專利名稱：金屬光子晶體濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微波技術。
背景技術：
光子晶體是由兩種 或兩種以上折射率周期變化的材料所構成的人工晶體，隨著光 子晶體制備技術的不斷成熟和完善，在二維光子晶體中引入適當缺陷并構造一定的耦合裝 置可以形成波導、諧振腔、濾波器等多種光子晶體功能器件。光子晶體的一個重要應用是光 子集成，因而許多不同類型的光子晶體器件的設計和制造主要集中在納米量級，即光波段。 但在實際應用中，由于加工工藝的限制，傳統(tǒng)波導型濾波器很難在亞毫米波段以及更短波 長范圍實現(xiàn)帶通濾波。利用光子晶體特性設計帶通濾波器則是一個有效途徑，與介質光子 晶體相比，金屬光子晶體在周期數(shù)較少時便具有良好的帶隙特性和局域特性。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有傳統(tǒng)型波導濾波器在亞毫米波段， 甚至更短波長實現(xiàn)帶通濾波的困難，提供一種金屬光子晶體濾波器，可以實現(xiàn)短波長范圍 的帶通濾波。本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，金屬光子晶體濾波器，包括內 設矩形體狀空腔的外殼，空腔內固定設置有濾波器主體；濾波器主體包括金屬光子晶體孔 板，孔板具有多個矩陣排列的濾波孔，每個濾波孔內設置有金屬柱，相應的，金屬柱形成矩 陣排列；矩形波導槽直線貫穿外殼和空腔形成微波通道；金屬柱的方向垂直于微波通道方 向，位置與矩形波導槽對應；矩形波導槽出口處設置有波導連接件；金屬光子晶體孔板、金 屬柱和外殼為電路導通。進一步的，外殼由上下兩塊蓋板構成。濾波器主體由上下兩片金屬光子晶體孔 板、夾層和金屬柱構成；夾層位于金屬柱矩陣區(qū)域以外，高度與矩形波導槽的窄邊尺寸一 致。金屬光子晶體孔板5通過底座和定位銷釘固定在空腔內。更進一步的，在微波通道方向上，依據(jù)在金屬光子晶體孔板5上的位置，從中心 向兩端，濾波孔分為C、D、E三級，濾波孔矩陣的水平、垂直周期均為1. 16mm ；E孔邊距為 0. 58mm ；C、D、E孔直徑分別為0. 54mm, 0. 2mm, 0. 24mm。所述金屬柱通過激光焊接在兩片金 屬光子晶體孔板之間。本實用新型的有益效果是，可以在微波和毫米波段，尤其是更短波長實現(xiàn)帶通濾 波，改變金屬柱大小可以實現(xiàn)不同頻率范圍和帶寬的濾波，并且輸入輸出與傳統(tǒng)波導端口 配合，結構緊湊。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型的一種結構的內部結構俯視圖。[0010]圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是圖1的B-B剖視圖。圖4是實施例1金屬光子晶體缺陷結構示意圖。圖5是圖4的A-A剖視圖。 圖中1.濾波器下蓋板，2.濾波器上蓋板，3.金屬光子晶體孔板夾層，4.金屬光 子晶體孔板底座，5.金屬光子晶體孔板，6.定位銷釘，7.矩形波導槽，8.空腔，9.金屬柱， 10.波導法蘭，C、D、E孔為金屬柱焊接孔，H孔為金屬光子晶體孔板定位銷釘安裝孔，J孔為 濾波器上下蓋板定位銷釘安裝孔，F(xiàn)孔為金屬光子晶體孔板螺釘安裝孔，圖上其余未標識的 孔均為連接濾波器上下蓋板的M3螺釘安裝孔。
具體實施方式
