CN103682541B - 非对称结构的太赫兹波一分四功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器。它包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、基板、第一S形平板、第五矩形平板、第六矩形平板、第三S形平板、第九矩形平板、第十矩形平板、第一矩形平板、第一梯形平板、第二S形平板、第二矩形平板、第七矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第八矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板；太赫兹波从信号输入端输入，分别从第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端输出。本发明具有结构简单紧凑，尺寸小，功分效率高，便于加工等优点。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹波功率分配器，尤其涉及一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器。
背景技术
太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围（位于微波频段和光频段之间）覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如：瞬态性、宽带性、相干性、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术以及太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。
太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，在实际应用中，太赫兹波功分器是太赫兹通信系统中必不可少的器件之一，因此有必要设计一种结构简单、尺寸小、功分性能优良的太赫兹波功分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，提供一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器。
非对称结构的太赫兹波一分四功分器包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、基板、第一S形平板、第五矩形平板、第六矩形平板、第三S形平板、第九矩形平板、第十矩形平板、第一矩形平板、第一梯形平板、第二S形平板、第二矩形平板、第七矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第八矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板；基板上表面设有三个第一S形平板、第五矩形平板、第六矩形平板、两个第三S形平板、第九矩形平板、第十矩形平板、第一矩形平板、第一梯形平板、两个第二S形平板、第二矩形平板、第七矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第八矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板；第一矩形平板、第一梯形平板、第二矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板顺次相连，第四矩形平板右端为第三输出端，第一矩形平板左端为信号输入端；第五矩形平板的左端与第一S形平板的下端相连，第五矩形平板的右端与两个相连的第一S形平板的下端相连，第六矩形平板的左端与两个相连的第一S形平板的上端相连，第六矩形平板的右端与基板的右侧边相连，第六矩形平板的右端为第一输出端；左右两个向下对称的第二S形平板的上端分别与第七矩形平板的左右两端相连，右面一个第二S形平板的下端与第八矩形平板的左端相连，第八矩形平板的右端与基板的右侧边相连，第八矩形平板的右端为第四输出端；左右两个向上对称的第三S形平板的下端分别与第九矩形平板的左右两端相连，右面一个第三S形平板的上端与第十矩形平板的左端相连，第十矩形平板的右端与基板的右侧边相连，第十矩形平板的右端为第二输出端；太赫兹波从信号输入端输入，分别从第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端输出。
所述的第一矩形平板长度为1900~1910μm，宽度为230~235μm，所述的第一梯形平板长度为390~400μm，所述的第二矩形平板长度为1400~1410μm，宽度为165~170μm，所述的第二梯形平板长度为400~410μm，所述的第三矩形平板长度为880~900μm，宽度为200~205μm，所述的第三梯形平板长度为390~400μm，所述的第四矩形平板长度为590~600μm，宽度为40~45μm。所述的第一S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第五矩形平板长度为950~960μm、宽度为40~45μm，第六矩形平板长度为2800~2810μm，宽度为40~45μm。所述的第二S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第七矩形平板长度为700~710μm，宽度为40~45μm，第八矩形平板长度为1850~1860μm，宽度为40~45μm。所述的第三S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第九矩形平板长度为450~455μm，宽度为40~45μm，第十矩形平板长度为800~810μm，宽度为40~45μm。所述的基板厚度为50~52μm，材料为二氧化硅。所述的第一S形平板、第五矩形平板、第六矩形平板、第三S形平板、第九矩形平板、第十矩形平板、第一矩形平板、第一梯形平板、第二S形平板、第二矩形平板、第七矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第八矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板的材料均为高阻硅，厚度为40~42μm。所述的第五矩形平板与第一矩形平板的间距为30~32μm。所述的第二矩形平板与第七矩形平板的间距为30~32μm。所述的第三矩形平板与第九矩形平板的间距为30~32μm。
本发明具有结构简单紧凑，尺寸小，功分效率高，便于加工等优点。
