發(fā)布時間：2021-12-25 11:28

　　太赫茲波在電磁波譜中處于微波和光波之間,同時具有微波和光波的部分優(yōu)點,具有巨大發(fā)展前景。歐美各國紛紛將太赫茲技術(shù)列為重點發(fā)展計劃,目前固態(tài)太赫茲技術(shù)的最高應(yīng)用頻段已經(jīng)接近5THz。太赫茲輻射計是用于測量物體電磁輻射能量的接收機,具有良好的保密性和高分辨率、高靈敏度等優(yōu)點,是太赫茲技術(shù)的重要應(yīng)用之一。本文從肖特基二極管模型研究為出發(fā)點,自主研發(fā)二極管,并將其應(yīng)用于330GHz和420GHz分諧波混頻器中。為實現(xiàn)系統(tǒng)小型化,本文對單片集成技術(shù)進行研究,并成功研制330GHz砷化鎵單片集成電路和420GHz基于石英基片的異質(zhì)集成電路。本文基于混頻器電路性能來優(yōu)化關(guān)鍵器件二極管。從理論上分析肖特基二極管的非線性特性及其物理機理,對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及二極管主要參數(shù)進行研究,深入分析二極管變頻機制,建立精確三維模型。根據(jù)混頻器變頻損耗要求來優(yōu)化二極管設(shè)計,提出垂直溝道結(jié)構(gòu)減小二極管寄生參數(shù),研制平面肖特基二極管。這種從二極管到電路的綜合設(shè)計方法可以最大限度的提升混頻電路的變頻效率。二極管I-V曲線特性研究表明,實驗結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。本文基于自主研發(fā)二極管研究330GHz以及420GHz混合集成分... 

【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)】：113 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

太赫茲大氣傳播特性

4（a） （b）圖1-4 輻射計成像前端[26]。（a）220G輻射計成像前端；（b）325GHz輻射計成像前端2015 年, 英國曼徹斯特大學(xué)、Teratech 公司和盧瑟福實驗室的 Colin Viegas等人研制 183GHz 輻射計系統(tǒng)[27]。183GHz 輻射計的核心電路分諧波混頻器在91.5GHz、2mW 的本振信號驅(qū)動下得到雙邊帶噪聲溫度為 500K，變頻損耗將近 5dB。系統(tǒng)積分時間 3.33ms 時，溫度靈敏度小于 0.45K。183GHz 輻射計系統(tǒng)以及實驗結(jié)果如圖 1-5 所示。（a） （b）圖1-5 183GHz輻射計系統(tǒng)[27]。（a）輻射計前端；（b）溫度靈敏度實驗結(jié)果弗吉尼亞大學(xué)研制的425GHz全功率輻射計[28]，如圖1-6所示。采用超外差形式，106.19GHz本振信號經(jīng)由一個二倍頻器為分諧波混頻器提供驅(qū)動，雙邊帶噪聲溫度4000K。425GHz分諧波混頻器電路，如圖1-7所示。

83GHz輻射計系統(tǒng)

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]平面肖特基二極管的制作[J]. 羅躍川,趙妍,沈昌樂,閻大偉.  太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2015(04)
[3]太赫茲科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的新發(fā)展[J]. 劉盛綱,鐘任斌.  電子科技大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[4]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)

博士論文
[1]固態(tài)太赫茲高速無線通信技術(shù)[D]. 陳哲.電子科技大學(xué) 2017
[2]多通道頻帶合成輻射計性能分析及實驗驗證[D]. 李道通.電子科技大學(xué) 2016
[3]毫米波及太赫茲混頻技術(shù)研究[D]. 趙偉.電子科技大學(xué) 2015
[4]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(xué) 2012

碩士論文
[1]220GHz輻射計前端關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李樹丹.電子科技大學(xué) 2018
[2]W波段雷達前端關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 江云.電子科技大學(xué) 2017
[3]太赫茲高次諧波混頻技術(shù)研究[D]. 李全龍.電子科技大學(xué) 2017
[4]0.34THz高次諧波混頻器研究[D]. 錢駿.電子科技大學(xué) 2016
[5]W波段寬帶直接檢波接收前端研究[D]. 薛偉.電子科技大學(xué) 2013
[6]毫米波輻射計特性參數(shù)與性能測試研究[D]. 吳禮.南京理工大學(xué) 2005
[7]肖特基二極管相關(guān)材料生長及器件研究[D]. 李蓓.浙江大學(xué) 2003



本文編號：3552372