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近年来,太赫兹在物体成像、天文探测和超宽带高速通信等方面的研究备受关注。太赫兹频率源作为太赫兹应用系统的关键部件之一,它的性能优劣很大程度上决定了系统的性能指标。太赫兹固态倍频器由于具有频谱质量高、性能稳定、体积小和重量轻等优点,广泛应用于太赫兹频率源的设计中。本文采用两种方案对220GHz三倍频器进行研究。第一种方案是基于肖特基势垒二极管的非线性电阻设计的平衡式三倍频器。该倍频器将两个二极管芯片组成反向并联的电路形式,这种电路形式能将偶次谐波全部抵消,仅剩下奇次谐波,从而提高了倍频器的输出功率和倍频效率。在该平衡式三倍频器的设计中,首先对肖特基势垒二极管进行建模,其中包括二极管的集总参数模型和三维电磁模型;然后对倍频器的低通滤波器、输入和输出匹配网络以及探针过渡结构等无源结构进行仿真和设计;最后在路仿真软件ADS中对整个倍频电路进行谐波平衡仿真,并根据最佳仿真性能下倍频器的物理尺寸和电路结构,对其进行加工、装配并测试。第二种方案是基于肖特基势垒二极管的非线性电容设计的非平衡式三倍频器,其设计方法和流程与第一种方案相类似。测试结果表明,平衡式三倍频器最大输出功率为2.27mW,最小倍频损耗为14.6dB,在224.4GHz~237GHz的输出频率范围内,倍频损耗小于20dB;从公开发表的文献来看,国内对200GHz以上的固态倍频源研究较少,在该频段输出功率大于2mW的阻性二极管三倍频器未见报道。非平衡式三倍频器最大输出功率为0.16mW,最小倍频损耗为20.3dB。在217.5GHz~232.5GHz的输出频率范围内,非平衡式三倍频器输出功率大于100μW,倍频损耗小于28dB。本文的研究方法和成果可为后续更高频率的太赫兹固态倍频器的研究提供一定参考。