基于石墨烯的带宽可调滤波器制造技术

本发明专利技术提供一种基于石墨烯的带宽可调滤波器，包括介质板、设置于所述介质板上表面的矩形谐振环和微带线，以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，所述矩形谐振环的中部为镂空矩形，所述矩形谐振环的四个顶角设置均有凹槽，每个所述凹槽内均贴合设置石墨烯贴片；所述矩形谐振环的两侧对称设置一对倒L形微带线，其中左侧微带线的横部外端部形成输入端口，右侧微带线的横部外端部形成输出端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。本发明专利技术运用石墨烯优异的电光效应，可以实现滤波器的带宽可动态调整。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯的带宽可调滤波器
本专利技术涉及太赫兹通信
，尤其涉及一种基于石墨烯的带宽可调滤波器。
技术介绍
滤波器是微波与雷达馈线技术中广泛应用的元件之一。滤波器在通信系统间实现对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。现有技术的滤波器多为金属材质，在滤波器的结构和尺寸固定后，其工作带宽也已确定，不可动态调整。当滤波器的带宽需要调整的时候，只能更换滤波器，成本高，且操作复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于石墨烯的带宽可调滤波器，旨在解决现有技术中的无法实现滤波器的带宽动态调整的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于石墨烯的带宽可调滤波器，包括介质板、设置于所述介质板上表面的矩形谐振环和微带线，以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述矩形谐振环的中部为镂空矩形，所述矩形谐振环的四个顶角设置均有凹槽，每个所述凹槽内均贴合设置石墨烯贴片；所述矩形谐振环的两侧对称设置一对倒L形微带线，其中左侧微带线的横部外端部形成输入端口，右侧微带线的横部外端部形成输出端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。优选的，所述金属贴片的尺寸与所述介质板的尺寸相同；所述凹槽的尺寸与所述石墨烯贴片的尺寸相同。优选的，所述微带线的横部与所述矩形谐振环的短边平行；所述微带线的竖部与所述矩形谐振环的长边平行。优选的，所述矩形谐振环的长边长度为45.1微米，所述矩形谐振环的短边长度为0.96微米，所述矩形谐振环的宽度为0.4微米；所述镂空矩形的高度为44.3微米，所述镂空矩形的宽度为0.16微米；所述微带线的竖部长度为17.5微米，所述微带线的竖部宽度为0.25微米；所述微带线的横部长度为10.25微米，所述微带线的横部宽度为1.24微米；所述矩形谐振环的长边与同侧微带线的水平距离均为0.17微米；所述微带线的竖部下端与所述矩形谐振环下端短边的垂直距离为13.8微米。优选的，所述石墨烯贴片为矩形，所述石墨烯贴片的长度为0.4微米，所述石墨烯贴片的宽度为0.2微米。优选的，所述石墨烯贴片的化学势调整区间为0电子伏特至0.6电子伏特。优选的，所述介质板为厚度为1微米，介电常数为3.8的二氧化硅基板。相较于现有技术，本专利技术所述基于石墨烯的带宽可调滤波器通过在矩形谐振环的顶角凹槽内贴合石墨烯贴片，通过调节石墨烯贴片上加载的化学势，运用石墨烯优异的电光效应，可以实现滤波器的带宽可动态调整。附图说明图1是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器优选实施例的结构示意图。图2是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器优选实施例的介质板上表面的结构示意图。图3是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器通过电磁仿真软件仿真时反射系数的结果示意图。图4是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器通过电磁仿真软件仿真时传输系数的结果示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释，本专利技术并不局限于以下实施例。参考图1、图2所示，图1是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器优选实施例的结构示意图。图2是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器优选实施例的介质板上表面的结构示意图。在本实施例中，所述基于石墨烯的带宽可调滤波器1包括介质板10、设置于所述介质板10上表面的矩形谐振环11和微带线12，以及设置于所述介质板10下表面的金属贴片13。所述矩形谐振环11和微带线12的材质可以为金属，例如：铜。作为本专利技术的优选实施例，所述金属贴片13的尺寸与所述介质板10的尺寸相同。所述矩形谐振环11的中部为镂空矩形14，所述矩形谐振环11的四个顶角均设置有凹槽，每个所述凹槽内均贴合设置石墨烯贴片16。