CN103594771A - 一种基于有限厚度mdm结构的t型功分器及分频器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于有限厚度MDM（金属-介质-金属）结构的T型功分器和分频器。它是一段有限厚度MDM结构输入段通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段连接两条有限厚度MDM结构输出段。有限厚度MDM结构包括厚度有限（一般为亚波长厚度）的内壁刻有凹槽的上金属平板及下金属平板和设置在上金属平板与下金属平板之间的介质。采用本发明技术方案的功分器和分频器横向电尺寸较小（可以小到一个波长），辐射损耗较小，并能提高器件性能。

Description

一种基于有限厚度MDM结构的T型功分器及分频器
技术领域
      本发明涉及一种T型功分器及分频器，具体涉及一种基于有限厚度MDM（金属-介质-金属）结构的T型功分器及分频器，属于微波毫米波及太赫兹波段电路、通信、传感器等领域。
背景技术
功率分配器被广泛地应用在电路和阵列天线的设计中。特别是在微波毫米波阵列天线的设计中，功率分配器的指标直接影响到阵列天线的性能。在选定天线单元以后，功率分配器的工作带宽、插损和功分比决定了阵列天线的工作带宽、增益和方向图形状。分频器在通信领域也有很多重要应用。申请人在专利“一种弯曲的双向表面波分波器”（专利号：201110168913.0）中提出了一种基于梯形凹槽阵列结构的双向弯曲表面波分波器，具有较小的弯曲损耗，能够减小分波器的横向电尺寸，但其横向电尺寸仍然较大，大约为六个波长。
基于有限厚度MDM（金属-介质-金属）结构的T型功分器和分频器的优势在于，其金属厚度较大（亚波长厚度），而且金属内壁刻有金属凹槽，从而增大了其等效介电常数，能够减小辐射损耗，提高了器件的Q值，而且能够实现更小的横向电尺寸，可以做到一个波长，有利于器件的集成。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种具有较低辐射损耗的基于有限厚度MDM结构的T型功分器和分频器。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种基于有限厚度MDM结构的T型功分器包括一段有限厚度MDM结构输入段通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段连接两条有限厚度MDM结构输出段；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽的上金属光栅平板及下金属光栅平板和设置在上金属光栅平板与下金属光栅平板之间的介质；所述有限厚度为亚波长厚度。所述有限厚度MDM结构合路段中上部分有限厚度MDM结构的介质的厚度和下部分有限厚度MDM结构介质的厚度可调，二者相同则实现等比功分器，不相同则实现不等比功分器。两条输出段中的介质厚度分别与所述结构段中上下部分的介质厚度相同。其两条输出段后面可以再接T型功分器，从而实现更多路的功分器。
一种基于有限厚度MDM结构的T型分频器，其特征在于：包括一段有限厚度MDM结构输入段通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段连接两条有限厚度MDM结构输出段；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽的上金属光栅平板及下金属光栅平板和设置在上金属光栅平板与下金属光栅平板之间的介质；所述有限厚度为亚波长厚度。
本发明与已有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明首次实现了由有限厚度MDM结构所构成的T型分束器和分频器；采用本发明技术方案的功分器和分频器横向电尺寸较小，辐射损耗较小，提高了器件性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
  图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的有限厚度MDM结构示意图（图中凹槽深度h、凹槽宽度w、凹槽周期性p和介质层厚度g）；
图3是具有不同介质厚度g的有限厚度MDM结构色散特性示意图；
图4是具有不同凹槽深度h的有限厚度MDM结构色散特性示意图；
图中：上金属光栅平板11，介质13，下金属光栅平板12，凹槽14。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和优选实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
参见图1和图2，本发明基于有限厚度MDM结构的T型功分器，其特征在于，包括一段有限厚度MDM结构输入段（2）通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段（3）连接两条有限厚度MDM结构输出段（4和5）；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽（14）的上金属光栅平板（11）及下金属光栅平板（12）和设置在上金属光栅平板（11）与下金属光栅平板（12）之间的介质（13）；所述有限厚度为亚波长厚度。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：所述有限厚度MDM结构合路段（3）中上部分有限厚度MDM结构的介质（31）的厚度和下部分有限厚度MDM结构介质（32）的厚度可调，二者相同则实现等比功分器，或者二者不相同则实现不等比功分器；两条输出段（4、5）中的介质厚度分别与所述结构段（3）中上下部分的介质厚度相同；两条输出段（4、5）后面可再接T型功分器，从而实现更多路的功分器。
实施例三：本发明基于有限厚度MDM结构的T型分频器，其特征在于：包括一段有限厚度MDM结构输入段（2）通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段（3）连接两条有限厚度MDM结构输出段（4、5）；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽（14）的上金属光栅平板（11）及下金属光栅平板（12）和设置在上金属光栅平板（11）与下金属光栅平板（12）之间的介质（13）；所述有限厚度为亚波长厚度；两条输出段的凹槽深度不同，从而使不同频率的电磁波在MDM结构中的束缚程度不同，因而实现分频的功能
实施例四：
参见图1-图4，本实施例包括一段有限厚度MDM结构输入段通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段连接两条有限厚度MDM结构输出段。所述合路结构段中上部分有限厚度MDM结构的介质的厚度和下部分有限厚度MDM结构介质的厚度可调，二者相同则实现等比功分器，不相同则实现不等比功分器。两条输出段中的介质厚度分别与所述结构段中上下部分的介质厚度相同。其两条输出段的凹槽深度不同，从而使不同频率的电磁波在MDM结构中的束缚程度不同，能够进一步实现分频的功能。
本发明的原理是，当提高有限厚度MDM结构中上金属光栅平板11与下金属光栅平板12的金属厚度，并且在内壁加工凹槽14时，其等效的介电常数提高，减小了与底层介质板介电常数的失配，从而减小了辐射损耗，提高了其Q值。实现分束的原理比较简单，实现分频的原理在于两个输出端分支的凹槽参数不同，因而其色散特性曲线不同（凹槽深的MDM结构的色散曲线的渐进频率较高），能够支持不同频率的表面波传播，且相同频率的表面波在不同分支上的束缚程度不同,从而实现分频的功能。
本发明中有限厚度MDM结构根据工作频段或者金属厚度的不同，可采用不同加工工艺加以实现，例如PCB工艺、线切割加工或者光刻等。
