CN103682531B - 对称多开槽结构的太赫兹波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器。它包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、矩形平板；矩形平板上设有长矩形开槽、下侧矩形开槽、右下四分之一圆弧开槽、右侧矩形开槽、右上四分之一圆弧开槽、上侧矩形开槽、左上四分之一圆弧开槽、左侧矩形开槽、左下四分之一圆弧开槽和二十八个短矩形开槽；长矩形开槽位于矩形平板的下部位置，下侧矩形开槽位于长矩形开槽的上方；右侧矩形开槽的左右两侧各设有七个短矩形开槽，左侧矩形开槽的左右两侧各设有七个短矩形开槽；长矩形开槽的左端设有太赫兹波输入端，长矩形开槽的右端设有太赫兹波输出端。本发明具有结构简单紧凑，尺寸小，节约材料，质量轻等优点。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器，尤其涉及一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器。
背景技术
太赫兹波（terahertz，简称THz）是指在微波和红外光谱之间，频率范围为0.1~10THz的电磁波，在电磁波谱上是从电子学过渡到光学的特殊区域，也是由宏观经典理论过渡到微观量子理论的交叉区域，具有很高的科学研究和应用价值。由于长时间的研究空白，太赫兹波一直以来是电磁波研究中的盲区。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。而且，由于电磁资源的有限性并伴随着通信事业的发展，目前的低频电磁资源已经分割完毕，才使得人们将研究方向转向更高频率；而个人电子产品等朝着轻便化、微小化的发展趋势，进一步推动了太赫兹器件的研究和发展。
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，因而滤波器在实际中有重要的应用。因此有必要设计一种结构简单、尺寸小、滤波性能优良的太赫兹滤波器来满足未来太赫兹波通信技术应用的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器。
对称多开槽结构的太赫兹波滤波器包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、矩形平板；矩形平板上设有长矩形开槽、下侧矩形开槽、右下四分之一圆弧开槽、右侧矩形开槽、右上四分之一圆弧开槽、上侧矩形开槽、左上四分之一圆弧开槽、左侧矩形开槽、左下四分之一圆弧开槽和二十八个短矩形开槽；下侧矩形开槽、右下四分之一圆弧开槽、右侧矩形开槽、右上四分之一圆弧开槽、上侧矩形开槽、左上四分之一圆弧开槽、左侧矩形开槽和左下四分之一圆弧开槽顺次相连组成一个闭合结构；长矩形开槽位于矩形平板的下部，下侧矩形开槽位于长矩形开槽的上方；右侧矩形开槽的左右两侧各设有七个短矩形开槽，左侧矩形开槽的左右两侧各设有七个短矩形开槽；长矩形开槽的左端设有太赫兹波输入端，长矩形开槽的右端设有太赫兹波输出端；太赫兹波从太赫兹波输入端入射，经长矩形开槽达到太赫兹波输出端，闭合结构开槽和短矩形开槽起到一个选频的作用，实现对太赫兹波信号的滤波功能。
所述的矩形平板的长度为300~320μm，宽度为285~300μm，厚度为60~70μm。所述的长矩形开槽的长度为300~320μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的下侧矩形开槽和上侧矩形开槽的尺寸参数相同，长度为100~110μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的右下四分之一圆弧开槽、右上四分之一圆弧开槽、左上四分之一圆弧开槽和左下四分之一圆弧开槽的尺寸参数相同，内圆半径为15~20μm，外圆半径为35~40μm，开槽深度为20~30μm。所述的右侧矩形开槽和左侧矩形开槽的尺寸参数相同，长度为150~160μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的短矩形开槽的长度为40~50μm，宽度为10~20μm，开槽深度为20~30μm。所述的矩形平板的材料为高阻硅。
本发明的对称多开槽结构的太赫兹波滤波器具有结构简单紧凑，尺寸小，节约材料，质量轻等优点。
附图说明：
图1是对称多开槽结构的太赫兹波滤波器的立体结构示意图；
图2是对称多开槽结构的太赫兹波滤波器的二维结构示意图；
图3是对称多开槽结构的太赫兹波滤波器的性能曲线图。
具体实施方式
如图1~2所示，对称多开槽结构的太赫兹波滤波器包括太赫兹波输入端1、太赫兹波输出端2、矩形平板3；矩形平板3上设有长矩形开槽4、下侧矩形开槽5、右下四分之一圆弧开槽6、右侧矩形开槽7、右上四分之一圆弧开槽8、上侧矩形开槽9、左上四分之一圆弧开槽10、左侧矩形开槽11、左下四分之一圆弧开槽12和二十八个短矩形开槽13；下侧矩形开槽5、右下四分之一圆弧开槽6、右侧矩形开槽7、右上四分之一圆弧开槽8、上侧矩形开槽9、左上四分之一圆弧开槽10、左侧矩形开槽11和左下四分之一圆弧开槽12顺次相连组成一个闭合结构；长矩形开槽4位于矩形平板3的下部，下侧矩形开槽5位于长矩形开槽4的上方；右侧矩形开槽7的左右两侧各设有七个短矩形开槽13，左侧矩形开槽11的左右两侧各设有七个短矩形开槽13；长矩形开槽4的左端设有太赫兹波输入端1，长矩形开槽4的右端设有太赫兹波输出端2；太赫兹波从太赫兹波输入端1入射，经长矩形开槽4达到太赫兹波输出端2，闭合结构开槽和短矩形开槽13起到一个选频的作用，实现对太赫兹波信号的滤波功能。
