太赫兹波在许多领域均表现出独特的优势,近年来已经成为学者们研究的热点。随着成像、通信等系统应用的频率不断上升,人们对太赫兹波产生、接收方法的研究愈加深入。混频电路作为太赫兹接收前端的必须成分,对接收机的性能表现会起到极为显著的影响,而在目前已经能投入应用的太赫兹系统中,被广泛用于混频电路的肖特基二极管,在室温下运行,无超低温等苛刻的运行环境要求,常常出现在太赫兹频率转换电路中。本文研究的高次谐波混频器工作在0.34THz这一大气窗口频段,采用反向并联二极管对的形式抑制奇次谐波混频能量的输出,并应用八次谐波和十六次谐波混频技术,即本振提供的频率分别仅需射频的八分之一和十六分之一,大大降低了本振所需工作频率。论文首先基于肖特基二极管经典理论及相关数据,创建了所用二极管在HFSS中的三维物理模型和相应的ADS电路仿真SPICE参数模型,并对两种模型在软件中的联合仿真进行了研究。相比传统的仿真模型提出了增加模型端口的方式,进一步改善了二极管仿真模型与实物不一致的情况。论文在分析了管芯模型精确性之后,对混频电路进行了仿真优化,主要包括基于50um厚度石英基片悬置微带结构的波导-悬置微带过渡结构、隔离射频信号的CMRC滤波器和二极管宽带匹配电路;基于0.127mm厚度Roggers5880基片微带线结构的波导-微带过渡结构、缺陷地和CMRC低通滤波器、缺陷地带通滤波器等。在完成了电路模型仿真和精密加工装配后,论文对两种0.34THz混频器进行了实验研究。实测八次谐波混频最佳变频损耗为24.5dB,265GHz-373GHz范围内小于36dB;十六次谐波混频最小变频损耗为30.6dB,265GHz-377GHz范围内小于46dB。本课题研究成果为太赫兹高次谐波混频电路的研究提供一定的参考和经验,所获成果有助于推动我国太赫兹半导体器件及太赫兹频谱测试应用的发展。