一种x形凹槽结构微波滤波器的制造方法

文档序号:10975140阅读:541来源:国知局
一种x形凹槽结构微波滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种X形凹槽结构微波滤波器。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X形凹槽(7)。本实用新型具有低传输损耗、避免电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。
【专利说明】
-种X形凹槽结构微波滤波器
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X形凹槽结构的微波 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,器件的电磁干扰噪声, RC延迟达到极限等技术问题开始出现,从而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X形凹槽结构微波滤波器。本实用新型具有低传 输损耗、避免电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。
[0004] 本实用新型的技术方案:一种X形凹槽结构微波滤波器,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X形凹槽。
[000引前述的X形凹槽结构微波滤波器中,所述的X形凹槽的开口宽度wl为0.1~1.0mm,X 形凹槽的总长度L4为2~6mm;所述的X形凹槽的槽型周期P为4~12mm,X形凹槽的总深度化1 为2.0~6.0mm。
[0006] 前述的X形凹槽结构微波滤波器中,处于过渡段位置的金属地边缘为,满足Y=h+g +w*(e邱(a*(X-Li)/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3.5~12mm;g为金属微带与金属地间距,其取值为0.3~lmm,w为 金属地的最大宽度,其取值为20~30mm,^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X形凹槽结构微波滤波器中,所述的过渡段上设有深度渐变的X形凹槽。
[000引与现有技术相比,本实用新型在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,有效降低了电磁场的传输损耗。本实用新型中处于过渡段位置 的金属地边缘为Y = h+g+w*(e邱(a*(X-Li)/L2)-l)/(expa-l)的曲线,其中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??Μ模式向SSPPs模式的良好过渡,即充分减少了。和1^3直接连接时因电磁场的模式 与阻抗不匹配产生的微波电场反射。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X形凹槽;通过该结构,可进一步实现准TEM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。本实用新型通过在L3上设置 一系列的X形凹槽;通过该结构,使得电磁场在传输时被束缚在X形凹槽内部,从而大大降低 了多条传输线(金属微带)传输时因间距太小而出现的电磁干扰,使得抗干扰能力大大增 强,同时也增强了高密度微波集成电路工作时的稳定性,不仅如此,因抗电磁干扰能力大大 增强,本实用新型还能减小微波集成电路的金属微带间的间距W实现器件的小型化,因而 能更好地适应当今大规模微波集成电路的发展。本实用新型还能通过调节X形凹槽的几何 尺寸来调控微波传输线的截止频率和电磁场分布,同时调整电磁场的束缚效果,
【申请人】在 进行大量试验后发现,当X形凹槽的开口宽度Wl为0.1~1. Omm,X形凹槽的总长度L4为2~ 6mm;所述的X形凹槽的槽型周期P为4~12mm,X形凹槽的总深度化1为2.0~6.0mm时,X形凹 槽对电磁场具有很好的束缚效果。
[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X 形凹槽结构微波滤波器样品,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2所示,该样品为带通滤波,其-3地通带为2.3532G化到9.4526GHz,样品在 整个通带内反射小于-7.6地,纹波抖动优于0.9地。图2中S11为滤波器反射系数;S21为滤波 器传输系数。由图2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是样品的S参数曲线图。
[0016] 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-X形凹槽。
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 实施例。一种X形凹槽结构微波滤波器,构成如图1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X 形凹槽7。
[0019] 前述的X形凹槽7的开口宽度wl为0.1~1.0臟,乂形凹槽的总长度1^4为2~6111111;所述 的X形凹槽的槽型周期P为4~12mm,X形凹槽7的总深度Chi为2.0~6.0mm。
[0020] 前述的X形凹槽结构微波滤波器中,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-Li)/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3.5~12mm; 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。
[0021] 前述的过渡段5上设有深度渐变的X形凹槽7。
[0022] 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X形凹槽结构微波滤波器,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X形凹槽(7)。2. 根据权利要求1所述的X形凹槽结构微波滤波器,其特征在于:所述的X形凹槽(7)的 开口宽度wl为0.1~1. Omm,X形凹槽(7)的总长度L4为2~6mm;所述的X形凹槽(7)的槽型周 期p为4~12mm,X形凹槽(7)的总深度Chi为2.0~6.0mm。3. 根据权利要求1或2所述的X形凹槽结构微波滤波器,其特征在于:处于过渡段(5)位 置的金属地⑶边缘为,满足Y = h+g+w*(exp(a*(X-Li)/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3.5~12mm;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)的最大宽度,其取值为20~30_1山为 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1或2所述的X形凹槽结构微波滤波器,其特征在于:所述的过渡段(5) 上设有深度渐变的X形凹槽(7)。
【文档编号】H01P1/203GK205666310SQ201620351749
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月25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
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