[实用新型]一种具有双传输线结构的微波带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通讯领域用的滤波器，特别是一种具有双传输线结构的微波带通滤波器。

背景技术

当今大数据时代，随着信息的需求量呈爆炸式的增长，移动通讯领域要求能制造出集成度更高的微波器件，然而随着高频集成电路尺寸的不断缩小，技术上出现了一系列问题，例如当微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的电磁干扰噪声，RC延迟等达到极限导致器件工作不稳定，因此现有的微波器件已不能适应当今大规模微波集成电路的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有双传输线结构的微波带通滤波器。本实用新型具有低传输损耗、避免电磁场强烈反射和抗电磁干扰能力强的特点。

本实用新型的技术方案：一种具有双传输线结构的微波带通滤波器，包括介质板，介质板的一个表面上设有金属微带，另一个表面上设有金属地；所述的金属微带包括上传输线与下传输线连接；所述的上传输线包括微带波导段，微带波导段经过渡段与人工表面等离激元段连接，人工表面等离激元段与耦合段连接，上传输线与下传输线的结构相同，上传输线与下传输线通过耦合段相连接；所述的人工表面等离激元段内分布有矩形凹槽；所述的耦合段上设有矩形凹槽。

前述的具有双传输线结构的微波带通滤波器中，所述的矩形凹槽的槽口宽度w1的取值为0.5～2mm，矩形凹槽的深度w2的取值为0.5～2mm，上、下传输线的耦合段间的耦合间隙d的取值为0.05～0.5mm，矩形凹槽的槽型周期p为3～8mm；所述的耦合段的长度l₄的取值为1～10mm。

前述的具有双传输线结构的微波带通滤波器中，所述的金属地的上下边缘均为椭圆曲线，椭圆曲线满足椭圆方程的曲线；其中a为椭圆曲线短轴半径，其取值为0.1～7.5；h为金属微带宽度，其取值为0.8～3.0mm；w为椭圆曲线位置系数，其取值为3～8mm；l₁为微带波导段的长度，其取值为3～8mm，l₂为过渡段长度，其取值为20～40mm，l₃为人工表面等离激元段的长度，其取值为10～25mm；所述的介质板的宽度w_sub取值为10～20mm。

前述的具有双传输线结构的微波带通滤波器中，所述的过渡段上设有深度渐变的矩形凹槽。

与现有技术相比，本实用新型在微带波导段(以下用其长度符号l₁替代)和人工表面等离激元段(以下用其长度符号l₃替代)间设置过渡段(以下用其长度符号l₂替代)，且在l₂背面设置金属地，金属地上下边缘为满足椭圆方程的曲线，通过该结构，实现了电磁场在l₁和l₃中传播的平稳过渡，充分减少因电磁场模式和阻抗不匹配出现强烈的微波电场反射，避免了输出端电磁场出现严重衰减，有效降低了电磁场的传输损耗；申请人通过大量实验发现，当椭圆方程的曲线中a为0.1～7.5、h为0.8～3.0mm、w为3～8mm、l₁为3～8mm，l₂为20～40mm，l₃为10～25mm时，其微波电场的反射最小；不仅如此，本实用新型在l₂上还设有深度渐变的矩形凹槽；通过该结构，可进一步实现准TEM模式向SSPPs模式的过渡，减少微波电场反射。本实用新型的上、下传输线通过设有矩形凹槽结构的耦合段相连接；该耦合结构，将一根传输线(上传输线)的电磁能量馈入另一根传输线(下传输线)，进而使得该耦合结构在滤波器上阻带引入一个传输零点，使得滤波器成为带通滤波器。且该传输零点可通过耦合结构的尺寸加以调控，从而实现对滤波器的通带带宽和上阻带的带外抑制特性的调控。申请人通过大量实验得出，当耦合段的长度l₄为1～10mm、耦合间隙d为0.05～0.5mm时，耦合结构对滤波器的通带带宽和上阻带的带外抑制特性的调控效果最好。