專利名稱：周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及濾波器，尤其涉及一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波
O
背景技術(shù)：
太赫茲波一般是指頻率從0. ITHz到ΙΟΤΗζ，介于微波和可見光之間的電磁波，它的波長(zhǎng)從3mm到30 μ m。太赫茲波段是宏觀電磁理論向微觀量子理論過渡的區(qū)域，也是電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū)域，它既不完全適合用光學(xué)理論來處理，也不完全適合微波理論來研究。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(jì)80年代，對(duì)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(yuǎn)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(shí)際產(chǎn)生技術(shù)的研究取得了很大的進(jìn)展。隨著量子級(jí)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(cè)器的研究等太赫茲探測(cè)方面的進(jìn)展，太赫茲技術(shù)逐漸成為世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點(diǎn)。目前世界上很多國(guó)家都積極地開展太赫茲方面的研究，在國(guó)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(cè)器件和各種功能器件組成。在實(shí)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(shí)際中有重要的應(yīng)用。當(dāng)前國(guó)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(shí)際制作過程中困難重重，成本較高，對(duì)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(jiǎn)單、尺寸小、便于加工制作的太赫茲波濾波器來促進(jìn)太赫茲波應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端、風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體；風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層與基體相連，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層包括 NXN個(gè)風(fēng)車形鏤空周期單元，風(fēng)車形鏤空周期單元由1個(gè)正方形鏤空結(jié)構(gòu)和4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)組成，4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度連接，F(xiàn)形鏤空結(jié)構(gòu)包括第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)，第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)分別與第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)相連；信號(hào)從信號(hào)輸入端輸入，依次經(jīng)過風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體之后到達(dá)信號(hào)輸出端，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。所述的兩個(gè)相鄰風(fēng)車形鏤空周期單元的間距為22(Γ260μπι。所述的正方形鏤空結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)為3(Γ40 μ m，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)的尺寸大小相等，長(zhǎng)為 60 80 μ m,寬為20 40 μ m，第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)為55 70 μ m,寬為20 40 μ m。所述的基體的材料為高阻硅材料，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層的材料為銅。
3[0007]本實(shí)用新型具有頻率選擇性高、帶寬大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)。

圖1是周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的F形鏤空結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的太赫茲波濾波器性能曲線。
具體實(shí)施方式
如圖廣4所示，周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器包括信號(hào)輸入端1、信號(hào)輸出端2、風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3、基體5 ；風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3與基體5相連，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3包括NX N個(gè)風(fēng)車形鏤空周期單元4，風(fēng)車形鏤空周期單元4由1個(gè)正方形鏤空結(jié)構(gòu)6和4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)7組成，4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)7按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度連接，F(xiàn)形鏤空結(jié)構(gòu)7包括第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)8，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)9和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu) 10，第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)8分別與第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)9和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)10相連；信號(hào)從信號(hào)輸入端1輸入，依次經(jīng)過風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層3、基體5之后到達(dá)信號(hào)輸出端2，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。所述的兩個(gè)相鄰風(fēng)車形鏤空周期單元4的間距為22(Γ260 μ m。所述的正方形鏤空結(jié)構(gòu)6的邊長(zhǎng)為3(Γ40 μ m,第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)9和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)10的尺寸大小相等， 長(zhǎng)為60 80 μ m，寬為20 40 μ m,第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)8的長(zhǎng)為55 70 μ m，寬為20 40 μ m。所述的基體5的材料為高阻硅材料，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層的材料為銅。實(shí)施例1，設(shè)定各參數(shù)值如下結(jié)構(gòu)個(gè)數(shù)N為100個(gè)，結(jié)構(gòu)周期為230 μ m,正方形鏤空結(jié)構(gòu)6的邊長(zhǎng)為35 μ m ；第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)9和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)10的長(zhǎng)為70 μ m，寬為30 μ m ；第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)8的長(zhǎng)為60 μ m，寬為30 μ m。周期性風(fēng)車形鏤空結(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(diǎn)為1.05THZ，該點(diǎn)的回波損耗Sll為-37dB， 插入損耗S21為-0. 3dB。
權(quán)利要求1.一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于包括信號(hào)輸入端(1)、 信號(hào)輸出端(2)、風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)、基體(5)；風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)與基體 (5)相連，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)包括NXN個(gè)風(fēng)車形鏤空周期單元(4)，風(fēng)車形鏤空周期單元(4)由1個(gè)正方形鏤空結(jié)構(gòu)(6)和4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)(7)組成，4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu) (7)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度連接，F(xiàn)形鏤空結(jié)構(gòu)(7)包括第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)(8)，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)(9)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)(10)，第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)(8)分別與第二矩形鏤空結(jié)構(gòu) (9)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)(10)相連；信號(hào)從信號(hào)輸入端(1)輸入，依次經(jīng)過風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)、基體(5)之后到達(dá)信號(hào)輸出端(2)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的兩個(gè)相鄰風(fēng)車形鏤空周期單元(4)的間距為22(Γ260μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的正方形鏤空結(jié)構(gòu)(6)的邊長(zhǎng)為3(Γ40μπι，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)(9)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)(10)的尺寸大小相等，長(zhǎng)為6(Γ80 μ m，寬為2(Γ40 μ m,第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)(8)的長(zhǎng)為 55 70 μ m，寬為 20 40μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周期性風(fēng)車形鏤空結(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，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層(3)的材料為銅。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種周期性風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波濾波器。風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層與基體相連，風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層包括N×N個(gè)風(fēng)車形鏤空周期單元，風(fēng)車形鏤空周期單元由1個(gè)正方形鏤空結(jié)構(gòu)和4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)組成，4個(gè)F形鏤空結(jié)構(gòu)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度連接，F(xiàn)形鏤空結(jié)構(gòu)包括第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)，第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)，第一矩形鏤空結(jié)構(gòu)分別與第二矩形鏤空結(jié)構(gòu)和第三矩形鏤空結(jié)構(gòu)相連；信號(hào)從信號(hào)輸入端輸入，依次經(jīng)過風(fēng)車形鏤空結(jié)構(gòu)傳輸層、基體之后到達(dá)信號(hào)輸出端，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。本實(shí)用新型具有頻率選擇性高、帶寬大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/20GK202034462SQ201120093328
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院