專利名稱：一種具有微帶閉合環(huán)路的光子晶體微帶線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于微波通訊領(lǐng)域中的帶阻濾波裝置，可以有效減小濾波器縱向尺寸，并且可以減少信號泄漏，利于器件集成。
背景技術(shù)：
微帶線是微波波段常用的導(dǎo)波器件，多用于微波信號傳遞，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計也用于帶通或者帶阻濾波、移相、或者延遲線等，微帶也常用于天線等有源設(shè)備。微帶線有多種結(jié)構(gòu)，在用于微波傳播時主要依靠局域在金屬導(dǎo)帶和金屬地板之間準(zhǔn)TEM基模來傳遞微波信號。結(jié)構(gòu)最簡單的微帶線是在下底板敷一層金屬作接地板，上表面由位于接地板中心對稱面上的中心金屬導(dǎo)(體)帶構(gòu)成，導(dǎo)帶和接地板之間可以是空氣或填充其他介質(zhì)。
光子晶體是一種由不同介電常數(shù)的介質(zhì)周期性排列而成的人工微結(jié)構(gòu)。它的主要特點是具有和電子帶隙類似的光子帶隙，能禁止能量在帶隙范圍內(nèi)的光子的傳播。1999年，Sorolla首次提出把光子晶體的概念應(yīng)用到微帶線中去，方法是阻抗的空間周期分布導(dǎo)致布拉格散射即通過在微帶線接地板上周期性的打孔技術(shù)實現(xiàn)了帶阻濾波，并且當(dāng)改變其中一對孔間距離時(即引入缺陷)，在阻帶中出現(xiàn)一個或者多個高透的諧振峰(缺陷模)，可以用于單通道或者多通道的帶通濾波器件，。但是底板打孔的技術(shù)具有以下兩個主要缺點1)不利于封裝和實現(xiàn)微波集成電路為了保持元件的性能，必須使得打空的接地板遠離其他金屬物。2)泄漏很大，以至于缺陷模的插入衰減很大，而且Q值不高。光子晶體微帶線的另一個例子是2001年，Nesic把普通微帶線的上表面導(dǎo)帶用正弦變化的金屬片代替做成可以避免上述缺點微帶線，但是這種結(jié)構(gòu)只有一個阻帶，不可能實現(xiàn)雙頻或多頻濾波，另外，引入缺陷以后這種微帶線的Q值也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開了一種可以實現(xiàn)帶阻濾波的光子晶體微帶線，這類結(jié)構(gòu)和金屬底板打孔的光子晶體微帶線一樣可以在在希望阻隔的頻率段提供理想帶內(nèi)抑制，此外還可以有效降低微波信號的泄漏。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)路徑如下包括介質(zhì)基片和下表面敷的金屬層接地板以及上面的金屬導(dǎo)帶，其特點是構(gòu)成金屬導(dǎo)帶的周期單元為一個金屬環(huán)(矩形環(huán)，方環(huán)，圓環(huán)等)和與該金屬環(huán)相連的特定設(shè)計寬度的金屬微帶，這些金屬環(huán)之間用金屬微帶連接的。實際應(yīng)用時，將上述這種結(jié)構(gòu)的兩端通過匹配線與轉(zhuǎn)接頭(SMA頭)相連；或與其他無源器件或有源器件相連接就可以了。
本發(fā)明具有如下的效果和優(yōu)點1.由于本發(fā)明是由環(huán)和導(dǎo)帶周期排列構(gòu)成的光子晶體微帶線，因而具備所有光子晶體的特點，可以實現(xiàn)在一定的工作頻帶內(nèi)的帶阻濾波并且可以在倍頻上工作。從性能上看，本發(fā)明可以完美地等效于一維光學(xué)多層膜，而Sorolla的打孔結(jié)構(gòu)不能。
2.可以在保持環(huán)的縱向尺寸不便的情況下利用環(huán)的橫向尺寸，有效的縮小元件占用面積


圖1為本發(fā)明的光子晶體微帶線結(jié)構(gòu)示意2為圖1的傳輸頻譜中1-介質(zhì)基片；2-金屬層接地板；3-金屬環(huán)；4-金屬微帶；5-50歐姆匹配線；6-轉(zhuǎn)接頭。
具體實施例方式
實施例1請參閱附圖1。
本發(fā)明由介質(zhì)基片1、金屬層接地板2、金屬環(huán)3、金屬微帶4、50歐姆匹配線5、轉(zhuǎn)接頭6組成。在介質(zhì)基片1的下表面敷一層金屬層接地板2，在介質(zhì)基片1的上表面設(shè)有按設(shè)計要求進行周期性排列的金屬環(huán)3，這種環(huán)3的形狀是方形的(或矩形，或圓形，或橢圓形)。這些金屬環(huán)3之間用金屬微帶4連接。本發(fā)明的微帶線的兩端通過50歐姆匹配線5與轉(zhuǎn)接頭6(SMA頭)相連。介質(zhì)基片1的相對介電常數(shù)為2.6，厚度為0.8mm。上表面的方形的金屬環(huán)3的平均邊長為6.5mm，金屬環(huán)3與金屬環(huán)3之間的金屬微帶4的長為6mm。50歐姆匹配線5的寬為2.23mm，金屬環(huán)3和金屬微帶4的寬為0.5mm，厚度為0.035mm。采用HP8722ES網(wǎng)絡(luò)分析儀對本發(fā)明的實施例1進行測量，測量和模擬的傳輸頻譜圖如圖2所示，其中實線代表測量的結(jié)果，虛線代表模擬結(jié)果。從圖2中可以看出在15GHz以下有兩個帶隙出現(xiàn)，第一個帶隙出現(xiàn)在4.62GHz到7.43GHz頻率范圍，第二個帶隙出現(xiàn)在10.57GHz到13.78GHz頻率范圍。當(dāng)改變所有的環(huán)的半周長，或所有的環(huán)與環(huán)之間的距離時，其帶隙中心波長隨其尺寸變化。
權(quán)利要求
1.一種具有微帶閉合環(huán)路的光子晶體微帶線，包括介質(zhì)基片(1)和下表面敷的金屬層接地板(2)，其特征在于在介質(zhì)基片(1)的上表面設(shè)有按使用需求設(shè)計的周期性排列的金屬環(huán)(3)，這些金屬環(huán)(3)之間用金屬微帶(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微帶閉合環(huán)路的光子晶體微帶線，其特征在于所述的金屬環(huán)(3)的形狀是矩形，或正方形，或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有微帶閉合環(huán)路的光子晶體微帶線，其特征在于所述的金屬環(huán)(3)之間的間距是相等的。
全文摘要
一種具有微帶閉合環(huán)路的光子晶體微帶線，屬于微波通訊領(lǐng)域。由金屬層接地板(2)和介質(zhì)基片(1)上表面設(shè)有的周期性排列的金屬環(huán)(3)，以及金屬環(huán)(3)之間的金屬微帶(4)構(gòu)成。金屬環(huán)(3)的形狀是矩形，正方形，圓形，金屬環(huán)(3)的間距和大小相等。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，濾波目的易調(diào)，容易實現(xiàn)元件的小型化，不易泄漏?？蓮V泛用做在一定的工作頻帶內(nèi)的帶阻濾波并且可以在倍頻上工作。
文檔編號H01P1/203GK1750319SQ200510029229
公開日2006年3月22日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者李宏強, 文茂翠, 魏澤勇 申請人:同濟大學(xué)