中国报告大厅网讯，2026年全球无线通信技术向着超高速率、超大带宽、超低时延方向持续迭代，太赫兹频段凭借0.1–10THz的宽频谱资源，成为6G通信、高精度成像、近距离传感等前沿领域的核心攻坚方向。当前全球太赫兹射频前端产业链逐步成熟，行业竞争焦点从基础器件量产能力转向高频器件的带宽拓展、噪声抑制、端口隔离度三大核心指标，其中太赫兹混频器作为接收机前端完成频谱搬移的核心无源器件，其性能直接决定整个太赫兹接收系统的通信速率与信号保真度。现阶段市面上主流太赫兹混频器普遍存在高频信号损耗大、基带带宽受限、本振与射频信号串扰严重等痛点，难以适配230GHz高频相控阵接收机的商用需求，基于CMOS工艺优化宽带太赫兹混频器电路结构，成为破解行业共性技术瓶颈、提升器件市场竞争力的关键路径。以下是2026年太赫兹混频器行业竞争分析。 

  一、太赫兹混频器行业应用痛点与高频设计核心难点

  《2025-2030年中国太赫兹混频器行业发展趋势及竞争策略研究报告》指出，在太赫兹相控阵接收机整体链路中，太赫兹混频器承担着高频射频信号向下变频基带信号的关键作用，是衔接天线接收单元与后端基带处理单元的核心器件。随着通信频段提升至230GHz太赫兹频段，传统结构的太赫兹混频器面临多重难以规避的工程问题，制约了太赫兹接收设备的落地应用。

  第一，高频信号传输损耗问题突出。太赫兹频段电磁波波长极短，芯片内部走线、器件寄生参数都会造成射频信号大幅衰减，传统太赫兹混频器变频损耗居高不下，大幅降低接收机整体接收灵敏度;第二，带宽与隔离度存在固有矛盾。以往设计为了抑制本振、射频杂散信号泄露，会在中频输出端加装大容量滤波电容，而大电容会放大电路RC时间常数，直接压缩基带有效带宽，无法满足宽带通信的数据传输需求;第三，差分信号链路不平衡问题明显。天线与太赫兹混频器之间的片上走线存在寄生阻抗差异，会破坏差分射频信号的对称性，进一步加剧端口信号串扰，恶化接收系统信噪比。

  结合行业器件设计经验来看，零中频架构是适配太赫兹混频器小型化、片上集成化需求的优选方案，该架构无需额外配置中频二级变频链路，能够简化接收机整体电路布局，契合65nm CMOS成熟工艺的量产要求。针对上述行业普遍痛点，本次研究依托65nm CMOS工艺，研发一款LC双谐振接地结构的片上宽带零中频太赫兹混频器，针对性解决高频损耗、带宽受限、端口隔离度不足三大行业难题。

  二、太赫兹混频器整体电路架构与核心工作原理

  2.1 谐波变频工作机制

  本次设计的太赫兹混频器面向230GHz太赫兹相控阵接收机场景，采用二次谐波下变频工作模式，选用115GHz本振信号作为驱动信号，利用本振信号自身二次谐波完成230GHz射频信号的直接下变频处理，最终输出0~12GHz基带中频信号。采用二次谐波变频方案的核心原因在于，片上压控振荡器在115GHz工作频段输出信号振幅远高于230GHz频段，能够保证太赫兹混频器获得更稳定的开关驱动能力，有效降低变频过程中的信号损耗，相比基波变频方案更适配太赫兹高频芯片的集成设计需求。

  2.2 射频端隔离优化电路设计

  本振信号泄露是影响太赫兹混频器端口隔离度的主要干扰源，共模形式的本振信号极易反向串入射频接收链路，干扰天线正常接收的射频信号。本次设计在太赫兹混频器射频输入端口集成片上变压器，依托变压器天然的共模抑制特性，直接阻隔共模本振信号向射频前端的泄露。同时，天线与太赫兹混频器之间的片上走线会产生寄生差分不平衡效应，破坏差分射频信号完整性，为此在变压器中心位置增设抽头电容，抵消走线带来的阻抗失衡问题，还原差分射频信号原始波形，从射频输入端阻断杂散信号干扰。

