[發明專利]一種可調太赫茲SSPPs傳輸線

在審

• 申請號: 202310270989.7
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116053735A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 張勇;朱華利;楊嵐馨;張鐵笛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄧黎

本發明公開一種可調太赫茲SSPPs傳輸線，屬于太赫茲傳輸線技術領域，具體包括鋸齒型SSPPs傳輸線，以及位于鋸齒型SSPPs傳輸線兩端依次的階梯漸變過渡結構和共面波導；鋸齒型SSPPs傳輸線包括多個SSPPs單元，存在至少一個SSPPs單元包括設置于對應金屬鋸齒中的開口環中空結構，以及位于開口環中空結構的開口處的矩形VOsubgt;2/subgt;薄膜；其中，矩形VOsubgt;2/subgt;薄膜處于絕緣態時表現SSPPs漫波特性，處于金屬態時表現SSPPs漫波特性與CSRR特性的疊加，獲得一個阻帶。本發明通過調節矩形VOsubgt;2/subgt;薄膜的電導率，實現對太赫茲波的調控，可廣泛應用于太赫茲信號傳輸、調制等領域，整體結構簡單，可調范圍大。

技術領域

本發明屬于太赫茲傳輸線技術領域，具體涉及一種可調太赫茲SSPPs傳輸線。

背景技術

隨著第五代移動通信系統帶來的信息數據爆炸式增加，以微帶和共面波導為代表的傳統毫米波及太赫茲的電路與系統的發展面臨著空間耦合、動態響應和性能魯棒性等多方面的挑戰，其中器件系統的小型化與電磁兼容之間的矛盾尤為突出。

人工表面等離激元(SSPPs)是在具有特定周期結構表面存在的一種特殊的電磁波，對入射電磁能量可以表現出較強的束縛能力，同時具有近場增強與亞波長尺寸工作特性。SSPPs在高度集成的電路中能同時兼顧高速、低插損及低串擾的特性，能夠極好地滿足太赫茲集成電路與系統的要求。基于此，學者們對SSPPs展開了大量的研究，在實現了基于人工表面等離激元傳輸線(SSPPs傳輸線)的毫米波太赫茲功能器件的基礎上，還提出了可調諧、可編碼的SSPPs傳輸線及其功能器件。

二氧化釩(VO₂)薄膜具有優良而獨特的可逆絕緣-金屬相變特性(電導率從40到4×10⁵S/m)，其在集成太赫茲等離子體動態器件中具有巨大的應用潛力。

發明內容

本發明目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種可調太赫茲SSPPs傳輸線，可應用于太赫茲通信中的信號傳輸、調制等領域，具有結構簡單、可調范圍大等優點。

本發明所采用的技術方案如下：

一種可調太赫茲SSPPs傳輸線，其特征在于，包括鋸齒型SSPPs傳輸線，以及位于鋸齒型SSPPs傳輸線兩端依次的階梯漸變過渡結構和共面波導(CPW)；所述鋸齒型SSPPs傳輸線包括多個SSPPs單元；存在至少一個SSPPs單元包括設置于對應金屬鋸齒中的開口環中空結構，以及位于開口環中空結構的開口處的矩形VO₂薄膜。

進一步地，所述矩形VO₂薄膜位于鋸齒型SSPPs傳輸線的中心軸線上。

進一步地，所述SSPPs單元的周期p＞60μm，金屬鋸齒的深度h＞50μm，金屬鋸齒的寬w＞50μm，相鄰金屬鋸齒連接處的線寬w₀＞20μm。

進一步地，所述開口環中空結構的線寬d≥10μm，內寬w_s＞10μm，外長h_s＞w₀。

進一步地，通過控制SSPPs單元的周期p和金屬鋸齒的深度h的尺寸，調節可調太赫茲SSPPs傳輸線的工作頻率。

進一步地，通過控制開口環中空結構的內寬w_s和外長h_s的尺寸，調節可調太赫茲SSPPs傳輸線的諧振頻率點。

進一步地，通過增加具有開口環中空結構和矩形VO₂薄膜的SSPPs單元個數，提升可調太赫茲SSPPs傳輸線的阻帶抑制深度。

進一步地，通過疊加不同開口環中空結構內寬w_s和外長h_s尺寸的SSPPs單元，提升可調太赫茲SSPPs傳輸線的寬帶。