一種s型凹槽等離激元型微波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種S型凹槽等離激元型微波濾波器。包括介質(zhì)板(1)，介質(zhì)板(1)上設(shè)有金屬微帶(2)，金屬微帶(2)的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3)；所述的金屬微帶(2)包括共面波導(dǎo)段(4)，共面波導(dǎo)段(4)經(jīng)過渡段(5)與人工表面等離激元段(6)連接；所述的人工表面等離激元段(6)上分布有S型凹槽(7)。本實用新型具有大帶寬、低損耗，同時無電磁場強烈反射和抗電磁干擾能力強的特點。
【專利說明】
-種s型凹槽等離激元型微波濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種通訊領(lǐng)域用的濾波器，特別是一種具有S型凹槽結(jié)構(gòu)的微波 波段人工等離激元濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代，隨著信息的需求量成爆炸式的增長，移動通訊領(lǐng)域要求能制造 出集成度更高的微波器件，然而隨著高頻集成電路尺寸的不斷縮小，技術(shù)上出現(xiàn)了一系列 問題，例如當(dāng)微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的電磁干擾噪聲，RC延遲等達(dá)到極限導(dǎo) 致器件工作不穩(wěn)定，因此現(xiàn)有的微波器件已不能適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于，提供一種S型凹槽等離激元型微波濾波器，使之具有亞波 長局域化能力，同時具有大帶寬，低傳輸損耗，抗電磁干擾能力強的優(yōu)勢。并且，本實用新型 能實現(xiàn)和傳統(tǒng)微帶線之間的良好連接，具有避免電磁場出現(xiàn)強烈反射和優(yōu)化濾波器濾波特 性的特點。
[0004] 本實用新型的技術(shù)方案:一種S型凹槽等離激元型微波濾波器，包括介質(zhì)板，介質(zhì) 板上設(shè)有金屬微帶，金屬微帶的兩側(cè)設(shè)有金屬地;所述的金屬微帶包括共面波導(dǎo)段，共面波 導(dǎo)段經(jīng)過渡段與人工表面等離激元段連接;所述的人工表面等離激元段上分布有S型凹槽。
[0005] 前述的S型凹槽等離激元型微波濾波器中，所述的S型凹槽的槽口寬度wl的取值為 0.5~1.5mm，槽深化1的取值為3~6mm，槽型周期P為3~8mm。
[0006] 前述的S型凹槽等離激元型微波濾波器中，處于過渡段位置的金屬地邊緣為，滿足 Y = h+g+w*(exp(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa-l)方程的曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為 5~20 ; h為金屬微帶寬度，其取值為3~8mm; g為金屬微帶與金屬地間距，其取值為0.3~ lmm，w為金屬地的寬度，其取值為20~30mm，Li為共面波導(dǎo)段的長度，其取值為5~15mm，L2為 過渡段長度，40~80mm。
[0007] 前述的S型凹槽等離激元型微波濾波器中，所述的過渡段上設(shè)有深度漸變的S型凹 槽。
[000引與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在共面波導(dǎo)段下用其長度符號^替代)和人工表 面等離激元段下用其長度符號L3替代)之間增加過渡段進(jìn)行銜接;通過該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)?現(xiàn)。和13之間良好的連續(xù)過渡，充分減少了。和1^3直接連接時的微波電場反射，避免了輸出 端電磁場出現(xiàn)嚴(yán)重衰減。本實用新型中處于過渡段位置的金屬地邊緣為Y = h+g+w*(exp(a* (X-Li)/L2)-l)/(expa-l)的曲線，的a為曲線形狀系數(shù)，用于調(diào)整曲線的曲率，
【申請人】在進(jìn)行 大量試驗后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a的取值范圍在5~20間時，可實現(xiàn)準(zhǔn)TEM模式向SSPPs模式的良好過渡， 即充分減少了。和13直接連接時的微波電場反射。除此外，本實用新型也在過渡段傳輸線上 分布有深度漸變的S型凹槽;通過該結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步實現(xiàn)準(zhǔn)??Μ模式向SSPPs模式的過渡，減 少微波電場反射;通過減小電場反射，使得本實用新型的的傳輸損耗減小，抗電磁干擾能力 增強。本實用新型通過在人工表面等離激元段上設(shè)置s型凹槽，該結(jié)構(gòu)充分提高了微波波段 亞波長的束縛效應(yīng)，使得本實用新型具有抗電磁干擾能力強、帶寬大和阻帶特性優(yōu)異的特 點，不僅如此，該結(jié)構(gòu)不增加濾波器的幾何尺寸，在保證設(shè)備小型化的同時進(jìn)一步優(yōu)化了微 波濾波器的濾波特性，因而能更好地適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。
[0009] 為了更好地證明本實用新型的有益效果，申請進(jìn)行了如下實驗：
