一种基于超表面结构的太赫兹三波段带阻滤波器

本发明涉及太赫兹波段电磁波滤波特性领域，具体涉及一种基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器。

背景技术：

1、超表面是一种基于广义斯涅尔定律的超薄型二维阵列平面。它由超材料结构单元组成，可以灵活有效地操控电磁波的相位、极化方式、传播模式等特性，因而在可控智能表面、新型波导结构、电磁波滤波和小型谐振器件等方面展现了广阔的应用前景。

2、滤波器主要分为高通、低通、带阻、带通四种类型，其主要功能是在通讯系统中实现选频、分频和隔离信号。随着无线通信系统的迅猛发展，不同协议、不同频段之间的干扰也越来越严重，滤波器的重要性越发凸显。带阻滤波器作为滤波器的一种，在通信系统中也起着十分重要的作用。

3、在现有的技术中，大多数基于超表面的带阻滤波器都工作在狭窄的滤波频带，一旦远离谐振频率，滤波效果迅速变差，只适用于单频滤波，无法适应多波段滤波。因此，需要一种滤波效果较好、多波段的带阻滤波器，才能更好的应用于复杂的光通信系统中。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器。通过改变谐振结构来调整阻带带宽和抑制深度，具有高阻带、高调制深度等特点。

2、本发明的目的是以下述方式实现的：

3、一种基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，包括平铺的滤波单元层，所述滤波单元层包括介质层和嵌设在介质层上表面的三片距离相等的金属片结构，所述三片金属片结构的宽度和厚度均相等，三片金属片结构中间的金属片长度最长，两侧的金属片长度不同，所述金属片层的材质为金、银或铝中的任一种。

4、上述基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，所述金属片层结构的三片金属片的宽度为1 um。

5、上述基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，最长金属片长度为18um，两侧金属片长度分别为8um、12um；所述两侧金属片的距离l为11um。

6、上述基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，所述介质层的厚度为1um；所述滤波单元层的长为20um，滤波单元层的宽为20um。

7、上述基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，金属片是通过磁控溅射等技术溅射到介质层表面的，厚度大于100nm。

8、上述基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，所述介质层的材料为相对介电常数ε=3.4，相对磁导率为σ=1。

9、相对于现有技术，本发明有以下技术效果：

10、本发明通过太赫兹波段的滤波器结构的仿真、滤波特性仿真，得到电场模式（te）的垂直射下分别在5.6thz、8.28thz和12.04thz处滤波特性的参数曲线。本发明的带阻滤波器包括滤波单元层，可以通过改变谐振结构来调整阻带带宽和抑制深度，具有高阻带、高调制深度等特点。

11、与传统超实现单波滤波的表面滤波器相比，本发明为三波段滤波，调整超表面结构的尺寸或金属片的数量可以用来调节滤波频带、阻带带宽，从而得到多波段的滤波功能。该滤波器在保持单层金属结构的滤波效果的情况下，平面铺开，每一个金属片对应一个谐振点，从而增加滤波波段。在电场模式（te）的垂直射时，通过调节介质层厚度能够实现波长的蓝移。

技术特征：

1.一种基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，包括平铺的滤波单元层，其特征在于：所述滤波单元层包括介质层和嵌设在介质层上表面的三片距离相等的金属片结构，所述三片金属片结构的宽度和厚度均相等，三片金属片结构中间的金属片长度最长，两侧的金属片长度不同，所述金属片层的材质为金、银或铝中的任一种。

2.根据权利要求1所述的基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，其特征在于：所述金属片层结构的三片金属片的宽度为1 um。

3.根据权利要求2所述的基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，其特征在于：最长金属片长度为18um，两侧金属片长度分别为8um、12um；所述两侧金属片的距离l为11um。

4.根据权利要求3所述的基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，其特征在于：所述介质层的厚度为1um；所述滤波单元层的长为20um，滤波单元层的宽为20um。

5.根据权利要求1所述的基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，其特征在于：金属片是通过磁控溅射技术溅射到介质层表面的。

6.根据权利要求1所述的基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，其特征在于：所述介质层的材料为相对介电常数ε=3.4，相对磁导率为σ=1。

技术总结
本发明公开一种基于超表面结构的三波段太赫兹带阻滤波器，包括平铺的滤波单元层，所述滤波单元层包括介质层和嵌设在介质层上表面的三片距离相等的金属片结构，所述三片金属片结构的宽度和厚度均相等，三片金属片结构中间的金属片长度最长，两侧的金属片长度不同，所述金属片层的材质为金、银或铝中的任一种。与传统超实现单波滤波的表面滤波器相比，本发明为三波段滤波，调整超表面结构的尺寸或金属片的数量可以用来调节滤波频带、阻带带宽，从而得到多波段的滤波功能。该滤波器在保持单层金属结构的滤波效果的情况下，平面铺开，每一个金属片对应一个谐振点，从而增加滤波波段。

技术研发人员：陈治良,栗自强,李亚尊,吴凯,王思磊,张冰莹,邴丕彬,李忠洋,张红涛
受保护的技术使用者：华北水利水电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22