[发明专利]一种太赫兹倍频器的快速设计方法

权利要求书

1.一种太赫兹倍频器的快速设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在三维电磁仿真软件中提取非线性器件的SNP文件，并将其导入电路仿真软件中；

步骤2、在电路仿真软件中，根据实际需求的倍频器性能，利用SNP文件计算出理想状态下非线性器件输入、输出阻抗值；

步骤3、在三维电磁仿真软件中设计输入、输出结构模型，分别计算出输入结构、输出结构的端口阻抗值，通过调整输入结构、输出结构的尺寸，使其与对应的步骤2所计算出的非线性器件输入、输出阻抗值相等，实现阻抗匹配，从而完成倍频器设计；详细过程为：

3.1、在三维电磁仿真软件中分别设计出输入结构和输出结构的模型；并分别提取输入、输出结构模型端口的S参数；

3.2、计算输入结构端口阻抗值：

在三维电磁仿真软件中，不做任何处理下，得到的端口2的S参数；然后对端口2做归一化50Ω处理得到一个新的S参数，在归一化50Ω处理后得到的新S参数下，定义S22端口面向右的所有网络为一个Zin，得到如下方程：

对上述方程进行求解即可得到公式(1)和公式(2)：

ReZin ＝-50*(re(S(2,2))^2+im(S(2,2))^2-1)/((re(S(2,2))-1)^2+im(S(2,2))^2)   (1)

ImZin＝(ReZin*(re(S(2,2))-1)+50*(re(S(2,2))+1))/im(S(2,2))   (2)

其中，Re为输入结构Zin的实部，Im为输入结构Zin的虚部；

将公式(1)和公式(2)代入三维电磁仿真软件的Output Variables控件中，即可直观的获得输入结构端口阻抗值；

3.3、计算输出结构端口阻抗值：

输出结构端口阻抗值的计算过程与输入结构阻抗值的计算过程相同；只需在输出结构归一化50Ω处理后，将输入结构模型端口的S参数替换为输出结构模型端口的S参数，即可得到输出结构端口阻抗值。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹倍频器的快速设计方法，其特征在于：所述太赫兹倍频器的快速设计方法还包括验证过程：

在三维电磁仿真软件中，将输入结构、输出结构及非线性器件模型合并得到倍频器模型，并提取倍频器模型的SNP文件；

将提取的倍频器模型SNP文件导入电路模型中验证设计准确性。

3.根据权利要求1所述的一种太赫兹倍频器的快速设计方法，其特征在于：为减少谐波对倍频性能的影响，所述输入结构、输出结构模型中还包括理想滤波器。