CN203707292U - 多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器。它包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、基底、左矩形波导、椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导；基底的上表面设有左矩形波导、两个椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导，中心椭圆形波导位于基底上表面的中心位置处，中心椭圆形波导的外侧均与两个椭圆列形波导的内侧相连，左矩形波导的右端部与右矩形波导的左端部分别与两个椭圆列形波导的外侧端部无缝隙拼接，左矩形波导的左端与基底的左端相连，右矩形波导的右端与基底的右端相连，太赫兹波从太赫兹波输入端入射后从太赫兹波输出端输出。本实用新型具有结构简单紧凑，尺寸小，节约材料，质量轻等优点。

Description

多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器，涉及一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～10THz，波长为3000～30μm范围内的电磁波。它介于微波和可见光之间，是宏观电磁理论向微观量子理论过渡的区域，也是电子学向光子学的过渡区域。由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置，科学研究和技术应用上的空白点很多，因此太赫兹波段也被称为“太赫兹空隙”(Terahertz Gap)。太赫兹波具有优越的性能，在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景，受到世界各国的关注。目前国际上已经成功研制太赫兹波源和检测装置。研究发现太赫兹波作为一种高频电磁波比X射线更安全，应用于医学诊断、安全检查、生物医学、农业、空间天文学、无损检测以及太赫兹通信等许多领域。由于太赫兹波的广泛应用前景，世界各国对于太赫兹波科学技术的研究都极为重视。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究，在国内也掀起了太赫兹研究的浪潮。

太赫兹滤波器是一种非常重要的太赫兹波功能器件，无线通信、探测和传感等方面有着巨大的应用潜力。随着太赫兹滤波器的研究不断深入，近些年来陆续提出滤波器的具体实现结构，极大地促进了应用于太赫兹频域的滤波器的研究。但是现有的太赫兹滤波器结构复杂、需要改变几何形状或结构尺寸才能制作具有不同滤波性能的滤波器。因此迫切需要研究出尺寸小、结构简单紧凑、体积小、调节方便的太赫兹滤波器来满足太赫兹实际应用的需要。

实用新型内容

本实用新型提供一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，技术方案如下：

多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、基底、左矩形波导、椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导；基底的上表面设有左矩形波导、两个椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导，左矩形波导与右矩形波导分别位于基底上表面的左右两侧，左矩形波导的左端设有太赫兹波输入端，右矩形波导的右端设有太赫兹波输出端，中心椭圆形波导位于基底上表面的中心位置处，中心椭圆形波导的外侧均与两个椭圆列形波导的内侧相连，左矩形波导的右端部与右矩形波导的左端部分别与两个椭圆列形波导的外侧端部无缝隙拼接，左矩形波导的左端与基底的左端相连，右矩形波导的右端与基底的右端相连，太赫兹波从太赫兹波输入端入射后从太赫兹波输出端输出。

所述的基底的长度为99～101μm，宽度为29～31μm。所述的左矩形波导与右矩形波导的长度均为15～17μm，，宽度均为3～5μm。所述的椭圆列形波导由两个小椭圆形波导与两个大椭圆形波导对接排列而成，其中小椭圆形波导的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm，大椭圆形波导的长轴长度为19～21μm，短轴长度为9～11μm。所述的中心椭圆形波导的的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm。所述的基底的材料为二氧化硅，厚度为14～16μm；左矩形波导、椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导的材料均为氮化硅，厚度均为2～3μm。

本实用新型的多椭圆形结构的太赫兹波带通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是多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器的立体结构示意图；

图2是多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器的二维结构示意图；

图3是多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器的太赫兹波输出端的传输参数曲线图。

具体实施方式

如图1～2所示，多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器包括太赫兹波输入端1、太赫兹波输出端2、基底3、左矩形波导4、椭圆列形波导5、中心椭圆形波导6、右矩形波导7；基底3的上表面设有左矩形波导4、两个椭圆列形波导5、中心椭圆形波导6、右矩形波导7，左矩形波导4与右矩形波导7分别位于基底3上表面的左右两侧，左矩形波导4的左端设有太赫兹波输入端1，右矩形波导7的右端设有太赫兹波输出端2，中心椭圆形波导6位于基底3上表面的中心位置处，中心椭圆形波导6的外侧均与两个椭圆列形波导5的内侧相连，左矩形波导4的右端部与右矩形波导7的左端部分别与两个椭圆列形波导5的外侧端部无缝隙拼接，左矩形波导4的左端与基底3的左端相连，右矩形波导7的右端与基底3的右端相连，太赫兹波从太赫兹波输入端1入射后从太赫兹波输出端2输出。

