一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器制造技术

一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器，涉及带通滤波器领域。设有高频介质基板，在高频介质基板的两表面设有相同的金属结构；所述金属结构从左至右依次为左微带线、左微带线过渡部分，左SIW

【技术实现步骤摘要】
一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器


[0001]本专利技术涉及带通滤波器领域，具体是涉及一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器。

技术介绍

[0002]超宽带(Ultra
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Wideband，UWB)技术具有低功耗、高速率、保密性高等优点，在近距离通信和多设备协同业务领域极具优势，现已成为无线个人局域网领域的主要技术。超宽带滤波器是射频前端系统中的核心器件，对整个UWB通信系统的性能都有重要影响，在成像系统、车载雷达通信、室内通信具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。
[0003]超宽带滤波器技术的蓬勃发展，设计方法层出不穷，但主要的技术可以分为以下两种：1.混合微带/共面波导法，该方法充分利用微带线的上下表面，可以精简电路结构与系统的同时满足传输线间的强耦合，但是存在阻带特性不好的特点。2.微带多模谐振器法，该方法则是利用通带范围内的多模谐振实现宽带传输，但是该方法存在边带不够陡峭、矩形系数低等问题。
[0004]人工表面等离激元(SpoofSurface Plasmon Polaritons,SSPP)是一种在微波频段实现沿金属表面传播的与光频表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons，SPP)类似的表面波，整体呈现低通特性，在截止频率附近具有近场增强、表面受限、深亚波长等特点。
[0005]基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是近年来提出的一种新型波导结构，可应用于微波以及毫米波波段。因其低辐射，低插损，高功率容量等特性得到了广泛的应用，结构上能够实现有源和无源器件的集成设计，从而实现微波毫米波器件的小型化。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供能够在超宽带范围内实现低插损、高质量通信传输的带通滤波器，创新地将SSPP和SIW结合，并通过调整参数实现传输频带可调控的一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器。通带范围内传输系数保持平稳，整个通带的波纹系数小于0.5dB。此外整个滤波器的通带特性可以通过开槽宽度加以调控，实现滤波器工作带宽的可调谐。
[0007]本专利技术设有高频介质基板，在高频介质基板的两表面设有相同的金属结构；所述金属结构从左至右依次设有左微带线、左微带线过渡部分，左SIW
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SSPP过渡部分、SIW
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SSPP带通滤波器单元传输结构、右SIW
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SSPP过渡部分、右微带线过渡部分、右微带线；
[0008]所述左微带线是一段上下表面一致的矩形金属导体，用于和外设SMA转接头焊接，将射频信源信号转换为高频介质基板上的电磁分布及信号输出；
[0009]所述左微带线过渡部分是一段上下表面一致的梯形金属导体，用于实现微带线到SIW
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SSPP单元之间的模式转换与动量匹配；
[0010]所述左SIW
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SSPP过渡部分是由上下表面一致的SIW波导及其结构中心上的两个边
长渐增的矩形环状缝隙组成，用于将微带线中的信号引入到SIW波导中形成腔体模式，同时引入表面边长递增的矩形环状缝隙能够有效地产生SSPP模式；
[0011]所述SIW
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SSPP带通滤波器单元传输结构由上下表面一致的SIW波导及其结构中心上的四个边长不变的矩形环状缝隙组成，用于传输SIW腔体模式和SSPP慢波模式形成的混合模式；
[0012]所述右SIW
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SSPP过渡部分与左SIW
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SSPP过渡部分结构一致，空间上关于整个滤波器结构中心呈对称分布，用于延续SIW腔体模式的同时减弱SSPP慢波模式的作用；
