基于肖特基二极管的太赫兹ASK/OOK高速通信信号检波技术研究
发布时间：2022-05-08 20:56
基于肖特基二极管的太赫兹检波器是太赫兹高速OOK/ASK通信体制的核心器件之一。其直接检测的方式无需混频滤波等复杂过程,能够极大地简化系统架构,同时有利于系统集成化。因此,在太赫兹高速OOK/ASK通信体制中具有很好的应用前景。首先,本论文针对ASK/OOK高速通信体制中对检波器的应用需求,基于非线性理论对二极管检波器的特性进行了分析,改进并建立了一种分析二极管检波器的数学模型-Ritz-Galerkin模型,解决了传统模型不能准确分析Rs较大的二极管检波器的缺点。其次,设计了一种波导零偏置肖特基二极管检波器。该检波器采用了一种集成接地的电路转换结构,结合新的CMRC低通滤波器,巧妙地同时解决了二极管阻抗匹配、信号传输以及装配工艺精度等问题,实现了检波器的宽带、低噪声、高灵敏度性能。最后,通过实验测试,得到结果如下：检波器工作频率0.34THz,带宽大于42GHz,带内检测灵敏度大于1000V/W,等效噪声功率小于8pW/Hz0.5,能够支持15Gbps以上速率的OOK通信信号检测。
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 小结
1.3 预期目标和主要解决问题
1.3.1 论文的预期研究目标
1.3.2 主要的问题
1.4 论文的结构安排
第二章 检波器的模型改进与分析
2.1 检波器的基本理论
2.1.1 检波器原理及工作状态
2.1.2 检波器模型分析的必要性
2.2 改进型Ritz-Galerkin模型分析检波器特性
2.2.1 R-G模型的建立
2.2.2 相关分析结果
2.3 小结
第三章 检波器的设计
3.1 检波器的指标要求和方案选择
3.1.1 指标要求
3.1.2 检波器结构选择
3.1.3 波导式检波器的整体设计方案
3.2 波导式检波器的仿真设计和优化
3.2.1 检波二极管的模型
3.2.2 二极管安置段的仿真
3.2.3 输入转换结构设计
3.2.4 低通滤波器的选取和设计优化
3.2.5 联合整体仿真结果
3.3 准平衡式检波器电路结构的仿真设计和优化
3.3.1 准平衡式波导检波器
3.3.2 准平衡式检波器的设计
第四章 检波器的测试与分析
4.1 检波器的基本性能测试
4.1.1 检波器的灵敏度测试
4.1.2 检波器的噪声性能测试
4.2 基于检波器的OOK通信测试
4.2.1 基于检波器的OOK接收机测试
4.2.2 基于检波器的OOK接收机性能影响分析
第五章 总结
5.1 本文主要完成的工作
5.2 本文主要的研究亮点
5.3 不足与下一步工作
致谢
参考文献
附录A 硕士研究生期间发表的学术论文情况
附录B 硕士研究生期间申请专利情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]Millimeter wave broadband high sensitivity detectors with zero-bias Schottky diodes[J]. 姚常飞,周明,罗运生,许从海. Journal of Semiconductors. 2015(06)
[2]基于零偏置肖特基二极管的270GHz高性能波导检波器（英文）[J]. 张建军,周静涛,杨成樾,田忠,金智. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[3]基于肖特基势垒二极管的太赫兹固态倍频源和检测器研制[J]. 姚常飞,周明,罗运生,许从海,寇亚男,陈以钢. 电子学报. 2013(03)
[4]高性能W波段检波器的设计[J]. 邓小东,陈春红,史源,吴文. 微波学报. 2012(S1)
[5]W波段检波器的研究与设计[J]. 董俊,李家胤,汪海洋,周翼鸿. 微波学报. 2010(S2)
[6]Ka波段宽带、大动态平方律检波器的研制[J]. 方勇,黄建,甘体国. 微波学报. 2009(04)
[7]W波段混合集成高速脉冲检波器[J]. 姚常飞,王玲,唐小宏,毛睿杰. 微波学报. 2008(03)
[8]高性能K波段宽频带检波器[J]. 邓建华,甘体国,喻志远. 电讯技术. 2003(02)
博士论文
