太赫茲固態(tài)接收前端研究

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1、全丟糾化＊芳ＥＣＴＲＯＩＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＴＹＯＦ巨ＵＮＩ亡ＳＣＥＮＣＥＡＮＤＴＰＩＶＥＲＳ專業(yè)學位碩±學位論文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ盼巧ｗ．；論支題目太赫茲固惡接收前端妍究￣—．誠＾專業(yè)學位類別工程碩壬學號２０１３２２０２０６５０作者姓名里主丞指營教師張勇教授．．．．ＩＨＨ．．．．獨劍性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究

2、工作及取得的研究成果。據我所知，除了文中特別加臥標注和致謝的地方夕ｈ，論文中不包含其他人己經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。Ｉ日期：從）年月如日作者簽名ｆ專；＾論文使用授權本學位論文作者完全了解電子科技大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定的復印件和磁盤，，有權保留并向國家有關部口或機構送交論文全允許論文被查閱和借閱。本人授權電子科技大學可封將學

3、位論文的、部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可臥采用影印縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。論文）（保密的學位在解密后應遵守此規(guī)定作者簽名＝導師簽名：日期：年月；日？〇＾分類號密級注1UDC太赫茲固態(tài)接收前端研究艾才杰指導教師張勇教授電子科技大學成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學位級別碩士專業(yè)學位級別工程碩士工程領域名稱電子與通信工程提交論文日期2013.03.31論文答辯日期2013.05.24學位授予單位和日期電子科技大學2016年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進分類法UDC》

4、的類號。ResearchOnTerahertzAll-solidReceiverFront-endAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationEngineeringAuthor:CaijieAiAdvisor:YongZhangSchool:ElectronicEngineeringSchool摘要摘要太赫茲波作為電磁波中唯一尚未完全開發(fā)利用的頻譜資源，一

5、般指頻率在0.1THz~10THz范圍內的電磁波，它的波長介于毫米波與紅外光之間，兼具微波毫米波和光波的部分優(yōu)點，在寬帶通信、精確制導、環(huán)境監(jiān)測及醫(yī)療診斷等領域應用前景廣闊。掌握太赫茲技術對我國國防建設和民用事業(yè)具有十分重要的意義。太赫茲固態(tài)接收前端廣泛應用于太赫茲通信、雷達等近乎所有的太赫茲系統中。本文中，接收前端采用超外差接收機方案，利用太赫茲混頻器、天線、本振鏈路、濾波器、低噪放搭建了太赫茲固態(tài)接收前端，工作頻率在330GHz左右。主要工作內容如下：（1）本振鏈路設計毫米波單片設計了兩套本振鏈路，用于驅動330GH

6、z四次諧波混頻器。設計主要包括八倍頻器和放大器匹配設計、波導探針過渡設計、腔體設計、芯片直流饋電版設計以及最后的測試，兩只芯片分別裝配于獨立的腔體之中。測得八倍頻器變頻損耗約為7.8dB，放大器最大增益優(yōu)于16dB，整個本振鏈路工作頻段為78GHz~84GHz，最大輸出功率約37mW，（2）太赫茲濾波器研制：該濾波器用于濾除雜波干擾。采用原型參數法，設計了中心頻率為345GHz，工作頻段為332GHz到356GHz，仿真表明：帶內插損約0.2dB的帶通濾波器，在偏離中心頻率30GHz，帶外抑制優(yōu)于60dB，測試結果僅帶內

7、插損指標惡化。（3）太赫茲接收前端測試：搭建了工作頻率約為330GHz的全固態(tài)太赫茲接收前端，射頻信號由110GHz本振源和330GHz三倍頻器經天線輻射得到，接收端包括太赫茲濾波器、330GHz次諧波混頻器、中頻放大器；在此基礎上，搭建了該頻段的收發(fā)前端，發(fā)射端結構與上述接收端一致，中頻信號的輸入功率為-5dBm，頻率在0~10GHz內變化。整個系統的傳輸距離約為1.5m。（4）220GHz收發(fā)前端優(yōu)化及通信系統調試：整個系統的本振鏈路為104GHz的倍頻放大鏈路，包括13GHz頻率源，13GHz放大器，后級8次倍頻器

8、，以及接收端的10.8GHz自動增益控制系統；對本振鏈路的指標進行測試，包括輸出功率、相位噪聲、雜波抑制度、功率平坦度等。由該收發(fā)前端組成的通信系統最終實現了傳輸距離超過3m，傳輸速率大于3.5Gbit/s。關鍵詞：太赫茲，接收前端，濾波器，通信系統IABSTRACTABSTRACTTerahertzElectrom