一种太赫兹信号接收器及其制备方法

专利2025-12-30  11


本技术属于信号接收,具体涉及一种太赫兹信号接收器及其制备方法。


背景技术:

1、太赫兹通信是指以太赫兹频段的电磁波作为通信载波实现无线通信的技术。由于太赫兹频段有超大带宽的频谱资源可以利用,支持超大速率的无线通信,在对通讯速度需求愈发提升的当下有着其独特的优势。太赫兹信号的采集需要用到太赫兹信号接收器,现有的太赫兹信号接收器通常由金属物料加工而成,在一个金属外胚上开设各种通孔、凹槽等,由于信号采集部的尺寸精度与太赫兹信号的采集能力直接相关,对太赫兹信号接收器的加工精度提出了非常高的要求,需要采用高精度设备进行蚀刻、冲孔等,加工效率较低,同时由于存在操作盲区,还限制了太赫兹信号接收器的结构设计。


技术实现思路

1、本技术提供了一种太赫兹信号接收器及其制备方法,以解决上述技术问题中的至少一个。

2、本技术所采用的技术方案为:

3、一种太赫兹信号接收器,包括依次排布的信号采集部、滤波部、信号耦合部以及波导部,其中:所述信号采集部由多个信号接收板组成,所述信号采集部包括至少一个信号采集腔,各所述信号接收板分别开设有第一通孔,多个所述第一通孔共同构成所述信号采集腔;所述滤波部由多个滤波板组成,所述滤波部包括至少一个滤波腔,各所述滤波板分别开设有第二通孔,多个所述第二通孔共同构成所述滤波腔;所述信号耦合部由多个耦合板组成,所述信号耦合部包括至少一个耦合通道,各所述耦合板分别开设有第三通孔,多个所述第三通孔共同构成所述耦合通道;所述波导部包括波导板,所述波导板设有用于将太赫兹信号传递至信号处理器的信号传输孔;所述信号采集腔、所述滤波腔、所述耦合通道、所述信号传输孔依次连通。

4、本技术所述的太赫兹信号接收器还包括如下附加技术特征:

5、各所述第一通孔的横截面尺寸依次减少,相邻两所述第一通孔中远离所述滤波部的所述第一通孔在所述信号采集部厚度方向上的投影覆盖靠近所述滤波部的所述第一通孔,以形成金字塔状的所述信号采集腔。

6、所述信号接收板数量为8至12个。

7、各所述第二通孔在所述滤波部厚度方向上的投影重叠,所述滤波腔呈长方体状。

8、所述滤波板数量为8至12个。

9、所述耦合板包括靠近所述滤波部的第一连接板、靠近所述波导部的第二连接板,以及位于所述第一连接板与所述第二连接板之间的至少一个承接板,所述第三通孔包括开设于所述第一连接板并与所述滤波腔连通的信号接收通孔、开设于所述第二连接板并与所述信号传输孔连通的信号输出通孔、开设于所述承接板的用于连通所述信号接收通孔与所述信号输出通孔的信号连通孔。

10、所述信号采集腔数量为多个且为偶数个,所述滤波腔数量为所述信号采集腔数量的一半,每两个所述信号采集腔在朝向所述滤波部方向的投影落在同一个所述滤波腔内。

11、本技术还提供了一种太赫兹信号接收器的制备方法,用于制备如上所述的太赫兹信号接收器,包括:

12、步骤一,准备双面覆铜板,分别按照所述信号接收板、所述滤波板、所述耦合板以及所述波导板尺寸裁切双面覆铜板,并分别得到信号接收板原胚、滤波板原胚、耦合板原胚以及波导板原胚;

13、步骤二,对所述信号接收板原胚、所述滤波板原胚、所述耦合板原胚以及所述波导板原胚进行表面清洁,增加表面粗糙度;

14、步骤三,分别对所述信号接收板原胚、所述滤波板原胚、所述耦合板原胚以及所述波导板原胚涂抹保护层;

15、步骤四:对所述信号接收板原胚不开设所述第一通孔的部分进行紫外光源照射,对所述滤波板原胚不开设所述第二通孔的部分进行紫外光源照射,对所述耦合板原胚不开设所述第三通孔的部分进行紫外光源照射,对所述波导板原胚不开设所述信号传输孔的部分进行紫外光源照射;

16、步骤五:将照射紫外光源后的所述信号接收板原胚、所述滤波板原胚、所述耦合板原胚以及所述波导板原胚用碳酸钠溶液浸泡清洗,清除未被紫外光源照射到的保护层;

17、步骤六:将所述信号接收板原胚、所述滤波板原胚、所述耦合板原胚以及所述波导板原胚用氯酸溶液浸泡清洗,清除未覆盖保护层的铜板部分;

18、步骤七:将所述信号接收板原胚、所述滤波板原胚、所述耦合板原胚以及所述波导板原胚用碱性溶液如氢氧化钠溶液浸泡,清除被照射固化的保护层,分别得到信号接收板原板、滤波板原板、耦合板原板以及波导板原板;

19、步骤八:按照各原板尺寸制备粘接板,通过粘接板将上下相邻两原板压合粘接,形成信号接收器原型;

