專利名稱：周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及濾波器，尤其涉及一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波
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背景技術：
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，也是電子學向光子學的過渡區(qū)域，它既不完全適合用光學理論來處理，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，太赫茲源實際產生技術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，太赫茲技術逐漸成為世界范圍內廣泛研究的熱點。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。在實際應用中，由于應用環(huán)境噪聲以及應用需要的限制等，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用。當前國內外研究的并提出過的太赫茲波濾波器結構主要基于光子晶體、表面等離子體等結構，這些結構往往很復雜，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構簡單、尺寸小、便于加工制作的太赫茲波濾波器來促進太赫茲波應用領域的發(fā)展。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器。周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器包括信號輸入端、信號輸出端、風車形鏤空結構傳輸層、基體；風車形鏤空結構傳輸層與基體相連，風車形鏤空結構傳輸層包括 NXN個風車形鏤空周期單元，風車形鏤空周期單元由1個正方形鏤空結構和4個F形鏤空結構組成，4個F形鏤空結構按順時針方向旋轉90度連接，F(xiàn)形鏤空結構包括第一矩形鏤空結構，第二矩形鏤空結構和第三矩形鏤空結構，第一矩形鏤空結構分別與第二矩形鏤空結構和第三矩形鏤空結構相連；信號從信號輸入端輸入，依次經過風車形鏤空結構傳輸層、基體之后到達信號輸出端，實現(xiàn)對信號進行濾波。所述的兩個相鄰風車形鏤空周期單元的間距為22(Γ260μπι。所述的正方形鏤空結構的邊長為3(Γ40 μ m，第二矩形鏤空結構和第三矩形鏤空結構的尺寸大小相等，長為 60 80 μ m,寬為20 40 μ m，第一矩形鏤空結構的長為55 70 μ m,寬為20 40 μ m。所述的基體的材料為高阻硅材料，風車形鏤空結構傳輸層的材料為銅。
3[0007]本實用新型具有頻率選擇性高、帶寬大、結構簡單、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是周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器的結構示意圖；圖2是本實用新型的風車形鏤空結構傳輸層的結構示意圖；圖3是本實用新型的F形鏤空結構示意圖；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
如圖廣4所示，周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器包括信號輸入端1、信號輸出端2、風車形鏤空結構傳輸層3、基體5 ；風車形鏤空結構傳輸層3與基體5相連，風車形鏤空結構傳輸層3包括NX N個風車形鏤空周期單元4，風車形鏤空周期單元4由1個正方形鏤空結構6和4個F形鏤空結構7組成，4個F形鏤空結構7按順時針方向旋轉90度連接，F(xiàn)形鏤空結構7包括第一矩形鏤空結構8，第二矩形鏤空結構9和第三矩形鏤空結構 10，第一矩形鏤空結構8分別與第二矩形鏤空結構9和第三矩形鏤空結構10相連；信號從信號輸入端1輸入，依次經過風車形鏤空結構傳輸層3、基體5之后到達信號輸出端2，實現(xiàn)對信號進行濾波。所述的兩個相鄰風車形鏤空周期單元4的間距為22(Γ260 μ m。所述的正方形鏤空結構6的邊長為3(Γ40 μ m,第二矩形鏤空結構9和第三矩形鏤空結構10的尺寸大小相等， 長為60 80 μ m，寬為20 40 μ m,第一矩形鏤空結構8的長為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，風車形鏤空結構傳輸層的材料為銅。實施例1，設定各參數(shù)值如下結構個數(shù)N為100個，結構周期為230 μ m,正方形鏤空結構6的邊長為35 μ m ；第二矩形鏤空結構9和第三矩形鏤空結構10的長為70 μ m，寬為30 μ m ；第一矩形鏤空結構8的長為60 μ m，寬為30 μ m。周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器的基體是高阻硅材料， 傳輸層結構是銅質材料。該濾波器的中心頻率點為1.05THZ，該點的回波損耗Sll為-37dB， 插入損耗S21為-0. 3dB。
權利要求1.一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器，其特征在于包括信號輸入端(1)、 信號輸出端(2)、風車形鏤空結構傳輸層(3)、基體(5)；風車形鏤空結構傳輸層(3)與基體 (5)相連，風車形鏤空結構傳輸層(3)包括NXN個風車形鏤空周期單元(4)，風車形鏤空周期單元(4)由1個正方形鏤空結構(6)和4個F形鏤空結構(7)組成，4個F形鏤空結構 (7)按順時針方向旋轉90度連接，F(xiàn)形鏤空結構(7)包括第一矩形鏤空結構(8)，第二矩形鏤空結構(9)和第三矩形鏤空結構(10)，第一矩形鏤空結構(8)分別與第二矩形鏤空結構 (9)和第三矩形鏤空結構(10)相連；信號從信號輸入端(1)輸入，依次經過風車形鏤空結構傳輸層(3)、基體(5)之后到達信號輸出端(2)，實現(xiàn)對信號進行濾波。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的兩個相鄰風車形鏤空周期單元(4)的間距為22(Γ260μπι。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的正方形鏤空結構(6)的邊長為3(Γ40μπι，第二矩形鏤空結構(9)和第三矩形鏤空結構(10)的尺寸大小相等，長為6(Γ80 μ m，寬為2(Γ40 μ m,第一矩形鏤空結構(8)的長為 55 70 μ m，寬為 20 40μπι。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器，其特征在于所述的基體(5)的材料為高阻硅材料，風車形鏤空結構傳輸層(3)的材料為銅。
專利摘要本實用新型公開了一種周期性風車形鏤空結構的太赫茲波濾波器。風車形鏤空結構傳輸層與基體相連，風車形鏤空結構傳輸層包括N×N個風車形鏤空周期單元，風車形鏤空周期單元由1個正方形鏤空結構和4個F形鏤空結構組成，4個F形鏤空結構按順時針方向旋轉90度連接，F(xiàn)形鏤空結構包括第一矩形鏤空結構，第二矩形鏤空結構和第三矩形鏤空結構，第一矩形鏤空結構分別與第二矩形鏤空結構和第三矩形鏤空結構相連；信號從信號輸入端輸入，依次經過風車形鏤空結構傳輸層、基體之后到達信號輸出端，實現(xiàn)對信號進行濾波。本實用新型具有頻率選擇性高、帶寬大、結構簡單、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H01P1/20GK202034462SQ201120093328
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權日2011年4月1日
發(fā)明者張寶月, 李九生 申請人:中國計量學院