基于混合集成的方式，采用对称锥形渐变线匹配结构设计了335 GHz非平衡式三倍频器。在保证单模传输的条件下，该匹配结构不仅能够固定二极管位置，而且可以增大匹配效果，解决了高频段倍频器3 dB带宽较窄的问题。实测结果表明，该倍频器在330~356 GHz频率范围内输出功率均大于5 mW。驱动功率为220 mW时，有最高输出功率11.2 mW，由它作为核心器件组成的固态太赫兹本振源，能够驱动超外差接收机中670 GHz二次谐波混频器。

针对太赫兹通信及成像等系统对高集成度射频收发链路的需求, 在自主研制的太赫兹肖特基二极管的基础上, 建立了器件的精确模型, 设计并制备出基于二极管的倍频/混频单片集成芯片, 解决了传统二极管装配难度大、一致性差的难题, 提高了器件的性能。成功研制出170 GHz、340 GHz倍频器和340 GHz混频器模块, 并且开发出集成化的340 GHz发射与接收链路。发射端一体化模块实现了342 GHz功率为22 mW的输出, 接收端一体化模块实现了330～350 GHz单边带变频损耗在10 dB上下。该模块的开发为未来太赫兹通信及成像技术的应用奠定基础。

本文介绍了一种基于砷化镓材料的高功率490~530 GHz单片集成三倍频器。基于提出的对称平衡结构，该三倍频器不仅可以实现良好的振幅和相位平衡，用来实现高效的功率合成，还可以在没有任何旁路电容的情况下提供直流偏置路径以保证高效倍频效率。同时，开展容差性仿真分析二极管关键电气参数与结构参数对倍频性能的影响研究，以便最大化提升倍频性能。最终，在大约80~200 mW的输入功率驱动下，研制的510 GHz三倍频，在490~530 GHz频率范围内，输出功率为4~16 mW，其中峰值倍频效率11%。在522 GHz频点处，该三倍频在218 mW的输入功率驱动下，产生16 mW的最大输出功率。该三倍频器后期将用于1 THz的固态外超外差混频器的本振源。

实现了一种基于“对差分”结构的高效率285 GHz三倍频器。相比于传统的基于片上旁路电容的平衡式三倍频电路，这种理念能够将电路的功率容量提高一倍。同时，这种结构的三倍频能够提供高度的幅度和相位平衡性，进而实现更好的直流馈电回路，并通过省去高工艺需求的片上电容而降低了相应的插入损耗。同样，这种电路能够通过“对差分”结构实现偶次谐波的本征抑制，从而保证了在管结数量倍增前提下的更高变频效率。测试结果表明该三倍频器能够在140~210 mW的驱动功率条件下提供12%的最高效率。

提出了一种基于片上集成电容工艺和带阻滤波结构的高功率三倍频器设计方法。在倍频器输入端，首先对倍频器二极管的直流偏置馈电部分进行改进，在梁式引线结构基础上结合二氧化硅（S_iO₂）工艺实现了片上集成电容，同时解决了三倍频器的直流馈电和射频接地问题，实现电路功能集成的同时也提高了模型仿真精度。此外，在二极管的输入端采用带阻滤波器结构替代传统的低通滤波结构，在保证倍频器性能的同时进一步简化倍频器结构复杂度和尺寸。为进行验证，设计并加工测试了两款中心频率分别为110 GHz和220 GHz的双路功率合成三倍频器。实际测试结果表明，在输入功率500 mW条件下，110 GHz三倍频器的输出峰值功率达到了140 mW，峰值效率接近30%，带宽超过15 GHz；在输入功率300 mW条件下，220 GHz三倍频器的输出峰值功率达到了45 mW，峰值效率达到15%，带宽为15 GHz。两款倍频的测试结果均有优秀表现，验证了设计方法的有效性。