【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，属于滤波器。
技术介绍
1、随着现代通信系统的不断发展，双频带带通滤波器使用各种设计方法进行了广泛的研究。例如，yuxia mo等，实现了基于单个改进阶跃阻抗谐振器的微带双频带带通滤波器以获得小型化尺寸和高选择性，但滤波器的通带(包括中心频率和带宽)难以控制。weijiang等，使用开路/短路短截线加载的阶跃阻抗谐振器，设计了具有宽阻带的高选择性。尽管滤波器实现了独立可调的带宽，但遗憾的是，通带中心频率无法单独控制。
2、总体而言，前面提到的双频带通滤波器无法同时实现独立可控的通带中心频率和带宽。azitam.moattari等实现了三频带通滤波器以获得灵活可控的通带。然而，通带选择性和隔离增强还不够，且带通滤波器具有较窄的阻带带宽。所有这些提出的双带滤波器的设计过程往往繁琐而复杂，并且可能因其带宽窄而难以满足高数据速率、高传输容量和多路传输的要求。因此，同时实现设计过程简单、选择性高、截止频率独立可控和宽阻带的双通带带通滤波器仍然是一项具有挑战性的任务。
3、表面等离激元(spp)是一种束缚在金属和电介质之间界面上的表面传播波电磁(em)波。由于表面场局域性强，表面等离激元可以突破衍射极限，实现亚波长约束、高频截止和通带宽，这对等离激元器件产生了巨大的推动作用。然而，天然spp无法在ghz到thz范围的低频段被激发。直到2004年，pendry等提出通过周期性结构表面设计工作在微波或太赫兹频段的spp。从那时起，由于通过
4、近几年，提出了微波领域的另一个类spp概念，该概念基于对仅填充正介电常数材料的平行板波导结构中众所周知的电磁模式结构色散的利用。也就是说，如果平行板波导被沿着垂直于板的平面放置的导线阵列分成两个部分，并且如果这些部分填充有不同的材料，则这两个部分在一定的范围内表现出相反符号的有效介电常数。在频率范围内，将会在接口处产生spp的现象。这些模态色散诱导的有效表面等离激元(espp)与传统的人工表面等离激元不同，因为espp不是由金属结构的波纹产生的。该方法应用于基片集成波导(siw)，实现的配置展示了微波频率滤波应用的潜力。espp被用来在基片集成波导中产生双带效应。三个子基片集成波导结构的有效介电常数在特定频率范围内表现出相反的符号，提供两个不同的具有高隔离度的类spp传播通道，从而在多层波导中产生双带通特性。然而，所提出的双带滤波器仍然无法独立控制截止频率，并且通带较窄，插入损耗较高，阻带的稳定性较低。
5、上述问题是在双通带带通滤波器的设计过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器解决现有技术中存在的双频带中通带截止频率和带外截止频率不能独立控制，插入损耗较高，阻带的稳定性有待增强问题。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，包含介质基板，介质基板的上下两面分别形成介质基板顶层和介质基板底层，介质基板顶层设有第一微带线、第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线和第四微带线，第一微带线的一端为馈电端口并通过第一微波高频连接器接头连接接地金属层，第一微带线的另一端依次通过第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线、第四微带线、第二微波高频连接器接头连接金属接地层；基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器包括自下而上依次设置的基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层，接地金属层、基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层分别设有两排圆柱通孔并由定位螺钉固定，且圆柱通孔内壁覆铜，分别形成侧面电壁，介质基板底层全部覆盖接地金属层。
4、进一步地，金属柱层一包括电介质一和若干间隔排列在电介质一的中部的金属柱一，且金属柱一设于金属柱层一的两排圆柱通孔间。
5、进一步地，电介质一间隔设有若干空气缝一，空气缝一的侧壁覆盖用于形成金属柱一的侧壁的铜片一，铜片一的上下两端分别设有上金属条和下金属条，铜片一和对应的上金属条、下金属条共同形成金属柱一。
6、进一步地，上金属条间隔排列在介质空腔层的底部，下金属条间隔排列在基片集成波导的顶部。
7、进一步地，介质空腔层包括介质基片一和第一矩形气槽，介质基片一的两端分别设有侧壁覆盖铜的第一矩形气槽。
8、进一步地，金属柱层二包括电介质二、回字形铜片、顶部金属条和底部金属条，电介质二设有若干间隔排列空气缝二，空气缝二均设于金属柱层二的两排圆柱通孔间，空气缝二的侧壁覆盖铜片二，铜片二的上下两端分别设有顶部金属条和底部金属条，铜片二与对应的顶部金属条和底部金属条共同形成金属柱二，底部金属条间隔排列设于介质空腔层的顶部，顶部金属条间隔排列设于回字形铜片内。
9、进一步地，空气腔层包括介质基片二，介质基片一的中部设有第二矩形气槽，第二矩形气槽的侧壁覆盖有铜。
10、进一步地，第二微带线和第三微带线采用对称设置的喇叭形渐变微带线，第一微带线和第四微带线分别采用长条形。
11、进一步地，通过控制基片集成波导的两排圆柱通孔的宽度用来控制下通带的下截止频率，即基片集成波导的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，下通带的下截止频率不断的减小；通过控制金属柱层一的两排圆柱通孔的宽度来独立控制下通带的上截止频率；即金属柱层一的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，下通带的上截止频率不断的减小。
12、进一步地，通过控制介质空腔层的两排圆柱通孔的宽度来控制高通带的下截止频率，即介质空腔层的的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高通带的下截止频率不断的减小；通过控制金属柱层二的两排圆柱通孔的宽度来独立控制高通带的上截止频率，即金属柱层二的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高通带的上截止频率不断的减小；通过控制空气腔层的的两排圆柱通孔的宽度来控制高阻带的上截止频率，即空气腔层的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高阻带的上截止频率不断减小。
13、本专利技术的有益效果是：
