太赫兹固态接收前端研究

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1、全丢糾化＊芳ＥＣＴＲＯＩＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＴＹＯＦ巨ＵＮＩ亡ＳＣＥＮＣＥＡＮＤＴＰＩＶＥＲＳ专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ盼巧ｗ．；论支题目太赫兹固恶接收前端妍究￣—．誠＾专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０２０６５０作者姓名里主丞指营教师张勇教授．．．．ＩＨＨ．．．．独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究

2、工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。Ｉ日期：从）年月如日作者签名ｆ专；＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定的复印件和磁盘，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文全允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可封将学

3、位论文的、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。论文）（保密的学位在解密后应遵守此规定作者签名＝导师签名：日期：年月；日？〇＾分类号密级注1UDC太赫兹固态接收前端研究艾才杰指导教师张勇教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位级别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2013.03.31论文答辩日期2013.05.24学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》

4、的类号。ResearchOnTerahertzAll-solidReceiverFront-endAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationEngineeringAuthor:CaijieAiAdvisor:YongZhangSchool:ElectronicEngineeringSchool摘要摘要太赫兹波作为电磁波中唯一尚未完全开发利用的频谱资源，一

5、般指频率在0.1THz~10THz范围内的电磁波，它的波长介于毫米波与红外光之间，兼具微波毫米波和光波的部分优点，在宽带通信、精确制导、环境监测及医疗诊断等领域应用前景广阔。掌握太赫兹技术对我国国防建设和民用事业具有十分重要的意义。太赫兹固态接收前端广泛应用于太赫兹通信、雷达等近乎所有的太赫兹系统中。本文中，接收前端采用超外差接收机方案，利用太赫兹混频器、天线、本振链路、滤波器、低噪放搭建了太赫兹固态接收前端，工作频率在330GHz左右。主要工作内容如下：（1）本振链路设计毫米波单片设计了两套本振链路，用于驱动330GH

6、z四次谐波混频器。设计主要包括八倍频器和放大器匹配设计、波导探针过渡设计、腔体设计、芯片直流馈电版设计以及最后的测试，两只芯片分别装配于独立的腔体之中。测得八倍频器变频损耗约为7.8dB，放大器最大增益优于16dB，整个本振链路工作频段为78GHz~84GHz，最大输出功率约37mW，（2）太赫兹滤波器研制：该滤波器用于滤除杂波干扰。采用原型参数法，设计了中心频率为345GHz，工作频段为332GHz到356GHz，仿真表明：带内插损约0.2dB的带通滤波器，在偏离中心频率30GHz，带外抑制优于60dB，测试结果仅带内

7、插损指标恶化。（3）太赫兹接收前端测试：搭建了工作频率约为330GHz的全固态太赫兹接收前端，射频信号由110GHz本振源和330GHz三倍频器经天线辐射得到，接收端包括太赫兹滤波器、330GHz次谐波混频器、中频放大器；在此基础上，搭建了该频段的收发前端，发射端结构与上述接收端一致，中频信号的输入功率为-5dBm，频率在0~10GHz内变化。整个系统的传输距离约为1.5m。（4）220GHz收发前端优化及通信系统调试：整个系统的本振链路为104GHz的倍频放大链路，包括13GHz频率源，13GHz放大器，后级8次倍频器

8、，以及接收端的10.8GHz自动增益控制系统；对本振链路的指标进行测试，包括输出功率、相位噪声、杂波抑制度、功率平坦度等。由该收发前端组成的通信系统最终实现了传输距离超过3m，传输速率大于3.5Gbit/s。关键词：太赫兹，接收前端，滤波器，通信系统IABSTRACTABSTRACTTerahertzElectrom