太赫兹变容二极管非线性精确建模及其倍频应用研究

基本信息
批准号:61301051
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:张波
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张永鸿,陈其科,陈哲,江源,陈宁波,李浩,吴三统,刘戈,韩祎炜
关键词:
倍频非线性模型太赫兹变容二极管
结项摘要

Terahertz technology is an internationally recognized interdisciplinary and frontier science and as to its development, the source problem is deemed to be solved firstly. In the all solid-state terahertz domain, the international trend has been focusing on extending the millimeter wave frequency source of terahertz band through frequency multiplier. Currently, precise modeling of efficient multiplication varactor at terahertz band has been reported abroad. However there are still some problems existed with respecting to the modeling building, and matters such as parasitic parameters or processing technology etc. that have impact on circuit performance haven't been considered during analysis. To begin with, this topic theoretically researches the physical mechanisms that semiconductor device's generated terahertz wave through nonlinear double-frequency method to build the nonlinear model in diode junction. Meanwhile, based on the sizes and material properties of the diode layers, we bring up diode three-dimensional electromagnetic model using rectangular coaxial probe to establish the nonlinear model of parasitic parameter. With integrating the nonlinear model of diode junction, we set up precise nonlinear model of the terahertz varactor. Now therefore, we analyze the process factors impacting on circuit performance to come up with terahertz frequency multiplier circuit structure that suitable for the domestic processing technology. Moreover, we have studied and developed frequency multiplier samples and then verify and upgrade correlative theoretical analysis as well as nonlinear models through experiments. And these for the establishment of an efficient terahertz frequency source, applications in military and civilian electronic systems and break down of foreign technology blockade, have important practical significance.

太赫兹技术是国际公认的交叉前沿领域,其发展首先需要解决源的问题。在全固态太赫兹领域,国际发展趋势是通过毫米波频率源经倍频的方式扩展至太赫兹频段。目前国外对于太赫兹频段高效倍频变容二极管精确建模,已有相关报道,但建立的模型均存在一定的问题,对于寄生参数或者加工工艺等因素对电路性能的影响没有引入模型中加以分析。本项目首先从理论上研究半导体器件非线性倍频方法产生太赫兹波的物理机理,建立二极管结的非线性模型;并根据二极管各层的尺寸和材料特性,提出使用矩形同轴探针结构的二极管三维电磁模型,建立寄生参数非线性模型,结合二极管结模型建立太赫兹变容二极管非线性模型;根据此模型分析工艺因素等对电路性能影响,提出适合太赫兹频段加工工艺的新型倍频器电路结构;通过实验研究研制倍频器样品,并验证完善相关理论分析和非线性模型。这对于建立一种高效太赫兹频率源技术,应用于军事和民用电子系统,具有重要的现实意义。

项目摘要

太赫兹技术是国际公认的交叉前沿领域,其发展首先需要解决源的问题。在全固态太赫兹领域,国际发展趋势是通过毫米波频率源经倍频的方式扩展至太赫兹频段。在通信、雷达、成像及物质波谱分析等军事应用系统开发研究需求的牵引下,固态太赫兹源正在向着更高频率、更大功率、超低相位噪声、高集成度、宽频带等方向发展。目前国外对于太赫兹频段高效倍频变容二极管精确建模,已有相关报道,但建立的模型均存在一定的问题,对于寄生参数或者加工工艺等因素对电路性能的影响没有引入模型中加以分析。本项目首先从理论上研究了半导体器件非线性倍频方法产生太赫兹波的物理机理,建立了二极管结的非线性模型;并根据二极管各层的尺寸和材料特性,提出了使用同轴探针结构的二极管三维电磁模型,建立了太赫兹变容二极管非线性模型;并根据此模型分析了工艺因素等对电路性能影响,设计了适合太赫兹频段加工工艺的新型倍频器电路结构;通过实验研究研制了倍频器样品,并验证和完善了相关理论分析和非线性模型。经过课题组成员的共同努力,建立了二极管高效倍频非线性精确模型,解决了太赫兹半导体器件非线性模型建模与参数提取不准确问题,并以此为基础解决了太赫兹倍频器效率不高的问题,并在国内现有的工艺条件下实现了太赫兹高效倍频器,完成了实验研究工作,指标达到了项目要求;研制了工作频率为320GHz的太赫兹倍频器,输出功率大于3mW,带宽大于20GHz。本项目突破了THz频段非线性器件高效倍频的技术难题,能更精确的指导变容管倍频器的设计,提高了我国THz固态技术的基础研究水平和自主创新能力,具有重要的科学意义;可为THz雷达发射技术奠定理论基础,对打破国外技术封锁,应用于军事和民用电子系统,具有重要的现实意义;同时又能够有力推动国内THz半导体材料和器件的发展,促进学科交叉,具有重要的长远意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
3

