本發明涉及太赫茲器件領域，特別涉及一種實現短基線測量的太赫茲天線。

背景技術：

超外差接收機擁有非常高的靈敏度和頻譜精度，可以用于從0.1THz一直到2.5THz的太赫茲探測。混頻器位于接收機的前端，在本振信號的驅動下，將高頻信號轉換為容易處理的中頻信號，主要形式有超導-絕緣-超導混頻器、熱電子輻射混頻器、肖特基二極管混頻器。與前兩種混頻器相比，肖特基二極管混頻器可以在室溫下工作，結構更加緊湊、性能更加可靠，因此成為星載毫米波輻射計的首選。

太赫茲混頻器設計的核心問題是如何實現射頻信號、本振信號、中頻信號對肖特基二極管的匹配。其中射頻信號、本振信號的頻率較高，對應的傳輸線都是波導結構。二極管焊接在石英基片上，對應的傳輸線是懸置微帶結構。于是，射頻、本振信號在到達二極管之前都會通過一個波導到懸置微帶的轉換。這個轉換部件是通過放置在中間溝道的石英基片和波導溝道垂直相交實現的，其中波導的短路面的位置影響高頻信號到二極管的匹配。

多單元干涉系統由多個相同的接收機單元組成，每個接收機單元由天線、混頻器、本振鏈路級聯組成。目標在自由空間中發射電磁波，該信號由天線接收，進入到波導結構成為射頻信號。射頻信號由混頻器接收并處理，降頻成為中頻信號。中頻信號由同軸接頭輸出到同軸電纜，由于該信號的采集和處理組件遠離前端，它們不會影響前端的布局。單元天線之間的距離定義為基線，當前端的尺寸較小或采取優化設計時，基線才可能較短。

同一目標發射信號時，不同單元天線由于位置不同，接收信號會有相位差異。干涉系統就是利用相位差異，獲得高分辨率波束和大范圍波束掃描的等效性能。干涉系統的基線越短，對應著天線波束掃描的角度范圍越大，也就是視場角度越大。太赫茲干涉系統中，基線受限于接收機前端的尺寸。雖然接收機前端的尺寸較小，但是電長度卻很大?；€是用電長度來衡量的，所以當前干涉系統的基線較長，并造成了系統的視場角度偏小。比如在頻率0.6THz時，波長是0.5mm，腔體被做成邊長2cm的方體模塊。此時，干涉系統的最短基線是2cm并且對應波長是40個波長，造成了視場角度只有1度。

接收機前端的尺寸難以做到更小，因為天線、混頻器、本振鏈路之間是通過法蘭盤連接的。法蘭盤的直徑是19.05mm，阻礙了天線的進一步靠近。目前的太赫茲天線無法使太赫茲混頻器實現短基線測量，而實現短基線測量對多單元干涉系統的指標提升十分明顯。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有太赫茲天線中存在的上述缺陷，考慮將喇叭天線做成薄片腔體，腔體劃分成三塊，射頻波導在沿著腔體的安裝切面上拐彎，喇叭口面位于腔體側面；從而提供一種結構簡單、性能可靠，實現短基線測量的太赫茲天線。

為了實現上述目的，本發明提供一種實現短基線測量的太赫茲天線，所述天線為喇叭天線2，所述喇叭天線2由上半腔體5、下半腔體6和中間腔體7合體而成，共同構成一個長方體腔體；所述上半腔體5和下半腔體6的溝道是對稱的，所述上半腔體5包括喇叭口面8的上半部分、橫向拐彎波導9的上半部分和輸出波導10的上半部分；所述下半腔體6包括喇叭口面8的下半部分、橫向拐彎波導9的下半部分和輸出波導10的下半部分；所述中間腔體7包括縱向拐彎波導11。

上述技術方案中，所述橫向拐彎波導9與喇叭口面8、輸出波導10相連，橫向拐彎波導9的彎曲平面位于上半腔體5和下半腔體6接觸的切面上。

上述技術方案中，所述縱向波導11與輸出波導10相連，縱向波導11的彎曲平面位于中間腔體7和上半腔體5接觸的切面上。

上述技術方案中，所述喇叭口面8位于上半腔體5的兩個側面相交的邊緣，從而讓喇叭口面8的中心靠近上半腔體5的棱角。

上述技術方案中，所述喇叭口面8是邊長2mm的方形；所述橫向拐彎波導9和輸出波導10的夾角是90度，兩者之間通過半徑為2.8mm的圓角連接；所述輸出波導10和橫向拐彎波導11的夾角是90度，兩者之間通過半徑為2.8mm的圓角連接。

本發明的優點在于：本發明的實現短基線測量的太赫茲天線，喇叭天線做成薄片腔體，無需改動接收機前端中的其它器件；將腔體劃分成三塊，射頻波導在沿著腔體的安裝切面上拐彎，喇叭口面位于腔體側面，使得兩單元的天線能夠充分靠近。

附圖說明

圖1為本發明的天線的結構示意圖；

圖2是本發明的天線的上半腔體、下半腔體、中間腔體的側視圖；

圖3是本發明的天線的上半腔體或下半腔體的正視圖。

附圖標識：

2、喇叭天線 5、上半腔體 6、下半腔體

7、中間腔體 8、喇叭口面 9、橫向拐彎波導

10、輸出波導 11、縱向拐彎波導

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。

如圖1所示，一種實現短基線測量的太赫茲天線，所述天線為喇叭天線2，所述喇叭天線2由上半腔體5、下半腔體6和中間腔體7合體而成，共同構成一個長方體腔體；所述上半腔體5和下半腔體6的溝道是對稱的，所述上半腔體5包括喇叭口面8的上半部分、橫向拐彎波導9的上半部分和輸出波導10的上半部分；所述下半腔體6包括喇叭口面8的下半部分、橫向拐彎波導9的下半部分和輸出波導10的下半部分；所述中間腔體7包括縱向拐彎波導11，如圖2所示。

優選地，所述喇叭天線2由三塊腔體交錯疊加而成，先對接上半腔體5和下半腔體6，再對接中間腔體7。

如圖3所示，所述橫向拐彎波導9與喇叭口面8、輸出波導10相連，橫向拐彎波導9的彎曲平面位于上半腔體5和下半腔體6接觸的切面上。

所述縱向波導11與輸出波導10相連，縱向波導11的彎曲平面位于中間腔體7和上半腔體5接觸的切面上。

所述喇叭口面8位于上半腔體5的兩個側面相交的邊緣，從而讓喇叭口面8的中心盡可能接近上半腔體5的棱角。

在本實施例中，喇叭口面8是邊長2mm的方形；輸出波導10和橫向拐彎波導9的夾角是90度，兩者之間通過半徑為2.8mm的圓角連接；輸出波導10和橫向拐彎波導11的夾角是90度，兩者之間通過半徑為2.8mm的圓角連接。

最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。