基于肖特基二极管的太赫兹次谐波混频器研究
发布时间：2021-07-17 18:32
太赫兹波融合了微波毫米波和光波的特点,在通信、成像、探测等领域均具有广阔的应用前景。因此,近年来在学术界掀起了一阵研究热潮,各类研究成果相继出现。混频器作为太赫兹收发系统中的关键器件,具有十分重要的研究价值。本文主要围绕基于肖特基二极管的次谐波混频器展开研究。本文首先对国内外基于肖特基二极管的混频器研究进行了调研,分析了肖特基二极管混频的基本原理。在此基础上讨论了肖特基二极管在太赫兹频段下的模型建立,主要是通过建立二极管的本征模型和寄生模型来实现。传统的分部设计方法是将混频器电路拆分为几个单元,对每个单元分别进行设计,最后在各单元电路之间进行匹配以完成整个混频器电路设计。综合设计方法是在传统设计方法的基础上,将电路进一步分解为传输线或者波导单元,并以此为基础重新建立完整的混频器等效电路模型,在整体模型中进行匹配和性能优化,通过HFSS和ADS进行联合仿真得到混频器最终设计。分部设计方法中的单元电路可以用在其他同频段的电路设计中。相比于分部设计方法,综合设计方法具有设计周期短,灵活性更高的优点。本文基于上述两种方法完成了工作频率分别为330GHz和220GHz的混频器设计。通过优化仿真,...
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹频段在电磁波谱中的位置
电子科技大学硕士学位论文球。.2 太赫兹混频器国内外发展动态由于频谱资源的日益紧张，以及对通信速率和探测精度要求的日益提高，太收发前端已经逐渐成为学术界的研究重点[13]。如图 1-2 所示，太赫兹收发前端接收和发射系统信号的作用。混频器是太赫兹收发前端中的关键器件，其主要是实现频率变换，其性能对整个收发系统有很大影响，因此，对于太赫兹混频研究具有十分重要的意义。
第一章 绪论1.2.1 国外太赫兹谐波混频器发展动态早在 20 世纪七十年代，国外科学家的研究已经开始向太赫兹频段迁移。早在1978 年，美国 Bell 实验室的学者 E.R. Carlson 报道了一款 66GHz-110GHz 的分谐波混频器[22]。20 世纪 90 年代，触须式肖特基二极管在混频器设计中的重要地位逐渐被平面肖特基二极管所取代。1991 年，Tom Newman 等人首次报道了使用平面肖特基二极管作为非线性器件的亚毫米波混频器，其结构如图 1-3 所示。其工作频率为300GHz-365GHz。该混频器采用平面肖特基二极管替代传统触须接触的二极管，改善了原来机械接触不稳定及装配难度大的不足。测试结果表明，其性能能够与当时已知的采用触须接触二极管的混频器能达到的最佳性能媲美。近年来，随着半导体工艺的日渐成熟、机械加工精度的不断提高和太赫兹相关测试仪器的逐步完善，平面肖特基二极管逐渐成为太赫兹混频器设计中的主流，并取得了一系列的研究成果[23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]330 GHz砷化镓单片集成分谐波混频器[J]. 刘戈,张波,张立森,王俊龙,邢东,樊勇. 红外与毫米波学报. 2017(02)
[2]基于平面肖特基二极管的440GHz次谐波混频器研究[J]. 冯震宇,张勇,肖筑文,赵孟娟. 微波学报. 2016(S1)
[3]室内人体隐匿物被动太赫兹成像研究进展[J]. 丁丽,丁茜,叶阳阳,朱亦鸣. 中国光学. 2017(01)
[4]Y波段固态谐波混频器研究[J]. 何月,蒋均,缪丽,陆彬. 微波学报. 2016(05)
[5]基于太赫兹技术的中国专利申请分析[J]. 王文涛,王舒妍,陈响. 中国发明与专利. 2015(07)
[6]基于二极管精确电路模型的183GHz分谐波混频器设计[J]. 张晓阳,于洪喜,徐辉,吴刚,马海虹,谢广钱. 强激光与粒子束. 2015(05)
[7]太赫兹科学技术研究的新进展[J]. 赵国忠. 国外电子测量技术. 2014(02)
[8]太赫兹通信技术研究进展及空间应用展望[J]. 李欣,徐辉,禹旭敏,朱正贤. 空间电子技术. 2013(04)
[9]太赫兹雷达技术研究进展[J]. 王瑞君,王宏强,庄钊文,秦玉亮,邓彬. 激光与光电子学进展. 2013(04)
[10]220 GHz分谐波混频器研究[J]. 张波,陈哲,樊勇. 电子科技大学学报. 2012(03)
博士论文
