文獻(xiàn)閱讀綜述報(bào)告——太赫茲FSS帶通濾波器的研究

1、重 慶 郵 電 大 學(xué)研 究 生 綜 述 報(bào) 告報(bào)告題目：太赫茲FSS帶通濾波器的研究學(xué)生姓名： 入學(xué)年份： 專(zhuān) 業(yè)： 研究方向： 導(dǎo) 師： 時(shí) 間： 2015.03 導(dǎo)師審查意見(jiàn)1.是否和開(kāi)題內(nèi)容一致：2.從綜述廣度、寫(xiě)作水平、文獻(xiàn)閱讀量等方面給出簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)：總分(百分制，60分以下為不合格)：簽字： 日期：重慶郵電大學(xué)研究生部說(shuō) 明研究生論文選題是研究生進(jìn)行學(xué)位論文工作的開(kāi)端，也是對(duì)研究生進(jìn)行科研訓(xùn)練的重要一環(huán)。選題時(shí)要把握開(kāi)拓性、先進(jìn)性、成果的必要性、成果的可能性等原則。選題要在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由研究生獨(dú)立進(jìn)行。課題還應(yīng)盡可能符合研究生的素質(zhì)特點(diǎn)和興趣，盡可能結(jié)合已有的科研任務(wù)，盡可能納入我院

2、的科研計(jì)劃。研究生開(kāi)題是在第四學(xué)期末進(jìn)行，無(wú)論是參加導(dǎo)師課題或自選課題的研究生，一律要求從第三學(xué)期開(kāi)始進(jìn)行選題調(diào)研，充分學(xué)習(xí)了解某領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，保證必要的前期研究積累。開(kāi)題前兩周必須提交一篇1015頁(yè)（統(tǒng)一的技術(shù)報(bào)告格式）的綜述報(bào)告給導(dǎo)師審閱，由導(dǎo)師簽字認(rèn)可，作為必要材料附在開(kāi)題申請(qǐng)表后，否則不允許進(jìn)行開(kāi)題。該綜述報(bào)告必須保證25篇以上的文獻(xiàn)閱讀量（記錄在參考文獻(xiàn)中），其中英文文章篇數(shù)不少于8篇。導(dǎo)師要給學(xué)生充分的開(kāi)題建議。 太赫茲FSS帶通濾波器的研究摘要：FSS結(jié)構(gòu)可以通過(guò)縮放結(jié)構(gòu)尺寸覆蓋電磁波譜的大部分頻段，因此其在太赫茲器件的設(shè)計(jì)方面有著不可取代的地位。太赫茲濾波器為太赫茲頻段

3、最重要的器件之一，對(duì)其深入研究將會(huì)極大地促進(jìn)太赫茲技術(shù)的發(fā)展。本文簡(jiǎn)要介紹了太赫茲波和FSS結(jié)構(gòu)的特性，并對(duì)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，對(duì)進(jìn)一步需要研究的問(wèn)題進(jìn)行了討論。關(guān)鍵字：FSS，太赫茲波，濾波器Reseasrch of THz FSS Bandpass FilterAbstract: The structure of FSS can zoom the size of structure to cover most of the electromagnetic spectrum band, so its design in terahertz device has irreplaceabl

4、e position. Terahertz filter is one of the most important devices for terahertz spectrum, the in-depth study will greatly promote the development of terahertz technology. This paper briefly introduces the terahertz wave and characteristics of the structure of FSS, and the current research status are

5、 summarized, the need to further research problems are discussed.Keywords: FSS，the terahertz wave，filter1.引言太赫茲波位于毫米波與光波之間，處于電子學(xué)向光子學(xué)的過(guò)渡區(qū)域，頻率范圍為0.1THz-10THz。太赫茲波具有相干性、低能性、穿透性、瞬時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，所以太赫茲技術(shù)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。太赫茲系統(tǒng)也在醫(yī)療、檢測(cè)、通信、安全等方面起到了舉足輕重的作用。太赫茲FSS濾波器作為太赫茲應(yīng)用系統(tǒng)的重要構(gòu)成器件之一，在太赫茲應(yīng)用系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。在制作工藝方面，與微波濾波器相比較，工作

