一种基于周期金属线的宽带半反半透膜层

摘要

一种基于周期金属线的宽带半反半透膜层，其特征包括以下几点：(1)该膜层由上下两组金属化介质板阵列组成，其整体厚度为d；(2)金属化介质板由介质板以及覆盖在介质板上的金属膜层组成；(3)上下两组金属化介质板阵列均分别由三层单层金属化介质板层叠组成；(4)所有介质板以及板上的金属线均只在一个方向上按相同周期p排列；(5)上(下)组介质板阵列的金属线宽度为w1(w2)；(6)上下两组介质板阵列可以互换；(7)所有金属线厚度均为h1；(8)所有介质板厚度均为h2；(9)所有介质板宽度均为w；(10)金属线的宽度w1，w2；膜层整体厚度d；排列周期p均可以同时按照比例k调整。本发明具有制作简便，易于操作，工作频带宽，工作频段任意可调的特性，在微波、太赫兹波段都具有很大的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用周期金属线能够稀释金属等离子体频率的特性，实现微波波段的半反半透膜层的设计。

技术背景

微波半反半透膜层以及后续的微波分束板是微波实验系统里的一个重要的单元部件。目前的微波分束板都是采用有机玻璃膜层。这种分束板虽然能够达到一定的分束效果，但是其分束能力受板材的介电常数以及厚度限制，分束均匀性难以控制，分束的工作带宽很窄。不能在很宽的频段内可调。另外，在更高频的太赫兹频段，更是缺乏相关的分束器。

发明内容

本发明要解决的问题是：针对现有微波分束器可调谐性差，可调范围小，工作频段窄的不足之处，提出一种基于周期金属线的宽带半反半透膜层，它利用周期金属线能够稀释金属等离子体频率的特性，实现微波波段的半反半透膜层。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于周期金属线的宽带半反半透膜层，所述膜层由上下两组金属化介质板阵列组成；所述上下两组金属化介质板阵列均分别由多个金属化介质板层叠组成，所述每层金属化介质板由介质板以及覆盖在介质板上的金属膜层组成；所述所有的介质板及覆盖在介质板上的金属膜层上的金属线均只在一个方向上按相同周期p排列，且只在平面上的一个方向排列，在垂直方向连续；所述排列周期p均可以同时按照比例k调整，其中k在0.8至1.2的值中任选。

所述的由上下两组金属化介质半阵列构成的宽带半反半透膜层的厚度d为17.4毫米至17.6毫米。

所述的介质板为Rogers RT5880板，其介电常数为2.1至2.3。

所述的覆盖在介质板上的金属膜层中的金属为铜，电导率为5.75×10⁷S/m至5.85×10⁷S/m。

所述的多个金属化介质板的层数至少为3层，每层金属化介质板均紧密层叠。

所述的介质板和金属线的排列周期p为32.2毫米至32.4毫米。

所述的上下两组金属化介质板阵列中的上组金属线宽度w1为3.95毫米至4.05毫米，下组金属线宽度w2为13.95毫米至14.05毫米。

所述的构成宽带半反半透膜层的两组介质板阵列可以上下互换，互换时保持宽带半反半透膜层的整体厚度不变。

所述的金属线厚度h1为0.034毫米至0.036毫米。

所述的介质板厚度h2为0.253毫米至0.255毫米；介质板宽度w为19.9毫米至20.1毫米。

本发明与同传统的半反半透膜层相比所具有的优点：本发明金属化的介质板阵列，实现了在微波波段具有宽带半反半透特性的膜层。本发明具有制作简便，易于操作，工作频带宽，工作频段任意可调的特性，在微波、太赫兹波段都具有很大的应用前景。

附图说明

图1是本发明基于周期金属线的宽带半反半透膜层的第一步的制作示意图；

图2是本发明基于周期金属线的宽带半反半透膜层的第二步的制作示意图；

图3是本发明基于周期金属线的宽带半反半透膜层的第三步的制作示意图；

图4是本发明基于周期金属线的宽带半反半透膜层的第四步的制作示意图；

图5是本发明基于周期金属线的宽带半反半透膜层的第五步的制作示意图；

图6是本发明制作的基于周期金属线的宽带半反半透膜层的仿真结果示意图；

图中：1为Rogers RT5880板；2为宽度4毫米的铜板；3为宽度14毫米的铜板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例，本领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。

如图1所示，本实施例第一步的制作示意图，首先选择厚度为0.254毫米的非金属化的Rogers RT5880板，将其刻蚀为宽度20毫米，周期32.3毫米的条形分布状；通过标准光学光刻技术在成型的Rogers RT5880板1上金属化一层厚度为0.035毫米，宽度为4毫米的铜板2；

如图2所示，本实施例第二步的制作示意图，将三层步骤一中制得的金属化RogersRT5880板紧密层叠，形成一组金属化Rogers RT5880板阵列；

如图3所示，本实施例第三步的制作示意图，继续选择非金属化的成型的Rogers RT5880板1；通过标准光学光刻技术在其上金属化一层厚度为0.035毫米，宽度为14毫米的铜板3；

如图4所示，本实施例第四步的制作示意图，将三层步骤三中制得的金属化RogersRT5880板紧密层叠，形成一组金属化Rogers RT5880板阵列；

如图5所示，本实施例第五步的制作示意图，将两组金属化Rogers RT5880板阵列组合，形成整体厚度为17.5毫米的膜层。宽带半反半透膜层制作完成。其宽带半反半透仿真效果如图6所示。

通过以上方法所设计的基于周期金属线的宽带半反半透膜层，利用周期金属线能够稀释金属等离子体频率的特性，实现在微波波段对辐射进行可调宽带半反半透效果。该膜层所采用的设计方法是目前唯一能够适用在从微波到太赫兹频段的半反半透膜层设计方法。采用该方法所设计的半反半透膜层同时具有制作简便，易于操作，工作频带宽，工作频段任意可调的特性，在微波、太赫兹波段都具有很大的应用前景。