[发明专利]基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器

说明书

本发明公开了基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器，涉及带状线滤波器，属于基本电气元件的技术领域。该滤波器设置于一块介质基板上，介质基板仅有一面设置金属导带电路，利用人工表面等离子激元传输线作为主传输线，利用四分之一波长开路短截线作为谐振器，在输入/输出端口分别设置模式转换电路和阻抗匹配电路，实现由共面波导TEM模到人工表面等离子激元传输线TM模的模式转换及阻抗匹配功能。人工表面等离子激元传输线的辐射损耗低，不需要使用屏蔽盒体，能够在自由空间中使用，降低了生产成本且方便使用。人工表面等离子激元的慢波效应缩短了主传输线的总长度，从而减小了滤波器的总长度。另外，该滤波器具有较宽的阻带带宽。

技术领域

本发明公开了基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器，涉及带状线滤波器，属于基本电气元件的技术领域。

背景技术

随着人工表面等离子激元传输线的快速发展，科研工作者发现人工表面等离子激元传输线可应用于微波器件的设计及电路集成。而作为微波器件中一种重要器件的带阻滤波器具有抑制干扰信号、传输有用信号的作用。微带滤波器和腔体滤波器等现有的滤波器往往需要金属屏蔽，否则辐射损耗高，因而体积较大，成本较高，有时使用不方便。而人工表面等离子激元传输线对电磁场的束缚使得基于其实现的滤波器无需金属屏蔽或金属接地面，同时，人工表面等离子激元的慢波效应可以有效缩短带状滤波器的总长度，因此，通过人工表面等离子激元实现的滤波器日益增多，现有的基于SSPP(Spoof Surface PlasmonPolaritons，人工表面等子离激元)结构带阻滤波器存在相对带宽较窄的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器，能在自由空间使用，尺寸相对较小，增强了带宽，解决了现有的基于SSPP结构带阻滤波器相对带宽较窄的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器，包括：

主传输线，由多个人工表面等离子激元构成的具有周期性结构的传输线，

多个加载在主传输线上的谐振器，每个谐振器与主传输线上人工表面等离子激元的突起相连接，每个谐振器为四分之一波长的开路短截线，相邻两个开路短截线之间的电长度小于滤波器中心频率处的90度，

与主传输线信号输入端连接的模式转换电路，转换共面波导TEM模为主传输线TM模，及，

与主传输线信号输出端连接的阻抗匹配电路，匹配主传输线输出信号和共面波导传播信号的阻抗。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器的进一步优化方案，人工表面等离子激元为梳型或鱼骨形或多米诺结构。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器的进一步优化方案，四分之一波长的开路短截线为单面结构的金属带条。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器的进一步优化方案，四分之一波长的开路短截线为折叠后具有相同长度的水平部分和垂直部分的开路短截线。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器的进一步优化方案，模式转换电路和阻抗匹配电路结构相同，均包括沟槽深度渐变的人工表面等离子激元构成的传输线及对称分布于该传输线两侧的扇形结构波导。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器的进一步优化方案，模式转换电路中，人工表面等离子激元沟槽的深度沿着信号传播方向递增。

作为基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器再进一步的优化方案，阻抗匹配电路中，人工表面等离子激元沟槽的深度沿着信号传播方向递减。

基于人工表面等离子激元传输线的带阻滤波器通过激光刻蚀介质基板形成的金属导带电路实现。