附图说明：
图1是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的二维结构示意图；
图2是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的三维结构示意图；
图3是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第一信号输出端输出信号功率幅度曲线；
图4是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第二信号输出端输出信号功率幅度曲线；
图5是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第三信号输出端输出信号功率幅度曲线；
图6是非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第四信号输出端输出信号功率幅度曲线。
具体实施方式
如图1~2所示，非对称结构的太赫兹波一分四功分器包括信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5、基板6、第一S形平板7、第五矩形平板8、第六矩形平板9、第三S形平板10、第九矩形平板11、第十矩形平板12、第一矩形平板13、第一梯形平板14、第二S形平板15、第二矩形平板16、第七矩形平板17、第二梯形平板18、第三矩形平板19、第八矩形平板20、第三梯形平板21、第四矩形平板22；基板6上表面设有三个第一S形平板7、第五矩形平板8、第六矩形平板9、两个第三S形平板10、第九矩形平板11、第十矩形平板12、第一矩形平板13、第一梯形平板14、两个第二S形平板15、第二矩形平板16、第七矩形平板17、第二梯形平板18、第三矩形平板19、第八矩形平板20、第三梯形平板21、第四矩形平板22；第一矩形平板13、第一梯形平板14、第二矩形平板16、第二梯形平板18、第三矩形平板19、第三梯形平板21、第四矩形平板22顺次相连，第四矩形平板22右端为第三输出端4，第一矩形平板13左端为信号输入端1；第五矩形平板8的左端与第一S形平板7的下端相连，第五矩形平板8的右端与两个相连的第一S形平板7的下端相连，第六矩形平板9的左端与两个相连的第一S形平板7的上端相连，第六矩形平板9的右端与基板6的右侧边相连，第六矩形平板9的右端为第一输出端2；左右两个向下对称的第二S形平板15的上端分别与第七矩形平板17的左右两端相连，右面一个第二S形平板15的下端与第八矩形平板20的左端相连，第八矩形平板20的右端与基板6的右侧边相连，第八矩形平板20的右端为第四输出端5；左右两个向上对称的第三S形平板10的下端分别与第九矩形平板11的左右两端相连，右面一个第三S形平板10的上端与第十矩形平板12的左端相连，第十矩形平板12的右端与基板6的右侧边相连，第十矩形平板12的右端为第二输出端3；太赫兹波从信号输入端1输入，分别从第一输出端2、第二输出端3、第三输出端4、第四输出端5输出。
所述的第一矩形平板13长度为1900~1910μm，宽度为230~235μm，所述的第一梯形平板14长度为390~400μm，所述的第二矩形平板16长度为1400~1410μm，宽度为165~170μm，所述的第二梯形平板18长度为400~410μm，所述的第三矩形平板19长度为880~900μm，宽度为200~205μm，所述的第三梯形平板21长度为390~400μm，所述的第四矩形平板22长度为590~600μm，宽度为40~45μm。所述的第一S形平板7弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第五矩形平板8长度为950~960μm、宽度为40~45μm，第六矩形平板9长度为2800~2810μm，宽度为40~45μm。所述的第二S形平板15弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第七矩形平板17长度为700~710μm，宽度为40~45μm，第八矩形平板20长度为1850~1860μm，宽度为40~45μm。所述的第三S形平板10弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第九矩形平板11长度为450~455μm，宽度为40~45μm，第十矩形平板12长度为800~810μm，宽度为40~45μm。所述的基板6厚度为50~52μm，材料为二氧化硅。所述的第一S形平板7、第五矩形平板8、第六矩形平板9、第三S形平板10、第九矩形平板11、第十矩形平板12、第一矩形平板13、第一梯形平板14、第二S形平板15、第二矩形平板16、第七矩形平板17、第二梯形平板18、第三矩形平板19、第八矩形平板20、第三梯形平板21、第四矩形平板22的材料均为高阻硅，厚度为40~42μm。所述的第五矩形平板8与第一矩形平板13的间距为30~32μm。所述的第二矩形平板16与第七矩形平板17的间距为30~32μm。所述的第三矩形平板19与第九矩形平板11的间距为30~32μm。
实施例1
非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第一矩形平板长度为1900μm，宽度为230μm，所述的第一梯形平板长度为390μm，第二矩形平板长度为1400μm，宽度为165μm，第二梯形平板长度为400μm，第三矩形平板长度为880μm，宽度为200μm，第三梯形平板长度为390μm，第四矩形平板长度为590μm，宽度为40μm。第一S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40μm，第五矩形平板长度为950μm、宽度为40μm，第六矩形平板长度为2800μm，宽度为40μm。第二S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40μm，第七矩形平板长度为700μm，宽度为40μm，第八矩形平板长度为1850μm，宽度为40μm。第三S形平板弯曲度为1.8度，宽度为40μm，第九矩形平板长度为450μm，宽度为40μm，第十矩形平板长度为800μm，宽度为40μm。基板厚度为50μm，材料为二氧化硅。第一S形平板、第五矩形平板、第六矩形平板、第三S形平板、第九矩形平板、第十矩形平板、第一矩形平板、第一梯形平板、第二S形平板、第二矩形平板、第七矩形平板、第二梯形平板、第三矩形平板、第八矩形平板、第三梯形平板、第四矩形平板的材料均为高阻硅，厚度为40μm。第五矩形平板与第一矩形平板的间距为30μm。第二矩形平板与第七矩形平板的间距为30μm。第三矩形平板与第九矩形平板的间距为30μm。非对称结构的太赫兹波一分四功分器的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端的输出功率曲线如图3、图4、图5、图6所示，由图可知，当太赫兹波的输入频段在0.4~1.4THz之间时，功分器的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端的输出功率均接近0.25，实现了良好的一分四的能量功分效果。