所述的矩形平板3的长度为300~320μm，宽度为285~300μm，厚度为60~70μm。所述的长矩形开槽4的长度为300~320μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的下侧矩形开槽5和上侧矩形开槽9的尺寸参数相同，长度为100~110μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的右下四分之一圆弧开槽6、右上四分之一圆弧开槽8、左上四分之一圆弧开槽10和左下四分之一圆弧开槽12的尺寸参数相同，内圆半径为15~20μm，外圆半径为35~40μm，开槽深度为20~30μm。所述的右侧矩形开槽7和左侧矩形开槽11的尺寸参数相同，长度为150~160μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。所述的短矩形开槽13的长度为40~50μm，宽度为10~20μm，开槽深度为20~30μm。所述的矩形平板3的材料为高阻硅。
实施例1
对称多开槽结构的太赫兹波滤波器的矩形平板的长度为300μm，宽度为285μm，厚度为60μm。长矩形开槽的长度为300μm，宽度为20μm，开槽深度为20μm。下侧矩形开槽和上侧矩形开槽的尺寸参数相同，长度为100μm，宽度为20μm，开槽深度为20μm。右下四分之一圆弧开槽、右上四分之一圆弧开槽、左上四分之一圆弧开槽和左下四分之一圆弧开槽的尺寸参数相同，内圆半径为15μm，外圆半径为35μm，开槽深度为20μm。右侧矩形开槽和左侧矩形开槽的尺寸参数相同，长度为150μm，宽度为20μm，开槽深度为20μm。短矩形开槽的长度为40μm，宽度为10μm，开槽深度为20μm。矩形平板的材料为高阻硅，折射率为3.40。对称多开槽结构的太赫兹波滤波器的性能曲线如图3所示，由图可知，当太赫兹波的频率为0.525THz时，滤波器的传输参数为-34.6dB，实现了良好的带阻滤波的功能。
Claims (8)
1.一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端（1）、太赫兹波输出端（2）、矩形平板（3）；矩形平板（3）上设有长矩形开槽（4）、下侧矩形开槽（5）、右下四分之一圆弧开槽（6）、右侧矩形开槽（7）、右上四分之一圆弧开槽（8）、上侧矩形开槽（9）、左上四分之一圆弧开槽（10）、左侧矩形开槽（11）、左下四分之一圆弧开槽（12）和二十八个短矩形开槽（13）；下侧矩形开槽（5）、右下四分之一圆弧开槽（6）、右侧矩形开槽（7）、右上四分之一圆弧开槽（8）、上侧矩形开槽（9）、左上四分之一圆弧开槽（10）、左侧矩形开槽（11）和左下四分之一圆弧开槽（12）顺次相连组成一个闭合结构；长矩形开槽（4）位于矩形平板（3）的下部，下侧矩形开槽（5）位于长矩形开槽（4）的上方；右侧矩形开槽（7）的左右两侧各设有七个短矩形开槽（13），左侧矩形开槽（11）的左右两侧各设有七个短矩形开槽（13），共同构成所述二十八个短矩形开槽（13）；长矩形开槽（4）的左端设有太赫兹波输入端（1），长矩形开槽（4）的右端设有太赫兹波输出端（2）；太赫兹波从太赫兹波输入端（1）入射，经长矩形开槽（4）达到太赫兹波输出端（2），闭合结构开槽和短矩形开槽（13）起到一个选频的作用，实现对太赫兹波信号的滤波功能。
2.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的矩形平板（3）的长度为300~320μm，宽度为285~300μm，厚度为60~70μm。
3.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的长矩形开槽（4）的长度为300~320μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。
4.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的下侧矩形开槽（5）和上侧矩形开槽（9）的尺寸参数相同，长度为100~110μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。
5.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的右下四分之一圆弧开槽（6）、右上四分之一圆弧开槽（8）、左上四分之一圆弧开槽（10）和左下四分之一圆弧开槽（12）的尺寸参数相同，内圆半径为15~20μm，外圆半径为35~40μm，开槽深度为20~30μm。
6.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的右侧矩形开槽（7）和左侧矩形开槽（11）的尺寸参数相同，长度为150~160μm，宽度为20~30μm，开槽深度为20~30μm。
7.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的短矩形开槽（13）的长度为40~50μm，宽度为10~20μm，开槽深度为20~30μm。
8.根据权利要求1所述的一种对称多开槽结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的矩形平板（3）的材料为高阻硅。
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