一種帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器。包括介質(zhì)板(1)，介質(zhì)板(1)上設(shè)有金屬微帶，金屬微帶的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3)；所述的金屬微帶包括共面波導(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；處于過渡段(5)位置的金屬地(3)邊緣為橢圓曲線。本實(shí)用新型具有抗電磁干擾能力強(qiáng)和機(jī)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
【專利說明】
-種帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種通訊領(lǐng)域用的濾波器，特別是一種帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線 的人工表面等離激元型濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在濾波器中進(jìn)行微波信號(hào)濾波時(shí)，將準(zhǔn)??Μ模式(該模式在^中傳播)轉(zhuǎn)化為 人工表面等離子激元（spoof Surface Plasmon Pola;ritons，SSPPs)模式（該模式在L3中傳 播)進(jìn)行濾波。電磁場(chǎng)在L3中傳播的波矢量為1?，在。中傳播的波矢量為kO,并有kx〉〉k0,由 于兩者波矢量嚴(yán)重失配，會(huì)導(dǎo)致電磁場(chǎng)在連接處產(chǎn)生很強(qiáng)的反射，導(dǎo)致電磁場(chǎng)在濾波后會(huì) 出現(xiàn)嚴(yán)重衰減。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于，提供一種帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的人工表面等離激元 型濾波器，本實(shí)用新型具有抗電磁干擾能力強(qiáng)和機(jī)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，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;處于過渡段位置的金屬地邊緣為楠圓曲線。
[0005] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的楠圓曲線為滿足
方程的曲線;其中ci、C2為曲線形狀系數(shù)，a、b為位置系數(shù)。
[0006] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的ci>C2。
[0007] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的Cl的取值為20~90mm，C2的取 值為20~90mm。
[000引前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的金屬微帶上還分布有溝槽。
[0009] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，位于過渡段上的溝槽槽深h沿過渡 段向人工表面等離激元段方向逐漸遞增。
[0010] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，位于人工表面等離激元段上的各溝 槽的溝槽深度h相等。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在共面波導(dǎo)段下用其長(zhǎng)度符號(hào)^替代)和人工表 面等離激元段下用其長(zhǎng)度符號(hào)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(shí)的微波電場(chǎng)反射，避免了輸出 端電磁場(chǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重衰減。本實(shí)用新型中處于過渡段位置的金屬地邊緣為
的曲線，的C1、C2為曲線形狀系數(shù)，用于調(diào)整曲線的曲率，
【申請(qǐng)人】在進(jìn) 行大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ci、C2的取值范圍為20mm<C2<ci<90mm時(shí)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)TEM模式向 SSPPs模式的良好過渡，即充分減少了。和1^3直接連接時(shí)的微波電場(chǎng)反射。除此外，本實(shí)用新 型也在過渡段上分布有深度漸變的溝槽;通過該結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)??Μ模式向SSPPs模 式的過渡，減少微波電場(chǎng)反射;通過減小電場(chǎng)反射，使得本實(shí)用新型的傳輸損耗減小，抗電 磁干擾能力增強(qiáng)。不僅如此，本實(shí)用新型過渡段結(jié)構(gòu)或者溝槽結(jié)構(gòu)均不增加濾波器的幾何 尺寸，其結(jié)構(gòu)緊湊，保證了設(shè)備的小型化，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。
[0012] 為了更好地證明本實(shí)用新型的有益效果，申請(qǐng)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
【申請(qǐng)人】設(shè)計(jì)一個(gè) 帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器樣品，樣品的主要參數(shù)如表1。
[0013] 表1微波濾波器樣品各部分參數(shù)(單位:mm)
[0014]
[0016] 該樣品的介質(zhì)板采用介電常數(shù)為2.65的基片，對(duì)該樣品的濾波特性曲線經(jīng)時(shí)域有 限差分計(jì)算如圖2所示，微波濾波器通帶內(nèi)反射系數(shù)均小于-10地。作為對(duì)比，設(shè)計(jì)一個(gè)不含 過渡段L2的濾波器，其微波介質(zhì)板的介電常數(shù)同為2.65;對(duì)該濾波器的反射特性曲線經(jīng)時(shí) 域有限差分計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖3所示，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得知，該濾波器通帶內(nèi)反射系數(shù)大大超過-10地。通過上述對(duì)比可知，采用過渡段 L2后，濾波器的反射特性得到大大改善。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是處于過渡段位置的金屬地邊緣采用均S參數(shù)曲線 圖；
[0019] 圖3是不采用過渡段的S參數(shù)曲線圖。
[0020] 附圖中的標(biāo)記為：1-介質(zhì)板，2-溝槽，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。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型 限制的依據(jù)。
[0022] 實(shí)施例。一種帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，構(gòu)成如圖1所示，包括介質(zhì)板1， 介質(zhì)板1上設(shè)有金屬微帶，金屬微帶的兩側(cè)設(shè)有金屬地3;所述的金屬微帶包括共面波導(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;處于過渡段5位置的金屬地3邊緣 為楠圓曲線。
[0023] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的楠圓曲線為滿足
^?程的曲線;其中ci、C2為曲線形狀系數(shù)，a、b為位置系數(shù)。
[0024] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的ci>C2。
[0025] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的Cl的取值為20~90mm，C2的取 值為20~90mm。
[0026] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，所述的金屬微帶上還分布有溝槽2。
[0027] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，位于過渡段5上的溝槽2槽深h沿過 渡段5向人工表面等離激元段6方向逐漸遞增。
[0028] 前述的帶楠圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器中，位于人工表面等離激元段6上的各 溝槽2的溝槽深度h相等。
[0029] 本實(shí)用新型的工作原理:準(zhǔn)TEM模式的電磁場(chǎng)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(chǎng)，且在過渡段5中準(zhǔn)??Μ模式和SSPPs模式的 電磁場(chǎng)共存，當(dāng)電磁場(chǎng)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(chǎng)，并在 L3進(jìn)行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場(chǎng)又經(jīng)過右邊的過渡段轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)??Μ模式的電磁場(chǎng)由右 邊的共面波導(dǎo)段輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，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，金屬微帶的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3);所述的金屬微帶包括共面波導(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;處于過渡段(5)位置的金屬地(3) 邊緣為橢圓曲線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:所述的橢圓 曲線為滿足方程的曲線；其中C1、C2為曲線形狀系數(shù)，a、b為位置系 數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:所述的C1> C2〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:所述的(^的 取值為20~90mm，C2的取值為20~90mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:所述的金屬 微帶上還分布有溝槽(2)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:位于過渡段 (5)上的溝槽(2)槽深h沿過渡段(5)向人工表面等離激元段(6)方向逐漸遞增。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶橢圓函數(shù)結(jié)構(gòu)過渡曲線的濾波器，其特征在于:位于人工表 面等離激元段(6)上的各溝槽(2)的溝槽深度h相等。
【文檔編號(hào)】H01P1/207GK205666312SQ201620323770
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】六盤水師范學(xué)院