外差式太赫兹准光接收机前端及其测试方法研究.pdf

《外差式太赫兹准光接收机前端及其测试方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、外差式太赫兹准光接收机前端及其测试方法研究薄淑华2015年1月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540外差式太赫兹准光接收机前端及其测试方法研究作者姓名薄淑华学院名称信息与电子学院指导教师司黎明副教授答辩委员会主席王学田教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月StudyonHeterodyneTerahertzQuasi-opticalReceiverFront-endandItsTestMethodCandidateName：BoShuhuaSch

2、oolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyMentor:Prof.SiLimingChair,ThesisCommittee：Prof.WangXueTianDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ElectronicscienceTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学

3、位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要12太赫兹是指频率为0.3-10THz（1THz=10Hz）范围的电磁波，对应波长范围为3mm-30µm，位于毫米波与红外波之间。太赫兹波难以用传统的电子学和光学方法产生和探测

4、，因此，太赫兹波段被认为是电磁波谱最后的空白，称为太赫兹空隙。随着太赫兹技术的不断发展，太赫兹技术已经应用于射电天文、地球大气观测、太赫兹通信﹑短程高灵敏度雷达系统﹑医学和生物学成像﹑地球环境监控以及高速无线网络等领域。其中太赫兹成像技术是目前非常重要的一个热门前沿领域。高灵敏度的太赫兹探测器是太赫兹成像系统的一个重要组成部分。红外探测器和毫米波接收机的发展已经相对成熟，其辐射探测理论分别基于维恩辐射定律和瑞利琼斯定律。但是，对于太赫兹准光接收机前端的噪声温度以及太赫兹准光混频器的噪声温度和变频损耗的系统测

5、试还处于发展阶段。所以研究适用于太赫兹准光接收机前端的噪声温度以及太赫兹准光混频器的噪声温度和变频损耗的测试理论和方法显得尤为重要。本文首先介绍了太赫兹接收机的基本理论以及国内外发展状况。其次对黑体辐射理论进行了研究，分析了太赫兹波的辐射特性。同时优化了太赫兹准光接收机前端噪声温度以及太赫兹准光混频器的噪声温度和变频损耗的测试方法。最终自主设计并成功搭建了太赫兹准光接收机前端噪声温度以及太赫兹准光混频器的噪声温度和变频损耗的测试系统。本文研究了微弱信号的检测原理，通过锁相放大频谱搬移技术来探测中频信号，给出

6、了基于锁相放大频谱搬移技术进行信号探测的外差式太赫兹准光接收机前端的噪声温度以及太赫兹准光混频器的噪声温度和变频损耗测试平台的设计方案。进一步地，本文还分析了红外波对外差式室温太赫兹准光接收机前端工作状态的影响，通过初步的理论分析和实验验证，为以后的研究做了铺垫。关键词：太赫兹接收机；准光混频器：噪声温度；变频损耗；测试系统；AbstractTerahertz(THz)electromagneticwavereferstofrequencyof0.3-10THz,thatcorrespondingwavel

7、engthrangeof1mm-30um,whichlocatedinthemiddleofmillimeterwaveandinfraredwaves.TheTHzwaveisdifficulttogenerateandbedetectedbythetraditionalmethodbothelectronicandoptical.Terahertzbandisbelievedtobeablankfinalelectromagneticspectrum,andcalledtheTHzgap.Withthe

8、rapiddevelopmentofTHztechnology,ithasbeenappliedinradioastronomy,theearth'satmosphericobservations,THzcommunication,highsensitivityofshort-rangeradarsystem,medicalandbiologicalimaging,theearth'senvironmentmon