本发明专利技术公开了一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，包括介质板及其上的MIM光栅结构，MIM光栅结构由两个金属光栅结构和绝缘体组成，所述金属光栅结构设置一组以上凹槽基本单元，所述凹槽基本单元由一个矩形槽和一个圆形槽组合而成，等距分布，两个金属光栅结构的凹槽单元相向放置，朝向绝缘体。矩形槽的宽度、长度，圆形槽的半径和/或凹槽基本单元间隔参数不同，其色散特性不同，根据所设计滤波器的不同带宽可以选择不同的矩形槽参数。本发明专利技术引入的凹槽基本单元使得整个系统的尺寸变得更紧凑，体积更小。MIM光栅结构置于介质板上便于与有源器件集成。本发明专利技术通过结构参数可以改变滤波器的工作频带，从而可工作于微波段、毫米波段和太赫兹波段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紧凑型超宽带滤波器，尤其涉及一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，属于滤波器
技术介绍
表面等离激元是束缚于金属与介质表面的电磁波，不受光学衍射极限的限制，因而可用于构造紧凑小型化元件，在表面或界面技术及数据存储等方面具有重要应用，已形成表面等离子学。通过在理想导体表面加工周期微结构(其特征尺寸远小于波长)形成的人工电磁结构能够支持人工表面等离激元的传播。利用人工电磁结构能够更方便地操纵电磁波的传播，实现多种新型功能器件。但是，目前已提出的金属-绝缘体-金属(ΜΠΟ光栅结构，如金属凹槽结构的滤波器存在以下不足:滤波器整体尺寸或体积会随着竖直凹槽深度的增加而不断变大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种简单有效的金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器。根据上述专利技术构思本专利技术采用如下技术方案: 一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，包括Μ頂光栅结构，所述Μ頂光栅结构由结构相同的第一至第二金属光栅结构和绝缘体组成，所述第一金属光栅结构包括一组以上等距分布的凹槽基本单元，所述凹槽基本单元由一个矩形槽和一个圆形槽组合而成，第一和第二金属光栅结构中的各凹槽单元相向放置，均朝向绝缘体。进一步，所述矩形槽的宽度、长度，圆形槽的半径和/或凹槽基本单元间隔由滤波器的带宽决定。通过结构参数可以改变滤波器的工作频带，从而可工作于微波段、毫米波段和太赫兹波段。进一步，所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器还包括介质板，所述Μ頂光栅结构置于介质板上。Μ頂光栅结构置于介质板上便于与有源器件集成。进一步，所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器包括结构相同、对称分布的输入端和输出端；所述输入端包括设置于所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器前端的第一槽线，和与所述第一槽线垂直的输入微带线结构， 更进一步，所述第一槽线的末端处设有输入端第一圆形凹槽结构，输入微带线结构由一条短金属贴片和金属贴片末端的输入端第二圆盘结构组成，所述短金属贴片为四分之一波长，所述短金属贴片距离第一槽线末端第一圆形凹槽垂直距离四分之一波长。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步:本专利技术引入哑铃形凹槽，使得滤波器的整体尺寸与基于竖直凹槽的滤波器相比减小22%。【附图说明】图1是本专利技术的俯视图； 图2是本专利技术的侧视图； 图3是本专利技术的局部放大参数图； 图4是本专利技术的反射系数及传输系数的仿真结果； 其中1-MIM光栅结构，2-输入端第一圆形凹槽结构，3-输入端第二圆盘结构，4-输入微带线结构，5-第一槽线，6-输入端，7-绝缘体，8-输出端，9-第二槽线，10-输出微带线结构，11-输出端第二圆盘结构，12-输出端第二圆形凹槽结构，13-介质板，16-空气缝，14-滤波器横向尺寸，15-第一槽线长度，16-空气缝长度，17-纵向短直的长度，18-矩形槽，19-圆形槽，24-凹槽基本单元间隔，25-金属凹槽宽度，26-空气缝宽度，27-金属光栅厚度，28-介质基板厚度。【具体实施方式】为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白理解，下面结合附图和优选实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1: 参见图1和图2，一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，包括Μ頂光栅结构1，所述Μ頂光栅结构1由结构相同的第一至第二金属光栅结构和绝缘体7组成，所述第一金属光栅结构包括一组以上等距分布的凹槽基本单元，所述凹槽基本单元由一个矩形槽18和一个圆形槽19组成，第一和第二金属光栅结构中的各凹槽单元相向放置，均朝向绝缘体7。