本发明中，首先通过电磁仿真工具来分析有限厚度MDM结构的色散特性，求出其等效介电常数，通过控制同一上金属光栅平板11和下金属光栅平板12中凹槽14的深度、宽度或周期来调整其等效介电常数，从而实现与底层介电常数的匹配。
金属光栅平板的材质对系统的功能影响很小，如选择线切割加工技术，一般可选择价格较便宜的金属，如铝材或不锈钢等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1. 一种基于有限厚度MDM结构的T型功分器，其特征在于：包括一段有限厚度MDM结构输入段（2）通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段（3）连接两条有限厚度MDM结构输出段（4和5）；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽（14）的上金属光栅平板（11）及下金属光栅平板（12）和设置在上金属光栅平板（11）与下金属光栅平板（12）之间的介质（13）；所述有限厚度为亚波长厚度。
2.根据权利要求1所述的基于有限厚度MDM结构的T型功分器，其特征在于：所述有限厚度MDM结构合路段（3）中上部分有限厚度MDM结构的介质（31）的厚度和下部分有限厚度MDM结构介质（32）的厚度可调，二者相同则实现等比功分器，或者二者不相同则实现不等比功分器；两条输出段（4、5）中的介质厚度分别与所述结构段（3）中上下部分的介质厚度相同。
3.根据权利要求1所述的基于有限厚度MDM结构的T型功分器，其特征在于：两条输出段（4、5）后面可再接T型功分器，从而实现更多路的功分器。
4.一种基于有限厚度MDM结构的T型分频器，其特征在于：包括一段有限厚度MDM结构输入段（2）通过与输入段垂直的一有限厚度MDM结构合路段（3）连接两条有限厚度MDM结构输出段（4、5）；所述有限厚度MDM结构包括内壁刻有凹槽（14）的上金属光栅平板（11）及下金属光栅平板（12）和设置在上金属光栅平板（11）与下金属光栅平板（12）之间的介质（13）；所述有限厚度为亚波长厚度；两条输出段的凹槽深度不同，从而使不同频率的电磁波在MDM结构中的束缚程度不同，因而实现分频的功能。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078732A (zh) * 2014-03-25 2014-10-01 浙江大学 一种太赫兹波传输的功分、合路结构
CN106374175A (zh) * 2016-09-12 2017-02-01 江苏师范大学 基于人工表面等离激元和基片集成波导的混合型分波器
CN110707408A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 电子科技大学 一种双层金属薄膜太赫兹波分器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100026401A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Rohm Co., Ltd. Terahertz oscillation device
CN102084539A (zh) * 2008-07-01 2011-06-01 维迪泰科股份公司 对于射频组合器/分路器及其相关的改进
EP2369383A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-28 TU Delft Plasmonic waveguides, circuits, and systems
CN102299395A (zh) * 2011-06-22 2011-12-28 东南大学 一种基于三维mim结构的宽带慢波系统
US8238702B2 (en) * 2008-06-05 2012-08-07 Colorado School Of Mines Hybrid dielectric/surface plasmon polariton waveguide with grating coupling
CN202474174U (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 成都赛纳赛德科技有限公司 一种魔t功分器
CN102956948A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 黄森 一种新型超宽带威尔金森功分器
CN103199326A (zh) * 2013-03-12 2013-07-10 东南大学 基于复合周期和单周期的表面等离激元分波器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8238702B2 (en) * 2008-06-05 2012-08-07 Colorado School Of Mines Hybrid dielectric/surface plasmon polariton waveguide with grating coupling
CN102084539A (zh) * 2008-07-01 2011-06-01 维迪泰科股份公司 对于射频组合器/分路器及其相关的改进
US20100026401A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Rohm Co., Ltd. Terahertz oscillation device
EP2369383A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-28 TU Delft Plasmonic waveguides, circuits, and systems
CN102299395A (zh) * 2011-06-22 2011-12-28 东南大学 一种基于三维mim结构的宽带慢波系统
CN102956948A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 黄森 一种新型超宽带威尔金森功分器
CN202474174U (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 成都赛纳赛德科技有限公司 一种魔t功分器
CN103199326A (zh) * 2013-03-12 2013-07-10 东南大学 基于复合周期和单周期的表面等离激元分波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAWOON CHOI, IL-MIN LEE, JUNGHYUN PARK, AND BYOUNGHO LEE: "Surface plasmon polariton power divider using metallic gratings", 《CLEP/PACIFIC RIM 2009》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078732A (zh) * 2014-03-25 2014-10-01 浙江大学 一种太赫兹波传输的功分、合路结构
CN104078732B (zh) * 2014-03-25 2016-08-17 浙江大学 一种太赫兹波传输的功分、合路结构
CN106374175A (zh) * 2016-09-12 2017-02-01 江苏师范大学 基于人工表面等离激元和基片集成波导的混合型分波器
CN106374175B (zh) * 2016-09-12 2018-11-23 江苏师范大学 基于人工表面等离激元和基片集成波导的混合型分波器
CN110707408A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 电子科技大学 一种双层金属薄膜太赫兹波分器

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