本發(fā)明涉及太赫茲器件領(lǐng)域，特別涉及一種用于太赫茲混頻器的波導(dǎo)短路器。

背景技術(shù)：

超外差接收機(jī)擁有非常高的靈敏度和頻譜精度，可以用于從0.1THz一直到2.5THz的太赫茲探測(cè)?；祛l器位于接收機(jī)的前端，在本振信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為容易處理的中頻信號(hào)，主要形式有超導(dǎo)-絕緣-超導(dǎo)混頻器、熱電子輻射混頻器、肖特基二極管混頻器。與前兩種混頻器相比，肖特基二極管混頻器可以在室溫下工作，結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加可靠，因此成為星載毫米波輻射計(jì)的首選。

太赫茲混頻器設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)、本振信號(hào)、中頻信號(hào)對(duì)肖特基二極管的匹配。其中射頻信號(hào)、本振信號(hào)的頻率較高，對(duì)應(yīng)的傳輸線(xiàn)都是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。二極管焊接在石英基片上，對(duì)應(yīng)的傳輸線(xiàn)是懸置微帶結(jié)構(gòu)。于是，射頻、本振信號(hào)在到達(dá)二極管之前都會(huì)通過(guò)一個(gè)波導(dǎo)到懸置微帶的轉(zhuǎn)換。這個(gè)轉(zhuǎn)換部件是通過(guò)放置在中間溝道的石英基片和波導(dǎo)溝道垂直相交實(shí)現(xiàn)的，其中波導(dǎo)的短路面的位置影響高頻信號(hào)到二極管的匹配。

現(xiàn)有技術(shù)中的波導(dǎo)短路面的設(shè)計(jì)有兩種。一種是固定的短路面，其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。因?yàn)樘掌澆ǘ蔚牟▽?dǎo)溝道的尺寸較小(頻率0.6THz時(shí)尺寸為200um左右)，對(duì)機(jī)械加工的要求很高(優(yōu)于5um)，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單性能越可靠。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很明顯，結(jié)構(gòu)一旦固定，性能也就固定了。另一種是采用連接測(cè)微計(jì)的短路面，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。這種結(jié)構(gòu)中，波導(dǎo)溝道的末端放置一個(gè)可以滑動(dòng)的短路塊。該短路塊的另一端連接測(cè)微計(jì)，通過(guò)測(cè)微計(jì)來(lái)控制短路塊在波導(dǎo)中的位置。這種設(shè)計(jì)在較小尺寸的波導(dǎo)溝道中并不可靠，而且外圍結(jié)構(gòu)龐大，導(dǎo)致混頻器的整體結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

在腔體中使用一個(gè)獨(dú)立的短路器可以實(shí)現(xiàn)位置可調(diào)的波導(dǎo)短路面。此時(shí)，腔體采用上半腔體、下半腔體分開(kāi)設(shè)計(jì)的形式，兩個(gè)半腔體合體后形成一個(gè)完整的腔體。兩個(gè)半腔體打開(kāi)時(shí)，可以在下半腔體的卡槽中安裝或拆卸短路器，而不會(huì)影響上半腔體中的石英基片。理想情況下，短路器是可以隨意拆裝，而不影響腔體的合體或石英基片的電路。然而在實(shí)際操作中，出現(xiàn)了短路器拆裝困難、磨損卡槽、甚至影響腔體二次合體的問(wèn)題。另外，腔體合體以后再次打開(kāi)時(shí)，短路器是隨機(jī)留在上半腔體或下半腔體的。如果短路器是留在石英基片所在的上半腔體，拆卸短路器時(shí)的震動(dòng)顯然會(huì)影響到石英基片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有太赫茲混頻器中的波導(dǎo)短路面中存在的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，操作方便的波導(dǎo)短路器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于太赫茲混頻器的波導(dǎo)短路器，所述波導(dǎo)短路器安裝在太赫茲混頻器的卡槽2內(nèi)，所述波導(dǎo)短路器1包括圓臺(tái)8和長(zhǎng)方體9，所述圓臺(tái)8和長(zhǎng)方體9相切形成一個(gè)整體；所述圓臺(tái)8的上半部分設(shè)置一個(gè)豁口10，使得太赫茲混頻器的腔體被打開(kāi)時(shí)，豁口10成為鑷子操作的受力支點(diǎn)，波導(dǎo)短路器1能夠被安裝和取出。

上述技術(shù)方案中，所述波導(dǎo)短路器1的材料為銅合金。

上述技術(shù)方案中，所述波導(dǎo)短路器1和卡槽2的個(gè)數(shù)相同，個(gè)數(shù)為1或2。

上述技術(shù)方案中，所述太赫茲混頻器的圓柱槽11的直徑比圓臺(tái)8的下底面直徑大20um，使波導(dǎo)短路器1緊密安裝在卡槽2內(nèi)。

上述技術(shù)方案中，所述圓臺(tái)8的下底面直徑比上底面直徑大20um，使得太赫茲混頻器的腔體被打開(kāi)后，波導(dǎo)短路器1留在下腔體6內(nèi)。

