【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及毫米波通信設(shè)備及其使用配件相關(guān)，尤其涉及一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、太赫茲(terahertz，簡(jiǎn)稱thz)波是通常被定義為頻率在0.1thz-10?thz(波長(zhǎng)在3mm-30μm)的電磁波，在電磁波譜中其頻譜位于紅外電磁波與微波頻譜之間，由于其特殊的頻率位置，太赫茲波是電子學(xué)向光子學(xué)的過(guò)渡區(qū)，也是宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論的過(guò)渡區(qū)。thz波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，具有頻率高、輻射能量低、空間分辨率高、安全性好等特點(diǎn)，在通信、國(guó)防安全、生物醫(yī)療等領(lǐng)域中具有優(yōu)異的性能與極大的發(fā)展?jié)摿?。由于thz波頻率較高，為了得到穩(wěn)定可靠的信號(hào)源，常常需要利用倍頻的方法獲得thz波，該過(guò)程通常是通過(guò)倍頻器實(shí)現(xiàn)。
2、倍頻器是一種用于將輸入信號(hào)的頻率翻倍的器件。它主要利用非線性元件的特性，將輸入信號(hào)通過(guò)非線性元件，使得輸出信號(hào)中包含輸入頻率的倍數(shù)。倍頻器在微波和毫米波以及thz頻段的電子電路中廣泛應(yīng)用。在高頻波段，倍頻器的輸出端口通常為矩形波導(dǎo)，然而矩形波導(dǎo)具有一組特定的截止頻率，這些截止頻率決定了在給定矩形波導(dǎo)中可以支持的最低頻率。在矩形波導(dǎo)中，電磁波的傳播受到波導(dǎo)的幾何形狀和尺寸的影響，從而導(dǎo)致頻率低于截止頻率的電磁波將無(wú)法在波導(dǎo)內(nèi)傳播，形成所謂的波導(dǎo)低通特性。
3、有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)目的之一：
4、一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括第一倍頻器、第二倍頻器、第三倍頻器和頻率合成系統(tǒng)；
5、頻率合成系統(tǒng)包括第一反射透鏡、第一頻率選擇表面、第二反射透鏡、第二頻率選擇表面和第三反射透鏡；
6、第一倍頻器、第二倍頻器和第三倍頻器依次從左向右分布設(shè)置，第一反射透鏡、第二反射透鏡和第三反射透鏡依次從左向右分布設(shè)置，第一倍頻器和第一反射透鏡依次從上往下分布設(shè)置，第二倍頻器、第一頻率選擇表面和第二反射透鏡依次從上往下分布設(shè)置，第三倍頻器、第二頻率選擇表面和第三反射透鏡依次從上往下分布設(shè)置，第三反射透鏡的右側(cè)設(shè)置有圓波導(dǎo)。
7、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，第一倍頻器的底部安裝有第一喇叭天線，第二倍頻器的底部安裝有第二喇叭天線，第三倍頻器的底部安裝有第三喇叭天線。
8、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，第一倍頻器、第二倍頻器和第三倍頻器的頻率分別為110～170ghz、170～260ghz和260～400ghz；第一喇叭天線、第二喇叭天線和第三喇叭天線的工作的頻率范圍分別為110～170ghz、170～260ghz和260～400ghz。
9、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，第一倍頻器、第二倍頻器和第三倍頻器均為三倍頻器。
10、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，第一頻率選擇表面的通帶頻率范圍為170～260ghz，其允許入射的角度為10～45度；第二頻率選擇表面的通帶頻率范圍為260～400ghz，其允許入射的角度為10～45度。
11、本專利技術(shù)目的之二：
12、一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)方法，依次包括以下步驟：
13、步驟1、第一倍頻器發(fā)射信號(hào)過(guò)程：
14、在第一倍頻器中發(fā)射的110～170ghz信號(hào)直接入射到第一反射透鏡，其入射角為22.5～45度；第一反射透鏡將110～170ghz信號(hào)反射到第一頻率選擇表面，其信號(hào)與第一頻率選擇表面法線夾角為22.5～45度；第一頻率選擇表面將110～170ghz信號(hào)反射到第二反射透鏡，其信號(hào)與第二反射透鏡法線夾角為22.5～45度；第二反射透鏡將110～170ghz信號(hào)反射到第二頻率選擇表面，其信號(hào)與第二頻率選擇表面法線夾角為22.5～45度；第二頻率選擇表面將110～170ghz信號(hào)反射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
15、步驟2、第二倍頻器發(fā)射信號(hào)過(guò)程：
16、在第二倍頻器中發(fā)射的170～260ghz信號(hào)直接入射到第一頻率選擇表面，其入射角為22.5～45度；在第二倍頻器中發(fā)射的170～260ghz信號(hào)透過(guò)第一頻率選擇表面后入射到第二反射透鏡，其入射角為22.5～45度；第二反射透鏡將170～260ghz信號(hào)反射到第二頻率選擇表面，其信號(hào)與第二頻率選擇表面法線夾角為22.5～45度；第二頻率選擇表面將170～260ghz信號(hào)反射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