Claims (10)
1.一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于包括信号输入端（1）、第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、第三信号输出端（4）、第四信号输出端（5）、基板（6）、第一S形平板（7）、第五矩形平板（8）、第六矩形平板（9）、第三S形平板（10）、第九矩形平板（11）、第十矩形平板（12）、第一矩形平板（13）、第一梯形平板（14）、第二S形平板（15）、第二矩形平板（16）、第七矩形平板（17）、第二梯形平板（18）、第三矩形平板（19）、第八矩形平板（20）、第三梯形平板（21）、第四矩形平板（22）；基板（6）上表面设有三个第一S形平板（7）、第五矩形平板（8）、第六矩形平板（9）、两个第三S形平板（10）、第九矩形平板（11）、第十矩形平板（12）、第一矩形平板（13）、第一梯形平板（14）、两个第二S形平板（15）、第二矩形平板（16）、第七矩形平板（17）、第二梯形平板（18）、第三矩形平板（19）、第八矩形平板（20）、第三梯形平板（21）、第四矩形平板（22）；第一矩形平板（13）、第一梯形平板（14）、第二矩形平板（16）、第二梯形平板（18）、第三矩形平板（19）、第三梯形平板（21）、第四矩形平板（22）顺次相连，第四矩形平板（22）右端为第三输出端（4），第一矩形平板（13）左端为信号输入端（1）；第五矩形平板（8）的左端与第一S形平板（7）的下端相连，第五矩形平板（8）的右端与两个相连的第一S形平板（7）的下端相连，第六矩形平板（9）的左端与所述的两个相连的第一S形平板（7）的上端相连，第六矩形平板（9）的右端与基板（6）的右侧边相连，第六矩形平板（9）的右端为第一输出端（2）；左右两个向下对称的第二S形平板（15）的上端分别与第七矩形平板（17）的左右两端相连，右面一个第二S形平板（15）的下端与第八矩形平板（20）的左端相连，第八矩形平板（20）的右端与基板（6）的右侧边相连，第八矩形平板（20）的右端为第四输出端（5）；左右两个向上对称的第三S形平板（10）的下端分别与第九矩形平板（11）的左右两端相连，右面一个第三S形平板（10）的上端与第十矩形平板（12）的左端相连，第十矩形平板（12）的右端与基板（6）的右侧边相连，第十矩形平板（12）的右端为第二输出端（3）；太赫兹波从信号输入端（1）输入，分别从第一输出端（2）、第二输出端（3）、第三输出端（4）、第四输出端（5）输出。
2.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第一矩形平板（13）长度为1900~1910μm，宽度为230~235μm，所述的第一梯形平板（14）长度为390~400μm，所述的第二矩形平板（16）长度为1400~1410μm，宽度为165~170μm，所述的第二梯形平板（18）长度为400~410μm，所述的第三矩形平板（19）长度为880~900μm，宽度为200~205μm，所述的第三梯形平板（21）长度为390~400μm，所述的第四矩形平板（22）长度为590~600μm，宽度为40~45μm。
3.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第一S形平板（7）弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第五矩形平板（8）长度为950~960μm、宽度为40~45μm，第六矩形平板（9）长度为2800~2810μm，宽度为40~45μm。
4.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第二S形平板（15）弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第七矩形平板（17）长度为700~710μm，宽度为40~45μm，第八矩形平板（20）长度为1850~1860μm，宽度为40~45μm。
5.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第三S形平板（10）弯曲度为1.8度，宽度为40~45μm，第九矩形平板（11）长度为450~455μm，宽度为40~45μm，第十矩形平板（12）长度为800~810μm，宽度为40~45μm。
6.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的基板（6）厚度为50~52μm，材料为二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第一S形平板（7）、第五矩形平板（8）、第六矩形平板（9）、第三S形平板（10）、第九矩形平板（11）、第十矩形平板（12）、第一矩形平板（13）、第一梯形平板（14）、第二S形平板（15）、第二矩形平板（16）、第七矩形平板（17）、第二梯形平板（18）、第三矩形平板（19）、第八矩形平板（20）、第三梯形平板（21）、第四矩形平板（22）的材料均为高阻硅，厚度为40~42μm。
8.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第五矩形平板（8）与第一矩形平板（13）的间距为30~32μm。
9.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第二矩形平板（16）与第七矩形平板（17）的间距为30~32μm。
10.根据权利要求1所述的一种非对称结构的太赫兹波一分四功分器，其特征在于所述的第三矩形平板（19）与第九矩形平板（11）的间距为30~32μm。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150826 Termination date: 20181125 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |