專利名稱：周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及濾波器，尤其涉及一種周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。
背景技術(shù)：
太赫茲波在電磁波譜中介于微波和紅外輻射之間，在宇宙中該波段的信息量占總信息量的約50%?？墒侵敝?0世紀80年代，對太赫茲波各方面特性的研究和了解還非常有限，因而被稱為遠紅外線和毫米波之間所謂的“太赫茲空隙”。近些年來，太赫茲源實際產(chǎn)生技術(shù)的研究取得了很大的進展。隨著量子級聯(lián)激光器、自由電子激光器、光波差頻方法以及通過光整流等產(chǎn)生較大功率的連續(xù)太赫茲波方法的出現(xiàn)，以及超外差式和直接探測器的研究等太赫茲探測方面的進展，太赫茲技術(shù)逐漸成為世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點。目前世界 上很多國家都積極地開展太赫茲方面的研究，在國內(nèi)很多高校和研究所從事太赫茲研究。太赫茲系統(tǒng)主要由輻射源、探測器件和各種功能器件組成。在實際應(yīng)用中，由于應(yīng)用環(huán)境噪聲以及應(yīng)用需要的限制等，需濾除不需要的頻率范圍和噪聲，提高系統(tǒng)的性能，因而太赫茲波濾波器在實際中有重要的應(yīng)用。當(dāng)前國內(nèi)外研究的并提出過的太赫茲波濾波器結(jié)構(gòu)主要基于光子晶體、表面等離子體等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，而且在實際制作過程中困難重重，成本較高，對加工工藝和加工環(huán)境要求也高。所以迫切需要提出結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、便于加工制作的太赫茲波濾波器來支撐太赫茲波應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號輸入端、傳輸層、基體、信號輸出端；基體上設(shè)有傳輸層，傳輸層包括NXN個無間距排列的對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元，N為自然數(shù)，傳輸層的厚度為1 2μπι，對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元具有一個中間鏤空的正方形金屬邊框，在中間鏤空的正方形金屬邊框內(nèi)對稱放置有兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)，兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)通過連接耦合微帶傳輸線相連，信號從信號輸入端輸入，依次經(jīng)過傳輸層、基體從信號輸出端輸出，實現(xiàn)信號濾波。所述的基體的厚度為50(Γ520μπι。所述的中間鏤空的正方形金屬邊框的邊長為15(Γ 55μπι，邊框?qū)挾葹?(Γ 2μπι。所述的連接耦合微帶傳輸線的寬度為1(Γ 2μπι。所述的缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)的微帶線寬度為1(Γ 2μπι。所述的基體的材料為高阻硅材料，傳輸層的材料為銅。本實用新型具有雙頻率、選擇性高、帶寬大、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、體積小、重量輕、節(jié)約材料、便于制作及易于集成等優(yōu)點。
圖I是周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的傳輸層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器性能曲線。
具體實施方式如圖f 3所示，周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號輸入端I、傳輸層2、基體3、信號輸出端4 ;基體3上設(shè)有傳輸層2,傳輸層2包括NXN個無間距排列的對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元5，N為自然數(shù)，傳輸層2的厚度為f 2 μ m，對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單兀5具有一個中間鏤空的正方形金屬邊框6,在中間鏤空的正方形金屬邊框6內(nèi)對稱放置有兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)8，兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)8通過連接耦合微帶傳輸線7相連，信號從信號輸入端I輸入，依次經(jīng)過傳輸層2、基體3從信號輸出端4輸出，實現(xiàn)信號濾波。所述的基體3的厚度為50(Γ520μπι。所述的中間鏤空的正方形金屬邊框6的邊長為150 155 μ m,邊框?qū)挾葹?(Γ 2 μ m。所述的連接耦合微帶傳輸線7的寬度為1(Γ 2 μ m。所述的缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)8的微帶線寬度為1(Γ 2μπι。所述的基體3的材料為高阻硅材料，傳輸層2的材料為銅。實施例I，設(shè)定各參數(shù)值如下結(jié)構(gòu)單元個數(shù)Ν=100，傳輸層的厚度為I μ m?；w的厚度為500μπι。中間鏤空的正方形金屬邊框的邊長為150 μ m，邊框?qū)挾葹?0 μ m。連接耦合微帶傳輸線的寬度為IOym0缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)的微帶線寬度為10 μ m?；w的材料為高阻硅材料，傳輸層的材料為銅。用太赫茲時域光譜儀測得太赫茲波濾波器的性能曲線如圖4所示。一個中心頻率點為O. 202THz，回波損耗Sll為-33. 5dB，插入損耗S21為-IdB,帶寬為O. ITHz ;另一中心頻率點為O. 239THz，回波損耗Sll為-34. 5dB，插入損耗S21為-O. 9dB，帶寬為O. ITHz0
權(quán)利要求1.ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于包括信號輸入端(1)、傳輸層(2)、基體(3)、信號輸出端(4);基體(3)上設(shè)有傳輸層(2),傳輸層(2)包括NXN個無間距排列的對稱缺ロ鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元(5)，N為自然數(shù)，傳輸層(2)的厚度為f2ym，對稱缺ロ鏤空半圓結(jié)構(gòu)単元(5)具有一個中間鏤空的正方形金屬邊框(6)，在中間鏤空的正方形金屬邊框(6)內(nèi)對稱放置有兩個缺ロ鏤空半圓結(jié)構(gòu)(8)，兩個缺ロ鏤空半圓結(jié)構(gòu)(8)通過連接耦合微帶傳輸線(7)相連，信號從信號輸入端(I)輸入，依次經(jīng)過傳輸層(2)、基體(3)從信號輸出端(4)輸出，實現(xiàn)信號濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的基體(3)的厚度為50(Γ520μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的中間鏤空的正方形金屬邊框(6)的邊長為15(Γ 55μπι，邊框?qū)挾葹?(Γ 2μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的連接耦合微帶傳輸線(7)的寬度為1(Γ 2μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的缺ロ鏤空半圓結(jié)構(gòu)(8)的微帶線寬度為1(Γ 2μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種周期性對稱缺ロ半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的基體(3)的材料為高阻硅材料,傳輸層(2)的材料為銅。
專利摘要本實用新型公開了一種周期性對稱缺口半圓結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。它包括信號輸入端、傳輸層、基體、信號輸出端；基體上設(shè)有傳輸層，傳輸層包括N×N個無間距排列的對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元，N為自然數(shù)，傳輸層的厚度為1~2μm，對稱缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)單元具有一個中間鏤空的正方形金屬邊框，在中間鏤空的正方形金屬邊框內(nèi)對稱放置有兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)，兩個缺口鏤空半圓結(jié)構(gòu)通過連接耦合微帶傳輸線相連，信號從信號輸入端輸入，依次經(jīng)過傳輸層、基體從信號輸出端輸出，實現(xiàn)信號濾波。本實用新型具有雙頻率、選擇性高、帶寬大、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、體積小、重量輕、節(jié)約材料、便于制作及易于集成等優(yōu)點。
文檔編號G02B5/20GK202384453SQ20112053823
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者李九生 申請人:中國計量學(xué)院