开云优惠体育网页版入口

专利名称：8mm波段参数可调太赫兹辐射源

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202010766484.6

专利申请（专利权）人：鹤岗市振金石墨烯新材料研究院
权利人地址：黑龙江省鹤岗市东山区三精路末端鹤岗市振金石墨烯新材料研究院

专利发明（设计）人：吴振升,任浩,王鑫祺

专利摘要：本发明提出一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源及其操作方法，该辐射源包括：主控板、操作面板和屏蔽外壳；所述主控板设置有电源部分、频率合成部分、微控制器部分、微带射频接口转换部分和功放部分，所述电源部分分别与所述频率合成部分、所述微控制器部分、所述微带射频接口转换部分和所述功放部分连接并为其供电，所述频率合成部分与所述微控制器部分通过IO口连接，所述微控制器部分采用二维氧化锌?石墨烯异质结并与所述操作面板连接。本发明使用二维氧化锌?石墨烯异质结材料作为操作面板微控制器的基底材料，应用于1THz波段毫米波成像辐射源的搭建，能够实现在不同发送功率和发射频点工况下工作，调节精度高，应用前景广阔。

主权利要求：8mm波段参数可调太赫兹辐射源
技术领域
[0001] 本发明涉及信号源传输技术领域，具体涉及一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源。
背景技术
[0002] 在通常的太赫兹成像系统中，一般会选择商用的8mm频段辐射源。但商用8mm频段辐射源价格昂贵，不利于大量开展试验。常用的8mm波段辐射源是基于单片集成微波芯片和功率管电路实现的，这种设计的缺点在于需要另购常用的新射频器件，不但体积大、花费高，且功率受限。太赫兹信号辐射源在微波成像领域有着不可或缺的作用，通过对成像目标照射，增强了反射信号的强度。在不同材质反射率差异的情况下，能大大提高成像精度和速度。现有太赫兹辐射信号调制基于传统半导体工艺，对太赫兹辐射信号响应灵敏度不高、可调谐性差，不能较好地满足太赫兹成像可调辐射源的技术需求。具体来说，传统太赫兹波段辐射源设计的缺点主要在于较难获得40dbm及以上的发射功率，体积大，费用高。
发明内容
[0003] 本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种可以实现对太赫兹辐射源信号的精确调制的大功率太赫兹辐射源。
[0004] 根据本发明的一方面，提供了一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源，包括：主控板、操作面板和屏蔽外壳；所述主控板设置有电源部分、频率合成部分、微控制器部分、微带射频接口转换部分和功放部分，所述电源部分分别与所述频率合成部分、所述微控制器部分、所述微带射频接口转换部分和所述功放部分连接并为其供电，所述频率合成部分与所述微控制器部分通过IO口连接，所述微控制器部分采用二维氧化锌?石墨烯异质结并与所述操作面板连接。
[0005] 优选地，所述频率合成部分包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分，所述微控制器通过IO口分别连接所述频率合成部分各个分路的开关。
[0006] 优选地，所述电源部分输入220V交流电，输出24V和3.3V直流电。
[0007] 优选地，所述频率合成部分通过倍频电路生成1THz波段的信号。
[0008] 优选地，所述操作面板分别连接功率设置旋钮、频点设置旋钮、显示屏部分、指示灯部分、电源开关和四通道信号输出射频接口。
[0009] 优选地，所述屏蔽外壳设置有显示屏部分、功率档位、波段档位、输出调制波形按钮、电源开关、数字键盘区、电源接口和四通道信号输出射频接口。
[0010] 优选地，所述屏蔽外壳采用铝合金材质。
[0011] 优选地，所述微带射频接口转换部分通过同轴线连接至所述功放部分。
[0012] 优选地，所述操作面板通过IO口读取所述功率设置旋钮、所述频率设置旋钮和所述指示灯部分，通过HDMI软排线连接所述显示屏部分，通过RG140射频线连接射频输出口到所述操作面板的射频输出口。
[0013] 根据本发明的另一方面，提出一种上述8mm波段参数可调太赫兹辐射源的操作方法，包括：将220V电源连接到该辐射源的电源接口；将发射天线连接到射频输出接口；调整发射天线照射角度至合适方向；调整该辐射源的频率和辐射功率；打开电源开关。
[0014] 与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：本发明基于废旧功放和频率合成电路在充分利用已有功放的基础上实现信号源的频带调整，例如可以对废旧卫星小站上行功率放大器进行再利用，可以实现卫星通信与毫米波成像两个应用领域的基础器件的通用。本发明所利用的废旧功放例如ka波段的上行功放等，这种大功率功放发射频率可以达到30?45dbm，远大于目前市面常见的单片微波集成芯片的发射功率。二维氧化锌?石墨烯异质结是一种具有良好电子输送特性、禁带宽度可调节的新型材料，可以实现对太赫兹辐射源信号的精确调制。使用二维氧化锌?石墨烯异质结材料作为操作面板微控制器的基底材料，应用于1THz波段毫米波成像辐射源的搭建，能够实现在不同发送功率和发射频点工况下工作，调节精度高，应用前景广阔。
附图说明
[0015] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0016] 图1为根据本发明实施方式的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的外部结构示意图；
[0017] 图2为根据本发明实施方式的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的内部结构示意图。
具体实施方式
[0018] 下面将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。应当指出，除非另外具体说明，在这些实施例中描述的部件、数字表示和数值的相对配置不限制本发明的范围。应当指出，下面的实施例并不限制权利要求中记载的本发明的范围，并且并非这些实施例中描述的特征的全部组合均是本发明所必须的。
[0019] 根据本发明的实施方式，提出一种8mm波段参数可调太赫兹辐射源。如图1和图2所示，该8mm波段参数可调太赫兹辐射源包括屏蔽外壳1和设置于屏蔽外壳1内部的主控板10和操作面板11。主控板设置有电源部分13、频率合成部分、微控制器部分12、微带射频接口转换部分和功放部分。电源部分13分别与频率合成部分、微控制器部分12、微带射频接口转换部分和功放部分连接并为其供电，频率合成部分与微控制器部分12通过IO口连接，微控制器部分12采用二维氧化锌?石墨烯异质结作为基底材料并与操作面板11连接。频率合成部分和功放部分可以采用废旧卫星小站的功放和频率合成电路。如图2所示，本发明的8mm波段参数可调太赫兹辐射源的内部还可以设置主控辅助板14。
[0020] 根据本发明的优选的实施方式，优选地，电源部分13输入220V交流电，输出24V和3.3V直流电。频率合成部分主要用于产生高频信号，并通过倍频电路生成1THz波段的信号。
优选地，基于二维氧化锌?石墨烯异质结的微控制器12主要用于根据操作面板上下发的控制信号，实现工作在不同的发射频率和发射频点。功放部分主要用于对输入的初级射频信号进行功率放大至40dbm以上。操作面板11主要用于提供设置功能，下发信号至微控制器
12。屏蔽外壳1主要用于提供对系统射频部分的隔离屏蔽，增强防干扰和降低相互干扰。优选地，屏蔽外壳1采用铝合金材质制成。

