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太赫兹(THz)波的频率介于0.1THz~10THz之间,其波长范围为3毫米~30微米,波长介于微波与红外光波之间,是电磁波频谱的重要组成部分。太赫兹波的低频段与毫米波重合,高频段与红外线重合,所以太赫兹的理论基础和研究方法都与光学和微波两个学科领域交叉融合。无线通信技术在高速发展的同时也带来了许多问题,核心问题是频谱资源紧张。为了解决此问题,开发新的无线通信频带已经成为共识。太赫兹频段仍有大量没有使用的频谱资源,采用太赫兹固态器件设计的无线通信系统有很大的发展空间和研究价值。本文研究围绕固态太赫兹通信系统展开,深入研究了构成固态太赫兹接收机的核心模块,设计了一套基于肖特基二极管的全固态340GHz太赫兹接收机。接收机前端的主要模块为170GHz三倍频器与340GHz分谐波混频器。170GHz三倍频器是太赫兹接收机本振源的核心器件,其基于肖特基容性二极管设计,利用三维电磁仿真与谐波平衡仿真设计优化,最终对三倍频器进行实验测试。仿真结果显示,当驱动功率为100mW,偏置电压为-1.3V时,倍频器工作状态达到最佳,在165GHz-175GHz范围内,输出功率高于5mW;实验测试结果显示,当驱动功率为100mW,偏置电压为-1.5V时,三倍频器达到最大效率,输出功率大于4mW,与仿真结果基本一致。340GHz分谐波混频器是太赫兹接收机变频核心器件,其基于肖特基反向并联二极管对设计,同样利用三维电磁仿真与谐波平衡仿真设计优化,并进行了实验测试。仿真结果显示,本振频率165GHz-175GHz,驱动功率4dBm,中频频率在25GHz以内时,变频损耗小于8dB。实验测试结果在本振频率165GHz与172GHz,驱动功率4mW时,变频损耗小于13dB。本文还利用本课题核心器件集成了340GHz太赫兹接收机,设计了一套双载波的太赫兹通信系统并进行了室内通信实验,。实验采用20dB增益的小型喇叭天线,测试传输距离为2cm。基带采用了两路带宽为2GHz,符号速率为1.6Gsps的16QAM调制信号,实现了12.8Gbps速率的无线传输。