專利名稱：周期性卍字形鏤空結(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卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。
背景技術(shù)：
太赫茲波(Terahertz，THz)是指頻率在0. 1 IOTHz或波長為30μπι 3μπι范圍內(nèi)的電磁波。在THz電磁波的輻射及探測機(jī)制研究方面，自20世紀(jì)90年代初期，張希成等人就在這方面進(jìn)行了大量卓有成效的研究工作，他們研究的重點是利用超短脈沖和電光晶體產(chǎn)生THz波及自由空間THz波的探測。近些年，美國Jefferson實驗室已建成了大功率 THz光源，意大利和英國實現(xiàn)了全固體THz激光器，日本實現(xiàn)了強(qiáng)磁場下半導(dǎo)體產(chǎn)生THz射線。在THz技術(shù)的應(yīng)用研究方面，自從Hu和Nuss等人在1995年首次建立起國際上第一套 THz成像裝置以來，許多科學(xué)家相繼開展了暗場成像、收發(fā)分置THz成像、三維成像及T-射線CT等的研究。THz頻段是一個非常具有科學(xué)價值但尚未完全開發(fā)的電磁輻射區(qū)域，它在成像、醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境科學(xué)、信息通信、生物化學(xué)及基礎(chǔ)物理研究領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。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，提供一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號輸入端、信號輸出端、卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體；卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層與基體相連，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層包括 NXN個卍字形鏤空周期單元，其中，N為自然數(shù)，卍字形鏤空周期單元由正方形鏤空和4個直角形鏤空結(jié)構(gòu)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度連接而成，直角形鏤空結(jié)構(gòu)包括垂直連接的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)；信號從信號輸入端輸入，依次經(jīng)過卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體之后到達(dá)信號輸出端，實現(xiàn)對信號進(jìn)行濾波。所述的兩個相鄰卍字形鏤空周期單元的間距為280 320 μ m。所述的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)的尺寸大小相等，寬為40 50 μ m,長為80 100 μ m,正方形鏤空的邊長為40 50 μ m。所述的基體的材料為高阻硅材料，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3) 的材料為銅。本實用新型具有頻率選擇性高、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1是周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的卍字形鏤空周期單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的太赫茲波濾波器性能曲線。
具體實施方式
如圖1 4所示，周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號輸入端1、信號輸出端2、卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3、基體5 ；卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3與基體5相連，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3包括NXN個卍字形鏤空周期單元4，其中，N為自然數(shù)，卍字形鏤空周期單元4由正方形鏤空9和4個直角形鏤空結(jié)構(gòu)6按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度連接而成，直角形鏤空結(jié)構(gòu)6包括垂直連接的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)7和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)8 ；信號從信號輸入端1輸入，依次經(jīng)過卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3、基體5之后到達(dá)信號輸出端2，實現(xiàn)對信號進(jìn)行濾波。所述的兩個相鄰卍字形鏤空周期單元4的間距為280 320 μ m。所述的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)7和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)8的尺寸大小相等，寬為40 50 μ m,長為80 100 μ m， 正方形鏤空9的邊長為40 50 μ m。所述的基體5的材料為高阻硅材料，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3的材料為銅。實施例1，設(shè)定各參數(shù)值如下結(jié)構(gòu)個數(shù)N為80個，結(jié)構(gòu)周期為300 μ m。第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)7和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)8的寬為40 50 μ m,長為80 100 μ m。正方形鏤空9的邊長為40 50 μ m。周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的基體是高阻硅材料，傳輸層結(jié)構(gòu)是銅質(zhì)材料。該濾波器的中心頻率點為0. 92THz，該點的回波損耗Sll為_38dB，插入損耗S21為-0. 2dB。
權(quán)利要求1.一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于包括信號輸入端(1)、 信號輸出端O)、卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)、基體(5)；卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)與基體 (5)相連，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)包括NXN個卍字形鏤空周期單元G)，其中，N為自然數(shù)，卍字形鏤空周期單元由正方形鏤空(9)和4個直角形鏤空結(jié)構(gòu)(6)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度連接而成，直角形鏤空結(jié)構(gòu)(6)包括垂直連接的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)(7)和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)(8)；信號從信號輸入端(1)輸入，依次經(jīng)過卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)、基體 (5)之后到達(dá)信號輸出端O)，實現(xiàn)對信號進(jìn)行濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的兩個相鄰卍字形鏤空周期單元的間距為觀0 320 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)(7)和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)⑶的尺寸大小相等，寬為40 50 μ m， 長為80 100 μ m,正方形鏤空(9)的邊長為40 50 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的基體(5)的材料為高阻硅材料，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)的材料為銅。
專利摘要本實用新型公開了一種周期性卍字形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。它包括信號輸入端、信號輸出端、卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體；卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層與基體相連，卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層包括N×N個卍字形鏤空周期單元，其中，N為自然數(shù)，卍字形鏤空周期單元由正方形鏤空和4個直角形鏤空結(jié)構(gòu)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度連接而成，直角形鏤空結(jié)構(gòu)包括垂直連接的第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)；信號從信號輸入端輸入，依次經(jīng)過卍字形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體之后到達(dá)信號輸出端，實現(xiàn)對信號進(jìn)行濾波。本實用新型具有頻率選擇性高、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H01P1/20GK202084616SQ20112009331
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者張寶月, 李九生 申請人:中國計量學(xué)院