基于平面肖特基勢(shì)壘二極管的太赫茲固態(tài)混頻器研究.pdf

1、太赫茲頻域是一個(gè)有待全面開發(fā)的電磁波區(qū)域。二十一世紀(jì)初，越來越多的專家學(xué)者將其研究重心轉(zhuǎn)向太赫茲領(lǐng)域，促進(jìn)太赫茲技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。目前太赫茲技術(shù)已在醫(yī)療、軍事、探測(cè)等領(lǐng)域顯現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。在太赫茲系統(tǒng)中，混頻器作為收發(fā)前端的重要部件，主要功能為實(shí)現(xiàn)太赫茲頻譜的上下搬移，其性能與收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)。然而當(dāng)頻率升高至太赫茲，穩(wěn)定可靠的本振源較難獲得，因此諧波混頻器成為了一種切實(shí)可行的思路。本文將圍繞太赫茲混頻器開展研

2、究，并進(jìn)行次諧波混頻器設(shè)計(jì)。
　　本文采用兩種太赫茲電路設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行了實(shí)踐、對(duì)比和改進(jìn)。440GHz次諧波混頻器采用基于單元電路的仿真方法，將電路結(jié)構(gòu)拆分成若干個(gè)特定功能的部件電路，分別對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終整合并進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)。仿真設(shè)計(jì)工作由HFSS與ADS軟件聯(lián)合完成，采用Teratech的AP4/G2/0P64二極管芯片。仿真實(shí)現(xiàn)：在射頻420～460GHz頻帶內(nèi)變頻損耗優(yōu)于10dB。隨后對(duì)其進(jìn)行了加工，并在不同本振條件下對(duì)其進(jìn)

3、行了上變頻測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：當(dāng)輸入本振222GHz，驅(qū)動(dòng)功率4.2mW時(shí)測(cè)試得雙邊帶變頻損耗在中頻20GHz帶寬內(nèi)均優(yōu)于15dB，可用帶寬較寬。中頻18GHz帶寬內(nèi)均優(yōu)于13.7dB，最佳值11.5dB，且?guī)?nèi)平坦無諧振，與仿真結(jié)果趨勢(shì)一致。
　　在此基礎(chǔ)上330GHz次諧波混頻器采用更先進(jìn)的基于全局電路的仿真方法，以傳輸線結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建立完整的電路等效模型，使所有電路結(jié)構(gòu)都作為設(shè)計(jì)變量，直接進(jìn)行混頻器匹配設(shè)計(jì)，并使用混頻器的整體