[发明专利]一种微波透镜滤波器及其滤波方法

说明书

本发明涉及一种微波透镜滤波器及其滤波方法，该透镜滤波器为由第一介质A、第二介质B、第三介质C和第四介质D按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述第一介质A、第二介质B、第三介质C和第四介质D均为吸波超材料。该透镜滤波器的滤波方法为：根据需要透过的微波频率，配置透镜滤波器相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，通过透镜滤波器实现微波调节，完成杂波的吸收和过滤，以对选定的微波频率实现完全滤波。本发明构思合理，结构设计简单，能实现微波的调节，完成杂波的吸收，实现杂波的过滤作用，对选定的微波频率实现100％滤波效果。

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种微波透镜滤波器及其滤波方法。

背景技术

微波滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的微波，将会被拒绝通过。目前的微波滤波器分低通、高通、带通和带阻四种类型(高通常用宽频带的带通滤波器代替)，它们的结构、参数和设计方法因不同的工作频率、频带宽度、功率容量等指标而有显著差别。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。

微波滤波器在通信、信号处理、雷达等各种电路系统中具有广泛用途。随着移动通信、电子对抗和导航技术的飞速发展，对新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善提出了更高的要求，发达国家都在利用新材料和新技术来提高器件性能和集成度，同时，尽可能地降低成本、减小器件尺寸和降低功耗。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种构思合理，结构设计简单，能实现微波的调节，完成杂波的吸收，实现杂波的过滤作用，对选定的微波频率实现100％滤波效果的微波透镜滤波器及其滤波方法。

本发明的技术方案如下：

上述的微波透镜滤波器，为由第一介质、第二介质、第三介质和第四介质按一定顺序叠加构成的凸透镜结构形式；所述第一介质、第二介质、第三介质和第四介质均为吸波超材料；所述第四介质位于滤波器的中间位置，所述第四介质的相对两侧面均由外而内逐层叠加有所述第一介质、第二介质和第三介质；位于所述第四介质相对两侧面的所述第一介质、第二介质和第三介质成对称分布，所述第一介质、第二介质和第三介质的内侧面均为凹弧面结构，外侧面为凸弧面结构。

所述微波透镜滤波器，其中：所述第一介质的折射率为n_A,厚度a＝λ/4n_A；所述第二介质的折射率为n_B,厚度b＝λ/4n_B；所述第三介质的折射率为n_C,厚度c＝λ/4n_C。

所述微波透镜滤波器，其中：所述第四介质的厚度d＝C/2Δf，其中d为所述第四介质的厚度，C为光在真空中的速度，Δf为滤波器的微波频率间隔。

所述微波透镜滤波器，其中，所述透镜滤波器的滤波过程为：当微波照射到所述透镜滤波器时，依次经过所述第一介质、第二介质、第三介质、第四介质完成微波的输入，并再逐次经过所述第三介质、第二介质、第一介质，完成微波的输出；微波在传输的过程中逐次吸收过滤掉不需要的频率波段，选择留下所需要的微波，实现微波的过滤；且在传输过程中，利用凸透镜的聚焦原理，使得透过透镜滤波器的微波聚焦在其焦点位置处，实现信号能量的增强。

一种微波透镜滤波器的滤波方法，是根据需要透过的微波频率，配置透镜滤波器相应的导电几何结构层和空气层的参数，得到所需的等效介电常数和磁导率，通过透镜滤波器实现微波调节，完成杂波的吸收和过滤，以对选定的微波频率实现完全滤波。

所述微波透镜滤波器的滤波方法，其中，所述透镜滤波器实现微波调节具体是：当微波通过所述透镜滤波器的时候，根据需要选择需要的频率，吸收过滤掉中心频率外的杂波，并利用透镜的聚焦原理，使选择的微波聚焦到一点，同时起到能量和信号增强的作用。