一種彎折槽微波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種彎折槽微波濾波器。包括介質(zhì)板(1)，介質(zhì)板(1)上設(shè)有金屬微帶(2)，金屬微帶(2)的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3)；所述的金屬微帶(2)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；所述的人工表面等離激元段(6)上分布有彎折凹槽(7)。本實(shí)用新型具有大帶寬、低損耗，同時無電磁場強(qiáng)烈反射和抗電磁干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說明】
-種彎折槽微波濾波器
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，特別是一種具有彎折凹槽結(jié)構(gòu)的微波 波段人工等離激元濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代，隨著信息的需求量成爆炸式的增長，移動通訊領(lǐng)域要求能制造 出集成度更高的微波器件，然而隨著高頻集成電路尺寸的不斷縮小，技術(shù)上出現(xiàn)了一系列 問題，例如當(dāng)微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的電磁干擾噪聲，RC延遲等達(dá)到極限導(dǎo) 致器件工作不穩(wěn)定，因此現(xiàn)有的微波器件已不能適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于，提供一種彎折槽微波濾波器，使之具有亞波長局域化能 力，同時具有大帶寬，低傳輸損耗，抗電磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢。并且，本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)和傳 統(tǒng)微帶線之間的良好連接，具有避免電磁場出現(xiàn)強(qiáng)烈反射和優(yōu)化濾波器濾波特性的特點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種彎折槽微波濾波器，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;所述的人工表面等離激元段上分布有彎折凹槽。
[0005] 前述的彎折槽微波濾波器中，所述的彎折凹槽的槽口寬度wl的取值為0.1~1mm， 彎折槽垂直深度化1的取值為2~5mm，彎折槽整體寬度化2的取值為2~5mm，彎折凹槽總長C 的取值為8~15mm，槽型周期P為2~8mm。
[0006] 前述的彎折槽微波濾波器中，處于過渡段位置的金屬地邊緣為，滿足Y=h+g+w* (e邱(a*(X-Li)/L2)-l)/(expa-l)方程的曲線；其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為5~20;h為 金屬微帶寬度，其取值為3~8mm;g為金屬微帶與金屬地間距，其取值為0.3~lmm，w為金屬 地的寬度，其取值為20~30mm，^為共面波導(dǎo)段的長度，其取值為5~15mm，L2為過渡段長度， 40~80mm。
[0007] 前述的彎折槽微波濾波器中，所述的過渡段上設(shè)有深度漸變的彎折凹槽。
[000引與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在共面波導(dǎo)段下用其長度符號^替代)和人工表 面等離激元段下用其長度符號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直接連接時的微波電場反射，避免了輸出 端電磁場出現(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Y = h+g+w*(exp(a* (X-Li)/L2)-l)/(expa-l)的曲線，的a為曲線形狀系數(shù)，用于調(diào)整曲線的曲率，
【申請人】在進(jìn)行 大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a的取值范圍在5~20間時，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13直接連接時的微波電場反射。除此外，本實(shí)用新型也在過渡段傳輸線上 分布有深度漸變的彎折凹槽;通過該結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)TEM模式向SSPPs模式的過渡，減 少微波電場反射;通過減小電場反射，使得本實(shí)用新型的的傳輸損耗減小，抗電磁干擾能力 增強(qiáng)。本實(shí)用新型通過在人工表面等離激元段上設(shè)置彎折凹槽;該結(jié)構(gòu)充分提高了微波波 段亞波長的束縛效應(yīng)，使得本實(shí)用新型具有大帶寬，微波濾波器阻帶特性更為優(yōu)異，不僅如 此，該結(jié)構(gòu)不增加濾波器的幾何尺寸，在保證設(shè)備小型化的同時進(jìn)一步優(yōu)化了微波濾波器 的濾波特性，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。
[0009] 為了更好地證明本實(shí)用新型的有益效果，申請進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
