专利名称：周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器。
背景技术：
太赫兹波在电磁波谱中介于微波和红外辐射之间，在宇宙中该波段的信息量占总信息量的约50%。可是直至20世纪80年代，对太赫兹波各方面特性的研究和了解还非常有限，因而被称为远红外线和毫米波之间所谓 的“太赫兹空隙”。近些年来，太赫兹源实际产生技术的研究取得了很大的进展。随着量子级联激光器、自由电子激光器、光波差频方法以及通过光整流等产生较大功率的连续太赫兹波方法的出现，以及超外差式和直接探测器的研究等太赫兹探测方面的进展，太赫兹技术逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究，在国内很多高校和研究所从事太赫兹研究。太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。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支撑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，提供一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器。周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、双枝节中字型结构传输层、基体、信号输出端；双枝节中字型结构传输层与基体相连，双枝节中字型结构传输层包括NXN个双枝节中字型结构周期单元，N为自然数，双枝节中字型结构周期单元包括一个中间镂空的矩形金属边框，两个长枝节结构，两个短枝节结构，一个连接耦合微带传输线，连接耦合微带传输线的两端分别连接矩形金属边框两个短边的中心；信号从信号输入端输入，依次经过双枝节中字型结构传输层、基体至信号输出端，实现对信号进行滤波。所述的双枝节中字型结构传输层的厚度为llyrn。所述的基体的厚度为100^200umo所述的两个相邻的双枝节中字型结构周期单元间距为5(T60 Pm。所述的矩形金属边框的长边边长为40 45 u m,短边边长为20 25 u m,边框宽度为4飞u m。所述的连接率禹合微带传输线的长度为3(T35iim,宽度为5飞iim。所述的两个长枝节结构的长度为8 12 V- m,宽度为4 6 u m ;短枝节结构的长度为5 7 u m,宽度为4 6 u m。所述的基体的材料为高阻硅材料，双枝节中字型结构传输层的材料为铜。本实用新型具有双频率、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。
图I是周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器的结构示意图；图2是本实用新型的双枝节中字型结构传输层的结构示意图；图3是本实用新型的双枝节中字型结构周期单元的结构示意图；图4是周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器性能曲线。
具体实施方式
如图f 3所示，周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端I、双枝节中字型结构传输层2、基体3、信号输出端4;双枝节中字型结构传输层2与基体3相连，双枝节中字型结构传输层2包括NXN个双枝节中字型结构周期单元5，N为自然数，双枝节中字型结构周期单元5包括一个中间镂空的矩形金属边框6，两个长枝节结构7，两个短枝节结构8，一个连接耦合微带传输线9，两个长枝节结构7垂直于矩形金属边框6的长边边框，对称分布在矩形金属边框6的左右两侧，两个短枝节结构8垂直于矩形金属边框6的短边边框，对称分布在矩形金属边框6的上下两侧，连接耦合微带传输线9的两端分别连接矩形金属边框6两个短边的中心；信号从信号输入端I输入，依次经过双枝节中字型结构传输层2、基体3至信号输出端4，实现对信号进行滤波。所述的双枝节中字型结构传输层2的厚度为f 2 Pm。所述的基体3的厚度为100^200 u m。所述的两个相邻的双枝节中字型结构周期单元5间距为50飞0 u m。所述的矩形金属边框6的长边边长为40 45 u m,短边边长为20 25 u m,边框宽度为4飞u m。所述的连接耦合微带传输线9的长度为3(T35 u m,宽度为5飞u m。所述的两个长枝节结构7的长度为8 12 u m,宽度为4 6 u m ;短枝节结构8的长度为5 7 u m,宽度为4 6 u m。所述的基体3的材料为高阻硅材料，双枝节中字型结构传输层2的材料为铜。实施例I，设定各参数值如下结构个数N=IOO个，双枝节中字型结构传输层为I U m。基体的厚度为100 U m。两个相邻的双枝节中字型结构周期单元间距为SCTeOym。矩形金属边框的长边边长为40 ym，短边边长为20 u m,边框宽度为5 ii m。连接耦合微带传输线的长度为30 u m,宽度为5 y m。所述的基体的材料为高阻硅材料，双枝节中字型结构传输层的材料为铜。用THz-TDS测得该滤波器中心频率点为0. 649THz，该点的回波损耗Sll为-20. 5dB，插入损耗S21为-0. 93dB，带宽为0. 05THz。
权利要求1.一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于包括信号输入端(1)、双枝节中字型结构传输层(2)、基体(3)、信号输出端(4);双枝节中字型结构传输层(2)与基体(3)相连，双枝节中字型结构传输层(2)包括NXN个双枝节中字型结构周期单元(5)，N为自然数，双枝节中字型结构周期单元(5)包括一个中间镂空的矩形金属边框(6)，两个长枝节结构(7)，两个短枝节结构(8)，一个连接耦合微带传输线(9)，两个长枝节结构(7)垂直于矩形金属边框(6)的长边边框，对称分布在矩形金属边框(6)的左右两侧，两个短枝节结构(8)垂直于矩形金属边框(6)的短边边框，对称分布在矩形金属边框(6)的上下两侧，连接耦合微带传输线(9)的两端分别连接矩形金属边框(6)两个短边的中心；信号从信号输入端(I)输入，依次经过双枝节中字型结构传输层(2)、基体(3)至信号输出端(4)，实现对信号进行滤波。
2.根据权利要求I所述的一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的双枝节中字型结构传输层(2)的厚度为Γ2μπι。
3.根据权利要求I所述的一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体(3)的厚度为10(Γ200μπι。
4.根据权利要求I所述的一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的两个相邻的双枝节中字型结构周期单元(5)间距为5(Γ60μπι。
5.根据权利要求I所述的一种双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的矩形金属边框(6)的长边边长为4(Γ45 μ m,短边边长为20 25 μ m,边框宽度为4 6 μ m。
6.根据权利要求I所述的一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的连接耦合微带传输线(9)的长度为3(Γ35 μ m,宽度为5飞μ m。
7.根据权利要求I所述的一种双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的两个长枝节结构(7)的长度为8" 2μηι,宽度为4飞μ m ;短枝节结构(8)的长度为5 7 μ m,宽度为4 6 μ m。
8.根据权利要求I所述的一种双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体(3)的材料为高阻硅材料，双枝节中字型结构传输层(2)的材料为铜。
专利摘要本实用新型公开了一种周期性双枝节中字型结构的太赫兹波滤波器，它包括信号输入端、双枝节中字型结构传输层、基体、信号输出端；双枝节中字型结构传输层与基体相连，双枝节中字型结构传输层包括N×N个双枝节中字型结构周期单元，N为自然数，双枝节中字型结构周期单元包括一个中间镂空的矩形金属边框，两个长枝节结构，两个短枝节结构，一个连接耦合微带传输线，连接耦合微带传输线的两端分别连接矩形金属边框两个短边的中心；信号从信号输入端输入，依次经过双枝节中字型结构传输层、基体至信号输出端，实现对信号进行滤波。本实用新型具有双频率、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。
文档编号H01P1/20GK202585689SQ201220205230
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者高娴, 李九生, 孙超 申请人:中国计量学院