引用本文:

司阳,陈希,陈鹤鸣. 基于二维光子晶体射频带通滤波器的研究 [J]. 光通信技术,2020,44(11):31-34.

基于二维光子晶体射频带通滤波器的研究

司 阳1,陈 希1,2,陈鹤鸣1*

(1.南京邮电大学 电子与光学工程学院,南京 210023; 2.江苏城市职业学院,南京210036)

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摘要:为了提高无线通信系统的传输质量,提出了一种新型基于二维光子晶体射频带通滤波器,滤波器的结构由线缺陷波导和Aubry-André-Harper (AAH)谐振腔组成。通过改变AAH谐振腔与输出波导间介质柱的半径,增加它们之间的耦合系数,从而实现在1666.64 μm处射频波段的滤波。仿真结果表明:该射频滤波器性能优良,通带中心波长为1666 μm,透射率为0.99,通带插入损耗为0.06 dB,品质因数Q值为1×104,器件尺寸小,结构简单,易于大规模集成。

关键词:光子晶体;滤波器;AAH模型;时域有限差分法;耦合模理论

中图分类号:TN814 文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)11-0031-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.11.007

0 引言
       随着无线通信应用的不断发展,频谱资源日益紧张,信息容量的需求呈现爆炸式的增长趋势,对射频器件中滤波器的性能提出了更高的要求。带通滤波器在无线通信、雷达系统和测试等射频领域中有着重要的应用。带通滤波器常常用于让指定频段的宽带信号通过并滤除掉无用的宽带信号。因此,设计新型的射频滤波器具有很重要的研究意义。光子晶体器件在处理高频信号上具有电子器件难以比拟的优势。如果将光子晶体与射频技术结合起来设计新型带通滤波器,则能发挥其允许特定频段、特定方向电磁波传播的特点,实现抑制寄生通带的目的。该器件可以直接利用印制电路板(PCB)工艺制作,从工艺角度来讲,既方便又不增加电路尺寸。因此,本文提出一种基于新型二维光子晶体射频带通滤波器。

4 结束语
      本文提出了一种新型基于二维光子晶体的射频带通滤波器,在完整光子晶体正方晶格结构中引入线缺陷和AAH谐振腔,可以让1666.64 μm的光波实现高效滤波。仿真结果表明:该器件性能优良,插入损耗低,品质因数高,器件尺寸小,仅为12 mm×12 mm,结构简单。基于该原理的光子晶体射频滤波器的设计方法,对设计大规模集成光子晶体射频带通滤波器具有一定的参考价值,在超宽带通信中有巨大的应用潜力。