一种极化不敏感的太赫兹滤波器的研究

发布时间：2018-03-25 07:24

  本文选题：极化不敏感　切入点：SRR　出处：《电子科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文结合理论分析、仿真模拟以及实验测试,完成了基于单开口SRR、双开口SRR和三开口SRR的极化不敏感SRR太赫兹滤波器的研制。同时研制了一个中心频点在340 GHz左右的互补SRR窄带带通太赫兹滤波器。本文的主要工作及创新点如下:1.分析了经典单开口SRR结构中横向金属臂宽度以及纵向金属臂宽度对0°极化波及90°极化波入射时谐振特性的影响。通过对比仿真结果发现:在0°极化波入射时,增加横向金属臂的宽度可以使谐振频率明显增高;在90°极化波入射时,减小纵向金属臂的宽度可以使谐振频率降低。由此研制了两个极化不敏感SRR太赫兹滤波器MSRR1和MSRR2,并对其进行了实验研究。实验测试结果与仿真模拟结果基本一致,证明了所研制的太赫兹滤波器具有极化不敏感特性。2.在经典双开口SRR结构的基础上,仿真分析了改变双开口的开口位置对双开口SRR极化特性的影响。通过合理设计开口位置和开口大小研制了一种极化不敏感双开口SRR太赫兹滤波器。实验测试结果与仿真结果基本一致。证明了此滤波器的第二谐振具有极化不敏感特性,且其第一谐振具有通过入射波极化方向进行调幅的功能。3.通过研究开口及开口位置对三开口SRR滤波器极化特性的影响,设计了一种具有极化不敏感特性的三开口SRR太赫兹滤波器。并对其进行了实验研究,实验测试结果与仿真结果基本一致,证明了此SRR太赫兹滤波器具有良好的极化不敏感特性。4.利用HFSS仿真软件模拟分析了互补SRR结构中各个参数对其谐振特性的影响,设计了一个基于双层互补SRR结构的双通带带通滤波器,其矩形系数得到了明显改善。同时对理想导体条件下的互补SRR结构的谐振特性进行了研究,并设计了基于理想导体的互补窄带带通滤波器。在此结构的基础上,分析了基于铝金属的SRR互补结构中各个参数对其谐振特性的影响,并研制了一种基于互补SRR结构的双通带窄带带通滤波器。仿真得到此滤波器两个通带的中心频率及透射系数分别为(335 GHz,82.7%)、(807 GHz,91.8%)。其-3dB带宽分别为35 GHz和49 GHz。并对其进行了实验研究,实验测试结果与仿真结果基本一致。
[Abstract]:This paper combines theoretical analysis, simulation and experimental test. A polarization-insensitive SRR terahertz filter based on single open SRR, double open SRR and three open SRR is developed. A complementary SRR narrowband pass terahertz filter with a central frequency of about 340 GHz is also developed. The main work and innovations are as follows: 1. The effects of transverse and longitudinal metal arm width on the resonant characteristics of 0 掳polarization and 90 掳polarization wave incident in classical single opening SRR structure are analyzed. When 0 掳polarized wave is incident, The resonant frequency can be increased obviously by increasing the width of the transverse metal arm, and when the polarization wave of 90 掳is incident, Two polarization-insensitive SRR terahertz filters MSRR1 and MSRR2 are developed by decreasing the width of the longitudinal metal arm. The experimental results are in good agreement with the simulation results. It is proved that the proposed terahertz filter has polarization insensitivity. 2. Based on the classical double open SRR structure, The effects of changing the opening position of the double opening on the polarization characteristics of the double open SRR are simulated and analyzed. A polarization insensitive double open SRR terahertz filter is developed by reasonably designing the opening position and the size of the opening. The experimental results are obtained. It is proved that the second resonance of the filter is polarization-insensitive. And its first resonance has the function of modulating amplitude through the polarization direction of incident wave. 3. By studying the effect of opening and opening position on polarization characteristics of three-opening SRR filter, A three-opening SRR terahertz filter with polarization insensitivity is designed. The experimental results are in good agreement with the simulation results. It is proved that the SRR terahertz filter has good polarization insensitivity. The influence of the parameters of complementary SRR structure on its resonance characteristics is simulated by using HFSS simulation software. A double-pass band-pass filter based on double-layer complementary SRR structure is designed, and its rectangular coefficient is improved obviously. The resonant characteristics of complementary SRR structure under ideal conductor conditions are also studied. A complementary narrowband band pass filter based on ideal conductor is designed. Based on this structure, the influence of various parameters of SRR complementary structure based on aluminum metal on its resonance characteristics is analyzed. A double pass band narrowband bandpass filter based on complementary SRR structure is developed. The central frequency and transmission coefficient of the two pass bands are obtained by simulation. The central frequency and transmission coefficient of the two pass bands are 82.7GHz and 82.7GHz respectively. Their -3dB bandwidths are 35 GHz and 49GHz, respectively, and their experimental studies are carried out. The experimental results are in good agreement with the simulation results.
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713

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本文编号：1662110