[发明专利]一种半模SSPPs基片集成波导滤波器及卫星通信集成电路

说明书

本发明公开了一种半模SSPPs基片集成波导滤波器及卫星通信集成电路。半模SSPPs基片集成波导滤波器包括：介质基板及金属贴片；所述金属贴片包括矩形区和连接在所述矩形区两侧的带状区；所述矩形区的下边开设有若干槽单元，所述若干槽单元沿半模长度方向的边缘周期性排列作为人工表面等离激元传输器；其中，每一所述槽单元具有蜿蜒形槽。本发明是通过周期性排列的蜿蜒形槽构成蜿蜒形SSPPs结构，为SSPPs高次模的有效约束和传播提供了新的解决方案。同时，将该结构嵌入到基片集成波导中，组成带通滤波响应，与传统SSPPs基片集成波导结构相比，可实现了更大的高频截至频率调节范围，与基础模式相比，带宽更宽。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，更具体地，涉及一种半模SSPPs基片集成波导滤波器及卫星通信集成电路。

背景技术

表面等离激元是一种原本仅存在于光学频段的能量传播现象。直到2004年，为了在微波、毫米波频段模拟光波段的表面等离激元，英国帝国理工学院 Pendry 爵士及合作者在金属表面上通过设计人工周期介质孔阵列结构，有效降低了人工金属表面的等离子体频率，从而构建出微波和毫米波频段的人工表面等离激元（Spoof Surface PlasmonPolaritons，SSPPs）。SSPPs主要有一下几个优点：第一，由于结构化的表面等离子体频率远低于金属本身的等离子体频率，因此具有较小的损耗；第二，可以通过改变金属表面的结构参数来灵活控制SSPPs的色散特性，进而获得可调控、可重构、智能化的电路、器件或天线。利用上述优点，各种涵盖微波频段，太赫兹频段的基于SSPPs特性的器件被研究和报道出来，包括SSPPs滤波器，SSPPs天线，SSPPs功分器等。

有研究者结合利用SSPPs的低通特性和基片集成波导的高通特性实现了带通滤波功能，如中国发明专利CN109149031A公开了基于半模基片集成波导和人工表面等离激元的带通滤波器，包括介质基板，介质基板两面中间具有矩形金属涂层，两端具有梯形金属涂层和微带线，覆有矩形金属涂层的介质基板的上侧具有一排金属通孔，构成半模基片集成波导。矩形金属涂层下侧具有周期性凹槽，构成人工表面等离激元传输器，全模下的周期单元结构如图1所示的Structure A。梯形金属涂层为微带线-半模基片集成波导的转换结构。

与之前的基片集成波导带通滤波器相比，该种方法可以单独调节带通响应的高频和低频截至频率，简化了超宽带滤波器的设计流程。但是传统结构还存在以下几个问题：

1.虽然SSPPs的高次模式与基次模式相比，可以支撑更宽的带宽，但是由于传统结构的高次模式色散曲线比较靠近Lightline的色散曲线，导致会产生高次模式辐射，故传统一般的结构无法对高次模式能量进行约束和有效传播；

2.同样尺寸的SSPP传输线基模比传统的微带传输线传输模式，损耗偏高；且SSPP高次模比基模损耗更高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种半模SSPPs基片集成波导滤波器及卫星通信集成电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下所述的技术方案：

一种半模SSPPs基片集成波导滤波器，其包括：介质基板及形成在所述介质基板的一侧表面上的金属贴片；所述金属贴片包括矩形区和连接在所述矩形区两侧的带状区；所述矩形区的下边开设有若干槽单元，所述若干槽单元沿半模长度方向的边缘周期性排列作为人工表面等离激元传输器；其中，每一所述槽单元具有蜿蜒形槽。

在本发明中，所述蜿蜒形槽具有相互连接的槽开口段和槽延伸段，所述槽延伸段为开口环状缝。

在本发明中，所述开口环状缝沿着矩形形状延伸形成。

在本发明中，所述槽开口段为矩形缝。

在本发明中，俯视状态下，所述蜿蜒形槽形状为“”。