本文關鍵詞：太赫茲波高速開關與匹配電路設計技術，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文結合理論分析、仿真模擬,完成了GaN pHEMT陣列晶體管小信號模型的阻抗特性分析、GaAs pHEMT晶體管大信號模型阻抗特性分析和二極管大信號模型的動態(tài)阻抗特性,同時對比分析了功分形式的阻抗特性和單支線形式的阻抗特性。本文的主要工作以及創(chuàng)新點如下:1.結合頻率選擇表面的基本理論分析得出340GHz工字型FSS結構的基本尺寸,通過HFSS的模擬仿真精確的得出該結構的尺寸,并且之后研究了雙導線傳輸線結構在高頻情況下的傳輸特性。仿真結果表明:工字型結構在340GHz有良好的帶阻特性,并且通過模擬仿真二極管斷開的情況能夠看出這種結構在中心處斷開的情況有著良好的透射特性,作為調制器的話有較高的調制深度。雙導線傳輸線在高頻情況下也能夠保持良好的傳輸特性。2.仿真了GaN pHEMT晶體管陣列在小信號情況下的阻抗特性和S參數。由實驗結果和仿真結果對比可以看出用在小信號情況下實驗結果和仿真結果基本保持吻合,驗證了采用ADS仿真陣列晶體管的可行性。由實驗結果可以看出在低調制速率的情況下晶體管陣列整體反射系數較小,隨著輸入頻率的增加反射系數呈現出升高的趨勢,為了保證調制信號在較高頻的情況下能夠保持良好的傳輸,下面我們對比了功分形式的陣列晶體管與單支線形式陣列晶體管的阻抗和S參數,發(fā)現隨著頻率的升高功分形式的陣列晶體管更加易于匹配。3.在上述GaN pHEMT晶體管小信號模型的基礎上我們研究了GaAs pHEMT晶體管在大信號模型的情況下隨輸入功率和輸入頻率的變化其阻抗特性的變化,實驗結果表明隨著輸入功率和輸入頻率的逐漸增加器件整體的阻抗在逐漸變小,更不易于匹配。在本章中我們仿真設計了0.1GHz-3GHz的寬頻帶功分器。之后我們又對比分析了大信號模型下功分形式的陣列晶體管阻抗特性和各個支線上電壓,從仿真結果可以看出功分形式的陣列晶體管要更加易于匹配,功分形式的陣列晶體管在支線上的電壓要更高。4.論文的最后一章分析了二極管的動態(tài)阻抗特性,從結合諧波成分和阻抗特性的仿真結果可以看出功分形式的陣列晶體管相對于單支線形式的陣列晶體管在500MHz和1GHz的情況下傳輸特性更好,整體器件的反射系數較小。本文從多方面仿真分析了功分形式陣列晶體管在高頻的情況下更加易于匹配。
【關鍵詞】：頻率選擇表面 太赫茲調制器 動態(tài)阻抗
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN386
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 太赫茲調制器的國內外發(fā)展現狀10-15
• 1.3 論文的主要內容和各章安排15-16
• 第二章 頻率選擇表面的仿真設計16-25
• 2.1 頻率選擇表面的分析方法16-18
• 2.2 影響頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦缘膮?/span>18-21
• 2.2.1 FSS單元形狀和尺寸18-19
• 2.2.2 結構排布方式和間距19
• 2.2.3 介質加載19
• 2.2.4 入射波極化角度的影響19-20
• 2.2.5 柵瓣現象20-21
• 2.3 工字型頻率選擇表面的結構仿真21-23
• 2.4 雙導線傳輸線傳輸特性的仿真23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 pHEMT類型晶體管陣列的仿真25-35
• 3.1 對比單支線pHEMT類型調制器實驗結果與仿真結果25-28
• 3.2 采用功分形式的調制器仿真結果28-33
• 3.2.1 Wilkinson功分器的設計28-32
• 3.2.2 功分形式的調制器建模以及仿真結果32-33
• 3.3 本章小結33-35
• 第四章 大信號陣列晶體管仿真35-55
• 4.1 晶體管器件仿真模型35-39
• 4.1.1 晶體管模型的種類35-36
• 4.1.2 基于半導體器件的理論模型36
• 4.1.3 數值解析模型36
• 4.1.4 以測量結果為基礎的模型36-39
• 4.2 大信號GaAs pHEMT晶體管仿真39-47
• 4.2.1 大信號陣列晶體管阻抗仿真39-44
• 4.2.2 大信號情況下各個支線上電壓變化情況44-47
• 4.3 功分形式下GaAs pHEMT調制器整體建模及仿真47-54
• 4.3.1 功分形式下阻抗仿真47-51
• 4.3.2 大信號情況下支線上電壓變化仿真51-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 肖特基陣列二極管動態(tài)阻抗特性研究55-70
• 5.1 肖特基二極管動態(tài)電阻的基本模型55-56
• 5.2 單個二極管直流特性和動態(tài)特性的研究56-59
• 5.2.1 二極管直流特性56-57
• 5.2.2 二極管大信號狀態(tài)下動態(tài)阻抗特性57-59
• 5.3 單支線和功分形式陣列二極管阻抗特性59-64
• 5.3.1 單支線陣列二極管的輸入阻抗59-61
• 5.3.2 功分形式陣列二極管的阻抗61-64
• 5.4 諧波結果分析64-65
• 5.5 電壓仿真結果65-69
• 5.5.1 單支線形式陣列二極管電壓仿真結果65-67
• 5.5.2 功分形式陣列二極管電壓仿真結果67-69
• 5.6 本章小節(jié)69-70
• 第六章 結語70-72
• 6.1 論文完成的工作以及創(chuàng)新70-71
• 6.2 論文的不足以及以后工作的建議71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77

【參考文獻】

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1 陳熾;氮化鎵高電子遷移率晶體管微波特性表征及微波功率放大器研究[D];西安電子科技大學;2011年

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本文編號：426995