6、波長(zhǎng)要小得多，因而器件體積更小，更輕便，易于集成化。而與光波濾波器相比，工作波長(zhǎng)要大得多,更容易加工。因此太赫茲FSS濾波器的設(shè)計(jì)在太赫茲應(yīng)用系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。1.1太赫茲波簡(jiǎn)介太赫茲（Terahertz，THz）波是一種電磁波，其頻率在0.1THz到10THz之間，波長(zhǎng)在30m到3mm之間。介于光學(xué)和電子學(xué)的交界處，位于紅外線(xiàn)與微波之間。如圖1.1所示。其中，波長(zhǎng)介于30m-1mm（相應(yīng)的頻率介于10THz-300GHz）的電磁波，在無(wú)線(xiàn)電物理中稱(chēng)為亞毫米波（submillimeter wave，SMMW），而在光學(xué)中則習(xí)慣稱(chēng)之為遠(yuǎn)紅外波（far infrared wave，F(xiàn)IR）

7、，是無(wú)線(xiàn)電中的亞毫米波向短波方向的延伸和光學(xué)中的遠(yuǎn)紅外波向長(zhǎng)波方向的延伸。圖1.1.1 電磁波譜和太赫茲波段1.2太赫茲波主要特性近二三十年以來(lái)，與太赫茲技術(shù)相關(guān)的研究隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異飛速發(fā)展。通過(guò)眾多國(guó)內(nèi)外的研究成果可以發(fā)現(xiàn)，太赫茲技術(shù)在安全檢測(cè)領(lǐng)域、生物化學(xué)領(lǐng)域、軍事與雷達(dá)通信領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域等都有著非常重要的應(yīng)用前景。相比于其他頻段的電磁波，太赫茲波表現(xiàn)出了許多自身的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）低能性：太赫茲電磁波的光子能量非常低，因此不會(huì)傷害到生物組織，可以用于生物組織的活體檢查，還可以利用THz時(shí)域光譜技術(shù)研究酶的特性進(jìn)行DNA鑒別等。（2）相干性：太赫茲

8、輻射通常由兩種產(chǎn)生方式，其一是由具有相干性的激光脈沖經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性光學(xué)差頻來(lái)產(chǎn)生，其二是由電流來(lái)驅(qū)動(dòng)偶極子振蕩產(chǎn)生。可以分析脈沖相干THz電磁波的時(shí)域波形，這樣就得到相位、振幅等光譜數(shù)據(jù)，從而給出色散譜和吸收譜，或復(fù)電導(dǎo)率、復(fù)介電常數(shù)。這一特點(diǎn)在研究材料的瞬態(tài)相干動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)具有極大的優(yōu)勢(shì)，在材料學(xué)的研究中，尤其是關(guān)于瞬態(tài)相干動(dòng)力學(xué)的分析時(shí)起到重要的作用。（3）瞬態(tài)性：太赫茲波的脈沖寬度在亞皮秒量級(jí)，利用取樣測(cè)量技術(shù)，可以有效的消除背景輻射噪音的干擾，還可以對(duì)飛秒、亞皮秒級(jí)別的瞬態(tài)光譜進(jìn)行研究。（4）透射性：太赫茲波對(duì)紙、塑料、電介質(zhì)材料等很多非極性物質(zhì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的穿透能力?；诖藘?yōu)點(diǎn)，可以用于探

9、測(cè)和安檢領(lǐng)域。大部分分子的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能階都位于THz波段，特別是很多有機(jī)大分子在THz波段表現(xiàn)出強(qiáng)烈的色散和吸收特性。由于有機(jī)大分子對(duì)太赫茲輻射的色散和吸收特性不同，通過(guò)分析太赫茲的色散特性可以識(shí)別某種物質(zhì)，這點(diǎn)類(lèi)似于通過(guò)指紋或者是視網(wǎng)膜來(lái)識(shí)別一個(gè)人一樣，這個(gè)特性在無(wú)線(xiàn)電天文、醫(yī)學(xué)影像、遙感等領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景。1.3頻率選擇表面（FSS）簡(jiǎn)介頻率選擇表面（Frequency Selective Surfaces，F(xiàn)SS）是由周期性排列的金屬貼片單元或金屬屏上相同的縫隙單元所構(gòu)成的一種二維周期陣列結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的功能依賴(lài)于單元的幾何尺寸、排列方式以及介質(zhì)襯底的化學(xué)成分。頻率選擇表面本身不

