基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種帶阻濾波器，特別是設(shè)及一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻 濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 帶阻濾波器是指能通過大多數(shù)頻率分量，但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水 平的濾波器。
[0003] 參照?qǐng)D 7，文獻(xiàn)"Microwavefilterswithimprovedstopband basedonsub-wavelengthresonators.MicrowaveTheoryandTechniqu es，2005, 53化）：1997-2006."公開了一種通過在50Q微帶傳輸線接地板上蝕刻出方形開口 諧振環(huán)來實(shí)現(xiàn)帶阻濾波功能的濾波器。該種濾波器的介質(zhì)基板91是覆銅板，帶阻濾波器件 由蝕刻方形開口諧振環(huán)凹槽的微帶傳輸線接地板覆銅片92構(gòu)成。此項(xiàng)工作研究了開口環(huán) 的等效電路，將其等效為一諧振電路，由環(huán)間等效電容和形成電流環(huán)的等效電感組成。在入 射電磁波的激勵(lì)下整個(gè)方形開口環(huán)構(gòu)型等效為一個(gè)諧振回路并產(chǎn)生諧振。在諧振點(diǎn)附近頻 域，由于方形開口環(huán)會(huì)對(duì)外部電磁場表現(xiàn)出帶通或帶阻特性，其對(duì)外部電場的響應(yīng)特性可 W通過改變相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸來控制。然而，對(duì)該種濾波器的調(diào)控僅僅能通過更改設(shè)計(jì)尺寸來 實(shí)現(xiàn)，在尺寸不變的條件下無法實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控，因此在應(yīng)用中受到了諸多限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有帶阻濾波器無法實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控的不足，本發(fā)明提供一種基于導(dǎo)電橡 膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器。該帶阻濾波器包括基底和至少一個(gè)開口環(huán)，所述開口環(huán)的 任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基 底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開 口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時(shí)，在平行電磁波的激勵(lì)下開口環(huán)中 產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，該樣整個(gè)開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點(diǎn) 附近頻域，開口環(huán)對(duì)外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會(huì)隨著溫度 的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)受到影響，于是對(duì)外部電 磁場的濾波特性就會(huì)改變，從而實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)濾波器性能的調(diào)控。該帶阻濾波器濾波性能的 改變?nèi)Q于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時(shí)單個(gè)組成單元與多單元陣列均能 實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào) 帶阻濾波器，其特點(diǎn)是包括基底1和至少一個(gè)開口環(huán)2,所述開口環(huán)2的任意一邊有開口，所 述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行， 凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)2的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)2,開口 環(huán)2的開口朝上。
[0006] 所述基底1的材料是聚己締泡沫。
[0007] 所述基底1的厚度H為3. 00mm。
[000引所述開口環(huán)2的材料是導(dǎo)電橡膠。
[0009] 所述導(dǎo)電橡膠中導(dǎo)電介質(zhì)為銅鍛銀顆粒。
[0010] 所述開口環(huán)2的尺寸：邊長P= 5. 00mm，厚度t= 0. 50mm，開口寬度g= 1. 00mm， 線寬w= 1. 00mm。
[0011] 所述基底1與多個(gè)開口環(huán)2組成多單元陣列，開口環(huán)2等距離向基底1短邊方向 延伸分布。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是；該帶阻濾波器包括基底和至少一個(gè)開口環(huán)，所述開口環(huán)的 任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基 底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開 口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時(shí)，在平行電磁波的激勵(lì)下開口環(huán)中 產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，該樣整個(gè)開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點(diǎn) 附近頻域，開口環(huán)對(duì)外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會(huì)隨著溫度 的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)受到影響，于是對(duì)外部電 磁場的濾波特性就會(huì)改變，從而實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)濾波器性能的調(diào)控。該帶阻濾波器濾波性能的 改變?nèi)Q于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時(shí)單個(gè)組成單元與多單元陣列均能 實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。
[0013] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2是圖1中開口環(huán)的示意圖。
[0016] 圖3是圖1中基底的不意圖。
[0017] 圖4是基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器多單元陣列立體示意圖。
[001引圖5是本發(fā)明實(shí)施例制作的基于導(dǎo)電橡膠材料溫度可調(diào)帶阻濾波器的透射反射 頻譜。
[0019] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例制作的基于導(dǎo)電橡膠材料溫度可調(diào)帶阻濾波器在溫度調(diào)控 下的透射反射頻譜。
