CN104852690A - 一种太赫兹混频器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太赫兹混频器，所述混频器包括：石英基片(1)和中间沟道(2)；所述的石英基片(1)的正面朝外，通过反面抹胶，石英基片(1)两端的中频微带(3)和射频接地(5)；分别安装到中间沟道(2)的中频台阶(6)和射频台阶(8)上；石英基片(1)中端的悬置微带(4)对应着中间沟道(2)的深槽(7)，形成一段悬置微带电路。本发明的太赫兹混频器的石英基片的正面朝外，便于后续对电路的检查，而且石英基片的两端是贴地安装的，这使整个混频器的结构更加稳定可靠。

Description

一种太赫兹混频器
技术领域
本发明涉及太赫兹器件领域，特别涉及一种太赫兹混频器。
背景技术
超外差接收机拥有非常高的灵敏度和频谱精度，可以用于从0.1THz一直到2.5THz的太赫兹探测。混频器位于接收机的前端，在本振信号的驱动下，将高频信号转换为容易处理的中频信号，主要形式有超导-绝缘-超导混频器、热电子辐射混频器和肖特基二极管混频器。与前两种混频器相比，肖特基二极管混频器可以在室温下工作，结构更加紧凑，性能更加可靠，因此成为星载毫米波辐射计的首选。
太赫兹混频器设计的核心问题是如何实现射频信号、本振信号、中频信号对肖特基二极管的匹配。其中射频信号、本振信号的频率较高，对应的传输线都是波导结构。二极管焊接在石英基片上，对应的传输线是悬置微带结构。于是，射频、本振信号在到达二极管之前都会通过一个波导到悬置微带的转换。这个转换部件是通过放置在中间沟道的石英基片和波导沟道垂直相交实现的。
太赫兹波段器件的腔体的尺寸较小，一般在厘米量级。在频率0.1THz一直到1THz时，腔体一般做成2cm边长的正方体模块，中间沟道的长度2mm宽度0.2mm深度0.2mm，石英基片的长度2mm宽度0.2mm深度0.05mm。石英基片安装到中间沟道中构成一段传输线，精度要求比较高，局部达到10um，需要采用微组装的工艺。传输线采用悬置微带电路相比微带电路，会有更宽的匹配带宽、更低的损耗，这是中间沟道中传输线一般采用悬置微带的原因。悬置微带要求介质电路板不与地面有接触，保持悬空状态，这给电路板的安装带来困难。注意到，这段传输线的一端是射频接地的通路，另一端是中频信号引出的通路，中间是高频信号流入二极管的通路。
现有太赫兹混频器的石英基片一般采用反面朝外的安装方式，这种安装形式很直观，对石英基片和中间沟道没有特殊要求。石英基片的一端是射频接地，接触地面；另一端是中频电路，需要扣在另一个正面朝外安装的中频电路板的正面上。这种安装方式的缺点是中频电路这一段的安装接触面较小，结构不可靠。此外石英基片的正面是朝向腔体里面的，无法进行后续的电路检查。
发明内容
本发明的目的在于克服现有太赫兹混频器的石英基片安装方式中存在的上述缺陷，考虑将石英基片两端的功能电路做成微带形式，其正面朝向腔体外面安装；从而提供一种结构简单、性能可靠，而且有利于后续的电路检查的太赫兹混频器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种太赫兹混频器，所述混频器包括：石英基片1和中间沟道2；所述的石英基片1的正面朝外，通过反面抹胶，石英基片1两端的中频微带3和射频接地5；分别安装到中间沟道2的中频台阶6和射频台阶8上；石英基片1中端的悬置微带4对应着中间沟道2的深槽7，形成一段悬置微带电路。
上述技术方案中，所述石英基片1的正面是覆铜面，其厚度和抹胶的厚度之和等于中频台阶6的深度。
上述技术方案中，所述中频台阶6和射频台阶8的深度相同，所述深槽7的深度比中频台阶6的深度大。
上述技术方案中，所述中频微带3和射频接地5按照微带电路设计，正面是电路，反面接触地面。
上述技术方案中，所述悬置微带4按照悬置微带电路设计，正面是电路，反面不接触地面。
上述技术方案中，所述中频台阶6和射频台阶8在中间沟道2的两端各形成一个台阶，用于微带电路的贴地安装；所述深槽7用于悬置微带4的悬置安装。
