發(fā)布時(shí)間：2019-11-05 06:54

【摘要】：太赫茲技術(shù)在反恐檢測、空間應(yīng)用、通信成像等領(lǐng)域的應(yīng)用需要解決兩個(gè)問題:太赫茲波的產(chǎn)生與太赫茲波的檢測。太赫茲波的產(chǎn)生有多種方式,其中采用固態(tài)肖特基二極管的倍頻器憑借其室溫工作、連續(xù)波等優(yōu)勢脫穎而出,成為太赫茲源技術(shù)應(yīng)用研究的重要分支。650GHz為美國DARPA計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展的太赫茲頻率,受限于國內(nèi)半導(dǎo)體工藝與腔體加工裝配技術(shù),太赫茲中高頻段倍頻器依賴進(jìn)口。660GHz為水汽吸收頻率,可應(yīng)用于大氣濕度廓線探測,研究650GHz倍頻器同時(shí)可為氣象探測提供支撐。以推動(dòng)國內(nèi)太赫茲單片集成二極管技術(shù)發(fā)展為目標(biāo),解決660GHz氣象探測前端分諧波混頻器射頻測試源問題為驅(qū)動(dòng),為實(shí)現(xiàn)國內(nèi)太赫茲中高頻段常溫固態(tài)倍頻器電路零的突破,本文研究GaAs單片集成650GHz三倍頻器。包括平面肖特基二極管的研制,5?m與12?m厚度GaAs基片的單片集成三倍頻器的仿真與實(shí)驗(yàn)研究。利用半導(dǎo)體理論分析平面肖特基二極管各參數(shù)間關(guān)系,給出太赫茲平面肖特基二極管三維電磁模型設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與參數(shù)提取辦法。結(jié)合國內(nèi)半導(dǎo)體工藝,建立可工作在650GHz的平面肖特基二極管三維電磁模型及相關(guān)非線性參數(shù)。根據(jù)650GHz平面肖特基二極管,提出適合國內(nèi)加工裝配工藝的GaAs單片集成650GHz三倍頻器電路方案。利用場路結(jié)合的方法將二極管三維電磁模型、電路無源部分與二極管非線性模型結(jié)合,采用諧波平衡法優(yōu)化電路,研究GaAs單片集成650GHz三倍頻器。對(duì)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,12?m厚度的GaAs單片集成三倍頻器在646.6GHz處達(dá)到峰值輸出功率0.086mW,對(duì)應(yīng)倍頻效率0.5%。在633GHz至652GHz間輸出功率超過0.02mW。本文的研究填補(bǔ)了國內(nèi)在太赫茲中高頻段常溫固態(tài)倍頻器的空白,同時(shí)促進(jìn)了平面肖特基二極管技術(shù)在太赫茲單片集成電路的應(yīng)用,為太赫茲單片集成倍頻器向更高頻段延伸積累了一定經(jīng)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN771

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