階梯形太赫茲波雙通道濾波器的制作方法

本發明涉及太赫茲波濾波器，尤其涉及一種階梯形太赫茲波雙通道濾波器。

背景技術：

在微波通信、微波測量、軍用通信、雷達等系統中，作為必不可少的無源器件，濾波器扮演著非常重要的角色。在通信系統所用到的無源器件中，濾波器應用廣泛，對其進行研究具有重要的理論和工程意義。

隨著無線電技術日新月異，人們對微波頻譜的需求不斷增加，頻譜資源顯得日益緊張，頻譜出現擁擠，甚至接近飽和。太赫茲頻段領域的研究的展開，可為無線通信領域提供更高頻段和更寬的頻帶。太赫茲所包含的頻率范圍遠大于迄今為止所應用的無線電波的頻率資源。太赫茲頻譜在醫療、安全掃描、室內大容量通信、太空通信等方面極具前景的應用，人們對太赫茲頻譜具有越來越濃厚的興趣。對太赫茲無源器件的研究具有重要的意義。

為了滿足新型通信系統對體積、性能等不斷提高的要求，迫切需要提出原理結構簡單、尺寸小的太赫茲波濾波器來促進太赫茲波應用領域的發展。

技術實現要素：

本發明提供一種階梯形太赫茲波雙通道濾波器，技術方案如下：

階梯形太赫茲波雙通道濾波器，包括基板、左上等腰梯形輸入波導、左下等腰梯形輸入波導、左上彎曲窄臂波導、左下矩形窄臂波導、第一矩形波導、第一直角梯形波導、第二矩形波導、第二直角梯形波導、第三矩形波導、第三直角梯形波導、第四矩形波導、第五矩形波導、第六矩形波導、第七矩形波導、第八矩形波導、第四直角梯形波導、第九矩形波導、第五直角梯形波導、第十矩形波導、第六直角梯形波導、第十一矩形波導、右上彎曲窄臂波導、右下矩形窄臂波導、右上等腰梯形輸出波導、右下等腰梯形輸出波導、第一輸入端口、第二輸入端口、第一輸出端口，第二輸出端口；基板的上表面設有左上等腰梯形輸入波導、左下等腰梯形輸入波導、左上彎曲窄臂波導、左下矩形窄臂波導、第一矩形波導、第一直角梯形波導、第二矩形波導、第二直角梯形波導、第三矩形波導、第三直角梯形波導、第四矩形波導、第五矩形波導、第六矩形波導、第七矩形波導、第八矩形波導、第四直角梯形波導、第九矩形波導、第五直角梯形波導、第十矩形波導、第六直角梯形波導、第十一矩形波導、右上彎曲窄臂波導、右下矩形窄臂波導、右上等腰梯形輸出波導、右下等腰梯形輸出波導、第一輸入端口、第二輸入端口、第一輸出端口，第二輸出端口；左上等腰梯形輸入波導的左端與基板的左端相連，左上等腰梯形輸入波導的右端與左上彎曲窄臂波導的左端相連，左下等腰梯形輸入波導的左端與基板的左端相連，左下等腰梯形輸入波導的右端與左下矩形窄臂波導的左端相連，左上彎曲窄臂波導的右端與第一矩形波導的左上端相連，左下矩形窄臂波導的右端與第一矩形波導的左下端相連，第一直角梯形波導、第二矩形波導、第二直角梯形波導、第三矩形波導、第三直角梯形波導、第四矩形波導、第五矩形波導、第六矩形波導、第七矩形波導、第八矩形波導、第四直角梯形波導、第九矩形波導、第五直角梯形波導、第十矩形波導、第六直角梯形波導、第十一矩形波導從左至右順次連接，第十一矩形波導的右上端與右上彎曲窄臂波導的左端相連，第十一矩形波導的右下端與右下矩形窄臂波導的左端相連，右上彎曲窄臂波導的右端與右上等腰梯形輸出波導的左端相連，右上等腰梯形輸出波導的右端與基板的右端相連，右下矩形窄臂波導的右端與右下等腰梯形輸出波導的左端相連，右下等腰梯形輸出波導的右端與基板的右端相連，第一輸入端口在左上等腰梯形輸入波導左側、第二輸入端口在左下等腰梯形輸入波導左側、第一輸出端口在右上等腰梯形輸出波導右側，第二輸出端口在右下等腰梯形輸出波導左側。第一信號傳輸端可以通過0.96THz頻率的太赫茲波，第二信號傳輸端不能通過0.96THz頻率的太赫茲波；第一信號傳輸端不能通過0.92THz頻率的太赫茲波，第二信號傳輸端可以通過0.92THz頻率的太赫茲波。

