330GHz太赫兹倍频链路研究

发布时间：2018-05-16 06:05

  本文选题：太赫兹技术 + GaN平面肖特基二极管　； 参考：《电子科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：太赫兹技术主要应用于无线通信,物体成像,反恐探测,生物医学与食品检测,环境检测,天文观测等领域,太赫兹波产生和检测成为了这些应用的技术瓶颈,多年来,国内外研究机构都致力于解决这些问题。其中以半导体技术为支撑的固态太赫兹辐射源占据了一席重要地位,这类倍频源具有结构紧凑、室温工作、可靠性高、成本低等优点,而太赫兹倍频器是固态太赫兹辐射源的关键器件。本课题主要针对110GHz和330GHz三倍频器展开研究。通过大量查阅国内外与三倍频器研究有关的文献,对倍频原理进行了深入的研究,经过对整体电路的分析,最终采用同向并联结构进行三倍频器的研制。在研究过程中重点分析并给出了工作于110GHz频段的GaN平面肖特基二极管和工作于330GHz频段的GaAs平面肖特基二极管三维电磁模型,且在仿真优化部分介绍了对平面肖特基二极管阻抗提取的方法,然后利用建立的三维电磁模型对三倍频器进行仿真优化。仿真结果显示,对于110GHz三倍频器,在驱动功率为28dBm,偏置电压为-8V情况下,介于107GHz～115GHz频段范围内其输出功率大于10mW,在110GHz处达到峰值功率55.5mW,倍频效率为8.8%。而330GHz三倍频器在驱动功率为17.5dBm,偏置电压为-2.3V时,介于317GHz～336GHz频率范围内其输出功率大于2mW,在329.7GHz处达到峰值10.9mW,对应倍频效率为19.3%。最终完成了实物装配和实验测试研究。实验研究表明,驱动功率在200mW情况下,基于GaN平面肖特基二极管110GHz三倍频器在106.8GHz～118.8GHz频段内,输出功率大于2mW,倍频效率大于1%,在112.5GHz处达到最大值4.7mW,峰值效率为2.35%,中心频点110GHz处输出功率为3.02mW,倍频效率为1.5%。330GHz三倍频器在驱动功率在18mW～32mW情况下,在302GHz～336GHz频段内输出功率大于0.1mW,在321GHz处达到最大值0.26mW,在320GHz处达到应峰值效率为1.4%,中心频点330GHz处输出功率为0.17mW。本文在国内首次将GaN平面肖特基二极管应用于高频段研究中,为GaN材料应用于太赫兹频段以获取高功率源的研究积累了一定的经验。
[Abstract]:A three - dimensional electromagnetic model of GaAs planar Schottky diode working in the frequency range of 10GHz and 330GHz has been studied in this paper . The results show that the output power is higher than 2 mW at the frequency range of 10GHz 锝，

本文编号：1895753