[0021] 根据本发明的优选的实施方式，主控板10的频率合成部分根据设置按钮输出1THz频段的信号，其主要包括基准频率源部分、分频部分和倍频部分。频率合成部分与二维氧化锌?石墨烯异质结微控制器12之间通过IO连接。二维氧化锌?石墨烯异质结微控制器12通过IO口分别控制频率合成部分各个分路的开关，从而实现对输出频点的设置，结构如图2所示。
[0022] 根据本发明的优选的实施方式，微带射频接口转换部分主要用于实现电流信号转换成同轴线内部的电磁场信号，并通过同轴线连接至功放部分。
[0023] 根据本发明的优选的实施方式，如图1所示，屏蔽外壳1设置有显示屏部分2、功率档位或功率设置旋钮3、波段档位或频点设置旋钮4、输出调制波形按钮5、电源开关6、数字键盘区7、四通道信号输出射频接口8、电源接口9和指示灯部分。操作面板分别连接功率设置旋钮2、频点设置旋钮3、显示屏部分4、指示灯部分、电源开关5和四通道信号输出射频接口6。如图1所示，本发明的四通道信号输出射频接口8可以分别采用0?6G射频接口、8?12G射频接口和8?20G射频接口。
[0024] 根据本发明的优选的实施方式，操作面板通过IO口读取功率设置旋钮3、频点设置旋钮4和指示灯部分，通过HDMI软排线连接显示屏部分2，通过RG140射频线连接射频输出口到操作面板的射频输出口。工作时操作人员可以通过旋转功率设置旋钮3和频点设置旋钮4进行设置，基于二维氧化锌?石墨烯异质结的微控制器根据设置的功率和频点，控制频率合成电路通过倍频生成高频信号。
[0025] 本发明还提出一种用于上述8mm波段参数可调太赫兹辐射源的操作方法，包括：将220V电源连接到该辐射源的电源接口；将发射天线连接到射频输出接口；调整发射天线照射角度至合适方向；调整该辐射源的频率和辐射功率；打开电源开关。

[0026] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

专利地区：黑龙江

专利申请日期：2020-08-03

专利公开日期：2023-07-28

专利公告号：CN111913173B