[实用新型]基于人工表面等离子体的低通带阻滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于微波技术领域使用的带阻滤波器，特别涉及平面结构以及人工表面等离子体超材料。

背景技术

表面等离子体激元（Surface Plasmon Polarions，简称SPPs），是在金属与介质(通常是空气)界面上的一种电子和光子的混合激发态，是被约束在金属与介质面的附近范围内传输的表面波。由于SPPs 能够突破衍射极限的限制,可以实现对电磁场次波长的束缚，因此广泛应用于生物医疗检测、近场光学显微镜、光电子、太阳能光电和纳米光子学等方面。但是在微波频段内，金属表现为完美电导体(PEC)，在与介质界面上不存在SPPs，其等离子频率一般存在于可见光和紫外波段。2004 年，英国帝国理工大学的Pendry 教授从理论上提出了人工表面等离子体（spoof SPPs）的全新概念。2005 年，Hibbins 等人在微波频段上用实验证实了spoof SPPs 现象。

平面结构，比如共面波导、微带线、基片集成波导等，具有小型化、集成化、易于加工、与其它有源电路元件易于兼容等优点，目前得到了广泛的应用。

微波滤波器，主要是用在发射端前级或者接收端的后级，用于滤除高频信号，获得理想低频信号。微波滤波器在噪声和杂散信号抑制方面起重要作用，如今，微波滤波器已不仅仅应用于通信领域，而且广泛应用于RF和微波产品，如雷达，无线局域网，微波通信链路，电子电路，微波测量电路，无线传感器和控制等成为了各电子设备中不可或缺的器件，其性能也影响着整个系统的质量。传统的微波滤波器有阶跃阻抗结构和缺陷地结构等。

相比于传统的微波滤波器，本发明中基于人工表面等离子体的低通带阻滤波器，具有高约束性、结构简单、易于制造集成等优点。本发明中的带阻滤波器含有一个阻带，其抑制频率在8.1GHz到8.6GHz有小于-20dB，甚至达到了-36dB在8.4GHz。在微波通信和系统中，这些特征对于过滤表面等离子体极化波非常重要。

实用新型内容

本实用新型设计了一种基于人工表面等离子体的低通带阻滤波器。本实用新型中的带阻滤波器含有一个阻带，其抑制频率在8.1GHz到8.6GHz有小于-20dB，甚至达到了-36dB在8.4GHz。该实用新型滤波器具有结构简单紧凑、可调性高、易于制造集成等优点、约束性好等优良特性，满足了微波器件小型化、集成化的要求，可以广泛地应用于微波系统中。

本实用新型所述的技术方案是：

一种基于人工表面等离子体的低通带阻滤波器，其特征是：介质基板、互补开口环谐振器阵列，互补开口环谐振器阵列印刷在介质基板上表面，所述的互补开口环谐振器阵列由一条刻蚀多个开口环谐振器的长方形钻孔金属带构成。

本实用新型所述的有益效果是：

1、本实用新型所述的滤波器结构单层印刷电路板工艺即可实现，结构简单紧凑、体积小巧、加工方便、成本低。

2、本实用新型所述的互补开口环谐振器阵列结构，通过改变开口谐振器尺寸调整阻带带宽和中心频率，实现超宽带通信与忽扰通信系统相互兼容协同通信。

3、本实用新型所设计的滤波器，生产成本低廉，便于批量生产。

附图说明

图1为本实用新型低通带阻滤波器的俯视图；

图2为长方形周期孔的示意图；

图3为开口环谐振器结构的示意图。

图4为本实用新型低通带阻滤波器的仿真结果图。

以上图片中含有：

1：介质基板；2：互补开口环谐振器阵列； a=2mm，b=5mm，p=6mm，h=6mm, r=1.9mm， w= 3.5mm，g= 1.5mm。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

具体实施：

如图1所示：一种基于人工表面等离子体的低通带阻滤波器，其组成包括：介质基板、互补开口环谐振器阵列，互补开口环谐振器阵列印刷在介质基板上表面，所述的互补开口环谐振器阵列由一条刻蚀多个开口环谐振器的长方形钻孔金属带构成。金属带由8个周期的长方形孔与7个互补开口环谐振器间隔排列组成。所述的介质基板厚度为0.29mm，相对介电常数为4.3,损耗角为0.03。

该人工表面等离子体的低通带阻滤波器的工作原理可通过如下内容来解释：