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022
4

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018
5

货币政策与汇率制度对国际收支的影响研究

货币政策与汇率制度对国际收支的影响研究

DOI:
发表时间:2022

张波的其他基金

批准号:51571201
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51277107
批准年份:2012
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:61234006
批准年份:2012
资助金额:310.00
项目类别:重点项目
批准号:59777008
批准年份:1997
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:30800739
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81803674
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10673002
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:50507010
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11501075
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60474066
批准年份:2004
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:81171907
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:20907030
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71471173
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81773197
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61171070
批准年份:2011
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51302279
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401428
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31272391
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30600603
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11326097
批准年份:2013
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:61703438
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61505125
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41772207
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51401131
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61076082
批准年份:2010
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:60742002
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81501888
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504090
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61605185
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100512
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60771010
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81572003
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51479043
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81101479
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10474107
批准年份:2004
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81803464
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901211
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71271210
批准年份:2012
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81600175
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571693
批准年份:2015
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:50937001
批准年份:2009
资助金额:200.00
项目类别:重点项目
批准号:31170158
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:71071155
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51365046
批准年份:2013
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81460566
批准年份:2014
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11071244
批准年份:2010
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:90820007
批准年份:2008
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81872077
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:40601058
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171937
批准年份:2011
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:U1831136
批准年份:2018
资助金额:50.00
项目类别:联合基金项目
批准号:41602225
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60576052
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61103069
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31770012
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21503079
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11673051
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:10703010
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50177009
批准年份:2001
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81372292
批准年份:2013
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:10373005
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61801511
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10973006
批准年份:2009
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:31300683
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41071243
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:11205155
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39670807
批准年份:1996
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:21875042
批准年份:2018
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81201605
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91738102
批准年份:2017
资助金额:85.00
项目类别:重大研究计划
批准号:21677097
批准年份:2016
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:61306127
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50905118
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372010
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:71873137
批准年份:2018
资助金额:49.00
项目类别:面上项目
批准号:81871361
批准年份:2018
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:51879063
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11673007
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81273099
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31500367
批准年份:2015
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872018
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51771212
批准年份:2017
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:U1866212
批准年份:2018
资助金额:260.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81301978
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20405016
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11274330
批准年份:2012
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
批准号:30570691
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:81773403
批准年份:2017
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:31101377
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81800580
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860032
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39070522
批准年份:1990
资助金额:2.00
项目类别:面上项目
批准号:51379114
批准年份:2013
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:51437005
批准年份:2014
资助金额:350.00
项目类别:重点项目
批准号:30170364
批准年份:2001
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:81472487
批准年份:2014
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:41076110
批准年份:2010
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:61771116
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81570698
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11273011
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30770830
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61572326
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51777109
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51879151
批准年份:2018
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81872065
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51101157
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600726
批准年份:2006
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272217
批准年份:2012
资助金额:99.00
项目类别:面上项目
批准号:31160058
批准年份:2011
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71073005
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:21177084
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:51171200
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51304042
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400011
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51065025
批准年份:2010
资助金额:29.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31560451
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51706043
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11602204
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51106120
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31672100
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81100549
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572931
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:40701140
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802022
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81672480
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:70503002
批准年份:2005
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11073046
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:61379093
批准年份:2013
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:11626234
批准年份:2016
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:91430102
批准年份:2014
资助金额:65.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61803094
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51375312
批准年份:2013
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:91648112
批准年份:2016
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31860440
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31101140
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10771214
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:31771927
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:19973002
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:81372714
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:21506214
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51907188
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10671201
批准年份:2006
资助金额:16.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

太赫兹回旋倍频速调管研究

批准号:60877058
批准年份:2008
负责人:鄢扬
学科分类:F0504
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
2

折返结构太赫兹倍频放大器机理研究

批准号:61771105
批准年份:2017
负责人:胡玉禄
学科分类:F0122
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

回声增强高次谐波太赫兹倍频行波管

批准号:61371052
批准年份:2013
负责人:巩华荣
学科分类:F0122
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
4

太赫兹片上二极管非线性精确建模及单片集成电路设计

批准号:61674047
批准年份:2016
负责人:文进才
学科分类:F0404
资助金额:62.00
项目类别:面上项目