[0020] 圖7是【背景技術(shù)】帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中，1-基底；2-開口環(huán)；91-介質(zhì)基板；92-覆銅片。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下實(shí)施例參照?qǐng)D1-6。
[0023] 本發(fā)明基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器包括基底1和至少一個(gè)開口環(huán) 2,所述開口環(huán)2的任意一邊有開口，所述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長 邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)2的邊長和 厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)2,開口環(huán)2的開口朝上，組成溫度可調(diào)濾波器的基本單元。導(dǎo) 電橡膠材料中填充導(dǎo)電介質(zhì)為銅鍛銀顆粒。
[0024] 所述基底1與多個(gè)開口環(huán)2組成多單元陣列，開口環(huán)2等距離向基底1短邊方向 延伸分布。
[0025] 基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器工作原理如下：由于導(dǎo)電橡膠的到底安 特性，在電磁場的激勵(lì)下，開口環(huán)2中產(chǎn)生感應(yīng)電流其等效電感L，開口環(huán)2兩邊的開口上則 積累等量相反電荷，其等效為電容C。該樣整個(gè)開口環(huán)2等效為LC諧振電路，其電路模型的 諧振頻率可由等效電感電容電路分析
[0026]似。=^/i7Ic
[0027] 在諧振點(diǎn)頻率附近，開口環(huán)2會(huì)對(duì)外部電磁場表現(xiàn)出帶阻特性，因此基于導(dǎo)電 橡膠的方形開口環(huán)結(jié)構(gòu)具備了帶阻濾波功能。
[002引開口環(huán)2中導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電行為取決于填充導(dǎo)電粒子形成的有效導(dǎo)電鏈。當(dāng)外部 環(huán)境溫度上升時(shí)，導(dǎo)電橡膠內(nèi)部有效導(dǎo)電鏈逐漸減少，繼而導(dǎo)致導(dǎo)電橡膠電阻率升高。對(duì)于 導(dǎo)電橡膠開口環(huán)而言，其等效電感L會(huì)增大，同時(shí)對(duì)外部電磁場的濾波能力減弱。從而實(shí)現(xiàn) 了溫度對(duì)濾波功能的調(diào)控。
[0029] 應(yīng)用實(shí)施例；將裁成方形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電橡膠開口環(huán)嵌入到一側(cè)帶有凹槽的泡沫基底 中，組成溫度可調(diào)濾波器的基本單元。聚己締泡沫基底1尺寸；寬度D= 3. 00mm，高度H= 3. 00臟，長度L= 10. 16臟，開槽深度V= 1. 5臟。開口環(huán)2尺寸；邊長P= 5. 00mm;厚度t =0. 50mm;寬度g= 1. 00mm;線寬W= 1. 00mm。該基本單元W晶格常數(shù)N= 3. 00mm沿磁 場方向排布獲得溫度可調(diào)濾波器件。
[0030] 從圖5中可W看出，本實(shí)施例制備的溫度可調(diào)帶阻濾波器在電磁波的激勵(lì)下，透 射譜在10.OGHz附近出現(xiàn)了諧振峰，濾波頻寬為0. 5GHz;從圖6中可W看出，帶阻濾波器的 濾波特性隨著環(huán)境溫度的變化而改變；環(huán)境溫度從-20°C度升高到60°C，濾波器件的濾波 帶寬逐漸變窄濾波能力減弱，當(dāng)環(huán)境溫度升高至l〇〇°C時(shí)，帶阻濾波器的濾波特性消失。因 此，本實(shí)例與文獻(xiàn)案例相比可W實(shí)現(xiàn)帶阻濾波器的溫度調(diào)控功能。
[0031] 發(fā)明人對(duì)泡沫基底開槽深度1. 5mm和導(dǎo)電橡膠開口環(huán)厚度0. 5mm進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，取 得了良好的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：包括基底（1)和至少 一個(gè)開口環(huán)（2)，所述開口環(huán)（2)的任意一邊有開口，所述基底（1)上表面正中開有凹槽，凹 槽長邊與基底（1)長邊平行，凹槽短邊與基底（1)短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分 別與開口環(huán)（2)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)（2)，開口環(huán)（2)的開口朝上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：所 述基底（1)的材料是聚乙烯泡沫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于： 所述基底（1)的厚度H為3. 00mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：所 述開口環(huán)⑵的材料是導(dǎo)電橡膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于： 所述導(dǎo)電橡膠中導(dǎo)電介質(zhì)為銅鍍銀顆粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：所 述開口環(huán)⑵的尺寸：邊長P = 5. 00謹(jǐn)，厚度t = 0? 50謹(jǐn)，開口寬度g = 1. 00謹(jǐn)，線寬w = 1.0 Omm0
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：所 述基底⑴與多個(gè)開口環(huán)⑵組成多單元陣列，開口環(huán)⑵等距離向基底⑴短邊方向延 伸分布。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，用于解決現(xiàn)有帶阻濾波器無法實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控的技術(shù)問題。技術(shù)方案是包括基底和至少一個(gè)開口環(huán)，所述開口環(huán)的任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時(shí)，在平行電磁波的激勵(lì)下開口環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點(diǎn)附近頻域，開口環(huán)對(duì)外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會(huì)隨著溫度的升高而變大，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波器性能的調(diào)控，同時(shí)多單元陣列也能實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。
【IPC分類】H01P1-20
【公開號(hào)】CN104767011
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510172112
【發(fā)明人】邱克鵬, 劉子君, 張富利, 馮樹琦, 張衛(wèi)紅
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日