[0013]所述右微带线过渡部分与左微带线过渡部分结构一致，空间上关于整个滤波器结构中心呈对称分布，用于是将SIW的腔体模式转换为微带线传输模式；
[0014]所述右微带线与左微带线一致，空间上关于整个滤波器结构中心呈对称分布，用于和外设SMA转接头焊接，将介质板上的电磁分布转化为射频信源信号并传入其他射频器件。
[0015]所述左微带线和右微带线作为馈电结构。
[0016]所述左微带线过渡部分和右微带线过渡部分均为梯形。
[0017]所述SIW波导每侧采用两列短路金属过孔。
[0018]所述SIW
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SSPP带通滤波器单元传输结构是由上下表面一致的SIW波导及其结构中心上的四个边长不变的矩形环状缝隙组成。
[0019]所述高频介质基板两面的金属结构完全一致。
[0020]整个滤波器的结构同时具有左右对称性和上下对称性。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0022]1、本专利技术充分利用SIW腔体模式和SSPP慢波模式的特点，将SIW波导的腔体快波模式和SSPP慢波模式组合实现具有线性相移的超宽带带通滤波器。
[0023]2、本专利技术基于基片集成波导(SIW)实现，具有高度集成化的特点，能与其他片上设备协同作用。
[0024]3、本专利技术中的基片集成波导(SIW)由两列短路金属过孔实现，有效减少插入损耗，保证信号高质量传输。
[0025]4、本专利技术中SIW
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SSPP超宽带带通滤波器的工作频带受到矩形环边直接影响，在不改变滤波器其他参数的情况下，利用环状缝隙边长的变化实现滤波大范围的控制。
[0026]5、本专利技术具有线性相移、超宽带、可调谐、低插损、高度集成化的特点。本专利技术的超宽带滤波器在5G通信、成像系统、车载雷达通信、室内通信等领域具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例的结构组成的平面俯视图之一。
[0028]图2为本专利技术实施例的结构组成的平面俯视图之二。
[0029]图3为本专利技术实施例结构组成的立体示意图。
[0030]图4为本专利技术实施例中SIW
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SSPP单元结构的色散曲线图。
[0031]图5为本专利技术实施例的回波损耗与传输系数的仿真结果。
[0032]图6为本专利技术实施例的传输系数随受参数W6影响的变化图
[0033]图7为本专利技术实施例的输入信号包络波形。
[0034]图8为本专利技术实施例在通带内13GHz处的输出信号包络波形。
[0035]图9为本专利技术实施例在通带内20GHz处的输出信号波形。
[0036]图10为本专利技术实施例在通带内26GHz处的输出信号波形。
[0037]图11为本专利技术实施例的相频特性曲线。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]参见图1和2，所述一种共置有SSPP材料的SIW的具有线性相移的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共置有SSPP材料的SIW的可调超宽带滤波器，其特征在于设有高频介质基板，在高频介质基板的两表面设有相同的金属结构；所述金属结构从左至右依次为左微带线、左微带线过渡部分、左SIW
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SSPP过渡部分、SIW
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SSPP带通滤波器单元传输结构、右SIW
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SSPP过渡部分、右微带线过渡部分、右微带线；所述左微带线是一段上下表面一致的矩形金属导体，用于和外设SMA转接头焊接，将射频信源信号转换为高频介质基板上的电磁分布及信号输出；所述左微带线过渡部分是一段上下表面一致的梯形金属导体，用于实现微带线到SIW
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SSPP单元之间的模式转换与动量匹配；所述左SIW
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SSPP过渡部分是由上下表面一致的SIW波导及其结构中心上的两个边长渐增的矩形环状缝隙组成，用于将微带线中的信号引入到SIW波导中形成腔体模式，同时引入表面边长递增的矩形环状缝隙能够有效地产生SSPP模式；所述SIW
‑
SSPP带通滤波器单元传输结构由上下表面一致的SIW波导及其结构中心上的四个边长不变的矩形环状缝隙组成，用于传输SIW腔体模式和SSPP慢波模式形成的混合模式；所述右SIW
‑
SSPP过渡部分与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟文，张磊，乔迁，林婕，李杰，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：