14、一、该种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，将夹层结构被引入到基片集成波导中的espp中，激发esspp模式，以独立控制双通带带通滤波器的截止频率，能够实现具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，包含介质基板，介质基板的上下两面分别形成介质基板顶层和介质基板底层，其特征在于：介质基板顶层设有第一微带线、第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线和第四微带线，第一微带线的一端为馈电端口并通过第一微波高频连接器接头连接接地金属层，第一微带线的另一端依次通过第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线、第四微带线、第二微波高频连接器接头连接金属接地层；基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器包括自下而上依次设置的基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层，接地金属层、基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层分别设有两排圆柱通孔并由定位螺钉固定，且圆柱通孔内壁覆铜，分别形成侧面电壁，介质基板底层全部覆盖接地金属层。
2.如权利要求1所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：金属柱层一包括电介质一和若
3.如权利要求2所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：电介质一间隔设有若干空气缝一，空气缝一的侧壁覆盖用于形成金属柱一的侧壁的铜片一，铜片一的上下两端分别设有上金属条和下金属条，铜片一和对应的上金属条、下金属条共同形成金属柱一。
4.如权利要求3所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：上金属条间隔排列在介质空腔层的底部，下金属条间隔排列在基片集成波导的顶部。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：介质空腔层包括介质基片一和第一矩形气槽，介质基片一的两端分别设有侧壁覆盖铜的第一矩形气槽。
6.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：金属柱层二包括电介质二、回字形铜片、顶部金属条和底部金属条，电介质二设有若干间隔排列空气缝二，空气缝二均设于金属柱层二的两排圆柱通孔间，空气缝二的侧壁覆盖铜片二，铜片二的上下两端分别设有顶部金属条和底部金属条，铜片二与对应的顶部金属条和底部金属条共同形成金属柱二，底部金属条间隔排列设于介质空腔层的顶部，顶部金属条间隔排列设于回字形铜片内。
7.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：空气腔层包括介质基片二，介质基片一的中部设有第二矩形气槽，第二矩形气槽的侧壁覆盖有铜。
8.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：第二微带线和第三微带线采用对称设置的喇叭形渐变微带线，第一微带线和第四微带线分别采用长条形。
9.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：通过控制基片集成波导的两排圆柱通孔的宽度用来控制下通带的下截止频率，即基片集成波导的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，下通带的下截止频率不断的减小；通过控制金属柱层一的两排圆柱通孔的宽度来独立控制下通带的上截止频率；即金属柱层一的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，下通带的上截止频率不断的减小。
10.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：通过控制介质空腔层的两排圆柱通孔的宽度来控制高通带的下截止频率，即介质空腔层的的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高通带的下截止频率不断的减小；通过控制金属柱层二的两排圆柱通孔的宽度来独立控制高通带的上截止频率，即金属柱层二的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高通带的上截止频率不断的减小；通过控制空气腔层的的两排圆柱通孔的宽度来控制高阻带的上截止频率，即空气腔层的两排圆柱通孔的宽度的不断增大，高阻带的上截止频率不断减小。
...【技术特征摘要】
1.一种基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，包含介质基板，介质基板的上下两面分别形成介质基板顶层和介质基板底层，其特征在于：介质基板顶层设有第一微带线、第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线和第四微带线，第一微带线的一端为馈电端口并通过第一微波高频连接器接头连接接地金属层，第一微带线的另一端依次通过第二微带线、基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器、第三微带线、第四微带线、第二微波高频连接器接头连接金属接地层；基于混合基片集成波导结构的等效人工表面等离激元双通带带通滤波器包括自下而上依次设置的基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层，接地金属层、基片集成波导、金属柱层一、介质空腔层、金属柱层二、空气腔层和覆铜层分别设有两排圆柱通孔并由定位螺钉固定，且圆柱通孔内壁覆铜，分别形成侧面电壁，介质基板底层全部覆盖接地金属层。
2.如权利要求1所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：金属柱层一包括电介质一和若干间隔排列在电介质一的中部的金属柱一，且金属柱一设于金属柱层一的两排圆柱通孔间。
3.如权利要求2所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：电介质一间隔设有若干空气缝一，空气缝一的侧壁覆盖用于形成金属柱一的侧壁的铜片一，铜片一的上下两端分别设有上金属条和下金属条，铜片一和对应的上金属条、下金属条共同形成金属柱一。
4.如权利要求3所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：上金属条间隔排列在介质空腔层的底部，下金属条间隔排列在基片集成波导的顶部。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于有效人工表面等离激元的具有独立可控截止频率的双通带带通滤波器，其特征在于：介质空腔层包括介质基片一和第一矩形气槽，介质基片一的两端分别设有侧壁覆盖铜的第一矩形气槽。
6.如权利要求1-4任一项...
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