[發(fā)明專利]一種基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811292256.9
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109494433B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙雷;王子文;李媛;劉爽;陳照敏;王俊
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/203
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器，包括介質(zhì)基板(1)，共面波導(dǎo)(2)和人工表面等離激元傳輸器(4)。共面波導(dǎo)(2)由一條中心金屬帶和兩條接地帶構(gòu)成，人工表面等離激元傳輸器(4)由若干半圓?矩形?半圓型的傳輸單元(3)構(gòu)成，傳輸單元(3)周期性排列于共面波導(dǎo)(2)的中間部分。本發(fā)明的濾波器，通過共面波導(dǎo)和人工表面等離激元結(jié)合，提高了濾波效率；改變傳輸單元的尺寸可改變傳輸器的色散特性從而調(diào)節(jié)濾波器的截止頻率，可設(shè)計出滿足不同工作頻段的濾波器；在共面波導(dǎo)中間部分設(shè)置人工表面等離激元傳輸器，省略了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和擴(kuò)口地面，結(jié)構(gòu)簡單，方便制作，尺寸小，便于集成，在微波段有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器，具體涉及一種基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器。

背景技術(shù)

表面等離激元是指在金屬與電介質(zhì)交界面處存在的自由振動的電子與光子因相互作用產(chǎn)生的混合激發(fā)態(tài)，是沿交界面?zhèn)鞑サ谋砻骐姶挪ǎ谂c交界面垂直方向按指數(shù)衰減。人工結(jié)構(gòu)化金屬表面能夠使電磁波束縛在其表面，構(gòu)成與表面等離激元模式相類似的表面波，稱為人工表面等離激元。人工表面等離激元克服了在微波段無法較好激發(fā)表面等離激元的限制，使其延伸到微波段，并且人工表面等離激元具有通過改變金屬的結(jié)構(gòu)參數(shù)控制其色散特性和截止頻率的優(yōu)點(diǎn)，因此在微波段有獨(dú)特的優(yōu)越性和發(fā)展前景。

共面波導(dǎo)由介質(zhì)基板上面的中心導(dǎo)帶以及兩側(cè)的有限寬度接地面組成，又叫共面微帶傳輸線，其傳輸?shù)氖荰EM波，沒有截止頻率。隨著毫米波技術(shù)的發(fā)展，共面波導(dǎo)擁有更多微帶線不可比擬的優(yōu)勢。例如：共面波導(dǎo)所有接地線均在表面而不需要接觸孔，容易制作，容易實(shí)現(xiàn)有源、無源器件在微波電路的串并聯(lián)；有更小的尺寸和更高的集成度，有低的阻抗和速度色散等，故共面波導(dǎo)在現(xiàn)在無線通信中有廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，易于集成的高效低通濾波器。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器，包括介質(zhì)基板，在介質(zhì)基板上表面設(shè)置有共面波導(dǎo)和人工表面等離激元傳輸器，共面波導(dǎo)由一條中心金屬帶和兩條接地帶構(gòu)成，人工表面等離激元傳輸器由若干半圓-矩形-半圓型的傳輸單元構(gòu)成，傳輸單元周期性排列于共面波導(dǎo)的中間部分。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器還設(shè)有一個輸入端口和一個輸出端口，輸入端口和輸出端口分別連接所述基于人工表面等離激元和共面波導(dǎo)的高效低通濾波器兩端的共面波導(dǎo)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，輸入饋線和輸出饋線均為50歐姆微帶線。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述傳輸單元3的周期相同，所述半圓的半徑相同，所述矩形的長寬相同。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述傳輸單元3的周期為2.6mm，厚度為0.018mm。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述半圓的半徑為0.8mm，所述矩形的長度為1.6mm，所述矩形的寬度為1mm。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述共面波導(dǎo)2的總長度為81.6mm，中心金屬帶和兩條接地帶的寬度為1.6mm，厚度為0.018mm，中間間距為0.1mm。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述介質(zhì)基板1為f4b聚四氟乙烯，介電常數(shù)2.65，損耗正切0.001。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：