System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导制造技术_技高网

一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导制造技术

技术编号:40950136 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 20:24
本发明专利技术公开了一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,包括波导以及波导中放置的超材料结构;所述超材料结构由三层结构组成,第一层是多个沿着波导长度方向排列的T型金属谐振单元,第二层是介质层,第三层是反射层。本发明专利技术的基于超材料的相位和幅度可定制波导,可以改善雷达和卫星系统中由于某些元件的增益波动较大引起的相位失真和幅值失真,且结构简单,制备容易,满足小型化需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太赫兹,具体而言,涉及一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,可用于太赫兹电磁波的吸收和相位调制。


技术介绍

1、太赫兹通常指频率在0.1thz-10thz的电磁波。在长波段与毫米波重合,在短段波段与红外光重合,是宏观电子理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区。超材料一般是由周期性亚波长结构单元阵列结构组成,通过优化基本单元结构的集合参数可以定制预期的等效电磁参数,从而操纵电磁波。超材料的兴起为吸波体提供了新的机会,宽带吸波体在光探测、测热和微波功率器件中有着广泛应用。太赫兹超材料可以通过设计不同的单元结构,实现不同的太赫兹吸波特性。然而,目前的超材料宽带吸波体研究大多在自由空间中进行,忽略了自由空间散射引起的测量误差。

2、波导具有高q值、低损耗、易于集成等特点,同时,波导可以将电磁波限制在一定范围内。超材料波导的提出可以减少自由空间散射的影响,同时减小器件体积。目前,超材料波导的研究大多集中在毫米波频段及以下频段,且只关注了吸收的调制而忽略了对相位的调制。然而随着科技的发展,雷达和卫星通信系统,正向高频段发展,相位和吸收的调制可以减小通信系统中由于某些元件的增益波动较大引起的相位失真和幅值失真,因此实现相位和幅度可定制波导,具有巨大的发展前景。

3、因此,合理设计一款相位和吸收可定制的超材料波导,可以满足系统的工作频段并使系统有相对平坦的相位和幅度响应。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,本专利技术可以改善雷达和卫星系统中由于某些元件的增益波动较大引起的相位失真和幅值失真,且结构简单,制备容易,满足小型化需求。

2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,包括波导以及波导中放置的超材料结构;所述超材料结构由三层结构组成,第一层是多个沿着波导长度方向排列的t型金属谐振单元,第二层是介质层,第三层是反射层。

3、所述的波导为wr-4.3标准波导,波导宽边为1.092mm,窄边为0.564mm,长度为32mm。

4、所述t型金属谐振单元的材质为金,厚度为4μm;t型金属谐振单元沿着波导长度方向周期性排列,数量为四个,每个t型金属谐振单元的厚度相等。

5、所述t型金属谐振单元上设有薄膜电阻。

6、所述介质层材料为石英基片,厚度为50μm,长度为7.5mm,宽度为1.0522mm。

7、所述反射层由金构成,厚度为4μm,长度为7.5mm,宽度为1.0522mm,且与介质层对齐放置。

8、本专利技术的有益效果是:本专利技术提出一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,单元结构尺寸逐渐变大时,谐振频率向低频移动,吸收量逐渐变大,相位逐渐变大;单元结构个数逐渐增加时,谐振频率近似不变,吸收幅值逐渐变大,在谐振频率左侧,相位逐渐变小,在谐振频率右侧,相位逐渐变大。

9、此外,本专利技术在单元结构上加载了薄膜电阻,改变了超材料的阻尼特性,拓宽了吸收率带宽,相较于目前只能调制吸收且吸收带宽较窄的超材料波导而言,本专利技术所提出的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导在0.17-0.23thz可以实现相位和吸收的调制,最大吸收幅值为16.4db。该超材料波导集成度高,设计灵活,可以满足多频点的调制,可以应用在雷达和通信系统中,如功率均衡器的设计。

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【技术保护点】

1.一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,包括波导以及波导中放置的超材料结构;所述超材料结构由三层结构组成,第一层是多个沿着波导长度方向排列的T型金属谐振单元,第二层是介质层,第三层是反射层。

2.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述的波导为WR-4.3标准波导,波导宽边为1.092mm,窄边为0.564mm,长度为32mm。

3.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述T型金属谐振单元的材质为金,厚度为4μm;T型金属谐振单元沿着波导长度方向周期性排列,数量为四个,每个T型金属谐振单元的厚度相等。

4.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述T型金属谐振单元上设有薄膜电阻。

5.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述介质层材料为石英基片,厚度为50μm,长度为7.5mm,宽度为1.0522mm。

6.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述反射层由金构成,厚度为4μm,长度为7.5mm,宽度为1.0522mm,且与介质层对齐放置。

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【技术特征摘要】

1.一种基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,包括波导以及波导中放置的超材料结构;所述超材料结构由三层结构组成,第一层是多个沿着波导长度方向排列的t型金属谐振单元,第二层是介质层,第三层是反射层。

2.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述的波导为wr-4.3标准波导,波导宽边为1.092mm,窄边为0.564mm,长度为32mm。

3.根据权利要求1所述的基于超材料的太赫兹相位和吸收可定制波导,其特征在于,所述t型金属谐振单元的材质为金,厚度为4μm;t型金属谐振单元沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员:费琳琦王志刚余波汪涵延波
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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