【申請人】設(shè)立一個S 型凹槽等離激元型微波濾波器樣品，樣品的參數(shù)如表1。
[0010] 表1微波濾波器樣品各部分參數(shù)(單位:mm)
[0011]
[0013] 該樣品的介質(zhì)板采用介電常數(shù)為2.65的基片，對該樣品的濾波特性曲線經(jīng)時域有 限差分計算如圖3所示，該樣品為帶通濾波，其中屯、頻率為5.6677GHz，-3dB通帶為 2.3542G化到8.9812GHz，通帶內(nèi)反射小于-10.5地。圖3中S11為濾波器反射系數(shù);S21為濾波 器傳輸系數(shù)。由圖3可知，該樣品的反射特性得到有效改善，同時樣品的濾波特性得到很好 的優(yōu)化。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1中的A處的放大不意圖；
[0016] 圖3是樣品的S參數(shù)曲線圖。
[0017] 附圖中的標(biāo)記為：1-介質(zhì)板，2-金屬微帶，3-金屬地，4-共面波導(dǎo)段，5-過渡段，6- 人工表面等離激元段，7-S型凹槽。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實用新型 限制的依據(jù)。
[0019] 實施例。一種S型凹槽等離激元型微波濾波器，構(gòu)成如圖1和2所示，包括介質(zhì)板1， 介質(zhì)板1上設(shè)有金屬微帶2,金屬微帶2的兩側(cè)設(shè)有金屬地3;所述的金屬微帶2包括共面波導(dǎo) 段4,共面波導(dǎo)段4經(jīng)過渡段5與人工表面等離激元段6連接;所述的人工表面等離激元段6上 分布有S型凹槽7。
[0020] 前述的S型凹槽7的槽口寬度W1的取值為0.5~1.5mm，槽深化1的取值為3~6mm，槽 型周期P為3~8mm。
[0021] 前述的S型凹槽等離激元型微波濾波器中，處于過渡段5位置的金屬地3邊緣為，滿 足Y = h+g+w*(e邱(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa-l)方程的曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值 為5~20;h為金屬微帶寬度，其取值為3~8mm; g為金屬微帶2與金屬地3間距，其取值為0.3 ~lmm，w為金屬地3的寬度，其取值為20~30mm，b為共面波導(dǎo)段的長度，其取值為5~15mm， L2為過渡段長度，40~80mm。
[0022] 前述的過渡段5上設(shè)有深度漸變的S型凹槽7。
[0023] 本實用新型的工作原理:準(zhǔn)TEM模式的電磁場由左邊的共面波導(dǎo)段4傳輸?shù)竭^渡段 5，在過渡段5中逐漸漸變?yōu)镾SPPs模式的電磁場，且在過渡段5中準(zhǔn)??Μ模式和SSPPs模式的 電磁場共存，當(dāng)電磁場到達(dá)人工表面等離激元段即寸，完全轉(zhuǎn)化為SSPPs模式的電磁場，并在 L3進(jìn)行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場又經(jīng)過右邊的過渡段轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)??Μ模式的電磁場由右 邊的共面波導(dǎo)段輸出。
【主權(quán)項】
1. 一種S型凹槽等離激元型微波濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)板（1)，介質(zhì)板（1)上設(shè) 有金屬微帶(2)，金屬微帶（2)的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3);所述的金屬微帶(2)包括共面波導(dǎo)段 (4) ，共面波導(dǎo)段(4)經(jīng)過渡段(5)與人工表面等離激元段(6)連接;所述的人工表面等離激 元段(6)上分布有S型凹槽(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的S型凹槽等離激元型微波濾波器，其特征在于:所述的S型凹槽 (7)的槽口寬度wl的取值為0.5~1.5mm，槽深Chi的取值為3~6mm，槽型周期p為3~8mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的S型凹槽等離激元型微波濾波器，其特征在于:處于過渡段 (5) 位置的金屬地(3)邊緣為，滿足Y = h+g+w*(exp(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa_l)方程的曲 線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為5~20; h為金屬微帶寬度，其取值為3~8mm; g為金屬微 帶（2)與金屬地(3)間距，其取值為0.3~lmm，w為金屬地(3)的寬度，其取值為20~30πιπι，Ι^ 為共面波導(dǎo)段的長度，其取值為5~15mm，L2為過渡段長度，40~80mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的S型凹槽等離激元型微波濾波器，其特征在于:所述的過渡段 (5)上設(shè)有深度漸變的S型凹槽(7)。
【文檔編號】H01P1/203GK205666306SQ201620323800
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】胡明哲, 曾志偉, 紀(jì)登輝, 尹躍
【申請人】六盤水師范學(xué)院