CN112928419A - 一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，包括低介电常数的圆柱体介质，圆柱体介质表面沿轴向开有空气槽，在圆柱体介质表面以及空气槽内表面设有金属层。本发明将含有低介电常数介质的金属薄膜圆波导的金属薄膜向内凹嵌形成凹槽，通过凹槽对电磁场分布的影响，与现有的金属薄膜圆波导相比，达到低色散亚太赫兹金属薄膜圆波导的效果。
Description
技术领域
本发明涉及微波及太赫兹通信领域，尤其涉及一种凹嵌式金属薄膜圆波导结构。
背景技术
金属圆波导是一种常见的封闭型单导体导波系统，其主模工作在TE11模，在低频段工作时可以通过金属圆壁内填充空气或介质实现，也可以使用高介电常数介质外涂金属层实现，由于金属圆壁、高介电常数介质材料的质地都较硬，因此该种金属圆波导不易弯曲。随着工作频率提升，比如亚太赫兹频段，金属圆波导的直径显著减小，因此使用低介电常数介质圆柱外涂金属薄层，可以降低加工难度和使用复杂度，并增加柔韧性。然而，在色散特性上，金属薄膜圆波导还有待进一步提升。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，解决现有亚太赫兹金属薄膜圆波导色散较大的问题。
技术方案：一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，包括低介电常数的圆柱体介质，所述圆柱体介质表面沿轴向开有空气槽，在所述圆柱体介质表面以及所述空气槽内表面设有金属层。
进一步的，所述空气槽的数量为一条，空气槽的深度为0.6-0.8倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径。
进一步的，所述空气槽的数量为多条，并沿圆周均匀间隔分布，空气槽的深度为0.3-0.46倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径。
有益效果：本发明将含有低介电常数介质的金属薄膜圆波导的金属薄膜向内凹嵌形成凹槽，通过凹槽对电磁场分布的影响，与现有的金属薄膜圆波导相比，达到低色散亚太赫兹金属薄膜圆波导的效果。
附图说明
图1为实施例1金属薄膜圆波导的径向剖面图；
图2为实施例1金属薄膜圆波导的轴向剖面图；
图3为实施例1金属薄膜圆波导的群时延仿真图；
图4为实施例2金属薄膜圆波导的径向剖面图；
图5为实施例2金属薄膜圆波导的轴向剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
实施例1：
如图1、图2所示，一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，包括低介电常数的圆柱体介质1，圆柱体介质1表面沿轴向开有一条空气槽2，空气槽的深度为0.6-0.8倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径，在圆柱体介质1表面以及空气槽2内表面均设有金属层3。低介电常数是指介电常数小于3，例如聚四氟乙烯、聚乙烯。本发明可以在圆柱体介质1上刻槽，然后整体覆上金属薄膜实现。
本发明的凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导中的模式依然具有TE11的基本特征，但是横截面内电场不再呈中心对称分布，电场聚集于槽底部与底部金属薄膜之间，形成电容效应，使得工作频带内的色散较低。
本实施例的金属薄膜圆波导，其直径为3mm，如图3所示，在127.5-152.5 GHz频段内，群时延最大波动与频宽的比值为0.492 ps/GHz/m。
实施例2：
如图4、图5所示，与实施例1的区别仅在于，圆柱体介质1表面的空气槽2的数量为四条，空气槽的深度为0.3-0.46倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径，并沿圆周均匀间隔分布，由于槽底部之间形成的电容效应，使得工作频带内的色散较低，色散水平与实施例1相近。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，其特征在于，包括低介电常数的圆柱体介质（1），所述圆柱体介质（1）表面沿轴向开有空气槽（2），在所述圆柱体介质（1）表面以及所述空气槽（2）内表面设有金属层（3）。
2.根据权利要求1所述的凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，其特征在于，所述空气槽（2）的数量为一条，空气槽（2）的深度为0.6-0.8倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径。
3.根据权利要求1所述的凹嵌式亚太赫兹金属薄膜圆波导，其特征在于，所述空气槽（2）的数量为多条，并沿圆周均匀间隔分布，空气槽（2）的深度为0.3-0.46倍的圆柱体介质直径，宽度为0.05-0.1倍的圆柱体介质直径。
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2021
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Also Published As
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