【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太赫兹混频器领域，具体为一种准光学太赫兹肖特基谐波混频器的设计方法。
技术介绍
1、与晶体管混频器相比，肖特基混频器具有检测灵敏度较强，工作时不需外加偏置电路的优点；与超导体混频器相比，肖特基混频器制作工艺更加简单廉价，作为太赫兹通信系统前端器件具有良好的应用前景。
2、目前报道的太赫兹肖特基混频器大多采用波导技术。降低工作温度有利于提高肖特基混频器的灵敏度，但是波导有射频衰减，而且热隔离差，不适用于低温环境工作。考虑采用准光耦合技术，将片上天线与混频器电路和肖特基二极管集成，通过自由空间路径传播和耦合太赫兹信号，可以有效地改善波导混频器射频衰减较大以及热隔离差的缺点，而且成本较低。
3、然而目前已报道的准光学肖特基混频器较少，而且性能较差，这主要是因为缺乏有效的准光学肖特基谐波混频器设计方法，无法对肖特基二极管、混频器和天线进行准确建模。
4、鉴于上述情况，急需专利技术一种准光学太赫兹肖特基谐波混频器设计方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有波导太赫兹肖特基混频器射频衰减大、热隔离差，以及现有准光学太赫兹肖特基混频器缺乏有效设计方法等特点，提供一种准光学太赫兹肖特基谐波混频器的设计方法，能够利用cpw调谐网络对双频透镜天线和肖特基二极管进行匹配，实现两个频段的最大混频增益。
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、步骤一：利用ansys hfss软件进行全波仿真分析，得到肖特基二极管相关三
4、步骤二：将得到的四端口s参数矩阵导入原理图图3中的s4p控件，利用ads(advanced design system)软件对阻抗调节网络的两段cpw线进行协同优化。利用cpw调谐网络消除肖特基二极管的寄生效应与电抗，使天线与肖特基二极管实现共轭匹配，从而获得本振、射频两个频率下天线的最佳输入实阻抗。优化cpw调谐网络时，设置ads优化目标为混频增益最大，优化过程中射频和本振源的电抗值始终保持为零。
5、步骤三：利用计算机仿真技术(cst)microwave studio软件设计天线，并将天线的输入阻抗优化为步骤二中匹配最佳的阻抗值。用ads设计混频电路和阻抗匹配网络，并对天线方向图以及混频电路的耦合和隔离特性进行优化。
6、步骤四：将频率相关的天线参数和中频网络s参数重新代入混频器模型进行仿真，在目标频段进行混频增益优化。如果混频器增益没有在整个频带内达到期望值，则应更新步骤二中的最佳实阻抗值，并进行新一轮步骤三的设计过程。直到通过协同设计获得满意的器件性能时，迭代处理结束。
7、本专利技术取得的技术效果为：
8、本专利技术考虑到肖特基二极管的寄生电抗效应，利用cpw调谐网络对肖特基二极管进行匹配，获得了天线最佳的实阻抗值，实现了最大混频增益。
9、本专利技术弥补了准光学太赫兹肖特基混频器系统设计方法的空缺，为准光学太赫兹肖特基混频器的研制使用奠定了设计及应用基础。
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1.一种准光学太赫兹肖特基谐波混频器的设计方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的准光学太赫兹肖特基谐波混频器设计方法，其特征在于：还包含本振源和射频源、CPW调谐网络、肖特基二极管、中频信号滤波器和中频输出端口；
3.根据权利要求1所述的准光学太赫兹肖特基谐波混频器设计方法，其特征在于：所述射频信号和所述本振信号通过双频透镜天线耦合到肖特基二极管中，进行外差频率下变频，射频信号经过带通频率选择表面后，到达安装在制冷机内的混频器的双频透镜天线；
【技术特征摘要】
1.一种准光学太赫兹肖特基谐波混频器的设计方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的准光学太赫兹肖特基谐波混频器设计方法，其特征在于：还包含本振源和射频源、cpw调谐网络、肖特基二极管、中频信号滤波器和中频输出端口；
【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，李焕新，陈自如，乔丹，刘珩，卜祥元，安建平，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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