Schottky-Diode-Mixers in the Sub-Millimeter Wavelength Region for Imaging Applications

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Mischerkonzepte für leistungsfähige Schottky-Dioden-basierte THz-Empfänger für den Frequenzbereich um 600 GHz analysiert, entworfen und realisiert. Aufbauend auf dem Stand der Technik von THz-Mischern mit offenen Antennenstrukturen und whiskerkontaktierten Schottky-Dioden sind robuste, hohlleiterintegrierte Diodenmischer mit planaren GaAs-Schottky-Dioden für bildgebende Radaranwendungen entworfen worden. Neben rauscharmen Einzeldioden-Grundwellenmischern werden Oberwellenmischer-Konzepte diskutiert und deren Vorteile für bildgebende Nahbereichsanwendungen dargestellt. Das Potenzial der vorgeschlagenen Oberwellenmischer wird durch die messtechnische Charakterisierung eines sub-harmonischen Oberwellenmischers 4. Ordnung mit dielektrischer Lokaloszillatorzuführung demonstriert.This work covers the analysis, design and realization of mixer concepts for high-performance Schottky diode based THz-Receivers for 600 GHz. On the basis of the state of the art technology with open corner cube structures and whisker-contacted honey-comb Schottky diodes superior robust, waveguide-integrated diode mixers with planar GaAs Schottky diodes have been developed. The target application for the realized mixers were radar-based THz imaging systems. Very low-noise single diode mixers are presented and sub-harmonic mixing concepts and the advantages for short range imaging systems are discussed. The high potential of the proposed sub-harmonic mixers is demonstrated by measurement verification of a 4th harmonic 600 GHz downconverter with dielectric LO feed