一種低通微波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低通微波濾波器。包括介質(zhì)板(1)，介質(zhì)板(1)的一個(gè)表面上設(shè)有金屬微帶(2)，另一個(gè)表面上設(shè)有金屬地(3)；所述的金屬微帶(2)包括微帶波導(dǎo)段(4)，微帶波導(dǎo)段(4)經(jīng)過渡段(5)與人工表面等離激元段(6)連接；所述的人工表面等離激元段(6)上分布有V型槽(7)。本實(shí)用新型具有低傳輸損耗、避免電磁場(chǎng)強(qiáng)烈反射和抗電磁干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說明】
-種低通微波濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種通訊領(lǐng)域用的濾波器，特別是一種低通微波濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著信息的需求量成爆炸式的增長，移動(dòng)通訊領(lǐng)域要求能制造 出集成度更高的微波器件，然而隨著高頻集成電路尺寸的不斷縮小，開始出現(xiàn)了器件的電 磁噪聲干擾，RC延遲達(dá)到極限等一系列技術(shù)問題而導(dǎo)致器件工作不穩(wěn)定，因此現(xiàn)有的微波 器件已不能適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于，提供一種低通微波濾波器。本實(shí)用新型具有低傳輸損耗、 避免電磁場(chǎng)強(qiáng)烈反射和抗電磁噪聲干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種低通微波濾波器，包括介質(zhì)板，介質(zhì)板的一個(gè)表面上 設(shè)有金屬微帶，另一個(gè)表面上設(shè)有金屬地;所述的金屬微帶包括微帶波導(dǎo)段，微帶波導(dǎo)段經(jīng) 過渡段與人工表面等離激元段連接;所述的人工表面等離激元段上分布有V型槽。
[0005] 前述的低通微波濾波器中，所述的V型槽的槽口寬度wl的取值為1.0~3.0mm，槽深 Chi的取值為2~6mm，槽型周期P為3~8mm。
[0006] 前述的低通微波濾波器中，金屬地邊緣為滿足XV(Li+L2+L3/2)2巧V化+g+2w-a)2=1楠圓方程的曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為15~35;h為金屬微帶寬度，其取值為 8~15mm;g為金屬微帶與金屬地間距，其取值為0.3~lmm，w為留白寬度，其取值為10~ 25mm，^為微帶波導(dǎo)段的長度，其取值為2~10mm，L2為過渡段長度，20~40mm，L3為人工表面 等離激元段的長度，其取值為90~160mm。
[0007] 前述的低通微波濾波器中，所述的過渡段上設(shè)有深度漸變的V型槽。
[000引與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在。和1^3間設(shè)置過渡段下用其長度符號(hào)L2替代）， 且在L2背面設(shè)置金屬地，通過該結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電磁場(chǎng)在。和1^3中傳播模式的平穩(wěn)過渡，充分 減小因電磁場(chǎng)模式和阻抗不匹配出現(xiàn)強(qiáng)烈的微波電場(chǎng)反射，避免了輸出端電磁場(chǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重 衰減，有效降低了電磁場(chǎng)的傳輸損耗；
【申請(qǐng)人】通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)楠圓方程XVai+L2+L3/ 2) 2+γ2/ (h+g+2w-a) 2 = 1曲線中a的取值范圍在15~35間時(shí)，其微波電場(chǎng)的反射最小;不僅如 此，本實(shí)用新型在L2上還設(shè)有深度漸變的V型槽;通過該結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)??Μ模式向 SSPPs模式的過渡，減少微波電場(chǎng)反射。本實(shí)用新型通過在L3上設(shè)置一系列的V型槽;通過該 結(jié)構(gòu)，使得電磁場(chǎng)在傳輸時(shí)被束縛在V型槽槽口，從而大大降低了多條傳輸線(金屬微帶)傳 輸時(shí)因間距太小而出現(xiàn)的電磁噪聲干擾，使得抗干擾能力大大增強(qiáng)，同時(shí)也增強(qiáng)了高密度 微波集成電路工作時(shí)的穩(wěn)定性，不僅如此，因抗電磁干擾能力大大增強(qiáng)，本實(shí)用新型還能繼 續(xù)減小微波集成電路中金屬微帶間的間距W實(shí)現(xiàn)器件的小型化，因而能更好地適應(yīng)當(dāng)今大 規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。本實(shí)用新型還能通過調(diào)節(jié)V型槽的幾何尺寸來調(diào)控微波傳輸線 的截止頻率和電磁場(chǎng)分布，同時(shí)調(diào)整電磁波的束縛效果，
【申請(qǐng)人】在進(jìn)行大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng) 槽口寬度W1的取值為1. ο~3.0mm、槽深化1的取值為2~6mm、V型槽周期p為3~8mm時(shí)，V型槽 對(duì)電磁場(chǎng)具有很好的束縛效果。
[0009] 為了更好地證明本實(shí)用新型的有益效果，申請(qǐng)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
【申請(qǐng)人】設(shè)計(jì)一個(gè) 低通微波濾波器樣品，樣品的參數(shù)如表1。
[0010] 表1微波濾波器樣品各部分參數(shù)(單位:mm)
[0011]
