一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及通信技术领域，公开了一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，包括滤波电路，所述滤波电路包括依次电相连的共面波导输入端口、第一共面波导谐振单元、第二共面波导谐振单元、共面波导输出端口。本发明专利技术解决了现有技术存在的共面波导带通滤波器带外抑制频带窄和性能调节参数少的问题。抑制频带窄和性能调节参数少的问题。抑制频带窄和性能调节参数少的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器


[0001]本专利技术涉及通信
，具体是一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器。

技术介绍

[0002]20世纪90年代中后期随着太赫兹器件设计技术的发展，利用太赫兹天文望远镜实现宇宙观测和探测宇宙早期动力学成为可能，由此诞生了太赫兹天文学的专门学科。太赫兹波段占有宇宙微波背景(CMB)辐射总能量的一般，是未来天文探测的重点发展方向。以光学探测为主的哈勃空间望远镜(HST)无法发现的亚毫米波星系团和星系，但却出现在夏威夷Muna Kea的麦克斯韦望远镜的SCUBA深度巡天望远镜中。太赫兹天文望远镜是光学望远镜的一种有力补充，在发现各类亚毫米波星系团和星系中具有不可替代的作用。太赫兹天文观察能够穿透星际尘埃，有更高的空间与时间相干性；而与微波毫米波段相比，则具有更高空间分辨率和更宽瞬时带宽。
[0003]根据噪声级联理论，接收机第一级的噪声系数对整个系统影响最大；为了降低噪声系数，在接收机第一级应优选低噪声系数器件。超导混频器采用了有源约瑟夫森结，噪声系数居高不下；而受限于半导体载流子动力学特性，低温低噪声放大器无法工作在太赫兹频段。传统的超导薄膜滤波器采用微带线作为谐振单元，当工作频率超过100GHz后性能也急剧下降，插入损耗和噪声系数不再具有明显的优势。因此现有的太赫兹天文望远镜普遍采用超导混频器加低温低噪声放大器的接收前端架构，较高的噪声系数严重制约了天文太赫兹望远镜的探测距离和探测分辨率。
[0004]2021年有文章通过共面波导线谐振器实现了基于超导薄膜的太赫兹频段的带通滤波器，该滤波器中心频率为350GHz，回波损耗高达25dB，平均插入损耗约为1dB。但是该滤波器的带外抑制性能较差，在760GHz和820GHz处各有两个谐振点，会对735GHz和870GHz两个太赫兹窗口的探测性能造成影响。为了解决这个问题，方案一是在760GHz和820GHz处引入额外的带阻滤波器，但是这会增加系统的复杂度和成本；方案二是对该滤波器进行性能改进，拓宽滤波器的带外抑制能力。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，解决现有技术存在的共面波导带通滤波器带外抑制频带窄和性能调节参数少的问题。
[0006]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0007]一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，包括滤波电路，所述滤波电路包括依次电相连的共面波导输入端口、第一共面波导谐振单元、第二共面波导谐振单元、共面波导输出端口。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述第一共面波导谐振单元包括第一共面波导阻抗过
渡线、第一阶跃阻抗共面波导谐振腔、第一曲折槽线，所述第二共面波导谐振单元包括第二共面波导阻抗过渡线、第二阶跃阻抗共面波导谐振腔、第二曲折槽线；共面波导输入端口、第一共面波导阻抗过渡线、第一阶跃阻抗共面波导谐振腔、第二阶跃阻抗共面波导谐振腔、第二共面波导阻抗过渡线、共面波导输出端口依次电相连；第一曲折槽线设于第一阶跃阻抗共面波导谐振腔与第一共面波导阻抗过渡线共同构建的腔室内，第二曲折槽线设于第二阶跃阻抗共面波导谐振腔与第二共面波导阻抗过渡线构建的腔室内。
[0009]作为一种优选的技术方案，第一阶跃阻抗共面波导谐振腔包括依次连接的第一高阻抗共面波导线、第一低阻抗共面波导线、第二高阻抗共面波导线、第二低阻抗共面波导线，第二阶跃阻抗共面波导谐振腔包括依次连接的第三高阻抗共面波导线、第三低阻抗共面波导线、第四高阻抗共面波导线、第四低阻抗共面波导线；第一高阻抗共面波导线与第一共面波导阻抗过渡线连接，第二低阻抗共面波导线与第四低阻抗共面波导线连接，第三高阻抗共面波导线与第二共面波导阻抗过渡线连接。
[0010]作为一种优选的技术方案，第一曲折槽线包括第一U型部、第二U型部、第三U型部，第一U型部与第三U型部的开口朝向相同，第二U型部与第一U型部开口朝向相反，第二U型部的开口的两端分别与第一U型部、第三U型部的开口的一端连接；第二曲折槽线包括第四U型部、第五U型部、第六U型部，第四U型部与第六U型部的开口朝向相同，第五U型部与第四U型部开口朝向相反，第四U型部的开口的两端分别与第四U型部、第六U型部的开口的一端连接。
[0011]作为一种优选的技术方案，第一U型部、第三U型部的开口均朝向共面波导输入端口，第二U型部的开口朝向远离共面波导输入端口的方向；第四U型部、第六U型部的开口均朝向共面波导输出端口，第五U型部的开口朝向远离共面波导输出端口的方向。
[0012]作为一种优选的技术方案，第一曲折槽线的转弯处为直角转弯结构或圆弧形转弯结构，第二曲折槽线的转弯处为直角转弯结构或圆弧形转弯结构。
[0013]作为一种优选的技术方案，第一曲折槽线的长度和宽度均可调，第二曲折槽线的长度和宽度均可调。
