【摘要】：太赫茲移相器是太赫茲相控系統(tǒng)的重要器件之一,其性能和成本將直接影響太赫茲相控系統(tǒng)的性能和造價(jià)。目前,盡管伴隨著新技術(shù)的發(fā)展以及工藝水平的提高,對(duì)太赫茲移相器的研究越來越多樣化,但是還是缺乏有效的電路方法來表征太赫茲移相器和缺乏商用的太赫茲移相器組件。本論文針對(duì)當(dāng)前太赫茲技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用需求,對(duì)太赫茲移相技術(shù)展開研究。論文詳細(xì)地探討了利用標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)WR-3加載微結(jié)構(gòu)的方案實(shí)現(xiàn)太赫茲移相的特性以及相關(guān)技術(shù)。主要工作如下:(1)提出了利用矩形波導(dǎo)加載微結(jié)構(gòu)的方案實(shí)現(xiàn)太赫茲移相的新設(shè)想。設(shè)計(jì)了兩種微結(jié)構(gòu)移相器,第一種是基于WR-3標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)加載“Ⅱ”字形微結(jié)構(gòu)太赫茲移相器;第二種是基于WR-3標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)加載阻抗式微結(jié)構(gòu)太赫茲移相器。(2)采用介質(zhì)基片上微金屬結(jié)構(gòu)與太赫茲肖特基二極管的巧妙組合,利用太赫茲肖特基二極管在不同偏置電壓狀態(tài)下其阻抗可變的特性實(shí)現(xiàn)移相,獲得了多個(gè)相移狀態(tài)。(3)采用上述方案,對(duì)300GHz-325GHz頻段的移相特性進(jìn)行了模擬與實(shí)驗(yàn)研究。采用5個(gè)“Ⅱ”字形移相器單元,實(shí)現(xiàn)了32個(gè)不同狀態(tài)的相移,模擬得到最大相移度數(shù)為109o,并且32個(gè)狀態(tài)的平均插入損耗S_(21)≤0.45dB,平均回波損耗S_(11)≥20dB。加載阻抗式微結(jié)構(gòu)的太赫茲移相器研究中,設(shè)計(jì)了3個(gè)移相單元,分別實(shí)現(xiàn)60°、120°、180o的不同狀態(tài)的相位,每個(gè)狀態(tài)的插入損耗S_(21)≤1dB,回波損耗S_(11)≥10dB。分別對(duì)加載阻抗式微結(jié)構(gòu)的太赫茲移相器進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn),在310GHz~325GHz頻段下靜態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)獲得了50o、150o和260o的不同狀態(tài)的大角度移相;在300GHz~315GHz頻段下動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了平均相移33o、44o、53o、58o、76o和139o的電控調(diào)節(jié)。論文基于對(duì)稱的探針結(jié)構(gòu)加載方式的阻抗式移相方案為太赫茲移相器的研究提供了新的思路,為太赫茲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的相控設(shè)備提供了技術(shù)儲(chǔ)備。利用太赫茲肖特基二極管進(jìn)行移相器的電控調(diào)節(jié),為混合集成的太赫茲移相器電控方式提供了新的思路,為可集成化片上移相器提供了前期技術(shù)探索和技術(shù)儲(chǔ)備。太赫茲器件中用到的石英基片存在打孔和異形切割難度較大的問題,而在移相器設(shè)計(jì)加工過程中對(duì)石英基片加工工藝的探索,豐富了混合集成太赫茲器件的實(shí)現(xiàn)形式。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TN623
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文壓全程控和在太赫茲(THz)頻率下的低電壓操作。 500lm 的單元在 1.17THz 的工作頻率下，實(shí)現(xiàn)的-2 所示。其中該太赫茲移相器的單元結(jié)構(gòu)如圖 1于 PI 是均勻排列的，導(dǎo)致 E7 分子最初是平行于之間的電壓增加，直至超過閾值電壓時(shí)，E7 分子對(duì)于 THz 脈沖的有效折射率根據(jù) E7 分子的取向角與可調(diào)相移直接相關(guān)，因此太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)器。

由于 PI 是均勻排列的，導(dǎo)致 E7 分子最初是平行于襯底取向的。隨著兩個(gè)透明電極之間的電壓增加，直至超過閾值電壓時(shí)，E7 分子逐漸切換到垂直方向，其中 E7 對(duì)于 THz 脈沖的有效折射率根據(jù) E7 分子的取向角而變化。然而可控傳輸時(shí)間延遲與可調(diào)相移直接相關(guān)，因此太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)（THz-TDS）用于表征 THz 移相器。圖 1-1 太赫茲移相器的單元結(jié)構(gòu)圖[18]

第一章 緒論學(xué)基金會(huì)支持下提出了，基于具有缺陷接地結(jié)構(gòu)（DGS）的石墨烯門控可切換器件（GSD）的太赫茲（THz）數(shù)字移相器的概念和設(shè)計(jì)[22]。如圖 1-3 所示，是 GSD的結(jié)構(gòu)說明，Vg 是施加?xùn)烹姌O電壓，從而控制石墨烯的導(dǎo)電性。以及三種不同摻雜濃度的單層石墨烯電導(dǎo)率與施加在柵極上的電壓 Vg 的函數(shù)關(guān)系。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2802990