上述技術(shù)方案中，所述圓臺(tái)8的下底面直徑是3mm，所述長(zhǎng)方體9的長(zhǎng)度的最小值為2mm。

一種太赫茲混頻器，包括上述的波導(dǎo)短路器，每個(gè)波導(dǎo)短路器1的長(zhǎng)方體9的長(zhǎng)度取值的間隔為20um；使得短路面的調(diào)整間隔為20um；根據(jù)太赫茲混頻器的性能需求，更換若干個(gè)波導(dǎo)短路器進(jìn)行測(cè)試，從中選擇出需要的波導(dǎo)短路器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明設(shè)計(jì)的波導(dǎo)短路器，其外形是由長(zhǎng)方體和圓臺(tái)組成的一個(gè)整體，短路器在沿著圓臺(tái)方向的上半部分略窄。該設(shè)計(jì)使得打開(kāi)腔體時(shí)，短路器可以穩(wěn)固地留在下半腔體的卡槽、而不會(huì)留在上半腔體的卡槽。短路器在沿著圓臺(tái)方向的上半部分留有一個(gè)豁口，成為鑷子的受力支點(diǎn)，該設(shè)計(jì)使得短路塊的安裝和拆卸變得方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的短路器在上半腔體、下半腔體中的安裝示意圖；

圖2是本發(fā)明的下半腔體的正視圖；

圖3是本發(fā)明的短路器的三面視圖。

附圖標(biāo)識(shí)：

1、波導(dǎo)短路器 2、卡槽 3、波導(dǎo)溝道

4、中間溝道 5、石英基片 6、下半腔體

7、上半腔體 8、圓臺(tái) 9、長(zhǎng)方體

10、豁口 11、圓柱槽 12、長(zhǎng)方槽

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1和圖2所示，一種太赫茲混頻器，包括波導(dǎo)短路器1、卡槽2、波導(dǎo)溝道3、中間溝道4、石英基片5、下半腔體6和上半腔體7；所述下半腔體6和上半腔體7的溝道是對(duì)稱(chēng)的，兩者會(huì)進(jìn)行合體或者解體；所述石英基片5放置在上半腔體7中，所述短路器1放置在下半腔體6中。

如圖3所示，所述波導(dǎo)短路器1包括圓臺(tái)8和長(zhǎng)方體9，其中圓臺(tái)8和長(zhǎng)方體9相切形成一個(gè)整體；所述圓臺(tái)8的上半部分設(shè)置一個(gè)豁口10，使得太赫茲混頻器的腔體被打開(kāi)時(shí)，豁口10成為鑷子操作的受力支點(diǎn)，波導(dǎo)短路器1能夠順利地被取出。

如圖1所示，所述卡槽2為下半腔體6在表面的槽，其形狀與波導(dǎo)短路器1相同，包括圓柱槽11和長(zhǎng)方槽12，兩者是連通的；所述長(zhǎng)方槽12與波導(dǎo)溝道3相接；所述波導(dǎo)短路器1安裝在卡槽2內(nèi)，在波導(dǎo)溝道3中形成一個(gè)短路面；所述中間溝道4與波導(dǎo)溝道3垂直相交，形成一個(gè)電磁場(chǎng)的從波導(dǎo)到懸置微帶的轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選地，所述波導(dǎo)短路器1的材料為銅合金。

所述波導(dǎo)短路器1和卡槽2的個(gè)數(shù)相同，個(gè)數(shù)為1或2。

所述圓柱槽11的直徑比圓臺(tái)8的下底面直徑大20um，使波導(dǎo)短路器1緊密安裝在卡槽2內(nèi)。

所述圓臺(tái)8的下底面直徑比上底面直徑大20um，使得腔體被打開(kāi)后，波導(dǎo)短路器1留在下腔體6內(nèi)。

在本實(shí)施例中，所述長(zhǎng)方體9的長(zhǎng)度的最小值為2mm，長(zhǎng)度取值的間隔為20um；使得短路面的調(diào)整間隔為20um；所述圓臺(tái)8的下底面直徑是3mm。

射頻信號(hào)、本振信號(hào)的傳輸線(xiàn)都是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。二極管焊接在石英基片5上，對(duì)應(yīng)的傳輸線(xiàn)是懸置微帶結(jié)構(gòu)。于是，射頻、本振信號(hào)在到達(dá)二極管之前都會(huì)通過(guò)一個(gè)波導(dǎo)到懸置微帶的轉(zhuǎn)換。其中波導(dǎo)的短路面的位置影響高頻信號(hào)到二極管的匹配，通過(guò)調(diào)整短路面的位置，改善了電路性能，彌補(bǔ)了裝配誤差帶來(lái)的不利影響。

根據(jù)短路面的預(yù)期位置選擇安裝相應(yīng)長(zhǎng)度的短路器，進(jìn)行混頻器的性能測(cè)試；如果性能與預(yù)期不符，判斷短路面的位置調(diào)整的方向；拆卸原短路器，安裝另一個(gè)長(zhǎng)度的短路器，繼續(xù)性能測(cè)試；根據(jù)性能的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步判斷短路面的位置調(diào)整的方向；拆卸原短路器，安裝另一個(gè)長(zhǎng)度的短路器，繼續(xù)性能測(cè)試，直到混頻器的性能得到明顯改善。這個(gè)過(guò)程中，腔體是需要多次打開(kāi)的，短路器也是需要多次更換的，石英基片是不應(yīng)該受到多次拆裝的影響。本發(fā)明可以確保打開(kāi)腔體時(shí)短路器總是留在下腔體，并且安裝和拆卸方便，不會(huì)對(duì)石英基片的電路或是腔體的合體有任何影響。

太赫茲混頻器的腔體的尺寸較小，一般在厘米量級(jí)。短路器1安裝在腔體中，尺寸可以控制在3mm以?xún)?nèi)，不會(huì)影響電路板的和溝道的布置，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響很小。短路器對(duì)波導(dǎo)短路面位置的最小調(diào)整間隔是20um，該值約為波長(zhǎng)的4％(根據(jù)頻率0.6THz時(shí)波長(zhǎng)為500um計(jì)算)，能夠?qū)﹄娐沸阅芷鸬胶侠碚{(diào)整的作用。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。