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太赫兹信号源是实现太赫兹技术应用系统的核心器件之一。目前常用的产生太赫兹源的方法包括光学方法、太赫兹量子级联激光器(THz QCL)、固态电子器件等。其中使用固态电子器件倍频产生太赫兹源具有可靠性高、频谱质量高、结构紧凑、能耗低等优点,近年来备受关注,得到了快速发展。本文采用英国Teratech公司的肖特基势垒变容二极管芯片,建立了肖特基二极管全三维模型,对220GHz三倍频器和220GHz平衡二倍频器设计进行了深入研究。220GHz三倍频器的设计采用了非平衡结构,故电路设计中加入了滤波器进行空闲频率的回收。文中将肖特基二极管三维电磁结构和二极管SPICE参数模型相结合建立了二极管仿真模型,在肖特基二极管的HFSS三维电磁模型阳极接触处建立内部端口,使二极管无源结构的影响加入到倍频电路的设计中,二极管非线性部分使用了ADS中二极管的SPICE参数模型来表征。整个电路的设计是在HFSS和ADS的交替使用中完成的,最终,在ADS中进行谐波平衡仿真得到了倍频器的倍频性能。为了降低变频损耗,本文还设计了220GHz二倍频器。该二倍频器采用了平衡式结构,这种结构广泛用于二倍频电路的设计中。平衡结构的二倍频器不需要额外的滤波器进行空闲频率的回收,电路结构相对简单,与三倍频器设计的不同之处在于二极管的三维电磁模型中使用了集中参数端口,以进行输入输出匹配。最后对以上两种倍频器均进行了加工、装配和测试。测试结果表明,220GHz非平衡三倍频器的最大输出功率为6.34mW,最低变频损耗为13dB,在频段216~232GHz变频损耗的典型值为15dB,成功得到了210~240GHz的信号。当驱动功率为30~40mW时,平衡式结构的倍频器最低变频损耗为13.5dB,典型值为18dB,最大输出功率1.71mW。若能使用更大功率的源,将能获得更高的输出功率。本文设计的倍频器可以作为小功率太赫兹信号源使用。同时,设计思路和方法具有一定的通用性,能为后续设计提供启发和参考。