The Development of Frequency Multipliers for Terahertz Remote Sensing System
The Development of Frequency Multipliers for Terahertz Remote Sensing System
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太赫兹遥感系统倍频器的研制
DOI：
10.3390/rs14102486
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发表时间：
2022-05
期刊：
影响因子：
5
通讯作者：
Nicholas Kinar
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yong Zhang;Chengkai Wu;Xiaoyu Liu;Li Wang;Chunyue Dai;Jianhang Cui;Yukun Li;Nicholas Kinar
本文综述了基于肖特基二极管的新型太赫兹倍频器的研究进展。综述了平面肖特基势垒二极管（SBD）的基本结构和制造工艺，并沿着介绍了文献中提出的其他二极管结构。提出了一种基于太赫兹倍频器的新型二极管数值建模方法，包括三维电磁场建模、电热场建模和物理非理想效应建模。在此基础上，介绍了太赫兹倍频器的一般设计方法，包括细分设计法（SDM）、全局设计法（GDM）和半细分半全局设计法（HS-HGDM）。这些方法进行了总结和比较，为110 GHz和220 GHz的频率倍增器的通信和成像应用的背景下。这些乘数的实验室测量显示出良好的协议与数值模拟。最后，几个经典的太赫兹遥感系统进行了审查，并提出了一个220 GHz的遥感系统，采用新型倍频器用于安全检查的目的，沿着与相关的成像结果。
This paper summarizes the development of novel Schottky-diode-based terahertz frequency multipliers. The basic structure and manufacturing process of planar Schottky barrier diodes (SBDs) are reviewed, along with other diode structures that have been proposed in the literature. A numerical modeling method for the novel diodes in the context of terahertz frequency multipliers is presented, which includes 3D electromagnetic (EM) modeling, electro-thermal modeling and modeling of physical non-ideal effects. Furthermore, a general design methodology for developing terahertz frequency multipliers is introduced, involving a sub-division design method (SDM), a global design method (GDM) and a half-sub-division and half-global design method (HS-HGDM). These methods are summarized and compared for 110 GHz and 220 GHz frequency multipliers in the context of communication and imaging applications. Laboratory measurements of these multipliers show good agreement with numerical simulations. Finally, several classic terahertz remote sensing systems are reviewed, and a 220 GHz remote sensing system established using novel frequency multipliers for security inspection purposes is presented along with associated imaging results.
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