體，饋電同軸內(nèi)貫穿饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體，饋電同軸的下端穿過倍頻腔體通過特氟龍介質(zhì)后，饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體底面和低通濾波電路連接，饋電同軸內(nèi)的饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體上端頂在雪崩二極管的頂部，短路調(diào)諧滑塊從倍頻腔體的長度方向插入，調(diào)節(jié)倍頻腔體的橫軸長度來匹配對應(yīng)雪崩二極管的高次諧波。
[0007]所述饋電同軸下端和低通濾波電路接觸處填充特氟龍介質(zhì)，該介質(zhì)固定饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體和匹配雪崩二極管阻抗，饋電同軸上端對接雪崩二極管，采用頂部饋電方式給雪崩二極管加載電信號。
[0008]所述低通濾波電路為多級電感和多級電容的并聯(lián)電路。
[0009]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
1、同軸輸入結(jié)構(gòu)使得外部的匹配網(wǎng)絡(luò)具有很大的靈活性，可以根據(jù)不同雪崩二極管不同阻抗特性作相應(yīng)調(diào)整。
[0010]2、在于對雪崩二極管的饋電采用同軸頂部饋電方式，具有損耗低、結(jié)構(gòu)簡潔、容易匹配等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充的特氟龍介質(zhì)具有固定同軸內(nèi)導(dǎo)體和促進(jìn)雪崩二極管阻抗匹配的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是整體結(jié)構(gòu)的原理框圖。
[0012]圖2是雪崩二極管倍頻腔體結(jié)構(gòu)簡圖。
[0013]圖3是雪崩二極管倍頻腔體剖面圖。
[0014]圖中:1、外部匹配電路，2、雪崩二極管倍頻腔體，3、低通濾波電路，4、饋電同軸，5、倍頻腔體，6、短路調(diào)諧滑塊，7、雪崩二極管，8、特氟龍介質(zhì)，9、饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體。
[0015]【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明直流信號和射頻激勵(lì)信號通過外部匹配電路I再進(jìn)入雪崩二極管倍頻腔體2，然后通過調(diào)節(jié)雪崩二極管倍頻腔體2提取合適的諧波，即對應(yīng)頻率的太赫茲波。
[0017]如圖2、圖3所示，本發(fā)明包括低通濾波電路3、饋電同軸4、倍頻腔體5、短路調(diào)諧滑塊6、雪崩二極管7、特氟龍介質(zhì)8和饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9 ;倍頻腔體5為矩形腔體，饋電同軸4內(nèi)貫穿饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9，饋電同軸4的下端穿過倍頻腔體5通過特氟龍介質(zhì)8后，饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9底面和低通濾波電路3連接，饋電同軸4內(nèi)的饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9上端頂在雪崩二極管7的頂部，短路調(diào)諧滑塊6從倍頻腔體5的長度方向插入，調(diào)節(jié)倍頻腔體5的橫軸長度來匹配對應(yīng)雪崩二極管的高次諧波，即所需頻率的太赫茲波。
[0018]所述饋電同軸4下端和低通濾波電路2接觸處填充特氟龍介質(zhì)8，該介質(zhì)固定饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9和匹配雪崩二極管7阻抗，饋電同軸4上端對接雪崩二極管6，采用頂部饋電方式給雪崩二極管6加載電信號。
[0019]所述低通濾波電路3為多級電感和多級電容的并聯(lián)電路。
[0020]以下具體闡述本發(fā)明的實(shí)施方式:
首先，直流信號通過外部匹配電路I輸入到雪崩二極管倍頻腔體2，經(jīng)過低通濾波電路3，通過饋電同軸4加載到雪崩二極管7，使得雪崩二極管7處于擊穿狀態(tài)。
[0021]然后，7.34GHz的射頻激勵(lì)源信號經(jīng)由外部匹配電路I進(jìn)入到雪崩二極管倍頻腔體2，經(jīng)過低通濾波電路3，通過饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體9加載到雪崩二極管7，激勵(lì)雪崩二極管7進(jìn)入振蕩狀態(tài)。
[0022]最后，調(diào)節(jié)短路調(diào)諧滑塊6，使得雪崩二極管7和倍頻腔體5達(dá)到諧振匹配，從而能提取到7.34GHz激勵(lì)源信號15次倍頻的諧波信號，得到對應(yīng)IlOGHz的太赫茲波。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體，其特征在于:包括低通濾波電路(3)、饋電同軸(4)、倍頻腔體(5)、短路調(diào)諧滑塊(6)、雪崩二極管(7)、特氟龍介質(zhì)(8)和饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體(9);倍頻腔體(5)為矩形腔體，饋電同軸(4)內(nèi)貫穿饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體(9)，饋電同軸(4)的下端穿過倍頻腔體(5)通過特氟龍介質(zhì)(8)后，饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體(9)底面和低通濾波電路(3)連接，饋電同軸(4)內(nèi)的饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體(9)上端頂在雪崩二極管(7)的頂部，短路調(diào)諧滑塊(6)從倍頻腔體(5)的長度方向插入，調(diào)節(jié)倍頻腔體(5)的橫軸長度來匹配對應(yīng)雪崩二極管的高次諧波，即所需頻率的太赫茲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體，其特征在于:所述饋電同軸(4)下端和低通濾波電路(2)接觸處填充特氟龍介質(zhì)(8)，該介質(zhì)固定饋電同軸內(nèi)導(dǎo)體(9)和匹配雪崩二極管7阻抗，饋電同軸(4)上端對接雪崩二極管(6)，采用頂部饋電方式給雪崩二極管(6 )加載電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雪崩二極管高次倍頻得到太赫茲波的腔體，其特征在于:所述低通濾波電路(3)為多級電感和多級電容的并聯(lián)電路。
【文檔編號】H03H7/01GK103825570SQ201410028807
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】趙家奇, 朱忠博, 徐魁文, 張斌, 冉立新 申請人:浙江大學(xué)