【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太赫兹通信，设计全频段肖特基二极管混频器，具体提供一种双层全频带太赫兹混频器。
技术介绍
1、太赫兹(terahertz wave,thz)波亦被称为太赫兹射线，是一种介于光子学与电子学之间的新型电磁波谱，该频带包含了频率从0.1thz到10thz的电磁波，其对应的波长范围为0.03mm到3mm，太赫兹波在频率上高于微波、低于红外线，能量大小则在电子和光子之间。太赫兹波拥有带宽高、携带信息丰富、高时空相干性、定向性好等特性，有着非常广泛的应用和研究价值；但由于太赫兹波频率较高，为了得到稳定可靠的信号源，常常需要利用混频实现太赫兹波信号频率的变化，该过程通常由混频器实现。传统的全频带(太赫兹波段中空气窗口所覆盖的几个分立的频带之一)肖特基二极管混频器中，一般应用单层混频链路，根据应用频率段对单层混频链路进行设计，然而，该结构会导致全频带肖特基二极管混频器的变频损耗较高，且变频效率低、功率容量较小，不利于对信号的处理。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双层双频段全频带太赫兹混频器，用以解决现有全频带肖特基二极管混频器存在的变频损耗较高、变频效率较低、功率容量较小等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种双层全频带太赫兹混频器，包括：第一输入波导10、第二输入波导20、混频电路30与中频输出电路40；其特征在于，混频电路由上层混频支路与下层混频支路构成，中频输出电路由上层中频输出支路与下层中频输出支路构成，上层
4、进一步的，上层混频支路与下层混频支路分别包括：第一波导探针过渡结构310、二极管结构330、第一低通滤波器结构340与第二波导探针过渡结构350，四者通过微带匹配电路依次连接，且第一波导探针过渡结构与二极管结构之间引入接地端320；上层中频输出支路与下层中频输出支路分别包括：金丝跳线410、第二低通滤波器结构420与输出悬置微带线结构430，第二低通滤波器结构420一端连接输出悬置微带线结构430、另一端连接微带匹配电路后通过金丝跳线410跨接至第一低通滤波器结构340与第二波导探针过渡结构350之间。
5、更进一步的，上层中频输出支路与上层混频支路之间、下层中频输出支路与下层混频支路之间对应呈90°夹角。
6、更进一步的，第一波导探针过渡结构310位于第一输入波导10的波导腔内，第一波导探针过渡结构采用e面微带探针，两个第一波导探针过渡结构作为整体设置于第一输入波导宽边的二分之一处；第二波导探针过渡结构350位于第二输入波导20的波导腔内，第二波导探针过渡结构采用e面微带探针，两个第二波导探针过渡结构作为整体设置于第二输入波导宽边的二分之一处。
7、进一步的，上层混频链路与下层混频链路分别通过介质基板支撑，介质基板采用石英、砷化镓、氮化镓、氮化铝或者碳化硅。
8、进一步的，第一输入波导10与第二输入波导20的腔壁采用无氧铜、黄铜或铝。
9、基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：
10、本专利技术提供一种双层全频带太赫兹混频器，创造性的提出双层混频链路的设计思想；首先对单层混频链路进行改进，将混频支路与中频输出支路进行拆分设计，从而改变混频链路的输出方向，用以匹配双层混频链路设计，保证双层混频链路的输出沿水平方向反向设置；在此基础上，设计双层混频链路的垂直间距为λ/8(λ为中心频点处工作波长)，促使双层混频链路实现耦合互补，从而减少传输损耗、提升变频效率，进而保证双层混频链路同时满足全频带工作要求，两个输出端口同时输出相同频率的混频信号，变频损耗甚至能够达到窄带高效混频器的性能水平；并且，双层混频链路的设计也能够提升混频器的功率容量。
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1.一种双层全频带太赫兹混频器，包括：第一输入波导(10)、第二输入波导(20)、混频电路(30)与中频输出电路(40)；其特征在于，混频电路由上层混频支路与下层混频支路构成，中频输出电路由上层中频输出支路与下层中频输出支路构成，上层混频支路与上层中频输出支路沿同一水平面设置、且共同构成上层混频链路，下层混频支路与下层中频输出支路沿同一水平面设置、且共同构成下层混频链路；上层混频链路与下层混频链路平行设置，上层混频支路与下层混频支路沿竖直方向正对设置、且垂直间距设置为λ/8，λ为中心频点处工作波长，上层中频输出支路与下层中频输出支路沿水平方向反向设置；射频信号经第一输入波导同时馈入上层混频链路与下层混频链路，本振信号经第二输入波导同时馈入上层混频链路与下层混频链路，上层混频链路与下层混频链路分别输出相同频率的混频信号。
2.根据权利要求1所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，上层混频支路与下层混频支路分别包括：第一波导探针过渡结构(310)、二极管结构(330)、第一低通滤波器结构(340)与第二波导探针过渡结构(350)，四者通过微带匹配电路依次连接，且第一波导探
3.根据权利要求2所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，上层中频输出支路与上层混频支路之间、下层中频输出支路与下层混频支路之间对应呈90°夹角。
4.根据权利要求2所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，第一波导探针过渡结构位于第一输入波导的波导腔内，第一波导探针过渡结构采用E面微带探针，两个第一波导探针过渡结构作为整体设置于第一输入波导宽边的二分之一处；第二波导探针过渡结构位于第二输入波导的波导腔内，第二波导探针过渡结构采用E面微带探针，两个第二波导探针过渡结构作为整体设置于第二输入波导宽边的二分之一处。
5.根据权利要求1所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，上层混频链路与下层混频链路分别通过介质基板支撑，介质基板采用石英、砷化镓、氮化镓、氮化铝或者碳化硅。
6.根据权利要求1所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，第一输入波导与第二输入波导的腔壁采用无氧铜、黄铜或铝。
...【技术特征摘要】
1.一种双层全频带太赫兹混频器，包括：第一输入波导(10)、第二输入波导(20)、混频电路(30)与中频输出电路(40)；其特征在于，混频电路由上层混频支路与下层混频支路构成，中频输出电路由上层中频输出支路与下层中频输出支路构成，上层混频支路与上层中频输出支路沿同一水平面设置、且共同构成上层混频链路，下层混频支路与下层中频输出支路沿同一水平面设置、且共同构成下层混频链路；上层混频链路与下层混频链路平行设置，上层混频支路与下层混频支路沿竖直方向正对设置、且垂直间距设置为λ/8，λ为中心频点处工作波长，上层中频输出支路与下层中频输出支路沿水平方向反向设置；射频信号经第一输入波导同时馈入上层混频链路与下层混频链路，本振信号经第二输入波导同时馈入上层混频链路与下层混频链路，上层混频链路与下层混频链路分别输出相同频率的混频信号。
2.根据权利要求1所述双层全频带太赫兹混频器，其特征在于，上层混频支路与下层混频支路分别包括：第一波导探针过渡结构(310)、二极管结构(330)、第一低通滤波器结构(340)与第二波导探针过渡结构(350)，四者通过微带匹配电路依次连接，且第一波导探针过渡结构与二极管结构之间引入接地端(320)；上层中频输出支路与下层中频输...
【专利技术属性】
技术研发人员：高歌，周泓机，周俊，周天驰，张雅鑫，杨梓强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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