CN114497947B - 一种双缝式模式选择型传输线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双缝式模式选择型传输线，包括圆柱形介质，在所述圆柱形介质的外侧圆周面上设有金属外层，所述金属外层上设有两条沿传输方向的缝隙，所述传输线在低频处以准TEM模传输，在高频处为准TEM模和HE11模传输。本发明通过设计外层金属缝隙的结构，双缝结构金属介质圆波导延展了低频极限，实现多模式金属介质波导在整个频段内的传输。该双缝型多模式金属介质波导传输线在结构上尺寸小，在性能上不存在截止频率。

Description

一种双缝式模式选择型传输线
技术领域
本发明涉及一种多模式型金属介质波导传输线。
背景技术
太赫兹波是频率在0.1～10THz之间的电磁波，介于微波与红外之间，目前已广泛应用于安检、高速通信、分子光谱等领域，然而，由于太赫兹波长较长，使得现有的太赫兹光学元件体积较大，不易集成。因此，迫切地需要研发高性能的太赫兹集成器件，而小尺寸的高性能介质波导是集成器件的关键。无论是纯介质波导或介质填充的金属圆波导，都存在截止频率，工作频宽受限，尤其是低频段。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种小尺寸双缝式的模式选择型传输线，解决小尺寸的亚太赫兹传输线在频带内存在截止频率的问题。
技术方案：一种双缝式模式选择型传输线，包括圆柱形介质，在所述圆柱形介质的外侧圆周面上设有金属外层，所述金属外层上设有两条沿传输方向的缝隙，所述传输线在低频处以准TEM模传输，在高频处为准TEM模和HE11模传输。
进一步的，所述缝隙的宽度小于圆柱形介质的四分之一周长，两条缝隙的圆心角小于120°。
进一步的，所述圆柱形介质采用低介电常数的介质材料。
进一步的，所述金属外层的材料为纯铜。
有益效果：本发明通过设计外层金属缝隙的结构，双缝结构金属介质圆波导延展了低频极限，实现多模式金属介质波导在整个频段内的传输。该双缝型多模式金属介质波导传输线在结构上尺寸小，在性能上不存在截止频率。
附图说明
图1为本发明双缝式模式选择型传输线的横截面结构示意图；
图2为本发明双缝式模式选择型传输线的沿传输方向的剖面结构示意图；
图3为本发明设计的损耗仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、图2所示，一种双缝式模式选择型传输线，包括圆柱形介质1，圆柱形介质1采用低介电常数的介质材料，如聚四氟乙烯，保证整个传输线具有一定的柔韧性。同时所使用的介质材料损耗角正切小，为低介质损耗提供基础。
在圆柱形介质1的外侧圆周面上设有金属外层2，金属外层2的材料为纯铜。金属外层2为非完整包裹圆柱形介质1周侧，在金属外层2上设有两条沿传输方向的缝隙，缝隙的宽度小于圆柱形介质的四分之一周长，两条缝隙的圆心角小于120°，以确保在低频保持准TEM模式有效传输。
该双缝式模式选择型传输线在低频处传输准TEM模式，不存在截止频率；高频处除了传输TEM模式，还传输HE11模，传输过程中电场主要分布在介质区域，金属缝隙处有少量电场辐射。
如图3所示为本发明设计的损耗仿真图，本实施例中，传输线的直径为3mm，工作频段可覆盖0-200GHz，在低频处主要以准TEM模式传输，即为图3中的模式1，高频处两种模式均能传输，但模式2传输损耗更低，为HE11模。因此双缝型多模式金属介质波导传输线可以实现整个频段的传输。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种双缝式模式选择型传输线，其特征在于，包括圆柱形介质(1)，在所述圆柱形介质(1)的外侧圆周面上设有金属外层(2)，所述金属外层(2)上设有两条沿传输方向的缝隙，所述传输线在低频处以准TEM模传输，在高频处为准TEM模和HE11模传输；所述缝隙的宽度小于圆柱形介质的四分之一周长，两条缝隙的圆心角小于120°。
2.根据权利要求1所述的双缝式模式选择型传输线，其特征在于，所述圆柱形介质(1)采用低介电常数的介质材料。
3.根据权利要求1所述的双缝式模式选择型传输线，其特征在于，所述金属外层(2)的材料为纯铜。
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