CN103022600A - 对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器。它包括信号输入端、信号输出端、基体、输入输出波导带、圆环双绞线形波导；基体上设有输入输出波导带和圆环双绞线形波导，在以输入输出波导带为水平对称轴的上、下两侧分别设有对称的圆环双绞线形波导，圆环双绞线形波导由第一环绕交叉波导圆环和第二环绕交叉波导圆环交叉环绕而成，信号从信号输入端垂直入射，经过输入输出波导带时与两个圆环双绞线形波导发生耦合作用，实现对太赫兹波的滤波功能。本发明具有窄带带阻滤波特性，结构简单新颖、实现方便、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。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹波滤波器，尤其涉及一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器。
背景技术
太赫兹科学的早期研究主要集中在发展太赫兹技术本身，之后人们开始对太赫兹波与物质的相互作用感兴趣，其研究对象集中在半导体，也涉及超导体和介电物质。再之后太赫兹辐射被用来研究化学和生物样品的光谱特性。进入21世纪，太赫兹技术不但在基础科研中继续受到重视，而且关于它的应用研究也越来越引起科学家的兴趣，如在安全检查、化学和生物制剂的检测、质量控制、医疗诊断以及制药等领域。太赫兹系统主要由辐射源、探测器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，因而滤波器在实际中有重要的应用前景。
伴随着太赫兹滤波器研究的深入，近年来不断提出太赫兹滤波器的具体实现结构，对太赫兹频段的滤波器研究有极大的促进作用。尽管目前对于太赫兹波滤波器的研究较多，但是现有的太赫兹波滤波器存在结构复杂、制作困难等问题。因此设计一种结构简单、尺寸小、性能优越的太赫兹波滤波器将有助于促进扩大太赫兹波系统的应用范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术损耗比较高，结构复杂，实际制作过程困难，成本较高的不足，提供一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、基体、输入输出波导带、圆环双绞线形波导；基体上设有输入输出波导带和圆环双绞线形波导，在以输入输出波导带为水平对称轴的上、下两侧分别设有对称的圆环双绞线形波导，圆环双绞线形波导由第一环绕交叉波导圆环和第二环绕交叉波导圆环交叉环绕而成；信号从信号输入端垂直入射，经过输入输出波导带时与两个圆环双绞线形波导发生耦合作用，频率为0.525THz的太赫兹波被耦合进圆环双绞线形波导，不能从信号输出端输出，实现太赫兹波带阻滤波器的功能。
所述的基体的材料为二氧化硅。所述的输入输出波导带和圆环双绞线形波导的材料为硅。所述的输入输出波导带的长度为900μm ~1000μm，宽度为15μm~20μm。所述的圆环双绞线形波导的交叉圆弧弧度为20°~25°，交叉圆弧半径为100μm ~150μm。所述的第一环绕交叉波导圆环和第二环绕交叉波导圆环的波导宽度为15μm ~20μm。
本发明的对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器具有窄带带阻滤波特性，结构简单新颖、实现方便、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是对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器示意图；
图2是对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器的性能曲线；
具体实施方式
如图1所示，对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、基体3、输入输出波导带4、圆环双绞线形波导5；基体3上设有输入输出波导带4和圆环双绞线形波导5，在以输入输出波导带4为水平对称轴的上、下两侧分别设有对称的圆环双绞线形波导5，圆环双绞线形波导5由第一环绕交叉波导圆环6和第二环绕交叉波导圆环7交叉环绕而成；信号从信号输入端1垂直入射，经过输入输出波导带4时与两个圆环双绞线形波导5发生耦合作用，频率为0.525THz的太赫兹波被耦合进圆环双绞线形波导5，不能从信号输出端2输出，实现太赫兹波带阻滤波器的功能。
所述的基体3的材料为二氧化硅。所述的输入输出波导带4和圆环双绞线形波导5的材料为硅。所述的输入输出波导带4的长度为900μm ~1000μm，宽度为15μm~20μm。所述的圆环双绞线形波导5的交叉圆弧弧度为20°~25°，交叉圆弧半径为100μm ~150μm。所述的第一环绕交叉波导圆环6和第二环绕交叉波导圆环7的波导宽度为15μm ~20μm。
实施例1
对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器：
所选的基体的材料为二氧化硅。输入输出波导带和圆环双绞线形波导的材料为硅。输入输出波导带的长度为900μm，宽度为15μm。圆环双绞线形波导的交叉圆弧弧度为22.5°，交叉圆弧半径为150μm。第一环绕交叉波导圆环和第二环绕交叉波导圆环的波导宽度为15μm。对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器的性能曲线如图2所示，在0.25~0.75THz频段范围内，滤波器具有良好的滤波性能，带阻滤波器的中心频率点为0.525THz，该点的插入损耗S21为-39.0dB，回波损耗S11为-0.05dB。由图可知，滤波器的带宽非常窄，带阻边缘陡峭，这说明设计的对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器具有良好的窄带带阻滤波特性。
Claims (6)
1.一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于包括信号输入端（1）、信号输出端（2）、基体（3）、输入输出波导带（4）、圆环双绞线形波导（5）；基体（3）上设有输入输出波导带（4）和圆环双绞线形波导（5），在以输入输出波导带（4）为水平对称轴的上、下两侧分别设有对称的圆环双绞线形波导（5），圆环双绞线形波导（5）由第一环绕交叉波导圆环（6）和第二环绕交叉波导圆环（7）交叉环绕而成；信号从信号输入端（1）垂直入射，经过输入输出波导带（4）时与两个圆环双绞线形波导（5）发生耦合作用，频率为0.525THz的太赫兹波被耦合进圆环双绞线形波导（5），不能从信号输出端（2）输出，实现太赫兹波带阻滤波器的功能。
2.根据权利要求1所述的一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体（3）的材料为二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于所述的输入输出波导带（4）和圆环双绞线形波导（5）的材料为硅。
4.根据权利要求1所述的一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于所述的输入输出波导带（4）的长度为900μm ~1000μm，宽度为15μm~20μm。
5.根据权利要求1所述的一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于所述的圆环双绞线形波导（5）的交叉圆弧弧度为20°~25°，交叉圆弧半径为100μm ~150μm。
6.根据权利要求1所述的一种对称圆环双绞线形太赫兹波滤波器，其特征在于所述的第一环绕交叉波导圆环（6）和第二环绕交叉波导圆环（7）的波导宽度为15μm ~20μm。
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