基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種帶阻濾波器，特別是設及一種基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻 濾波器。
【背景技術】
[0002] 帶阻濾波器是指能通過大多數頻率分量，但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水 平的濾波器。
[0003] 參照圖 7，文獻"Microwavefilterswithimprovedstopband basedonsub-wavelengthresonators.MicrowaveTheoryandTechniqu es，2005, 53化）：1997-2006."公開了一種通過在50Q微帶傳輸線接地板上蝕刻出方形開口 諧振環來實現帶阻濾波功能的濾波器。該種濾波器的介質基板91是覆銅板，帶阻濾波器件 由蝕刻方形開口諧振環凹槽的微帶傳輸線接地板覆銅片92構成。此項工作研究了開口環 的等效電路，將其等效為一諧振電路，由環間等效電容和形成電流環的等效電感組成。在入 射電磁波的激勵下整個方形開口環構型等效為一個諧振回路并產生諧振。在諧振點附近頻 域，由于方形開口環會對外部電磁場表現出帶通或帶阻特性，其對外部電場的響應特性可 W通過改變相應結構尺寸來控制。然而，對該種濾波器的調控僅僅能通過更改設計尺寸來 實現，在尺寸不變的條件下無法實現溫度調控，因此在應用中受到了諸多限制。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有帶阻濾波器無法實現溫度調控的不足，本發明提供一種基于導電橡 膠材料的溫度可調帶阻濾波器。該帶阻濾波器包括基底和至少一個開口環，所述開口環的 任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基 底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開 口環，開口環的開口朝上。開口環面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環中 產生感應電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，該樣整個開口環等效為諧振電路。在諧振點 附近頻域，開口環對外部電磁場表現出帶阻濾波特性。由于導電橡膠的電阻率會隨著溫度 的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環產生的感應電流也會受到影響，于是對外部電 磁場的濾波特性就會改變，從而實現溫度對濾波器性能的調控。該帶阻濾波器濾波性能的 改變取決于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時單個組成單元與多單元陣列均能 實現溫度調控的濾波功能。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是；一種基于導電橡膠材料的溫度可調 帶阻濾波器，其特點是包括基底1和至少一個開口環2,所述開口環2的任意一邊有開口，所 述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行， 凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環2的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環2,開口 環2的開口朝上。
[0006] 所述基底1的材料是聚己締泡沫。
[0007] 所述基底1的厚度H為3. 00mm。
[000引所述開口環2的材料是導電橡膠。
[0009] 所述導電橡膠中導電介質為銅鍛銀顆粒。
[0010] 所述開口環2的尺寸：邊長P= 5. 00mm，厚度t= 0. 50mm，開口寬度g= 1. 00mm， 線寬w= 1. 00mm。
[0011] 所述基底1與多個開口環2組成多單元陣列，開口環2等距離向基底1短邊方向 延伸分布。
[0012] 本發明的有益效果是；該帶阻濾波器包括基底和至少一個開口環，所述開口環的 任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基 底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開 口環，開口環的開口朝上。開口環面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環中 產生感應電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，該樣整個開口環等效為諧振電路。在諧振點 附近頻域，開口環對外部電磁場表現出帶阻濾波特性。由于導電橡膠的電阻率會隨著溫度 的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環產生的感應電流也會受到影響，于是對外部電 磁場的濾波特性就會改變，從而實現溫度對濾波器性能的調控。該帶阻濾波器濾波性能的 改變取決于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時單個組成單元與多單元陣列均能 實現溫度調控的濾波功能。
[0013] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作詳細說明。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器的結構示意圖。
[0015] 圖2是圖1中開口環的示意圖。
[0016] 圖3是圖1中基底的不意圖。
[0017] 圖4是基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器多單元陣列立體示意圖。
[001引圖5是本發明實施例制作的基于導電橡膠材料溫度可調帶阻濾波器的透射反射 頻譜。