本實用新型的金屬光子晶體濾波器包括內設矩形體狀空腔的外殼，空腔8內固定 設置有濾波器主體；濾波器主體包括金屬光子晶體孔板，孔板具有多個矩陣排列的濾波孔， 每個濾波孔內設置有金屬柱，相應的，金屬柱形成矩陣排列；矩形波導槽直線貫穿外殼和 空腔形成微波通道；金屬柱的方向垂直于微波通道方向，位置與矩形波導槽對應；矩形波 導槽出口處設置有波導連接件；金屬光子晶體孔板、金屬柱和外殼為電路導通。濾波器主體可以通過底座4和銷釘固定在空腔中與波導槽對應的位置，也可采用 其他的固定方式。具體的實施例如圖1 3所示，濾波器上下蓋板均為帶有盲孔的矩形體，組裝后形 成空腔8。濾波器主體由上下兩片金屬光子晶體孔板、夾層和金屬柱構成；夾層位于金屬柱 矩陣區(qū)域以外，高度與矩形波導槽的窄邊尺寸一致。矩形波導槽7設置于濾波器下蓋板表面，濾波器主體固定在4金屬光子晶體孔板 底座上，金屬光子晶體孔板底座設置于腔體下部，濾波器主體與矩形波導槽連通形成微波 通道。矩形波導槽兩端連接10WR10波導法蘭。圖4所示實施例中，C、D、E孔水平、垂直方向排列周期均為a，a = 1. 16mm，該尺寸 保持不變。E孔邊距為a/2。C、D、E孔直徑分別為0.54mm，0.2mm，0.24mm。改變晶格常數(shù)a 和C、D、E孔直徑，可以調節(jié)濾波器通帶范圍。所述周期的含義為，相同的結構單元沿一條直 線等距離反復出現(xiàn)時，在各單元相同位置確定一個參照點，相鄰的兩個單元的參照點的距 離就是一個周期。例如，等距離直線排列的多個圓孔，其相鄰兩個圓孔的圓心距離就是一個 長度周期。圖5所示實施例中，濾波器主體由上下兩片金屬光子晶體孔板(SUS-304)、金屬光 子晶體孔板夾層和金屬柱構成。金屬光子晶體孔板夾層高度與實施例1中波導窄邊尺寸一 致，金屬光子晶體孔板與金屬光子晶體孔板夾層通過銷釘和Ml. 6螺釘連接。金屬柱通過激 光焊接在兩片金屬光子晶體孔板之間，濾波器主體與波導外殼具有良好的電接觸。本實用新型可以作為濾波器單獨使用，也可以構成雙工器、多工器、合成器等，廣 泛應用于各微波波段的電子系統(tǒng)，特別是雷達、導彈制導、通信等軍事和民用領域。
權利要求金屬光子晶體濾波器，其特征在于，包括內設矩形體狀空腔(8)的外殼，空腔(8)內固定設置有濾波器主體；濾波器主體包括金屬光子晶體孔板(5)，孔板(5)具有多個矩陣排列的濾波孔，每個濾波孔內設置有金屬柱(9)，相應的，金屬柱形成矩陣排列；矩形波導槽(7)直線貫穿外殼和空腔(8)形成微波通道；金屬柱的方向垂直于微波通道方向，位置與矩形波導槽(7)對應；矩形波導槽(7)出口處設置有波導連接件；金屬光子晶體孔板(5)、金屬柱和外殼為電路導通。
2.如權利要求1所述的金屬光子晶體濾波器，其特征在于，外殼由上下兩塊蓋板構成。
3.如權利要求1所述的金屬光子晶體濾波器，其特征在于，濾波器主體由上下兩片金 屬光子晶體孔板、夾層(3)和金屬柱構成；夾層(3)位于金屬柱矩陣區(qū)域以外，高度與矩形 波導槽(7)的窄邊尺寸一致。
4.如權利要求1所述的金屬光子晶體濾波器，其特征在于，金屬光子晶體孔板(5)通過 底座和定位銷釘固定在空腔內。
5.如權利要求3所述的金屬光子晶體濾波器，其特征在于，所述金屬柱通過激光焊接 在兩片金屬光子晶體孔板之間。
專利摘要金屬光子晶體濾波器，涉及微波技術。本實用新型包括內設矩形體狀空腔的外殼，空腔內固定設置有濾波器主體；濾波器主體包括金屬光子晶體孔板，孔板具有多個矩陣排列的濾波孔，每個濾波孔內設置有金屬柱，相應的，金屬柱形成矩陣排列；矩形波導槽直線貫穿外殼和空腔形成微波通道；金屬柱的方向垂直于微波通道方向，位置與矩形波導槽對應；矩形波導槽出口處設置有波導連接件；金屬光子晶體孔板、金屬柱和外殼為電路導通。本實用新型可以在微波和毫米波段，尤其是更短波長實現(xiàn)帶通濾波，改變金屬柱大小可以實現(xiàn)不同頻率范圍和帶寬的濾波，并且輸入輸出與傳統(tǒng)波導端口配合，結構緊湊。
文檔編號H01P1/207GK201741777SQ20102012007
公開日2011年2月9日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者亓麗梅, 蘭峰, 史宗君, 楊梓強, 梁正, 高喜 申請人:電子科技大學