本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種X形凹槽結(jié)構(gòu)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X形凹槽(7)。本實(shí)用新型專利技術(shù)具有低傳輸損耗、避免電磁場強(qiáng)烈反射和抗電磁干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種通訊領(lǐng)域用的濾波器，特別是一種具有X形凹槽結(jié)構(gòu)的微波波段人工等離激元濾波器。
技術(shù)介紹
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，器件的電磁干擾噪聲，RC延遲達(dá)到極限等技術(shù)問題開始出現(xiàn)，從而導(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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于，提供一種X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器。本技術(shù)具有低傳輸損耗、避免電磁場強(qiáng)烈反射和抗電磁干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。本技術(shù)的技術(shù)方案：一種X形凹槽結(jié)構(gòu)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X形凹槽。前述的X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器中，所述的X形凹槽的開口寬度w1為0.1～1.0mm，X形凹槽的總長度L4為2～6mm；所述的X形凹槽的槽型周期p為4～12mm，X形凹槽的總深度Ch1為2.0～6.0mm。前述的X形凹槽結(jié)構(gòu)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*(exp(a*(X-L1)/L2)-1)/(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3.5～12mm；g為金屬微帶與金屬地間距，其取值為0.3～1mm，w為金屬地的最大寬度，其取值為20～30mm，L1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。前述的X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器中，所述的過渡段上設(shè)有深度漸變的X形
凹槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)在在共面波導(dǎo)段(以下用其長度符號L1替代)和人工表面等離激元段(以下用其長度符號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)崿F(xiàn)L1和L3之間良好的連續(xù)過渡，充分減少了L1和L3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，有效降低了電磁場的傳輸損耗。本技術(shù)中處于過渡段位置的金屬地邊緣為Y＝h+g+w*(exp(a*(X-L1)/L2)-1)/(expa-1)的曲線，其中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L1和L3直接連接時因電磁場的模式與阻抗不匹配產(chǎn)生的微波電場反射。除此外，本技術(shù)也在過渡段傳輸線上分布有深度漸變的X形凹槽；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，使得本技術(shù)的的傳輸損耗減小。本技術(shù)通過在L3上設(shè)置一系列的X形凹槽；通過該結(jié)構(gòu)，使得電磁場在傳輸時被束縛在X形凹槽內(nèi)部，從而大大降低了多條傳輸線(金屬微帶)傳輸時因間距太小而出現(xiàn)的電磁干擾，使得抗干擾能力大大增強(qiáng)，同時也增強(qiáng)了高密度微波集成電路工作時的穩(wěn)定性，不僅如此，因抗電磁干擾能力大大增強(qiáng)，本技術(shù)還能減小微波集成電路的金屬微帶間的間距以實(shí)現(xiàn)器件的小型化，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。本技術(shù)還能通過調(diào)節(jié)X形凹槽的幾何尺寸來調(diào)控微波傳輸線的截止頻率和電磁場分布，同時調(diào)整電磁場的束縛效果，申請人在進(jìn)行大量試驗后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)X形凹槽的開口寬度w1為0.1～1.0mm，X形凹槽的總長度L4為2～6mm；所述的X形凹槽的槽型周期p為4～12mm，X形凹槽的總深度Ch1為2.0～6.0mm時，X形凹槽對電磁場具有很好的束縛效果。為了更好地證明本技術(shù)的有益效果，申請進(jìn)行了如下實(shí)驗：申請人設(shè)立一個X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器樣品，樣品的參數(shù)如表1。表1 微波濾波器樣品各部分參數(shù)(單位：mm)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2所示，該樣品為帶通濾波，其-3dB通帶為2.3532GHz到9.4526GHz，樣品在整個通帶內(nèi)反射小于-7.6dB，紋波抖動優(yōu)于0.9dB。圖2中S11為濾波器反射系數(shù)；S21為濾波器傳輸系數(shù)。由圖2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。附圖說明圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是樣品的S參數(shù)曲線圖。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-X形凹槽。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本技術(shù)限制的依據(jù)。實(shí)施例。一種X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器，構(gòu)成如圖1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X形凹槽7。前述的X形凹槽7的開口寬度w1為0.1～1.0mm，X形凹槽的總長度L4為2～6mm；所述的X形凹槽的槽型周期p為4～12mm，X形凹槽7的總深度Ch1為2.0～6.0mm。前述的X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器中，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-L1)/L2)-1)/(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3.5～12mm；g為金屬微帶2與金屬地3間距，其取值為0.3～1mm，w為金屬地3的寬度，其取值為20～30mm，L1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。前述的過渡段5上設(shè)有深度漸變的X形凹槽7。本技術(shù)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)TEM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6時，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)TEM模式的電磁場由右邊的共面波導(dǎo)段輸出。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種X形凹槽結(jié)構(gòu)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X形凹槽(7)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種X形凹槽結(jié)構(gòu)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X形凹槽(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X形凹槽結(jié)構(gòu)微波濾波器，其特征在于：所述的X形凹槽(7)的開口寬度w1為0.1～1.0mm，X形凹槽(7)的總長度L4為2～6mm；所述的X形凹槽(7)的槽型周期p為4～12mm，X形凹槽(7)的總深度Ch1為2.0～6.0mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡明哲，曾志偉，紀(jì)登輝，尹躍，
申請(專利權(quán))人：六盤水師范學(xué)院，
類型：新型
國別省市：貴州;52
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