辐射检测器制造技术

在如太赫照相机之类的太赫辐射检测系统中，喇叭天线阵列将检测的辐射馈送给基于二极管的混频器，该混频器用于将检测的辐射与本机振荡器进行混频，以产生在成像中能放大并使用的调制中频（“ＩＦ”）信号。混频器容纳在衬底表面上，并且多个衬底可以层叠起来以支撑喇叭天线的二维阵列。为了改进组装密度因此可能改进照相机的分辨率，用于提取调制ＩＦ信号的ＩＦ滤波器被容纳在通过该衬底的通孔中。此外，提供与微波传输带的信号传送部分共同工作的短线调谐器，以改进所检测的辐射和本机振荡器信号到混频器的耦合。尽管短线调谐器对于每个混频器中的所检测的辐射和本机振荡器信号来说是共用的，但是微波传输带的加入意味着对于所检测的辐射和本机振荡器信号来说可以独立地优化调谐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使用波长范围在厘米到亚毫米之间的电磁频 谱来检测物体的辐射检测器。
技术介绍
本专利技术的实施例与电磁频谱的微波到太赫段相关。然而，太赫端对 于在小系统中提供高分辨率的许多应用特别有利，并且下面描述的本发 明的特定实施例工作在太赫段。本文中的"太赫"表示波长范围在毫米 到亚毫米之间的电磁频谱。采用本机振荡器的装置包括例如超外差的、外差的、零差的或者直接IF (中频)检测以及用于检测的直接放大的使用，其中放大器被配置 为再生型或者自振荡混频器。本专利技术的实施例特别适合与超外差以及外 差谐波混频器一起使用，并且甚至更适于与分谐波混频器之类的平衡谐 波混频器一起使用。(在波长范围在厘米到亚毫米之间的外差检查中，本机振荡器相对 于将要检测的输入信号发生频移，而在零差检测中它具有相同的频率)。上述的范围在此处通常被称作太赫频谱。业已发现太赫辐射对成像 以及其他的用途来说是非常有用的工具，这是因为不透射可见频谱的材 料对其透射。这允许这些材料在不能利用可见光辐射看见它们的地方， 利用太赫辐射可以将其"看透，，。例如，太赫波长已经被用于穿过大气 对地球表面成像并且用于改进恶劣天气下的可见度(例如用于飞行或者 驾驶)。由于某些材料的透射率或者反射率不同，因此它们在太赫辐射 下可以被区分开，并且这已经用在例如食品或者化学成分的检测中。此 外，包括人体在内的物体本身可发射太赫辐射。这已经用在例如用于检 测皮肤癌的医学中。由于衣服一般对于太赫辐射是透明的，但武器不是 透明的，因此另 一 个应用是检测以不同的方式隐藏在人体周围的武器。使用太赫(THz)频语来对物体成像的照相机是公知的。例如，以 Agence Spatiale Europeenne的名义的国际专利申请WO2004038854中 描述了一种装置。在该装置中，照相机基于分别拾取太赫辐射的双排喇叭天线，在使用中，太赫辐射被导入到混频器通道中以使用本机振荡器 来提取中频信号。这种已知的外差技术允许在室温下在太赫范围内使用 比别的方式所必须的检测器更小的检测器，并因此支持较好的分辨率。WO2004038854的检测器采用一对衬底来构造，对于每个检测器，这 对衬底中的至少一个衬底被图案化(pattern),以容纳天线，混频器 通道以及通过衬底到信号输出端的通孔。波导结构被耦合到混频器通道 以从本机振荡器传送信号。在最终的照相机中，这两个衬底以夹层结构 的形式面对面放置，使得容纳检测器结构的图案化结构处于衬底之间并 因此而被保护。
技术实现思路
根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种电磁辐射检测器，包括 i)至少一个衬底；i i)用于接收将要被检测的射频信号的射频输入； i i i)用于接收本机振荡器信号的本机振荡器输入；iv) 混频器，该混频器由所述衬底支撑，并且与所述射频输入和本 机振荡器输入耦合，用于通过将所接收的射频信号与本机振荡器信号混 频而产生中频信号；以及v) 滤波器通道，用于控制在所述检测器中的射频信号的通路(passage)并且用于提取中频信号，其中所述衬底配备有孔径，该孔 径具有延伸到衬底中的轴线方向，并且至少部分滤波器通道容纳在所述 孔径中。例如，该衬底可以具有第一和第二相对表面，并且该孔径可从第一 表面朝向第二表面延伸或者可从第一表面延伸通过第二表面。该混频器 以及可选的射频输入和本机振荡器输入各自可以方便地由所述第 一表 面支撑，并且所述至少部分滤波器通道在使用中可传送所述混频器的输 出信号。在基于混频器的辐射检测器中，众所周知可以提供一种滤波器通 道，该滤波器通道首先可以阻断射频的通路以便控制检测器中所接收的 辐射信号的传输路径，并且其次该滤波器通道可以提取中频信号以提供 例如成像中所用的IF输出。