[发明专利]一种宽频带机械可调谐滤波器

说明书

本发明公开了一种宽频带机械可调谐滤波器，滤波器包括两个分立的谐振器以及两个分立的谐振器之间的空气层；分立的谐振器结构完全相同，包括介质层和金属谐振层，金属谐振层包括M×N个相同单元；两个分立的谐振器的金属谐振层隔着空气层相邻，通过调节空气层的厚度来改变滤波器的谐振频率，使得宽频带机械可调谐滤波器可在很宽的频率范围内实现单通带向多通带的转换以及通带位置的移动。与现有的可调谐滤波器相比，本发明具有通带数目自由变换、调谐响应快、调谐范围广、结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及微波及太赫兹功能器件领域，特别是涉及一种宽频带机械可调谐滤波器。

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功能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，提供一种宽频带机械可调谐滤波器，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，本发明提供一种宽频带机械可调谐滤波器，其特征在于，所述滤波器由两个分立的谐振器及它们之间的空气层组成；

所述分立的谐振器为两层结构，包括谐振层和介质层，谐振层包括M×N个相同的单元，相邻单元间无间距，M和N均为等于或大于1的正整数，M可以大于、等于或小于N；

所述单个分立的谐振器的谐振层及其介质层之间的间距为零；

所述介质层材料为环烯烃聚合物；所述谐振层材料为金属；

所述介质层的介电常数为2.2，损耗正切值为0.0007；

所述宽频带机械可调谐滤波器的两个分立的谐振器的谐振层之间由空气层隔开，即两个谐振器的金属谐振层隔着空气层相对；

所述谐振层单元结构为在正方形上开了四个等大的缝隙；

所述正方形的边长为1000μm；

所述缝隙的形状均为等腰梯形，缝隙位于正方形四条边的边缘处，缝隙中心与每条边的中心对齐，缝隙即等腰梯形的长底边距每条边的距离为50μm；缝隙的长底边长度为829.29μm，缝隙的短底边长度为729.29μm，缝隙的高度为50μm；

所述单元的介质层厚度为199μm；

所述宽频带机械可调谐滤波器的空气层的厚度在0-2mm之间调节；

所述宽频带机械可调谐滤波器可在50-300GHz范围内随着空气层厚度的变化提供一个或多个通带；

所述宽频带机械可调谐滤波器通带的位置可以随着空气层厚度的变化而移动；

所述空气层厚度为0.2mm时，所述宽频带机械可调谐滤波器呈现单通带特性，中心频率145GHz处的传输系数为0.917，带宽为21.5GHz；

所述空气层厚度为0.4mm时，所述宽频带机械可调谐滤波器呈双通带特性，原145GHz处的通带基本不变，增加了一个中心频率为289.5GHz、带宽为5.5GHz的窄通带；

所述空气层厚度为0.6mm时，所述宽频带机械可调谐滤波器继续呈双通带特性，原145GHz处的通带仍然保持基本不变，新增一个中心频率为203GHz、带宽为6.5GHz的窄通带；