17、步驟3、第三倍頻器發(fā)射信號(hào)過(guò)程：
18、在第三倍頻器中發(fā)射的260～400ghz信號(hào)直接入射到第二頻率選擇表面，其入射角為22.5～45度；在第三倍頻器中發(fā)射的260～400ghz信號(hào)透過(guò)第二頻率選擇表面入射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
19、步驟4、通過(guò)圓波導(dǎo)即可輸出110～400ghz寬帶信號(hào)。
20、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1、在第一倍頻器中發(fā)射的110～170ghz信號(hào)直接入射到第一反射透鏡，其入射角為22.5度；第一反射透鏡將110～170ghz信號(hào)反射到第一頻率選擇表面，其信號(hào)與第一頻率選擇表面法線夾角為22.5度；第一頻率選擇表面將110～170ghz信號(hào)反射到第二反射透鏡，其信號(hào)與第二反射透鏡法線夾角為22.5度；第二反射透鏡將110～170ghz信號(hào)反射到第二頻率選擇表面，其信號(hào)與第二頻率選擇表面法線夾角為22.5度；第二頻率選擇表面將110～170ghz信號(hào)反射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
21、步驟2、在第二倍頻器中發(fā)射的170～260ghz信號(hào)直接入射到第一頻率選擇表面，其入射角為22.5度；在第二倍頻器中發(fā)射的170～260ghz信號(hào)透過(guò)第一頻率選擇表面后入射到第二反射透鏡，其入射角為22.5度；第二反射透鏡將170～260ghz信號(hào)反射到第二頻率選擇表面，其信號(hào)與第二頻率選擇表面法線夾角為22.5度；第二頻率選擇表面將170～260ghz信號(hào)反射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
22、步驟3、在第三倍頻器中發(fā)射的260～400ghz信號(hào)直接入射到第二頻率選擇表面，其入射角為22.5度；在第三倍頻器中發(fā)射的260～400ghz信號(hào)透過(guò)第二頻率選擇表面入射到第三反射透鏡，其反射信號(hào)與第三反射透鏡法線夾角為45度，再以45度反射角從第三反射透鏡耦合進(jìn)圓波導(dǎo)；
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1.一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括第一倍頻器(1)、第二倍頻器(4)、第三倍頻器(8)和頻率合成系統(tǒng)；
2.如權(quán)利要求1所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一倍頻器(1)的底部安裝有第一喇叭天線(2)，所述第二倍頻器(4)的底部安裝有第二喇叭天線(5)，所述第三倍頻器(8)的底部安裝有第三喇叭天線(9)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一倍頻器(1)、第二倍頻器(4)和第三倍頻器(8)的頻率分別為110～170GHz、170～260GHz和260～400GHz；所述第一喇叭天線(2)、第二喇叭天線(5)和第三喇叭天線(9)的工作的頻率范圍分別為110～170GHz、170～260GHz和260～400GHz。
4.如權(quán)利要求1所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一倍頻器(1)、第二倍頻器(4)和第三倍頻器(8)均為三倍頻器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在
6.如權(quán)利要求1～5任一所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，依次包括以下步驟：
7.如權(quán)利要求6所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：
8.如權(quán)利要求6所述的一種110到400GHz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括第一倍頻器(1)、第二倍頻器(4)、第三倍頻器(8)和頻率合成系統(tǒng)；
2.如權(quán)利要求1所述的一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一倍頻器(1)的底部安裝有第一喇叭天線(2)，所述第二倍頻器(4)的底部安裝有第二喇叭天線(5)，所述第三倍頻器(8)的底部安裝有第三喇叭天線(9)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種110到400ghz寬帶倍頻器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一倍頻器(1)、第二倍頻器(4)和第三倍頻器(8)的頻率分別為110～170ghz、170～260ghz和260～400ghz；所述第一喇叭天線(2)、第二喇叭天線(5)和第三喇叭天線(9)的工作的頻率范圍分別為110～170ghz、170～260ghz和260～400ghz。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：南建軍，張達(dá)篪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州伏波電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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