且對超導(dǎo)熱電子混頻器無任何特殊要求。磁場調(diào)控單元由超導(dǎo)Nb或者NbTi線圈構(gòu)成，其體積較小，可與超導(dǎo)熱電子混頻器固定基座集成，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。另外，與注入低頻微波信號以及基于本振功率反饋法的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)相比，本發(fā)明所設(shè)計的磁場調(diào)控單元不會影響太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)性能，且不管本振參考信號源和波束分離器是否被集成在真空杜瓦內(nèi)，均可適用。
[0020]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0021]本發(fā)明通過引入磁場調(diào)控單元和PID控制器，實現(xiàn)了高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)。利用磁場調(diào)控單元所產(chǎn)生磁場改變超導(dǎo)熱電子混頻器阻抗特性，穩(wěn)定超導(dǎo)熱電子混頻器工作電流，對超導(dǎo)熱電子混頻器自身無任何特殊要求。熱電子混頻器工作電流改變幾個微安僅需磁場調(diào)控單元提供kG磁場，磁場調(diào)控單元可由超導(dǎo)Nb或者NbTi線圈構(gòu)成，可與超導(dǎo)熱電子混頻器固定基座集成，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于實現(xiàn)小型化。
[0022]利用磁場調(diào)控單元所產(chǎn)生磁場調(diào)控超導(dǎo)熱電子混頻器工作電流對相干探測器系統(tǒng)自身性能不會產(chǎn)生影響。在應(yīng)用方面，不管本振參考信號源和波束分離器是否被集成在真空杜瓦內(nèi)，基于磁場調(diào)控的方法均可適用。
【附圖說明】
[0023]圖1是基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)構(gòu)造示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，包括本振參考信號源、波束分離器、超導(dǎo)熱電子混頻器、混頻器直流偏置源、磁場調(diào)控單元、控制器、低溫中頻放大單元、常溫中頻放大單元和頻譜儀。
[0027]波束分離器，用于將被探測信號和本振參考信號源輸出參考信號耦合至超導(dǎo)熱電子混頻器。超導(dǎo)熱電子混頻器，用于對被探測信號進行變頻操作，并將所產(chǎn)生中頻傳輸至低溫中頻放大單元?；祛l器直流偏置源和超導(dǎo)熱電子混頻器供電端電連接，用于向超導(dǎo)熱電子混頻器提供直流偏置?？刂破鳛镻ID控制器，用于實時監(jiān)視超導(dǎo)熱電子混頻器偏置電流，精確控制磁場調(diào)控單元輸出磁場強度，PID控制器輸入端與混頻器偏置電流源電連接，PID控制器輸出端與磁場調(diào)控單元輸入端電連接。低溫中頻放大單元，用于放大超導(dǎo)熱電子混頻器輸出中頻信號，低溫中頻放大單元輸入端和超導(dǎo)熱電子混頻器輸出端電連接。常溫中頻放大單元，用于放大低溫中頻放大單元輸出中頻信號，常溫中頻放大單元輸入端和低溫中頻放大單元輸出端電連接。頻譜儀，用于信號頻譜分析，頻譜儀輸入端和常溫中頻放大單元輸出端電連接。
[0028]本發(fā)明的基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)在正常工作時，PID控制器實時監(jiān)視超導(dǎo)熱電子混頻器工作電流，并實時精確調(diào)控磁場調(diào)控單元輸出磁場強度，以穩(wěn)定超導(dǎo)熱電子混頻器工作狀態(tài)。另外，被探測信號與本振參考信號源輸出本振參考信號通過波束分離器耦合至超導(dǎo)熱電子混頻器輸入端，在超導(dǎo)熱電子混頻器輸出端輸出經(jīng)混頻后的中頻信號，所述中頻信號先后通過置于真空杜瓦內(nèi)的低溫中頻放大單元和置于真空杜瓦外的常溫中頻放大單元放大后，最后輸入至頻譜儀分析處理。
[0029]相對于現(xiàn)有高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器(基于平衡混頻器的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)、注入低頻微波信號的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)以及基于本振功率反饋法的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng))，本發(fā)明的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器具有如下技術(shù)進步性。
