一种平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源，所述低通滤波器的输入端与外部恒流源连接，输出端与输入射频匹配电路的输入端连接；所述输出射频匹配电路的输出端与雪崩噪声二极管的阴极连接，所述雪崩噪声二极管的阳极与输出射频匹配电路的输入端连接；所述输出射频匹配电路的输出端与直流接地电路的输入端连接，所述直流接地电路的输出端发送射频噪声信号。本实用新型专利技术通过低通滤波器、输入射频匹配电路、雪崩噪声二极管、输出射频匹配电路和直流接地电路等器件的设置，实现了宽带高频噪声信号的输出，同时通过将直流接地电路直觉与输出射频匹配电路相连，极大地简化了匹配电路的设计，使得本实用新型专利技术的整体结构更加简单，易于集成。易于集成。易于集成。

【技术实现步骤摘要】
一种平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源


[0001]本技术涉及宽带噪声源
，具体为一种平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源。

技术介绍

[0002]噪声系数的测量在微波、毫米波和太赫兹测量领域中占有重要的地位。在噪声特性的测试系统中，噪声源是一个重要的组成部分，它的超噪比、稳定度等指标对系统噪声系数的测试具有重大的影响。在某些雷达系统中，接收机的噪声系数关乎系统的性能指标，对该指标的实时测量校准具有重要意义。高性能宽带噪声源是毫米波/太赫兹技术的主要研究方向之一。
[0003]传统噪声源通常由恒流反向偏置的噪声二极管产生白噪声，通过在偏置输入端口增加低通滤波器实现抑制噪声功率的反向泄漏。雪崩二极管噪声源是固态噪声源的一种，所使用的雪崩二极管理论上可以产生有很宽频率范围的高频噪声信号，采用恒流源使雪崩二极管工作在反向雪崩击穿状态来设计噪声源。在太赫兹波段也可以使用高性能高截止频率的肖特基二极管工作在反向击穿区来设计噪声源。
[0004]目前，国外Noisecom、Elva等公司基于雪崩二极管设计的波导结构固态噪声源，已实现商用化，最高工作频率为170GHz。高频噪声源主要通过片上 COMS工艺(Maya,M.C.et al.“Extraction of an avalanche diode noise modelfor its application as an on
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wafer noise source.”Microwave and OpticalTechnology Letters 38(2003):89
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92)和微波单片集成的方式实现(S.Diebold,E. Weissbrodt,H.Massler,A.Leuther,A.Tessmann and I.Kallfass,"A W
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BandMonolithic Integrated Active Hot and Cold Noise Source,"in IEEE Transactionson Microwave Theory and Techniques,vol.62,no.3,pp.623
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630,March 2014, doi:10.1109/TMTT.2014.2299770)，成本较高。在太赫兹波段，由于缺乏可用的雪崩二极管器件，一般采用低温黑体噪声源，其体积较为庞大，不利于商业运用。
[0005]现有太赫兹频段的噪声源实现手段少，选择少，价格昂贵，很难实现商用化。缺乏结构紧凑、低成本、便于集成的噪声源。
[0006]公布号为CN112003570A的专利技术专利申请公开了一种高频宽带的毫米波噪声源及其制备方法，该申请采用了新型悬带式匹配电路，可将频率范围拓展至110GHz，整体电路采用平面式结构，降低了加工装配的难度，减小了传输过程中的损耗；使用微带转同轴的方式替代传统波导的发生结构，优化了驻波比，提升了超噪比。
[0007]首先，该申请通过微带转同轴结构进行输出，该结构仅仅是在最后输出时采用了平面微带电路与同轴进行转换，实际上整个噪声源是一种混合多种传输线的结构，包括波导、悬置微带及微带线。采用同轴输出结构有频率限制，最高只能到110GHz，并不能适用于太赫兹波段。
[0008]其次，虽然该申请也说是采用平面式结构，但该申请是针对早期的体式雪崩二极
管来做的，受限于早期的二极管工艺，二极管大多是立体结构，因此该申请的电路也是立体结构，一般也只能以模块的形式存在，且其将二极管安装在陶瓷电容上，这种方式可靠性更低，安装误差较大，容易引起失配。
[0009]然后，该申请的输入端使用陶瓷电容，会导致整体输出噪声功率降低，而且在太赫兹波段，陶瓷电容会存在较大的寄生效应，不能满足太赫兹波段的使用条件。
[0010]最后，该申请采用薄膜电阻设计的输出衰减匹配电路，薄膜电阻衰减匹配的原理是通过衰减信号来降低回波损耗，从而实现端口较好的驻波，但这种方法一方面在太赫兹频段因为高频寄生效应匹配会失效，另一方面衰减器的损耗会降低噪声源的超噪比。因此当频率增高到太赫兹波段时，薄膜电阻并不适用。