所述的基板為二氧化硅材料，波導為硅材料，基板的長度為15μm～17μm，寬度為4.5μm～6.5μm，厚度為2μm～4μm。所述的左上等腰梯形輸入波導、右上等腰梯形輸出波導的上底均為0.24μm～0.26μm，下底均為0.3μm～0.5μm，高度均為0.1～0.3μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左下等腰梯形輸入波導、右下等腰梯形輸出波導的上底均為0.24μm～0.26μm，下底均為0.5μm～0.7μm，高均為0.1～0.3μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左上彎曲窄臂波導、右上彎曲窄臂波導的窄臂寬度均為0.3μm～0.5μm，高度均為0.7μm～0.9μm，前后邊間隙寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左下矩形窄臂波導、右下矩形窄臂波導的窄臂長度均為0.7μm～0.9μm，寬度均為0.5μm～0.7μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的第一矩形波導、第十一矩形波導相同，長度均為0.9μm～1.1μm，寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第二矩形波導、第十矩形的長度均為1.5μm～1.7μm，寬度均為0.7μm～0.9μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第三矩形波導、第九矩形波導的長度均為1.9μm～2.1μm，寬度均為1.6μm～1.8μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第四矩形波導、第六矩形波導、第八矩形波導的長度均為3.1μm～3.3μm，寬度均為1.6μm～1.8μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第五矩形波導、第七矩形波導的長度均為3.9μm～4.1μm，寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的第一直角梯形波導、第六直角梯形波導尺寸的上底均為0.7μm～0.9μm，下底均為1.1μm～1.3μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第二直角梯形波導、第五直角梯形波導的上底均為1.1μm～1.3μm，下底均為2.3μm～2.5μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第三直角梯形波導、第四直角梯形波導的上底均為2.3μm～2.5μm，下底均為3.1μm～3.3μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。

本發明具有尺寸小，結構緊湊，設計原理簡單易行，響應快等優點。具體效果數據將在實施例中進行描述。

附圖說明

圖1是階梯形太赫茲波雙通道濾波器的正面結構示意圖；

圖2是第一信號輸出端傳輸效率圖；

圖3是第二信號輸出端傳輸效率圖。

具體實施方式

如圖1所示，階梯形太赫茲波雙通道濾波器，包括基板1、左上等腰梯形輸入波導2、左下等腰梯形輸入波導3、左上彎曲窄臂波導4、左下矩形窄臂波導5、第一矩形波導6、第一直角梯形波導7、第二矩形波導8、第二直角梯形波導9、第三矩形波導10、第三直角梯形波導11、第四矩形波導12、第五矩形波導13、第六矩形波導14、第七矩形波導15、第八矩形波導16、第四直角梯形波導17、第九矩形波導18、第五直角梯形波導19、第十矩形波導20、第六直角梯形波導21、第十一矩形波導22、右上彎曲窄臂波導23、右下矩形窄臂波導24、右上等腰梯形輸出波導25、右下等腰梯形輸出波導26、第一輸入端口27、第二輸入端口28、第一輸出端口29，第二輸出端口30；基板1的上表面設有左上等腰梯形輸入波導2、左下等腰梯形輸入波導3、左上彎曲窄臂波導4、左下矩形窄臂波導5、第一矩形波導6、第一直角梯形波導7、第二矩形波導8、第二直角梯形波導9、第三矩形波導10、第三直角梯形波導11、第四矩形波導12、第五矩形波導13、第六矩形波導14、第七矩形波導15、第八矩形波導16、第四直角梯形波導17、第九矩形波導18、第五直角梯形波導19、第十矩形波導20、第六直角梯形波導21、第十一矩形波導22、右上彎曲窄臂波導23、右下矩形窄臂波導24、右上等腰梯形輸出波導25、右下等腰梯形輸出波導26、第一輸入端口27、第二輸入端口28、第一輸出端口29，第二輸出端口30；左上等腰梯形輸入波導2的左端與基板1的左端相連，左上等腰梯形輸入波導2的右端與左上彎曲窄臂波導4的左端相連，左下等腰梯形輸入波導3的左端與基板1的左端相連，左下等腰梯形輸入波導3的右端與左下矩形窄臂波導5的左端相連，左上彎曲窄臂波導4的右端與第一矩形波導6的左上端相連，左下矩形窄臂波導(5)的右端與第一矩形波導(6)的左下端相連，第一直角梯形波導7、第二矩形波導8、第二直角梯形波導9、第三矩形波導10、第三直角梯形波導11、第四矩形波導12、第五矩形波導13、第六矩形波導14、第七矩形波導15、第八矩形波導16、第四直角梯形波導17、第九矩形波導18、第五直角梯形波導19、第十矩形波導20、第六直角梯形波導21、第十一矩形波導22從左至右順次連接，第十一矩形波導22的右上端與右上彎曲窄臂波導23的左端相連，第十一矩形波導22的右下端與右下矩形窄臂波導24的左端相連，右上彎曲窄臂波導23的右端與右上等腰梯形輸出波導25的左端相連，右上等腰梯形輸出波導25的右端與基板1的右端相連，右下矩形窄臂波導24的右端與右下等腰梯形輸出波導26的左端相連，右下等腰梯形輸出波導26的右端與基板1的右端相連。第一輸入端口27在左上等腰梯形輸入波導2左側、第二輸入端口28在左下等腰梯形輸入波導3左側、第一輸出端口29在右上等腰梯形輸出波導25右側，第二輸出端口30在右下等腰梯形輸出波導26左側。

