(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211253172.0 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园街道 清 华大学中央主楼 (72)发明人 郑小平　任一民　张波　牛中乾　 邓晓娇　游正阳　 (74)专利代理 机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 1 1319 专利代理师 苟冬梅 (51)Int.Cl. G01N 21/3581(2014.01) G01N 21/01(2006.01) H03B 19/00(2006.01) H03H 17/02(2006.01) (54)发明名称 一种太赫兹宽带多频段倍频链集成系统与 方法 (57)摘要 本申请实施例涉及光谱探测技术领域， 公开 了一种太赫兹宽带多频段倍频链集成系统与方 法， 包括： 倍频链集成前端， 所述倍频链集成前端 包括： 初始本振频率源、 多级耦合器和多级滤波 器； 倍频链路 组， 所述倍频链路 组包括： 多个预设 太赫兹高频段信号对应的本振驱动电路层、 多个 预设太赫兹高频段信号对应的宽带倍频器和多 个预设太赫兹高频段信号对应的发射天线。 本申 请通过在倍频链集成前端将多级耦合器与滤波 器复合， 可以实现一个频率源同时驱动多条倍频 链路， 有效减小了前端电路的体积， 降低了系统 的成本， 提升了太赫兹宽带多频段倍频链系统的 整体集成性， 同时有效减小了预设带宽， 降低了 波导口范围过大时倍频链路组的设计难度。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115508306 A 2022.12.23 CN 115508306 A 1.一种太赫兹宽带多频 段倍频链集成系统， 其特 征在于， 包括： 倍频链集成前端， 所述倍频链集成前端包括： 初始本振频率源、 多级耦合器和多级滤波 器； 其中， 所述多 级耦合器与所述多 级滤波器按照级数对应连接； 倍频链路组， 所述倍频链路组包括： 多个预设太赫兹高频段信号对应的本振驱动电路 层、 多个预设太赫兹高频段信号对应的宽带倍频器和多个预设太赫兹高频段信号对应的发 射天线； 其中， 相同预设太赫兹高频段信号对应的所述本振驱动电路层、 所述宽带倍频器和 所述发射天线依次连接 。 2.根据权利要求1所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成系统， 其特征在于， 所述倍频链 集成前端与所述 倍频链路组， 按照如下 方式对应连接： 产生每一级预设耦合信号的每一级耦合器对应的每一级滤波器的输出端， 与每一级预 设耦合信号匹配的预设太赫兹高频 段信号对应的本振驱动电路层输入端对应连接 。 3.根据权利要求1所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成系统， 其特征在于， 所述倍频链 集成前端， 包括： 第一耦合器输入端与初始本振频率源连接； 除第一耦合器外的每一级耦合器的输入端， 与同级的滤波器的输出端以及上一级耦合 器的输出端连接 。 4.根据权利要求1所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成系统， 其特征在于， 所述倍频链 集成前端， 包括： 每一级耦合器的输出端， 与同级的滤波器的输入端连接； 除最后一级 耦合器外的每一级 耦合器的输出端， 与下一级 耦合器的输入端连接 。 5.一种太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 基于权利要求1 ‑4任一所述的太赫兹宽带 多频段倍频链集成系统， 其特 征在于， 包括： 将初始本振信号传输给倍频链集成前端中的多 级耦合器， 输出多频 段的本振信号组； 将所述多频段的本振信号组输入对应频段的倍频链路进行倍频， 得到所述多频段的本 振信号组对应的多个太赫兹高频段信号， 所述多个太赫兹高频段信号构成倍频信号作为所 述初始本振信号对应的输出信号。 6.根据所述权利要求5所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 其特征在于， 将初始 本振信号传输给倍频链集成前端中的多 级耦合器， 输出多频 段的本振信号组， 包括： 第一耦合器获取本振频率源输出的初始本振信号， 输出第一耦合信号； 第一滤波器获取所述第一耦合信号， 输出第一频段的本振信号， 并将不属于第一频段 的本振信号传输给第二耦合器。 7.根据所述权利要求5所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 其特征在于， 在将不 属于第一频 段的本振信号传输给第二耦合器之后， 包括： 所述第二耦合器获取 所述不属于第一频 段的本振信号， 输出第二耦合信号； 第二滤波器获取所述第二耦合信号， 输出第二频段的本振信号， 并将不属于第二频段 的本振信号传输给 下一级耦合器和滤波器， 直至 输出最后一个频 段的本振信号； 将每个频段的本振信号作为所述多频 段的本振信号组。 8.根据所述权利要求5所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 其特征在于， 将所述 多频段的本振信号组输入对应频段的倍频链路进 行倍频， 得到所述多频段的本振信号组对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115508306 A 2应的多个 太赫兹高频 段信号， 包括： 将所述多频段的本振信号组中每个频段的本振信号， 输入对应的本振驱动电路层中， 得到每个频段的一级倍频信号； 将所述每个频段的一级倍频信号输入对应的宽带倍频器中， 得到每个频段的太赫兹高 频段信号； 将所述每 个频段的太赫兹高频 段信号通过对应的发射天线 进行输出。 9.根据权利要求5所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 其特征在于， 所述多级耦 合器， 按照如下 方式设置： 将预设倍频信号划分为多个预设太赫兹高频段信号， 根据 所述多个预设太赫兹高频段 信号， 确定多个预设太赫兹高频 段信号对应的多 级预设耦合信号； 根据所述多级预设耦合信号， 确定多级耦合器， 并根据所述多级耦合器确定每一级耦 合器对应的每一级滤波器。 10.根据权利要求9所述的太赫兹宽带多频段倍频链集成方法， 其特征在于， 所述初级 本振信号， 按照如下 方式生成： 根据所述多 级预设耦合信号， 生成多段 预设初始本振信号； 将所述多段预设初始本振信号组成预设初始本振信号， 根据预设初始本振信号的范 围， 确定一个初始本振频率源， 所述初始本振频率源用于生成所述初始本振信号。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115508306 A 3