【申請人】設(shè)計一個 彎折槽微波濾波器樣品，樣品的參數(shù)如表1。
[0010] 表1微波濾波器樣品各部分參數(shù)(單位:mm)
[0011]
[0013] 該樣品的介質(zhì)板采用介電常數(shù)為2.65的基片，對該樣品的濾波特性曲線經(jīng)時域有 限差分計算如圖3所示，該樣品為帶通濾波，其-3地通帶為2.31G化到4.63CT1Z，樣品在整個 通帶內(nèi)反射小于-10.5地。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可知， 該樣品的反射特性得到有效改善，同時樣品的濾波特性得到很好的優(yōu)化。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是圖1中的A處的放大示意圖；
[0016] 圖3是樣品的S參數(shù)曲線圖。
[0017] 附圖中的標(biāo)記為：1-介質(zhì)板，2-金屬微帶，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，7-彎折凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實(shí)用新型 限制的依據(jù)。
[0019] 實(shí)施例。一種彎折槽微波濾波器，構(gòu)成如圖1和2所示，包括介質(zhì)板1，介質(zhì)板1上設(shè) 有金屬微帶2,金屬微帶2的兩側(cè)設(shè)有金屬地3;所述的金屬微帶2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;所述的人工表面等離激元段6上分布有彎折 凹槽7。
[0020] 前述的彎折凹槽7的槽口寬度wl的取值為0.1~1mm，槽垂直深度化1的取值為2~ 5mm，槽整體寬度化2的取值為2~5mm，彎折凹槽總長c(c如圖2中彎折的虛線所示）的取值為 8~15mm，槽型周期P為2~8mm。
[0021] 處于過渡段5位置的金屬地3邊緣為，滿足Y = h+g+w*(exp(a*(X-l^i)/L2)-l)/ (expa-1)方程的曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為5~20;h為金屬微帶寬度，其取值為 3~8mm;g為金屬微帶與金屬地3間距，其取值為0.3~lmm，w為金屬地3的寬度，其取值為20 ~30mm，b為共面波導(dǎo)段的長度，其取值為5~15mm，L2為過渡段長度，40~80mm。
[0022] 前述的過渡段5上設(shè)有深度漸變的彎折凹槽7。
[0023] 本實(shí)用新型的工作原理:準(zhǔn)TEM模式的電磁場由左邊的共面波導(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，且在過渡段5中準(zhǔn)??Μ模式和SSPPs模式的 電磁場共存，當(dāng)電磁場到達(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，并在 L3進(jìn)行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場又經(jīng)過右邊的過渡段轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)??Μ模式的電磁場由右 邊的共面波導(dǎo)段輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種彎折槽微波濾波器，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 (2) ，金屬微帶(2)的兩側(cè)設(shè)有金屬地(3);所述的金屬微帶(2)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;所述的人工表面等離激元段(6)上分 布有彎折凹槽(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎折槽微波濾波器，其特征在于:所述的彎折凹槽(7)的槽口 寬度wl的取值為0.1~1_，彎折槽垂直深度Chi的取值為2~5mm，彎折槽整體寬度Ch2的取 值為2~5mm，彎折凹槽總長c的取值為8~15mm，槽型周期p為2~8mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彎折槽微波濾波器，其特征在于:處于過渡段(5)位置的金 屬地⑶邊緣為，滿足丫 = 11+8+￥*(61口(3*(乂七)/12)-1)/(61口3-1)方程的曲線;其中3為曲線 形狀系數(shù)，其取值為5~20 ;h為金屬微帶寬度，其取值為3~8mm; g為金屬微帶(2)與金屬地 (3) 間距，其取值為0.3~lmm，w為金屬地(3)的寬度，其取值為20~30πιπι，Ι^*共面波導(dǎo)段的 長度，其取值為5~15mm，L 2為過渡段長度，40~80mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的彎折槽微波濾波器，其特征在于:所述的過渡段(5)上設(shè)有深 度漸變的彎折凹槽(7)。
【文檔編號】H01P1/203GK205666311SQ201620352066
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】胡明哲, 曾志偉, 紀(jì)登輝, 尹躍
【申請人】六盤水師范學(xué)院