基于肖特基二極管的太赫茲次諧波混頻器研究
發(fā)布時間：2021-07-17 18:32
太赫茲波融合了微波毫米波和光波的特點,在通信、成像、探測等領域均具有廣闊的應用前景。因此,近年來在學術界掀起了一陣研究熱潮,各類研究成果相繼出現(xiàn)�；祛l器作為太赫茲收發(fā)系統(tǒng)中的關鍵器件,具有十分重要的研究價值。本文主要圍繞基于肖特基二極管的次諧波混頻器展開研究。本文首先對國內外基于肖特基二極管的混頻器研究進行了調研,分析了肖特基二極管混頻的基本原理。在此基礎上討論了肖特基二極管在太赫茲頻段下的模型建立,主要是通過建立二極管的本征模型和寄生模型來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的分部設計方法是將混頻器電路拆分為幾個單元,對每個單元分別進行設計,最后在各單元電路之間進行匹配以完成整個混頻器電路設計。綜合設計方法是在傳統(tǒng)設計方法的基礎上,將電路進一步分解為傳輸線或者波導單元,并以此為基礎重新建立完整的混頻器等效電路模型,在整體模型中進行匹配和性能優(yōu)化,通過HFSS和ADS進行聯(lián)合仿真得到混頻器最終設計。分部設計方法中的單元電路可以用在其他同頻段的電路設計中。相比于分部設計方法,綜合設計方法具有設計周期短,靈活性更高的優(yōu)點。本文基于上述兩種方法完成了工作頻率分別為330GHz和220GHz的混頻器設計。通過優(yōu)化仿真,...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
太赫茲頻段在電磁波譜中的位置
電子科技大學碩士學位論文球。.2 太赫茲混頻器國內外發(fā)展動態(tài)由于頻譜資源的日益緊張，以及對通信速率和探測精度要求的日益提高，太收發(fā)前端已經逐漸成為學術界的研究重點[13]。如圖 1-2 所示，太赫茲收發(fā)前端接收和發(fā)射系統(tǒng)信號的作用�；祛l器是太赫茲收發(fā)前端中的關鍵器件，其主要是實現(xiàn)頻率變換，其性能對整個收發(fā)系統(tǒng)有很大影響，因此，對于太赫茲混頻研究具有十分重要的意義。
第一章 緒論1.2.1 國外太赫茲諧波混頻器發(fā)展動態(tài)早在 20 世紀七十年代，國外科學家的研究已經開始向太赫茲頻段遷移。早在1978 年，美國 Bell 實驗室的學者 E.R. Carlson 報道了一款 66GHz-110GHz 的分諧波混頻器[22]。20 世紀 90 年代，觸須式肖特基二極管在混頻器設計中的重要地位逐漸被平面肖特基二極管所取代。1991 年，Tom Newman 等人首次報道了使用平面肖特基二極管作為非線性器件的亞毫米波混頻器，其結構如圖 1-3 所示。其工作頻率為300GHz-365GHz。該混頻器采用平面肖特基二極管替代傳統(tǒng)觸須接觸的二極管，改善了原來機械接觸不穩(wěn)定及裝配難度大的不足。測試結果表明，其性能能夠與當時已知的采用觸須接觸二極管的混頻器能達到的最佳性能媲美。近年來，隨著半導體工藝的日漸成熟、機械加工精度的不斷提高和太赫茲相關測試儀器的逐步完善，平面肖特基二極管逐漸成為太赫茲混頻器設計中的主流，并取得了一系列的研究成果[23]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]330 GHz砷化鎵單片集成分諧波混頻器[J]. 劉戈,張波,張立森,王俊龍,邢東,樊勇. 紅外與毫米波學報. 2017(02)
[2]基于平面肖特基二極管的440GHz次諧波混頻器研究[J]. 馮震宇,張勇,肖筑文,趙孟娟. 微波學報. 2016(S1)
[3]室內人體隱匿物被動太赫茲成像研究進展[J]. 丁麗,丁茜,葉陽陽,朱亦鳴. 中國光學. 2017(01)
[4]Y波段固態(tài)諧波混頻器研究[J]. 何月,蔣均,繆麗,陸彬. 微波學報. 2016(05)
[5]基于太赫茲技術的中國專利申請分析[J]. 王文濤,王舒妍,陳響. 中國發(fā)明與專利. 2015(07)
[6]基于二極管精確電路模型的183GHz分諧波混頻器設計[J]. 張曉陽,于洪喜,徐輝,吳剛,馬海虹,謝廣錢. 強激光與粒子束. 2015(05)
[7]太赫茲科學技術研究的新進展[J]. 趙國忠. 國外電子測量技術. 2014(02)
[8]太赫茲通信技術研究進展及空間應用展望[J]. 李欣,徐輝,禹旭敏,朱正賢. 空間電子技術. 2013(04)
[9]太赫茲雷達技術研究進展[J]. 王瑞君,王宏強,莊釗文,秦玉亮,鄧彬. 激光與光電子學進展. 2013(04)
