[發明專利]一種基于仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器

無效

• 申請號: 201410492433.3
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104269594A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 周永金
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01P1/213
• 分類號: H01P1/213
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種基于仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器，該多路分波器可用于通信領域，以實現微波段、毫米波段或太赫茲波段的分波功能。

背景技術

表面等離激元是束縛于金屬與介質表面的電磁波，不受光學衍射極限的限制，因而可用于構造緊湊小型化元件，在表面或界面技術及數據存儲等方面具有重要應用，已形成表面等離子學。通過在理想導體表面加工周期微結構（其特征尺寸遠小于波長）形成的人工電磁結構能夠支持仿表面等離激元的傳播。利用人工電磁結構能夠更方便地操縱電磁波的傳播，實現多種新型功能器件。目前已提出的基于仿表面等離激元的分波器結構是純金屬結構，且金屬的厚度一般近似為無限大，不利于與其它平面有源器件集成。本發明提出一種便于與平面有源器件集成的支持仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器，其結構緊湊，易于加工，且性能良好。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的不足，提出一種基于仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器。該多路分波器可工作于微波段、毫米波段和太赫茲波段。

為達到上述目的，本發明的構思是：本發明提出的多路分波器由多個波導分支組成，每個波導分支由介質板上MIM結構組成，該MIM結構由兩片內側刻蝕有周期凹槽的金屬光柵結構和中間的絕緣體（可以是空氣或其他介質）構成，該分波器每個波導分支MIM結構中的金屬光柵凹槽深度或者寬度等參數不同，使不同分支對不同頻率的電磁波的束縛程度不同，從而引導不同頻率的電磁波沿著不同分支傳播，以實現多路分波的功能。該分波器采用CPW作為饋源來激發介質板上MIM結構中的仿表面等離激元；為改善低頻時各波導分支之間的隔離度，部分波導分支前需要引入特別設計的帶阻濾波器。

本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種基于仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器，包括介質板和介質板上的金屬貼片，其特征在于：該金屬貼片上有刻蝕的凹槽構成的多路分波器，該多路分波器由多個波導分支（3、4、5、6）組成，而分支由介質板（12）上金屬-絕緣體-金屬（metal-insulator-metal,?MIM）結構，該MIM結構由兩片內側刻蝕有周期凹槽的金屬光柵和中間的絕緣體（可以使空氣或絕緣介質）構成，每個波導分支MIM結構中的凹槽深度或者寬度等參數不同，使不同分支對不同頻率的電磁波的束縛程度不同，從而引導不同頻率的電磁波沿著不同分支傳播，以實現多路分波的功能。使用共面波導作為激勵源來激發介質板上MIM結構中的仿表面等離激元；為改善低頻時各波導分支之間的隔離度，部分波導分支前需要引入特別設計的帶阻濾波器。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著技術進步：

本發明中介質板上MIM結構為平面結構，通過引入帶阻濾波器能充分改善各個波導分支間的隔離度，加工工藝與現在成熟的印刷電路板（PCB）技術兼容，可以很容易地集成到平面電路中。

附圖說明

圖1是本發明提出的基于仿表面等離激元的多路分波器結構示意圖（俯視圖）。

圖2是圖1的前視圖。

圖3是一個波導分支結構示意圖。

圖4是帶阻濾波器具體結構示意圖。

圖5是帶阻濾波器透射系數S₂₁（圖3中端口2?到端口1的透射系數）圖。

具體實施方式

使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白理解，下面結合附圖和優選實施例，進一步闡述本發明。

實施例一：

參見圖1-4，本基于仿表面等離激元的平面緊湊型多路分波器，它包括介質板（12）和介質板上的金屬貼片（13），其特征在于：所述金屬貼片（13）上有刻蝕的凹槽構成多路分波器，該多路分波器由多個波導分支（3、4、5、6）組成，由介質板（12）上金屬-絕緣體-金屬MIM結構構成，該MIM結構由兩片內側刻蝕有周期凹槽的金屬光柵（2）和凹槽中間的絕緣體（10）構成，凹槽中是空氣或絕緣體介質，每個波導分支的MIM結構中的凹槽（11）深度和/或者寬度不同，使不同分支對不同頻率的電磁波的束縛程度不同，從而引導不同頻率的電磁波沿著不同分支傳播，以實現多路分波的功能。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于如下：