公开了一种太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置，所述射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，其中，所述温控装置包括：至少一个制冷单元，所述制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的半导体器件进行制冷。该装置通过采用主动制冷降温的方式，可以降低射频信号接收单元各级电路的器件噪声水平；和/或，可以提高射频信号发射单元的倍频效率和降低失真度。单元的倍频效率和降低失真度。单元的倍频效率和降低失真度。
【技术实现步骤摘要】
太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置
[0001]本公开的实施例涉及安检设备
，特别是涉及一种用于太赫兹射频系统的温控装置，以及包括上述温控装置的太赫兹射频系统，以及包括上述太赫兹射频系统的安检设备。
技术介绍
[0002]近年来，太赫兹探测因其高安全性、高分辨率和较好的穿透性而在人体安检领域异军突起，成为一种新颖的体表危险物检测手段。但由于太赫兹射频系统的发射功率较低(主动式)，而接收信噪比也较低(主动式和被动式)。
[0003]太赫兹射频信号发射单元与常规的微波射频信号发射单元的结构有所不同，由于半导体材料中电子迁移率有限，因此目前难以制造出能够直接用于太赫兹波段放大的三极管或场效应管。为了产生太赫兹波，首先由微波或毫米波信号源产生10GHz～20GHz左右的信号，经过功率放大后，然后再经过若干次倍频，才能达到太赫兹波段。由于常温下倍频器的效率通常低于30％，因此最终得到的太赫兹波功率很低(通常仅为 0dBm～+5dBm以内)，严重制约了主动式太赫兹技术的应用。
[0004]太赫兹射频信号接收单元面临着类似的问题：在太赫兹波接收前端，首先要对输入信号进行混频、中频放大及检波，或者直接放大后检波。由于接收带宽大，噪声水平本来就很高，得到的有效信号隐藏在噪声中。加之从目前的技术水平和材料工艺来看，器件自身的噪声系数无法做到很低，所以经过接收链路处理后，信号的信噪比会进一步降低，尽管可以在后级视频放大器中增加滤波器以压低噪声，但噪声水平依旧较高。一般外差式接收机噪声温度为2000K左右，放大检波式接收机噪声温度为300K左右，而且在目前器件技术工艺水平条件下，降低空间有限，成像质量仍旧无法显著提高，这对基于太赫兹的成像和通信技术研究构成了不小的瓶颈。
技术实现思路
[0005]本公开的一个目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0006]根据本公开的一个方面的实施例，提供了一种用于太赫兹射频系统的温控装置，所述太赫兹射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，其中，所述温控装置包括至少一个制冷单元，所述至少一个制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的所述至少一个半导体器件进行主动制冷。
[0007]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述温控装置还包括：
[0008]温度传感器，所述温度传感器被配置为感测所述半导体器件的温度；以及
[0009]温度控制器，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述制冷单元连接，并被配置为基于所述温度传感器所感测的所述半导体器件的温度来控制所述制冷单元的工作状态。
[0010]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，基于所述太赫兹射频系统中的每个半导体器件所期望的工作温度将所述电路板的第一侧的用于安装所述半导体器件的空间分割成多个温控区域，所述多个温控区域中的至少一个温控区域设置有所述温度传感器以及所述制冷单元，以使得所述至少一个温控区域内的半导体器件处于其所期望的工作温度。
[0011]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，由相同的材料和工艺制成，且工作发热量大致相同的半导体器件位于同一温控区域内。
[0012]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述制冷单元包括制冷器以及位于所述制冷器与所述电路板之间的蓄冷材料。
[0013]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述制冷器为半导体制冷器或制冷机。
[0014]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，还包括屏蔽绝热壳体，所述屏蔽绝热壳体被构造为从所述电路板的第一侧封闭所述多个温控区域中的至少一个温控区域。
[0015]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述屏蔽绝热壳体具有开口，所述开口位于所述电路板的第二侧处，所述制冷单元在所述屏蔽绝热壳体的开口处与所述屏蔽绝热壳体连接。
[0016]根据本公开的一种示例性实施例的温控装置，所述温控装置还包括设置在所述制冷单元的远离所述电路板的一侧的散热组件。
[0017]根据本公开的另一方面的实施例，还提供了一种太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统包括如上所述的温控装置。
