太赫茲技術(shù)是近年來興起并快速發(fā)展的前沿學(xué)科,得到了世界各國的重視。隨著學(xué)科發(fā)展和技術(shù)沉淀,太赫茲系統(tǒng)在通信、雷達(dá)、安檢、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域已嶄露頭角。太赫茲源作為系統(tǒng)的“心臟”,具有重要作用,其中倍頻器作為源的關(guān)鍵部件得到了越來越多的重視和發(fā)展。本文創(chuàng)新性地提出腔體無基片倍頻結(jié)構(gòu),改變傳統(tǒng)倍頻器的電路形式,以期獲得更好的倍頻性能。論文介紹了腔體倍頻的理論并分析其優(yōu)缺點(diǎn),接著闡述了其設(shè)計(jì)思路和仿真優(yōu)化方法,據(jù)此研究了 220GHz腔體三倍頻器以驗(yàn)證此電路的可行性。研究過程中,首先選定二極管并建立三維電磁模型及等效電路模型,提取了管芯參數(shù);接著分別對輸入波導(dǎo)、二極管匹配、波導(dǎo)濾波器等模塊電路進(jìn)行仿真優(yōu)化,并在HFSS和ADS的協(xié)同配合下仿真倍頻器整體結(jié)構(gòu)和輸出性能。在220GHz頻段,通過改變波導(dǎo)阻抗匹配方式而設(shè)計(jì)了三款三倍頻器,驗(yàn)證了腔體倍頻電路的可行性。仿真顯示,在23dBm功率驅(qū)動下,最高倍頻效率分別為6.8%、7.9%和11.7%,效率大于5%的最大帶寬為10.5GHz;最高輸出功率分別為13.61mW、15.83mW、23.40mW。仿真結(jié)果表明,當(dāng)驅(qū)動功率提升時,倍頻效率將進(jìn)一步提... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究工作背景
    1.2 太赫茲倍頻技術(shù)研究動態(tài)
    1.3 論文研究內(nèi)容與意義
    1.4 論文章節(jié)安排
第二章 太赫茲倍頻器基本理論
    2.1 平面肖特基二極管基本原理
    2.2 倍頻器的基本理論
    2.3 倍頻器的基本電路
    2.4 腔體倍頻器的理論分析
        2.4.1 矩形波導(dǎo)基本理論
        2.4.2 腔體倍頻電路分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 220GHz三倍頻器仿真優(yōu)化
    3.1 聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)方法
    3.2 220GHz波導(dǎo)腔體三倍頻器實(shí)現(xiàn)方案
    3.3 太赫茲二極管建模分析
        3.3.1 肖特基倍頻二極管芯片選取
        3.3.2 太赫茲肖特基二極管建模分析
    3.4 220GHz三倍頻器仿真優(yōu)化
        3.4.1 倍頻二極管阻抗提取
        3.4.2 輸入波導(dǎo)設(shè)計(jì)
        3.4.3 二極管匹配設(shè)計(jì)
        3.4.4 波導(dǎo)濾波器設(shè)計(jì)
    3.5 整體結(jié)構(gòu)仿真
    3.6 本章小結(jié)
第四章 倍頻器實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 波導(dǎo)濾波器實(shí)驗(yàn)研究
    4.2 三倍頻器與二倍頻器實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 220GHz腔體三倍頻器測試
        4.2.2 倍頻器測試結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]基于肖特基變?nèi)荻䴓O管的0.17THz二倍頻器研制[J]. 繆麗,黃維,蔣均,郭桂美.  紅外與激光工程. 2015(03)
[3]基于倒扣技術(shù)的190～225GHz肖特基二極管高效率二倍頻器（英文）[J]. 姚常飛,周明,羅運(yùn)生,寇亞男.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]基于肖特基平面二極管的150GHz和180GHz固定調(diào)節(jié)式倍頻源（英文）[J]. 姚常飛,周明,羅運(yùn)生,王毅剛,許從海.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]太赫茲輻射源的研究進(jìn)展[J]. 谷智,陳沅,李煥勇,介萬奇.  紅外技術(shù). 2011(05)
[6]太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國基礎(chǔ)科學(xué). 2006(01)
[7]奇異積分方程在E面鰭形膜片不連續(xù)性問題中的應(yīng)用[J]. 戎敖生,李嗣范.  南京工學(xué)院學(xué)報(bào). 1988(06)

博士論文
[1]固態(tài)太赫茲前端關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鐘富群.電子科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]220GHz太赫茲倍頻鏈路研究[D]. 閔應(yīng)存.電子科技大學(xué) 2017
[2]GaAs單片集成650GHz三倍頻器研究[D]. 韓祎煒.電子科技大學(xué) 2015
[3]新型太赫茲波導(dǎo)濾波器的研究[D]. 王勝.電子科技大學(xué) 2014
[4]諧振膜片和脊波導(dǎo)雙模濾波器的研究[D]. 唐盼磊.電子科技大學(xué) 2013
[5]脊波導(dǎo)中主模及各高次模kc的CAD計(jì)算[D]. 張曉春.電子科技大學(xué) 2003



本文編號：2949870