一種基于共振隧穿機(jī)制的微帶縫隙天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于共振隧穿機(jī)制的微帶縫隙天線，屬于天線領(lǐng)域。本發(fā)明包括H型開(kāi)槽的圓形貼片天線，共振隧穿二極管(RTD)；共振隧穿二極管作為激勵(lì)器件，用于產(chǎn)生太赫茲(THz)波；H型開(kāi)槽的圓形貼片天線作為發(fā)射器件，用于把共振隧穿二極管產(chǎn)生的THz波發(fā)射出去。所述RTD的上電極與圓形貼片天線相連；所述RTD的下電極與地層相連。本發(fā)明在超高速數(shù)據(jù)鏈路傳輸、無(wú)線通信和軍事國(guó)防等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種基于共振隧穿機(jī)制的微帶縫隙天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)和太赫茲技術(shù)，特別涉及微帶縫隙天線技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)波是指頻率在0.1THz到IOTHz范圍的電磁波，波長(zhǎng)大概在0.03mm至IJ 3mm范圍內(nèi)，介于毫米波與紅外之間。但是由于THz波在空氣中較高的損耗，需要高增益的發(fā)射源和足夠靈敏的探測(cè)天線，使其無(wú)法在通信領(lǐng)域商業(yè)化，制約了技術(shù)的發(fā)展，因此這一頻段是有待開(kāi)發(fā)的空白頻段，也被稱為THz間隙。
[0003]由于THz波所處的特殊電磁波譜位置，使其具有很多優(yōu)越的特性并具有非常重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，如THz成像和THz波譜學(xué)在物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、材料科學(xué)等方面的應(yīng)用，以及在國(guó)家安全檢查、反恐緝毒等方面具有的獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。目前，THz技術(shù)被認(rèn)為是改變未來(lái)世界的十大技術(shù)之一。
[0004]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)和不足:
[0005]目前國(guó)內(nèi)THz技術(shù)的研究主要針對(duì)THz輻射源的研究，如半導(dǎo)體THz源、基于光子學(xué)的THz發(fā)生器、基于真空電子學(xué)的THz輻射源。而對(duì)于以共振隧穿二極管(RTD)作為THz發(fā)生器，并與天線有效結(jié)合而形成的太赫茲振蕩器的研究，國(guó)內(nèi)還是一片空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了實(shí)現(xiàn)以RTD作為激勵(lì)器件，以天線作為電磁波發(fā)射器件，結(jié)合在一起構(gòu)成的THz振蕩器，本發(fā)明實(shí)施提供了一種微帶縫隙天線，所述技術(shù)方案如下:
[0007]集成RTD的微帶縫隙天線包括:RTD，微帶縫隙天線。
[0008]整個(gè)天線設(shè)計(jì)和RTD的結(jié)合以半摻雜的S1-1nP作為基質(zhì)，其中H型開(kāi)槽的圓形貼片天線由Au/Pd/Ti金屬構(gòu)成,地層由Au構(gòu)成；RTD的上電極與圓形貼片天線相連；RTD的下電極與地層相連；圓形貼片天線上H型開(kāi)槽，同時(shí)與地層之間插入二氧化硅；通過(guò)改變所述天線的幾何尺寸以及RTD在圓形貼片天線上的相對(duì)位置，可以實(shí)現(xiàn)天線與RTD結(jié)合后在不同頻段的阻抗匹配；所述天線與RTD結(jié)合后還可以組成振蕩器陣列，實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)射功率。
[0009]所述天線為微帶縫隙天線，其特征是在圓形貼片天線上H型開(kāi)槽，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，H型槽可以換成T型槽和U型槽等。
[0010]所述天線為H型開(kāi)槽的圓形貼片天線，圓形貼片天線可以換成矩形貼片天線和半圓形貼片等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0011]為了更清楚地說(shuō)明發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)附圖獲得其他的附圖。[0012]圖1是本發(fā)明的微帶縫隙天線設(shè)計(jì)實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】:
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)以共振隧穿二極管作為激勵(lì)器件，以天線作為電磁波發(fā)射器件結(jié)合形成的THz振蕩器，本發(fā)明實(shí)施提供了一種微帶縫隙天線，詳見(jiàn)下文描述:
[0015]圖1是本發(fā)明的微帶縫隙天線的設(shè)計(jì)實(shí)例。參照?qǐng)D1，其包括:微帶縫隙天線，RTD。整個(gè)天線工作在550GHz，半摻雜的S1-1nP基質(zhì)的厚度為20um，中間SiO2的厚度為3um，整個(gè)天線的面積為600um*600um,圓形貼片天線的半徑為150um, H型槽的寬度為4um,可以通過(guò)改變天線的幾何尺寸以及RTD的上電極在圓形貼片天線上的相對(duì)位置，可以實(shí)現(xiàn)天線與RTD結(jié)合后在不同頻段的阻抗匹配。
[0016]進(jìn)一步地，為了適應(yīng)工程的需要，圓形貼片天線可以換成矩形貼片和半圓形貼片等，H型槽可以換成T型槽和U型槽等，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制。
[0017]進(jìn)一步地，所述天線與RTD結(jié)合后還可以組成振蕩器陣列，實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)射功率，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制。
[0018]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于共振隧穿機(jī)制的微帶縫隙天線，該天線可以與共振隧穿二級(jí)管結(jié)合形成THz振蕩器。該發(fā)明將在超高速數(shù)據(jù)鏈路傳輸、無(wú)線通信和軍事國(guó)防等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
[0019]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于共振隧穿機(jī)制的微帶縫隙天線，該系統(tǒng)包括:H型開(kāi)槽的圓形貼片天線、共振隧穿二極管(RTD)，其特征是: 所述RTD的上電極與圓形貼片天線相連；所述RTD的下電極與地層相連；圓形貼片天線上H型開(kāi)槽，同時(shí)與地層之間插入二氧化硅；通過(guò)改變所述天線的幾何尺寸以及RTD的上電極在圓形貼片天線上的相對(duì)位置，可以實(shí)現(xiàn)天線與RTD結(jié)合后在不同頻段的阻抗匹配；所述天線與RTD結(jié)合后還可以組成振蕩器陣列，實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)射功率。
2.根據(jù)權(quán)利I要求，所述天線可以通過(guò)改變天線的幾何尺寸以及RTD的上電極在圓形貼片天線上的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)天線與RTD結(jié)合后在不同頻段的阻抗匹配。
3.根據(jù)權(quán)利I要求，所述天線為微帶縫隙天線，其特征是在圓形貼片天線上H型開(kāi)槽，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，H型槽可以換成T型槽和U型槽等。
4.根據(jù)權(quán)利3要求，所述天線為H型開(kāi)槽的圓形貼片天線，圓形貼片天線可以換成矩形貼片天線和半圓形貼片天線等。
5.根據(jù)權(quán)利I要求，所述天線與RTD結(jié)合后還可以組成振蕩器陣列，實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)射功率。
【文檔編號(hào)】H01Q13/08GK103904434SQ201410160360
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】李建雄, 李運(yùn)祥, 蔣昊林, 劉崇, 陳曉宇, 袁文東 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)