220GHz三倍频器研究
发布时间：2020-12-31 15:36
太赫兹技术是近年来兴起并快速发展的前沿学科,得到了世界各国的重视。随着学科发展和技术沉淀,太赫兹系统在通信、雷达、安检、生物医药等领域已崭露头角。太赫兹源作为系统的“心脏”,具有重要作用,其中倍频器作为源的关键部件得到了越来越多的重视和发展。本文创新性地提出腔体无基片倍频结构,改变传统倍频器的电路形式,以期获得更好的倍频性能。论文介绍了腔体倍频的理论并分析其优缺点,接着阐述了其设计思路和仿真优化方法,据此研究了 220GHz腔体三倍频器以验证此电路的可行性。研究过程中,首先选定二极管并建立三维电磁模型及等效电路模型,提取了管芯参数;接着分别对输入波导、二极管匹配、波导滤波器等模块电路进行仿真优化,并在HFSS和ADS的协同配合下仿真倍频器整体结构和输出性能。在220GHz频段,通过改变波导阻抗匹配方式而设计了三款三倍频器,验证了腔体倍频电路的可行性。仿真显示,在23dBm功率驱动下,最高倍频效率分别为6.8%、7.9%和11.7%,效率大于5%的最大带宽为10.5GHz;最高输出功率分别为13.61mW、15.83mW、23.40mW。仿真结果表明,当驱动功率提升时,倍频效率将进一步提...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究工作背景
1.2 太赫兹倍频技术研究动态
1.3 论文研究内容与意义
1.4 论文章节安排
第二章 太赫兹倍频器基本理论
2.1 平面肖特基二极管基本原理
2.2 倍频器的基本理论
2.3 倍频器的基本电路
2.4 腔体倍频器的理论分析
2.4.1 矩形波导基本理论
2.4.2 腔体倍频电路分析
2.5 本章小结
第三章 220GHz三倍频器仿真优化
3.1 联合仿真设计方法
3.2 220GHz波导腔体三倍频器实现方案
3.3 太赫兹二极管建模分析
3.3.1 肖特基倍频二极管芯片选取
3.3.2 太赫兹肖特基二极管建模分析
3.4 220GHz三倍频器仿真优化
3.4.1 倍频二极管阻抗提取
3.4.2 输入波导设计
3.4.3 二极管匹配设计
3.4.4 波导滤波器设计
3.5 整体结构仿真
3.6 本章小结
第四章 倍频器实验研究
4.1 波导滤波器实验研究
4.2 三倍频器与二倍频器实验研究
4.2.1 220GHz腔体三倍频器测试
4.2.2 倍频器测试结果分析
4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 主要贡献和创新点
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]A High Power 320–356GHz Frequency Multipliers with Schottky Diodes[J]. YAO Changfei,ZHOU Ming,LUO Yunsheng. Chinese Journal of Electronics. 2016(05)
[2]基于肖特基变容二极管的0.17THz二倍频器研制[J]. 缪丽,黄维,蒋均,郭桂美. 红外与激光工程. 2015(03)
[3]基于倒扣技术的190～225GHz肖特基二极管高效率二倍频器（英文）[J]. 姚常飞,周明,罗运生,寇亚男. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[4]基于肖特基平面二极管的150GHz和180GHz固定调节式倍频源（英文）[J]. 姚常飞,周明,罗运生,王毅刚,许从海. 红外与毫米波学报. 2013(02)
[5]太赫兹辐射源的研究进展[J]. 谷智,陈沅,李焕勇,介万奇. 红外技术. 2011(05)
[6]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
[7]奇异积分方程在E面鳍形膜片不连续性问题中的应用[J]. 戎敖生,李嗣范. 南京工学院学报. 1988(06)
博士论文
[1]固态太赫兹前端关键技术研究[D]. 钟富群.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]220GHz太赫兹倍频链路研究[D]. 闵应存.电子科技大学 2017
[2]GaAs单片集成650GHz三倍频器研究[D]. 韩祎炜.电子科技大学 2015
[3]新型太赫兹波导滤波器的研究[D]. 王胜.电子科技大学 2014
[4]谐振膜片和脊波导双模滤波器的研究[D]. 唐盼磊.电子科技大学 2013
[5]脊波导中主模及各高次模kc的CAD计算[D]. 张晓春.电子科技大学 2003
本文编号：2949870
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究工作背景
1.2 太赫兹倍频技术研究动态
1.3 论文研究内容与意义
1.4 论文章节安排
第二章 太赫兹倍频器基本理论
2.1 平面肖特基二极管基本原理
2.2 倍频器的基本理论
2.3 倍频器的基本电路
2.4 腔体倍频器的理论分析
2.4.1 矩形波导基本理论
2.4.2 腔体倍频电路分析
2.5 本章小结
第三章 220GHz三倍频器仿真优化
3.1 联合仿真设计方法
3.2 220GHz波导腔体三倍频器实现方案
3.3 太赫兹二极管建模分析
3.3.1 肖特基倍频二极管芯片选取
3.3.2 太赫兹肖特基二极管建模分析
3.4 220GHz三倍频器仿真优化
3.4.1 倍频二极管阻抗提取
3.4.2 输入波导设计
3.4.3 二极管匹配设计
3.4.4 波导滤波器设计
3.5 整体结构仿真
3.6 本章小结
第四章 倍频器实验研究
4.1 波导滤波器实验研究
4.2 三倍频器与二倍频器实验研究
4.2.1 220GHz腔体三倍频器测试
4.2.2 倍频器测试结果分析
4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 主要贡献和创新点
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]A High Power 320–356GHz Frequency Multipliers with Schottky Diodes[J]. YAO Changfei,ZHOU Ming,LUO Yunsheng. Chinese Journal of Electronics. 2016(05)
[2]基于肖特基变容二极管的0.17THz二倍频器研制[J]. 缪丽,黄维,蒋均,郭桂美. 红外与激光工程. 2015(03)
[3]基于倒扣技术的190～225GHz肖特基二极管高效率二倍频器（英文）[J]. 姚常飞,周明,罗运生,寇亚男. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[4]基于肖特基平面二极管的150GHz和180GHz固定调节式倍频源（英文）[J]. 姚常飞,周明,罗运生,王毅刚,许从海. 红外与毫米波学报. 2013(02)
[5]太赫兹辐射源的研究进展[J]. 谷智,陈沅,李焕勇,介万奇. 红外技术. 2011(05)
[6]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
[7]奇异积分方程在E面鳍形膜片不连续性问题中的应用[J]. 戎敖生,李嗣范. 南京工学院学报. 1988(06)
博士论文
[1]固态太赫兹前端关键技术研究[D]. 钟富群.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]220GHz太赫兹倍频链路研究[D]. 闵应存.电子科技大学 2017
[2]GaAs单片集成650GHz三倍频器研究[D]. 韩祎炜.电子科技大学 2015
[3]新型太赫兹波导滤波器的研究[D]. 王胜.电子科技大学 2014
[4]谐振膜片和脊波导双模滤波器的研究[D]. 唐盼磊.电子科技大学 2013
[5]脊波导中主模及各高次模kc的CAD计算[D]. 张晓春.电子科技大学 2003
本文编号：2949870
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2949870.html
