基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器的製作方法

2023-08-12 17:32:31 3

本發明涉及太赫茲波濾波器，尤其涉及一種基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器。

背景技術：

在微波通信、微波測量、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範圍遠大於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：

本發明提供一種基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器，技術方案如下：

本發明公開了一種基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器。它包括基板、開口正六面環形貼片、倒U形貼片、反向L形貼片、L形貼片、倒T形貼片；基板的上表面設有口六面環形貼片、倒U形貼片、反向L形貼片、L形貼片、倒T形貼片；倒T形貼片由上側的矩形貼片和下側的矩形貼片組成，倒U形貼片頂端中部與倒T形貼片的上端相連，倒U形貼片的左下端與反向L形貼片的下端相連，倒U形貼片的右下端與L形貼片的下端相連；開口正六面環形貼片、倒U形貼片、倒T形貼片均為關於基板的縱向中心軸對稱，反向L形貼片與L形貼片關於基板的縱向中心軸對稱。

所述的基板為矽材料，基板為正方形，邊長為360～361μm，厚度為7～9μm。所述的開口正六面環形貼片為石墨烯材料，貼片寬度為9～11μm，外正六邊形的邊長為179～181μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的倒U形貼片為石墨烯材料，貼片寬度為9～11μm，整體長度為360～361μm，整體寬度為309～311μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的反向L形貼片與L形貼片均為石墨烯材料且尺寸參數相同，貼片寬度(貼片的橫截斷面寬度，下同)均為9～11μm，整體長度(L形貼片整體在長度方向兩側邊緣的間距，下同)為229～231μm，整體寬度(L形貼片整體在寬度方向兩側邊緣的間距，下同)為99～101μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的倒T形貼片為石墨烯材料，其中上側矩形貼片長度為229～231μm，寬度為9～11μm，厚度為0.33～0.34nm，下側矩形貼片長度為269～271μm，寬度為19～21μm，厚度為0.33～0.34nm。

本發明濾波性能優良，調節度高，實用性強，尺寸小，易於製作，便於集成。具體效果將在實施例中說明。

附圖說明

圖1是開口六面環形可調雙頻濾波器結構圖；

圖2是開口六面環形可調雙頻濾波器輸出曲線。

具體實施方式

如圖1所示，一種基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器，包括基板1、開口正六面環形貼片2、倒U形貼片3、反向L形貼片4、L形貼片5、倒T形貼片6；基板1的上表面設有口六面環形貼片2、倒U形貼片3、反向L形貼片4、L形貼片5、倒T形貼片6；倒T形貼片6由上側的矩形貼片和下側的矩形貼片組成，倒U形貼片3頂端中部與倒T形貼片6的上端相連，倒U形貼片3的左下端與反向L形貼片4的下端相連，倒U形貼片3的右下端與L形貼片5的下端相連；開口正六面環形貼片2、倒U形貼片3、倒T形貼片6均為關於基板1的縱向中心軸對稱，反向L形貼片4與L形貼片5關於基板1的縱向中心軸對稱。

所述的基板1為矽材料，基板1為正方形，邊長為360～361μm，厚度為7～9μm。所述的開口正六面環形貼片2為石墨烯材料，貼片寬度為9～11μm，外正六邊形的邊長為179～181μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的倒U形貼片3為石墨烯材料，貼片寬度為9～11μm，整體長度為360～361μm，整體寬度為309～311μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的反向L形貼片4與L形貼片5均為石墨烯材料且尺寸參數相同，貼片寬度均為9～11μm，整體長度為229～231μm，整體寬度為99～101μm，厚度為0.33～0.34nm。所述的倒T形貼片6為石墨烯材料，其中上側矩形貼片長度為229～231μm，寬度為9～11μm，厚度為0.33～0.34nm，下側矩形貼片長度為269～271μm，寬度為19～21μm，厚度為0.33～0.34nm。

實施例1

基於石墨烯的開口六面環形可調雙頻濾波器,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：

基板為矽材料，基板為正方形，邊長為360μm，厚度為8μm。開口正六面環形貼片為石墨烯材料，貼片寬度為10μm，外正六邊形的邊長為180μm，厚度為0.33nm。倒U形貼片為石墨烯材料，貼片寬度為10μm，整體長度為360μm，整體寬度為310μm，厚度為0.33nm。反向L形貼片與L形貼片均為石墨烯材料且尺寸參數相同，貼片寬度均為10μm，整體長度為230μm，整體寬度為100μm，厚度為0.33nm。倒T形貼片為石墨烯材料，其中上側矩形貼片長度為230μm，寬度為10μm，厚度為0.33nm，下側矩形貼片長度為270μm，寬度為20μm，厚度為0.33nm。圖2是六面環形可調雙頻濾波器輸出曲線，可以看到，沒外加電壓(μc＝0ev)時，濾波器在f＝0.163Thz處的透過率為99.6％，在f＝0.494Thz處的透過率為96％；當外加電壓(μc＝0.1ev)時,濾波器在f＝0.228Thz處的透過率為99.3％，f＝0.583Thz處的透過率為98.5％。所設計的太赫茲波雙頻濾波器實現了可調雙頻的效果。