[0014]作为一种优选的技术方案，整个滤波电路采用深紫外激光器刻蚀而成。
[0015]作为一种优选的技术方案，还包括介质基板、接地板，滤波电路、接地板分别连接于介质基板的两面，介质基板采用二氧化硅SiO材料制成，接地板、滤波电路采用金属铌薄膜制成。
[0016]本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术通过阶跃阻抗共面波导谐振腔实现对带外杂散电磁波的滤除，调节共面波导谐振腔中四节共面波导线的特征阻抗和电长度，可以实现特定频点的杂散电磁波的抑制；
[0018](2)本专利技术通过曲折槽线实现多维度滤波器滤波性能的调节，曲折槽线与阶跃阻抗共面波导谐振腔的耦合位置、曲折槽线嵌入共面波导阻抗过渡线的长度和耦合强度决定了滤波器的回波损耗特性，调节曲折槽线能够有效提升滤波器的性能。
附图说明
[0019]图1为宽带外抑制的太赫兹频段共面波导滤波器电路图；
[0020]图2为宽带外抑制的太赫兹频段共面波导滤波器爆炸图；
[0021]图3为宽带外抑制的太赫兹频段共面波导滤波器中的谐振器参数注释图；
[0022]图4为宽带外抑制的太赫兹频段共面波导滤波器300
‑
500GHz仿真图；
[0023]图5为宽带外抑制的太赫兹频段共面波导滤波器300
‑
900GHz仿真图。
[0024]附图中标记及相应的零部件名称：1
‑
共面波导输入端口，2
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第一共面波导谐振单元，3
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第二共面波导谐振单元，4
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共面波导输出端口,101
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介质基板，103
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接地板,21
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第一共面波导阻抗过渡线，22
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第一阶跃阻抗共面波导谐振腔，23
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第一曲折槽线，31
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第二共面波导阻抗过渡线，32
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第二阶跃阻抗共面波导谐振腔，33
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第二曲折本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，其特征在于，包括滤波电路，所述滤波电路包括依次电相连的共面波导输入端口(1)、第一共面波导谐振单元(2)、第二共面波导谐振单元(3)、共面波导输出端口(4)。2.根据权利要求1所述的一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，其特征在于，所述第一共面波导谐振单元(2)包括第一共面波导阻抗过渡线(21)、第一阶跃阻抗共面波导谐振腔(22)、第一曲折槽线(23)，所述第二共面波导谐振单元(3)包括第二共面波导阻抗过渡线(31)、第二阶跃阻抗共面波导谐振腔(32)、第二曲折槽线(33)；共面波导输入端口(1)、第一共面波导阻抗过渡线(21)、第一阶跃阻抗共面波导谐振腔(22)、第二阶跃阻抗共面波导谐振腔(32)、第二共面波导阻抗过渡线(31)、共面波导输出端口(4)依次电相连；第一曲折槽线(23)设于第一阶跃阻抗共面波导谐振腔(22)与第一共面波导阻抗过渡线(21)共同构建的腔室内，第二曲折槽线(33)设于第二阶跃阻抗共面波导谐振腔(32)与第二共面波导阻抗过渡线(31)构建的腔室内。3.根据权利要求2所述的一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，其特征在于，第一阶跃阻抗共面波导谐振腔(22)包括依次连接的第一高阻抗共面波导线(221)、第一低阻抗共面波导线(222)、第二高阻抗共面波导线(223)、第二低阻抗共面波导线(224)，第二阶跃阻抗共面波导谐振腔(32)包括依次连接的第三高阻抗共面波导线(321)、第三低阻抗共面波导线(322)、第四高阻抗共面波导线(323)、第四低阻抗共面波导线(324)；第一高阻抗共面波导线(221)与第一共面波导阻抗过渡线(21)连接，第二低阻抗共面波导线(224)与第四低阻抗共面波导线(324)连接，第三高阻抗共面波导线(321)与第二共面波导阻抗过渡线(31)连接。4.根据权利要求3所述的一种宽带外抑制的太赫兹频段共面波导带通滤波器，其特征在于，第一曲折槽线(23)包括第一U型部(231)、第二U...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，戴伟，何川，
申请(专利权)人：成都众志天成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：