一种s型凹槽等离激元型微波滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种S型凹槽等离激元型微波滤波器。包括介质板(1)，介质板(1)上设有金属微带(2)，金属微带(2)的两侧设有金属地(3)；所述的金属微带(2)包括共面波导段(4)，共面波导段(4)经过渡段(5)与人工表面等离激元段(6)连接；所述的人工表面等离激元段(6)上分布有S型凹槽(7)。本实用新型具有大带宽、低损耗，同时无电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。
【专利说明】
-种s型凹槽等离激元型微波滤波器
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种通讯领域用的滤波器，特别是一种具有S型凹槽结构的微波 波段人工等离激元滤波器。
【背景技术】
[0002] 当今大数据时代，随着信息的需求量成爆炸式的增长，移动通讯领域要求能制造 出集成度更高的微波器件，然而随着高频集成电路尺寸的不断缩小，技术上出现了一系列 问题，例如当微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的电磁干扰噪声，RC延迟等达到极限导 致器件工作不稳定，因此现有的微波器件已不能适应当今大规模微波集成电路的发展。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于，提供一种S型凹槽等离激元型微波滤波器，使之具有亚波 长局域化能力，同时具有大带宽，低传输损耗，抗电磁干扰能力强的优势。并且，本实用新型 能实现和传统微带线之间的良好连接，具有避免电磁场出现强烈反射和优化滤波器滤波特 性的特点。
[0004] 本实用新型的技术方案:一种S型凹槽等离激元型微波滤波器，包括介质板，介质 板上设有金属微带，金属微带的两侧设有金属地;所述的金属微带包括共面波导段，共面波 导段经过渡段与人工表面等离激元段连接;所述的人工表面等离激元段上分布有S型凹槽。
[0005] 前述的S型凹槽等离激元型微波滤波器中，所述的S型凹槽的槽口宽度wl的取值为 0.5~1.5mm，槽深化1的取值为3~6mm，槽型周期P为3~8mm。
[0006] 前述的S型凹槽等离激元型微波滤波器中，处于过渡段位置的金属地边缘为，满足 Y = h+g+w*(exp(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa-l)方程的曲线;其中a为曲线形状系数，其取值为 5~20 ; h为金属微带宽度，其取值为3~8mm; g为金属微带与金属地间距，其取值为0.3~ lmm，w为金属地的宽度，其取值为20~30mm，Li为共面波导段的长度，其取值为5~15mm，L2为 过渡段长度，40~80mm。
[0007] 前述的S型凹槽等离激元型微波滤波器中，所述的过渡段上设有深度渐变的S型凹 槽。
[000引与现有技术相比，本实用新型在共面波导段下用其长度符号^替代)和人工表 面等离激元段下用其长度符号L3替代)之间增加过渡段进行衔接;通过该结构，能够实 现。和13之间良好的连续过渡，充分减少了。和1^3直接连接时的微波电场反射，避免了输出 端电磁场出现严重衰减。本实用新型中处于过渡段位置的金属地边缘为Y = h+g+w*(exp(a* (X-Li)/L2)-l)/(expa-l)的曲线，的a为曲线形状系数，用于调整曲线的曲率，
【申请人】在进行 大量试验后发现，当a的取值范围在5~20间时，可实现准TEM模式向SSPPs模式的良好过渡， 即充分减少了。和13直接连接时的微波电场反射。除此外，本实用新型也在过渡段传输线上 分布有深度渐变的S型凹槽;通过该结构，可进一步实现准??Μ模式向SSPPs模式的过渡，减 少微波电场反射;通过减小电场反射，使得本实用新型的的传输损耗减小，抗电磁干扰能力 增强。本实用新型通过在人工表面等离激元段上设置s型凹槽，该结构充分提高了微波波段 亚波长的束缚效应，使得本实用新型具有抗电磁干扰能力强、带宽大和阻带特性优异的特 点，不仅如此，该结构不增加滤波器的几何尺寸，在保证设备小型化的同时进一步优化了微 波滤波器的滤波特性，因而能更好地适应当今大规模微波集成电路的发展。
[0009] 为了更好地证明本实用新型的有益效果，申请进行了如下实验：