[0030]I)本發(fā)明對超導(dǎo)熱電子混頻器自身無任何特殊要求；由超導(dǎo)Nb或者NbTi線圈構(gòu)成的磁場調(diào)控單元體積較小，可與超導(dǎo)熱電子混頻器固定基座集成，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于實現(xiàn)小型化。
[0031]2)本發(fā)明采用磁場調(diào)控單元和PID控制器穩(wěn)定超導(dǎo)熱電子混頻器工作電流，對太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)性能無任何影響。
[0032]3)本發(fā)明的基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，對相干探測器系統(tǒng)所屬單元(如本振參考信號源和波束分離器等)工作環(huán)境無特殊要求，適用范圍更廣。
[0033]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，其特征在于:包括束波分離器、本振參考源、控制器、混頻器直流偏置源、常溫中頻放大單元和頻譜儀，還包括設(shè)置于真空杜瓦內(nèi)的超導(dǎo)熱電子混頻器、磁場調(diào)控單元以及低溫中頻放大單元； 所述束波分離器接收被探測信號，并分別與本振參考源、超導(dǎo)熱電子混頻器相連接;超導(dǎo)熱電子混頻器相連接分別與低溫中頻放大單元、混頻器直流偏置源、磁場調(diào)控單元相連；所述控制器分別與磁場調(diào)控單元、混頻器直流偏置源相連接;所述低溫中頻放大單元還與常溫中頻放大單元相連接，常溫中頻放大單元與頻譜儀相連接； 所述束波分離器用于將被探測信號和本振參考信號源輸出參考信號耦合至超導(dǎo)熱電子混頻器； 所述磁場調(diào)控單元，用以產(chǎn)生變化磁場，調(diào)控超導(dǎo)熱電子混頻器偏置電流； 所述控制器，用于實時監(jiān)視超導(dǎo)熱電子混頻器偏置電流，精確控制磁場調(diào)控單元輸出磁場強度； 所述超導(dǎo)熱電子混頻器，用于對被探測信號進行變頻操作； 所述低溫中頻放大單元，用于放大超導(dǎo)熱電子混頻器輸出的中頻信號； 所述常溫中頻放大單元，用于放大低溫中頻放大單元輸出中頻信號； 所述頻譜儀，用于實現(xiàn)信號頻譜分析。2.如權(quán)利要求1所述的基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，其特征在于:所述磁場調(diào)控單元由超導(dǎo)Nb或者NbTi線圈構(gòu)成。3.如權(quán)利要求1所述的基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器為PID控制器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于磁場調(diào)控的高穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)，包括本振參考信號源、波束分離器、超導(dǎo)熱電子混頻器、混頻器直流偏置源、磁場調(diào)控單元、PID控制器、低溫中頻放大單元、常溫中頻放大單元和頻譜儀。所述PID控制器實時監(jiān)視超導(dǎo)熱電子混頻器工作電流，有效穩(wěn)定太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)。本振參考信號源輸出的本振參考信號和被探測信號分別經(jīng)波束分離器耦合至所述超導(dǎo)熱電子混頻器；低溫中頻放大單元和常溫中頻放大單元對超導(dǎo)熱電子混頻器輸出中頻信號進行放大。本發(fā)明采用超導(dǎo)線圈構(gòu)成磁場調(diào)控單元，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于實現(xiàn)小型化，磁場調(diào)控對太赫茲超導(dǎo)熱電子相干探測器系統(tǒng)性能無任何影響且適用范圍更廣。
【IPC分類】G01R29/08
【公開號】CN105510724
【申請?zhí)枴緾N201510856608
【發(fā)明人】繆巍, 史生才, 張文, 周康敏
【申請人】中國科學院紫金山天文臺
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月30日