[0019] 圖6是本發明實施例制作的基于導電橡膠材料溫度可調帶阻濾波器在溫度調控 下的透射反射頻譜。
[0020] 圖7是【背景技術】帶阻濾波器的結構示意圖。
[0021] 圖中，1-基底；2-開口環；91-介質基板；92-覆銅片。
【具體實施方式】
[0022] W下實施例參照圖1-6。
[0023] 本發明基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器包括基底1和至少一個開口環 2,所述開口環2的任意一邊有開口，所述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長 邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環2的邊長和 厚度相同，凹槽里嵌有開口環2,開口環2的開口朝上，組成溫度可調濾波器的基本單元。導 電橡膠材料中填充導電介質為銅鍛銀顆粒。
[0024] 所述基底1與多個開口環2組成多單元陣列，開口環2等距離向基底1短邊方向 延伸分布。
[0025] 基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器工作原理如下：由于導電橡膠的到底安 特性，在電磁場的激勵下，開口環2中產生感應電流其等效電感L，開口環2兩邊的開口上則 積累等量相反電荷，其等效為電容C。該樣整個開口環2等效為LC諧振電路，其電路模型的 諧振頻率可由等效電感電容電路分析
[0026]似。=^/i7Ic
[0027] 在諧振點頻率附近，開口環2會對外部電磁場表現出帶阻特性，因此基于導電 橡膠的方形開口環結構具備了帶阻濾波功能。
[002引開口環2中導電橡膠的導電行為取決于填充導電粒子形成的有效導電鏈。當外部 環境溫度上升時，導電橡膠內部有效導電鏈逐漸減少，繼而導致導電橡膠電阻率升高。對于 導電橡膠開口環而言，其等效電感L會增大，同時對外部電磁場的濾波能力減弱。從而實現 了溫度對濾波功能的調控。
[0029] 應用實施例；將裁成方形結構的導電橡膠開口環嵌入到一側帶有凹槽的泡沫基底 中，組成溫度可調濾波器的基本單元。聚己締泡沫基底1尺寸；寬度D= 3. 00mm，高度H= 3. 00臟，長度L= 10. 16臟，開槽深度V= 1. 5臟。開口環2尺寸；邊長P= 5. 00mm;厚度t =0. 50mm;寬度g= 1. 00mm;線寬W= 1. 00mm。該基本單元W晶格常數N= 3. 00mm沿磁 場方向排布獲得溫度可調濾波器件。
[0030] 從圖5中可W看出，本實施例制備的溫度可調帶阻濾波器在電磁波的激勵下，透 射譜在10.OGHz附近出現了諧振峰，濾波頻寬為0. 5GHz;從圖6中可W看出，帶阻濾波器的 濾波特性隨著環境溫度的變化而改變；環境溫度從-20°C度升高到60°C，濾波器件的濾波 帶寬逐漸變窄濾波能力減弱，當環境溫度升高至l〇〇°C時，帶阻濾波器的濾波特性消失。因 此，本實例與文獻案例相比可W實現帶阻濾波器的溫度調控功能。
[0031] 發明人對泡沫基底開槽深度1. 5mm和導電橡膠開口環厚度0. 5mm進行了實驗，取 得了良好的效果。
【主權項】
1. 一種基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于：包括基底（1)和至少 一個開口環（2)，所述開口環（2)的任意一邊有開口，所述基底（1)上表面正中開有凹槽，凹 槽長邊與基底（1)長邊平行，凹槽短邊與基底（1)短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分 別與開口環（2)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環（2)，開口環（2)的開口朝上。
2. 根據權利要求1所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于：所 述基底（1)的材料是聚乙烯泡沫。
3. 根據權利要求1或2所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于： 所述基底（1)的厚度H為3. 00mm。
4. 根據權利要求1所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于：所 述開口環⑵的材料是導電橡膠。
5. 根據權利要求1或4所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于： 所述導電橡膠中導電介質為銅鍍銀顆粒。
6. 根據權利要求1所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于：所 述開口環⑵的尺寸：邊長P = 5. 00謹，厚度t = 0? 50謹，開口寬度g = 1. 00謹，線寬w = 1.0 Omm0
7. 根據權利要求1所述的基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，其特征在于：所 述基底⑴與多個開口環⑵組成多單元陣列，開口環⑵等距離向基底⑴短邊方向延 伸分布。
【專利摘要】本發明公開了一種基于導電橡膠材料的溫度可調帶阻濾波器，用于解決現有帶阻濾波器無法實現溫度調控的技術問題。技術方案是包括基底和至少一個開口環，所述開口環的任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環，開口環的開口朝上。開口環面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環中產生感應電流，開口環等效為諧振電路。在諧振點附近頻域，開口環對外部電磁場表現出帶阻濾波特性。由于導電橡膠的電阻率會隨著溫度的升高而變大，從而實現對濾波器性能的調控，同時多單元陣列也能實現溫度調控的濾波功能。
【IPC分類】H01P1-20
【公開號】CN104767011
【申請號】CN201510172112
【發明人】邱克鵬, 劉子君, 張富利, 馮樹琦, 張衛紅
【申請人】西北工業大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月13日