研制了一种基于肖特基变容二极管的0.17 THz二倍频器,该器件为0.34 THz无线通信系统收发前端提供了低相噪、低杂散的本振信号。倍频器结构基于波导腔体石英基片微带电路实现,其核心器件是多结正向并联的肖特基变容二极管。文中采用结参数模型和三维电磁模型相结合的方式对二极管进行建模,通过两种电路匹配方式实现了0.17 THz二倍频器的最优化设计,最终完成器件的加工及测试。测试结果表明,在输入80~86 GHz,20 d Bm的驱动信号下,倍频器的最大输出功率达12.21 m W,倍频效率11%,输出频点为163 GHz;当前端输入功率达到饱和状态时,该频点输出功率可达21.41 m W。
太赫兹源的输出功率是限制太赫兹技术远距离应用的重要参数。为了实现高效的太赫兹倍频器,基于高频特性下肖特基二极管的有源区电气模型建模方法,利用指标参数不同的两种肖特基二极管,研制出了两种170 GHz平衡式倍频器。所采用的肖特基二极管有源结区模型完善地考虑了二极管IV特性,载流子饱和速率限制,直流串联电阻以及趋肤效应等特性。通过对两种倍频器仿真结果进行对比,完备地分析了二极管主要指标参数对倍频器性能的影响。最后测试结果显示两种平衡式170 GHz倍频器在155~178 GHz工作带宽内的最高倍频效率分别大于11%和24%,最高输出功率分别大于15 m W和25 m W。从仿真和测试结果表示,采用的肖特基二极管建模方法和平衡式倍频器结构适用于研制高效的太赫兹倍频器。