  2.3 中频端LC双谐振接地带宽拓展设计

  为解决传统太赫兹混频器大容量滤波电容导致的带宽压缩问题，本次创新采用LC串联双谐振接地结构替代传统RC滤波电路，依托谐振电路的频率选择特性，实现不同频率信号的阻抗自适应调控。该双谐振接地结构具备双重阻抗特性：在115GHz本振共模信号频率下呈现最低阻抗，快速将泄露至中频端的本振信号接地泄放;在230GHz射频差模信号频率下同样呈现最低阻抗，滤除残留的射频杂散信号。

  与此同时，设计选用40fF小容量电容搭建中频接地电路，最大程度缩减中频输出端口的RC时间常数，彻底规避大电容带来的带宽瓶颈，在保证杂散信号抑制能力不变的前提下，有效拓宽太赫兹混频器基带工作带宽。经过电路仿真迭代优化，确定该太赫兹混频器核心无源器件参数：输出电感12pH，匹配电感18pH，保障双谐振电路精准匹配目标工作频率。

  三、太赫兹混频器联合仿真平台搭建与实测性能数据分析

  为全面验证这款宽带零中频太赫兹混频器的实际工作性能，本次采用射频电路专用仿真软件与电磁仿真软件开展电路-电磁联合仿真，完整复刻芯片片上布局、金属走线寄生参数、器件电磁耦合效应，仿真环境完全贴合65nm CMOS工艺实际流片工况，保证仿真数据具备工程参考价值。本次仿真完整测试变频损耗、系统变频增益、射频工作带宽、噪声系数以及三大端口隔离度核心指标，全部实测数据如下。

  3.1 变频损耗与基带带宽性能

  在230GHz标准射频输入信号工况下，该太赫兹混频器行业整机变频损耗稳定维持在-10dB，变频转换效率满足高频太赫兹接收系统设计要求。得益于LC双谐振接地结构与小电容带宽优化方案，器件基带-3dB带宽达到12GHz，完整覆盖0~12GHz中频输出区间，相比传统同工艺太赫兹混频器，基带带宽提升幅度超过40%，可支撑超高带宽太赫兹无线通信的数据传输需求。

  3.2 整机下变频系统核心射频指标

  将该太赫兹混频器与后端中频低噪声放大器级联，搭建完整下变频接收链路后，系统整体射频带宽可达15GHz，整机变频增益为12dB，系统噪声系数控制在11dB。三项核心射频指标兼顾了宽带传输能力、信号放大能力与低噪声接收能力，能够适配复杂电磁环境下的太赫兹信号接收工作。

  3.3 多端口信号隔离度测试结果

  端口隔离度直接反映太赫兹混频器对串扰杂散信号的抑制能力，本次针对射频-中频、本振-中频、本振-射频三组关键端口开展隔离度测试，具体测试结果为：RF-IF隔离度-35.3dB，LO-IF隔离度-30.8dB，LO-RF隔离度-19.6dB。数据结果证明，射频端变压器与中频端LC双谐振接地结构形成双重隔离防护体系，可有效抑制各端口之间的信号串扰，解决了太赫兹频段高频信号易互相干扰的行业难题。

  四、全文总结

  结合2026年太赫兹混频器行业激烈的技术竞争格局，本次针对230GHz太赫兹相控阵接收机的应用场景，研发了一款基于LC双谐振接地结构的片上宽带零中频太赫兹混频器，依托65nm CMOS成熟工艺完成电路设计与电磁仿真验证。该太赫兹混频器采用115GHz本振二次谐波实现高频信号下变频，通过射频端变压器与中心抽头电容优化信号平衡性、抑制本振泄露，依靠中频端双模LC谐振电路兼顾杂散抑制与带宽拓展，解决了传统太赫兹混频器带宽与隔离度无法兼顾、高频变频损耗大、差分信号失衡三大行业共性缺陷。从最终性能数据来看，器件12GHz宽带基带带宽、-10dB变频损耗，搭配整机12dB变频增益、15GHz射频带宽、11dB噪声系数以及优异的多端口隔离度，整体性能优于同工艺传统太赫兹混频器产品。该设计方案结构简洁、集成度高、适配CMOS量产工艺，能够有效填补现阶段宽带太赫兹接收前端的器件缺口，为后续商用化太赫兹相控阵接收机芯片设计提供可行的技术参考，也助力国产太赫兹混频器在全球行业竞争中提升性能优势。