- 文献综述（或调研报告）：
毫米波、亚毫米波频段位于微波和红外之间，拥有极为丰富的频谱资源。毫米波频段具有可用带宽宽、波束窄以及穿透烟雾能力强等优点，在通信、雷达等领域得到了极为广泛的应用，各种毫米波单片集成电路(MMIC)芯片都已完全商业化，并且向着系统单片集成(SOC)的方向发展。近四十年来地球大气以及天文领域的研究需要也推进着毫米波频率高端及亚毫米波频段器件、模块及系统技术不断向前发展，并在超宽带通信、近距雷达、医学成像、生物大分子研究等领域崭露头角。尤其是二十世纪末至今，以研究宇宙起源及物质组成为目的的分子光谱学及遥感领域的应用需求，使得对毫米波频率高端及亚毫米波频段相关技术的研究进入了黄金时期。为实现高频谱分辨率以及高角度分辨率成像，接收机一般采用超外差式结构，毫米波、亚毫米波频段的频率源是其核心组成部分。例如美国国家航空航天局(NASA)于1998年发射的亚毫米波天文卫星(SWAS，工作频段487GHz～556GHz)，研究行星空间的水、氧气等成分；欧洲宇航局(ESA)于2009年发射的Herschel太空观测站，用于研究恒星及行星形成、星系演化及化学元素起源和演化等等。Herschel平台上装有多部探测设备眇j，远红外外差探测器(HIFI)是其中之一，分为7个频段，覆盖480GHz-1910GHz；由美国NASA及德国宇航局(DLR)资助的下一代机载天文观测站(SOFIA)。，采用波音747做为设备平台，飞行高度高于海拔12．5公里，主要观测频段为0．5THz～10THz；位于智利海拔5公里亚他加马沙漠的大型毫米波、亚毫米波阵列(ALMA，66个单元)，包括美国、欧洲、日本及中国等国家和地区都参与其中，该接收阵列覆盖31．3GHz～950GHz频段，主要研究未知恒星及行星的化学构成。在毫米波频率低端及微波频段，超外差接收机前端一般由低噪声放大器、镜像抑制滤波器、下变频器及中频放大器构成；而在毫米波频率高端及亚毫米波频段，由于缺乏相应的低噪声放大器，一般直接采用肖特基二极管混频器、超导混频器(SIS)或热电子混频器(HEB)将接收信号下变频。肖特基二极管混频器具有可在常温下工作，中频带宽宽的优点，但本振驱动功率要求较高(W频段以上一般0dBm～5dBm左右)，噪声性能也相对较差1。在系统有低噪声要求时，一般采用SIS混频器或HEB混频器。SIS混频器技术目前已比较成熟，其性能基本达到了超外差接收机的量子极限。受SIS结调谐电路的损耗等因素限制，SIS混频器工作频率最高一般在1THz左右，本振驱动功率约数十微瓦1。而在1THz频率以上一般采用超导HEB混频器，本振驱动功率一般为微瓦级。
毫米波、亚毫米波频率源作为超外差接收系统的心脏，也是其核心技术之一。目前获得毫米波及亚毫米波频段频率源的方法主要分为三大类：
(1)微波频率源经多次倍频后得到毫米波、亚毫米波频率源；
(2)毫米波、亚毫米波真空管振荡器。例如返波管振荡器f421，在1．2 THz可以获得1mW的功率输出；
(3)光学方法。如远红外激光(FIR Laser)、光学差频及量子级联激光(QCL)，伽等，其中QCL在3THz可获得数十毫瓦的峰值输出功率。
