一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，包括滤波器本体，所述滤波器本体采用晶格结构；所述滤波器本体上设有水平设置的穿过滤波器本体中心的线性波导，其中线性波导的一端为带阻滤波器的输入端口，另一端为带阻滤波器的输出端口；在滤波器本体上设有谐振腔和若干排第一圆形介质柱，在其中一排的第一圆形介质柱的中部设有所述谐振腔，将谐振腔内的第一圆形介质柱用满足晶格失配常数的若干个连续排列的第二类圆形介质柱替换，其中第一类圆形介质柱间距离为第一晶格常数，第二类圆形介质柱之间的距离为第二晶格常数。优点：本发明专利技术具有尺寸小、品质因数高，插入损耗低的优点，在无线通信技术等方面具有重要的应用价值。

A high Q band stop filter based on two-dimensional photonic crystal

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器
本专利技术涉及一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，属于微波光子晶体滤波器

技术介绍
随着宽带和超宽带通信系统的发展，由于带阻滤波器可以有效抑制不需要的宽带信号，高性能的射频带阻滤波器研究显得十分重要，带阻滤波器在无线通信、雷达系统、测试等微波领域中，带阻滤波器常常用于滤除混杂在有用信号中的干扰成分，相对于带通滤波器来说，带阻滤波器具有承受功率大、插入损耗低等优势，这种优势使得其除了可以用于指定频段中窄带信号需要高衰减的地方，还可以在电磁兼容系统测试等方面发挥作用。对于传统的带阻滤波器设计，常常采用带状线或者是波导结构来实现，但不管是哪种结构，所设计的带阻滤波器阻带衰减、品质因数等参数都难以达到高性能要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，包括滤波器本体，所述滤波器本体采用晶格结构；所述滤波器本体上设有水平设置的穿过滤波器本体中心的线性波导，其中线性波导的一端为带阻滤波器的输入端口，另一端为带阻滤波器的输出端口；在滤波器本体上设有谐振腔和若干排第一圆形介质柱，在其中一排的第一圆形介质柱的中部设有所述谐振腔，将谐振腔内的第一圆形介质柱用满足晶格失配常数的若干个连续排列的第二类圆形介质柱替换，其中第一类圆形介质柱间距离为第一晶格常数，第二类圆形介质柱之间的距离为第二晶格常数。进一步的，所述正方晶格结构采用光子晶体结构，所述第一晶格常数为600um。进一步的，若干所述第一圆形介质柱呈矩形排列在所述滤波器本体上。进一步的，所述第一类圆形介质柱和第二类圆形介质柱的材料均为硅，折射率相同，为3.41425-3.4145。进一步的，所述第一类圆形介质柱的半径为108um。进一步的，所述第二类圆形介质柱，半径为79.6-80.4um。进一步的，所述第二晶格常数为480um。进一步的，所述滤波器本体的背景介质为空气。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术的带阻滤波器引入了AAH(Aubry-André-Harper)谐振腔，其中谐振腔晶格常数满足AAH模型中的晶格失配常数；通过改变AAH腔和主波导的距离L来增加耦合系数，使得器件阻带衰减变得更高；本专利技术具有尺寸小、品质因数高，插入损耗低的优点，在无线通信技术等方面具有重要的应用价值。附图说明图1为本专利技术基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器；图2为本专利技术基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器立体图；图3为本专利技术输入波长满足谐振频率时稳定的光强分布图；图4为侧耦合方式的单谐振腔滤波器原理图；图5为AAH腔和主波导的距离L=3a时的滤波器透射谱图；图6为AAH腔和主波导的距离L=2a时的滤波器透射谱图；图7为AAH腔和主波导的距离L=a时的滤波器透射谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1、2、3和4所示，一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，包括：滤波器本体，滤波器本体上设有线性波导和谐振腔，所述滤波器本体采用正方光子晶格结构，滤波器本体上呈矩形排列有第一类圆形介质柱1，半径为108um，第一类圆形介质柱间第一晶格常数为600um。