[实用新型]风车形太赫兹波双带阻滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种风车形太赫兹波双带阻滤波器。

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、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物等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。然而现有的太赫兹波滤波器大都存在着结构复杂、滤波性能低、成本高等诸多缺点。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、滤波性能强、便于加工制作且可以双带阻的太赫兹波滤波器来支撑太赫兹波应用领域的发展。

发明内容

本实用新型提供风车形太赫兹波双带阻滤波器，技术方案如下：

风车形太赫兹波双带阻滤波器包括底层基板和顶层金属几何结构层，其中顶层金属几何结构层由四个几何参数相同的小正方形金属块和一个几何参数略大的正方形金属块相连组成。大正方形金属块位于滤波器中心位置，四个小正方形金属块以大正方形金属块的几何中心对称分布在大正方形金属块的四个对角处并有部分重叠。

所述的基板材料为聚酰亚胺，介电常数为3.0，其长度p＝450μm，厚度为40μm。所述的小正方形金属块和大正方形金属块的材料为纯铜，电导率为5.8×10⁷S/m。其中，小正方形金属块的边长L2＝80μm，厚度为4.5μm，大正方形金属块的边长L1＝100μm，厚度为4.5μm。所述的四个小正方形金属块的相邻间隔距离g＝20μm。

本实用新型具有结构简单、插入损耗低、结构紧凑、滤波性能好、尺寸小、制作方便、便于集成等优点。

附图说明：

图1是风车形太赫兹波双带阻滤波器的结构主视图；

图2是风车形太赫兹波双带阻滤波器的S₂₁性能曲线图；

图3是风车形太赫兹波双带阻滤波器在0.55THz时的表面电场分图。

图4是风车形太赫兹波双带阻滤波器在1THz时的表面电场分布图。

具体实施方式

如图1所示，风车形太赫兹波双带阻滤波器包括底层基板1和顶层金属几何结构层2，其中顶层金属几何结构层2由四个几何参数相同的小正方形金属块和一个几何参数略大的正方形金属块相连组成，大正方形金属块位于滤波器中心位置，四个小正方形金属块以大正方形金属块的几何中心对称分布在大正方形金属块的四个对角处并有部分重叠。

所述的基板材料为聚酰亚胺，介电常数为3.0，其长度p＝450μm，厚度为40μm。所述的小正方形金属块和大正方形金属块的材料为纯铜，电导率为5.8×10⁷S/m。其中，小正方形金属块的边长L2＝80μm，厚度为4.5μm，大正方形金属块的边长L1＝100μm，厚度为4.5μm。所述的四个小正方形金属块的相邻间隔距离g＝20μm。

实施例1

风车形太赫兹波双带阻滤波器：

聚酰亚胺的介电常数为3.0，边长为450μm，厚度为40μm。金属材料为电导率为5.8×10⁷S/m的纯铜。经商业电磁仿真软件CST优化得到，大正方金属块的边长为100μm，小正方形块的边长为80μm，它们的厚度都为4.5μm，相邻小正方形块之间间隔距离为20μm。风车形太赫兹波双带阻滤波器的各项性能指标都采用CST软件进行测试，在太赫兹波垂直入射下，所得滤波器的性能曲线如附图2所示。由图可见，在0.55THz附近，S₂₁传输效率仅为-35dB，在1THz出则更低，只有-46dB，在两个频率点附近都实现了良好的带阻滤波功能。