20、步骤九:将所述信号接收器原型放置在镀铜溶液中在槽孔表面进行镀铜,使所述信号接收器外表面金属化,形成太赫兹信号接收器。

21、本技术所述的太赫兹信号接收器的制备方法还包括如下附加技术特征:

22、所述双面覆铜板的厚度>0.254mm。

23、所述粘接板采用聚乙烯材料制成。

24、由于采用了上述技术方案,本技术所取得的有益效果为:

25、1.本技术的太赫兹信号接收器包括信号采集部、滤波部、信号耦合部以及波导部,其中,信号采集部用于采集太赫兹信号,并将太赫兹信号传导至滤波部中,滤波部能够对太赫兹频谱以外的波段信号起到削弱作用,并对太赫兹频谱内的太赫兹电磁波起到谐振增强效果,以降低其余频段的电磁波信号对太赫兹信号的干扰,增强太赫兹信号接收器针对太赫兹信号的接收效果;而在滤波部之后设置与波导部相连通的信号耦合部,能够将滤波腔内的太赫兹信号辐射至信号传输孔,太赫兹信号在经过耦合通道的耦合作用后,降低了与信号传输孔发生阻抗不匹配现象发生的可能性,从而提升了信号采集的稳定性。由于本技术中的信号采集部由多层信号接收板板组合而成,通过分别在多层信号接收板上开设不同尺寸的第一通孔,再进行拼装得到信号采集部,若采用机械切割的方式来进行信号采集腔的制作,相较于在整个金属胚料上加工信号采集腔的方式而言,本技术中在各信号接收板上分别开设第一通孔的方式降低了对加工设备切割精度的要求,仅需校准各信号接收板上第一通孔的尺寸长度及宽度位置,而无需精确控制切割深度,降低了因加工精度不足所导致的信号采集腔尺寸偏差现象的发生;此外,由于可以同时进行多个信号接收板的加工制造,将多个信号接收板制造完成后再进行拼装的方式大大提升了信号采集部的制造效率;同理,滤波部与信号耦合部也是如此,将滤波板与耦合板分别加工成型后再进行拼装,降低了制造滤波部及信号耦合部的加工精度需求,同时增加了滤波部与信号耦合部的加工效率;此外,由于本技术太赫兹信号接收器的分体拼装式设计,降低了生产加工时各部件之间的空间位置干扰,大大降低了太赫兹信号接收器在进行结构设计时需要为加工所考虑的位置余量,有助于优化太赫兹信号接收器的结构设计。

26、2.作为本技术的一种优选实施方式,各所述第一通孔的横截面尺寸依次减少,相邻两所述第一通孔中远离所述滤波部的所述第一通孔在所述信号采集部厚度方向上的投影覆盖靠近所述滤波部的所述第一通孔,以形成金字塔状的所述信号采集腔。如此设置,使得信号采集腔呈金字塔状,并随着太赫兹信号在信号采集腔的深入而不断缩小腔体体积,太赫兹信号在进入信号采集腔后与信号采集腔的腔壁发生碰撞并不断汇聚,增加了太赫兹信号的聚集性,有助于增强太赫兹信号的信号强度。

27、3.作为本技术的一种优选实施方式,各所述第二通孔在水平面上的投影重叠,所述滤波腔呈长方体状。由于信号采集部仅能做到对太赫兹信号的采集,而无法甄别筛选其余波段的信号,其余波段信号容易对太赫兹信号产生干扰,如此设置,可选择将滤波腔尺寸设计为适宜增强太赫兹信号所在频段的大小,用以对太赫兹信号起到增强作用,同时对太赫兹信号所在的波段之外的电磁波信号起到削弱作用,当太赫兹信号接收器与信号处理器相连时,便于信号处理器对太赫兹信号的甄别处理。


技术特征:

1.一种太赫兹信号接收器,其特征在于,包括依次排布的信号采集部、滤波部、信号耦合部以及波导部,其中:

2.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的太赫兹信号接收器,其特征在于,

8.一种太赫兹信号接收器的制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1至7任一项所述的太赫兹信号接收器,包括:

9.根据权利要求8所述的太赫兹信号接收器的制备方法,其特征在于,

10.根据权利要求8所述的太赫兹信号接收器的制备方法,其特征在于,


技术总结
本申请公开了一种太赫兹信号接收器及其制备方法,属于信号接收技术领域,太赫兹信号接收器包括依次排布的信号采集部、滤波部、信号耦合部以及波导部,其中:信号采集部由多个信号接收板组成,信号采集部包括至少一个信号采集腔,各信号接收板分别开设有第一通孔,多个第一通孔共同构成信号采集腔;滤波部由多个滤波板组成,各滤波板分别开设有第二通孔,多个第二通孔共同构成滤波腔;信号耦合部由多个耦合板组成,多个第三通孔共同构成耦合通道。本申请太赫兹信号接收器的拼装式设计,降低了太赫兹信号接收器在进行结构设计时需要为加工所考虑的位置余量,优化了太赫兹信号接收器的结构设计。

技术研发人员:马慧芳,张玉萍,张会云,李德华,李照鑫,闫炜,李玉超
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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