Schottky-Dioden-Mischer im Sub-Millimeter-Wellenlängenbereich für bildgebende Anwendungen

Beschreibung

Für den heterodynen Empfang von elektromagnetischen Wellen bieten Dioden-Mischer eine Reihe von Vorteilen. Neben einer Auswertung der Amplitude ist auch die Phase des Empfangssignals für eine Signalverarbeitung möglich, wodurch moderne, radarbasierte Abbildungsverfahren angewendet werden können. Schottky-Dioden, als zentrales Bauelement für derartige Mischer, können bis in den THz-Bereich eingesetzt werden und zeichnen sich auch ohne kryogene Kühlung durch hohe Empfindlichkeiten und Rauscharmut aus. Diese Arbeit behandelt sowohl die grundlegenden Aspekte eines Mischerentwurfs unter Anwendung moderner Simulationsmethoden sowie fertigungstechnische Randbedingungen bei der Realisierung von Empfängern im Sub-Millimeter-Wellenlängen- bzw. THz-Bereich. Neben hochsensitiven Grundwellenmischern werden alternative, höherstufige Mischerkonzepte vorgestellt, die sich vor allem durch eine sehr hohe Flexibilität in Bezug auf die Integration in bildgebenden Systemen auszeichnen. Die diskutierten Schaltungsentwürfe auf Basis von GaAs-Schottky-Dioden werden anhand realisierter THz-Mischer vorgestellt. Die qualifizierte Charakterisierung der Mischer beinhaltet die Beschreibung von Messsystemen zur Ermittlung des Konversionsverlusts und der Empfängerrauschtemperatur und ermöglicht einen Bezug zum simulativen Mischerentwurf.

Autor*in

Jan Steffen Schür

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