一种微波透镜滤波器及其滤波方法技术

本发明专利技术涉及一种微波透镜滤波器及其滤波方法，该透镜滤波器为由介质A、介质B、介质C和介质D按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述介质A、介质B、介质C和介质D均为吸波超材料。该透镜滤波器的滤波方法为：根据需要透过的微波频率，配置透镜滤波器相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，通过透镜滤波器实现微波调节，完成杂波的吸收和过滤，以对选定的微波频率实现完全滤波。本发明专利技术构思合理，结构设计简单，能实现微波的调节，完成杂波的吸收，实现杂波的过滤作用，对选定的微波频率实现100％滤波效果。

A microwave lens filter and its filtering method

The invention relates to a microwave lens filter and its filtering method. The lens filter is a convex lens structure composed of a medium A, a medium B, a medium C and a medium D in a certain order. The medium A, medium B, medium C and medium D are all microwave absorbing supermaterials. The filtering method of the lens filter is as follows: according to the microwave frequency needed, the corresponding conductive geometric structure layer and the parameters of the air layer corresponding to the lens filter are configured. The required equivalent permittivity and permeability are obtained. The microwave regulation is realized by the lens filter to complete the absorption and filtration of the clutter, so as to select the selected microwave frequency. The rate is fully filtered. The invention is reasonable in conception and simple in structure design. It can realize the adjustment of microwave, complete the absorption of the clutter, realize the filtering effect of the clutter, and realize the 100% filtering effect on the selected microwave frequency.

【技术实现步骤摘要】
一种微波透镜滤波器及其滤波方法
本专利技术属于微波通信
，具体涉及一种微波透镜滤波器及其滤波方法。
技术介绍
微波滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的微波，将会被拒绝通过。目前的微波滤波器分低通、高通、带通和带阻四种类型(高通常用宽频带的带通滤波器代替)，它们的结构、参数和设计方法因不同的工作频率、频带宽度、功率容量等指标而有显著差别。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。微波滤波器在通信、信号处理、雷达等各种电路系统中具有广泛用途。随着移动通信、电子对抗和导航技术的飞速发展，对新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善提出了更高的要求，发达国家都在利用新材料和新技术来提高器件性能和集成度，同时，尽可能地降低成本、减小器件尺寸和降低功耗。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种构思合理，结构设计简单，能实现微波的调节，完成杂波的吸收，实现杂波的过滤作用，对选定的微波频率实现100％滤波效果的微波透镜滤波器及其滤波方法。本专利技术的技术方案如下：上述的微波透镜滤波器，为由介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)均为吸波超材料；所述介质(D)位于滤波器的中间位置，所述介质(D)的相对两侧面均由外而内逐层叠加有所述介质(A)、介质(B)和介质(C)；位于所述介质(D)相对两侧面的所述介质(A)、介质(B)和介质(C)成对称分布，所述介质(A)、介质(B)和介质(C)的内侧面均为凹弧面结构，外侧面为凸弧面结构。所述微波透镜滤波器，其中：所述介质(A)的折射率为nA,厚度a＝λ/4nA；所述介质(B)的折射率为nB,厚度b＝λ/4nB；所述介质(C)的折射率为nC,厚度c＝λ/4nC。所述微波透镜滤波器，其中：所述介质(D)的厚度d＝C/2Δf，其中d为所述介质(D)的厚度，C为光在真空中的速度，Δf为滤波器的微波频率间隔。所述微波透镜滤波器，其中，所述透镜滤波器的滤波过程为：当微波照射到所述透镜滤波器时，依次经过所述介质(A)、介质(B)、介质(C)、介质(D)完成微波的输入，并再逐次经过所述介质(C)、介质(B)、介质(A)，完成微波的输出；微波在传输的过程中逐次吸收过滤掉不需要的频率波段，选择留下所需要的微波，实现微波的过滤；且在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强。一种微波透镜滤波器的滤波方法，是根据需要透过的微波频率，配置透镜滤波器相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，通过透镜滤波器实现微波调节，完成杂波的吸收和过滤，以对选定的微波频率实现完全滤波。所述微波透镜滤波器的滤波方法，其中，所述透镜滤波器实现微波调节具体是：当微波通过所述透镜滤波器的时候，根据需要选择需要的频率，吸收过滤掉中心频率外的杂波，并利用透镜的聚焦原理，使选择的微波聚焦到一点，同时起到能量和信号增强的作用。所述微波透镜滤波器的滤波方法，具体过程为：当微波照射到所述透镜滤波器时，依次经过所述介质(A)、介质(B)、介质(C)、介质(D)完成微波的输入，并再逐次经过所述介质(C)、介质(B)、介质(A)，完成微波的输出；微波在传输的过程中逐次吸收过滤掉不需要的频率波段，选择留下所需要的微波，实现微波的过滤；且在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强。有益效果：本专利技术微波透镜滤波器结构设计简单，其中介质A、介质B、介质C、介质D均为吸波超材料，由于吸波超材料的电磁性能主要由导电几何结构和空气层的结构形状、尺寸大小以及各层之间排列方式等因素所决定，因此改变吸波超材料相应的结构形状、尺寸大小和层之间的排列方式，就可以实现改变折射率、电磁隐身、完美吸波、提高透波性能和极化控制等，且在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强。本专利技术微波透镜滤波器的滤波方法构思合理，通过配置吸波超材料相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强；通过微波的调节，完成杂波的吸收，实现杂波的过滤作用，对选定的微波频率实现100％的滤波效果。附图说明图1为本专利技术微波透镜滤波器的结构示意图；图2为本专利技术微波透镜滤波器的滤波原理图。具体实施方式如图1所示，本专利技术微波透镜滤波器，由四种不同的介质按一定顺序叠加组成，构成凸透镜结构形式；具体包括介质A、介质B、介质C和介质D。该介质D位于滤波器的中间位置，即本专利技术微波透镜滤波器以介质D为中心，该介质D的两侧均由外而内逐层叠加有介质A、介质B和介质C；其中，该介质D两侧的介质A、介质B、介质C呈对称分布，该介质A、介质B和介质C的内侧面均为凹弧面结构，外侧面为凸弧面结构。该介质A,介质B和介质C的弧度或者半径等，根据实际需要过滤的波频率，以及吸波材料的实际磁导率、介电常数等因素决定。该介质A、介质B、介质C、介质D均为吸波超材料。该介质A的折射率为nA,厚度a＝λ/4nA。该介质B的折射率为nB,厚度b＝λ/4nB。该介质C的折射率为nC,厚度c＝λ/4nC。该介质D的厚度为d＝C/2Δf，其中d为介质D的厚度，C为光在真空中的速度，Δf为滤波器的微波频率间隔。本专利技术的吸波超材料可采用但并不限于吸波橡皮、吸波海绵、吸波涂料、铁氧体吸波材料或者纳米材料、电致变色材料、多晶铁纤维、手性材料、导电高聚物、电路模拟材料及电磁超材料等新型材料等，具体参数根据实际情况而定。该吸波超材料包括导电几何结构层和空气层；其中，该吸波超材料的电磁性能主要由导电几何结构和空气层的结构形状、尺寸大小以及各层之间排列方式等因素所决定，改变相应的结构形状、尺寸大小和层之间的排列方式，可以实现改变折射率、电磁隐身、完美吸波、提高透波性能和极化控制等；配置相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，实现微波的调节、完成杂波的吸收，实现微波的过滤作用。该吸波超材料的吸波机理是：在谐振和反谐振区域，标志材料损耗特性的复介电常数和复磁导率的虚部也达到一个峰值，这意味着超材料会对电磁波表现出强烈的吸收特性。其按损耗机理可分为基于电磁谐振的超材料吸波体和基于电路谐振的超材料吸波体。如图2所示，本专利技术微波透镜滤波器的滤波过程为：当微波照射到微波透镜滤波器时，依次经过介质A、介质B、介质C、介质D完成微波的输入，并再逐次经过介质C、介质B、介质A，完成微波的输出；微波在传输的过程中逐次吸收过滤掉不需要的频率波段，选择留下所需要的微波，实现微波的过滤；且在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过微波透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强。本专利技术微波透镜滤波器的滤波方法，基于上述的微波透镜滤波器，是根据需要透过的微波频率，配置透镜滤波器相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波透镜滤波器，其特征在于：所述透镜滤波器为由介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)均为吸波超材料；所述介质(D)位于滤波器的中间位置，所述介质(D)的相对两侧面均由外而内逐层叠加有所述介质(A)、介质(B)和介质(C)；位于所述介质(D)相对两侧面的所述介质(A)、介质(B)和介质(C)成对称分布，所述介质(A)、介质(B)和介质(C)的内侧面均为凹弧面结构，外侧面为凸弧面结构。

