[发明专利]用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机

说明书

技术领域

本发明涉及一种毫米波接收机，特别涉及用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米 波接收机。

背景技术

毫米波是指电磁波谱中频率介于30-300GHz或波长介于1cm-1mm的电磁波，毫米波具有 比光波、红外电磁波更好的穿透性。毫米波成像系统是利用的这些特性研制成的各种用途的 探测成像系统。

随着毫米波器件与部件水平的不断提高，毫米波成像方式也不断发展，其中，阵列成像 技术使毫米波成像系统由单通道机械扫描实现成像发展到了包括有成千上万接收机的全凝视 焦平面阵列实时成像。阵列成像技术需要有相应的毫米波器件(如MMIC)作支持，所以用平面 电路取代波导结构系统是毫米波系统发展的必然趋势。

用于毫米波成像系统的接收机必须满足低噪声、高增益、宽频带等特点，对于阵列成像系 统对接收机的体积、集成度、和稳定性提出了更严格的要求。

因此，提供一种高灵敏度的毫米波接收机，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定性好、体积小、灵敏度高、且适合于各种毫米波接收系 统特别是阵列成像系统的毫米波接收机，以克服现有技术存在的体积大、稳定性差，适用性 小，难于实现阵列成像的缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收 机，包括：具有孔体的板体；固定在所述板体一侧的集成型射频电路，其包括：用于接收毫 米波的平面微带缝隙天线、用于将接入的毫米波放大的低噪声放大器、和将放大后的毫米波 转换为与功率成正比的低频电压信号的混合集成的二极管检波器；固定在所述板体另一侧的 供电电路，其通过孔体与所述集成型射频电路相连接，用于向所述射频电路供电；以及两封 装盖体，用于夹持所述板体以便封装。

其中，所述低噪声放大器至少包含两片GaAs单片微波集成电路芯片；两片GaAs单片微 波集成电路芯片之间可采用50Ω微带线连接。

其中，所述平面微带缝隙天线可采用槽线-微带转换结构，通过微带与单片微波集成电路 芯片连接；其可制作在介电常数为2.2、厚度0.254mm的聚四氟乙烯复合材料上，其面积为 36mm×10mm。

其中，所述二极管检波器可采用二极管倒扣工艺制作在介电常数为2.2、厚度0.254mm的 聚四氟乙烯复合材料上。

其中，所述两封装盖体和板体的材料可为铜，表面镀金厚度＞3μm，其尺寸可为10×12×40mm。

较佳的，所述射频电路可采用导电胶粘贴在所述板体的一侧，所述供电电路可采用小型 金属连接器经过所述孔体与所述射频电路电连通。

较佳的，所述平面微带缝隙天线微带输出部分可采用导电胶粘贴在所述板体相应位置， 并在其与一封装盖体之间的空间内可填充微波透波材料。

综上所述，本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机采用直接检 波工作体制，结构简单；采用平面微带缝隙天线，可以直接与MMIC芯片实现集成，有益于降 低馈线损耗；采用MMIC芯片技术和平面微带电路，可以大大降低的生产成本；采用多芯片集 成技术，使成品率和一致性很好体现。本发明采用上述的措施，有效的克服了体积大、稳定 性差等缺陷，大大减小毫米波接收机的体积、重量，提高整机的性能、质量和可靠性，适合 于大批量生产，从而满足阵列毫米波成像系统的需求。

附图说明

图1为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的系统框图；

图2a为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的封装盖体和板 体构成的封装体的正面示意图；

图2b为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的封装盖体和板 体构成的封装体的背面示意图；

图3为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的平面微带缝隙 天线结构示意图；

图4为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的平面微带缝隙 天线辐射特性测量结果图；

图5为本发明的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度毫米波接收机的射频电路灵敏 度对应频率曲线。

具体实施方式

以下将结合附图进一步说明本发明的Ka波段的用于毫米波阵列成像系统的集成高灵敏度 毫米波接收机。