10、吸收射頻能量，卻能起到頻率濾波的作用，它對(duì)電磁波和光波具有選擇性反射或透射特性。正是由于頻率選擇表面呈現(xiàn)出的開(kāi)放空間的電磁濾波器的功能，使得它在科學(xué)和工程等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價(jià)值，近年來(lái)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。1.3.1結(jié)構(gòu)分類(lèi)頻率選擇表面有兩種：貼片類(lèi)型也叫介質(zhì)類(lèi)型和開(kāi)槽類(lèi)型也叫波導(dǎo)類(lèi)型。1.貼片類(lèi)型：在介質(zhì)表面周期性的標(biāo)貼同樣的金屬單元。 （1）濾波機(jī)理：假設(shè)電磁波入射從左向右入射到貼片型頻率選擇表面上。在平行于貼片方向的電場(chǎng)對(duì)電子產(chǎn)生作用力使其振蕩，從而在金屬表面上形成感應(yīng)電流。這個(gè)時(shí)候，入射電磁波的一部分能量轉(zhuǎn)化為維持電子振蕩狀態(tài)所需的動(dòng)能，而另一部分的能力就透過(guò)金屬絲，繼續(xù)傳播。換

11、言之，根據(jù)能量守恒定律，維持電子運(yùn)動(dòng)的能量就被電子吸收了。在某一頻率下，所有的入射電磁波能量都被轉(zhuǎn)移到電子的振蕩上，那么電子產(chǎn)生的附加散射場(chǎng)可以抵消金屬導(dǎo)線(xiàn)右側(cè)的電磁波的出射場(chǎng)，使得透射系數(shù)為零。此時(shí)，電子所產(chǎn)生的附加場(chǎng)同時(shí)也向金屬導(dǎo)線(xiàn)左側(cè)傳播，形成發(fā)射場(chǎng)。這種現(xiàn)象就是諧振現(xiàn)象，該頻率點(diǎn)成為諧振點(diǎn)。直觀(guān)的看，這個(gè)時(shí)候貼片型頻率選擇表面就成反射特性。 再考慮另一種情況，入射波的頻率不是諧振頻率的時(shí)候，只有很少的能量用于維持電子做加速運(yùn)動(dòng)，大部分的能量都傳播到了貼片的右側(cè)。在這種情況下，貼片對(duì)于入射電磁波而言，是“透明”的，電磁波的能量可以全部傳播。這個(gè)時(shí)候，貼片型頻率選擇表面就成透射特性。一般而

12、言，貼片類(lèi)型是作為帶阻型濾波器的。（2）等效電路：LC串聯(lián) ，如圖1.3.1所示。圖1.3.1 LC串聯(lián)等效電路2.開(kāi)槽類(lèi)型：在金屬板上周期性的開(kāi)一些金屬單元的槽孔。（1）濾波機(jī)理：當(dāng)?shù)皖l電磁波照射開(kāi)槽型頻率選擇表面時(shí)，將激發(fā)大范圍的電子移動(dòng)，使得電子吸收大部分能量，且沿縫隙的感應(yīng)電流很小，導(dǎo)致透射系數(shù)比較小。隨著入射波頻率的不斷升高，這種電子移動(dòng)的范圍將逐漸較小，沿縫隙流動(dòng)的電流在不斷增加，從而透射系數(shù)會(huì)得到改善。當(dāng)入射電磁波的頻率達(dá)到一定值時(shí)，槽兩側(cè)的電子剛好在入射波電場(chǎng)矢量的驅(qū)動(dòng)下來(lái)回移動(dòng)，在縫隙周?chē)纬奢^大的感應(yīng)電流。由于電子吸收大量入射波的能量，同時(shí)也在向外輻射能量。運(yùn)動(dòng)的電子透過(guò)偶

13、極子槽的縫隙向透射方向輻射電場(chǎng)，此時(shí)的偶極子槽陣列反射系數(shù)低，透射系數(shù)高。當(dāng)入射波頻率繼續(xù)升高時(shí)，將導(dǎo)致電子的運(yùn)動(dòng)范圍減小，在縫隙周?chē)碾娏鲗⒎殖扇舾啥?，電子透過(guò)槽縫隙輻射出去的電磁波減小，因此，透射系數(shù)降低。而對(duì)于在遠(yuǎn)離縫隙的金屬板上所產(chǎn)生的感應(yīng)電流則向反射方向輻射電磁場(chǎng)，并且由于高頻電磁波的電場(chǎng)變化周期的限制了電子的運(yùn)動(dòng)，輻射能量有限。因此，當(dāng)高頻電磁波入射時(shí)，透射系數(shù)減小，反射系數(shù)增大。從頻率特性相應(yīng)上看，開(kāi)槽型頻率選擇表面是帶通型頻率選擇表面。（2）等效電路：LC并聯(lián)，如圖1.3.2所示。圖1.3.2 LC并聯(lián)等效電路1.3.2結(jié)構(gòu)單元及特點(diǎn)太赫茲FSS濾波器是一種二維周期結(jié)構(gòu)，它源自

