340GHz固態(tài)倍頻技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著在寬帶通信、物體成像、安全檢查、天文探測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，太赫茲技術(shù)正獲得專家學(xué)者與日俱增的關(guān)注和青睞，而穩(wěn)定、可靠、高效的太赫茲頻率源是太赫茲技術(shù)首要解決的問題?；诎雽?dǎo)體器件的固態(tài)倍頻器憑借其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、可室溫工作等優(yōu)勢而成為產(chǎn)生太赫茲頻率源的主要方式。
　　340GHz作為太赫茲波大氣傳輸?shù)拇髿獯翱谥?，可以?yīng)用于通信系統(tǒng)中。本文通過對二極管倍頻技術(shù)的研究分別設(shè)計(jì)了基于混合集成方式的340G

2、Hz零偏置平衡式與串聯(lián)式三倍頻器。倍頻器設(shè)計(jì)采用HFSS與ADS軟件聯(lián)合仿真的方法。通過化整為零的方法將整個(gè)倍頻電路分為輸入輸出探針過渡、濾波器等若干個(gè)具有單獨(dú)功能的子電路，通過HFSS完成各個(gè)子電路的仿真與設(shè)計(jì)，并建立二極管三維電磁模型以仿真二極管的寄生參數(shù)，將仿真結(jié)果以SNP文件格式導(dǎo)入到ADS中聯(lián)合其本征 SPICE模型對整體非線性倍頻電路進(jìn)行諧波平衡仿真，通過 ADS與HFSS交替仿真與優(yōu)化而完成倍頻器的最終設(shè)計(jì)。
　　本

3、文對340GHz零偏置平衡式以及串聯(lián)式三倍頻器進(jìn)行了加工、組裝和實(shí)物測試。測試結(jié)果表明：當(dāng)輸入功率固定在36mW左右時(shí)，340GHz平衡式三倍頻器最大輸出功率為332uW，對應(yīng)的最低變頻損耗為20.9dB。由不同輸入激勵(lì)功率下的測試數(shù)據(jù)可以推斷若能獲得更大的激勵(lì)信號源，則倍頻器可以獲得更高的輸出功率和更佳的倍頻損耗。串聯(lián)式三倍頻器最大輸出功率為821uW，最佳變頻損耗為15.99dB。兩版倍頻器均成功得到了320~350GHz的太赫茲波