基于CMOS的新型人工表面等离激元滤波器设计

作者：吴杰民; 陆恺; 汪江鹏; 高昊; 段宗明; 崔铁军; 鲍迪^*

来源：电子学报, 2023, 51(10): 2708-2714.

• 人工表面等离激元
• 太赫兹
• 耦合结构
• 滤波器
• 小型化
• CMOS

本文基于0.18μm CMOS工艺提出了一种新型微波人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)耦合式滤波器结构并进行加工和测量，同时设计了一种太赫兹SSPP四边形滤波器并进行了全波仿真.新型微波SSPP耦合式滤波器通带为11～12.3 GHz(S11<-10 d B,S21>-3.5 d B)，结构紧凑，电尺寸仅为0.018 4λg×0.008 4λg，远小于其他基于集成电路工艺设计的无源滤波器.通过优化与调整，可以将新型微波SSPP耦合式滤波器的性能进一步优化到要求范围内.太赫兹SSPP四边形滤波器通带为210.8～241.3 GHz(S11<-10 d B,S21>-4.7 d B)，带内插入损耗仅为2.7 d B，带外抑制良好.两种SSPP滤波器均采用非接触式电磁耦合的新型能量传递方式，结构设计新颖，并且微波段SSPP耦合式滤波器小型化优势明显，电尺寸仅为0.019λg×0.009λg，易于芯片集成.本文提出的两种SSPP滤波器经过等比例缩放，可工作在微波、毫米波以及太赫兹频段，为新型片上无源滤波器的研究设计提供参考和借鉴.

• 单位
  东南大学; 中国电子科技集团公司第三十八研究所; 毫米波国家重点实验室