[发明专利]基于织物的可穿戴可调滤波器结构及制备方法

权利要求书

1.一种基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：该滤波器包括共面波导与人工表面等离子体结构SSPP结构的阻抗匹配转换部分(1)、人工表面等离子体沟槽结构(2)、用于调控SSPP色散特性的沟槽结构附加路径(3)、用于实现高频隔离的上部偏置电路(4)、下部偏置电路(5)、织物衬底(6)、加载于人工表面等离子体沟槽结构(2)和沟槽结构附加路径(3)以及上部偏置电路(4)之间的有机电化学晶体管(7)；该滤波器从左到右分三个部分，其中左边和右边分别为阻抗匹配转换部分(1)，中间部分从上至下顺序为上部偏置电路(4)、沟槽结构附加路径(3)、人工表面等离子体沟槽结构(2)、下部偏置电路(5)；有机电化学晶体管(7)的三个端分别连接人工表面等离子体沟槽结构(2)、沟槽结构附加路径(3)以及上部偏置电路(4)。

2.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：所述的阻抗匹配转换部分(1)分为上、中、下三个部分，上下部分为对称的喇叭开口状，中间部分是外宽内窄渐变的导带，在该导带上设有沟槽结构；上部偏置电路(4)有4个弹簧状结构，其下部位于沟槽结构附加路径(3)、人工表面等离子体沟槽结构(2)之间的间隙旁，下部偏置电路(5)有1个弹簧状结构，其上部连接人工表面等离子体沟槽结构(2)。

3.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：所述的阻抗匹配转换部分(1)、人工表面等离子体沟槽结构(2)、沟槽结构附加路径(3)、上部偏置电路(4)、下部偏置电路(5)均是由铜布加工而成的金属图案转移到织物衬底(6)上，有机电化学晶体管(7)则是先经过制备，利用点胶技术将离子凝胶(73)涂敷到人工表面等离子体SSPP沟槽结构(2)、沟槽结构附加路径(3)及上部偏置电路(4)之间。

4.根据权利要求3所述的基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：所述的有机电化学晶体管(7)包含第一PEDOT:PSS(71)、第二PEDOT:PSS(72)，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸盐)PEDOT:PSS通过离子凝胶(73)涂敷于有机电化学晶体管(7)的栅极上以及源漏极之间。

5.根据权利要求4所述的基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：所述的离子凝胶(73)由聚乙烯醇、聚对苯乙烯磺酸钠、乙二醇、山梨糖醇、去离子水等物质按照1：3.3：1.2：0.8：10的质量比进行水浴搅拌而成。

6.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器，其特征在于：所述的织物衬底(6)选用材料的选择依据是损耗小，损耗角正切小于1×10^-2。

7.一种如权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：建模仿真，确定由阻抗匹配转换部分(1)、人工表面等离子体沟槽结构(2)、沟槽结构附加路径(3)、上部偏置电路(4)、下部偏置电路(5)组成的金属图案的结构参数及织物衬底(6)的结构、性质参数；

步骤2：所述金属图案的加工，将金属部分集成到织物衬底(6)上；

步骤3：制备有机电化学晶体管(7)；

步骤4：打印有机电化学晶体管(7)，完成器件制备。

8.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器的制备方法，其特征在于：步骤1中织物衬底(6)选用的是涤纶材料，该涤纶材料的厚度、相对介电常数及损耗角正切分别为0.42mm、1.801及2.21×10^-3。

9.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器的制备方法，其特征在于：步骤2中金属图案的加工采用先切后转的方式，先利用激光切割机对铜布进行加工，再利用热释放胶带转移到织物衬底(6)上。

10.根据权利要求1所述的基于织物的可穿戴可调滤波器的制备方法，其特征在于：步骤4中打印有机电化学晶体管(7)使用的是打印机的点胶功能，打印过程中，开启打印机的加热功能，防止第一PEDOT:PSS(71)，第二PEDOT:PSS(72)及离子凝胶(73)在织物衬底(6)上扩散。