基于六阳极结反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管，采用平衡式二倍频器结构，成功研制出一种大功率150?GHz二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合仿真方法，提高了仿真结果和实际的吻合度，并根据设计结果完成倍频器的加工、装配和测试。倍频器在输出频率为146~158?GHz下的倍频效率达到7%以上；在输出频率为154?GHz时，倍频效率达到12%，输出功率达到71?mW。

提出一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的微波光子变频移相信号生成方案。通过改变调制器的直流偏置电压可以实现二倍频移相信号生成或者上/下变频移相信号生成,生成信号的相位仅通过控制检偏器偏振方向与调制器一个主轴之间的角度α就能实现-180°~180°的连续调谐。在光频梳的支持下,本方案可扩展为多通道独立相位调谐的系统。仿真结果表明,频率为5 GHz的射频信号在三种功能下可以分别转换为二倍频信号10 GHz、下变频信号1 GHz和上变频信号13 GHz,它们的相位可实现-180°~180°的全范围连续调谐,且不同相位下生成信号的功率响应相对平坦。

基于六阳极结反向串联型GaAs平面肖特基二极管, 设计并实现了0.2 THz大功率二倍频器。肖特基二极管倒装焊接在50 μm石英电路上。采用电磁场和电路联合设计仿真获得了二倍频器的倍频效率。当入射功率在100 mW时, 输出频率在190~225 GHz带内效率大于5%。在小功率(Pin≈100 mW)和大功率(Pin≈300 mW)注入条件下, 测试了倍频电路的输出功率和倍频效率。在100 mW驱动功率下采用自偏压测试, 最大输出功率为14.5 mW@193 GHz, 对应倍频效率为14%; 在300 mW驱动功率下采用自偏压测试, 在188~195 GHz, 输出功率大于10 mW, 最大输出功率为35 mW@192.8 GHz, 对应倍频效率为11%。

在分离式二极管的基础上，实现了220 GHz高效率的二倍频器结构.该倍频器的电路在450 μm宽，2.7 mm长的50 μm石英基片上实现.测试结果表明，在室温下当驱动功率在46.4~164 mW时，在214~226 GHz的频段内能够实现大于16%的倍频效率.另外，当驱动功率在161 mW时，倍频器在218 GHz频点能够输出最高功率32 mW，并且在多个频点拥有高于20%的倍频效率.实验证明，所实现的二倍频器能够作为660 GHz倍频链路的驱动前级使用.

基于反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频结构,研制出了一种190 GHz大功率输出二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合的方法进行了仿真,并根据仿真结果完成了倍频器的加工、装配和测试。倍频器在182~196 GHz输出频率范围内的倍频效率可达8%以上;当输出频率为187 GHz时,倍频效率和输出功率可分别达到15.4%和85 mW。

介绍了一个基于平面肖特基二极管的220?GHz倍频器。该倍频器工作在室温下，结构简单。为了实现倍频，将一个具有4个反向串联肖特基结的变容二极管安置在石英基片上，直流偏置通过一个石英微带构成的低通滤波器加到二极管上。所有的石英电路基片都用导电胶粘接在波导腔体上，波导腔体是E面剖分的，表面镀金。220?GHz倍频器的测试结果表明，在选择合适的偏置电阻时，该倍频器具有15?mW的输出功率和5%的效率。在213~230?GHz频段，二倍频器的输出功率均在10?mW以上，且带内的功率波动非常小。

冰云探测对于提高天气预报准确性、监测极端天气现象等具有重要的意义.考虑到冰云粒子尺寸、形状分布等因素, 利用太赫兹频段被动遥感仪器能更好地解决冰云探测的难题.664 GHz作为一个重要的探测频点, 其接收机射频前端主要包括664 GHz二次谐波混频器、332 GHz二倍频器以及166 GHz大功率源.作者在太赫兹二倍频设计的基础上, 利用两路功率合成技术实现166 GHz大功率源, 目的是提供给后级的332 GHz二倍频器足够的输入功率, 从而能够驱动谐波混频器工作.实验结果表明, 上述大功率源在164~172 GHz频率范围内输出功率大于46 mW; 在168 GHz处有最大输出功率59 mW.以上研究有效解决了本振链路中G波段输出功率不足的问题, 为研制更高频段的太赫兹系统提供了技术支撑.