本實用新型涉及一種人工表面等離激元型微波帶通濾波器,更具體地說,尤其涉及一種彎折型微波帶通濾波器。
背景技術:
:當今社會,隨著移動通信信息量的迅猛增長,微波通訊系統要求能制造出集成度更高、速度更快的微波器件,然而隨著微波電路集成度的不斷提高,導線與導線間的電磁噪聲嚴重干擾了微波器件工作的穩定性。采用人工表面等離激元型微波器件能使微波電路具有更強的抗電磁干擾能力,可以更好地滿足下一代微波通信電磁兼容的要求。技術實現要素:本實用新型的目的在于提供一種彎折型微波帶通濾波器,該濾波器能夠充分提高微波波段亞波長的束縛效應,抗電磁干擾能力更好,并且能夠更好的與基片共形。本實用新型采用的技術方案如下:一種彎折型微波帶通濾波器,其中,包括兩個形狀相同的濾波結構,所述的濾波結構由兩片平衡設置的介質片形成的濾波腔,在兩片介質片的相對面沿微波傳送方向依次對稱設有槽線導波面、過渡面和濾波凹槽面,所述的濾波凹槽面為在介質片相對面垂直微波傳送方向設置的多個濾波凹槽,所述濾波凹槽的槽面為梯形,所述的過渡面為在介質片相對面垂直微波傳送方向設置的多個過渡凹槽,所述過渡凹槽的槽面為梯形;兩個所述濾波結構的濾波凹槽面端連通。進一步的,所述過渡凹槽的槽底斜線方程為:y=v+ux其中v為直線截距,取值為0.1~3mm,u為直線斜率,取值為0.1~2mm。進一步的,兩個所述濾波結構成呈90°彎角。進一步的,多個所述的濾波凹槽均勻設置,所述濾波凹槽的槽底寬度為0.2~0.8mm,所述濾波凹槽的槽口寬度為1~3mm,所述濾波凹槽的槽體高度為1~2.5mm,相鄰兩個濾波凹槽間的距離為2~6mm。進一步的,多個所述的過渡凹槽均勻設置,所述過渡凹槽的槽口寬度等于濾波凹槽的槽口寬度,相鄰兩個過渡凹槽間的距離、相鄰的過渡凹槽與濾波凹槽間的距離以及相鄰兩個濾波凹槽間的距離相同。進一步的,所述濾波凹槽面沿微波傳送方向的長度為74~94mm,所述濾波凹槽面垂直微波傳送方向的寬度為8~12mm,所述過渡面沿微波傳送方向的長度為20~40mm,所述槽線導波面沿微波傳送方向的長度為6~10mm。進一步的,所述介質片垂直微波傳送方向的長度為90~110mm,所述介質片的厚度為0.3~0.7mm。進一步的,在所述的濾波結構中,兩片所述介質片上的濾波凹槽和過渡凹槽均鏡像對稱。與現有技術相比,本實用新型具有的有益效果為:本實用新型的一種彎折型微波帶通濾波器,其中,包括兩個形狀相同的濾波結構,所述的濾波結構由兩片平衡設置的介質片形成的濾波腔,在兩片介質片的相對面沿微波傳送方向依次對稱設有槽線導波面、過渡面和濾波凹槽面,所述的濾波凹槽面為在介質片相對面垂直微波傳送方向設置的多個濾波凹槽,所述濾波凹槽的槽面為梯形,所述的過渡面為在介質片相對面垂直微波傳送方向設置的多個過渡凹槽,所述過渡凹槽的槽面為梯形;兩個所述濾波結構的濾波凹槽面端連通。利用槽線導波面實現微波信號的輸入或輸出,由過渡面將微波傳送至濾波凹槽面,在濾波凹槽面中采用了新型的周期性、鏡像對稱的梯形濾波凹槽結構,提高了微波波段亞波長的束縛效應,使得濾波器的抗電磁干擾能力更為優異。此外,濾波凹槽面呈90度直角彎角結構,可以使濾波器更好的與基片共形。附圖說明圖1是本實用新型的結構示意圖;圖2是本實用新型具體實施例的S參數特性曲線圖;圖3是本實用新型具體實施例的法線方向電場分布圖;圖4為本實用新型具體實施例的帶外傳輸零點的調控示意圖。具體實施方式下面結合具體實施方式,對本實用新型的技術方案作進一步的詳細說明,但不構成對本實用新型的任何限制。參照圖1所示,本實用新型的一種彎折型微波帶通濾波器,其中,包括兩個形狀相同的濾波結構,所述的濾波結構由兩片平衡設置的介質片2形成的濾波腔,在兩片介質片2的相對面沿微波傳送方向依次對稱設有槽線導波面3、過渡面4和濾波凹槽面5,所述的濾波凹槽面5為在介質片2相對面垂直微波傳送方向設置的多個濾波凹槽6,所述濾波凹槽6的槽面為梯形,所述的過渡面4為在介質片2相對面垂直微波傳送方向設置的多個過渡凹槽7,所述過渡凹槽7的槽面為梯形;兩個所述濾波結構的濾波凹槽面5端連通。