工作在射频的滤波器通道的已知形式被构7装在衬底的表面上，其中该衬底也支持所述混频器及其射频信号输入路 径，因为这为制造提供了便利。在本专利技术的实施例中，已认识到可在延 伸进入或者穿过所述村底而不是沿着所述衬底的表面布置的通道中进 行至少某些滤波，并且就与所述衬底相关的检测器的组装密度而言这可 以提供显著优点，因而改善了整个检测或成像能力的分辨率。在用于在RF和IF频率区域中滤波的滤波器通道的已知布置中，滤波器通道被构造为例如在石英载体上的图案化金属化(patterned metallisation),所述石英载体又安装在所述衬底表面上。毫无1€问， 作为单个平面构造这是相对容易制造的。然而，已认识到滤波执行多于一个的任务，例如阻止射频在检测器中的不适当传播以及从混频腔的混 频产物中提取中频(IF)信号以传送给IF输出，并且认识到分开用于 执行这两个任务的物理构造具有明显的好处。用于执行第二个任务的从 混频产物中提取IF信号的物理构造具有相对较低的频率通带，并且物 理尺寸往往相对较大。该物理构造在提供检测器的部件序列中通常位于 朝向监测器的IF输出的位置。在本专利技术的优选实施例中，滤波器通道如该通带可为从0. 1GHz到60GHz。尽管可以提供具有低频通带的滤波器构造作为载体上的金属化，并 且可以将通道中的滤波器构造容纳到所述衬底中，但是本专利技术特别便利 的实施例将该IF通带滤波器构造提供为大致为圆柱形形状的异形 (profiled)共轴管脚。这种管脚的外形可以与载体上成形金属化相类 似的方式提供滤波动作所必须的物理尺寸。这种管脚可便利地容纳在例 如圆形截面的通孔中，导引到衬底中并通过例如钻孔而构造。此外，以 认识到异形管脚有助于通过使用安装在该通孔中的套圈进行安装，其中 该通孔还用于提供密封IF输出。优选的是，该通孔在沿着其长度的位 置处配备有横截面的台阶状变化，以提供至少一个邻接(abutment)表 面，可以靠着该邻接表面固定所述套圈。公知形式的滤波器是1/4波长滤波器，其可被提供为相对于被滤波 的电磁辐射的1/4波长间隔的尺寸变化。通过使用1/4波长间隔的直径 变化而将异形管脚构造成1/4波长滤波器是方便的。然后该滤波器可安 装在通孔的大致圆柱形截面中。管脚以及通孔上的导电涂层以及管脚的 绝缘材料可 一起提供共轴滤波器。在本专利技术实施例中使用的适当的通用形式的构造是衬底上微波传 输带图案化的已知技术。微波传输带是用于传送高频信号的传输线形 式，并且通常包括由绝缘层或者气隙与地平面隔开的薄的平坦电导体。 它们被用做印刷电路设计的形式，该印刷电路设计用于以最小信号损失 来路由高频信号，该损失是由辐射引起的。同样可适用于本专利技术的实施 例但是制造更复杂的类似技术使用具有两个地平面的带状线并且电导 体被夹在两个相应的绝缘层或者气隙之间。通过选择性的图案化，微波 传输带和带状线还可以用来将电磁波传送到空间并从空间接收电磁波， 并且用来提供射频滤波。在本专利技术的实施例中，用于接收电磁辐射检测 信号的输入以及用于本机振荡器信号的输入中的一个或两个输入可由 线电路来提供。 " 、、'、、、、乙、，S 、 、 土 、、根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种电磁辐射检测器，包括i)用于接收将要被检测的射频信号的射频输入； i i)用于接收射频本机振荡器信号的本机振荡器输入； i i i)连接到该射频输入并连接到该本机振荡器输入的混频器，该混频 器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁辐射检测器，包括：　ｉ）至少一个衬底；　ｉｉ）用于接收将要被检测的射频信号的射频输入；　ｉｉｉ）用于接收本机振荡器信号的本机振荡器输入；　ｉｖ）由所述衬底支撑的并耦合到所述射频输入和本机振荡器输入的混频器，用 于通过将所接收的射频信号和所述本机振荡器信号混频而产生中频信号；和　ｖ）滤波器通道，用于控制射频信号在所述检测器中的通路并且提取所述中频信号，　其中该衬底配备有孔径，所述孔径具有延伸到所述衬底中的轴线方向，并且至少部分滤波器通道 容纳在所述孔径中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM曼，DJ库姆布斯，
申请(专利权)人：思拉视象有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]