所述的基底3的长度为99～101μm，宽度为29～31μm。所述的左矩形波导4与右矩形波导7的长度均为15～17μm，，宽度均为3～5μm。所述的椭圆列形波导5由两个小椭圆形波导与两个大椭圆形波导对接排列而成，其中小椭圆形波导的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm，大椭圆形波导的长轴长度为19～21μm，短轴长度为9～11μm。所述的中心椭圆形波导6的的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm。所述的基底3的材料为二氧化硅，厚度为14～16μm；左矩形波导4、椭圆列形波导5、中心椭圆形波导6、右矩形波导7的材料均为氮化硅，厚度均为2～3μm。

实施例1

多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器的基底长度为100μm，宽度为30μm。左矩形波导与右矩形波导的长度均为16μm，，宽度均为4μm。椭圆列形波导由两个小椭圆形波导与两个大椭圆形波导对接排列而成，其中小椭圆形波导的长轴长度为12μm，短轴长度为6μm，大椭圆形波导的长轴长度为20μm，短轴长度为10μm。中心椭圆形波导的的长轴长度为12μm，短轴长度为6μm。基底的材料为二氧化硅，厚度为15μm；左矩形波导、椭圆列形波导、中心椭圆形波导、右矩形波导的材料均为氮化硅，厚度均为2.5μm。多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器的太赫兹波输出端的传输参数曲线如图3所示，由图可知，当太赫兹波的频率为8.948THz时，太赫兹波输出端的传输参数为-0.021dB，实现了良好的带通滤波的功能。

Claims (6)

1.一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端(1)、太赫兹波输出端(2)、基底(3)、左矩形波导(4)、椭圆列形波导(5)、中心椭圆形波导(6)、右矩形波导(7)；基底(3)的上表面设有左矩形波导(4)、两个椭圆列形波导(5)、中心椭圆形波导(6)、右矩形波导(7)，左矩形波导(4)与右矩形波导(7)分别位于基底(3)上表面的左右两侧，左矩形波导(4)的左端设有太赫兹波输入端(1)，右矩形波导(7)的右端设有太赫兹波输出端(2)，中心椭圆形波导(6)位于基底(3)上表面的中心位置处，中心椭圆形波导(6)的外侧均与两个椭圆列形波导(5)的内侧相连，左矩形波导(4)的右端部与右矩形波导(7)的左端部分别与两个椭圆列形波导(5)的外侧端部无缝隙拼接，左矩形波导(4)的左端与基底(3)的左端相连，右矩形波导(7)的右端与基底(3)的右端相连，太赫兹波从太赫兹波输入端(1)入射后从太赫兹波输出端(2)输出。 

2.根据权利要求1所述的一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于所述的基底(3)的长度为99～101μm，宽度为29～31μm。 

3.根据权利要求1所述的一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于所述的左矩形波导(4)与右矩形波导(7)的长度均为15～17μm，宽度均为3～5μm。 

4.根据权利要求1所述的一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于所述的椭圆列形波导(5)由两个小椭圆形波导与两个大椭圆形波导对接排列而成，其中小椭圆形波导的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm，大椭圆形波导的长轴长度为19～21μm，短轴长度为9～11μm。 

5.根据权利要求1所述的一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于所述的中心椭圆形波导(6)的的长轴长度为11～13μm，短轴长度为5～7μm。 

6.根据权利要求1所述的一种多椭圆形结构的太赫兹波带通滤波器，其特征在于所述的基底(3)的材料为二氧化硅，厚度为14～16μm；左矩形波导(4)、椭圆列形波导(5)、中心椭圆形波导(6)、右矩形波导(7)的材料均为氮化硅，厚度均为2～3μm。