[發明專利]一種寬頻傳輸線芯片

有效

• 申請號: 201811472761.1
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN109473757B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 陳麟;朱亦鳴;汪丹妮;魏玉明;韋鵬;蔡斌;臧小飛;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;顏愛國

本發明的一種寬頻傳輸線芯片，包括襯底、設置于襯底的上的金屬層，金屬層包括信號獲取部、第一模式轉換部、傳導部、第二模式轉換部、信號輸出部，信號獲取部為共面波導，第一模式轉換部與信號獲取部連接，包括Vivaldi天線以及第一雙波導，傳導部與第一模式轉換部連接，用于讓表面波傳導，第二模式轉換部與第一模式轉換部沿傳導部的中心線相對稱，信號輸出部為共面波導，和第二模式轉換部連接，用于將太赫茲波傳輸給下位分析設備，第一上波導由第一下波導垂直翻轉得到，并與第一下波導疊加形成雙層波導，第二上波導由第二下波導垂直翻轉得到，部與第二下波導疊加形成雙層波導，共面波導包括中心帶以及位于中心帶兩側且與中心帶間隔一定間距的接地帶。

本發明為申請日2015年7月30日申請的申請號為“201510458482X”，發明名稱為“一種基于超寬頻芯片的太赫茲波時域頻譜系統”的分案申請。

技術領域

本發明屬于太赫茲波檢測領域，具體涉及一種寬頻傳輸線芯片結構。

背景技術

隨著現代無線通訊技術的發展，超寬頻技術在近年來受到人們的廣泛關注。現代通信產品應用極為廣泛，每個產品使用的頻段各不相同，要同時使用這些頻帶需要一種寬頻的收發系統。

共面波導是實現寬頻技術的重要手段。其實際是表面等離子體激元共振，是存在于金屬和電介質界面的一種電荷密度振蕩本征模式，可以通過入射光經棱鏡耦合、光柵耦合或波導耦合來激發產生。基于共面波導雙層結構的寬頻濾波器，通過將兩個相同結構的波導，垂直翻轉并疊加，實現頻帶的擴寬。

共面波導雙層結構的寬頻濾波器的工作原理是：入射光激發金屬薄膜和電介質界面產生表面等離子體激元。雖然波導耦合的表面等離子體激元的波導濾波器和高保線結構在可見光波段已是一項很成熟的技術，但工作在太赫茲波段的相應系統還很少報道，尤其是高保線和雙層波導結構的超寬頻濾波器還未曾涉及。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種寬頻傳輸線芯片，采用了如下技術方案：

本發明提供的寬頻傳輸線芯片具有這樣的技術特征，具有：襯底；以及金屬層，設置于襯底的上表面上，其中，襯底由石英、聚苯二甲酸乙二醇酯以及聚酰亞胺中的任意一種材料制成，金屬層包括：信號獲取部，為共面波導，用于從上位裝置獲取太赫茲波，并將其轉化為準TEM波模式；第一模式轉換部，與信號獲取部連接，包括Vivaldi天線以及第一雙波導，Vivaldi天線用于和信號獲取部的阻抗相匹配，第一雙波導包括結構相同且對稱連接的第一上波導以及第一下波導，第一上波導以及第一下波導上均設置有復數個槽深逐漸增大的凹槽，用于激發表面等離子激元，將太赫茲波由準TEM波模式轉化為表面波模式；傳導部，與第一模式轉換部連接，用于讓表面波傳導，包括與第一雙波導連接第二雙波導，第二雙波導包括結構相同且對稱連接的第二上波導以及第二下波導，第二上波導以及第二下波導均設置有復數個固定槽深的凹槽，固定槽深與第一雙波導中最大的槽深相同；Vivaldi天線包括開路腔、槽線以及指數線，第一雙波導沿槽線向第二雙波導處延伸；第二模式轉換部，與第一模式轉換部沿傳導部的中心線相對稱，用于將太赫茲波由表面波模式轉換為準TEM波模式；以及信號輸出部，為共面波導，和第二模式轉換部連接，用于將太赫茲波傳輸給下位分析設備，第一上波導由第一下波導繞水平方向軸線垂直翻轉得到，與第一下波導對稱接觸連接，第一上波導與第一下波導疊加形成雙層波導，第二上波導由第二下波導繞水平方向軸線垂直翻轉得到，與第二下波導對稱接觸連接，第二上波導與第二下波導疊加形成雙層波導，共面波導包括中心帶以及位于中心帶兩側且與中心帶間隔一定間距的接地帶，中心帶和接地帶之間的兩個槽口分別作為信號獲取部以及信號輸出部的能量傳輸端口。

本發明提供的寬頻傳輸線芯片，還可以具有這樣的特征，還包括：矢量網絡分析儀，通過兩個探針分別和信號獲取部以及信號輸出部連接，用于發射和探測太赫茲波信號。

本發明提供的寬頻傳輸線芯片，還可以具有這樣的特征：其中，能量傳輸端口和矢量網絡分析儀的探針連接。