[发明专利]太赫兹频段三倍频器

说明书

本发明公开一种太赫兹频段三倍频器，包括用于以TE10模的传输模式传输输入信号的输入模块；用于将输入信号转为准TEM模的传输模式，并对该信号进行信号阻抗匹配的第一转换模块；用于对阻抗匹配后的输入信号进行三倍频处理，获得倍频信号的倍频模块；用于将所述倍频信号转为TE10模的传输模式，并对该倍频信号进行输出阻抗匹配的第二转换模块；和用于以TE10模的传输模式输出太赫兹频段的三倍频信号的输出模块。本发明针对太赫兹频段电路小尺寸的特点，将输入模块，第一转换模块，第二转换模块，输出模块与二级管对集成在微带线上，便于电路的重复制造以及二极管对的粘贴，为电路在高频率下工作提供可能，提高了其可靠性与重复制造性。

技术领域

本发明涉及太赫兹频率源技术领域。更具体地，涉及一种太赫兹频段三倍频器。

背景技术

太赫兹频率源是太赫兹系统应用中重要的核心部分。太赫兹波主要指频率在100GHz至3000GHz的电磁波，其在电磁波谱中的位置位于微波与光之间，是最后一个未被充分开发的电磁频段。太赫兹信号的产生，一般采用两种方法实现：由光信号解调下来与通过微波信号倍频产生。光信号途径产生太赫兹波的核心器件为量子级联激光器，其工作在低温状态，对工作环境有较高要求，不利于大规模应用。倍频产生太赫兹波主要有两种方法：采用电真空技术如行波管、电子回旋管与采用固态半导体技术如肖特基二极管，高电子迁移率晶体管等。电真空技术可产生较大功率的太赫兹信号，但其无法产生连续波、寿命较短，体积较大的特点，限制了其在有源相控阵雷达等方面的应用。而半导体技术的小体积，室温工作，可靠性高等特点，使固态半导体太赫兹源在太赫兹系统中的应用越来越普遍。现有的二极管倍频器方案，一般从毫米波电路演变而来，随着太赫兹技术如通信系统、雷达系统的应用越来越广泛，对太赫兹信号源的工作频率、可靠性的要求越来越高。太赫兹信号源产生的频率越来越高，其体积也越来越小，过去的人工粘贴方式的电路精度越来越低，难以实现，从而影响太赫兹倍频器的性能与可靠性。

鉴于现有技术中存在的上述问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太赫兹频段三倍频器，解决目前太赫兹倍频器电路难以装配、可靠性低的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种太赫兹频段三倍频器，包括：

输入模块，用于以TE10模的传输模式传输输入信号；

第一转换模块，用于将输入信号转为准TEM模的传输模式，并对该信号进行信号阻抗匹配；

倍频模块，用于对阻抗匹配后的输入信号进行三倍频处理，获得倍频信号；

第二转换模块，用于将所述倍频信号转为TE10模的传输模式，并对该倍频信号进行输出阻抗匹配；

输出模块，用于以TE10模的传输模式输出太赫兹频段的三倍频信号。

优选的，所述输入模块为输入波导。

优选的，所述第一转换模块包括依次连接的第一微带转换电路和输入匹配电路。

优选的，所述第一转换模块进一步包括连接于所述第一微带转换电路和所述输入匹配电路之间的输入滤波器。

优选的，所述第二转换模块包括依次连接的输出匹配电路和第二微带转换电路。

优选的，所述倍频模块连接于所述第一转换模块和所述第二转换模块之间。

优选的，所述倍频模块为肖特基二极管对。

优选的，所述输出模块为输出波导。

优选的，所述太赫兹三倍频器还包括与所述第一转换模块连接的电源模块。