检波器作为射频微波接收电路系统中经常用到的器件,在仪器测试、设备功率检测中发挥着重要的作用,高速检波成为了国内外研究的热点。随着对石墨烯非线性的深入研究,证明了在电磁波和直流偏置同时作用下,石墨烯的偶次谐波分量将得到有效的提升,非常适合石墨烯检波器的研制。由于在太赫兹频段对器件材料稳定性、低损耗的高要求,传统硅基材料已经不能满足需求,石墨烯则表现出独特的电学和物理特性。目前,对于石墨烯非线性器件的研究主要体现在倍频器、混频器、传感器等方面,检波器的相关研究却较少。针对这一问题,本文开展了石墨烯在检波器中的应用研究,探索石墨烯检波器的可实现性。本文依据石墨烯的二阶、三阶非线性效应和石墨烯非线性测试结果,结合石墨烯电导率和等效电路模型理论,通过方程的形式对端口特性进行描述,在ADS（Advanced Design System）软件中对多层石墨烯的SDD（symbolically-defined device）模型进行了初步的建立,在此基础上开展了直流偏置下的石墨烯检波器研究与设计,重点解决了无直流偏置的石墨烯检波器检波效率低下的问题。通过对直流偏置下的石墨烯检波器电路仿真,并结合信号源、频谱仪、示波器、直流电压源测试结果得出:添加直流偏置后石墨烯的非线性特性发生了改变,其输出谐波分量类似于传统肖特基二极管,石墨烯检波器的输出电压也得到了明显的提升,这对推动石墨烯检波器未来在太赫兹方向的发展具有重要的意义。本文首先根据石墨烯电导率及其等效电路模型的分析,通过方程的形式对端口特性进行描述,结合石墨烯的非线性实验测试结果,在ADS中建立了石墨烯SDD模型;并对电路中微带线的间隙长度大小、微带间隙阻抗进行了数据对比分析,通过对不同微带间隙和不同微带间隙阻抗的测试得出:当微带间隙长度为0.35mm,微带线间隙阻抗为50Ω时,石墨烯的非线性输出特性最好;然后对直流偏置电路进行设计和仿真,在要求的频段内,信号能够完整的通过;为了使低频信号和直流电压顺利通过,滤除石墨烯后端的基波和高次谐波,设计了一款低通滤波器;为了使输入功率能够尽可能无损的传输,需要进行输入阻抗和源阻抗的匹配,为了增大检波器的检波带宽,本设计了采用有损匹配的方式,并结合渐变线和分立元件电容对电路进行了匹配工作;并对整体电路进行了仿真,结果显示:在0.5-3GHz内,回波损耗小于-15d B。对有无直流偏置的石墨烯检波器进行测试对比,测试结果表明:两种检波器都实现了线性检波,当输入频率为1GHz,直流电压为1.6V时,检波器的输出电压最好,其切线灵敏度为-11d Bm,当输入功率12d Bm,输入频率0.5-3GHz时,检波输出电压最高值达到了415m V,比无直流的石墨烯检波器输出电压提升了几个等级,证明通过添加直流偏置能够提高石墨烯检波器的输出电压。本文在石墨烯SDD模型的基础,进行了直流偏置下的石墨烯检波器的研究与设计,证明了石墨烯的非线性可以用于检波器的设计,通过添加直流偏置可以提高石墨烯的检波输出电压,这一研究结果对未来石墨烯在太赫兹器件中的应用具有重要的研究意义和价值,同时也为新一代电子器件的研制提供了思路。