14、光柵的研究，由美國(guó)物理學(xué)家David Rittenhouse提出。FSS的形狀有很多種，歸結(jié)起來(lái)可分為中心連接形、環(huán)路形、內(nèi)部填充形和組合型四類(lèi)具體如圖1.3.3所示。圖1.3.3 幾種典型的FSS濾波器單元第一組中的FSS單元通稱(chēng)為中心連接形，其特征是單元的所有臂都在中心點(diǎn)處相連接，這意味著這種FSS單元不僅能激勵(lì)偶模，斜入射時(shí)也能激勵(lì)奇模。第二組中的FSS單元形狀是從直偶極子演化而來(lái)的，從單個(gè)直偶極子單元開(kāi)始，當(dāng)偶極子長(zhǎng)約為/2時(shí)將會(huì)諧振，并有效地散射。當(dāng)從直偶極子單元出發(fā)演化成環(huán)路型單元時(shí)，其諧振條件可近似歸納周長(zhǎng)總為，F(xiàn)SS單元變得愈加緊湊，這種FSS單元用在矩形陣中很自然，但在三角形

15、陣列中應(yīng)改用三腿型加載單元；若將三腿型加載單元的邊撕拉成兩半，則變成六邊環(huán)型；進(jìn)一步演化則變成圓形環(huán)。所有這些單元都在平均周長(zhǎng)為處時(shí)諧振，它們的區(qū)別在于頻帶寬度。由三腿型加載單元擴(kuò)展為六邊型單元，其頻帶寬度可擴(kuò)大約2.5倍。環(huán)形單元的主諧振發(fā)生在單元周長(zhǎng)約等于所處介質(zhì)中的一個(gè)波長(zhǎng)處。對(duì)于尺度較小，跨度的典型值在/3-/4之間，長(zhǎng)度/2的值明顯小于中心連接單元的端到端的周期性結(jié)構(gòu)，要使其具有對(duì)入射角和極化穩(wěn)定的性能，F(xiàn)SS單元的間距以小為宜，通常情況下環(huán)形單元要優(yōu)于中心連接單元。 第三組中的FSS單元被稱(chēng)為內(nèi)部填充型。由于它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，曾是最早被研究的FSS單元。然而，它們并不是最有效的諧振器

16、，且在諧振時(shí)往往附帶有柵瓣，換言之，它們不能與看似相像的對(duì)偶FSS單元相提并論，尤其不適用于精密加工的場(chǎng)合。第四種的FSS單元是幾種特殊用途的組合單元，所列出的耶路撒冷十字形那樣附有未端電容的四腿型加載單元。FSS結(jié)構(gòu)最早被應(yīng)用于微波頻段，隨后發(fā)展到可見(jiàn)光和太赫茲頻段。FSS結(jié)構(gòu)可以通過(guò)縮放結(jié)構(gòu)尺寸覆蓋電磁波譜的大部分頻段，因此其在太赫茲器件的設(shè)計(jì)方面有著不可取代的地位。對(duì)于太赫茲FSS結(jié)構(gòu)，一個(gè)單元只有幾十到幾百微米，一個(gè)關(guān)鍵的部分只有幾微米，此種尺寸的結(jié)構(gòu)通過(guò)傳統(tǒng)的微細(xì)加工技術(shù)就能制得。將其應(yīng)用于太赫茲濾波器中，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)本身的特性就可以對(duì)器件的濾波特性進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。同時(shí)，由于太赫茲濾

17、波器為太赫茲頻段最重要的器件之一，對(duì)其深入研究將會(huì)極大地促進(jìn)太赫茲技術(shù)的發(fā)展。2.研究現(xiàn)狀光學(xué)中柵的衍射過(guò)程和FSS的研究頗為相似。FSS的研究最先是由美國(guó)物理學(xué)家David.Rittenhouse在1786年提出的。David從透過(guò)毛巾和用細(xì)絲制作的柵的白光變化出了各種顏色，這個(gè)過(guò)程很明顯就是柵的衍射過(guò)程。從此，柵的衍射和相關(guān)柵的結(jié)構(gòu)被延伸到了科學(xué)和工科的各種領(lǐng)域。由于難以建立準(zhǔn)確的物理模型以及分析的復(fù)雜，對(duì)于FSS深入系統(tǒng)的研究和嚴(yán)格的數(shù)值分析卻是在近幾十年。隨著電子計(jì)算機(jī)在計(jì)算電磁學(xué)中的應(yīng)用，以及印刷電路板技術(shù)的成熟，F(xiàn)SS的研究日趨進(jìn)步發(fā)展起來(lái)?，F(xiàn)代通信行業(yè)的大力發(fā)展和電磁資源自身的有