【技术特征摘要】
1.一种微波透镜滤波器，其特征在于：所述透镜滤波器为由介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述介质(A)、介质(B)、介质(C)和介质(D)均为吸波超材料；所述介质(D)位于滤波器的中间位置，所述介质(D)的相对两侧面均由外而内逐层叠加有所述介质(A)、介质(B)和介质(C)；位于所述介质(D)相对两侧面的所述介质(A)、介质(B)和介质(C)成对称分布，所述介质(A)、介质(B)和介质(C)的内侧面均为凹弧面结构，外侧面为凸弧面结构。2.如权利要求1所述的微波透镜滤波器，其特征在于：所述介质(A)的折射率为nA,厚度a＝λ/4nA；所述介质(B)的折射率为nB,厚度b＝λ/4nB；所述介质(C)的折射率为nC,厚度c＝λ/4nC。3.如权利要求1所述的微波透镜滤波器，其特征在于：所述介质(D)的厚度d＝C/2Δf，其中d为所述介质(D)的厚度，C为光在真空中的速度，Δf为滤波器的微波频率间隔。4.如权利要求1所述的微波透镜滤波器，其特征在于，所述透镜滤波器的滤波过程为：当微波照射到所述透镜滤波器时，依次经过所述介质(A)、介质(B)、介质(C)、介质(D)完成微波的输入，并再逐次经过所述介质(C)、介质(B)、介质(A)，完成微波的输出；微波在传输的过程中逐次吸收过...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶松，姜丹丹，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51