【申请人】设立一个S 型凹槽等离激元型微波滤波器样品，样品的参数如表1。
[0010] 表1微波滤波器样品各部分参数(单位:mm)
[0011]
[0013] 该样品的介质板采用介电常数为2.65的基片，对该样品的滤波特性曲线经时域有 限差分计算如图3所示，该样品为带通滤波，其中屯、频率为5.6677GHz，-3dB通带为 2.3542G化到8.9812GHz，通带内反射小于-10.5地。图3中S11为滤波器反射系数;S21为滤波 器传输系数。由图3可知，该样品的反射特性得到有效改善，同时样品的滤波特性得到很好 的优化。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图2是图1中的A处的放大不意图；
[0016] 图3是样品的S参数曲线图。
[0017] 附图中的标记为：1-介质板，2-金属微带，3-金属地，4-共面波导段，5-过渡段，6- 人工表面等离激元段，7-S型凹槽。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型 限制的依据。
[0019] 实施例。一种S型凹槽等离激元型微波滤波器，构成如图1和2所示，包括介质板1， 介质板1上设有金属微带2,金属微带2的两侧设有金属地3;所述的金属微带2包括共面波导 段4,共面波导段4经过渡段5与人工表面等离激元段6连接;所述的人工表面等离激元段6上 分布有S型凹槽7。
[0020] 前述的S型凹槽7的槽口宽度W1的取值为0.5~1.5mm，槽深化1的取值为3~6mm，槽 型周期P为3~8mm。
[0021] 前述的S型凹槽等离激元型微波滤波器中，处于过渡段5位置的金属地3边缘为，满 足Y = h+g+w*(e邱(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa-l)方程的曲线;其中a为曲线形状系数，其取值 为5~20;h为金属微带宽度，其取值为3~8mm; g为金属微带2与金属地3间距，其取值为0.3 ~lmm，w为金属地3的宽度，其取值为20~30mm，b为共面波导段的长度，其取值为5~15mm， L2为过渡段长度，40~80mm。
[0022] 前述的过渡段5上设有深度渐变的S型凹槽7。
[0023] 本实用新型的工作原理:准TEM模式的电磁场由左边的共面波导段4传输到过渡段 5，在过渡段5中逐渐渐变为SSPPs模式的电磁场，且在过渡段5中准??Μ模式和SSPPs模式的 电磁场共存，当电磁场到达人工表面等离激元段即寸，完全转化为SSPPs模式的电磁场，并在 L3进行传输，传输后SSPPs模式电磁场又经过右边的过渡段转化为准??Μ模式的电磁场由右 边的共面波导段输出。
【主权项】
1. 一种S型凹槽等离激元型微波滤波器，其特征在于:包括介质板（1)，介质板（1)上设 有金属微带(2)，金属微带（2)的两侧设有金属地(3);所述的金属微带(2)包括共面波导段 (4) ，共面波导段(4)经过渡段(5)与人工表面等离激元段(6)连接;所述的人工表面等离激 元段(6)上分布有S型凹槽(7)。2. 根据权利要求1所述的S型凹槽等离激元型微波滤波器，其特征在于:所述的S型凹槽 (7)的槽口宽度wl的取值为0.5~1.5mm，槽深Chi的取值为3~6mm，槽型周期p为3~8mm。3. 根据权利要求1或2所述的S型凹槽等离激元型微波滤波器，其特征在于:处于过渡段 (5) 位置的金属地(3)边缘为，满足Y = h+g+w*(exp(a*(X-Ll)/L2)-l)/(expa_l)方程的曲 线;其中a为曲线形状系数，其取值为5~20; h为金属微带宽度，其取值为3~8mm; g为金属微 带（2)与金属地(3)间距，其取值为0.3~lmm，w为金属地(3)的宽度，其取值为20~30πιπι，Ι^ 为共面波导段的长度，其取值为5~15mm，L2为过渡段长度，40~80mm。4. 根据权利要求3所述的S型凹槽等离激元型微波滤波器，其特征在于:所述的过渡段 (5)上设有深度渐变的S型凹槽(7)。
【文档编号】H01P1/203GK205666306SQ201620323800
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】胡明哲, 曾志伟, 纪登辉, 尹跃
【申请人】六盘水师范学院