进一步，所述矩形槽18的宽度、长度，圆形槽19的半径和/或凹槽基本单元间隔24由滤波器的带宽决定。通过结构参数可以改变滤波器的工作频带，从而可工作于微波段、毫米波段和太赫兹波段。进一步，所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器还包括介质板13，所述Μ頂光栅结构1置于介质板13上。Μ頂光栅结构置于介质板上便于与有源器件集成。进一步，所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器包括结构相同、对称分布的输入端6和输出端8 ;所述输入端6包括设置于所述金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器前端的第一槽线5，和与所述第一槽线5垂直的输入微带线结构4，所述第一槽线5的末端处设有输入端第一圆形凹槽结构2，输入微带线结构4由一条短金属贴片和金属贴片末端的输入端第二圆盘结构3组成，所述短金属贴片为四分之一波长，所述第二圆盘结构可以增加微带线与第一槽线间电磁波的耦合，短金属贴片距离第一槽线末端第一圆形凹槽垂直距呙也是四分之一波长。位于介质板13背面的输入端微带线结构4作为激励来激发介质板上Μ頂结构1中的人工表面等离激元，输入端微带线结构4与第一槽线5垂直。输出端和输入端呈对称分布。输入端微带线结构4与输入端第一圆形凹槽结构2和输入端第二圆盘结构3是为了使更多的电磁波从微带线耦合到槽线结构上，输出端微带线结构10与第二槽线9后端的输出端第一圆形凹槽结构12、输出端第二圆盘结构11是为了使更多的电磁波从槽线耦合到微带线以便输出。输入端微带线结构4和输出端微带线结构10是位于介质板13背面的两条短金属贴片，第一槽线5和第二槽线9是Μ頂结构前后两端的两条缝隙结构。本专利技术可以使电磁波在较宽的工作频率范围内有效通过该器件，而高于或者低于此频率范围的电磁波则不能通过，从而实现滤波的功能，调节哑铃形凹槽中矩形凹槽的长度或者圆形凹槽的半径可以改变频带的宽度， 参见图3和图4，本专利技术使整个系统的尺寸和体积大幅缩小。图3中整个系统的横向尺寸14大幅缩小，与完全采用竖直凹槽的滤波器相比，可减小约22%。因此，本专利技术的结构更加紧凑。图4为本专利技术的反射系数及传输系数仿真结果。从图中可以看出电磁波可以在很宽的频率范围内通过该结构，而高于或者低于此频率范围的电磁波则不能通过，从而实现了滤波的功能。本实施例中支持表面波传播的金属光栅结构根据工作频段不同，可采用不同加工工艺加以实现，例如PCB工艺、电火花线切割技术或者光刻工艺等。本专利技术可以使电磁波在较宽的工作频率范围内有效通过该器件，而高于或者低于此频率范围的电磁波则不能通过，从而实现滤波的功能。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。【主权项】1.一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，其特征在于:包括Μ頂光栅结构(1 )，所述Μ頂光栅结构(1)由结构相同的第一至第二金属光栅结构和绝缘体(7 )组成，所述第一金属光栅结构包括一组以上等距分布的凹槽基本单元，所述凹槽基本单元由一个矩形槽(18)和一个圆形槽(19)组成，第一和第二金属光栅结构中的各凹槽单元相向放置，均朝向绝缘体(7)02.根据权利要求书1所述的金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，其特征在于:所述矩形槽(18)的宽度、长度，圆形槽(19)的半径和/或凹槽基本单元间隔参数由滤波器的带宽决定。3.根据权利要求书1所述的金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属凹槽结构的紧凑型超宽带滤波器，其特征在于：包括MIM光栅结构（1），所述MIM光栅结构（1）由结构相同的第一至第二金属光栅结构和绝缘体（7）组成，所述第一金属光栅结构包括一组以上等距分布的凹槽基本单元，所述凹槽基本单元由一个矩形槽（18）和一个圆形槽（19）组成，第一和第二金属光栅结构中的各凹槽单元相向放置，均朝向绝缘体（7）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周永金，杨保佳，肖前循，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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