CN213816388U - 太赫兹波带外滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太赫兹波带外滤波器，属于滤波器领域，其包括矩形波导器，矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体和设置在金属腔体内侧壁多块波导片，波导片不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体底部中轴线上设有金属膜；与现有技术相比，通过对高频谐波场分布的分析，增加金属膜片，破坏部分高次谐波的场结构，从而增强带外抑制的滤波器；应用于THz频段的，带内性能良好、带外抑制明显提升的滤波器；这种设计结构简单，加工容易，成本低廉，适合商用。

Description

太赫兹波带外滤波器

技术领域

本实用新型属于太赫兹通信领域，具体为一种太赫兹波带外滤波器。

背景技术

滤波器是现代电子系统不可或缺的部分，在获取所需要的电磁频谱资源方面发挥着至关重要的作用，它的性能往往对系统造成巨大的影响；这些年来，通讯技术不断发展，滤波器、双工器在各种微波系统中的应用不断增加；而日益紧张的频谱资源，使得各微波通信系统频率间不断密集，这些因素都直接导致了对滤波器性能要求越来越高。

太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz、波长在30um～3mm范围内的介于微波与红外线之间的电磁波；其具有重要的应用价值，应用领域主要包括：一是太赫兹光谱技术；二是太赫兹成像技术；三是太赫兹传感器；此外，在通信技术、生命科学、人工超材料等方面，太赫兹技术也取得丰硕的研究成果；特别是最近几年，由于频谱匮乏以及对更高传输速度等要求，研究者们对于THz频段地研究火热，THz频段的滤波器的需求也随之提升，然而由于THz频段的特性，现有的滤波器在高频谐波影响下滤波器高频带外抑制差。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种太赫兹波带外滤波器，通过增加金属膜片，可以破坏部分高次谐波的场结构，从而增强带外抑制的滤波器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种太赫兹波带外滤波器，包括矩形波导器，矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体和设置在金属腔体内侧壁多块波导片，波导片不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体底部中轴线上设有金属膜。

具体的方案，矩形波导器为五阶切比雪夫滤波器。

具体的方案，矩形波导器两相对面均设有开口的长方体结构，两开口的连线方向为长方体长度方向，波导片沿着长度方向设置在金属腔体内侧壁上。

具体的方案，波导片为矩形片状波导片，一侧与金属腔体侧壁完全贴合，另一相邻面用于与金属腔体底部相互贴合。

具体的方案，波导片分布在中轴线两侧，且关于中轴线两侧对称设置。

具体的方案，波导片的宽度为2mm，高度为0.5mm，厚度为0.05mm。

具体的方案，相邻波导片的间距为5mm。

具体的方案，金属膜为片状结构设置，片状结构底部的几何中心位于金属腔体底部中轴线上，金属腔体底部中轴线方向为长方体长度方向；且金属膜为多块，相互间隔设置。

具体的方案，金属膜的宽度和长度均为0.5mm，厚度为0.05mm。

具体的方案，片状金属膜的较宽面与片状波导片的较宽面相互垂直。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的太赫兹波带外滤波器，包括矩形波导器，矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体和设置在金属腔体内侧壁多块波导片，波导片不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体底部中轴线上设有金属膜；与现有技术相比，通过对高频谐波场分布的分析，增加金属膜片，破坏部分高次谐波的场结构，从而增强带外抑制的滤波器；应用于THz频段的，带内性能良好、带外抑制明显提升的滤波器；这种设计结构简单，加工容易，成本低廉，适合商用。

附图说明

图1为本实用新型的平面结构图；

图2为本实用新型的立体结构图。

主要元件符号说明如下：

1、金属腔体；2、波导片；3、金属膜片；11、开口。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

如现有技术所述，研究者们对于THz频段地研究火热，THz频段的滤波器的需求也随之提升，然而由于THz频段的特性，现有的滤波器在高频谐波影响下滤波器高频带外抑制差；基于此，本实用新型提供了一种太赫兹波带外滤波器，请参阅图1，其包括矩形波导器，矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体1和设置在金属腔体1内侧壁多块波导片2，波导片2不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体1底部中轴线上设有金属膜。