所述线性波导2是由滤波器本体中移除一排地第一类圆形介质柱而构成，宽度为1200um，左侧为输入端口5，右侧为输出端口6。所述谐振腔3设置有满足晶格失配常数的四个连续排列的第二类圆形介质柱4，半径为80um。第二类圆形介质柱间第二晶格常数为480um。所述的第一类圆形介质柱、第二类圆形介质柱材质均采用Si，折射率为3.41。所述背景材料为空气，折射率为1。实施例1：对一定频率范围内的射频信号从左侧输入端口5进入到该滤波器后，仅有符合共振频率落在圆环形谐振腔的谐振频率处时，输入线性波导内的大部分电磁波会被耦合到谐振腔，能量被全部反射回来；当输入线性波导内的电磁波频率与圆环形谐振腔的谐振频率不同时，输入线性波导内的电磁波通过谐振腔，从输出线性波导的输出端口6输出，当AAH腔和主波导的距离L=600um时，此时谐振腔的谐振波长为1668.3um，能量被全部反射回来。其余波长与该谐振腔频率不匹配而全部通过；从而实现带阻特性，以达到滤除掺杂在有用信号中干扰信号的目的。基于通过仿真软件建立本专利技术的结构模型，模拟计算其滤波过程，通过改变AAH腔和主波导的距离可以得到滤波器透射谱图如图5、6、7所示，如图5所示，当AAH谐振腔和主波导的距离为1800um时，透射峰的谐振波长为1665.93um，阻带衰减为0.8dB，插入损耗为0.04dB。如图6所示，当AAH谐振腔和主波导的距离为1200um时，透射峰的谐振波长为1665.93um，阻带衰减为7.7dB，插入损耗为0.04dB。如图7所示，当AAH谐振腔和主波导的距离为600um时，透射峰的谐振波长为1668.3um，阻带衰减为30dB，插入损耗为0.04dB。本专利技术的带阻滤波器引入了AAH(Aubry-André-Harper)谐振腔，其中谐振腔晶格常数满足AAH模型中的晶格失配常数；通过改变AAH腔和主波导的距离L来增加耦合系数，使得器件阻带衰减变得更高；本专利技术具有尺寸小、品质因数高，插入损耗低的优点，在无线通信技术等方面具有重要的应用价值。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，包括滤波器本体，其特征在于，所述滤波器本体采用晶格结构；/n所述滤波器本体上设有水平设置的穿过滤波器本体中心的线性波导，其中线性波导的一端为带阻滤波器的输入端口，另一端为带阻滤波器的输出端口；/n在滤波器本体上设有谐振腔和若干排第一圆形介质柱，在其中一排的第一圆形介质柱的中部设有所述谐振腔，将谐振腔内的第一圆形介质柱用满足晶格失配常数的若干个连续排列的第二类圆形介质柱替换，其中第一类圆形介质柱间距离为第一晶格常数，第二类圆形介质柱之间的距离为第二晶格常数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，包括滤波器本体，其特征在于，所述滤波器本体采用晶格结构；
所述滤波器本体上设有水平设置的穿过滤波器本体中心的线性波导，其中线性波导的一端为带阻滤波器的输入端口，另一端为带阻滤波器的输出端口；
在滤波器本体上设有谐振腔和若干排第一圆形介质柱，在其中一排的第一圆形介质柱的中部设有所述谐振腔，将谐振腔内的第一圆形介质柱用满足晶格失配常数的若干个连续排列的第二类圆形介质柱替换，其中第一类圆形介质柱间距离为第一晶格常数，第二类圆形介质柱之间的距离为第二晶格常数。


2.根据权利要求1所述的基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，其特征在于，所述正方晶格结构采用光子晶体结构，所述第一晶格常数为600um。


3.根据权利要求1所述的基于二维光子晶体高Q值射频带阻滤波器，其特征在于，若干所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹤鸣，司阳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32