【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及波导与传输线的，具体涉及一种x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器。
技术介绍
1、x波段(8-12ghz)作为微波频谱中一个关键频段，x波段微波器件可以用于军事雷达中目标的监测和追踪，在气象监测中可用于天气检测和气象灾害预警，x波段的器件还广泛应用于空间研究中的卫星通信；而滤波功分器同时具有滤波和功率分配的功能，在上述x波段的应用领域中，扮演着重要作用。
2、功分器(power divider)是一种将一路输入信号分成两路或多路信号的器件，常应用于雷达系统、卫星通信、射频测试等多个微波毫米波领域。在功分器的输出端，输出信号能量可以相等也可以不相等，其输出端口之间要有一定的隔离度，防止输出端互相干扰。带通滤波器(band-pass filter，bpf)是指能让某一频率范围的信号有效通过、但将其他频率范围的信号衰减到极低水平的滤波器。基片集成波导(substrate integratedwaveguide,siw)结构紧凑、易于集成、损耗低，是集中了金属波导和微带线二者优点的波导结构，具有优良的高通特性；与siw相比，半模基片集成波导(half mode substrateintegrated waveguide,hmsiw)横向尺寸缩小了约一半，同时保持了siw优良电性能，基于hmsiw的滤波器设计是微波、毫米波系统发展的一个重要方向。
3、人工表面等离激元(spoof surface plasmon polaritons,sspps)最初由pendry等人提出，是表面等离激元(su
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在x波段具有低带内损耗与高带外抑制的、有良好功率分配作用的、结构简单的半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器来解决以上的问题。
2、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，包括基板和位于基板相对两面的金属层，两金属层通过贯穿基板的金属化通孔连接，并沿第一方向形成微带型功分器部分、集成波导部分和输出端部分；微带型功分器部分包括两金属臂，两金属臂之间连接电阻；集成波导部分包括两个半模基片集成波导，两金属臂末端与两个半模基片集成波导一一对应相连，两个半模基片集成波导末端连接输出端部分；所述两个半模基片集成波导结构相同、对称设置，并且共用一排沿第一方向排列的金属化通孔；每一个半模基片集成波导的两面的金属层都有梳状结构的开槽，并且两面的金属层的开槽对应设置。
4、可选的，所述基板为柔性基板，形成中间介质层。
5、可选的，所述输入端部分通过微带线分成所述两金属臂，两金属臂的结构相同，均包括沿第一方向延伸的第一线段、由第一线段末端弯折并沿第二方向延伸的第二线段以及由第二线段末端弯折并沿第一方向延伸的第三线段，其中两第二线段背向延伸；所述第一线段的线宽阶段变化。
6、可选的，所述第一线段包括宽度渐次增大的若干长方形金属，相邻长方形金属之间通过梯形金属过渡连接，梯形金属的底边和顶边分别与两侧长方形金属的宽度相匹配；所述第二线段和第三线段分别包括长方形金属，且第二线段与第一线段、第三线段之间通过三角形金属过渡连接。
7、可选的，所述长方形金属的宽度为0.5～1.8mm，长度为2.5～6mm。
8、可选的，所述第三线段末端通过梯形金属与所述半模基片集成波导直接相连，两个半模基片集成波导的主体结构以位于中间的所述一排金属化通孔为对称轴向两边对称分布。
9、可选的，每一所述半模基片集成波导的梳状结构的开槽的排列方向与所述金属化通孔的排列方向平行；在所述排列方向上，所述梳状结构的开槽以中间为对称轴向两边对称布置，由中间向两边的开槽于第二方向上的尺寸逐渐减小。
10、可选的，所述梳状结构的开槽间的金属的宽度均为1mm，开槽间的金属的长度为0.2～4mm。
11、可选的，所述金属化通孔的个数是23个，金属化通孔的半径为0.5mm，相邻金属化通孔中心之间的间距为2mm。
12、可选的，所述输出端部分是包括梯形结构和矩形结构的两微带传输线，两微带传输线的两梯形结构分别与所述两半模基片集成波导的末端一一对应连接。
13、可选的，所述输出端部分的基板于第二方向两侧分别向外延伸至少1mm。
14、本专利技术的有益效果为：
15、(1)本专利技术采用半模基片集成波导，相比于基片集成波导(siw)，半模基片集成波导(hmsiw)在不影响te10模式工作的前提下，减小了滤波功分器的体积，而两个半模基片集成波导共用中间一排金属通孔，更在一定程度上减小了滤波功分器的体积与设计成本。
16、(2)本专利技术采用上下两面的金属层都有梳状开槽的结构单元，梳状开槽的形式简单易于实现，充分利用人工表面等离激元出色的强场束缚能力与人工表面等离激元的低通特性。
17、(3)本专利技术的滤波功分器，工作在整个8-12ghz的x波段，具有较宽的频带范围。
18、(4)本专利技术提出的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，采用柔性基板，可以通过弯曲变形，能够用于共形传输微波人工表面等离激元电磁波。
19、(5)本专利技术在整个x波段基本实现了s11小于-13db，s21与s31相一致且均大于-3.6db，阻带内s21与s31均小于-40db，工作频带内s32小于-11.2db，具有良好的输出端口的隔离度，具有良好的滤波功分效果，符合现代无线通信系统的性能要求。
