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 红外与激光工程
2021, 50(10): 20200457
1 浙江师范大学工学院，浙江金华 321000
2 东南大学毫米波国家重点实验室，江苏南京 211189
3 IHP，Microelectronics，Frankfurt Oder，15236，Germany
4 Heinz Nixdorf Institute，Paderborn University，33102，Germany
为了实现太赫兹气体频谱分析传感器，对 245 GHz次谐波接收机芯片的片外测试展开研究。建立了 245 GHz次谐波接收机片外测试系统以及基于 245 GHz接收机芯片及发射机芯片的气体频谱分析传感器片外展示测试系统，对 245 GHz次谐波接收机芯片转换增益和带宽进行测试。片外测试系统得到 15 dB转换增益和 15 GHz带宽；片外展示测试系统得到 9 dB转换增益和 16 GHz带宽。片外测试系统和片外展示测试系统结果基本吻合。在片外展示测试系统中加入气腔，即构成气体频谱分析传感器。与现有同类型传感器相比，本文的次谐波接收机具有高增益、高带宽、集成本地振荡信号、低功耗等优势，非常适用于消费电子领域小体积的智能气体频谱分析传感器。
245 GHz次谐波接收机 片外测试系统 片外展示测试系统 气体频谱分析传感器系统 高增益 高带宽 低功耗 245 GHz subharmonic receiver off -chip measurementsystem off -chip demonstratormeasurement system gas spectroscopy sensor system high gain wide bandwidth low power consumption 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 358
1 Engineering College, Zhejiang Normal University, Jinhua 32000, China
2 State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 11189, China
3 IHP, Microelectronics, Frankfurt Oder, 1526, Germany
4 Heinz Nixdorf Institute , Paderborn University, 33102, Germany
介绍了一种应用于气体频谱分析传感器的低功耗245 GHz次谐波接收机，该接收机具有低功耗、高线性度和高集成度的特点.该接收机由四级共基极低噪声放大器、二次次谐波无源反接并联二极管对（APDP）混频器、120 GHz推推型压控振荡器-分频器链路、120 GHz功率放大器和中频放大器构成，采用了特征频率为300 GHz、最大振荡频率为500 GHz的锗硅BiCMOS工艺实现.该接收机芯片实现了10.6 dB的转换增益和13 GHz的带宽，噪声系数为20 dB, 输入1dB压缩点仿真结果为-9 dBm，接收机如果不包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为99.6 mW，接收机包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为312 mW.
次谐波接收机 锗硅BiCMOS工艺 低功耗 共基极低噪声放大器 二次次谐波无源反接并联二极管对混频器 中频放大器 245 GHz 245 GHz subharmonic receiver SiGe BiCMOS technology low power common base LNA 2nd passive APDP SHM intermediate frequency (IF) amplifier
1 华北电力大学 电子与通信工程系, 河北 保定 071003
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院, 北京 100876
3 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
提出了一种改进的次谐波大气湍流相位屏模拟方法, 通过对低频相位屏的采样方式进行设计, 能够充分地补偿相位屏中的低频信息.利用该方法对符合Kolmogorov理论的大气湍流相位屏进行数值模拟, 并结合相位结构函数和相对误差函数对所提方法的准确性进行验证, 分析谐波次数和采样点数对模拟相位屏的影响.此外, 还将改进后的次谐波法与经典的功率谱反演法、Zernike多项式法、分形法及改进前的次谐波法进行了对比, 结果表明：改进后的次谐波法对应的相位结构函数与Kolmogorov湍流理论值最符合, 即利用此方法生成的相位屏最准确.
大气光学 光通信 大气湍流 相位屏 次谐波 相位结构函数 Atmospheric optics Atmospheric turbulence Optical communications Phase screen Subharmonic Phase structure function
基于电子科技大学与中国电子科技集团第十三研究所自主联合设计的肖特基二极管研制宽带360~440 GHz分谐波混频器。详细描述二极管建模, 以模拟在极高频复杂电磁环境中由于二极管结构引入的相关寄生效应.在软件HFSS与ADS中, 通过场与路结合的方法对分谐波混频器进行优化.实测结果显示在本振信号为210 GHz本振功率6 dBm的驱动下, 在406 GHz可得到最小变频损耗9.99 dB, 在380~430 GHz范围内, 变频损耗小于15 dB, 在360~440 GHz范围内, 变频损耗小于19 dB.
