[發明專利]一種基于插層石墨烯的W波段可重構微帶濾波器及其制作方法

有效

• 申請號: 202010786794.4
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111883888B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 陳興盛;桑磊;鄭君;劉煜文
• 申請（專利權）人: 安徽華東光電技術研究所有限公司
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P11/00
• 代理公司: 安徽華普專利代理事務所(普通合伙) 34151
• 代理人: 謝建華

本發明提供一種基于插層石墨烯的W波段可重構微帶濾波器，包括金屬接地板、介質基底、多個微帶貼片以及多根插層石墨烯結構；其中在所述介質基底底面沉積一層所述金屬接地板，多個所述貼片按陣列方式設置在所述介質基底表面，形成微帶貼片陣列結構，在所述貼片陣列結構周圍排列一圈所述插層石墨烯。本發明通過插層石墨烯電導率的變化，影響與貼片單元之間的耦合電容，最終改變濾波器的諧振頻率和通帶個數，本微帶濾波器在頻率范圍內的變化更為靈活，解決了印刷板操作不可逆的問題，擴大了在生產實踐中的應用領域。在結構上，采用陣列結構的微帶耦合濾波器，可以在性能不變的前提下進一步縮小濾波器的尺寸大小。

技術領域

本發明主要涉及W波段微帶濾波器技術領域，特別涉及一種利用插層石墨烯電導率的變化來實現濾波器通帶重構以及諧振頻率調節的技術方法。

背景技術

在工業生產上，最早出現的是由集總元件構成的無源濾波器，由于其可靠性較高、成本較低以及結構簡單等特點，至今仍然應用于生產實踐。但由于它的體積大以及靈活性差等因素，使得基于微帶線制作的分布元件濾波器的運用越來越廣泛。

金屬微帶線制作的濾波器，通常分為高低阻抗濾波器和平行耦合濾波器，具有可靠性高、生產成本低以及體積小等優點，但現有金屬微帶線制作的濾波器其靈活性差、功能較為單一。

發明內容

1.本發明要解決的技術問題

本發明提供一種基于插層石墨烯的W波段可重構微帶濾波器及其制作方法，用于解決上述背景技術中提到的現有金屬微帶線制作的濾波器其靈活性差、功能較為單一的技術問題。

2.發明內容

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于插層石墨烯的W波段可重構微帶濾波器，包括金屬接地板、介質基底、多個微帶貼片以及多根插層石墨烯結構；其中在所述介質基底底面沉積一層所述金屬接地板，多個所述貼片按陣列方式設置在所述介質基底表面，形成微帶貼片陣列結構，在所述貼片陣列結構周圍排列一圈所述插層石墨烯。

進一步的，所述微帶貼片陣列結構采用端口對角化的設計，形成了兩路相同長度的耦合微帶傳輸線，且兩路完全對稱，每一路均由三個所述微帶貼片耦合而成，共形成兩個耦合單元，在不考慮所述插層石墨烯結構調節作用的情況下，多個通帶兩兩重合，能夠形成至少包含兩個通帶的濾波器；當考慮到插層石墨烯的調節作用時，諧振頻率會發生偏移，在理想的操作下能夠形成至少三個通帶的帶通濾波器。

進一步的，所述微帶貼片和所述插層石墨烯結構之間的耦合關系等效為在集總電路中并聯一個耦合電容，隨著插層石墨烯電導率的變化，插層石墨烯和微帶貼片之間的耦合系數發生改變，即電容的改變從而影響整個器件的諧振頻率，因此通過對不同位置插層石墨烯電導率的調節，能夠影響帶通濾波器的諧振頻率。

進一步的，所述插層石墨烯結構的長度和單個所述微帶貼片的長度形同，所述插層石墨烯結構的寬度隨著頻率的變化不斷調整。

進一步的，所述介質基底選用高電阻率的Rogers5880，所述金屬接地板采用金屬Cu形成，所述微帶貼片使用金屬Au形成。

一種基于插層石墨烯的W波段可重構微帶濾波器制作方法，包括以下步驟：

步驟1、采用Rogers5880作為介質基底，將Rogers5880介質基底進行打磨，使基底的厚度、表面均勻度以及表面光潔度都要滿足實驗要求；

步驟2、把磨好的介質基底放入真空鍍膜機中，在介質基底上鍍一層金屬Cu作為接地板；

步驟3、通過蒸發、濺射操作在介質基底表面沉積一層金屬Au陣列微帶線，即微帶貼片，并在微帶貼片周圍蒸鍍一圈插層石墨烯結構。

進一步的，所述步驟1中，由于Rogers5880介質基底的粘附性不強，所以在鍍金屬Cu之前先鍍一層Gr。