基于GAAS的次谐波泵浦肖特基二极管混合器提供了许多用于外差接收器系统中的阵列实现的优势。由于射频(RF)和本地振荡器(LO)信号很远,系统设计变得更加简单。

捏造的照片次谐搅拌机设备
开发了专有的平面GaAs肖特基二极管过程,导致非常低的寄生阳极,其在几十的太赫兹中具有截止频率。该技术使整体混合器和频率乘数电路的强大实现能够进入太赫兹频率范围。使用光学和电子光束光刻和传统的外延层设计具有GaAs膜和金属束引线的创新使用,高性能太赫兹电路可以设计高保真。

所有这些混合器都使用用于壳体的金属波导结构。用于RF和LO耦合的金属加工结构妨碍这些混频器集成在多映射和成像应用中的多像素外差阵列接收器中。此外,INP基板上的太赫兹晶体管的最近开发提供了一次机会,首次提供集成放大器,然后是在这些频率的外差接收器中的肖特基二极管混合器。由于放大器在平面架构上开发,以便于多像素阵列实现,因此找到基于波导的混频器的替代架构非常重要。

在太赫兹频率下,微条带和带状线等传输线非常有损,因此对肖特基二极管混合器的性能有不利影响,它们具有更高的转换损耗和噪声温度。这些混合器使用CPW耦合结构设计,该结构具有较低的损耗,并且更符合平面架构和更高水平的集成度。CPW线路用于将RF和LO信号耦合到一对抗并行二极管。从一个端注入LO,其中存在CPW阻抗匹配网络和四分之一波长短路短截线(在LO频率处),其短路电路的LO端处的RF。在RF端,存在CPW阻抗网络和OpenCircuited,四分之一波长短截线(在LO频率上),其在电路的RF端的LO频率下起作用。如果来自二极管的RF端的CPW过滤器取出。

在集成的接收器系统中,CPW线路 - 用于RF和LO - 可以直接连接到LO的RF和频率乘数输出的低噪声放大器。

670 GHz的次谐波混合器的大多数结果使用低损耗波导耦合结构和金属壳体。在本报告的时候,这是第一次使用平面CPW拓扑以在这些频率下设计和开发子发声混频器。这种设计架构很容易导致与平面CPW放大器的无缝集成,可用于多像素外差阵列。

这项工作由Goutam Chattopadhyay,Erich T. Schlecht,Choonsup Lee,Robert H. Lin,John J. Gill,Imran Mehdi和Caltech的Seth Sin;和威廉廉,洛卡·洛伊,贝达·纳姆和布莱恩·罗德里格斯·北美航空航天局的喷射推进实验室。

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基于670-GHz肖特基二极管的子发声器,带CPW电路和70-GHz

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本文首先出现在2012年8月期问题美国宇航局金宝搏官网技术简报杂志。

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