分谐波混频器 变频损耗 寄生参数 肖特基二极管 subharmonic mixer conversion loss parasitic parameters Schottky diode
南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
基于GaAs肖特基二极管, 设计实现了310~330 GHz的接收机前端.接收机采用330 GHz分谐波混频器作为第一级电路, 为降低混频器变频损耗, 提高接收机灵敏度, 分析讨论了反向并联混频二极管空气桥寄生电感和互感, 采用去嵌入阻抗计算方法, 提取了二极管的射频、本振和中频端口阻抗, 实现了混频器的优化设计, 提高了变频损耗仿真精度.接收机的165 GHz本振源由×6×2倍频链实现, 其中六倍频采用商用有源器件, 二倍频则采用GaAs肖特基二极管实现, 其被反向串联安装于悬置线上, 实现了偶次平衡式倍频, 所设计的倍频链在165 GHz处输出约10 dBm的功率, 用以驱动330 GHz接收前端混频器.接收机第二级电路采用中频低噪声放大器, 以降低系统总的噪声系数.在310~330 GHz范围内, 测得接收机噪声系数小于10.5 dB, 在325 GHz处测得最小噪声系数为85 dB, 系统增益为(31±1)dB.
GaAs肖特基二极管 倍频器 分谐波混频器 接收机 GaAs Schottky diode multiplier subharmonic mixer receiver
Author Affiliations
Abstract
Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences 46 Ul'yanov Street, 603950, Nizhny Novgorod, Russia
We demonstrate the possibility of detection and monitoring of bubbles emerging near the tip of an optical fiber by means of ultrasonic method. The excitation of bubbles at their resonant frequencies is performed using short ultrasonic pulses having a wide frequency range simultaneously with their modulation by means of a long pulse of a monochromatic frequency. This method allows detection of bubbles of various sizes. Used signal processing method, which allows increased bubble detection accuracy, is proposed for research in environments of biological-like medium which show continuous variations in structure and properties when exposed to optical emission. The method has been demonstrated on model objects: in a liquid and in a biological tissue phantom using various methods of bubble generation (hydrolysis and optical emission). We studied bubble formation by the tip of a fiber of the surgical laser LSP-007/10 “IRE Polus" with a wavelength of 0.97 μm coated with a highly absorbing graphite layer.
Bubble generation ultrasonic inspection of bubbles subharmonic ultrasound modulation laser surgery Journal of Innovative Optical Health Sciences
2016, 9(5): 1650013
东北大学 秦皇岛分校 计算机与通信工程学院, 河北 秦皇岛 066004
提出一种基于多阶频率栅格划分的子谐波方法用于湍流相位屏的构造.通过对相位屏频域空间划分多阶频率栅格，并将每一阶的频率栅格进行更进一步精细子划分，补偿对湍流谱贡献最多的低频范围频率分量.采用大气湍流的相位结构函数和功率谱分析所构造相位屏的准确度.仿真结果表明：由所构造相位屏得到的相位结构函数与由湍流谱直接计算得到的理论值之间的偏差随着频率栅格总阶数M、每一阶的频率栅格点数目N′x和N′y的增大而减小，对每一组M、N′x、N′y的取值，子划分前的频率间隔Δf1有一最佳值；当选取M=3、N′x=N′y=3、Δf1=2 m-1时，所构造的相位屏的相位结构函数和功率谱与理论十分接近；所产生的随机相位屏的整体倾斜反映了低频成分的准确采样.
大气光学 大气湍流 相位屏 子谐波 频率栅格 Atmospheric optics Atmospheric turbulence Phase screen Subharmonic Frequency grid
1 西北核技术研究所， 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院， 西安 710049
给出了0.14 THz高功率单次脉冲信号的频率和功率的测量方法及实验结果。针对高功率太赫兹脉冲频率高、峰值功率高和脉宽短的特点，实验中采用了截止波导滤波法与谐波混频法相结合的方式准确测定了脉冲信号频率，利用辐射场功率密度积分法获取了辐射脉冲的远场功率分布，并给出了单次脉冲的辐射功率。某实验条件下的测量结果表明，0.14 THz高功率太赫兹脉冲的频率为0.146 3 THz，脉宽约为1.5 ns，功率不小于0.5 MW。
太赫兹脉冲 高功率 谐波混频 辐射场 terahertz pulse high-power subharmonic heterodyne radiation field