所述的基板1為二氧化硅材料，波導為硅材料，基板1的長度為15μm～17μm，寬度為4.5μm～6.5μm，厚度為2μm～4μm。所述的左上等腰梯形輸入波導2、右上等腰梯形輸出波導25的上底均為0.24μm～0.26μm，下底均為0.3μm～0.5μm，高度均為0.1～0.3μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左下等腰梯形輸入波導3、右下等腰梯形輸出波導26的上底均為0.24μm～0.26μm，下底均為0.5μm～0.7μm，高均為0.1～0.3μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左上彎曲窄臂波導4、右上彎曲窄臂波導23的窄臂寬度均為0.3μm～0.5μm，高度均為0.7μm～0.9μm，前后邊間隙寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的左下矩形窄臂波導5、右下矩形窄臂波導24的窄臂長度均為0.7μm～0.9μm，寬度均為0.5μm～0.7μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的第一矩形波導6、第十一矩形波導22的長度均為0.9μm～1.1μm，寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第二矩形波導8、第十矩形波導20相同，長度均為1.5μm～1.7μm，寬度均為0.7μm～0.9μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第三矩形波導10、第九矩形波導18的長度均為1.9μm～2.1μm，寬度均為1.6μm～1.8μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第四矩形波導12、第六矩形波導14、第八矩形波導16相同，長度均為3.1μm～3.3μm，寬度均為1.6μm～1.8μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第五矩形波導13、第七矩形波導15相同，長度均為3.9μm～4.1μm，寬度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。所述的第一直角梯形波導7、第六直角梯形波導21的上底均為0.7μm～0.9μm，下底均為1.1μm～1.3μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第二直角梯形波導9、第五直角梯形波導19的上底均為1.1μm～1.3μm，下底均為2.3μm～2.5μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm，第三直角梯形波導11、第四直角梯形波導17的上底均為2.3μm～2.5μm，下底均為3.1μm～3.3μm，高度均為0.3μm～0.5μm，厚度均為0.5μm～1.5μm。

實施例1

階梯形太赫茲波雙通道濾波器,其結構和各部件形狀如前所述,在本實施例中不再贅述.各部件的具體材料和參數如下：

基板為二氧化硅材料，波導為硅材料，基板的長度為16.24μm，寬度為5.6μm，厚度為2μm。左上等腰梯形輸入波導、右上等腰梯形輸出波導的上底均為0.25μm，下底均為0.4μm，高度均為0.2μm，厚度均為1μm。左下等腰梯形輸入波導、右下等腰梯形輸出波導的上底均為0.25μm，下底均為0.6μm，高度均為0.2μm，厚度均為1μm。左上彎曲窄臂波導、右上彎曲窄臂波導的窄臂寬度均為0.4μm，高度均為0.8μm，前后邊間隙寬度均為0.4μm，厚度均為1μm。左下矩形窄臂波導、右下矩形窄臂波導的窄臂長度均為0.8μm，寬度均為0.6μm，厚度均為1μm。第一矩形波導、第十一矩形波導的長度均為1μm，寬度均為0.4μm，厚度均為1μm，第二矩形波導、第十矩形波導的長度均為1.6μm，寬度均為0.8μm，厚度均為1μm，第三矩形波導、第九矩形波導的長度均為2μm，寬度均為1.73μm，厚度均為1μm，第四矩形波導、第六矩形波導、第八矩形波導相同，長度均為3.2μm，寬度均為1.73μm，厚度均為1μm，第五矩形波導、第七矩形波導相同，長度均為4.0μm，寬度均為0.4μm，厚度均為1μm。第一直角梯形波導、第六直角梯形波導的上底均為0.8μm，下底均為1.2μm，高度均為0.4μm，厚度均為1μm，第二直角梯形波導、第五直角梯形波導的上底均為1.2μm，下底均為2.4μm，高度均為0.4μm，厚度均為1μm，第三直角梯形波導、第四直角梯形波導的上底均為2.4μm，下底均為3.2μm，高度均為0.4μm，厚度均為1μm。圖2是第一信號輸出端的輸出曲線，可以看出，從第一輸入端口輸入的太赫茲波中f＝0.96Thz的傳輸效率最高，達到0.85；從第二輸入端口輸入的太赫茲波幾乎沒有輸出。圖3是第二信號輸出端的輸出曲線，可以看出，從第二輸入端口輸入的太赫茲波中f＝0.92Thz的傳輸效率最高，達到0.88；從第一輸入端口輸入的太赫茲波幾乎沒有輸出。因此，第一信號傳輸端可以通過0.96THz頻率的太赫茲波，第二信號傳輸端不能通過0.96THz頻率的太赫茲波；第一信號傳輸端不能通過0.92THz頻率的太赫茲波，第二信號傳輸端可以通過0.92THz頻率的太赫茲波。所提出的雙通道太赫茲濾波器實現了雙通道濾波的效果。