[发明专利]基于MEMS工艺的220GHz接收机

说明书

本发明公开了一种基于MEMS工艺的220GHz接收机，涉及太赫兹技术领域。所述接收机包括通过MEMS工艺制作的Si基镀金盒体和位于所述盒体内的接收机电路，所述Si基镀金盒体包括位于内侧的Si壳体和位于Si壳体外侧的金属镀层。所述接收机的盒体为采用MEMS工艺实现的Si盒体，通过镀金实现和金属相同的功能，质量轻，大大降低了接收机的重量，且采用MEMS工艺，系统集成度更高。

技术领域

本发明涉及太赫兹技术领域，尤其涉及一种基于MEMS工艺的220GHz接收机。

背景技术

太赫兹（THz）波从广义上来讲，是指频率在 0.1-10THz范围内的电磁波，其中1THz=1000GHz，也有人认为太赫兹频率是指0.3THz-3THz范围内的电磁波。THz波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，THz技术是国际科技界公认的一个非常重要的交叉前沿领域。

在太赫兹的低端频率范围内，有几个频率范围是处于大气窗口频段的，包括94GHz、140GHz、220GHz、340GHz，这几个频段由于在大气传输中损耗较低，在人体安检、高速无线通信等领域具有潜在的应用前景，受到了广泛的关注。在众多应用中，都离不开对相关频段的接收处理。本发明以220GHz接收机为例进行说明。目前经常使用GaAs基反向并联肖特基二极管实现对射频信号的混频，在220GHz，常采用的是分谐波混频，这样可以降低对本振频率的要求。也就是采用110GHz的源作为220GHz的本振，一般本振需要几个mW就可以满足混频器的驱动功率需求。本阵一般采用Ka波段的信号源驱动Ka波段的功率放大器，放大器驱动一个三次倍频器，实现220GHz的本阵。在目前的接收机中，无论是实现本阵功能的三次倍频器和实现混频的混频电路，其外围腔体都是由金属构成，采用的腔体一般为黄铜腔体。由金属构成的腔体其重量比较重，且由于受到机加工工艺的限制，集成度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种质量轻、集成度高的220GHz接收机。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于MEMS工艺的220GHz接收机，其特征在于：包括通过MEMS工艺制作的Si基镀金盒体和位于所述盒体内的接收机电路，所述Si基镀金盒体包括位于内侧的Si壳体和位于Si壳体外侧的金属镀层。

进一步的技术方案在于：所述接收机电路包括220GHz分谐波混频电路、Ka波段信号源、Ka波段功率放大器以及110GHz三次倍频本振电路，所述Ka波段信号源的信号输出端与所述Ka波段功率放大器的信号输入端连接，所述Ka波段信号源用于产生Ka波段的信号；所述Ka波段功率放大器的信号输出端与所述110GHz三次倍频本振电路的信号输入端连接，所述Ka波段功率放大器用于对Ka波段信号源输出的信号进行放大处理；所述110GHz三次倍频本振电路的信号输出端与所述220GHz分谐波混频电路的本振信号输入端连接，所述110GHz三次倍频本振电路用于在Ka波段功率放大器的驱动下输出分谐波混频的本振信号；所述220GHz分谐波混频电路的一个输入端接收射频信号；射频信号和本振信号在所述220GHz分谐波混频电路的混频作用下，将中频信号输出端至中频输出端。

进一步的技术方案在于：所述接收机电路还包括位于所述盒体外的表面平面接收天线，所述表面平面接收天线的信号输出端与所述220GHz分谐波混频电路的一个信号输出端连接，所述表面平面接收天线用于汇聚空间中的射频信号。

进一步的技术方案在于：所述接收天线汇聚的射频信号通过WR8波导进入所述分谐波混频电路。

进一步的技术方案在于：所述220GHz分谐波混频电路的中频信号输出端连接有标准的SMA接头。

进一步的技术方案在于：所述三次倍频本振电路包括4管芯反向串联倍频肖特基二极管，其中每两个管芯分为一组形成一个管芯串，每个管芯串中的两个管芯串联连接，两个管芯串之间并联连接。