一種彎折槽微波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種彎折槽微波濾波器。包括介質板(1)，介質板(1)上設有金屬微帶(2)，金屬微帶(2)的兩側設有金屬地(3)；所述的金屬微帶(2)包括共面波導段(4)，共面波導段(4)經過渡段(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)。本實用新型具有大帶寬、低損耗，同時無電磁場強烈反射和抗電磁干擾能力強的特點。
【專利說明】
-種彎折槽微波濾波器
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種通訊領域用的濾波器，特別是一種具有彎折凹槽結構的微波 波段人工等離激元濾波器。
【背景技術】
[0002] 當今大數據時代，隨著信息的需求量成爆炸式的增長，移動通訊領域要求能制造 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，技術上出現了一系列 問題，例如當微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的電磁干擾噪聲，RC延遲等達到極限導 致器件工作不穩定，因此現有的微波器件已不能適應當今大規模微波集成電路的發展。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在于，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，抗電磁干擾能力強的優勢。并且，本實用新型能實現和傳 統微帶線之間的良好連接，具有避免電磁場出現強烈反射和優化濾波器濾波特性的特點。
[0004] 本實用新型的技術方案:一種彎折槽微波濾波器，包括介質板，介質板上設有金屬 微帶，金屬微帶的兩側設有金屬地;所述的金屬微帶包括共面波導段，共面波導段經過渡段 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，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，所述的過渡段上設有深度漸變的彎折凹槽。
[000引與現有技術相比，本實用新型在共面波導段下用其長度符號^替代)和人工表 面等離激元段下用其長度符號L3替代)之間增加過渡段進行銜接;通過該結構，能夠實 現。和13之間良好的連續過渡，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 端電磁場出現嚴重衰減。本實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，用于調整曲線的曲率，
【申請人】在進行 大量試驗后發現，當a的取值范圍在5~20間時，可實現準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;通過該結構，可進一步實現準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，使得本實用新型的的傳輸損耗減小，抗電磁干擾能力 增強。本實用新型通過在人工表面等離激元段上設置彎折凹槽;該結構充分提高了微波波 段亞波長的束縛效應，使得本實用新型具有大帶寬，微波濾波器阻帶特性更為優異，不僅如 此，該結構不增加濾波器的幾何尺寸，在保證設備小型化的同時進一步優化了微波濾波器 的濾波特性，因而能更好地適應當今大規模微波集成電路的發展。
[0009] 為了更好地證明本實用新型的有益效果，申請進行了如下實驗：
【申請人】設計一個 彎折槽微波濾波器樣品，樣品的參數如表1。
[0010] 表1微波濾波器樣品各部分參數(單位:mm)
[0011]
[0013] 該樣品的介質板采用介電常數為2.65的基片，對該樣品的濾波特性曲線經時域有 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 通帶內反射小于-10.5地。圖3中S11為濾波器反射系數;S21為濾波器傳輸系數。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化。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0015] 圖2是圖1中的A處的放大示意圖；
[0016] 圖3是樣品的S參數曲線圖。
[0017] 附圖中的標記為：1-介質板，2-金屬微帶，3-金屬地，4-共面波導段，5-過渡段，6- 人工表面等離激元段，7-彎折凹槽。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但并不作為對本實用新型 限制的依據。
[0019] 實施例。一種彎折槽微波濾波器，構成如圖1和2所示，包括介質板1，介質板1上設 有金屬微帶2,金屬微帶2的兩側設有金屬地3;所述的金屬微帶2包括共面波導段4,共面波 導段4經過渡段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，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上設有深度漸變的彎折凹槽7。
[0023] 本實用新型的工作原理:準TEM模式的電磁場由左邊的共面波導段4傳輸到過渡段 5，在過渡段5中逐漸漸變為SSPPs模式的電磁場，且在過渡段5中準??Μ模式和SSPPs模式的 電磁場共存，當電磁場到達人工表面等離激元段即寸，完全轉化為SSPPs模式的電磁場，并在 L3進行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場又經過右邊的過渡段轉化為準??Μ模式的電磁場由右 邊的共面波導段輸出。
【主權項】
1. 一種彎折槽微波濾波器，其特征在于：包括介質板（1)，介質板（1)上設有金屬微帶 (2) ，金屬微帶(2)的兩側設有金屬地(3);所述的金屬微帶(2)包括共面波導段(4)，共面波 導段(4)經過渡段(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. 根據權利要求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. 根據權利要求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，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^*共面波導段的 長度，其取值為5~15mm，L 2為過渡段長度，40~80mm。4. 根據權利要求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
【發明人】胡明哲, 曾志偉, 紀登輝, 尹躍
【申請人】六盤水師范學院