[发明专利]一种基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器

说明书

一种基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器，包括介质基板(1)，共面波导(2)和人工表面等离激元传输器(4)。共面波导(2)由一条中心金属带和两条接地带构成，人工表面等离激元传输器(4)由若干半圆‑矩形‑半圆型的传输单元(3)构成，传输单元(3)周期性排列于共面波导(2)的中间部分。本发明的滤波器，通过共面波导和人工表面等离激元结合，提高了滤波效率；改变传输单元的尺寸可改变传输器的色散特性从而调节滤波器的截止频率，可设计出满足不同工作频段的滤波器；在共面波导中间部分设置人工表面等离激元传输器，省略了转换结构和扩口地面，结构简单，方便制作，尺寸小，便于集成，在微波段有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及滤波器，具体涉及一种基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器。

背景技术

表面等离激元是指在金属与电介质交界面处存在的自由振动的电子与光子因相互作用产生的混合激发态，是沿交界面传播的表面电磁波，在与交界面垂直方向按指数衰减。人工结构化金属表面能够使电磁波束缚在其表面，构成与表面等离激元模式相类似的表面波，称为人工表面等离激元。人工表面等离激元克服了在微波段无法较好激发表面等离激元的限制，使其延伸到微波段，并且人工表面等离激元具有通过改变金属的结构参数控制其色散特性和截止频率的优点，因此在微波段有独特的优越性和发展前景。

共面波导由介质基板上面的中心导带以及两侧的有限宽度接地面组成，又叫共面微带传输线，其传输的是TEM波，没有截止频率。随着毫米波技术的发展，共面波导拥有更多微带线不可比拟的优势。例如：共面波导所有接地线均在表面而不需要接触孔，容易制作，容易实现有源、无源器件在微波电路的串并联；有更小的尺寸和更高的集成度，有低的阻抗和速度色散等，故共面波导在现在无线通信中有广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，便于制作，易于集成的高效低通滤波器。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器，包括介质基板，在介质基板上表面设置有共面波导和人工表面等离激元传输器，共面波导由一条中心金属带和两条接地带构成，人工表面等离激元传输器由若干半圆-矩形-半圆型的传输单元构成，传输单元周期性排列于共面波导的中间部分。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器还设有一个输入端口和一个输出端口，输入端口和输出端口分别连接所述基于人工表面等离激元和共面波导的高效低通滤波器两端的共面波导。

作为本发明进一步改进的技术方案，输入馈线和输出馈线均为50欧姆微带线。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述传输单元3的周期相同，所述半圆的半径相同，所述矩形的长宽相同。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述传输单元3的周期为2.6mm，厚度为0.018mm。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述半圆的半径为0.8mm，所述矩形的长度为1.6mm，所述矩形的宽度为1mm。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述共面波导2的总长度为81.6mm，中心金属带和两条接地带的宽度为1.6mm，厚度为0.018mm，中间间距为0.1mm。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述介质基板1为f4b聚四氟乙烯，介电常数2.65，损耗正切0.001。

与现有技术相比，本发明的有益效果：