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(xué)位碩±學(xué)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(xué)位類別工程碩壬學(xué)號２０１３２２０２０６５０作者姓名里主丞指營教師張勇教授．．．．ＩＨＨ．．．．獨(dú)劍性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究

2、工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加臥標(biāo)注和致謝的地方夕ｈ，論文中不包含其他人己經(jīng)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(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)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(xiàn)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(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定的復(fù)印件和磁盤，，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文全允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可封將學(xué)

3、位論文的、部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可臥采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。論文）（保密的學(xué)位在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定作者簽名＝導(dǎo)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(dǎo)教師張勇教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級別碩士專業(yè)學(xué)位級別工程碩士工程領(lǐng)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(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進(jìn)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(nèi)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(diǎn)，在寬帶通信、精確制導(dǎo)、環(huán)境監(jiān)測及醫(yī)療診斷等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。掌握太赫茲技術(shù)對我國國防建設(shè)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(yīng)用于太赫茲通信、雷達(dá)等近乎所有的太赫茲系統(tǒng)中。本文中，接收前端采用超外差接收機(jī)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(nèi)容如下：（1）本振鏈路設(shè)計(jì)毫米波單片設(shè)計(jì)了兩套本振鏈路，用于驅(qū)動330GH

6、z四次諧波混頻器。設(shè)計(jì)主要包括八倍頻器和放大器匹配設(shè)計(jì)、波導(dǎo)探針過渡設(shè)計(jì)、腔體設(shè)計(jì)、芯片直流饋電版設(shè)計(jì)以及最后的測試，兩只芯片分別裝配于獨(dú)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(gè)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(shù)法，設(shè)計(jì)了中心頻率為345GHz，工作頻段為332GHz到356GHz，仿真表明：帶內(nèi)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(jié)果僅帶內(nèi)

7、插損指標(biāo)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(jīng)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(chǔ)上，搭建了該頻段的收發(fā)前端，發(fā)射端結(jié)構(gòu)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(nèi)變化。整個(gè)系統(tǒng)的傳輸距離約為1.5m。（4）220GHz收發(fā)前端優(yōu)化及通信系統(tǒng)調(diào)試：整個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)；對本振鏈路的指標(biāo)進(jìn)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(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)了傳輸距離超過3m，傳輸速率大于3.5Gbit/s。關(guān)鍵詞：太赫茲，接收前端，濾波器，通信系統(tǒng)IABSTRACTABSTRACTTerahertzElectrom