1 中国科学院国家空间科学中心微波遥感重点实验室，北京 100190
2 南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室，江苏 南京 210016
3 南京中电芯谷高频器件产业技术研究院有限公司，江苏 南京 210016
基于南京电子器件研究所砷化镓工艺线，自主完成了750~1 100 GHz全频带三倍频器以及中心频率为1 030 GHz的低损耗二次谐波混频器的研制。为了提升模块的性能，将传统的场路结合的设计方法进行了扩展，引入器件的参数优化，并建立起两者互为反馈的关系，从而达到整个设计过程的闭环。研制出的单片电路厚度为3 μm，并通过梁氏引线支撑悬置于腔体结构中。测试结果表明宽带倍频器在790~1 100 GHz频率范围内输出功率为-23~-11 dBm。以上述倍频源作为射频信号对二次谐波混频器进行测试，在1 020~1 044 GHz频率范围内变频损耗优于17.5 dB，在1 030 GHz处测得的最小变频损耗为14.5 dB。
太赫兹 单片电路 谐波混频器 宽带倍频 terahertz monolithic circuit subharmonic mixer broadband frequency multiplier
1 中国科学院微波遥感技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
常温固态太赫兹谐波混频器是太赫兹系统应用中的关键器件。介绍了一款基于肖特基二极管的 670 GHz四次谐波混频器的仿真与设计。在高频结构仿真软件( HFSS)中对准垂直结构肖特基势垒变阻二极管进行三维结构建模, 采用基于谐波平衡算法的整体综合仿真方法对混频器进行仿真和优化。结果表明: 在功率为 10 mW的167 GHz本振信号驱动下, 混频器单边带变频损耗在 637~697 GHz射频频率范围内小于 13.8 dB, 3 dB变频损耗带宽为 60 GHz; 最优单边带变频损耗在 679 GHz为10.6 dB。
太赫兹 四次谐波混频器 准垂直结构 反向并联 terahertz fourth harmonic mixer quasi -vertical structure anti -parallel 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 552
1 Key Laboratory of Microwave Remote Sensing, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 0090, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
针对冰云探测设备的预研，详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率，采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一，大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明，在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB，在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.
太赫兹混频器 肖特基二极管 四次谐波 紧凑微带共振单元（CMRC） terahertz mixer Schottky diode fourth-harmonic compact-microstrip-resonate-cell
1 中国科学院国家空间科学中心 微波遥感重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100190
基于微小卫星组网编队技术, 气象预报工作在时间和空间分辨率方面得到大幅提升.为了完成微小卫星大气微波探测仪射频部分的频率分离功能, 采用体积小、插损小的波导双工器来实现.采用等效电路法和模式匹配法优化参数, 设计了一款166/183 GHz双工器.考虑到实际加工情况, 仿真过程中具体分析了膜片陡直度和膜片厚度对双工器性能的影响.加工过程中, 通过对器件分割方式和加工缺陷的分析, 不断优化加工方案, 最终得到满意的加工样品.经测试, 166/183 GHz双工器的带内插损小于1.5 dB, 回波损耗大于15 dB, 带外抑制高于27 dB以上, 仿真结果与实测结果相吻合, 证明了双工器设计方法的可行性.
微小卫星 太赫兹分频技术 波导双工器 模式匹配法 实验分析 microsatellites terahertz frequency separation technique waveguide diplexer mode-matching technology experimental analysis 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02188
1 中国科学院国家空间科学中心 微波遥感重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100190
利用微小卫星组网进行对地观测, 实现微波器件小型化已成为目前空间遥感的发展趋势之一.针对微小卫星大气微波探测仪, 设计了两款高性能的太赫兹波导双工器.利用模式匹配法分析双工器中不连续单元并进行双工器参数优化.在89 GHz滤波器部分采用改变谐振腔宽度的方法来提高带外抑制.仿真结果表明, 两款双工器具有良好的插损、带外抑制、回波损耗等性能, 证明了模式匹配法对太赫兹器件设计的有效性.
太赫兹 波导双工器 模式匹配法 带外抑制 terahertz waveguide diplexer mode-matching method spurious passband suppression
1 中国科学院国家空间科学中心微波遥感重点实验室, 北京 100190
2 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
冰云探测对于提高天气预报准确性、监测极端天气现象等具有重要的意义.考虑到冰云粒子尺寸、形状分布等因素, 利用太赫兹频段被动遥感仪器能更好地解决冰云探测的难题.664 GHz作为一个重要的探测频点, 其接收机射频前端主要包括664 GHz二次谐波混频器、332 GHz二倍频器以及166 GHz大功率源.作者在太赫兹二倍频设计的基础上, 利用两路功率合成技术实现166 GHz大功率源, 目的是提供给后级的332 GHz二倍频器足够的输入功率, 从而能够驱动谐波混频器工作.实验结果表明, 上述大功率源在164~172 GHz频率范围内输出功率大于46 mW; 在168 GHz处有最大输出功率59 mW.以上研究有效解决了本振链路中G波段输出功率不足的问题, 为研制更高频段的太赫兹系统提供了技术支撑.
功率合成技术 二倍频 大功率源 power-combined technology doubler high power source
阵元数太多导致前视阵列SAR系统天线成本高和设计复杂，如何以较少的阵元数获取较高的成像质量是前视阵列SAR系统面临的重难点问题.根据系统成像质量要求，结合波束扫描、栅瓣抑制等技术，本文提出一种稀疏收发天线阵的设计方法.理论分析和仿真实验结果表明，该方法在保证一定成像质量的前提下，有效降低了阵元数量，提高了系统信噪比，具有一定的应用价值.
前视阵列SAR 阵列天线设计 波束形成 Chirp Scaling成像 forward-looking array SAR array antenna design beam forming Chirp Scaling imaging
1 中国科学院国家空间科学中心 微波遥感重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
通过特殊设计的高精度SMMW器件, 实现了一套基于二单元干涉仪的干涉式辐射计系统.针对该系统的自身特点, 作者提出了点源目标响应定标方法来降低系统误差.系统完成后, 分别进行了干涉条纹实验和点源目标成像实验.经测试, 系统的线性相位误差小于2°, 角分辨率优于0.57°.系统实测性能和理论分析结果一致.以上研究为今后设计高分辨率亚毫米波干涉式成像辐射计提供了重要的参考价值.
亚毫米波成像 点源目标响应定标 亚毫米波干涉条纹 干涉式成像 submillimeter-wave (SMMW) imaging point-source calibration SMMW interference fringes interferometric imaging
