[发明专利]一种基于等离子体激元的带宽可控毫米波滤波器

说明书

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种基于等离子体激元的带宽可控毫米波滤波器。包括自下而上层叠设置的第一介质基板及第二介质基板，第一介质基板设置为SIW传输线，SIW传输线上表面设有第一矩形区域，第一矩形区域内的金属刻蚀呈周期性排列栅格；第二介质基板设置为SIW腔，SIW腔下表面设有第二矩形区域，第二矩形区域内的金属被去除，第一矩形区域的面积与第二矩形区域的面积相同且SIW腔和SIW传输线按矩形区域对准堆叠；SIW传输线、呈周期性排列栅格及SIW腔形成人工等离子体激元传输结构，该结构能支持人工等离子体激元表面波的传输，形成滤波器的通带和阻带。本发明可以实现可控的通带频率和稳定不变的阻带，同时提供低插损。

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种基于等离子体激元的带宽可控毫米波滤波器。

背景技术

毫米波频段的无线通信因为能够提供较高的数据传输速率(1-10Gb/s)受到越来越多的关注。滤波器作为毫米波系统的关键部件，有着广泛的应用，尤其是对体积小、成本低、易于集成以及性能高的毫米波滤波器有着迫切的需求。

目前，微带滤波器是一种常用的设计滤波器的形式。但是由于微带的开放结构，在毫米波段，微带传输线的表现出较大的传输损耗。如在专利CN104241743A中，基于微带线的毫米波滤波器表现出2.5dB的带内插入损耗。利用封闭结构的传输线，如基片集成波导(SIW)，可以有效避免开放结构引起的电磁波泄露损耗。在专利CN103682533A中提出了一种基于半波SIW的毫米波滤波器设计，其插入损耗略小于2dB。在现有的毫米波滤波器中，对通带频率的控制均未提及。但在实际应用中，滤波器的通带往往要根据实际情况进行调整，并同时保持阻带频率稳定不变。

发明内容

本发明针对上述技术所存在的问题，提供了一种基于等离子体激元的带宽可控毫米波滤波器，来实现可控的通带频率和稳定不变的阻带，同时提供低插损。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种基于等离子体激元的带宽可控毫米波滤波器，包括自下而上层叠设置的第一介质基板及第二介质基板，所述第一介质基板设置为SIW传输线，所述SIW传输线上表面设有第一矩形区域，所述第一矩形区域内的金属刻蚀呈周期性排列栅格；所述第二介质基板设置为SIW腔，所述SIW腔下表面设有第二矩形区域，所述第二矩形区域内的金属被去除，所述第一矩形区域的面积与第二矩形区域的面积相同且SIW腔和SIW传输线按矩形区域对准堆叠；所述SIW传输线、呈周期性排列栅格及SIW腔形成人工等离子体激元传输结构，该结构能支持人工等离子体激元表面波的传输，形成滤波器的通带和阻带。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述SIW腔中介质保留形成介质腔或去除介质形成空气腔。

进一步的作为本发明的优选技术方案，还包括第三介质基板；所述第三介质基板层叠覆盖在第二介质基板上表面且第二介质基板上表面设置为SIW腔；所述第一介质基板与第二介质基板不相层叠覆盖的两端部分分别为共面波导到SIW的第一过渡部分、第二过渡部分；所述SIW传输线包括第一过渡部分、第二过渡部分及第一介质基板与第二介质基板相层叠覆盖区域；所述第一介质基板与第二介质基板相层叠覆盖区域中心线呈周期性排布设置金属栅格；所述金属栅格是通过刻蚀第一介质基板上表面的铜箔而形成的；所述第三介质基板表面设置两行平行的金属通孔；所述金属通孔贯通第一介质基板至第二介质基板。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述第三介质基板上的铜箔上下双面保留或只保留下表面的铜箔。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述第一过渡部分、第二过渡部分表面分别设置两行平行的金属通孔。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述第二介质基板上表面设置的SIW腔为空气腔。