[实用新型]屏蔽G线太赫兹带阻滤波器

说明书

本实用新型提出屏蔽G线太赫兹带阻滤波器，旨在提供一种滤波效率高，能够广泛应用于太赫兹平面电路的射频滤波器。本实用新型通过下述方案予以实现：介质波导基板(2)将金属屏蔽体的长方体金属腔分隔为上下两个空气层，介质波导基板上制有E形相向对称指向中心耦合带气隙通道的矩形体齿面的金属脊，以平面G线作为射频信号输入，太赫兹波通过上下两个空气层的一端感性窗孔槽耦合输入，穿透介质波导基板经过中心耦合带气隙及其多矩形E齿面槽带阻金属脊(5)，从金属腔的另一端感性窗耦合输出，从而形成屏蔽G线太赫兹带阻滤波器。本实用新型能够对输入的太赫兹信号进行滤波、选频，从而可以与外部太赫兹平面电路或者天线结构实现高效传输。

技术领域

本实用新型是关于一种基于屏蔽平面G线的太赫兹新型滤波器结构，实现对太赫兹射频信号的滤波、选频等功能，特别适用于太赫兹频段平面电路之间的有效互连。

背景技术

太赫兹波具有波长短、方向性好、光子能量低、高穿透性等独特性质。通常用的通信频段一般只有几个GHz或者十几个GHz，而太赫兹频段往往达到几百甚至上千GHz，因此应用带宽很宽，而且具有相当高的无线数据传输能力，比当前的超宽带技术快出几百倍甚至上千倍。很多的介电材料和非极性材料用常规手段是检测不出来的，而太赫兹波能够很好的穿透这些材料，因此可以对常规手段不易探测的物质进行透视成像。表面波波导这类传输线既可用在波长较长时(如米波),也可用在相当短的波长(如毫米波),甚至,可能用到太赫波波段。表面波传输线横向尺寸不大,因而有广泛的实用价值。

滤波器是电子系统中不可或缺的器件之一，用于滤除混杂在有用电磁频谱中的干扰信号，提高系统性能。允许通过的频段称之为通带，对应波无法通过的频段就是阻带。滤波器种类繁多性能各异，其中，波导滤波器由于结构较为简单，且为全金属封闭结构，能有效的防止电磁能量的辐射，致使其相对于其他种类滤波器而言具有低插损和高功率容量的优点。在太赫兹频段，物理尺寸太小成为限制太赫兹滤波器发展的重要原因，因此加工的难易度也就成为设计太赫兹滤波器的重要考虑因素。在众多种类的太赫兹滤波器中，由于波导滤波器是金属封闭的结构，与其他形式太赫兹滤波器相比而言，可避免电磁辐射，功率容量大，且其结构的重复性和简单性，使其还具有性能和造价上的优势。目前波导滤波器在毫米波频段使用比较普遍，在太赫兹频段，但在太赫兹频段还受到加工手段和精度的影响，在性能上还不及工作于较低频段的同类滤波器，因此提高其性能和简化结构是当前对太赫兹波导滤波器一个重要的研究方向。现代微波滤波器的设计可以用分布参数法和集总参数法。分布参数法是根据插入衰减和插入相移函数，直接应用传输线或波导理论，找出微波滤波器元件结构。这种方法比较直接但是计算复杂，并不适用于复杂的结构而且结构较为固定。平板介质波导可以工作在波导的基模模上，在毫米波和太赫兹平面电路上起着非常重要的作用。相比于金属平行板波导，平板介质波导能够更有效地将电磁能量聚集在内部介质区域中进行传输，从而增强波导的能量聚集能力。但经验发现在太赫兹频段物理尺寸太小成为限制太赫兹滤波器发展的重要原因，因此加工的难易度也就成为设计太赫兹滤波器的重要因素。

Goubau(G)线是由古鲍Goubau提出来的一种表面波导波结构。它是在柱形金属线导波结构的基础上，通过在金属表面增加一层介质而构成的。通过对Goubau线进行变形，形成平面结构，金属导线位于介质波导基板材料表面，构成平面Goubau线，简称平面G线。相比于其它传输线结构形式，平面G线能够更有效地将电磁能量聚集在介质区域中进行传输，从而减小电导损耗，改善传输线的传输损耗，而屏蔽平面G线能更好的减小传输线的辐射损耗，增加与外部的波导以及平面电路的互连性。

发明内容

本实用新型目的是针对现有技术的不足之处，提供一种结构简单，易于加工，滤波效率高，基于屏蔽平面G线的太赫兹新型滤波器结构。该结构能够实现对太赫兹射频信号的滤波、选频等功能，并实现使多个太赫兹平面电路之间的互连，从而提高太赫兹信号的发射与接收的效率。