摘要
自第五代移动通信技术被推广至民用以来，毫米波技术在商业化应用方面大放光彩。但人们并不满足现有通信技术成果，而是向着更大容量和更稳定的第六代移动通信技术方向继续探索。太赫兹通信技术是第六代移动通信技术的一个研究热点。太赫兹技术不仅在通信领域具有极大的潜力，在生物医疗以及空间成像上也有较多的应用。为研究太赫兹技术，则需要该频段的测试设备。矢量网络分析仪是测试设备大家庭中的重要成员。 由于矢量网络分析仪的测试频段是由低频发展而来的，且低频段的检波器以及频率选择器性能更佳，因此为了测试太赫兹频段的信号特性就需要将信号下变频至低频段，使用原有的低频段矢量网络分析仪就能对太赫兹信号的S参数进行测量。业界常用外部增加频率拓展模块的方式对矢量网络分析进行频谱扩展，这样做的好处是不需要改动原有的网络分析仪的内部结构，同时又可以起到扩展频率的目的。 本文为太赫兹矢量网络分析仪设计了一款200GHz谐波混频器，和一款作为本振频率源的W波段倍频器。这两款器件均采用并联二极管对作为核心元件。 当本振频率为97.5GHz时在190-210GHz频带内取得最佳的变频损耗。在这个本振频率下最优变频损耗为6dB，190-210GHz频带内损耗小于15dB。 倍频器的三倍频在87-97GHz频段内获得较为平坦的功率输出。在激励功率为10dBm时，在88GHz附近取得最大输出功率-21dBm。同时发现其五倍频的输出在75-85GHz频段内获得较为平坦的功率。在激励功率为10dBm时，在81GHz附近取得最大输出功率-20dBm。两条输出曲线在低频和高频处可以互相补充，因此可以利用此特性获得在3mm频带内输出功率较大的倍频器。在倍频器的阶跃阻抗低通滤波器设计中，通过增加高阻抗线与地的距离，提高了滤波器的带外抑制特性。 本文完成了太赫兹混频器和W波段倍频器的仿真，并对仿真结果进行分析，从而得出所设计器件的所有电路结构。其次完成了设计出来的电路的加工、装配以及测试环境搭建，并对倍频器和混频器进行了实验测试和分析。最后完成了倍频器的和混频器的实物实现，达到了预期目的。本文设计的太赫兹混频器倍频器所使用的二极管对均来自国内厂商，用较低的成本完成了本课题的设计。
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