本發(fā)明涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于mems工藝的220ghz太赫茲發(fā)射機(jī)。

背景技術(shù)：

太赫茲（thz）波從廣義上來講，是指頻率在0.1-10thz范圍內(nèi)的電磁波，其中1thz=1000ghz，也有人認(rèn)為太赫茲頻率是指0.3thz-3thz范圍內(nèi)的電磁波。thz波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，thz技術(shù)是國際科技界公認(rèn)的一個非常重要的交叉前沿領(lǐng)域。

在太赫茲的低端頻率范圍內(nèi)，有幾個頻率范圍是處于大氣窗口頻段的，包括94ghz、140ghz、220ghz、340ghz，這幾個頻段由于在大氣傳輸中損耗較低，在人體安檢、高速無線通信等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，受到了廣泛的關(guān)注。在眾多應(yīng)用中，都離不開對相關(guān)頻段的太赫茲發(fā)射機(jī)。本發(fā)明以220ghz太赫茲發(fā)射為例進(jìn)行說明。目前要實(shí)現(xiàn)220ghz的發(fā)射機(jī)，需要從ka波段經(jīng)過6次倍頻實(shí)現(xiàn)。在目前的220ghz太赫茲發(fā)射機(jī)中，整個發(fā)射鏈路其外圍腔體都是由金屬構(gòu)成，采用的腔體一般為黃銅腔體。由金屬構(gòu)成的腔體其重量比較重，且由于受到機(jī)加工工藝的限制，集成度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種質(zhì)量輕、集成度高的220ghz太赫茲發(fā)射機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種基于mems工藝的220ghz太赫茲發(fā)射機(jī)，其特征在于：包括通過mems工藝制作的si基鍍金盒體和位于所述盒體內(nèi)的發(fā)射機(jī)電路，所述si基鍍金盒體包括位于內(nèi)側(cè)的si殼體和位于si殼體外側(cè)的金屬鍍層。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述發(fā)射機(jī)電路包括ka波段功率放大器、三次倍頻電路、w波段功率放大器和末級220ghz二次倍頻電路，所述ka波段功率放大器的輸入端接ka波段信號源，所述ka波段功率放大器的信號輸出端與所述三次倍頻電路的信號輸入端連接，所述ka波段信號源用于產(chǎn)生ka波段信號，所述ka波段功率放大器用于對ka波段信號源輸出的信號進(jìn)行功率放大；所述三次倍頻電路的輸出端與所述w波段功率放大器的信號輸入端連接，所述三次倍頻電路用于對ka波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行三次倍頻處理；所述w波段功率放大器的信號輸出端與所述末級220ghz二次倍頻電路的信號輸入端連接，所述w波段功率放大器用于對三次倍頻電路輸出的信號進(jìn)行功率放大，所述二次倍頻電路用于對w波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行二次倍頻處理。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述發(fā)射機(jī)電路包括ka波段功率放大器、二次倍頻電路、w波段功率放大器和末級220ghz三次倍頻電路，所述ka波段功率放大器的輸入端接ka波段信號源，所述ka波段功率放大器的信號輸出端與所述二次倍頻電路的信號輸入端連接，所述ka波段信號源用于產(chǎn)生ka波段信號，所述ka波段功率放大器用于對ka波段信號源輸出的信號進(jìn)行功率放大；所述二次倍頻電路的輸出端與所述w波段功率放大器的信號輸入端連接，所述二次倍頻電路用于對ka波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行二次倍頻處理；所述w波段功率放大器的信號輸出端與所述末級220ghz三次倍頻電路的信號輸入端連接，所述w波段功率放大器用于對二次倍頻電路輸出的信號進(jìn)行功率放大，所述三次倍頻電路用于對w波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行三次倍頻處理。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述發(fā)射機(jī)電路還包括表面平面天線，所述末級220ghz二次倍頻電路或末級220ghz三次倍頻電路的信號輸出端與所述表面平面天線的信號輸入端連接，所述表面平面天線用于向空間中發(fā)射220ghz太赫茲信號。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述ka波段信號源與ka波段功率放大器之間通過k頭連接。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述三次倍頻電路采用4管芯反向串聯(lián)倍頻肖特基二極管，其中每兩個管芯分為一組形成一個管芯串，每個管芯串中的兩個管芯串聯(lián)連接，兩個管芯串之間并聯(lián)連接。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述發(fā)射機(jī)的盒體采用mems工藝實(shí)現(xiàn)的si盒體，通過鍍金實(shí)現(xiàn)和金屬相同的功能，質(zhì)量輕，大大降低了發(fā)射機(jī)的重量。且采用mems工藝，系統(tǒng)集成度更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述發(fā)射機(jī)中所述盒體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述發(fā)射機(jī)中發(fā)射機(jī)電路的第一種原理框圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述發(fā)射機(jī)中發(fā)射機(jī)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述發(fā)射機(jī)中發(fā)射機(jī)電路的第二種原理框圖；

