太赫茲技術是近年來興起并快速發(fā)展的前沿學科,得到了世界各國的重視。隨著學科發(fā)展和技術沉淀,太赫茲系統(tǒng)在通信、雷達、安檢、生物醫(yī)藥等領域已嶄露頭角。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構,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,接著闡述了其設計思路和仿真優(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、二極管匹配、波導濾波器等模塊電路進行仿真優(yōu)化,并在HFSS和ADS的協(xié)同配合下仿真倍頻器整體結構和輸出性能。在220GHz頻段,通過改變波導阻抗匹配方式而設計了三款三倍頻器,驗證了腔體倍頻電路的可行性。仿真顯示,在23dBm功率驅動下,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。仿真結果表明,當驅動功率提升時,倍頻效率將進一步提... 

【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)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究工作背景
    1.2 太赫茲倍頻技術研究動態(tài)
    1.3 論文研究內容與意義
    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 矩形波導基本理論
        2.4.2 腔體倍頻電路分析
    2.5 本章小結
第三章 220GHz三倍頻器仿真優(yōu)化
    3.1 聯(lián)合仿真設計方法
    3.2 220GHz波導腔體三倍頻器實現(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 輸入波導設計
        3.4.3 二極管匹配設計
        3.4.4 波導濾波器設計
    3.5 整體結構仿真
    3.6 本章小結
第四章 倍頻器實驗研究
    4.1 波導濾波器實驗研究
    4.2 三倍頻器與二倍頻器實驗研究
        4.2.1 220GHz腔體三倍頻器測試
        4.2.2 倍頻器測試結果分析
    4.3 本章小結
第五章 全文總結與展望
    5.1 主要貢獻和創(chuàng)新點
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]固態(tài)太赫茲前端關鍵技術研究[D]. 鐘富群.電子科技大學 2012

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



本文編號：2949870