[发明专利]一种双频带微波带通滤波器

说明书

本发明公开了一种双频带微波带通滤波器，包括介质板，介质板的表面上设有金属微带，金属微带包括微带波导传输线，微带波导传输线经中间过渡段传输线与人工表面等离激元段连接；人工表面等离激元段由H型凹槽周期排列构成，金属传输线关于介质基片两侧对称；中间过渡段传输线上沿传输线中轴线镜像对称且均匀分布有高度渐变的H形凹槽；人工表面等离激元段上沿传输线中轴线镜像对称且均匀分布有H形凹槽。可以实现电磁波在微带波导段与人工表面等离激元段中传播的平稳过渡，减少微波电场反射，避免输出端磁场出现严重衰减，有效降低电磁场的传输损耗，并且具有亚波长电磁场束缚能力，能有效提升滤波器的抗电磁干扰能力。

技术领域

本发明属于滤波器技术领域，涉及一种双频带微波带通滤波器。

背景技术

大数据通讯时代，无线通讯领域要求能制造出集成度更高的微波器件，然而高度集成的微波电路必然会导致其线线物理间距不断缩小，这会造成其电路中线线之间的信号出现串扰，从而使得整个微波器件产生信号畸变，因此现有的微波器件已不能适应当今大规模微波集成电路的发展。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种双频带微波带通滤波器，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种双频带微波带通滤波器，包括介质板，介质板的表面上设有金属微带，金属微带包括微带波导传输线，微带波导传输线经中间过渡段传输线与人工表面等离激元段连接；所述微波波导传输线背面设有金属地，金属地延伸至整个中间过渡段传输线与人工表面等离激元段；中间过渡段传输线上沿传输线中轴线镜像对称且均匀分布有深度渐变的H形渐变凹槽；所述人工表面等离激元段上沿传输线中轴线镜像对称且均匀分布有H形凹槽。

进一步的，所述中间过渡段传输线上的H形渐变凹槽的深度为非线性渐变关系，即采用一条指数曲线与H形渐变凹槽相交，穿过H形渐变凹槽槽口两点，则H型凹槽中线到该指数曲线的距离即H形渐变凹槽的高度，该高度变化满足非线性函数，且中间过渡段传输线与微带波导传输线连接端的H形渐变凹槽高度最小，其高度为0。

进一步的，所述指数曲线(8)满足方程式：

Y＝-2*h+2*h*(exp(a*(X-L₁)/L₂)-1)/(exp(a)-1)，其中a为指数曲线形状系数，其取值范围为0.01～15；h为金属微带宽度，其取值范围为1～6mm；L₁为微带波导传输线的长度，其取值范围为0～10mm，L₂为中间过渡段传输线的长度，其取值范围为10～35mm；X、Y分别是指数曲线的自变量和应变量。

进一步的，所述人工表面等离激元段的H形凹槽的宽度w1取值为0.5～2.5mm，H形凹槽的高度w2的取值为0.5～6mm，H形凹槽的槽型周期p为2～10mm。

进一步的，所述中间过渡段传输线上H形渐变凹槽高度由0非线性过渡到高度w2，槽口宽度、槽型周期与H形凹槽相同。

进一步的，所述介质板宽度w_sub为10～40mm。

进一步的，所述介质板采用介电常数为3.0的介质基片。

本发明的有益效果是：

1.该双频带微波带通滤波器在中间过渡段传输线上的H形渐变凹槽采用深度渐变技术，可以起到微带波导段与人工表面等离激元段之间良好的电磁模式和电磁阻抗的匹配，实现电磁波在微带波导传输线与人工表面等离激元段中传播的平稳过渡，减少因电磁场模式和阻抗不匹配出现强烈的微波电场反射，避免输出端磁场出现严重衰减，有效降低电磁场的传输损耗，同时可以减小金属微带间的间距以实现器件的小型化，能更好地适应当今大规模微波集成电路发展。