【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微波数字通信系统的传输，特别是涉及一种面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件。
技术介绍
1、微波器件作为现代通信系统及小型化集成电路的重要组成部分，其性能直接决定了系统电路的工作性能。随着无线通信和射频技术的快速发展，更高性能、更灵活、更可靠的微波滤波器和其他微波器件的需求日益增加，对于通讯系统功能的多元化，可以切换工作方式的多功能微波器件是当下热门研究领域。
2、在微波器件领域，相比于基于人工表面等离子体的静态滤波器，基于人工表面等离子体的动态可重构微波滤波器目前成为更为热门的研究方向，动态可重构滤波器件相较于静态滤波器具有调整其频率响应和滤波特性的能力，这使得它们能够在不同应用场景下实现更高的性能和效率，因此与传统静态滤波器不同，可重构滤波器可以根据系统要求进行实时调整，适应不同的信号频谱和带宽需求，从而在频谱利用和通信质量方面提供更多的优势，以满足不断变化的需求和工作条件。
3、传统的静态滤波器由于其固定特性，导致其性能在设计时已无法更改，在面对多样的应用场景以及需要集成多个功能的系统时，静态滤波器会导致系统成本的增加、体积增大和较差的兼容性等系列问题。对于上述问题，目前也有方案是通过在滤波器件上加载容性可变的电子元件，通过改变电子元件的特性来动态调整滤波器结构的色散曲线以实现滤波器的可重构特性。比如中国专利cn10974299a虽然在环状结构中内外嵌套反向开口的金属环构成谐振器引入阻带，在内外金属环之间连接变容二极管，实现阻带编码可控，虽然该谐振器虽然能引入阻带，但该谐振器
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，能够通过两种不同的调节方式实现通带工作范围及整体带宽的重构，且在带通滤波器的基础上通过引入h型开口谐振环和变容二极管实现逻辑非门系统功能。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，包括：介质基板以及设置在介质基板表面的顶层设计结构，顶层设计结构包括沿着电磁波的传播方向设置的馈电输入区、第一siw-sspp转换区、siw-sspps传输周期阵列、第二siw-sspp转换区和馈电输出区，其中馈电输入区和馈电输出区之间形成siw波导区域的上下两侧设有间隔设置的多个金属通孔，第一siw-sspp转换区和第二siw-sspp转换区为间隔设置多个锯齿的锯齿过渡带结构，且锯齿过渡带结构中的多个锯齿深度朝向siw-sspps传输周期阵列的方向渐进变大，siw-sspps传输周期阵列包括周期排列的多个sspps有源单位单元，每一sspps有源单位单元包括设置在上下两列的金属通孔之间的十字状锯齿波导以及嵌入在十字状锯齿波导中的h型开口谐振环，相邻的sspps有源单位单元连接且连接位置加载变容二极管。
3、第二方面，本申请实施例提供了一种面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，应用于6g通信领域。
4、本专利技术的主要贡献和创新点如下：
5、1.可采用两种不同的调节方式实现可重构特性：本方案提供的面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件能够通过两种不同的调节方式，静态和动态地实现通带工作范围及整体带宽的重构，并且在工作频率范围内实现良好的带通滤波特性。具体的，通过改变siw波导区域的金属通孔之间间距实现滤波器件的上截止频率的静态调整，以及在siw-sspps传输周期阵列中引入了变容二极管，通过对变容二极管两端偏置电压的控制可以改变对应的电容大小，进而进而改变结构间的耦合关系使其等效电路发生变化，通过改变sspps上加载的变容二极管的特性实现滤波器件下截止频率的动态调整，该滤波器件相较于传统的静态滤波器件能够动态实现通带工作范围及整体带宽的重构。且本方案的多功能微波器件只有上下共两排的金属通孔，通过改变金属通孔的间距实现滤波上截止频率的调控，减少了滤波器件的复杂度和制作成本。
6、2.实现了逻辑“非”门系统的构建，本方案所设计的多功能微波器件凭借阻带的频移特性实现了一个频率开关电路，通过h型开口环谐振环上的有源电子器件的控制，实现了“0-1”序列的定义和动态翻转，达到特定频率信号开关状态的动态选择，实现了逻辑“非”门系统的构建，从而设计出一种可定义功能状态的逻辑开关电路。具体的，本方案的多功能微波器件的h型开口环谐振环的h型单元结构只在20.4ghz处出现阻带，并且仅有两个状态“出现阻带”和“阻带消失”，在带通滤波器的基础上实现逻辑非门系统功能，即实现多功能器件的效果。
7、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，包括：介质基板以及设置在介质基板单侧表面的顶层设计结构，顶层设计结构包括沿着电磁波的传播方向设置的馈电输入区、第一SIW-SSPP转换区、SIW-SSPPS传输周期阵列、第二SIW-SSPP转换区和馈电输出区，其中馈电输入区和馈电输出区之间形成SIW波导区域的上下两侧设有间隔设置的多个金属通孔，第一SIW-SSPP转换区和第二SIW-SSPP转换区为间隔设置多个锯齿的锯齿过渡带结构，且锯齿过渡带结构中的多个锯齿深度朝向SIW-SSPPS传输周期阵列的方向渐进变大，SIW-SSPPS传输周期阵列包括周期排列的多个SSPPs有源单位单元，每一SSPPs有源单位单元包括设置在上下两列的金属通孔之间的十字状锯齿波导以及嵌入在十字状锯齿波导中的H型开口谐振环，相邻的SSPPs有源单位单元连接且连接位置加载变容二极管。
