太赫兹波在通信、成像、探测等领域的独特优势,使得太赫兹前沿技术成了研究热点。太赫兹收发系统的研究促进了太赫兹技术的应用,混频器作为接收系统必要的一级,直接影响到整个系统的性能。谐波混频器可以降低混频器中本振源的实现难度,有利于整个收发系统的小型化,对太赫兹技术的应用具有重要的意义。本文首先介绍了太赫兹混频器的发展动态,并分析了肖特基二极管的工作原理和谐波混频原理。平面肖特基势垒二极管具有结构稳定,易于集成,可工作于常温条件下,截止频率高等特点,成为了太赫兹混频器中的核心器件。在此基础上,本文对平面肖特基势垒二极管进行建模,并结合二极管模型的S参数和本征模型,完整地表征了二极管的线性与非线性特性,以及高频寄生效应。为了实现宽带变频的研究目标,本文改进了传统的滤波器结构,使滤波器的阻带更宽,矩形系数更好。采用联合仿真的方法,解决了高频电路仿真精确度较低的问题。电路建模仿真结果显示,本文研究的混频器具有良好的变频损耗和较宽的工作带宽。四次谐波混频器在330~500GHz的频带内,变频损耗均小于18dB,最小变频损耗为8.8dB;八次谐波混频器在330~500GHz频带内,变频损耗均小于23dB;最小变频损耗为14dB。测试结果显示,四次谐波混频器在360~490GHz的频带内,变频损耗均小于25dB,最小变频损耗为14.7dB;八次谐波混频器在417~457GHz频带内,变频损耗均小于42dB;最小变频损耗为32dB。本文为太赫兹频段高次谐波混频器的研究工作提供了参考和经验,在后续工作中,将进一步地优化频带内的变频损耗平坦度,以及进行噪声温度的分析和测试。