基于頻率選擇表面的新型太赫茲帶通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、太赫茲濾波器作為太赫茲系統(tǒng)中重要的功能器件，在太赫茲通信系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。由于實(shí)際環(huán)境中存在著噪聲等影響因素，為了提高其整體性能，需利用太赫茲濾波器濾除不需要的頻率和噪聲，因此分析太赫茲濾波器的傳輸特性對(duì)提高太赫茲通信系統(tǒng)的性能有著非常重要的意義。
　　傳統(tǒng)的太赫茲濾波器的設(shè)計(jì)需大量的運(yùn)算，并難以對(duì)復(fù)雜的單元模型和級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，且濾波性能一般。本文在艮泰SP24IXM服務(wù)器下借助基于有限元法的三維電磁仿真軟件HFSS

2、對(duì)太赫茲濾波器進(jìn)行了定性和定量的分析。首先研究了三種基本單元單層結(jié)構(gòu)的濾波特性，然后分析了級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的傳輸特性，進(jìn)而設(shè)計(jì)了三種中心頻為0.6THz的新型單元結(jié)構(gòu)的太赫茲濾波器，本文主要研究?jī)?nèi)容：
　?。?）分析了基于基本單元模型（十字孔隙單元、Y形孔隙單元、圓孔單元）的太赫茲濾波器的濾波特性，定性分析了其單元尺寸、介質(zhì)加載對(duì)傳輸性能的影響。結(jié)果表明：隨著單元尺寸的增加和介質(zhì)層的加載，諧振頻率會(huì)向低頻偏移，其中臂長(zhǎng)對(duì)于諧振頻率點(diǎn)的影響

3、比臂寬更大。
　?。?）從級(jí)聯(lián)Y形模型結(jié)構(gòu)出發(fā)，分別從對(duì)稱型多層結(jié)構(gòu)、非對(duì)稱型多層結(jié)構(gòu)以及多樣性介質(zhì)層結(jié)構(gòu)三個(gè)方面經(jīng)過大量的仿真分析得出了級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)太赫茲頻率選擇表面的濾波特性。結(jié)果表明：相對(duì)于單層結(jié)構(gòu)模型，多層級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)帶寬更寬、陡直性更佳，非對(duì)稱型多層結(jié)構(gòu)能夠互補(bǔ)其各自的濾波特點(diǎn)，在級(jí)聯(lián)的兩層之間加介質(zhì)層基底對(duì)諧振頻率點(diǎn)的影響比在上下兩層加載介質(zhì)層更大。
　?。?）設(shè)計(jì)了三種基于金屬銅材料正方形排列頻率選擇表面的太赫茲濾波器

4、。
　　a.Y頭十字結(jié)構(gòu)濾波器的中心頻率為0.6THz，3dB帶寬為0.08THz，通帶范圍從0.56THz到0.64THz，通帶內(nèi)插入損耗0.0423dB，最高透過率為99.36％。b.Y頭六邊環(huán)結(jié)構(gòu)濾波器的中心頻率為0.6THz，3dB帶寬為0.125THz，通帶范圍從0.533THz到0.658THz，通帶內(nèi)插入損耗0.71dB，最高透過率為99.59％。c.雙弓字形結(jié)構(gòu)濾波器的中心頻率為0.6THz，3dB帶寬為0.08T