[实用新型]周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器。

背景技术

太赫兹(THz)辐射是在微波和红外之间的波段，是频率在0.1THz~10THz之间的电磁波。THz电磁辐射具有非常独特的性质，它可以透过各种生物体、电介质材料以及气相物质，这些介质在THz波段具有丰富的吸收和色散性质，通过测量并分析样品的THz信号便可以获得关于材料中的物质成分和物理、化学以及生物学信息。太赫兹频域在高数据率通信、保密通信、精确制导和隐藏武器探测等方面有重要的应用。因此，近年来这个新兴的研究领域正在受到各国科学家的极大关注。但是就整体水平来看，太赫兹技术还刚刚起步，基础研究和技术应用都还在不断地完善和不断地发展着。现有的太赫兹时域光谱系统及成像系统的设备不仅价格昂贵，信息处理过程也很复杂，有待于进一步实用化。为了在现场应用太赫兹技术，还要使太赫兹系统向微型化。特别是在国内，关于太赫兹技术的研究处于起步阶段，有大量的工作需要进一步地开展。

太赫兹技术在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率范围和噪声，提高系统的性能，因而太赫兹波滤波器在实际中有重要的应用。当前国内外研究的并提出过的太赫兹波滤波器结构主要基于光子晶体、表面等离子体等结构，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波滤波器来促进太赫兹波应用领域的发展。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器。

周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、双环开口镂空结构传输层、基体；双环开口镂空结构传输层与基体相连，双环开口镂空结构传输层包括N×N个双环开口镂空周期单元，双环开口镂空周期单元包括一个外单环开口镂空结构和一个内单环开口镂空结构；信号从信号输入端输入，依次经过双环开口镂空结构传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。

所述的两个相邻双环开口镂空周期单元的间距为400~460μm。所述的外单环开口镂空周期单元的环形内径为150~160μm，环形外径为170~180μm，内单环开口镂空周期单元的环形内径为110~120μm，环形外径为130~140μm。所述的外单环开口镂空周期单元和内单环开口镂空周期单元的开口宽度相同，大小为40~60μm。所述的基体的材料为高阻硅材料，双环开口镂空结构传输层的材料为铜。

本实用新型具有频率选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。

附图说明

图1是周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器的结构示意图；

图2是本实用新型的双环开口镂空结构传输层的结构示意图；

图3是本实用新型的太赫兹波滤波器性能曲线。

具体实施方式

如图1~3所示，周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、双环开口镂空结构传输层3、基体5；双环开口镂空结构传输层3与基体5相连，双环开口镂空结构传输层3包括N×N个双环开口镂空周期单元4，双环开口镂空周期单元4包括一个外单环开口镂空结构6和一个内单环开口镂空结构7；信号从信号输入端1输入，依次经过双环开口镂空结构传输层3、基体5之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。

所述的两个相邻双环开口镂空周期单元4的间距为400~460μm。所述的外单环开口镂空周期单元6的环形内径为150~160μm，环形外径为170~180μm，内单环开口镂空周期单元7的环形内径为110~120μm，环形外径为130~140μm。所述的外单环开口镂空周期单元6和内单环开口镂空周期单元7的开口宽度相同，大小为40~60μm。所述的基体5的材料为高阻硅材料，双环开口镂空结构传输层3的材料为铜。

实施例1，设定各参数值如下：

结构个数N为80个，结构周期为440μm，外单环开口镂空周期单元6的环形内径为155μm，环形外径为175μm，内单环开口镂空周期单元7的环形内径为115μm，环形外径为135μm。开口宽度大小为45μm。周期性双环开口镂空结构的太赫兹波滤波器的基体是高阻硅材料，传输层结构是铜质材料。该滤波器中心频率点为0.58THz，该点的回波损耗S11为-40dB，插入损耗S21为-0.6dB。