【摘要】：太赫茲波段處于毫米波與光波之間,所以具備它們的優(yōu)點,還具有散射低、安全性高、透射比高、信道容量大和器件尺寸小等優(yōu)點。因此,太赫茲波段是未來通信系統(tǒng)研究發(fā)展的重要方向。濾波器是通信系統(tǒng)中重要的組成部分,可以用于去除干擾信號和接收特定頻段信號。太赫茲濾波器件未能快速發(fā)展是因為器件尺寸太小,導(dǎo)致加工工藝難度高。綜合考慮器件加工難易度與濾波器性能,以具備結(jié)構(gòu)簡單、低插損和相對帶寬大等特點的太赫茲帶通濾波器作為研究對象,探討了影響太赫茲帶通濾波器特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素,并設(shè)計和加工了220GHz太赫茲帶通濾波器。首先介紹太赫茲波的特性及優(yōu)點,其次,綜述太赫茲濾波器種類及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景。基于濾波器的基本理論知識,在可調(diào)諧太赫茲濾波器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,研究并改進(jìn)已有的太赫茲濾波器微結(jié)構(gòu),提出了一種中心頻率為225GHz,相對帶寬為8.9%的太赫茲帶通濾波器。研究了介質(zhì)基體材質(zhì)、介質(zhì)基體厚度、齒輪單元材質(zhì)、齒輪單元個數(shù)、齒輪單元高度、齒輪單元間距和齒輪單元環(huán)寬等參數(shù)對濾波器性能的影響,優(yōu)化得到滿足設(shè)計指標(biāo)的濾波器結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用MEMS(Micro Electromechanical System)工藝對仿真優(yōu)化的太赫茲帶通濾波器進(jìn)行工藝探索,并對獲得的加工樣品進(jìn)行表面形貌表征和結(jié)構(gòu)參數(shù)測試,最終根據(jù)測試誤差進(jìn)行工藝評價。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論太赫茲通信技術(shù)概述太赫茲波定義為頻率在 100～10000GHz 波段范圍內(nèi)的高頻電磁波，如圖 1.。在電磁頻譜上，紅外和微波位于太赫茲波段兩側(cè)，且這兩個波段的技術(shù)已常成熟，但是太赫茲波段技術(shù)研究還存在很大的空白區(qū)域。近些年來，太赫在半導(dǎo)體材料、高溫超導(dǎo)材料的性質(zhì)研究、斷層成像技術(shù)、無標(biāo)記的基因檢細(xì)胞水平的成像、化學(xué)和生物的檢查，以及寬帶通信、微波定向等很多領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用[1]。

濾波器是通過控制溫光材料 KTaO3的外部溫度來控制其介電常數(shù)特禁止頻帶中的通帶。對光子晶體結(jié)構(gòu)用加熱裝置和溫度傳感器的超輕熱，溫光材料溫度的變化范圍為 120～290K，以 5K 為溫度變化單位的傳輸特性，其通帶衰減約為-6dB,可調(diào)諧性最高為 20%[4-5]。05 年，，日本物理化學(xué)研究所研究了一種多層約瑟夫結(jié)可調(diào)諧太赫茲波器[6]。太赫茲頻段的電磁波能夠被多層約瑟夫結(jié)光子晶體散射，因控制晶體的透射和反射系數(shù)來達(dá)到控制電磁場散射效果的目的。故此晶體可以用來設(shè)計特定性能參數(shù)的可調(diào)諧濾波器。06 年,我國臺灣科學(xué)家 Chao-Yuan Chen 等提出了基于向列液晶材料的立奧濾波器[7]。該濾波器的向列液晶的雙折射特性能夠被磁場控制，制二維金屬光子晶體中太赫茲波的傳輸特性來實現(xiàn)可調(diào)諧立奧濾波器圖 1.2 所示[7]，主要由線性偏振鏡隔開的 a、b 兩部分組成，每個部分定延遲（FR）裝置和一個可調(diào)延遲（TR）裝置組成。在常溫狀態(tài)下的工作中心頻率可調(diào)范圍是 388GHz～564GHz，帶寬為 100GHz,其達(dá)到 94%。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN713.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2679254