利用槽線導波面3實現微波信號的輸入或輸出,由過渡面4將微波傳送至濾波凹槽面5,在濾波凹槽面5中采用了新型的周期性、鏡像對稱的梯形濾波凹槽6結構,提高了微波波段亞波長的束縛效應,使得濾波器的抗電磁干擾能力更為優異。此外,兩個所述濾波結構成呈90°彎角,可以使濾波器更好的與基片共形。因此,本實用新型的一種彎折型微波帶通濾波器可應用于L~S波段的民用微波通訊系統中,具有一定的工程實用價值。本實用新型的濾波器利用濾波凹槽6的深度可以調控通帶的寬度,濾波凹槽6越深,通帶寬度越窄。本實用新型的濾波器通過調節梯形濾波凹槽6及其濾波凹槽6間縫隙的幾何尺寸可以調控濾波器的通帶范圍和阻帶抑制特性,特別是在金屬微帶上設置90度彎角結構能使濾波器能與更復雜的基片結構共形,也能使集成電路的布線更加靈活多變,在優化濾波器的電氣特性的同時保證了集成電路的高的集成度。所述過渡凹槽7的槽底斜線方程為:y=v+ux其中v為直線截距,取值為0.1~3mm,u為直線斜率,取值為0.1~2mm。過渡凹槽7采用漸變阻抗技術,其凹槽底部為傾斜直線逐步放大結構,可防止電磁阻抗突變并實現和濾波凹槽面5的良好銜接。多個所述的濾波凹槽6均勻設置,所述濾波凹槽6的槽底寬度為0.2~0.8mm,所述濾波凹槽6的槽口寬度為1~3mm,所述濾波凹槽6的槽體高度為1~2.5mm,相鄰兩個濾波凹槽6間的距離為2~6mm。具體的尺寸根據用戶要求,計算出相應工作波長的尺寸,從而得到的設計尺寸。多個所述的過渡凹槽7均勻設置,所述過渡凹槽7的槽口寬度等于濾波凹槽6的槽口寬度,相鄰兩個過渡凹槽7間的距離、相鄰的過渡凹槽7與濾波凹槽6間的距離以及相鄰兩個濾波凹槽6間的距離相同。所述濾波凹槽面5沿微波傳送方向的長度為74~94mm,所述濾波凹槽面5垂直微波傳送方向的寬度為8~12mm,所述過渡面4沿微波傳送方向的長度為20~40mm,所述槽線導波面3沿微波傳送方向的長度為6~10mm。具體的尺寸根據用戶要求,計算出相應工作波長的尺寸,從而得到的設計尺寸。所述介質片2垂直微波傳送方向的長度為90~110mm,所述介質片2的厚度為0.3~0.7mm。在所述的濾波結構中,兩片所述介質片2上的濾波凹槽6和過渡凹槽7均鏡像對稱,可以進一步提高濾波器微波波段亞波長的束縛效應。實施例本實施例的微波濾波器的結構與實施方式的相同,所述的介質片1采用介電常數為2.65的基片,本實用新型的一種彎折型微波帶通濾波器各部分的物理尺寸數據如表一所示:表一微波濾波器各部分物理尺寸(單位:mm)結構名稱尺寸槽線導波面3沿微波傳送方向的長度8過渡面4沿微波傳送方向的長度30濾波凹槽面5沿微波傳送方向的長度84濾波凹槽6的槽底寬度0.5濾波凹槽6的槽口寬度2.0濾波凹槽6的槽體高度1.7相鄰兩個濾波凹槽6間的距離4.0濾波凹槽6間縫隙寬度1.590°彎角處金屬微帶的長度2.190°彎角處金屬微帶的高度5.7介質片2總長度103介質片2總寬度100金屬微帶總寬度10梯形斜線截距v35.7梯形斜線斜率u0.083介質板2厚度0.5物理尺寸數據如表一所示的微波濾波器的濾波特性曲線經時域有限差分計算如圖2所示,濾波器中心頻率為3.81GHz,該處插入損耗為2.1dB,濾波器-3dB通帶為2.61GHz到4.92GHz,通帶內反射小于-9.9dB,紋波抖動優于0.6dB。物理尺寸數據如表一所示的微波濾波器工作于3.0GHz時得到的法線方向電場分布圖如圖3所示,根據圖3可得,其微波電場主要束縛于梯形金屬微帶的周圍,泄露很少,有效地提升了該濾波器的抗電磁干擾能力。物理尺寸數據如表一所示的微波濾波器帶外傳輸零點由梯形濾波凹槽6間縫隙尺寸調控的調控示意圖如圖4所示,根據圖4可得,濾波器帶外傳輸零點的位置,或者說濾波器的帶外抑制特性,可由濾波凹槽6間縫隙的寬度加以調控。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,凡在本實用新型的精神和原則范圍內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3