毫米波上变频接收前端光子学集成设计与优化研究

摘要

针对宽带毫米波成像系统需求,为实现上变频所用大带宽、高灵敏度电光调制器,对毫米波上变频接收前端光子学集成设计与优化进行了研究.对W波段上变频接收前端各部分进行了场分布分析,用HFSS软件对设计的毫米波共面波导结构进行电磁仿真,讨论了缓冲层厚度、电极高度和电极间距等结构参数对性能的影响,通过结构参数调整获得了优化的性能,并设计了射频模块.设计的W波段电光调制器半波电压理论值低于7V,导体损耗小于0.17 dB/(cm·GHz1/2),介质损耗小于0.01 dB/(cm·GHz),优于国外当前同类调制器水平;矩形波导共面波导传输损耗小于1 dB;双极切比雪夫滤波电路获得中心频率在77 GHz的7 GHz带通滤波特性.以此为基础集成的上变频接收前端具有损耗低、体积小、便于应用等优点.