本發(fā)明涉及電磁波傳導(dǎo)，特別是涉及一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)以及太赫茲固態(tài)器件。

背景技術(shù)：

1、太赫茲波是頻率為0.1thz-10thz之間的電磁波，介于微波與紅外輻射之間，具有寬帶性、穩(wěn)定性、相干性、穿透性和低能性等物理特性；太赫茲波在雷達(dá)成像、大氣遙感、天文觀測以及高速寬帶通信等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用；但太赫茲波的應(yīng)用仍然面臨許多挑戰(zhàn)。太赫茲頻段的頻率相對(duì)較高，太赫茲固態(tài)器件的尺寸相比于傳統(tǒng)微波頻段的固態(tài)器件的尺寸急劇縮??；波導(dǎo)-懸置微帶過渡結(jié)構(gòu)為太赫茲固態(tài)器件中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，如何合理設(shè)計(jì)波導(dǎo)-懸置微帶過渡結(jié)構(gòu)，降低太赫茲波的傳導(dǎo)損耗，對(duì)提升太赫茲固態(tài)器件的工作性能意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)以及太赫茲固態(tài)器件，能夠提升探針過渡結(jié)構(gòu)的緊湊性，并實(shí)現(xiàn)太赫茲波的低損耗傳導(dǎo)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，用于傳導(dǎo)太赫茲波，包括：

3、具有長方體結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；其中，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用于沿設(shè)定傳導(dǎo)方向傳導(dǎo)太赫茲波；

4、嵌入至所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的短路面中的微帶線腔體，其中，所述短路面為和所述傳導(dǎo)方向相互垂直的側(cè)壁面；

5、嵌入到所述微帶線腔體內(nèi)的介質(zhì)基板；

6、設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，并沿所述設(shè)定傳導(dǎo)方向延伸的金屬微帶；

7、設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，和所述金屬微帶靠近所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)一側(cè)的端部相連接，且和所述金屬微帶相互垂直的探針。

8、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述探針為具有一字型結(jié)構(gòu)的單極子天線。

9、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述探針和所述金屬微帶的端部之間通過匹配微帶相連接。

10、所述金屬微帶、所述匹配微帶以及所述探針的寬度依次減小。

11、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述金屬微帶的寬度為0.08mm~0.10mm，所述匹配微帶的寬度為0.05mm~0.07mm，所述探針的寬度為0.010mm~0.021mm。

12、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述金屬微帶的長度為0.40mm~0.48mm，所述匹配微帶的長度為0.05mm~0.07mm，所述探針的長度為0.2mm~0.3mm。

13、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述探針背離所述金屬微帶一側(cè)的側(cè)邊和所述短路面之間的距離為太赫茲波的四分之一波長。

14、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述金屬微帶、所述匹配微帶以及所述探針為一體成型的銅結(jié)構(gòu)。

15、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述介質(zhì)基板為氮化鋁基板；厚度為0.04mm~0.06mm。

16、在本申請(qǐng)的一種可選地實(shí)施例中，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)wr5.1波導(dǎo)。

17、一種太赫茲固態(tài)器件，包括芯片腔體以及兩個(gè)如上任一項(xiàng)所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)；其中，所述芯片腔體的輸入端和輸出端分別和兩個(gè)所述波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)的金屬微帶背離探針一側(cè)的端部相連接。

18、本發(fā)明所提供的一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)以及太赫茲固態(tài)器件，該波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)太赫茲波，包括：具有長方體結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；其中，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用于沿設(shè)定傳導(dǎo)方向傳導(dǎo)太赫茲波；嵌入至所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的短路面中的微帶線腔體，其中，所述短路面為和所述傳導(dǎo)方向相互垂直的側(cè)壁面；嵌入到所述微帶線腔體內(nèi)的介質(zhì)基板；設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，并沿所述設(shè)定傳導(dǎo)方向延伸的金屬微帶；設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，和所述金屬微帶靠近所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)一側(cè)的端部相連接的探針。

19、本申請(qǐng)中以波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上和傳導(dǎo)太赫茲波的設(shè)定傳導(dǎo)方向垂直的側(cè)壁面作為短路面，并在該短路面上設(shè)置承載金屬微帶以及探針的微帶線腔體，相對(duì)于以波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上平行于電磁波傳導(dǎo)方向的e面或h面作為短路面的探針過渡結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)中波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且能夠有效降低傳統(tǒng)e面探針不連續(xù)結(jié)構(gòu)帶來的額外傳輸損耗，實(shí)現(xiàn)太赫茲波低損耗傳導(dǎo)，且便于和后續(xù)用于太赫茲固態(tài)器件時(shí)進(jìn)行電路匹配和集成；由此可見，本申請(qǐng)中的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)太赫茲波，結(jié)構(gòu)緊湊且傳導(dǎo)損耗小，有利于提升具有該探針過渡結(jié)構(gòu)的太赫茲固態(tài)器件的工作性能。

技術(shù)特征：

1.一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于傳導(dǎo)太赫茲波，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述探針為具有一字型結(jié)構(gòu)的單極子天線。

3.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述探針和所述金屬微帶的端部之間通過匹配微帶相連接。

4.如權(quán)利要求3所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬微帶的寬度為0.08mm~0.10mm，所述匹配微帶的寬度為0.05mm~0.07mm，所述探針的寬度為0.010mm~0.021mm。

5.如權(quán)利要求3所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬微帶的長度為0.40mm~0.48mm，所述匹配微帶的長度為0.05mm~0.07mm，所述探針的長度為0.2mm~0.3mm。

6.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述探針背離所述金屬微帶一側(cè)的側(cè)邊和所述短路面之間的距離為太赫茲波的四分之一波長。

7.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬微帶、所述匹配微帶以及所述探針為一體成型的銅結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)基板為氮化鋁基板；厚度為0.04mm~0.06mm。

9.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)wr5.1波導(dǎo)。

10.一種太赫茲固態(tài)器件，其特征在于，包括芯片腔體以及兩個(gè)如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)；其中，所述芯片腔體的輸入端和輸出端分別和兩個(gè)所述波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)的金屬微帶背離探針一側(cè)的端部相連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)以及太赫茲固態(tài)器件，該波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)太赫茲波，包括：具有長方體結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；其中，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用于沿設(shè)定傳導(dǎo)方向傳導(dǎo)太赫茲波；嵌入至所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的短路面中的微帶線腔體，其中，所述短路面為和所述傳導(dǎo)方向相互垂直的側(cè)壁面；嵌入到所述微帶線腔體內(nèi)的介質(zhì)基板；設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，并沿所述設(shè)定傳導(dǎo)方向延伸的金屬微帶；設(shè)置在所述介質(zhì)基板上，和所述金屬微帶靠近所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)一側(cè)的端部相連接的探針。本申請(qǐng)中的波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)太赫茲波，結(jié)構(gòu)緊湊且傳導(dǎo)損耗小，有利于提升具有該探針過渡結(jié)構(gòu)的太赫茲固態(tài)器件的工作性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張?bào)憬?田遙嶺,蔣均,劉戈,何月,黃昆,楊昊,周人,陳鵬,李理,李若雪,林長星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國工程物理研究院電子工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17