，所述的U型槽的周期长度与金属光栅的周期长度一致。
[0035]进一步的，U型槽的周期数选取1、2、3，便可实现在微波段的一波段、二波段及三波段带阻滤波。
[0036]具体的，在图1(a)、图1(b)、图2、图3中，一种U型开槽式基于人工表面等离激元的带阻滤波器，包括超薄柔性介质基板、周期性金属光栅、U型槽、共面波导以及耦合结构。
[0037]人工表面等离激元传输器(线)是一种印制在介质基板同一平面上的周期性排列的金属薄膜单元，金属薄膜单元的长度、高度尺寸小于工作波长，厚度远小于工作波长，可以将表面波传输束缚在金属带周围的深度亚波长尺寸范围中，实现电磁能量的高效传输。通过改变金属光栅的宽度、金属光栅的凹槽深度、金属光栅的周期等基本参数，可以改变微波的色散曲线，从而设计满足工作频段的金属光栅结构。这种表面传输型的多波段带阻滤波器具有较小尺寸和柔性，能够被运用到具有紧凑的尺寸和特殊功能的微波集成电路中。这种亚波长结构表现出非常优异的导波特性，能实现电磁波沿平面、弯曲、螺旋等不规则表面的传输，具有非常好的应用前景。该器件便于加工，易于集成，且带阻效果理想，具有极大的实用价值。
[0038]在图4中，标注了 U型槽与金属光栅优化组合的结构参数，默认数值单位为毫米，这里选取U型槽的周期为1，可以实现单波段带阻滤波。若想实现双、三波段带阻滤波，通过增加U型槽的周期个数即可，组成该滤波器的其它结构维持不变。
[0039]在图5、图6、图7中，基于人工表面等离激元的一、二、三波段带阻滤波器性能曲线包括=S21传输系数和S η反射系数。横坐标代表频率分量，单位为GHz，左边纵坐标代表幅度变量，单位为dB。
[0040]在图5中，本发明的单波段带阻滤波器，选取U型槽为I个周期。在频率为7.85GHz，传输系数S21约为-20.4dB，输出端口的能量很小，信号截止；而其他频率段的传输系数S21约为-2dB，输出端口的能量很大，信号通过。
[0041]在图6中，本发明的双波段带阻滤波器，选取U型槽为2个周期。在频率为5.54GHz和9.11GHz，传输系数S21分别约为-18.1dB和-25.7dB，输出端口的能量很小，信号截止；而其他频率段的传输系数S21约为-2dB，输出端口的能量很大，信号通过。
[0042]在图7中，本发明的三波段带阻滤波器，选取U型槽为3个周期。在频率为4.2IGHz,7.46Ghz 和 9.60GHz 时，传输系数 S21 分别约为-17.5dB、-25.5dB、-18.2dB，输出端口的能量很小，信号截止；而其他频率的传输系数S21约为-2dB，输出端口的能量很大，信号通过。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:该多波段带阻滤波器包括:柔性介质基板(5)、周期性金属光栅(I)、U型槽(2)、共面波导(3)和耦合结构(4);在柔性介质基板上印制周期性金属光栅，周期性金属光栅与耦合结构及共面波导连接；周期性金属光栅与U型槽结合，U型槽表示为不印刷金属薄膜；所述共面波导为导波传输结构。
2.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:所述的耦合结构为渐变非周期性金属光栅(42)和弧线形状的金属薄膜(41);或者所述的耦合结构为槽深渐变的周期性金属光栅和弧线形状的金属薄膜，将共面波导传输的导波高效转化为在周期性金属光栅之上传输的人工表面等离激元；所述的耦合结构将在共面波导传输的导波高效转化为在周期性金属光栅波导之上传输的人工表面等离激元；或者所述的親合结构为親合器。
3.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:所述的周期性金属光栅两端顺序连接耦合结构和共面波导；或者所述的周期性金属光栅两端均分别连接耦合结构及共面波导。
4.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:所述的周期性金属光栅为人工表面等离激元传输器或为人工表面等离激元传输线，该人工表面等离激元传输器或人工表面等离激元传输线为周期性排列的金属薄膜单元；所述的金属薄膜单元呈U字型，U字型金属薄膜单元的周期性连续无间隙排列就构成了所谓的周期性金属光栅，即人工表面等离激元传输器或人工表面等离激元传输线。
5.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:所述周期性金属光栅结构(I)支持人工表面等离激元的高效传输。
6.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:所述的U型槽的周期长度与金属光栅的周期长度一致。
7.根据权利要求1所述的一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，其特征是:U型槽的周期数选取1、2、3，实现在微波段的一波段、二波段及三波段带阻滤波。
【专利摘要】一种U型开槽式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，属于多波段带阻滤波器。该滤波器包括：柔性介质基板、周期性金属光栅、U型槽、共面波导和耦合结构；在柔性介质基板上印制周期性金属光栅，周期性金属光栅与耦合结构及共面波导连接；周期性金属光栅与U型槽结合，U型槽表示为不印刷金属薄膜。优点：1、U型槽的周期数选取1、2、3，便可实现在微波段的一波段、二波段及三波段带阻滤波；2、结构简单，制作方便，周期性金属光栅结构具有对电磁场的强束缚；3、周期性金属光栅与U型槽结合的结构具有较小尺寸和柔性，能够被运用到具有紧凑的尺寸和特殊功能的微波集成电路中；4、通过对基本参数的改变，可运用到微波、毫米波及太赫兹频段。
【IPC分类】H01P1-20
【公开号】CN104810578
【申请号】CN201510238962
【发明人】沈晓鹏, 苏海, 李建东, 何韦刚, 付文悦, 李海鹏, 韩奎
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月12日