20、(6)本专利技术提出的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其下限工作频率与上限工作频率分别取决于半模基片集成波导的纵向尺寸与梳状刻槽的深度，设计简单，通过尺度变换，工作频带的调节灵活，从而改变滤波功分器的工作频带。
21、(7)本专利技术提出的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，兼具良好的滤波与功率分配效果，能有效利用频谱资源、减小电路面积、提高系统性能。
22、(8)本专利技术属于共面的扁平化结构，微带线与基片集成波导之间匹配良好，可用于设计包括x波段的微波毫米波的天线、耦合器、放大器等无源及有源电路甚至组件或系统。
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1.一种X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：包括基板和位于基板相对两面的金属层，两金属层通过贯穿基板的金属化通孔连接，并沿第一方向形成微带型功分器部分、集成波导部分和输出端部分；微带型功分器部分包括两金属臂，两金属臂之间连接电阻；集成波导部分包括两个半模基片集成波导，两金属臂末端与两个半模基片集成波导一一对应相连，两个半模基片集成波导末端连接输出端部分；所述两个半模基片集成波导结构相同、对称设置，并且共用一排沿第一方向排列的金属化通孔；每一个半模基片集成波导的两面的金属层都有梳状结构的开槽，并且两面的金属层的开槽对应设置。
2.如权利要求1所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：在正面金属层，所述微带型功分器部分通过微带线分成所述两金属臂，两金属臂的结构相同，均包括沿第一方向延伸的第一线段、由第一线段末端弯折并沿第二方向延伸的第二线段以及由第二线段末端弯折并沿第一方向延伸的第三线段，其中两第二线段背向延伸；所述第一线段的线宽阶段变化。
3.如权利要求2所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在
4.如权利要求3所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述长方形金属的宽度为0.5～1.8mm，长度为2.5～6mm。
5.如权利要求2所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述第三线段末端通过梯形金属作为过渡结构与所述半模基片集成波导直接相连，两个半模基片集成波导的主体结构以位于中间的所述一排金属化通孔为对称轴向两边对称分布。
6.如权利要求1所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：每一所述半模基片集成波导的梳状结构的开槽的排列方向与所述金属化通孔的排列方向平行；在所述排列方向上，所述梳状结构的开槽以中间为对称轴向两边对称布置，由中间向两边的开槽于第二方向上的尺寸逐渐减小。
7.如权利要求6所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述梳状结构的开槽间的金属的宽度均为1mm，开槽间的金属的长度为0.2～4mm。
8.如权利要求1所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述金属化通孔的个数是23个，金属化通孔的半径为0.5mm，相邻金属化通孔中心之间的间距为2mm。
9.如权利要求1所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述输出端部分是包括梯形结构和矩形结构的两组结构，两组结构的两梯形结构分别与所述两半模基片集成波导的末端一一对应连接。
10.如权利要求1所述的X波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述输出端部分的基板和背面金属层于第二方向两侧分别向外延伸至少1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：包括基板和位于基板相对两面的金属层，两金属层通过贯穿基板的金属化通孔连接，并沿第一方向形成微带型功分器部分、集成波导部分和输出端部分；微带型功分器部分包括两金属臂，两金属臂之间连接电阻；集成波导部分包括两个半模基片集成波导，两金属臂末端与两个半模基片集成波导一一对应相连，两个半模基片集成波导末端连接输出端部分；所述两个半模基片集成波导结构相同、对称设置，并且共用一排沿第一方向排列的金属化通孔；每一个半模基片集成波导的两面的金属层都有梳状结构的开槽，并且两面的金属层的开槽对应设置。
2.如权利要求1所述的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：在正面金属层，所述微带型功分器部分通过微带线分成所述两金属臂，两金属臂的结构相同，均包括沿第一方向延伸的第一线段、由第一线段末端弯折并沿第二方向延伸的第二线段以及由第二线段末端弯折并沿第一方向延伸的第三线段，其中两第二线段背向延伸；所述第一线段的线宽阶段变化。
3.如权利要求2所述的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述第一线段包括宽度渐次增大的若干长方形金属，相邻长方形金属之间通过梯形金属过渡连接，梯形金属的底边和顶边分别与两侧长方形金属的宽度相匹配；所述第二线段和第三线段分别包括长方形金属，且第二线段与第一线段、第三线段之间通过三角形金属过渡连接。
4.如权利要求3所述的x波段半模基片集成人工表面等离激元滤波功分器，其特征在于：所述长方...
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