所述矩形谐振环11的两侧对称设置一对倒L形微带线12，其中左侧微带线12的横部外端部形成输入端口18，右侧微带线12的横部外端部形成输出端口19。作为本专利技术的优选实施例，所述微带线12为倒L形，所述微带线12的横部与所述矩形谐振环11的短边平行；所述微带线12的竖部与所述矩形谐振环11的长边平行，所述微带线12的横部位于微带线12的竖部上顶端，L形开口朝向均反向于所述矩形谐振环11。所述金属贴片13覆盖所述介质板10的下表面。所述金属贴片13的尺寸与所述介质板10的尺寸相同；所述凹槽的尺寸与所述石墨烯贴片16的尺寸相同。所述尺寸包括但不限于：长度、高度、宽度。所述金属贴片13覆盖所述介质板10的下表面。所述介质板10为厚度为1微米，介电常数为3.8的二氧化硅基板。所述金属贴片13可以为铜质。在本实施例中，所述矩形谐振环11的长边长度La为45.1微米，所述矩形谐振环11的短边长度Wh为0.96微米，所述矩形谐振环11的宽度Wa为0.4微米；所述镂空矩形14的高度Ld为44.3微米，所述镂空矩形14的宽度Wd为0.16微米；所述微带线12的竖部长度Lb为17.5微米，所述微带线12的竖部宽度Wb为0.25微米；所述微带线12的横部长度Lc为10.25微米，所述微带线12的横部宽度Wg为1.24微米；所述矩形谐振环11的长边与同侧微带线12的水平距离Wc均为0.17微米；所述微带线12的竖部下端与所述矩形谐振环11下端短边的垂直距离Le为13.8微米。所述石墨烯贴片16为矩形，所述石墨烯贴片16的长度Wf为0.4微米，所述石墨烯贴片16的宽度We为0.2微米；所述石墨烯贴片16的化学势调整区间为0电子伏特至0.6电子伏特。需要说明的是，通过对石墨烯贴片16上施加不同的电压可以是实现对石墨烯贴片16赋予不同的化学势。参考图3所示，图3是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器通过电磁仿真软件仿真时反射系数的结果示意图。本专利技术实施例采用4个仿真案例，在所述4个仿真案例中，在所述石墨烯贴片16上加载的化学势为μc1。案例1:μc1＝0eV(电子伏特)；案例2:μc1＝0.2eV(电子伏特)；案例3:μc1＝0.4eV(电子伏特)；案例4:μc1＝0.6eV(电子伏特)。从图3可以看出，在反射系数大于-10dB时，所述基于石墨烯的带宽可调滤波器1的工作频率从180GHz变到203GHz，实现宽带特性。参考图4所示，图4是本专利技术基于石墨烯的带宽可调滤波器通过电磁仿真软件仿真时传输系数的结果示意图。从图4中可以看出，所述基于石墨烯的带宽可调滤波器1上的石墨烯贴片16上加载的化学势的变化时，第二传输零点的位置变化，第一传输零点的位置不变。即所述基于石墨烯的带宽可调滤波器1上的石墨烯贴片16上加载的化学势会影响第二传输零点的位置。相较于现有技术，本专利技术所述基于石墨烯的带宽可调滤波器通过在矩形谐振环的顶角凹槽内贴合石墨烯贴片，通过调节石墨烯贴片上加载的化学势，运用石墨烯优异的电光效应，可以实现滤波器的带宽可动态调整。以上仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的带宽可调滤波器，其特征在于，包括介质板、设置于所述介质板上表面的矩形谐振环和微带线、以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述矩形谐振环的中部为镂空矩形，所述矩形谐振环的四个顶角设置均有凹槽，每个所述凹槽内均贴合设置石墨烯贴片；所述矩形谐振环的两侧对称设置一对倒L形微带线，其中左侧微带线的横部外端部形成输入端口，右侧微带线的横部外端部形成输出端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的带宽可调滤波器，其特征在于，包括介质板、设置于所述介质板上表面的矩形谐振环和微带线、以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述矩形谐振环的中部为镂空矩形，所述矩形谐振环的四个顶角设置均有凹槽，每个所述凹槽内均贴合设置石墨烯贴片；所述矩形谐振环的两侧对称设置一对倒L形微带线，其中左侧微带线的横部外端部形成输入端口，右侧微带线的横部外端部形成输出端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的带宽可调滤波器，其特征在于，所述金属贴片的尺寸与所述介质板的尺寸相同；所述凹槽的尺寸与所述石墨烯贴片的尺寸相同。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的带宽可调滤波器，其特征在于，所述微带线的横部与所述矩形谐振环的短边平行；所述微带线的竖部与所述矩形谐振环的长边平行。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的带宽可调滤波器，其特征在于，所述矩形谐振环的长边长度为45.1微米，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲美君，邓力，李书芳，张贯京，葛新科，张红治，
申请(专利权)人：深圳市景程信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44