本发明的优点在于：本发明的太赫兹混频器的石英基片的正面朝外，便于后续对电路的检查，而且石英基片的两端是贴地安装的，这使整个混频器的结构更加稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的太赫兹混频器的侧视图；
图2是本发明的太赫兹混频器的正视图；
图3是本发明的太赫兹混频器的石英基片和中间沟道的结构示意图。
附图标识：
1、石英基片               2、中间沟道                3、中频微带
4、悬置微带               5、射频接地                6、中频台阶
7、深槽                   8、射频台阶
具体实施方式
现结合附图和对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种太赫兹混频器，包括石英基片1和中间沟道2；
如图3所示，所述的石英基片1的正面朝外，通过反面抹胶，石英基片1两端的中频微带3和射频接地5；分别安装到中间沟道2的中频台阶6和射频台阶8上；石英基片1中端的悬置微带4对应着中间沟道2的深槽7，形成一段悬置微带电路。
所述石英基片1的正面是覆铜面，其厚度和抹胶的厚度之和等于中频台阶6的深度，这样，石英基片1的正面会与混频器腔体的外表面平齐；中间沟道2的传输线为两端是微带、中间是悬置微带的电路形式。
在本实施例中，石英基片1的厚度为50um，胶的厚度是25um；中频台阶6的深度是75um。
所述中间沟道2中的深度不同，所述中频台阶6和射频台阶8的深度相同，所述深槽7的深度比中频台阶6的深度大，在本实施例中，所述中频台阶6和射频台阶8的深度是75um，深槽7的深度是120um。
所述中频微带3和射频接地5按照微带电路设计，正面是电路，反面接触地面。
所述悬置微带4按照悬置微带电路设计，正面是电路，反面不接触地面。
所述中频台阶6和射频台阶8在中间沟道2的两端各形成一个台阶，用于微带电路的贴地安装；所述深槽7用于悬置微带4的悬置安装。
所述混频器的制作过程为：
1、制作石英基片1时，限定中频部分是微带电路，射频接地部分可以采用微带电路；
2、制作中间沟道2时，中频台阶6和射频台阶8的深度按照石英基片1及抹胶的厚度来确定，使石英基片1通过抹胶安装到中频台阶6和射频台阶8上以后，石英基片1的正面和混频器腔体的外表面平齐；
3、电路安装时，中频微带3和射频接地5的反面抹胶，对应安装到中频台阶6和射频台阶8，此时还可以对石英基片1进行微调使电路与中间沟道2对齐；
4、将石英基片1和腔体一起放入烤箱，100摄氏度下保持一小时，使导电胶固化。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种太赫兹混频器，包括石英基片(1)和中间沟道(2)；其特征在于，所述的石英基片(1)的正面朝外，通过反面抹胶，石英基片(1)两端的中频微带(3)和射频接地(5)分别安装到中间沟道(2)的中频台阶(6)和射频台阶(8)上；石英基片(1)中端的悬置微带(4)对应着中间沟道(2)的深槽(7)，形成一段悬置微带电路。
2.根据权利要求1所述的太赫兹混频器，其特征在于，所述石英基片(1)的正面是覆铜面，其厚度和抹胶的厚度之和等于中频台阶(6)的深度。
3.根据权利要求1所述的太赫兹混频器，其特征在于，所述中频台阶(6)和射频台阶(8)的深度相同，所述深槽(7)的深度比中频台阶(6)的深度大。
4.根据权利要求1所述的太赫兹混频器，其特征在于，所述中频微带(3)和射频接地(5)按照微带电路设计，正面是电路，反面接触地面。
5.根据权利要求1所述的太赫兹混频器，其特征在于，所述悬置微带(4)按照悬置微带电路设计，正面是电路，反面不接触地面。
6.根据权利要求1所述的太赫兹混频器，其特征在于，所述中频台阶(6)和射频台阶(8)在中间沟道(2)的两端各形成一个台阶，用于微带电路的贴地安装；所述深槽(7)用于悬置微带(4)的悬置安装。
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