18、限性，低頻電磁資源已經(jīng)分割完畢，順應(yīng)個(gè)人通信設(shè)備便攜式、微小化發(fā)展的趨勢(shì)，我們有必要向高頻電磁波段開(kāi)發(fā)資源，同時(shí)縮小電子元件的尺寸。正是應(yīng)了通信時(shí)代發(fā)展的這種要求，太赫茲波段的器件應(yīng)運(yùn)而生。濾波器作為通信系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一，對(duì)太赫茲FSS濾波器進(jìn)行深入研究，將會(huì)對(duì)太赫茲通信系統(tǒng)、成像系統(tǒng)以及化學(xué)生物檢測(cè)等太赫茲領(lǐng)域新型技術(shù)的發(fā)展有著極大地推動(dòng)作用。最早出現(xiàn)的太赫茲FSS帶通濾波器是金屬網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，電磁波照射在金屬網(wǎng)格上使閉合網(wǎng)格回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流分布將隨著入射波強(qiáng)度、相位和極化情況的改變而改變，該結(jié)構(gòu)附著在聚酰亞胺介質(zhì)上，頻響特性由單元結(jié)構(gòu)決定，同時(shí)單元的排列方式也會(huì)對(duì)其有所影響。

19、隨后許多其他FSS結(jié)構(gòu)的太赫茲濾波器也被提出，十字鏤空結(jié)構(gòu)就是其中的一種，特點(diǎn)在于通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)可以很容易的控制其濾波特性。趙冬梅、周慶莉等人利用上述結(jié)構(gòu)陣列，提出了一種太赫茲波段可調(diào)窄帶濾波器，實(shí)現(xiàn)了濾波頻率在2.5-20THz的大范圍可調(diào)。Lei Rao和Dongxiao Yang等人利用圓孔型FSS設(shè)計(jì)出了一種雙層金屬孔洞陣列結(jié)構(gòu)的太赫茲寬帶濾波器。單層金屬孔洞結(jié)構(gòu)在0.88THz處出現(xiàn)一個(gè)峰值，并隨著金屬層厚度T的變化，邊帶濾波特性有一定變化。2009年，俄羅斯科學(xué)院的S.A.Kuznetsov，B.G.Goldenberg，P.V.Kalinin等人利用LIGA技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了一款中

20、心頻率為4.1THZ，3dB處帶寬為0.2THz，在4.0THz-4.2THz間透過(guò)率55%-80%的基于聚合物的銅膜太赫茲FSS空間濾波器，透射率較低。2011年，Chan-Shan Yang和Yi-Ju Chiang等人利用十字槽單元構(gòu)成陣列，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太赫茲波的寬帶濾波。此研究小組設(shè)計(jì)出的濾波器通過(guò)激勵(lì)多個(gè)諧振點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了寬帶濾波，其3dB帶寬為0.5THz，但帶內(nèi)透射率較低且傳輸系數(shù)抖動(dòng)較大。2012年，Yanhan Zhu等人通過(guò)對(duì)不同F(xiàn)SS結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)合疊加，構(gòu)成了兩層復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)的太赫茲帶通濾波器。他們將互補(bǔ)開(kāi)口諧振環(huán)（Complementary Split Ring Resonator

21、，CSRR）和FSS中的耶路撒冷十字復(fù)合，利用耶路撒冷十字結(jié)構(gòu)的帶阻特性來(lái)優(yōu)化CSRR結(jié)構(gòu)濾波譜線(xiàn)的邊帶，從而使濾波器的邊帶更加陡峭，使濾波性能得到提升。但同樣其通帶內(nèi)傳輸系數(shù)不平坦，且透射率較低。2013年，Lanju Liang等人利用十字貼片和方形孔的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出了太赫茲帶通濾波器，利用聚酰亞胺消除襯底的法布里-珀羅諧振，同時(shí)利用兩層FSS結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)來(lái)優(yōu)化矩形系數(shù)和帶外抑制，最終3dB帶寬為0.69THz。其通帶內(nèi)傳輸系數(shù)抖動(dòng)較小，但插入損耗較大。2014年，蘭峰等人對(duì)四裂縫互補(bǔ)型電感電容式諧振單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在提高濾波性能的同時(shí)增加單晶石英介質(zhì)襯底的厚度，利用電磁仿真技術(shù)設(shè)計(jì)并加工

