220GHz太赫兹宽带接收前端研究

论文摘要

目前,飞速发展的无线技术导致频谱资源日渐稀缺,为了解决这一问题,势必要将目光转向对新频段的开发。然而在太赫兹频段,仍然有大量的频谱资源未被完全开发,使得太赫兹频率适于作为未来无线通信的新频段。而太赫兹固体接收机作为太赫兹无线通信的关键技术,具有着至关重要的作用。本文对太赫兹无线通信系统进行了研究,采用了超外差接收机的方案搭建了一个220GHz宽带太赫兹接收前端。首先,研究了太赫兹无线通信系统的的相关原理,分析了太赫兹接收前端的的实现方法及实现难点,并最终提出了超外差接收机的方案。其次,根据提出的方案,开发了太赫兹接收前端的关键器件,主要包括混频器、本振链路、滤波器、基带信号处理模块。其中对系统中的变频电路部分详细的阐述,包括了:介绍了平面肖特基二极管的基本变频原理,并对其进行仿真建模;开发并测试了220GHz次谐波混频器,结果表明当固定本振频率为110GHz时,分谐波混频器在200-240GHz的频段内,混频器变频损耗低于14dB;完成了混频器的本振链路设计,测试发现本振链路可以输出5.5mW的110GHz信号。最后,利用研制太赫兹接收前端的关键器件搭建了220GHz太赫兹接收前端,并将其用于无线通信系统对一个16QAM的调制信号进行了传输。通过本文的研究,搭建了太赫兹无线通信系统,验证了太赫兹无线通信走向实际应用的可行性。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题背景与意义
•     1.1.1 课题背景意义
•     1.1.2 课题研究难点
•   1.2 太赫兹无线通信系统关键技术国内外研究动态
•   1.3 论文研究内容
•   1.4 论文章节安排
• 第二章 太赫兹接收前端基本理论
•   2.1 接收前端的分类
•   2.2 超外差接收机的主要构成
•   2.3 接收前端的技术指标
•   2.4 太赫兹接收前端的实现方法
•   2.5 本章小结
• 第三章 220GHz无线通信设计
•   3.1 总体设计原则
•   3.2 本振链路设计
•   3.3 信号调制及处理
•   3.4 本章小结
• 第四章 太赫兹关键器件的设计
•   4.1 平面肖特基二极管模型
•     4.1.1 肖特基二极管基本原理
•     4.1.2 肖特基二极管的建模
•   4.2 220GHz混频器设计
•     4.2.1 混频器基本原理
•     4.2.2 分谐波混频器的基本原理
•     4.2.3 混频器的主要技术指标
•     4.2.4 220GHz分谐波混频器的仿真优化
•   4.3 110GHz三倍频器研究
•     4.3.1 倍频器基本原理
•     4.3.2 三倍频器的基本结构
•     4.3.3 倍频器的主要技术指标
•     4.3.4 110GHz三倍频器的仿真优化
•   4.4 本章小结
• 第五章 220GHz无线通信系统实验测试
•   5.1 220GHz分谐波混频器测试
•   5.2 混频器本振链路测试
•   5.3 220GHz无线通信系统测试
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 万祥

导师: 张波

关键词: 太赫兹无线通信,超外差接收机,次谐波混频器

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,电信技术

单位: 电子科技大学

分类号: O441.4;TN850

总页数: 76

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