在分离式二极管的基础上，实现了220 GHz高效率的二倍频器结构.该倍频器的电路在450 μm宽，2.7 mm长的50 μm石英基片上实现.测试结果表明，在室温下当驱动功率在46.4~164 mW时，在214~226 GHz的频段内能够实现大于16%的倍频效率.另外，当驱动功率在161 mW时，倍频器在218 GHz频点能够输出最高功率32 mW，并且在多个频点拥有高于20%的倍频效率.实验证明，所实现的二倍频器能够作为660 GHz倍频链路的驱动前级使用.

介绍了基于反向平衡式二极管和石英基片完成, 而非集成电路的0.68 THz和1.00 THz频段平衡式三倍频.此项工作提高了二极管等效电路模型, 该二极管模型不仅包括I/V和C/V, 同时还加入了等离子体共振和趋肤效应, 将薄膜电路减薄至15 μm, 机械加工精度提高至3 μm内, 使工作频率提高至1.2 THz.通过场路协同仿真, 利用高精度太赫兹装配工艺, 最终实现工作频率为0.68 THz和倍频效率为1 %的三倍频器, 工作频率为1.00 THz和倍频效率为0.6 %的三倍频器, 输出相对带宽均大于10 %.

为了实现倍频器多谐波输出, 满足系统多频率需求, 同时减少成本, 增加系统集成度, 引入了改进紧凑型悬置微带谐振单元(Compact Suspended Microstrip Resonators (CSMRs))滤波器, 主要研究并实现了170 GHz和340 GHz双频段分别输出。仿真中分别设计170 GHz和340 GHz探针, 引入CSMRs低通滤波器增加170 GHz对高频段的隔离, 减小波导高度, 提高WR.2.8波导截止频率, 增加对300 GHz以下频段抑制, 为了测试其输出特性和网络损耗, 设计170~340 GHz背靠背模块。仿真结果为低通CSMRs滤波器满足在20~180 GHz通带内反射系数小于-18 dB, 在266~520 GHz阻带内抑制度大于20 dB, 背靠背结构仿真170 GHz与340 GHz频段反射系数均小于-15 dB, 端口隔离大于30 dB, 表现出良好的选频特性。测试结果表明: 在170 GHz端口通带为150~185 GHz, 反射系数小于-10 dB, 损耗大于1.2 dB; 在340 GHz端口, 通带为306~355 GHz, 反射系数小于-10 dB, 损耗2 dB, 两端口隔离度大于10 dB, 最好60 dB。

在四倍频器设计中首先对二极管进行I-V曲线、C-V曲线、等离子振荡和趋肤效应等进行计算, 完成肖特基二极管电路建模; 通过谐波和三维电磁仿真工具优化电路中各次谐波最佳阻抗值; 通过引入改进紧凑型悬置微带线震荡器(Compact Suspended Microstrip Resonators (CSMRs))滤波器, 成功将二次和三次谐波短路, 同时减小长宽比, 满足装配条件。实验表明, 四倍频在334~346 GHz频段内输出功率均大于1 mW, 最大输出4 mW, 当驱动功率为100 mW时, 最高效率可达3%。