上述几种方法中，真空管振荡器需要上千伏的工作电压，并且需要锁定在外部参考源上才能应用于高分辨率的分子光谱学系统中，体积和重量都较大，并且可靠性比较低(使用寿命～般在数千小时左右)。采用激光方法获得亚毫米波频率源适合亚毫米波频段高端的应用。该方法获得的源虽然输出功率大，但是可调带宽窄，并且需要冷却设备，因此设备笨重、效率较低，不适合机载及空载平台应用。随着近二十年毫米波、亚毫米波固态倍频器工艺水平、芯片水平以及设计方法的进步，在亚毫米波频段(直到3THz)已经能够实现输出功率足够驱动SIS及HEB混频器的固态肖特基二极管倍频器，并且可以实现lo％pA_k的带宽。固态倍频器具有能在常温下工作、体积小、重量轻及功耗小等优点，非常适合机载、空间探测平台的应用，因此得到了飞速的发展和广泛的应用。功能强大的三维电磁场软件可以对器件及电路进行精确的建模仿真，从而有效的指导倍频器的设计。工艺上的进步也是促进亚毫米波倍频器逐渐成熟的因素之一，目前采用薄膜MMIC技术(厚度3um)的GaAs平面肖特基二极管倍频器在2．7THz已能实现O．1uW以上的输出功率川。
毫米波、亚毫米波倍频器主要采用肖特基变阻二极管或肖特基变容二极管来实现，两者的物理结构基本相同，区别在于肖特基变容二极管的反偏电压较大，并且结电容随反偏电压的改变而改变。因此，在国外一些报道中，往往直接称肖特基变容二极管为肖特基二极管。肖特基变阻二极管倍频器与肖特基变容二极管倍频器相比具有工作带宽宽(匹配后往往达到波导全频带)的优点，但后者功率容量大，倍频效率也较高，因此适合于亚毫米波固态倍频链设计。国外毫米波、亚毫米波倍频模块商用产品中，肖特基平面变阻二极管倍频器由于其频段较宽，往往作为通用产品。而应用于各种天文观测平台的毫米波、亚毫米波系统中的固态倍频链一般通过自行设计(Custom Design)平面分立变容二极管或单片变容二极管倍频芯片来实现。
随着工艺及技术水平的不断发展，倍频器的工作频段、输出功率及倍频效率还将进一步提高，有望在亚毫米波频段实现数十微瓦的功率输出以驱动高分辨率探测平台中的阵列HEB混频器。从而可能在更多的应用场合取代基于真空管振荡器及激光振荡器等的毫米波、亚毫米波源。随着国内对毫米波、亚毫米波技术重要性的认识不断加深，国内在该领域的研究也
取得了一定的进展。毫米波单片集成电路(MMIC)方面代表成果有包括：电子科大于2007年报道的Ka频段1W单片功率放大器，2008年报道的Ka频段采用功率合成技术的10W功率放大器网及东南大学于2010年报道的40GHz宽带低噪声放大器掺6J等。在毫米波、亚毫米波电路及系统技术方面，东南大学孙忠良院士从上世纪70年代开始研究毫米波信号源的产生，并研发出从8毫米波段到3毫米波段的毫米波体效应振荡器系列。自上世纪90年代以来，主要有中山大学等单位激光器亚毫米波信号源的研究电子科技大学和电子十二所真空器件亚毫米波信号源的研究[60,61]以及中科院紫金山天文台用于射电天文的亚毫米波接收机研究等。
进入21世纪，在国家项目的支持下，开始进行毫米波、亚毫米波系统的研究。2002年，国家自然科学基金委员会将亚毫米波研究列入重大基金项目“Terahertz技术研究”，从而正式启动了我国关于亚毫米波技术的大规模研究工作。其中紫金山天文台参与多项国际合作项目，发表多篇有关SIS混频器、HEB混频器以及QCL太赫兹频率源等方面的文章，并已达到国际先进水平，表明我国用于天文的亚毫米波电路及系统技术都有较大的提升。在亚毫米波频率源方面主要包括天津大学姚建铨院士等人利用光参量振荡和非线性差频效应进行的亚毫米波源理论和实验的研究，电子科技大学刘盛刚院士对电真空器件太赫兹辐射源的研究。此外，毫米波以及亚毫米波频段固态倍频技术报道近年来也逐渐增多，采用倍频技术实现的频率源大多集中在三毫米频段左右，倍频效率与输出功率都有一定的提高，其中倍频效率一般不超过5％。由以上分析可见，毫米波、亚毫米波固态倍频源是目前国外获得该频段频率源的主
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
