[发明专利]具有带通滤波功能的间隙波导

说明书

本发明公开了一种具有带通滤波功能的间隙波导，包括上层盖板、中间介质板和下层底板，上层盖板设置有电磁带隙结构，用于实现间隙波导封装和带通滤波功能，间隙波导固有的低频截止特性和电磁带隙的带阻特性分别用于实现间隙波导的低频阻带和高频阻带功能。通过渐变共面波导和阶梯脊结构组成的过渡结构实现金属腔体结构与平面电路的互连，间隙波导技术的非接触特性保证了装配可靠性。本发明设计方法简单，结构紧凑，可以替代传统波导滤波器，加工和装配精度要求比现有波导技术更低，利于系统集成和大规模生产。

技术领域

本发明属于微波器件技术领域，尤其涉及一种具有带通滤波功能的间隙波导。

背景技术

目前，在微波、毫米波以及太赫兹频段，广泛采用金属腔体结构制作高性能的微波器件，尤其是滤波器件。但现有金属腔体结构存在与平面电路集成困难、组成结构件的电接触性能要求高的缺点。间隙波导技术作为一种新的电磁波传输和屏蔽结构形式，其非接触特性可以有效弥补这些缺点，为微波、毫米波和太赫兹器件设计提供便利。间隙波导技术实现方式主要有脊间隙波导、槽间隙波导和基片集成间隙波导等形式，本发明采用了槽间隙波导技术。金属腔体带通滤波器作为通信和雷达系统的关键器件，常见实现形式为在金属波导内部对称加载多阶感性膜片或容性膜片结构，滤波器通带低频截止频率要高于金属波导的截止频率，导致滤波器宽度尺寸受限。此外，滤波器的带宽越宽、带外抑制效果越好，则所需要的滤波器阶数越高，滤波器的长度也就越长。这种滤波器需要探针或者鳍线等过渡结构才能与微带线、共面波导等平面电路集成。这使得滤波器和过渡结构对加工和装配精度要求都很高，不利于系统集成和大规模生产。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有带通滤波功能的间隙波导。

本发明所采用的技术方案是：本发明的具有带通滤波功能的间隙波导，包括上层盖板、中间介质板和下层底板，上层盖板、中间介质板和下层底板依次固定连接；

所述中间介质板包括第一中间介质板和第二中间介质板，第一中间介质板和第二中间介质板结构相同，且对称设置；层盖板的下表面设置有阶梯脊结构、第一金属柱和第二金属柱；所述上层盖板的上表面为长方形结构，阶梯脊结构沿上层盖板中轴线对称设置，所述中轴线与上层盖板的长边平行；第一金属柱平行设置在两个阶梯脊结构之间，第一金属柱的表面为长方形结构。第二金属柱周期性排列在阶梯脊结构和第一金属柱的两侧，形成第二金属柱阵列，且第二金属柱位于上述上层盖板中轴线两侧；第一中间介质板包括金属地板、中间介质材料层和位于上表面的共面波导和共面波导-间隙波导过渡结构，中间介质材料层内部嵌入有金属化通孔，共面波导的一端与中间介质板的边缘对齐，另一端连接共面波导-间隙波导过渡结构，所述共面波导-间隙波导过渡结构的宽度逐渐变宽，邻近中间介质板另一端时，共面波导-间隙波导过渡结构的宽度保持不变，共面波导-间隙波导过渡结构的另一端与中间介质板的另一端对齐。共面波导-间隙波导过渡结构与阶梯脊结构连接。

进一步的，所述阶梯脊结构至少为三级阶梯结构。

进一步的，第二金属柱的高度高于第一金属柱。

进一步的，阶梯脊结构和第一金属柱的两侧分别设置有两列第二金属柱。

进一步的，位于中轴线两侧且相邻的两个第二金属柱表面为台阶结构，共面波导-间隙波导过渡结构与阶梯脊结构相连接时，共面波导-间隙波导过渡结构覆盖在第二金属柱较低的台阶面上。

进一步的，共面波导-间隙波导过渡结构的厚度等于或略大于第二金属柱表面台阶的高度。