[发明专利]一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器

说明书

本发明属于电磁功能器件领域，具体涉及一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器，包括：矩形波导输入端口、基底、矩形波导－鳍线过渡结构、鳍线结构、探针型微结构移相单元、其馈电开口部分、鳍线－矩形波导过渡结构、矩形波导输出端口，本发明针对现有的太赫兹波相位调制器移相技术方案少，移相时插入损耗大、相移范围小、器件尺寸大且可集成性低的问题，通过电压控制探针型微结构移相单元上二极管的通断，改变探针对鳍线的微扰强度，使得鳍线的等效介电常数发生变化，从而实现太赫兹波的相移；再通过中心对称、平行排列的方式进行叠加对个移相单元，最终实现低插损的多位太赫兹波相移，保证良好的工作状态，推进太赫兹相位调控技术的发展。

技术领域

本发明属于电磁功能器件领域，具体涉及一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～10THz范围内的电磁波，其频率介于毫米波和红外可见光之间，由于其频段的特殊性，毫米波和红外光的成熟技术无法在太赫兹波段直接进行使用，所以各种类型的太赫兹调制器件仍待开发。与毫米波相比，太赫兹波在波束指向性、通信速率、相应速率以及成像分辨率等方面表现出巨大优势。太赫兹调制器件在通信、成像、雷达系统、生物成像等领域具有潜在的利用价值，是未来6G技术的重要技术高地。

多位太赫兹相位调制指相移分为多个步进，每个步进为固定的相移角度并可以叠加，其被广泛应用于无线通信系统和相控阵雷达系统中。无线通信系统可利用多位编码提高通信的速率，增加通信的抗噪声和抗干扰能力，其中多位相移键控编码是一种成功的编码技术，其需要多位的高精度相位控制技术。在雷达系统中，相控阵雷达技术已经逐步取代机械扫描雷达技术，特别是太赫兹相控阵雷达，其具有尺寸小，高速率，波束窄，集成度高的特点。以上通信和雷达系统领域的对太赫兹相位调制技术有较高的需求，但是高精度的动态相位调制器件一直处于尚待开发状态。

动态相位调制器件通常基于电磁特性可变材料研制而成，其动态变化需要外界条件的刺激如热源、电场、激光等。通过对金属结构中电磁特性可变材料进行控制，可以改变其电导率、电容、电阻、等效介电常数等电磁特性，从而达到对太赫兹波相位调制进行动态控制的目的。砷化镓二极管是一种使用砷化镓材料作为基底制作而成的肖特基型二极管，可以通过正向电压控制二极管处于导通状态，加反向电压时二极管处于断开状态，这为太赫兹相位调制器件的动态控制提供了基础。

鳍线是一种传输电磁波的常见结构，其被广泛地应用在各种电路之中，其与矩形波导可以很好地结合，适用于太赫兹调制器件的设计之中。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有可实现的移相技术方案少，无法适应不同的工作环境；

(2)现有移相技术结构移相时插入损耗大、相移范围小，工作状态差；

(3)现有移相技术结构复杂，尺寸大且集成性低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

解决现有可实现的移相技术方案少，无法适应不同的工作环境；现有移相技术结构移相时插入损耗大、相移范围小，工作状态差；现有移相技术结构复杂，尺寸大且集成性低的问题，提供了一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器。

(二)技术方案

针对现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供了一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器。本发明可以提供多位的太赫兹相位调控，并且其工作时的插入损耗小，调控方式简单方便。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于砷化镓二极管的鳍线太赫兹多位移相器结构包括：

矩形波导输入端口，实现太赫兹波的输入，可与其他太赫兹器件连接使用；

基底位于矩形波导长边的中线上，其正面和背面可制作金属结构；