一種u型開槽式人工表面等離激元帶阻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多波段帶阻濾波器，特別是一種U型開槽式人工表面等離激元多波段帶阻濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]帶阻濾波器在現(xiàn)代通信及信號(hào)處理系統(tǒng)中起著極為重要的作用，是微波毫米波電路和通訊系統(tǒng)中不可缺少的功能器件。
[0003]人工表面等離激元不受衍射極限的限制，因而可用于小型化器件，在表面技術(shù)以及集成電路等方面有重要應(yīng)用。U型開槽式基于人工表面等離激元多波段帶阻濾波器具有較小尺寸和柔性，能夠被運(yùn)用到具有緊湊的尺寸和特殊功能的合成的集成電路中去。這種亞波長結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出非常優(yōu)異的導(dǎo)波特性，能實(shí)現(xiàn)電磁波沿平面、彎曲、螺旋等不規(guī)則表面的傳輸，具有非常好的應(yīng)用前景。該器件便于加工，易于集成，帶阻效果理想，具有極大的實(shí)用價(jià)值。
[0004]然而現(xiàn)有的這些傳統(tǒng)濾波器大多數(shù)都是透射型或者反射型濾波器，其厚度是大多數(shù)是毫米級(jí)別，透射面積或者反射面積也比較大。并不具有這種新型濾波器的緊湊尺寸、柔性、輕便的特點(diǎn)，比較難以合成具有緊湊的尺寸和特殊功能的微波集成電路中；或者說現(xiàn)有的傳統(tǒng)類型的濾波器不像這種新型的表面?zhèn)鬏斝蛶ё铻V波器這么容易合成到具有緊湊的尺寸和特殊功能的微波集成電路中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種印制在柔性超薄介質(zhì)薄膜上的，厚度接近于零的，U型開槽式基于人工表面等離激元多波段帶阻濾波器。
[0006]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:該多波段帶阻濾波器包括:柔性介質(zhì)基板、周期性金屬光柵、U型槽、共面波導(dǎo)和耦合結(jié)構(gòu)；在柔性介質(zhì)基板上印制周期性金屬光柵，周期性金屬光柵與耦合結(jié)構(gòu)及共面波導(dǎo)連接；周期性金屬光柵與U型槽結(jié)合，U型槽表示為不印刷金屬薄膜；所述共面波導(dǎo)為導(dǎo)波傳輸結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的耦合結(jié)構(gòu)為漸變非周期性金屬光柵和弧線形狀的金屬薄膜；或者所述的耦合結(jié)構(gòu)為槽深漸變的周期性金屬光柵和弧線形狀的金屬薄膜，將共面波導(dǎo)傳輸?shù)膶?dǎo)波高效轉(zhuǎn)化為在周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)之上傳輸?shù)娜斯け砻娴入x激元；或者所述的耦合結(jié)構(gòu)為耦合器。
[0008]所述的周期性金屬光柵兩端順序連接耦合結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)；或者所述的周期性金屬光柵兩端均分別連接耦合結(jié)構(gòu)及共面波導(dǎo)。
[0009]所述的周期性金屬光柵為人工表面等離激元傳輸器或人工表面等離激元傳輸線，該人工表面等離激元傳輸器或人工表面等離激元傳輸線為周期性排列的金屬薄膜單元；所述的金屬薄膜單元呈U字型，U字型金屬薄膜單元的周期性連續(xù)無間隙排列就構(gòu)成了所謂的周期性金屬光柵，即人工表面等離激元傳輸器或人工表面等離激元傳輸線。
[0010]所述周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)(I)支持人工表面等離激元的高效傳輸。
[0011]進(jìn)一步的，所述的U型槽的周期長度與金屬光柵的周期長度一致。
[0012]進(jìn)一步的，為分別實(shí)現(xiàn)一、二、三波段帶阻濾波，所述的U型槽的周期數(shù)分別對(duì)應(yīng)選取1、2、3。
[0013]有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)采取周期性金屬光柵與U型槽結(jié)合，便可實(shí)現(xiàn)在微波段的帶阻濾波；
[0015](2)U型槽的周期數(shù)選取1、2、3，便可實(shí)現(xiàn)在微波段的一波段、二波段及三波段帶阻濾波，且濾波效果明顯；
