且对超导热电子混频器无任何特殊要求。磁场调控单元由超导Nb或者NbTi线圈构成，其体积较小，可与超导热电子混频器固定基座集成，结构简单紧凑。另外，与注入低频微波信号以及基于本振功率反馈法的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统相比，本发明所设计的磁场调控单元不会影响太赫兹超导热电子相干探测器系统性能，且不管本振参考信号源和波束分离器是否被集成在真空杜瓦内，均可适用。
[0020]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0021]本发明通过引入磁场调控单元和PID控制器，实现了高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统。利用磁场调控单元所产生磁场改变超导热电子混频器阻抗特性，稳定超导热电子混频器工作电流，对超导热电子混频器自身无任何特殊要求。热电子混频器工作电流改变几个微安仅需磁场调控单元提供kG磁场，磁场调控单元可由超导Nb或者NbTi线圈构成，可与超导热电子混频器固定基座集成，结构简单紧凑，易于实现小型化。
[0022]利用磁场调控单元所产生磁场调控超导热电子混频器工作电流对相干探测器系统自身性能不会产生影响。在应用方面，不管本振参考信号源和波束分离器是否被集成在真空杜瓦内，基于磁场调控的方法均可适用。
【附图说明】
[0023]图1是基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统构造示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0025]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
[0026]如图1所示，本发明的一种基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，包括本振参考信号源、波束分离器、超导热电子混频器、混频器直流偏置源、磁场调控单元、控制器、低温中频放大单元、常温中频放大单元和频谱仪。
[0027]波束分离器，用于将被探测信号和本振参考信号源输出参考信号耦合至超导热电子混频器。超导热电子混频器，用于对被探测信号进行变频操作，并将所产生中频传输至低温中频放大单元。混频器直流偏置源和超导热电子混频器供电端电连接，用于向超导热电子混频器提供直流偏置。控制器为PID控制器，用于实时监视超导热电子混频器偏置电流，精确控制磁场调控单元输出磁场强度，PID控制器输入端与混频器偏置电流源电连接，PID控制器输出端与磁场调控单元输入端电连接。低温中频放大单元，用于放大超导热电子混频器输出中频信号，低温中频放大单元输入端和超导热电子混频器输出端电连接。常温中频放大单元，用于放大低温中频放大单元输出中频信号，常温中频放大单元输入端和低温中频放大单元输出端电连接。频谱仪，用于信号频谱分析，频谱仪输入端和常温中频放大单元输出端电连接。
[0028]本发明的基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统在正常工作时，PID控制器实时监视超导热电子混频器工作电流，并实时精确调控磁场调控单元输出磁场强度，以稳定超导热电子混频器工作状态。另外，被探测信号与本振参考信号源输出本振参考信号通过波束分离器耦合至超导热电子混频器输入端，在超导热电子混频器输出端输出经混频后的中频信号，所述中频信号先后通过置于真空杜瓦内的低温中频放大单元和置于真空杜瓦外的常温中频放大单元放大后，最后输入至频谱仪分析处理。
[0029]相对于现有高稳定太赫兹超导热电子相干探测器(基于平衡混频器的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统、注入低频微波信号的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统以及基于本振功率反馈法的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统)，本发明的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器具有如下技术进步性。
[0030]I)本发明对超导热电子混频器自身无任何特殊要求；由超导Nb或者NbTi线圈构成的磁场调控单元体积较小，可与超导热电子混频器固定基座集成，结构简单紧凑，易于实现小型化。
[0031]2)本发明采用磁场调控单元和PID控制器稳定超导热电子混频器工作电流，对太赫兹超导热电子相干探测器系统性能无任何影响。
[0032]3)本发明的基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，对相干探测器系统所属单元(如本振参考信号源和波束分离器等)工作环境无特殊要求，适用范围更广。
[0033]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
【主权项】
1.基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，其特征在于:包括束波分离器、本振参考源、控制器、混频器直流偏置源、常温中频放大单元和频谱仪，还包括设置于真空杜瓦内的超导热电子混频器、磁场调控单元以及低温中频放大单元； 所述束波分离器接收被探测信号，并分别与本振参考源、超导热电子混频器相连接;超导热电子混频器相连接分别与低温中频放大单元、混频器直流偏置源、磁场调控单元相连；所述控制器分别与磁场调控单元、混频器直流偏置源相连接;所述低温中频放大单元还与常温中频放大单元相连接，常温中频放大单元与频谱仪相连接； 所述束波分离器用于将被探测信号和本振参考信号源输出参考信号耦合至超导热电子混频器； 所述磁场调控单元，用以产生变化磁场，调控超导热电子混频器偏置电流； 所述控制器，用于实时监视超导热电子混频器偏置电流，精确控制磁场调控单元输出磁场强度； 所述超导热电子混频器，用于对被探测信号进行变频操作； 所述低温中频放大单元，用于放大超导热电子混频器输出的中频信号； 所述常温中频放大单元，用于放大低温中频放大单元输出中频信号； 所述频谱仪，用于实现信号频谱分析。2.如权利要求1所述的基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，其特征在于:所述磁场调控单元由超导Nb或者NbTi线圈构成。3.如权利要求1所述的基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，其特征在于:所述控制器为PID控制器。
【专利摘要】本发明公开了基于磁场调控的高稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统，包括本振参考信号源、波束分离器、超导热电子混频器、混频器直流偏置源、磁场调控单元、PID控制器、低温中频放大单元、常温中频放大单元和频谱仪。所述PID控制器实时监视超导热电子混频器工作电流，有效稳定太赫兹超导热电子相干探测器系统。本振参考信号源输出的本振参考信号和被探测信号分别经波束分离器耦合至所述超导热电子混频器；低温中频放大单元和常温中频放大单元对超导热电子混频器输出中频信号进行放大。本发明采用超导线圈构成磁场调控单元，结构简单紧凑，易于实现小型化，磁场调控对太赫兹超导热电子相干探测器系统性能无任何影响且适用范围更广。
【IPC分类】G01R29/08
【公开号】CN105510724
【申请号】CN201510856608
【发明人】缪巍, 史生才, 张文, 周康敏
【申请人】中国科学院紫金山天文台
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日