研究目的
研究用于太赫兹应用的柔性三频带阻超材料滤波器的设计、制备与性能。
研究成果
所设计的柔性三频带阻超材料滤波器在太赫兹波段实现了优异的频率阻断性能,其谐振点分别位于107.3、167.45和209.9吉赫兹。该滤波器的柔性特性使其能够贴合曲面,从而扩展了应用范围。该研究证明了使用超材料进行太赫兹滤波的可行性,并为参数优化和制备技术提供了见解。未来的工作可以集中在提高制备精度和探索动态可调性上。
研究不足
与模拟中无限平面的假设相比,所测量超材料的尺寸有限(15x15平方厘米),导致频率偏移和阻带抑制较弱。加工公差误差也会影响性能。该滤波器对电磁波极化敏感,在应用中必须考虑这一点。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计了一种具有周期性单元阵列结构的超材料滤波器,通过CST2017软件进行仿真优化参数。该滤波器采用MEMS技术和剥离工艺制备,并使用波导法进行测试。
2:样品选择与数据来源:
滤波器制备于柔性聚酰亚胺基底上,包含铜金属结构。仿真数据来自CST2017,实验数据通过矢量网络分析仪测量获得。
3:实验设备与材料清单:
设备包括磁控溅射机、超声波清洗机、烘烤台、点胶机、曝光机、溅射机及矢量网络分析仪。材料包含聚酰亚胺基底、铜、AZ5214E光刻胶、丙酮、异丙醇、乙醇、去离子水、氮气、高温胶带及显影液。
4:实验流程与操作步骤:
制备过程包括基底清洗、涂覆光刻胶、曝光、显影、溅射铜层及剥离工艺。测试时将滤波器置于定制矩形波导中,通过矢量网络分析仪测量S参数。
5:数据分析方法:
从仿真与实测结果中提取S参数、介电常数、磁导率、折射率及阻抗等数据,采用CST数据分析方法并与理论模型对比。
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