[1]基于平面肖特基二极管的准光检波器研究[D]. 刘海瑞.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]W波段毫米波检波器设计[D]. 竹卫峥.电子科技大学 2013
[2]W波段宽带辐射计前端研究[D]. 谢琳砺.电子科技大学 2011
[3]W波段宽带高速脉冲检波器设计[D]. 刘江.电子科技大学 2011
[4]三毫米接收关键技术研究[D]. 马晓星.电子科技大学 2009
[5]W波段高速脉冲检波器研究[D]. 姚常飞.电子科技大学 2007
本文编号：3652360
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 小结
1.3 预期目标和主要解决问题
1.3.1 论文的预期研究目标
1.3.2 主要的问题
1.4 论文的结构安排
第二章 检波器的模型改进与分析
2.1 检波器的基本理论
2.1.1 检波器原理及工作状态
2.1.2 检波器模型分析的必要性
2.2 改进型Ritz-Galerkin模型分析检波器特性
2.2.1 R-G模型的建立
2.2.2 相关分析结果
2.3 小结
第三章 检波器的设计
3.1 检波器的指标要求和方案选择
3.1.1 指标要求
3.1.2 检波器结构选择
3.1.3 波导式检波器的整体设计方案
3.2 波导式检波器的仿真设计和优化
3.2.1 检波二极管的模型
3.2.2 二极管安置段的仿真
3.2.3 输入转换结构设计
3.2.4 低通滤波器的选取和设计优化
3.2.5 联合整体仿真结果
3.3 准平衡式检波器电路结构的仿真设计和优化
3.3.1 准平衡式波导检波器
3.3.2 准平衡式检波器的设计
第四章 检波器的测试与分析
4.1 检波器的基本性能测试
4.1.1 检波器的灵敏度测试
4.1.2 检波器的噪声性能测试
4.2 基于检波器的OOK通信测试
4.2.1 基于检波器的OOK接收机测试
4.2.2 基于检波器的OOK接收机性能影响分析
第五章 总结
5.1 本文主要完成的工作
5.2 本文主要的研究亮点
5.3 不足与下一步工作
致谢
参考文献
附录A 硕士研究生期间发表的学术论文情况
附录B 硕士研究生期间申请专利情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]Millimeter wave broadband high sensitivity detectors with zero-bias Schottky diodes[J]. 姚常飞,周明,罗运生,许从海. Journal of Semiconductors. 2015(06)
[2]基于零偏置肖特基二极管的270GHz高性能波导检波器（英文）[J]. 张建军,周静涛,杨成樾,田忠,金智. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[3]基于肖特基势垒二极管的太赫兹固态倍频源和检测器研制[J]. 姚常飞,周明,罗运生,许从海,寇亚男,陈以钢. 电子学报. 2013(03)
[4]高性能W波段检波器的设计[J]. 邓小东,陈春红,史源,吴文. 微波学报. 2012(S1)
[5]W波段检波器的研究与设计[J]. 董俊,李家胤,汪海洋,周翼鸿. 微波学报. 2010(S2)
[6]Ka波段宽带、大动态平方律检波器的研制[J]. 方勇,黄建,甘体国. 微波学报. 2009(04)
[7]W波段混合集成高速脉冲检波器[J]. 姚常飞,王玲,唐小宏,毛睿杰. 微波学报. 2008(03)
[8]高性能K波段宽频带检波器[J]. 邓建华,甘体国,喻志远. 电讯技术. 2003(02)
博士论文
[1]基于平面肖特基二极管的准光检波器研究[D]. 刘海瑞.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]W波段毫米波检波器设计[D]. 竹卫峥.电子科技大学 2013
[2]W波段宽带辐射计前端研究[D]. 谢琳砺.电子科技大学 2011
[3]W波段宽带高速脉冲检波器设计[D]. 刘江.电子科技大学 2011
[4]三毫米接收关键技术研究[D]. 马晓星.电子科技大学 2009
[5]W波段高速脉冲检波器研究[D]. 姚常飞.电子科技大学 2007
本文编号：3652360
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