[发明专利]一种斜缝分离式人工表面等离激元多波段带阻滤波器

说明书

一种斜缝分离式人工表面等离激元多波段带阻滤波器，属于多波段带阻滤波器。该滤波器在柔性介质基板上印制周期性金属光栅，周期性金属光栅与耦合结构及共面波导连接；细斜缝与周期性金属光栅组合，细斜缝表示不印刷金属薄膜；共面波导为导波传输结构；耦合结构实现在共面波导传输的导波与在周期性金属光栅之上传输的人工表面等离激元的相互转化，周期性金属光栅为人工表面等离激元传输线。细斜缝与周期性金属光栅组合，宏观上将周期性金属光栅分离。优点：此种表面传输型滤波器具有较小尺寸和柔性，能够被运用到具有紧凑的尺寸和特殊功能的合成的集成电路中去；通过对基本参数的改变，可运用到微波、毫米波及太赫兹频段。

技术领域

本发明涉及一种带阻滤波器，特别是一种斜缝分离式人工表面等离激元多波段带阻滤波器。

背景技术

带阻滤波器在现代通信及信号处理系统中起着极为重要的作用，是微波毫米波电路和通讯系统中不可缺少的功能器件。

人工表面等离激元不受衍射极限的限制，因而可用于小型化器件，在表面技术以及集成电路等方面有重要应用。这种斜缝分离式人工表面等离激元多波段带阻滤波器具有较小尺寸和柔性，能够被运用到具有紧凑的尺寸和特殊功能的合成的集成电路中去。这种亚波长结构表现出非常优异的导波特性，能实现电磁波沿平面、弯曲、螺旋等不规则表面的传输，具有非常好的应用前景。该器件便于加工，易于集成，带阻效果理想，具有极大的实用价值。

然而现有的这些传统滤波器大多数都是透射型或者反射型滤波器，其厚度是大多数是毫米级别，投射面积或者反射面积也比较大。并不具有这种新型滤波器的紧凑尺寸、柔性、轻便的特点，比较难以合成具有紧凑的尺寸和特殊功能的微波集成电路中；或者说现有的传统类型的滤波器不像这种新型的表面传输型带阻滤波器这么容易合成到具有紧凑的尺寸和特殊功能的微波集成电路中。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种印制在柔性超薄介质基板上的、厚度接近于零的、斜缝分离式人工表面等离激元多波段带阻滤波器。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：该多波段带阻滤波器包括：柔性介质基板、周期性金属光栅、细斜缝、共面波导和耦合结构；在柔性介质基板上印制周期性金属光栅，周期性金属光栅与耦合结构及共面波导连接；细斜缝与周期性金属光栅组合，细斜缝为不印刷金属薄膜，在宏观结构上断开了金属传输线；所述共面波导为导波传输结构。

所述的周期性金属光栅为人工表面等离激元传输线，该人工表面等离激元传输线为周期性排列的金属薄膜单元；所述的周期性金属光栅两端分别连接耦合结构及共面波导；或者所述周期性金属光栅两端顺序连接所述耦合结构和共面波导。

所述的细斜缝与周期性金属光栅组合；所述共面波导为导波传输结构。

所述的耦合结构为槽深渐变的周期性金属光栅和弧线形状的金属薄膜，将共面波导传输的导波高效转化为在周期性金属光栅波导之上传输的人工表面等离激元。

所述的周期性金属光栅为人工表面等离激元传输线，该人工表面等离激元传输线为周期性排列的金属薄膜单元；所述的金属薄膜单元呈U字型，U字型金属薄膜单元的周期性连续无间隙排列就构成了所谓的周期性金属光栅，即人工表面等离激元传输线。

进一步的，为实现一、二、三波段带阻滤波的效果，所述的细斜缝相对于传输线的夹角分别选取3度、2度以及1.3度，若在3度、2度、1.3度微调夹角大小，便可实现带阻频率的左右微小移动。

有益效果及优点：

（1）采取周期性金属光栅与细斜缝组合，从而实现在微波段的带阻滤波；

（2）细斜缝相对于传输线的斜率夹角分别取3度、2度以及1.3度时，可以分别实现一、二、三波段带阻滤波，且滤波效果明显;

（3）结构简单，制作方便，周期性金属光栅结构的传输线具有对电磁场的强束缚;