[发明专利]一种可调谐太赫兹带通滤波器

说明书

本发明公开一种可调谐太赫兹带通滤波器，可调谐太赫兹带通滤波器包括N×N个相同的滤波单元，滤波单元包括层叠设置的第一介质层、第一谐振层、形变介质层、第二谐振层、第二介质层；第一谐振层和第二谐振层相同，均为图案化的金属薄层，通过控制施加在周期单元外平面上的分布载荷来改变滤波器的谐振频率，使单通带调谐为双通带。与现有的可调谐太赫兹带通滤波器相比，本发明具有单双频自由变换、调谐响应快且范围可控、结构简单的优点。

技术领域

本发明涉及通信技术及太赫兹功能器件领域，特别是涉及一种可调谐太赫兹带通滤波器。

背景技术

近年来随着太赫兹技术的蓬勃发展相应的功能器件需求也越来越高，对于高集成度的太赫兹系统而言，性能可靠的可调谐滤波器至关重要。目前调谐方法多通过采用特殊的结构或材料以改变滤波器的等效电参数来实现，具体来说有基于温敏材料、液晶、石墨烯等的调谐方式。这些方式存在调谐缓慢延迟大、需外加偏置电压、难以控制调谐范围、成本较高、结构复杂等问题。另外，在现有的可调谐太赫兹带通滤波器中，可调谐仅仅是通带的频率可调，而通带的个数是固定的，这也限制了其应用范围。

基于上述问题，如何设计响应迅速、结构简单、调谐范围可控且通带个数可调的太赫兹滤波器成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于分布力学载荷控制单双频变换的可调谐太赫兹带通滤波器，即仅需要提供外加压强即可实现通带频率及个数的调谐。

为实现上述目的，本发明提供一种可调谐太赫兹带通滤波器，其特点在于：所述可调谐太赫兹带通滤波器包括N×N个相同的单元，周期排列在与太赫兹波入射方向垂直的平面上，相邻单元间无间距，N为等于或大于1的正整数。

所述单元为5层结构包括：第一介质层，第一谐振层，形变介质层，第二谐振层，第二介质层；所述5层结构的堆叠顺序为：沿着波入射方向，依次为第一介质层，第一谐振层，形变介质层，第二谐振层，第二介质层；

所述第一介质层和第二介质层结构尺寸及材料都相同；所述第一谐振层和第二谐振层结构尺寸及材料都相同；

所述第一介质层和第二介质层材料为环烯烃聚合物；所述第一谐振层和第二谐振层材料为金属；所述形变介质层材料为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI)；

所述第一谐振层和第二谐振层包括：正方形金属环、正方形金属片、第一金属条、第二金属条、第三金属条和第四金属条；所述正方形金属片设置在正方形金属环的中间位置，所述第一金属条、第二金属条、第三金属条、第四金属条等大且每条金属条的一端分别与正方形金属片的四个角相连，另一端分别与正方形金属环的四个角相连。

所述可调谐太赫兹带通滤波器在工作时固定，所述第一介质层承受均匀的、垂直于第一介质层的外加分布载荷，其余4层均不直接承受外加分布载荷。

可选的，所述第一谐振层和第二谐振层的厚度的范围为0.4μm-1μm。

可选的，所述第一介质层和第二介质层的厚度范围为32μm-38μm。

可选的，所述形变介质层的厚度的范围为200μm。

可选的，所述第一谐振层和第二谐振层中正方形金属环外边长为200μm，内边长的范围为176μm-184μm。

可选的，所述正方形金属环的环宽度和金属条的宽度相等，宽度范围为 8μm-12μm。

可选的，所述正方形金属片的边长范围为150μm-160μm。

可选的，所述第一谐振层和第二谐振层的材料为金、银、铜、铝中的一种。

可选的，所述第一介质层所承受的外加分布载荷的范围为0～30N/mm²。

本发明的有益效果为：