[發明專利]一種凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導

有效

• 申請號: 202110268905.7
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112928419B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 施金;陳燕云;張凌燕;劉栩;徐凱;郁梅
• 申請（專利權）人: 南通大學;南通先進通信技術研究院有限公司
• 主分類號: H01P3/16
• 分類號: H01P3/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發明公開了一種凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導，包括低介電常數的圓柱體介質，圓柱體介質表面沿軸向開有空氣槽，在圓柱體介質表面以及空氣槽內表面設有金屬層。本發明將含有低介電常數介質的金屬薄膜圓波導的金屬薄膜向內凹嵌形成凹槽，通過凹槽對電磁場分布的影響，與現有的金屬薄膜圓波導相比，達到低色散亞太赫茲金屬薄膜圓波導的效果。

技術領域

本發明涉及微波及太赫茲通信領域，尤其涉及一種凹嵌式金屬薄膜圓波導結構。

背景技術

金屬圓波導是一種常見的封閉型單導體導波系統，其主模工作在TE₁₁模，在低頻段工作時可以通過金屬圓壁內填充空氣或介質實現，也可以使用高介電常數介質外涂金屬層實現，由于金屬圓壁、高介電常數介質材料的質地都較硬，因此該種金屬圓波導不易彎曲。隨著工作頻率提升，比如亞太赫茲頻段，金屬圓波導的直徑顯著減小，因此使用低介電常數介質圓柱外涂金屬薄層，可以降低加工難度和使用復雜度，并增加柔韌性。然而，在色散特性上，金屬薄膜圓波導還有待進一步提升。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導，解決現有亞太赫茲金屬薄膜圓波導色散較大的問題。

技術方案：一種凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導，包括低介電常數的圓柱體介質，所述圓柱體介質表面沿軸向開有空氣槽，在所述圓柱體介質表面以及所述空氣槽內表面設有金屬層。

進一步的，所述空氣槽的數量為一條，空氣槽的深度為0.6-0.8倍的圓柱體介質直徑，寬度為0.05-0.1倍的圓柱體介質直徑。

進一步的，所述空氣槽的數量為多條，并沿圓周均勻間隔分布，空氣槽的深度為0.3-0.46倍的圓柱體介質直徑，寬度為0.05-0.1倍的圓柱體介質直徑。

有益效果：本發明將含有低介電常數介質的金屬薄膜圓波導的金屬薄膜向內凹嵌形成凹槽，通過凹槽對電磁場分布的影響，與現有的金屬薄膜圓波導相比，達到低色散亞太赫茲金屬薄膜圓波導的效果。

附圖說明

圖1為實施例1金屬薄膜圓波導的徑向剖面圖；

圖2為實施例1金屬薄膜圓波導的軸向剖面圖；

圖3為實施例1金屬薄膜圓波導的群時延仿真圖；

圖4為實施例2金屬薄膜圓波導的徑向剖面圖；

圖5為實施例2金屬薄膜圓波導的軸向剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。

實施例1：

如圖1、圖2所示，一種凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導，包括低介電常數的圓柱體介質1，圓柱體介質1表面沿軸向開有一條空氣槽2，空氣槽的深度為0.6-0.8倍的圓柱體介質直徑，寬度為0.05-0.1倍的圓柱體介質直徑，在圓柱體介質1表面以及空氣槽2內表面均設有金屬層3。低介電常數是指介電常數小于3，例如聚四氟乙烯、聚乙烯。本發明可以在圓柱體介質1上刻槽，然后整體覆上金屬薄膜實現。

本發明的凹嵌式亞太赫茲金屬薄膜圓波導中的模式依然具有TE₁₁的基本特征，但是橫截面內電場不再呈中心對稱分布，電場聚集于槽底部與底部金屬薄膜之間，形成電容效應，使得工作頻帶內的色散較低。

本實施例的金屬薄膜圓波導，其直徑為3mm，如圖3所示，在127.5-152.5 GHz頻段內，群時延最大波動與頻寬的比值為0.492 ps/GHz/m。

實施例2：