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太赫兹频域是一个有待全面开发的电磁波区域。二十一世纪初,越来越多的专家学者将其研究重心转向太赫兹领域,促进太赫兹技术走出实验室,转化为现实生产力。目前太赫兹技术已在医疗、军事、探测等领域显现出巨大的应用价值。在太赫兹系统中,混频器作为收发前端的重要部件,主要功能为实现太赫兹频谱的上下搬移,其性能与收发系统的实现密切相关。然而当频率升高至太赫兹,稳定可靠的本振源较难获得,因此谐波混频器成为了一种切实可行的思路。本文将围绕太赫兹混频器开展研究,并进行次谐波混频器设计。本文采用两种太赫兹电路设计方法,进行了实践、对比和改进。440GHz次谐波混频器采用基于单元电路的仿真方法,将电路结构拆分成若干个特定功能的部件电路,分别对其优化设计,最终整合并进行匹配设计。仿真设计工作由HFSS与ADS软件联合完成,采用Teratech的AP4/G2/0P64二极管芯片。仿真实现:在射频420~460GHz频带内变频损耗优于10dB。随后对其进行了加工,并在不同本振条件下对其进行了上变频测试。测试结果表明:当输入本振222GHz,驱动功率4.2mW时测试得双边带变频损耗在中频20GHz带宽内均优于15dB,可用带宽较宽。中频18GHz带宽内均优于13.7dB,最佳值11.5dB,且带内平坦无谐振,与仿真结果趋势一致。在此基础上330GHz次谐波混频器采用更先进的基于全局电路的仿真方法,以传输线结构为基础建立完整的电路等效模型,使所有电路结构都作为设计变量,直接进行混频器匹配设计,并使用混频器的整体指标约束其行为。与前者采用相同的二极管芯片,仿真实现:在射频300~350GHz频带内变频损耗优于7.7dB。对比发现基于全局电路的仿真方法设计优势明显。太赫兹混频器是太赫兹系统的重要组件,本文的研究工作将为太赫兹器件的设计提供经验和启发。