摘要：基片集成波导(Substrate integrated waveguide,SIW)具有低插入损耗、高品质因数等优点,已被广泛应用于微波电路和系统的设计中。然而,SIW横向尺寸较大,限制了其在小型化紧凑型微波电路和系统中的应用。本文提出了一种人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)与SIW技术相结合的设计思路,实现小型化的集成混合电路。通过混合由金属化盲孔和金属贴片组成的三维集成SSPP结构,代入慢波效应,显著降低了单元结构的上限和下限截止频率。通过色散特性理论分析和全波电磁场仿真,证明了该SIW-SSPP集成混合电路可实现传输线30%的横向长度和50%的纵向长度缩减。进一步,通过在SIW-SSPP混合电路结构顶部蚀刻正交辐射结构,设计了小型化超宽带圆极化漏波天线。结果表明:该天线在11.2~17 GHz的工作频带内,回波损耗小于-10 dB,S21小于-6 dB,11.2~16.2 GHz频段内轴比小于3 dB,增益范围在10~15 dBic,具有从后向空间(-27°)到前向空间(+30°)的连续扫描性能。该设计方法为高性能、紧凑型微波、毫米波和太赫兹系统的开发设计提供了新思路。

摘要：利用90nmInAlAs/InGaAs/InPHEMT工艺设计实现了两款D波段(110～170GHz)单片微波集成电路放大器.两款放大器均采用共源结构,布线选取微带线.基于器件A设计的三级放大器A在片测试结果表明:最大小信号增益为11.2dB@140GHz,3dB带宽为16GHz,芯片面积2.6mm×1.2mm.基于器件B设计的两级放大器B在片测试结果表明:最大小信号增益为15.8dB@139GHz,3dB带宽12GHz,在130～150GHz频带范围内增益大于10dB,芯片面积1.7mm×0.8mm,带内最小噪声为4.4dB、相关增益15dB@141GHz,平均噪声系数约为5.2dB.放大器B具有高的单级增益、相对高的增益面积比以及较好的噪声系数.该放大器芯片的设计实现对于构建D波段接收前端具有借鉴意义.

摘要：利用改进的小信号模型对采用100nmInAlAs/InGaAs/InP工艺设计实现的PHEMTs器件进行建模,并设计实现了一款W波段单片低噪声放大器进行信号模型的验证。为了进一步改善信号模型低频S参数拟合差的精度,该小信号模型考虑了栅源和栅漏二极管微分电阻,在等效电路拓扑中分别用Rfs和Rfd表示.为了验证模型的可行性,基于该信号模型研制了W波段低噪声放大器单片.在片测试结果表明:最大小信号增益为14.4dB@92.5GHz,3dB带宽为25GHz@85-110GHz.而且,该放大器也表现出了良好的噪声特性,在88GHz处噪声系数为4.1dB,相关增益为13.8dB.与同频段其他芯片相比,该放大器单片具有宽3dB带宽和高的单级增益.

摘要：设计了D波段直接检波式辐射计前端,主要包括D波段检波器模块、D波段低噪声放大器模块和D波段标准增益喇叭天线.基于商用零偏二极管HSCH-9161研制出D波段检波器,测试结果显示在D波段内,最高灵敏度接近1600 mV/mW,当频率小于140 GHz时,灵敏度大于400 mV/mW,在大于140 GHz频段内,灵敏度优于120 mV/mW.基于自研D波段低噪声放大器芯片研制出D波段低噪放模块,测试结果显示最大增益为10.8 dB@139 GHz,在137~144 GHz频率范围内,增益大于7.8 dB,输入端回波损耗优于5 dB,输出端回波损耗优于8.5 dB.最终搭建D波段直接检波式辐射计前端进行成像实验验证.

摘要：提出了一种简单、科学、有效的高截止频率肖特基势垒二极管设计方法。通过SMIC 180 nm工艺制备的肖特基二极管的截止频率为800 GHz,分析测试结果和仿真数据优化后的肖特基势垒二极管截止频率可以达到1 THz左右。完成了包括天线、匹配电路和肖特基势垒二极管的集成探测器,在220 GHz下其测试响应率可达130 V/W,等效噪声功率估计为400 pW/√Hz。完成了陶瓷瓶内不可见液面的成像实验并取得了良好的效果。

摘要：设计了一种能够工作在140～325 GHz频带的宽带准光检波器,由一颗高阻硅透镜和单片集成检波芯片组成.设计并加工出双缝天线,在天线馈电端集成了肖特基二极管,该紧凑结构使其能够接收空间中的太赫兹辐射并转换为基带信号.为增强片上天线的方向性,利用MLFMM算法进行了扩展半球硅透镜的设计和优化,实现了良好的辐射特性.通过测试,天线在220 GHz和324 GHz处的辐射增益分别为26 dB和28 dB.在140～325 GHz,检波器测试得到的响应率可达到1 000～4 000 V/W,对应的等效噪声功率（NEP）估算为0.68～2.73pW/Hz（1/2）.

摘要：介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用GaN HEMT工艺制备,实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负载牵引技术实现了放大器与天线之间良好的阻抗匹配.在100~110 GHz的频带范围内,功率放大器的平均输出功率为25.2 dBm,平均功率附加效率(PAE)为5.83%,单片太赫兹集成电路具有良好的辐射特性,芯片的10 dB带宽为1.5 GHz,在109 GHz估算的等效各向同性辐射功率(EIRP)为25.5 dBm.

摘要：设计了一款太赫兹准光探测器,该探测器主要由砷化镓肖特基二极管芯片以及高阻硅透镜组成.为了减小所设计芯片的欧姆损耗,将天线图案生长在了半绝缘砷化镓层上.在335～350GHz频率范围内,准光探测器的实测电压响应率为1360～1650V/W,双边带变频损耗为10.6～12.5dB.对应估算的等效噪声功率为1.65～2pW/Hz^(1/2).基于所设计的准光探测器进行了成像实验,该实验分别在直接检波和外差探测两种模式间进行,成像结果表明所设计的太赫兹准光探测器能够满足太赫兹成像方面应用.

摘要：针对太赫兹频段具有大带宽的特点,阐述了太赫兹波段进行高分辨力成像的原理,按照微波上变频的方法,将微波源通过混频和倍频方式得到太赫兹频率源;采用频率步进脉冲体制,设计和实现了220GHz太赫兹主动成像系统;并在暗室和外场进行了分辨力测试和拉距实验,获得的纵向分辨力达4cm,测试距离达10m。

摘要：针对无源超材料高色散、高损耗和均匀性差的缺点,利用集总元件和负微分元件设计、加工了一种微波频段的有源可调谐超材料传输线,并对其进行了测试.实验获得了具有散射参数随外加偏置电压改变而变化的电控可调谐特性以及衰减常数为负值的有源超材料传输线.