[发明专利]一种紧凑型低温二次谐波混频器基座

说明书

技术领域

本发明属于一种射频微波波导元器件，特别是一种紧凑型的二次谐波混频器基座。

背景技术

太赫兹技术是遥感中的一项关键技术，同时在人体安检、大气环境、资源遥感等领域也有潜在的应用领域也有潜在的应用价值。肖特基二极管混频器是这个频段应用最广的探测器。因此广泛应用于毫米波及太赫兹接收系统作为变频器件或检波器件。目前所采用的混频电路形式主要有三种：双边带混频器、单边带混频器以及边带分离型混频。按参考信号与待检RF信号的频率关系，混频电路形式主要有：基波混频器、二次谐波混频器以及更高次谐波混频器。基波混频器采用参考信号输出的基波信号直接与射频信号进行混频。产生的中频输出信号频率是参考信号频率与待测信号频率之差，即满足ω_IF＝|ω_RF-ω_LO|，二次谐波混频器主要是利用参考信号的二次谐波来跟RF信号混频，然后通过输出滤波器选出所需的信号。中频输出信号的频率是参考信号频率两倍与待测RF信号频率之差，即满足ω_IF＝|ω_RF-2ω_LO|。一般说来基波混频器的混频特性好过二次谐波混频器，但考虑到实际情况，相比基波混频，二次谐波混频器对参考信号源功率要求高，频率低，所以二次谐波混频器的参考信号源经济成本更低。使得实际应用中被普遍采用。常见的二次谐波混频器主体包含一个混频基座，混频器芯片(主要实现混频的核心部件)，RF输入端，参考信号输入端及中频输出端。已有的二次谐波混频器虽然能实现基本功能，但仍存在以下缺点。首先，已有的波导型二次谐波混频器结构不紧凑，目前多点阵列式混频探测已经是主流应用领域。不紧凑的结构在应用于阵列探测时会引起稀疏采样及混频器排列问题。当稀疏采样出现时，需要多次扫描来弥补稀疏排列问题，造成接收机工作效率低。其次，由于已有的波导型双边带二次谐波混频器都是针对常温工作环境下设计的，由于常温下肖特基二极管的热噪声高于低温时的热噪声，常温时不能充分利用低温下优良的热噪声从而提高二次谐波混频器的混频性能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种紧凑型的二次谐波混频器基座，调整参考信号、待测信号输入及输出信号端口的结构解决波导型二次谐波混频器基座体积过大不便阵列安装的问题。同时在混频器基座主体前端设计一个传热支撑结构，便于混频器在低温环境中的应用。

本发明的技术解决方案是：

一种紧凑型低温二次谐波混频器基座，包括：热传导支撑和基座主体；基座主体包括信号输入波导结构、参考信号输入波导结构、混频芯片槽、高频转接腔和输出信号端口；

L型的热传导支撑底面为水平接触面，侧面为垂直接触面且垂直接触面上有镂空结构，所述基座主体与热传导支撑的垂直接触面固定在一起且基座主体的信号输入波导结构从热传导支撑侧面上的镂空结构中探出；

用于输入参考信号的参考信号输入波导结构和用于输入待测信号的信号输入波导结构位于所述基座主体的相互对立的两个端面；

所述信号输入波导结构又包括待测信号输入口、待测信号输入波导、信号输入波导过渡段和待测信号输入半高波导；

所述参考信号输入波导结构又包括参考信号输入口、参考信号输入波导、参考信号输入波导过渡段和参考信号输入半高波导；

所述待测信号输入口位于所述信号输入波导结构从热传导支撑侧面镂空结构中探出部分的端面上，待测信号输入波导从所述待测信号输入口深入到所述基座主体的内部，待测信号输入波导和待测信号输入半高波导之间通过信号输入波导过渡段连接为一体，待测信号输入半高波导上留有信号输入端信号耦合口；

所述参考信号输入口位于所述基座主体与热传导支撑侧面相接触端面的对立面上，参考信号输入波导从所述参考信号输入口深入到所述基座主体的内部，参考信号输入波导和参考信号输入半高波导之间通过参考信号输入波导过渡段连接为一体，参考信号输入半高波导上留有参考信号输入端信号耦合口；

混频芯片槽的一端通过所述信号输入端信号耦合口与待测信号输入半高波导联通，另一端通过所述参考信号输入端信号耦合口与高频转接腔联通，同时，混频芯片槽穿过参考信号输入半高波导将高频转接腔、参考信号输入波导结构和信号输入波导结构联通在一起；输出信号端口与高频转接腔连接作为所述紧凑型低温二次谐波混频器基座的信号输出口。

所述待测信号输入半高波导和待测信号输入波导均为矩形波导且待测信号输入半高波导的高度是待测信号输入波导高度的一半。