[发明专利]基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器

说明书

本发明公开了一种基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器，包括：多个基本单元、第一耦合电感、第二耦合电感、第一耦合电容和第二耦合电容，其中，基本单元由小于或者等于四个的谐振器、小于或者等于四个的接地电容、小于或者等于四个的接地电感并联构成，且所有谐振器、接地电容与接地电感个数总和为四，每个基本单元内部采用第一耦合电感或第一耦合电容进行耦合，每个基本单元之间采用第二耦合电感或或第二耦合电容进行耦合，最终电路的实空间拓扑结构类似于Ammann‑Beenker的准晶结构。该谐振器结构简单、成本低，并且具有天然的抗干扰特性，即当谐振器周围环境发生重大变化进而影响元器件的电气特性时，谐振器的频率特性几乎不受影响。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器。

背景技术

拓扑绝缘体是一种内部绝缘、表面导电的电子材料，由于其不同寻常的物理特性—即天然鲁棒性，使其在物理系统中获得了越来越多的关注，其发现者在2014年获得诺贝尔物理学奖。拓扑绝缘体最引人注目的物理特性是其具有天然的鲁棒性，该特性不需要反馈系统即可实现，具有较高的应用价值，然而，由于其复杂物理特性，该领域目前主要处于理论研究阶段，尚未广泛应用于航空航天、兵器船舶等工程领域。

通常电子系统的抗干扰特性是通过在数字模块中采用自适应算法实现，人们尚未考虑过在前端模拟系统实现抗干扰特性。后期，采用诸如自动增益调节放大器等有源器件对输入噪声和信号动态变化进行控制。然而，这种方法通常会受到电源/地等外部噪声的干扰，并且受到放大器自身饱和特性等因素的制约。

另外，现有的模拟谐振器通常容易受到外界环境或者自身加工误差的干扰，导致其谐振频特性发生变化。

因此，亟待一种能够在前端模拟的无源部分实现抗干扰的谐振器。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器，包括：多个基本单元、第一耦合电感、第二耦合电感、第一耦合电容和第二耦合电容，其中，所述基本单元由小于或者等于四个的谐振器、小于或者等于四个的接地电容、小于或者等于四个的接地电感并联构成，且所有谐振器、接地电容与接地电感个数总和为四，每个基本单元内部采用所述第一耦合电感或所述第一耦合电容进行耦合，每个基本单元之间采用所述第二耦合电感或或所述第二耦合电容进行耦合，最终电路的实空间拓扑结构类似于Ammann-Beenker的准晶结构。

本发明实施例的基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器，利用拓扑绝缘体的天然鲁棒性，通过采用电气元件接地模拟原子的谐振，及电容或者电感模拟原子之间的耦合模拟凝聚态系统中的拓扑绝缘体，在前端模拟系统的无源部分实现天然抗干扰的鲁棒性谐振器，当电容与电感具有偏差时，谐振器的谐振特性不会发生较大变化，解决了以现有技术在数字信号处理部分以及模拟前端的有源部分实现抗干扰容易受到电源/地等影响的问题，也解决了其他模块对数据主链路的影响和干扰；可为在微波、太赫兹频段实现抗干扰谐振器提供一种崭新的设计思路，也可广泛应用于生物医学、资源勘探、航空航天等对环境噪声敏感的民用以及军用领域。

另外，根据本发明上述实施例的基于拓扑绝缘体的鲁棒性谐振器还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述谐振器由一个谐振接地电感和一个谐振电容并联组成，其中，所述谐振接地电感的电感大小与所述第一耦合电感的电感大小相同，所述谐振电容的电容大小与所述第一耦合电容的电容大小相同。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述每个基本单元的的四个电气元件等效于高阶拓扑绝缘体中每个晶体单元中电子的四个不同轨道运动特性。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述基本单元中有一个接地电容可选，有六个接地电感可选。