多阳极220 GHz倍频器单片设计
作者:
作者单位:

1.中国电子科技集团公司 第十三研究所,河北 石家庄 050051;2.固态微波器件与电路全国重点实验室,河北 石家庄 050051

作者简介:

徐森锋(1983-),男,学士,高级工程师,主要研究方向为半导体材料与器件.email:senfeng2000@163.com.
宋旭波(1989-),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为微波器件与电路.
顾国栋(1987-),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为固态太赫兹电子技术.
梁士雄(1981-),男,博士,研究员,主要研究方向为固态太赫兹电子技术.
许婧(1987-),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为半导体器件.
周幸叶(1983-),女,博士,高级工程师,主要研究方向为半导体材料与器件.
张立森(1985-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为太赫兹固态倍频技术.
郝晓林(1996-),男,硕士,工程师,主要研究方向为半导体器件.
林勇(1982-),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为微波电路.
冯志红(1973-),男,博士,研究员,主要研究方向为宽禁带半导体、碳电子和固态太赫兹电子技术.

通讯作者:

宋旭波 email:songxb@cetc13.cn

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(62201532);国家重点研发计划资助项目(2021YFB32001);河北省自然基金杰出青年基金资助项目(F2021516001)

伦理声明:



Design of 220 GHz frequency doubler MMIC with multi-anode structure
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.The 13th Research Institute,CETC,Shijiazhuang Hebei 050051,China;2.National Key Laboratory of Solid-state Microwave Devices and Circuits,Shijiazhuang Hebei 050051,China

Funding:

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    摘要:

    介绍了一款基于GaAs肖特基二极管单片工艺的220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。为提高输出功率,倍频器采用多阳极结构,8个二极管在波导呈镜像对称排列,形成平衡式倍频器结构。采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题,提高了倍频器的转换效率和工作带宽。对设计的倍频器进行流片、装配和测试,测试结果显示:倍频器在204~234 GHz频率范围内,转化效率大于15%;226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为90.5 mW,转换效率为22.6%。设计的220 GHz倍频器输出功率高,转化效率高,工作带宽大。

    Abstract:

    The designing process and measurement results of a 220 GHz frequency doubler based on monolithic GaAs Schottky barrier diode are introduced. Multi-anode structure is adopted in this frequency doubler to improve the output power. Eight anodes are mirror symmetrically arranged along the waveguide to form balanced structure. The conversion efficiency and operating bandwidth are improved by adopting various junction capacitances to suppress the difference of scattering parameters among wave ports. The designed frequency doubler is fabricated and measured. Measurement result shows that the conversion efficiency of frequency doubler is above 15% from 204 GHz to 234 GHz and a peak output power of 90.5 mW with conversion efficiency above 20% is demonstrated at 226 GHz. Finally, a 220 GHz frequency doubler with high output power, high conversion efficiency and wide operating bandwidth is realized by adopting multi-anode structure.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐森锋,宋旭波,顾国栋,梁士雄,许婧,周幸叶,张立森,郝晓林,林勇,冯志红.多阳极220 GHz倍频器单片设计[J].太赫兹科学与电子信息学报,2023,21(9):1080~1085

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  • 收稿日期:2022-09-22
  • 最后修改日期:2022-12-22
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  • 在线发布日期: 2023-09-27
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