一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其中，包括由平衡设置的上介质片和下介质片间形成的滤波腔，在上介质片底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面，在上介质片底面的中部设有人工表面等离激元面，微带波导面为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，人工表面等离激元面为在上介质片垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽，滤波凸槽的截面为朝下介质片凸起的椭圆弧；在下介质片上设有谐振微带。本发明专利技术的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器具有低传输损耗、带宽可调、避免电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。

Bandwidth tunable microwave filter with elliptical arc convex slot structure

The invention discloses a elliptic arc convex groove structure of tunable microwave filters, which comprises a filter chamber formed on the dielectric substrate by setting and balance between the medium, on the bottom surface of the microwave dielectric chip input end and the output end is provided with a microwave waveguide to microstrip dielectric surface, on the bottom surface of the sheet the middle part is provided with an artificial surface plasmon waveguide, microstrip is curved surface exponential curve structure arranged along the direction of microwave transmission, artificial surface plasmon surface into a plurality of filtering convex groove is arranged on the dielectric substrate vertical microwave transmission direction of the filter section for elliptic arc convex groove down media projection; in medium plate is provided with a resonant microstrip. The invention relates to an adjustable bandwidth microwave filter with an elliptical arc convex slot structure, which has the advantages of low transmission loss, adjustable bandwidth, strong electromagnetic reflection and strong electromagnetic interference resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器
本专利技术涉及一种人工表面等离激元型微波带通滤波器，更具体地说，尤其涉及一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器。
技术介绍
随着大数据时代的来临，信息的需求量呈爆炸式增长，移动通讯领域要求能制造出集成度更高的微波器件，然而随着微波集成电路尺寸的不断缩小，技术上出现了一系列问题，例如当微波传输线线间距小到一定的程度，器件的电磁干扰噪声，RC延迟等达到极限导致微波器件工作不稳定。人工表面等离激元型微波器件相比于普通的微波介质器件，具有特殊的性质，例如它能把微波局域在亚波长尺寸，从而具有更强的抗电磁干扰能力、更高灵敏度和更大的带宽优势，并能突破衍射极限实现器件的小型化(如纳米尺寸)等，因此，基于人工表面等离激元型滤波器件能很好满足下一代微波通信的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，该微波带通滤波器具有低传输损耗、带宽可调、避免电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。本专利技术采用的技术方案如下：一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其中，包括由平衡设置的上介质片和下介质片间形成的滤波腔，在所述上介质片底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面，在所述上介质片底面的中部设有人工表面等离激元面，所述微带波导面为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，所述的人工表面等离激元面为在上介质片垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽，所述滤波凸槽的截面为朝下介质片凸起的椭圆弧；在所述的下介质片上设有谐振微带。进一步的，在所述的微带波导面与人工表面等离激元面之间设有过渡面连接。进一步的，所述的过渡面为在上介质片垂直微波传送方向设置的多个过渡凸槽，所述过渡凸槽的截面为朝下介质片凸起的椭圆弧，所述过渡凸槽的槽面高度从微带波导面往人工表面等离激元面逐渐增加。进一步的，多个所述的滤波凸槽均匀设置，所述的滤波凸槽的槽口宽度为2～8mm，所述的滤波凸槽的高度为1.5～9mm，相邻两个滤波凸槽间的距离为2～8mm。进一步的，所述的微带波导面的指数曲线方程为：y＝u1+u*(exp(k*x/(L1+L2))-1)/(exp(k)-1)其中u1为指数曲线位置系数，其取值为1～10mm，u、k均为指数曲线形状系数，u的取值为0.5～4mm，k的取值为2～30mm，L1为微带波导面沿微波传送方向的长度，L2为过渡面沿微波传送方向的长度,L3为人工表面等离激元面的长度。进一步的，所述的谐振微带为分别设置在微波输入端和微波输出端的微带波导面与过渡面连接部垂直投影至下介质片处的四分之一波长谐振器。进一步的，所述的四分之一波长谐振器中部对折，对折的所述四分之一波长谐振器中间留有耦合缝隙，所述的四分之一波长谐振器的长度为2～6mm，所述的四分之一波长谐振器的宽度为0.05～0.3mm，所述的耦合缝隙宽度为0.1～0.5mm。进一步的，所述上介质片底面垂直微波传送方向的两端为椭圆曲线面，所述椭圆曲线面沿微波传送方向的截面为椭圆弧，所述椭圆弧的曲线方程为：其中a为椭圆弧的短轴半径，其取值为1～12mm；b1为上边缘椭圆弧中心的纵坐标，其取值为0.1～15mm；w为椭圆弧的位置系数，其取值为5～15mm；L1取值为5～15mm，L2取值为15～35mm，L3取值为60～185mm。进一步的，多个所述的过渡凸槽均匀设置。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：本专利技术的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其中，包括由平衡设置的上介质片和下介质片间形成的滤波腔，在上介质片底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面，在上介质片底面的中部设有人工表面等离激元面，微带波导面为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，人工表面等离激元面为在上介质片垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽，滤波凸槽的截面为朝下介质片凸起的椭圆弧；在下介质片上设有谐振微带。在人工表面等离激元面上设置多个滤波凸槽，滤波凸槽的截面为朝下介质片凸起的椭圆弧，使得电磁场在传输时被束缚在椭圆弧的滤波凸槽周围，从而大大降低了多条传输线传输时因间距太小而出现的电磁干扰，使得传输线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，本专利技术还能减小微波集成电路的金属微带间的间距以实现器件的小型化，因而能更好地适应当今大规模微波集成电路的发展。附图说明图1是本专利技术的俯视图；图2是本专利技术A处的剖面图；图3是本专利技术B处的剖面图；图4是不同高度滤波凸槽的法线方向电场分布图；图5是不同长度四分之一波长谐振器的法线方向电场分布图；图6是本专利技术具体实施例1的S参数特性曲线图；图7是本专利技术具体实施例1的法线方向电场分布图；图8是本专利技术具体实施例2的S参数特性曲线图。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制。参照图1至3所示，本专利技术的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其中，包括由平衡设置的上介质片1和下介质片2间形成的滤波腔，在所述上介质片1底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面3，在所述上介质片1底面的中部设有人工表面等离激元面4，所述微带波导面3为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，所述的滤波凸槽面3为在上介质片1垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽6，所述滤波凸槽6的截面为朝下介质片2凸起的椭圆弧；在所述的下介质片2上设有谐振微带8。本专利技术的滤波器通过在人工表面等离激元面4上设置多个滤波凸槽6，滤波凸槽6的截面为朝下介质片2凸起的椭圆弧，使得电磁场在传输时被束缚在椭圆弧的滤波凸槽6周围，从而大大降低了多条传输线传输时因间距太小而出现的电磁干扰，使得传输线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，本专利技术的滤波器还能减小微波集成电路的金属微带间的间距以实现器件的小型化，因而能更好地适应当今大规模微波集成电路的发展。在所述的微带波导面3与人工表面等离激元面4之间设有过渡面5连接。所述的过渡面5为在上介质片1垂直微波传送方向设置的多个过渡凸槽7，所述过渡凸槽7的截面为朝下介质片2凸起的椭圆弧，所述过渡凸槽7的槽面高度从微带波导面3往人工表面等离激元面4逐渐增加。利用过渡面5实现准TEM模式向SSPPs模式的过渡，以减少微波电场反射。多个所述的过渡凸槽7均匀设置，使准TEM模式向SSPPs模式过渡的过渡效果更好。多个所述的滤波凸槽6均匀设置，所述的滤波凸槽6的槽口宽度为2～8mm，所述的滤波凸槽6的高度为1.5～9mm，相邻两个滤波凸槽6间的距离为2～8mm，通过设置滤波凸槽6可以紧密的束缚电磁场，并产生高频截止频率。所述的微带波导面3的指数曲线方程为：y＝u1+u*(exp(k*x/(L1+L2))-1)/(exp(k)-1)其中u1为指数曲线位置系数，其取值为1～10mm，u、k均为指数曲线形状系数，u的取值为0.5～4mm，k的取值为2～30mm，L1为微带波导面3沿微波传送方向的长度，L2为过渡面5沿微波传送方向的长度,L3为人工表面等离激元面4的长度，将微带波导面3设置为该指数曲线，可以实现滤波器良好的阻抗匹配和模式匹配。所述的谐振微带8为分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，包括由平衡设置的上介质片(1)和下介质片(2)间形成的滤波腔，在所述上介质片(1)底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面(3)，在所述上介质片(1)底面的中部设有人工表面等离激元面(4)，所述微带波导面(3)为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，所述的人工表面等离激元面(4)为在上介质片(1)垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽(6)，所述滤波凸槽(6)的截面为朝下介质片(2)凸起的椭圆弧；在所述的下介质片(2)上设有谐振微带(8)。