[0016](3)結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)具有對(duì)電磁場(chǎng)的強(qiáng)束縛，從而使得電磁波沿平面、彎曲、螺旋等不規(guī)則表面的傳輸；
[0017](4)周期性金屬光柵與U型槽結(jié)合的結(jié)構(gòu)具有較小尺寸和柔性，能夠被運(yùn)用到具有緊湊的尺寸和特殊功能的微波集成電路中；
[0018](5)金屬光柵的寬度、金屬光柵的凹槽深度、金屬光柵的周期作為基本參數(shù)，改變基本參數(shù)，即可改變微波的色散曲線，設(shè)計(jì)滿足工作頻段的金屬光柵結(jié)構(gòu)，可運(yùn)用到微波、毫米波及太赫茲頻段。
【附圖說明】
[0019]圖1(a)為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)單波段帶阻濾波的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖1 (b)是圖1 (a)中I個(gè)周期U型槽的結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)雙波段帶阻濾波時(shí)的2個(gè)周期U型槽的結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)三波段帶阻濾波時(shí)的3個(gè)周期U型槽的結(jié)構(gòu)示意放大圖。
[0023]圖4為本發(fā)明U型槽的優(yōu)選參數(shù)(數(shù)值的默認(rèn)單位為毫米)。
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)單波段帶阻濾波的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仿真圖。
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)雙波段帶阻濾波的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仿真圖。
[0026]圖7為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)三波段帶阻濾波的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0028]該多波段帶阻濾波器包括:柔性介質(zhì)基板、周期性金屬光柵、U型槽、共面波導(dǎo)和耦合結(jié)構(gòu)；在柔性介質(zhì)基板上印制周期性金屬光柵，周期性金屬光柵與耦合結(jié)構(gòu)及共面波導(dǎo)連接；周期性金屬光柵與U型槽結(jié)合，U型槽表示為不印刷金屬薄膜；所述共面波導(dǎo)為導(dǎo)波傳輸結(jié)構(gòu)。
[0029]所述的耦合結(jié)構(gòu)為漸變非周期性金屬光柵和弧線形狀的金屬薄膜；或者所述的耦合結(jié)構(gòu)為槽深漸變的周期性金屬光柵和弧線形狀的金屬薄膜，將共面波導(dǎo)傳輸?shù)膶?dǎo)波高效轉(zhuǎn)化為在周期性金屬光柵之上傳輸?shù)娜斯け砻娴入x激元；或者所述的耦合結(jié)構(gòu)為耦合器。
[0030]所述的耦合結(jié)構(gòu)將在共面波導(dǎo)傳輸?shù)膶?dǎo)波高效轉(zhuǎn)化為在周期性金屬光柵波導(dǎo)之上傳輸?shù)娜斯け砻娴入x激元；或者所述的耦合結(jié)構(gòu)為耦合器。
[0031]所述的周期性金屬光柵兩端均順序連接耦合結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)；或者所述的周期性金屬光柵兩端均分別連接耦合結(jié)構(gòu)及共面波導(dǎo)。
[0032]所述的周期性金屬光柵為人工表面等離激元傳輸器或?yàn)槿斯け砻娴入x激元傳輸線，該人工表面等離激元傳輸器或?yàn)槿斯け砻娴入x激元傳輸線為周期性排列的金屬薄膜單元；所述的金屬薄膜單元呈U字型，U字型金屬薄膜單元的周期性連續(xù)無間隙排列就構(gòu)成了所謂的周期性金屬光柵，即人工表面等離激元傳輸器或?yàn)槿斯け砻娴入x激元傳輸線。
[0033]所述周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)(I)支持人工表面等離激元的高效傳輸。
[0034]進(jìn)一步的