[0018]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统包括射频接收单元，所述射频接收单元被配置为接收太赫兹波段电磁波，并包括接收电路板以及安装在所述接收电路板的第一侧上的多个第一组件，所述多个第一组件包括混频器、中频低噪声放大器以及检波器。
[0019]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述中频低噪声放大器和所述检波器位于同一温控区域内。
[0020]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，基于所述中频低噪声放大器的中频放大管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述中频低噪声放大器的中频放大管处于其所期望的工作温度。
[0021]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述太赫兹射频系统还包括射频发射单元，所述射频发射单元被配置为发射太赫兹波段电磁波，并包括发射电路板以及安装在所述发射电路板的第一侧上的多个第二组件，所述多个第二组件包括信号源、功率放大器和倍频器。
[0022]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述发射电路板和所述接收电路板集成在一起，所述倍频器和所述混频器位于同一温控区域内。
[0023]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，基于所述混频器的混频管的温度对所述制冷单元进行控制，以使得所述混频器的混频管处于其所期望的工作温度。
[0024]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述功率放大器位于单独的温控区域内。
[0025]根据本公开的一种示例性实施例的太赫兹射频系统，所述功率放大器的芯片穿过所述电路板并压靠在所述制冷单元上。
[0026]根据本公开的再一方面的实施例，提供了一种太赫兹安检设备，所述太赫兹安检设备包括根据如上所述的太赫兹射频系统。
[0027]根据本公开上述各种实施例所述的太赫兹安检设备及其射频系统、温控装置通过采用主动制冷降温的方式，可以降低射频信号接收单元各级电路的器件噪声水平；和/或，可以提高射频信号发射单元的倍频效率和降低失真度。
附图说明
[0028]图1示出根据本公开的一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；
[0029]图2示出根据本公开的另一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；
[0030]图3示出根据本公开的再一种示例性实施例的用于太赫兹射频系统的温控装置的结构示意图；以及
[0031]图4示出根据本公开的一种示例性实施例的功率放大器的安装示意图。
具体实施方式
[0032]虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的专利技术，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于太赫兹射频系统的温控装置，所述太赫兹射频系统包括电路板以及安装在所述电路板的第一侧上的至少一个半导体器件，所述温控装置包括至少一个制冷单元，所述至少一个制冷单元设置在所述电路板的与所述第一侧相反的第二侧，并被配置为对所述电路板上的所述至少一个半导体器件进行主动制冷。2.根据权利要求1所述的温控装置，其中，所述温控装置还包括：温度传感器，所述温度传感器被配置为感测所述半导体器件的温度；以及温度控制器，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述制冷单元连接，并被配置为基于所述温度传感器所感测的所述半导体器件的温度来控制所述制冷单元的工作状态。3.根据权利要求1或2所述的温控装置，其中，基于所述太赫兹射频系统中的每个半导体器件所期望的工作温度将所述电路板的第一侧的用于安装所述半导体器件的空间分割成多个温控区域，所述多个温控区域中的至少一个温控区域设置有所述温度传感器以及所述制冷单元，以使得所述至少一个温控区域内的半导体器件处于其所期望的工作温度。4.根据权利要求3所述的温控装置，其中，由相同的材料和工艺制成、且工作发热量大致相同的半导体器件位于同一温控区域内。5.根据权利要求1或2所述的温控装置，其中，所述制冷单元包括制冷器以及位于所述制冷器与所述电路板之间的蓄冷材料。6.根据权利要求5所述的温控装置，其中，所述制冷器为半导体制冷器或制冷机。7.根据权利要求3所述的温控装置，其中，还包括屏蔽绝热壳体，所述屏蔽绝热壳体被构造为从所述电路板的第一侧封闭所述多个温控区域中的至少一个温控区域。8.根据权利要求7所述的温控装置，其中，所述屏蔽绝热壳体具有开口，所述开口位于所述电路板的第二侧处，所述制冷单元在所述屏蔽绝热壳体的开口处与所述屏蔽绝热壳体连接。9.根据权利要求1或2所述的温控装置，其中，所述温控装置还包括设置在所述制冷单元的远离所述电路板的一侧的散热组件。10.一种太赫...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵自然，陈志强，马旭明，李元景，胡海帆，武剑，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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