2.根据权利要求1所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，第一SIW-SSPPs转换区为由多个相间的第一锯齿组成的第一锯齿过渡带，第一锯齿过渡带的一端相对馈电输入区的
3.根据权利要求1所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，十字状锯齿波导311由横置设置的横置波导条和相对于横置波导条垂直设置的竖置波导条组成，其中相邻两个十字状锯齿波导的横置波导条位于同一水平线上彼此相通，相邻两个十字状锯齿波导的竖向波导条的上下两侧彼此相通，位于两侧的十字状锯齿波导的竖向波导条同第一锯齿和/或第二锯齿的上下两侧相通。
4.根据权利要求3所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，连接相邻两个十字状锯齿波导的竖向波导条上侧的第一连接线，以及连接相邻两个十字状锯齿波导的竖向波导条下侧的第二连接线均相对于横置波导条平行设置，变容二极管设置在第一连接线和第二连接线上。
5.根据权利要求1所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，H型开口谐振环包括金属开口外环以及嵌入金属开口外环内的H型单元结构，其中H型单元结构同金属开口外环之间设有有源电子器件，金属开口外环上形成一个开口。
6.根据权利要求5所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，H型单元结构同金属开口外环之间设有有源电子器件平行于电磁波的传播方向设置，金属开口外环的开口垂直于电磁波的传播方向设置。
7.根据权利要求1所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，馈电输入区和馈电输出区之间的SIW波导区域的上方设有由诸多金属通孔间隔排列得到金属孔上列，馈电输入区和馈电输出区之间的SIW波导区域的下方设有由诸多金属通孔间隔排列得到金属孔下列，其中金属孔上列和金属孔下列平行于电磁波的传播方向设置。
8.根据权利要求7所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，通过调节金属孔上列和金属孔下列之间的间距调节多功能微波器件的上截止频率，其中金属孔上列和金属孔下列之间的间距和上截止频率呈反比，调节变容二极管的容值调节多功能微波器件的下截止频率。
9.根据权利要求5所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，通过调控H型开口谐振环的有源电子器件的容值在频段内出现阻带，设定“出现阻带”和“阻带消失”的状态为逻辑“非”门电路的关断和/或导通信号。
10.根据权利要求1到9任一所述的面向6G同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，应用于6G通信领域。
...【技术特征摘要】
1.面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，包括：介质基板以及设置在介质基板单侧表面的顶层设计结构，顶层设计结构包括沿着电磁波的传播方向设置的馈电输入区、第一siw-sspp转换区、siw-sspps传输周期阵列、第二siw-sspp转换区和馈电输出区，其中馈电输入区和馈电输出区之间形成siw波导区域的上下两侧设有间隔设置的多个金属通孔，第一siw-sspp转换区和第二siw-sspp转换区为间隔设置多个锯齿的锯齿过渡带结构，且锯齿过渡带结构中的多个锯齿深度朝向siw-sspps传输周期阵列的方向渐进变大，siw-sspps传输周期阵列包括周期排列的多个sspps有源单位单元，每一sspps有源单位单元包括设置在上下两列的金属通孔之间的十字状锯齿波导以及嵌入在十字状锯齿波导中的h型开口谐振环，相邻的sspps有源单位单元连接且连接位置加载变容二极管。
2.根据权利要求1所述的面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，第一siw-sspps转换区为由多个相间的第一锯齿组成的第一锯齿过渡带，第一锯齿过渡带的一端相对馈电输入区的开口位置设置，另一端与siw-sspps传输周期阵列相通；第二siw-sspps转换区为由多个相间的第二锯齿组成的第二锯齿过渡带，另一端与siw-sspps传输周期阵列连接，第二锯齿过渡带的一端相对馈电输出区的开口位置设置。
3.根据权利要求1所述的面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑非门的微波器件，其特征在于，十字状锯齿波导311由横置设置的横置波导条和相对于横置波导条垂直设置的竖置波导条组成，其中相邻两个十字状锯齿波导的横置波导条位于同一水平线上彼此相通，相邻两个十字状锯齿波导的竖向波导条的上下两侧彼此相通，位于两侧的十字状锯齿波导的竖向波导条同第一锯齿和/或第二锯齿的上下两侧相通。
4.根据权利要求3所述的面向6g同时实现可重构带通滤波和逻辑...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖丙刚，朱武富，卢敏然，朱婷，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。