【技术特征摘要】
1.一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，包括由平衡设置的上介质片(1)和下介质片(2)间形成的滤波腔，在所述上介质片(1)底面微波输入端和微波输出端设有微带波导面(3)，在所述上介质片(1)底面的中部设有人工表面等离激元面(4)，所述微带波导面(3)为沿微波传送方向设置的指数型曲线结构的曲面，所述的人工表面等离激元面(4)为在上介质片(1)垂直微波传送方向设置的多个滤波凸槽(6)，所述滤波凸槽(6)的截面为朝下介质片(2)凸起的椭圆弧；在所述的下介质片(2)上设有谐振微带(8)。2.根据权利要求1所述的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，在所述的微带波导面(3)与人工表面等离激元面(4)之间设有过渡面(5)连接。3.根据权利要求2所述的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，所述的过渡面(5)为在上介质片(1)垂直微波传送方向设置的多个过渡凸槽(7)，所述过渡凸槽(7)的截面为朝下介质片(2)凸起的椭圆弧，所述过渡凸槽(7)的槽面高度从微带波导面(3)往人工表面等离激元面(4)逐渐增加。4.根据权利要求1所述的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，多个所述的滤波凸槽(6)均匀设置，所述的滤波凸槽(6)的槽口宽度为2～8mm，所述的滤波凸槽(6)的高度为1.5～9mm，相邻两个滤波凸槽(6)间的距离为2～8mm。5.根据权利要求1所述的一种具有椭圆弧凸槽结构的带宽可调微波滤波器，其特征在于，所述的微带波导面(3)的指数曲线方程为：y＝u1+u*(exp(k*x/(L1+L2))-1)/(exp(k)-1)其中u1为指数曲线位置系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，
申请(专利权)人：梧州学院，
类型：发明
国别省市：广西,45