与现有技术相比，本实用新型通过对高频谐波场分布的分析，增加金属膜片3，破坏部分高次谐波的场结构，从而增强带外抑制的滤波器；应用于THz频段的，带内性能良好、带外抑制明显提升的滤波器；这种设计结构简单，加工容易，成本低廉，适合商用。

在本实施例中，矩形波导器为五阶切比雪夫滤波器；切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，且切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动；其中阶数是指并联谐振器的总数；多个波导片2不连续设置形成多个电容与电阻并接的等效阻抗。

在本实施例中，矩形波导器两相对面均设有开口11的长方体结构，两开口11的连线方向为长方体长度方向，波导片2沿着长度方向设置在金属腔体1内侧壁上；波导片2为矩形片状波导片2，一侧与金属腔体1侧壁完全贴合，另一相邻面用于与金属腔体1底部相互贴合；具体的方案，波导片2分布在中轴线两侧，且关于中轴线两侧对称设置。

在本实施例中，波导片2的宽度为2mm，高度为0.5mm，厚度为0.05mm；相邻波导片2的间距为5mm。

在本实施例中，金属膜为片状结构设置，片状结构底部的几何中心位于金属腔体1底部中轴线上，金属腔体1底部中轴线方向为长方体长度方向；且金属膜为多块，相互间隔设置；具体的方案，金属膜的宽度和长度均为0.5mm，厚度为0.05mm，且片状金属膜的较宽面与片状波导片2的较宽面相互垂直。

本实用新型选择结构简单的直接耦合方案，减小对尺寸的敏感度；因此选择波导感性窗滤波器，然而此方案存在带外抑制较差的问题；通过对谐振腔中高次谐波的种类和场分布的分析，可以在谐振腔中波导轴线位置放置金属膜片3，既不影响主模的场分布，又可以对不需要的高次谐波进行抑制。

本实用新型的优势在于：

1、矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体和设置在金属腔体内侧壁多块波导片，波导片不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体底部中轴线上设有金属膜；与现有技术相比，通过对高频谐波场分布的分析，增加金属膜片，破坏部分高次谐波的场结构，从而增强带外抑制的滤波器；应用于THz频段的，带内性能良好、带外抑制明显提升的滤波器；这种设计结构简单，加工容易，成本低廉，适合商用；

2、矩形波导器为五阶切比雪夫滤波器；切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，且切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种太赫兹波带外滤波器，其特征在于，包括矩形波导器，矩形波导器滤波器包括长方体金属腔体和设置在金属腔体内侧壁多块波导片，波导片不连续设置形成等效阻抗，金属侧壁围合成等效谐振腔；且金属腔体底部中轴线上设有金属膜。

2.根据权利要求1所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，矩形波导器为五阶切比雪夫滤波器。

3.根据权利要求1所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，矩形波导器两相对面均设有开口的长方体结构，两开口的连线方向为长方体长度方向，波导片沿着长度方向设置在金属腔体内侧壁上。

4.根据权利要求3所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，波导片为矩形片状波导片，一侧与金属腔体侧壁完全贴合，另一相邻面用于与金属腔体底部相互贴合。

5.根据权利要求4所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，波导片分布在中轴线两侧，且关于中轴线两侧对称设置。

6.根据权利要求5所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，波导片的宽度为2mm，高度为0.5mm，厚度为0.05mm。

7.根据权利要求3所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，相邻波导片的间距为5mm。

8.根据权利要求3所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，金属膜为片状结构设置，片状结构底部的几何中心位于金属腔体底部中轴线上，金属腔体底部中轴线方向为长方体长度方向；且金属膜为多块，相互间隔设置。

9.根据权利要求8所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，金属膜的宽度和长度均为0.5mm，厚度为0.05mm。

10.根据权利要求8所述的太赫兹波带外滤波器，其特征在于，片状金属膜的较宽面与片状波导片的较宽面相互垂直。

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