[0013] 該樣品的介質(zhì)板采用介電常數(shù)為2.65的基片，對(duì)該樣品的濾波特性曲線經(jīng)時(shí)域有 限差分計(jì)算如圖3所示，該樣品為低通濾波，其-3地通帶為直流到7.757G化，樣品在整個(gè)通 帶內(nèi)紋波抖動(dòng)低于1地，通帶內(nèi)反射小于-10地。由圖3可知，該樣品的反射特性得到有效改 善，同時(shí)樣品的濾波特性得到很好的優(yōu)化。圖3中S11為濾波器反射系數(shù);S21為濾波器傳輸 系數(shù)。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3是樣品的S參數(shù)曲線圖。
[0017] 附圖中的標(biāo)記為：1-介質(zhì)板，2-金屬微帶，3-金屬地，4-微帶波導(dǎo)段，5-過渡段，6- 人工表面等離激元段，7-V型槽。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型 限制的依據(jù)。
[0019] 實(shí)施例。一種低通微波濾波器，構(gòu)成如圖1和2所示，包括介質(zhì)板1，介質(zhì)板1的一個(gè) 表面上設(shè)有金屬微帶2，另一個(gè)表面上設(shè)有金屬地3;所述的金屬微帶2包括微帶波導(dǎo)段4，微 帶波導(dǎo)段4經(jīng)過渡段5與人工表面等離激元段6連接;所述的人工表面等離激元段6上分布有 V型槽7。
[0020] 前述的V型槽7的槽口寬度W1的取值為1.0~3.0mm，槽深化1的取值為2~6mm，槽型 周期P為3~8mm。
[0021] 前述的金屬地3的邊緣為，滿足XV(Li+L2+L3/2)2+YV(h+g+2w-a)2=l楠圓方程的 曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為15~35;h為金屬微帶寬度，其取值為8~15mm;g為金 屬微帶2與金屬地3間距，即介質(zhì)板1厚度，其取值為0.3~lmm，w為留白寬度，其取值為10~ 25mm，b為微帶波導(dǎo)段的長度，其取值為2~10mm，L2為過渡段長度，20~40mm，L3為人工表面 等離激元段6的長度，其取值為90~160mm。所述的留白寬度W為金屬微帶2邊沿到介質(zhì)板1邊 沿的距離。
[0022] 前述的過渡段5上設(shè)有深度漸變的V型槽7。
[0023] 本實(shí)用新型的工作原理:準(zhǔn)TEM模式的電磁場(chǎng)由左邊的微帶波導(dǎo)段4傳輸?shù)竭^渡段 5，在過渡段5中逐漸漸變?yōu)镾SPPs模式的電磁場(chǎng)，且在過渡段5中準(zhǔn)??Μ模式和SSPPs模式的 電磁場(chǎng)共存，當(dāng)電磁場(chǎng)到達(dá)人工表面等離激元段即寸，完全轉(zhuǎn)化為SSPPs模式的電磁場(chǎng)，并在 L3進(jìn)行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場(chǎng)又經(jīng)過右邊的過渡段轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)??Μ模式的電磁場(chǎng)由右 邊的微帶波導(dǎo)段輸出。當(dāng)電磁場(chǎng)在微帶波導(dǎo)段4傳播，該段內(nèi)電磁場(chǎng)的模式為準(zhǔn)TEM模式，該 模式電磁場(chǎng)被束縛在微帶波導(dǎo)段4與金屬地3間的介質(zhì)板內(nèi)；在過渡段5傳播時(shí)，該段內(nèi)準(zhǔn) TEM模式與SSPPs模式共存，其中準(zhǔn)??Μ模式電磁場(chǎng)被束縛在過渡段5與金屬地3間的介質(zhì)板 內(nèi)，SSPPs模式電磁場(chǎng)被束縛在V型槽槽口；在L3中進(jìn)行傳播時(shí)，該段內(nèi)為SSPPs模式，該模式 電磁場(chǎng)被束縛在V型槽槽口。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低通微波濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)板（1)，介質(zhì)板（1)的一個(gè)表面上設(shè)有金 屬微帶(2)，另一個(gè)表面上設(shè)有金屬地(3);所述的金屬微帶(2)包括微帶波導(dǎo)段(4)，微帶波 導(dǎo)段(4)經(jīng)過渡段(5)與人工表面等離激元段(6)連接;所述的人工表面等離激元段(6)上分 布有V型槽(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低通微波濾波器，其特征在于:所述的V型槽(7)的槽口寬度wl 的取值為1 .〇~3. Omm，槽深Chi的取值為2~6mm，槽型周期p為3~8mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低通微波濾波器，其特征在于：金屬地(3)邊緣為滿足X2/ (U+L2+L3/2) 2+Y2/ (h+g+2w-a)2 = 1橢圓方程的曲線;其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為15~ 35;h為金屬微帶寬度，其取值為8~15mm;g為金屬微帶(2)與金屬地(3)間距，其取值為0.3 ~1mm，w為留白寬度，其取值為10~25mm，Li為微帶波導(dǎo)段的長度，其取值為2~10mm，L2為過 渡段長度，20~40mm，L 3為人工表面等離激元段(6)的長度，其取值為90~160mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低通微波濾波器，其特征在于:所述的過渡段(5)上設(shè)有深 度漸變的V型槽(7)。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK205666308SQ201620338757
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】胡明哲, 曾志偉, 紀(jì)登輝, 尹躍
【申請(qǐng)人】六盤水師范學(xué)院