[发明专利]基于N×M多频天线阵列和SBD阵列的探测器

说明书

本发明公开了基于N×M多频天线阵列和SBD阵列的探测器，通过将传统探测器中用作检波的单个肖特基二极管替换成N×M的肖特基二极管阵列，可进一步提高探测灵敏度。另外，通过将传统探测器中用作接收太赫兹信号的单个太赫兹天线替换成N×M的太赫兹天线阵列，利用太赫兹波与天线阵中自由电子群发生共振可增强天线中低动能电子的能量，从而再次提高探测灵敏度。还有的是，本发明可根据实际需求设计任意不同频点的多频点太赫兹天线，从而在不用更换太赫兹探测器的情况下就能实现一个探测器支持多个任意不同频点的探测，有效降低太赫兹探测的成本。

技术领域

本发明涉及太赫兹探测器的技术领域，尤其涉及到基于N×M多频天线阵列和SBD阵列的探测器。

背景技术

太赫兹具备广泛的应用前景，在天体物理学、材料科学、生物医学、环境科学、光谱与成像技术、信息科学技术等领域有着广泛的技术应用。太赫兹技术能够显著提升我国在航空航天、空间通信、生物医疗、甚至是食品检测等方面的实力。而作为太赫兹应用基础的太赫兹探测器是太赫兹安防、检测的关键部件和仪器。因此，发展高性能的太赫兹探测器对于太赫兹技术的应用与发展至关重要。

肖特基二极管具有速度快、良好的非线性效应、能够在常温下工作和容易集成等优点，所以常被用作太赫兹探测器中的检波二极管。传统的基于肖特基二极管的太赫兹探测器通常采用单个单频点太赫兹天线和单个SBD的结构。目前太赫兹辐射源功率普遍较小且辐射源的频点是不连续的。因此，采用单个单频点太赫兹天线来接收太赫兹信号，很可能导致探测效果不理想且无法满足不同频点探测的实际需求。同样，由于探测信号弱的原因，采用单个SBD进行检波可能无法检测到有效信号。因此，发展基于多频点太赫兹天线阵列和SBD阵列的探测器成为了当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高灵敏度、多频点、低成本的基于N×M多频天线阵列和SBD阵列的探测器。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

基于N×M多频天线阵列和SBD阵列的探测器，包括N×M多频点太赫兹天线阵列、包括有传输线TL1、TL2和TL3的匹配网络、隔直电容C1、探测器和读出电路测试开关、读出电路、N×M肖特基二极管阵列；

其中，所述匹配网络中的传输线TL1与N×M多频点太赫兹天线阵列连接，传输线TL2的右端与N×M肖特基二极管阵列相连，传输线TL3的下端分别与隔直电容C1的一端、探测器和读出电路测试开关、读出电路相连接；

所述隔直电容C1的另一端接地。

进一步地，所述N×M肖特基二极管阵列包括N×M个纵横排列的肖特基二极管单元、N个第一行选开关以及M个第一列选开关；

每个肖特基二极管单元均包括肖特基二极管、偏置电压Vb1、偏置电阻Rb1以及第一NMOSFET；

每个肖特基二极管单元中，肖特基二极管的阳极分别与偏置电阻Rb1的一端、第一NMOSFET的M_SEL1端连接，肖特基二极管的阴极接地；所述偏置电阻Rb1的另一端与偏置电压Vb1连接，用于给肖特基二极管供电；

每个肖特基二极管单元中第一NMOSFET的SEL1端均与所在列的第一列选开关连接；

每个肖特基二极管单元中第一NMOSFET的V_out1端均与所在行的第一行选开关连接。

进一步地，所述匹配网络采用接地共面波导传输线。

进一步地，所述N×M多频点太赫兹天线阵列包括N×M个多频点太赫兹天线单元、N个第二行选开关以及M个第二列选开关；

每个N×M个多频点太赫兹天线单元均包括多频点太赫兹天线和第二NMOSFET；