其中：1、si基鍍金盒體11、si殼體12、金屬鍍層2、ka波段功率放大器3、三次倍頻電路4、w波段功率放大器5、末級220ghz二次倍頻電路6、表面平面天線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于mems工藝的220ghz太赫茲發(fā)射機(jī)，包括通過mems工藝制作的si基鍍金盒體和位于所述盒體內(nèi)的發(fā)射機(jī)電路，如圖1所示，所述si基鍍金盒體包括位于內(nèi)側(cè)的si殼體和位于si殼體外側(cè)的金屬鍍層。

所述盒體由mems工藝實(shí)現(xiàn)，制作盒體的過程中，分成上下兩部分進(jìn)行制作，同時需要對盒體所有的外圍進(jìn)行鍍金，然后進(jìn)行粘合。

本發(fā)明中，所述發(fā)射機(jī)電路的具體形式至少有兩種：

第一種：如圖2和圖3所示，所述發(fā)射機(jī)電路包括ka波段功率放大器、三次倍頻電路、w波段功率放大器和末級220ghz二次倍頻電路，所述ka波段功率放大器的輸入端接ka波段信號源，所述ka波段功率放大器的信號輸出端與所述三次倍頻電路的信號輸入端連接，所述ka波段信號源用于產(chǎn)生ka波段信號，所述ka波段功率放大器用于對ka波段信號源輸出的信號進(jìn)行功率放大；所述三次倍頻電路的輸出端與所述w波段功率放大器的信號輸入端連接，所述三次倍頻電路用于對ka波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行三次倍頻處理；所述w波段功率放大器的信號輸出端與所述末級220ghz二次倍頻電路的信號輸入端連接，所述w波段功率放大器用于對三次倍頻電路輸出的信號進(jìn)行功率放大，所述二次倍頻電路用于對w波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行二次倍頻處理。

進(jìn)一步的，如圖2和圖4所述，所述發(fā)射機(jī)電路還包括表面平面天線，所述末級220ghz二次倍頻電路或末級220ghz三次倍頻電路的信號輸出端與所述表面平面天線的信號輸入端連接，所述表面平面天線用于向空間中發(fā)射220ghz太赫茲信號。

所述發(fā)射機(jī)中射頻輸入為k頭引入的ka波段信號源，ka波段信號經(jīng)過ka波段功率放大器以后，進(jìn)入三次倍頻電路，三次倍頻采用4管芯反向串聯(lián)倍頻肖特基二極管，倍頻效率約為5%，三次倍頻的輸出功率為10mw，三次倍頻輸出的w波段源進(jìn)入w波段功率放大器，該功率放大器采用gan功放，w波段輸出功率為100mw，末級二次倍頻采用反向串聯(lián)的4陽極倍頻肖特基二極管，其倍頻效率約為20%，可輸出功率為20mw，然后從射頻輸出波導(dǎo)輸出，射頻輸出波導(dǎo)為標(biāo)準(zhǔn)的wr8標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，并在其上有表面平面天線，用于向空間中發(fā)射信號。

第二種：如圖4所示，所述發(fā)射機(jī)電路包括ka波段功率放大器、二次倍頻電路、w波段功率放大器和末級220ghz三次倍頻電路，所述ka波段功率放大器的輸入端接ka波段信號源，所述ka波段功率放大器的信號輸出端與所述二次倍頻電路的信號輸入端連接，所述ka波段信號源用于產(chǎn)生ka波段信號，所述ka波段功率放大器用于對ka波段信號源輸出的信號進(jìn)行功率放大；所述二次倍頻電路的輸出端與所述w波段功率放大器的信號輸入端連接，所述二次倍頻電路用于對ka波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行二次倍頻處理；所述w波段功率放大器的信號輸出端與所述末級220ghz三次倍頻電路的信號輸入端連接，所述w波段功率放大器用于對二次倍頻電路輸出的信號進(jìn)行功率放大，所述三次倍頻電路用于對w波段功率放大器輸出的信號進(jìn)行三次倍頻處理。

所述發(fā)射機(jī)的盒體采用mems工藝實(shí)現(xiàn)的si盒體，通過鍍金實(shí)現(xiàn)和金屬相同的功能，質(zhì)量輕，大大降低了發(fā)射機(jī)的重量。且采用mems工藝，系統(tǒng)集成度更高。