22、了中心頻率為0.28 THz的帶通濾波器，改進(jìn)型諧振結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的圓形CELC結(jié)構(gòu)厚度更厚, 能夠降低加工難度和提高器件強(qiáng)度，工作帶寬更寬，但透射率較低。3.研究?jī)?nèi)容與技術(shù)方案（一）、研究?jī)?nèi)容（1）對(duì)FSS單元的分類(lèi)及各類(lèi)型單元的特點(diǎn)進(jìn)行比較分析，選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行設(shè)計(jì)太赫茲FSS濾波器。（2）詳細(xì)的分析FSS的幾何參數(shù)、FSS層介質(zhì)加載材料、組陣形式和級(jí)聯(lián)方式對(duì)濾波器的影響，同時(shí)研究入射波極化方式和入射角的不同對(duì)FSS濾波器的性能的影響，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的太赫茲FSS濾波器。（3）根據(jù)大氣吸收窗口來(lái)確定太赫FSS帶通濾波器的指標(biāo)參數(shù)，進(jìn)而建立濾波器的仿真模型，要求插入損耗小，透射率高，通帶帶寬寬

23、等良好的濾波特性。（二）技術(shù)方案（1）選擇太赫茲波傳輸?shù)拇髿獯翱?，設(shè)置通帶中心頻率，根據(jù)電磁場(chǎng)理論若偶極子貼片的長(zhǎng)度等于入射波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則由偶極子構(gòu)成的單元結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生諧振，將入射波反射回去，進(jìn)而算出結(jié)構(gòu)單元的尺寸。（2）為了增加FSS結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，選擇性?xún)r(jià)比高的材料作為介質(zhì)襯底支撐，根據(jù)法布里-珀羅諧振條件算出介質(zhì)襯底的厚度，進(jìn)而襯在FSS單元底。（3）利用CST仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，對(duì)太赫茲FSS濾波器濾波性能進(jìn)行分析，調(diào)試出最優(yōu)結(jié)構(gòu)，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。（4）做出太赫茲FSS濾波器實(shí)物，運(yùn)用太赫茲時(shí)域光譜儀（THz-TDS）對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)量分析，將測(cè)試結(jié)果和模型仿真結(jié)果進(jìn)行比較，

24、提出改進(jìn)方案，歸納總結(jié)。4.目前的研究狀況介紹（1）收集了大量資料，了解國(guó)內(nèi)外太赫茲FSS帶通濾波器的情況，調(diào)研及項(xiàng)目的可行性分析。（2）熟練掌握了CST軟件的操作，驗(yàn)證了FSS貼片類(lèi)型為帶阻特性，開(kāi)槽類(lèi)型帶通特性。（3）仿真設(shè)計(jì)了復(fù)合結(jié)構(gòu)的太赫茲FSS濾波器，結(jié)果離預(yù)期目標(biāo)還有段距離，需要進(jìn)一步調(diào)試。5.進(jìn)一步的工作（1）繼續(xù)學(xué)習(xí)太赫茲FSS濾波器的基本原理及構(gòu)成。（2）繼續(xù)學(xué)習(xí)FSS結(jié)構(gòu)在太赫茲濾波器中的應(yīng)用。（3）根據(jù)大氣窗口的吸收效應(yīng)，自行設(shè)定濾波器高性能指標(biāo)。（4）利用CST軟件進(jìn)行仿真，做大量的實(shí)驗(yàn)，將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。參考文獻(xiàn)1趙冬梅，周慶莉，李磊等太赫茲

25、波段可調(diào)窄帶濾波器J紅外，2011，32（2）：14.2劉盛綱，鐘任斌太赫茲科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的新發(fā)展J電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38（5）：4814863Carr G L，Martin M C，Mckinney W R，Jordan K，Neil G R，Williams G P.High-power terahertz radiation from relativistic electronsM，Nature，20024王煥青，呂明云，武哲工藝參數(shù)對(duì)頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦詫?shí)驗(yàn)研究J北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，32（6）：7137155馬金平，張福順，焦永昌，劉其中，毛乃宏頻率選擇表面及其

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