技术实现思路

[0011]本技术所要解决的技术问题在于：提供一种毫米波或太赫兹频段的结构简单且易于集成的宽带噪声源。
[0012]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
[0013]一种毫米波或太赫兹宽带噪声源，包括低通滤波器、输入射频匹配电路、雪崩噪声二极管、输出射频匹配电路和直流接地电路；
[0014]所述低通滤波器的输入端通过SMA
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微带或金丝键合与外部恒流源连接，输出端与输入射频匹配电路的输入端连接；
[0015]所述输出射频匹配电路的输出端与雪崩噪声二极管的阴极连接，所述雪崩噪声二极管的阳极与输出射频匹配电路的输入端连接；
[0016]所述输出射频匹配电路的输出端与直流接地电路的输入端连接，所述直流接地电路的输出端发送射频噪声信号。
[0017]优点：本技术通过低通滤波器、输入射频匹配电路、雪崩噪声二极管、输出射频匹配电路和直流接地电路等器件的设置，实现了宽带高频噪声信号的输出，同时通过将直流接地电路直觉与输出射频匹配电路相连，极大地简化了匹配电路的设计，使得本技术的整体结构更加简单，易于集成。
[0018]优选地，所述低通滤波器采用CMRC结构。
[0019]优选地，所述雪崩噪声二极管采用平面结构。
[0020]优选地，所述输入射频匹配电路和输出射频匹配电路包括至少一段微带传输线。
[0021]优选地，所述输入射频匹配电路包括三段微带传输线。
[0022]优选地，所述输出射频匹配电路包括三段微带传输线。
[0023]优选地，所述直流接地电路采用基片集成波导滤波器或微带接地孔结构。
[0024]优选地，所述低通滤波器、输入射频匹配电路、雪崩噪声二极管、输出射频匹配电路和直流接地电路均设置在同一基片上。
[0025]优选地，本噪声源能够采用波导封装或同轴封装。
[0026]优选地，所述雪崩噪声二极管3采用平面梁氏引线结构的噪声二极管或者太赫兹肖特基平面二极管。
[0027]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0028](1)本技术的整体电路采用平面式结构，所有器件均可以集成于同一基片上，
不仅有利于与其它电路集成，也降低了加工装配的难度，同时还减小了传输过程中的损耗，提高了超噪比。
[0029](2)本技术的低通滤波器采用CMRC滤波器，配合输入射频匹配电路，可以实现宽带射频噪声信号的返回，对射频信号抑制更高、带宽更宽，使用频率更高，可靠性更高，更加方便。从而满足太赫兹波段的使用环境。
[0030](3)本技术的直流接地电路采用基片集成波导滤波器，可以直接与输出射频匹配电路相连，极大地简化了匹配电路的设计。同时基片集成波导滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源，其特征在于：包括低通滤波器(1)、输入射频匹配电路(2)、雪崩噪声二极管(3)、输出射频匹配电路(4)和直流接地电路(5)；所述低通滤波器(1)的输入端通过SMA
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微带或金丝键合与外部恒流源连接，输出端与输入射频匹配电路(2)的输入端连接；所述输出射频匹配电路(4)的输出端与雪崩噪声二极管(3)的阴极连接，所述雪崩噪声二极管(3)的阳极与输出射频匹配电路(4)的输入端连接；所述输出射频匹配电路(4)的输出端与直流接地电路(5)的输入端连接，所述直流接地电路(5)的输出端发送射频噪声信号。2.根据权利要求1所述的平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源，其特征在于：所述低通滤波器(1)采用CMRC结构。3.根据权利要求1所述的平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源，其特征在于：所述雪崩噪声二极管(3)采用平面结构。4.根据权利要求1所述的平面式毫米波或太赫兹宽带噪声源，其特征在于：所述输入射频匹配电路(2)和输...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子昂，程珂，郭健，余昊霖，
申请(专利权)人：南京珞达信息有限公司，
类型：新型
国别省市：