[发明专利]基于马赫曾德尔干涉仪人工表面等离子体滤波器

说明书

本发明设计一种基于马赫曾德尔干涉仪的人工表面等离子体滤波器，其结构为将金属薄层附着在介质基板FR‑4上，利用激光雕刻机对金属薄层进行装饰，即雕刻周期阵列的槽型结构，并设计MZI结构。本发明的工作频率为0~15GHz为微波工作频段。利用MZI的干涉原理，设计了3个干涉相消的频率点分别为：8.65、10.5和12GHz。本发明为平面结构，结构简单紧凑，体积小，易于集成，控制简单且适用范围广。

技术领域

本发明涉及一种滤波器，具体涉及的是一种基于马赫曾德尔干涉仪人工表面等离子体滤波器，属于微波无线通信技术领域。

背景技术

表面等离子体激元(SurfacePlasmonPolarition，SPPs)是指金属与介质(通常是空气)交界面上的一种电子和光子的混合激发态，SPPs是一种可以像波一样传播的表面波。SPPs的场幅度在界面上有最大值，并在金属与界面内呈指数衰减，因此，SPPS是一种表面波，他的电磁场被约束在金属与介质面的附近范围内，但金属的等离子频率一般都在紫外波段，所以金属在微波段表现为近似理想导体（PEC）。

因此，尽管金属表面原则上能够传播SPPs，但是其场在介质内的约束很差。因此国内外的科研工作者提出了一种金属人工表面和人工SPPs的概念，在金属表面挖周期分布的孔洞，以增强电磁波的渗透作用，因此金属表面不仅可以传播SPPs，还可以实现场的波长约束。

在众多滤波器中，马赫曾德尔干涉仪型的滤波器因其结构简单等优势，在微波通信金属领域备受关注。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供基于马赫曾德尔干涉仪的人工表面等离子体滤波器。

为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

本发明包括金属膜层铜以及介质基板FR-4。

其结构为：将金属铜附着在介质基板FR-4上，并用激光雕刻机对金属表面进行装饰，即雕刻一维周期阵列的槽。

本发明结构非常简单并且紧凑。

附图说明

下面结合附图和具体实施方案来详细说明本发明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中的区域Ⅰ共面波导结构示意图；

图3为本发明图1中的区域Ⅱ梯形槽和扩口接地面结构示意图；

图4为本发明图1中的区域ⅢMZI结构示意图；

图5为本发明图1中的周期阵列金属槽的结构示意图。

图6为本发明色散曲线图。

图7为发明S曲线特性图。

图1中标号：介质基板（1）、金属铜薄膜（2）。本发明有3个部分组成，分别为：区域Ⅰ共面波导、区域Ⅱ梯形槽和扩口接地面和区域ⅢMZI结构，长度分别为：l₁,l₂、和l₃。

图2中的尺寸为：共面波导导线两边缝隙g=0.33mm，共面波导中间导线宽度为2w，其中w=3.4mm，接地带尺寸w0=20mm。