[1]毫米波及太赫兹混频技术研究[D]. 赵伟.电子科技大学 2015
[2]基于平面肖特基二极管的太赫兹分谐波混频器研究[D]. 杨晓帆.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于肖特基二极管的0.14THz次谐波混频器研究[D]. 刘伟.电子科技大学 2013
[2]水的太赫兹谱测量[D]. 李国华.国防科学技术大学 2010
[3]140GHz毫米波接收机[D]. 李凯.电子科技大学 2008
本文编号：3288708
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹频段在电磁波谱中的位置
电子科技大学硕士学位论文球。.2 太赫兹混频器国内外发展动态由于频谱资源的日益紧张，以及对通信速率和探测精度要求的日益提高，太收发前端已经逐渐成为学术界的研究重点[13]。如图 1-2 所示，太赫兹收发前端接收和发射系统信号的作用。混频器是太赫兹收发前端中的关键器件，其主要是实现频率变换，其性能对整个收发系统有很大影响，因此，对于太赫兹混频研究具有十分重要的意义。
第一章 绪论1.2.1 国外太赫兹谐波混频器发展动态早在 20 世纪七十年代，国外科学家的研究已经开始向太赫兹频段迁移。早在1978 年，美国 Bell 实验室的学者 E.R. Carlson 报道了一款 66GHz-110GHz 的分谐波混频器[22]。20 世纪 90 年代，触须式肖特基二极管在混频器设计中的重要地位逐渐被平面肖特基二极管所取代。1991 年，Tom Newman 等人首次报道了使用平面肖特基二极管作为非线性器件的亚毫米波混频器，其结构如图 1-3 所示。其工作频率为300GHz-365GHz。该混频器采用平面肖特基二极管替代传统触须接触的二极管，改善了原来机械接触不稳定及装配难度大的不足。测试结果表明，其性能能够与当时已知的采用触须接触二极管的混频器能达到的最佳性能媲美。近年来，随着半导体工艺的日渐成熟、机械加工精度的不断提高和太赫兹相关测试仪器的逐步完善，平面肖特基二极管逐渐成为太赫兹混频器设计中的主流，并取得了一系列的研究成果[23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]330 GHz砷化镓单片集成分谐波混频器[J]. 刘戈,张波,张立森,王俊龙,邢东,樊勇. 红外与毫米波学报. 2017(02)
[2]基于平面肖特基二极管的440GHz次谐波混频器研究[J]. 冯震宇,张勇,肖筑文,赵孟娟. 微波学报. 2016(S1)
[3]室内人体隐匿物被动太赫兹成像研究进展[J]. 丁丽,丁茜,叶阳阳,朱亦鸣. 中国光学. 2017(01)
[4]Y波段固态谐波混频器研究[J]. 何月,蒋均,缪丽,陆彬. 微波学报. 2016(05)
[5]基于太赫兹技术的中国专利申请分析[J]. 王文涛,王舒妍,陈响. 中国发明与专利. 2015(07)
[6]基于二极管精确电路模型的183GHz分谐波混频器设计[J]. 张晓阳,于洪喜,徐辉,吴刚,马海虹,谢广钱. 强激光与粒子束. 2015(05)
[7]太赫兹科学技术研究的新进展[J]. 赵国忠. 国外电子测量技术. 2014(02)
[8]太赫兹通信技术研究进展及空间应用展望[J]. 李欣,徐辉,禹旭敏,朱正贤. 空间电子技术. 2013(04)
[9]太赫兹雷达技术研究进展[J]. 王瑞君,王宏强,庄钊文,秦玉亮,邓彬. 激光与光电子学进展. 2013(04)
[10]220 GHz分谐波混频器研究[J]. 张波,陈哲,樊勇. 电子科技大学学报. 2012(03)
博士论文
[1]毫米波及太赫兹混频技术研究[D]. 赵伟.电子科技大学 2015
[2]基于平面肖特基二极管的太赫兹分谐波混频器研究[D]. 杨晓帆.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于肖特基二极管的0.14THz次谐波混频器研究[D]. 刘伟.电子科技大学 2013
[2]水的太赫兹谱测量[D]. 李国华.国防科学技术大学 2010
[3]140GHz毫米波接收机[D]. 李凯.电子科技大学 2008
本文编号：3288708
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