技術領域

本發明涉及倍頻器技術領域，具體涉及一種內嵌偏置電路的太赫茲倍頻器。

背景技術

太赫茲波(0.1～10THz)介于微波與紅外之間，處于電磁波譜中比較特殊的位置。但是由于多種因素的限制，太赫茲波是電磁波譜中最遲被利用的波段，因此也稱這段仍有待開發的頻率窗口為“THz空隙”。近年來，由于半導體工藝以及一些新材料的發展，使得太赫茲技術有了長足的進步，為大氣遙感、天文科學、生物醫學、信息科學等多個領域的研究提供了重要的手段。

太赫茲頻段本振源作為超外差接收機系統的關鍵部件，也是核心技術之一。其中對太赫茲信號源的研究主要從兩個方向：基于光子學方法和基于電子學方法。綜合各種考慮，目前在星載的太赫茲頻段超外差接收機系統中，本振源最成熟的方案則是通過倍頻級聯的方式來產生太赫茲頻段的信號。國內現階段對于W波段源的研究已比較成熟，而對于100GHz以上倍頻器研制還處于實驗階段。

倍頻器作為本振源時，對其輸出功率有一定要求。為了實現較大的輸出功率，通常有兩種解決辦法：多支管芯級聯以承受更大的輸入功率或是提高倍頻器的倍頻效率。為了提高倍頻效率，需要給二極管單元外加偏壓，傳統的方法通常會將偏置電路通過SMA接頭引出到腔體外面，再外接偏壓源，這無疑增加了結構的復雜性。

發明內容

本發明的目的在于克服為提供二極管偏壓而引入的外部偏置電路，從而提供一種結構簡單，易于實現的高轉換效率的倍頻器電路。

為了實現上述目的，本發明提供一種內嵌偏置電路的太赫茲倍頻器，所述倍頻器包含：上腔體和下腔體；

所述上腔體內設置第一輸入波導溝道、第一主溝道、第一偏置溝道、第二偏置溝道、第一放置電阻溝道以及第一輸出波導溝道；

所述上腔體中所有溝道為設置在腔體上的凹槽，第一輸入波導的末端與第一主溝道連接，第一主溝道的另一端與第一輸出波導連接；

所述第一偏置溝道一端與第一主溝道連接，該第一偏置溝道的另一端與第二偏置溝道一端連接；所述第二偏置溝道另一端與第一放置電阻溝道連接；

所述下腔體內設置第二輸入波導溝道、第二主溝道、第三偏置溝道、第四偏置溝道、第二放置電阻溝道以及第二輸出波導溝道；其中第一石英電路安裝在第三偏置溝道內，第二石英電路安裝在第二主溝道內，貼片電阻安裝在第二放置電阻溝道內；

所述第一石英電路為低通濾波器，且該低通濾波器可以是一個由高低阻抗微帶構成的低通濾波器，采用該低通濾波器能夠通過直流信號而阻止基頻信號；所述第二石英電路包括第一濾波匹配單元、第二匹配單元，且所述第二石英電路上安裝有第一和第二二極管；

所述下腔體中所有溝道為設置在腔體上的凹槽，第二輸入波導的末端與第二主溝道連接，第二主溝道的另一端與第二輸出波導連接；

所述第一石英電路、貼片電阻和第一濾波匹配單元組成第一和第二二極管的偏置電路，且第一石英電路與貼片電阻一端通過第二金絲鍵合，貼片電阻的另一端與下腔體相連而接地；

所述的第一濾波匹配單元對從輸入波導輸入的基頻信號進行匹配，并對第一和第二二極管產生的各諧波進行阻止，進而使所需信號向輸出波導輸出；

其中，上腔體的表面與下腔體的表面密閉貼和；此時，所述第一輸入波導溝道和第二輸入波導溝道組成一個截面是矩形的長方體，即為輸入波導；所述第一輸出波導溝道與第二輸出波導溝道組成一個截面是矩形的長方體，即為輸出波導。

可選的，上述第二石英電路位于第二主溝道內，所述第二主溝道為設置在下腔體中的長方體凹槽。

可選的，上述第三偏置溝道與第二輸入波導溝道的夾角大約為15度。

可選的，上述第一石英電路位于第三偏置溝道內，該第一石英電路的一端通過第二金絲與貼片電阻連接；所述第三偏置溝道為設置在下腔體中的長方體凹槽，第三偏置溝道的寬度和深度分別為0.35mm和0.12mm。

可選的，上述貼片電阻位于第二放置電阻溝道，所述第二放置電阻溝道為設置在下腔體中的長方體凹槽，第二放置電阻溝道的長度和寬度分別是4mm和1.5mm。

上述第二放置電阻溝道尺寸大于第三偏置溝道尺寸；所述第三偏置溝道尺寸大于第二主溝道尺寸。