[10]220 GHz分諧波混頻器研究[J]. 張波,陳哲,樊勇. 電子科技大學學報. 2012(03)
博士論文
[1]毫米波及太赫茲混頻技術研究[D]. 趙偉.電子科技大學 2015
[2]基于平面肖特基二極管的太赫茲分諧波混頻器研究[D]. 楊曉帆.電子科技大學 2012
碩士論文
[1]基于肖特基二極管的0.14THz次諧波混頻器研究[D]. 劉偉.電子科技大學 2013
[2]水的太赫茲譜測量[D]. 李國華.國防科學技術大學 2010
[3]140GHz毫米波接收機[D]. 李凱.電子科技大學 2008
本文編號：3288708
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
太赫茲頻段在電磁波譜中的位置
電子科技大學碩士學位論文球。.2 太赫茲混頻器國內外發(fā)展動態(tài)由于頻譜資源的日益緊張，以及對通信速率和探測精度要求的日益提高，太收發(fā)前端已經逐漸成為學術界的研究重點[13]。如圖 1-2 所示，太赫茲收發(fā)前端接收和發(fā)射系統(tǒng)信號的作用�；祛l器是太赫茲收發(fā)前端中的關鍵器件，其主要是實現(xiàn)頻率變換，其性能對整個收發(fā)系統(tǒng)有很大影響，因此，對于太赫茲混頻研究具有十分重要的意義。
第一章 緒論1.2.1 國外太赫茲諧波混頻器發(fā)展動態(tài)早在 20 世紀七十年代，國外科學家的研究已經開始向太赫茲頻段遷移。早在1978 年，美國 Bell 實驗室的學者 E.R. Carlson 報道了一款 66GHz-110GHz 的分諧波混頻器[22]。20 世紀 90 年代，觸須式肖特基二極管在混頻器設計中的重要地位逐漸被平面肖特基二極管所取代。1991 年，Tom Newman 等人首次報道了使用平面肖特基二極管作為非線性器件的亞毫米波混頻器，其結構如圖 1-3 所示。其工作頻率為300GHz-365GHz。該混頻器采用平面肖特基二極管替代傳統(tǒng)觸須接觸的二極管，改善了原來機械接觸不穩(wěn)定及裝配難度大的不足。測試結果表明，其性能能夠與當時已知的采用觸須接觸二極管的混頻器能達到的最佳性能媲美。近年來，隨著半導體工藝的日漸成熟、機械加工精度的不斷提高和太赫茲相關測試儀器的逐步完善，平面肖特基二極管逐漸成為太赫茲混頻器設計中的主流，并取得了一系列的研究成果[23]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]330 GHz砷化鎵單片集成分諧波混頻器[J]. 劉戈,張波,張立森,王俊龍,邢東,樊勇. 紅外與毫米波學報. 2017(02)
[2]基于平面肖特基二極管的440GHz次諧波混頻器研究[J]. 馮震宇,張勇,肖筑文,趙孟娟. 微波學報. 2016(S1)
[3]室內人體隱匿物被動太赫茲成像研究進展[J]. 丁麗,丁茜,葉陽陽,朱亦鳴. 中國光學. 2017(01)
[4]Y波段固態(tài)諧波混頻器研究[J]. 何月,蔣均,繆麗,陸彬. 微波學報. 2016(05)
[5]基于太赫茲技術的中國專利申請分析[J]. 王文濤,王舒妍,陳響. 中國發(fā)明與專利. 2015(07)
[6]基于二極管精確電路模型的183GHz分諧波混頻器設計[J]. 張曉陽,于洪喜,徐輝,吳剛,馬海虹,謝廣錢. 強激光與粒子束. 2015(05)
[7]太赫茲科學技術研究的新進展[J]. 趙國忠. 國外電子測量技術. 2014(02)
[8]太赫茲通信技術研究進展及空間應用展望[J]. 李欣,徐輝,禹旭敏,朱正賢. 空間電子技術. 2013(04)
[9]太赫茲雷達技術研究進展[J]. 王瑞君,王宏強,莊釗文,秦玉亮,鄧彬. 激光與光電子學進展. 2013(04)
[10]220 GHz分諧波混頻器研究[J]. 張波,陳哲,樊勇. 電子科技大學學報. 2012(03)
博士論文
[1]毫米波及太赫茲混頻技術研究[D]. 趙偉.電子科技大學 2015
[2]基于平面肖特基二極管的太赫茲分諧波混頻器研究[D]. 楊曉帆.電子科技大學 2012
碩士論文
[1]基于肖特基二極管的0.14THz次諧波混頻器研究[D]. 劉偉.電子科技大學 2013
[2]水的太赫茲譜測量[D]. 李國華.國防科學技術大學 2010
[3]140GHz毫米波接收機[D]. 李凱.電子科技大學 2008
本文編號：3288708
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