本實(shí)用新型涉及一種通訊領(lǐng)域用的濾波器，特別是一種短截線加載矩形槽微波濾波器。

背景技術(shù)：

當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著信息的需求量成爆炸式的增長(zhǎng)，移動(dòng)通訊領(lǐng)域要求能制造出集成度更高的微波器件，然而隨著高頻集成電路尺寸的不斷縮小，技術(shù)上出現(xiàn)了一系列問題，例如當(dāng)微波器件的尺寸小到一定的程度，器件的電磁干擾噪聲，RC延遲等達(dá)到極限導(dǎo)致器件工作不穩(wěn)定，因此現(xiàn)有的微波器件已不能適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種短截線加載矩形槽微波濾波器。本實(shí)用新型具有電磁反射小、抗電磁干擾能力強(qiáng)和利于小型化的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種短截線加載矩形槽微波濾波器，包括介質(zhì)板，介質(zhì)板上設(shè)有金屬微帶，金屬微帶的兩側(cè)設(shè)有金屬地；所述的金屬微帶包括共面波導(dǎo)段，共面波導(dǎo)段經(jīng)過渡段與人工表面等離激元段連接；所述的人工表面等離激元段上分布有矩形槽，矩形槽內(nèi)設(shè)有短截線。

前述的短截線加載矩形槽微波濾波器中，所述的矩形槽的槽口寬度w1的取值為1～5mm，槽深Ch1的取值為2～6mm，矩形槽周期p為2～8mm；所述的短截線的長(zhǎng)度l為1～4mm，寬度w2為0.5～1.5mm。

前述的短截線加載矩形槽微波濾波器中，處于過渡段位置的金屬地邊緣為，滿足Y＝h+g+w*(exp(a*(X-L₁)/L₂)-1)/(expa-1)方程的曲線；其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為5～20；h為金屬微帶寬度，其取值為4～8mm；g為金屬微帶與金屬地間距，其取值為0.3～1mm，w為金屬地的寬度，其取值為20～30mm，L₁為共面波導(dǎo)段的長(zhǎng)度，其取值為5～15mm，L₂為過渡段長(zhǎng)度，40～80mm。

前述的短截線加載矩形槽微波濾波器中，所述的過渡段上設(shè)有深度漸變的矩形槽，矩形槽內(nèi)設(shè)有長(zhǎng)度漸變的短截線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在共面波導(dǎo)段(以下用其長(zhǎng)度符號(hào)L₁替代)和人工表面等離激元段(以下用其長(zhǎng)度符號(hào)L₃替代)之間增加過渡段進(jìn)行銜接；通過該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)L₁和L₃之間良好的連續(xù)過渡，充分減少了L₁和L₃直接連接時(shí)的微波電場(chǎng)反射，避免了輸出端電磁場(chǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重衰減。本實(shí)用新型中處于過渡段位置的金屬地邊緣為Y＝h+g+w*(exp(a*(X-L₁)/L₂)-1)/(expa-1)的曲線，的a為曲線形狀系數(shù)，用于調(diào)整曲線的曲率，申請(qǐng)人在進(jìn)行大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a的取值范圍在5～20間時(shí)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)TEM模式向SSPPs模式的良好過渡，即充分減少了L₁和L₃直接連接時(shí)的微波電場(chǎng)反射。除此外，本實(shí)用新型也在過渡段傳輸線上分布有深度漸變的矩形槽，且在矩形槽內(nèi)設(shè)有短截線；通過該結(jié)構(gòu)，能夠增加電磁場(chǎng)的阻抗與模式匹配效果，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)TEM模式向SSPPs模式的過渡，減少微波電場(chǎng)反射；通過減小電場(chǎng)反射，使得本實(shí)用新型的的傳輸損耗減小。本實(shí)用新型通過在金屬微帶上設(shè)置一系列的矩形槽；通過該結(jié)構(gòu)，使得電磁場(chǎng)在傳輸時(shí)被束縛在矩形槽內(nèi)，從而大大降低了多條傳輸線傳輸時(shí)因間距太小而出現(xiàn)的電磁干擾，使得抗干擾能力大大增強(qiáng)，同時(shí)也增強(qiáng)了高密度微波集成電路工作時(shí)的穩(wěn)定性，不僅如此，因抗電磁干擾能力大大增強(qiáng)，本實(shí)用新型還能減小微波集成電路的金屬微帶間的間距以實(shí)現(xiàn)器件的小型化，因而能更好地適應(yīng)當(dāng)今大規(guī)模微波集成電路的發(fā)展。本實(shí)用新型還能通過調(diào)節(jié)矩形槽的幾何尺寸來調(diào)控濾波器的通帶及帶外特性，同時(shí)調(diào)整電磁場(chǎng)的束縛效果，申請(qǐng)人在進(jìn)行大量試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)槽口寬度w1的取值為1～5mm，槽深Ch1的取值為2～6mm，矩形槽周期p為2～8mm時(shí)，短截線的長(zhǎng)度l為1～4mm，寬度為0.5～1.5mm時(shí)，矩形槽對(duì)電磁場(chǎng)具有很好的束縛效果。

為了更好地證明本實(shí)用新型的有益效果，申請(qǐng)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：申請(qǐng)人設(shè)計(jì)一個(gè)短截線加載矩形槽微波濾波器樣品，樣品的參數(shù)如表1。

表1微波濾波器樣品各部分參數(shù)

該樣品的介質(zhì)板的介電常數(shù)為2.65，對(duì)該樣品的濾波特性曲線經(jīng)時(shí)域有限差分計(jì)算如圖2所示，該樣品為帶通濾波，其-3dB通帶為2.527GHz到10.974GHz，濾波器在整個(gè)通帶內(nèi)反射小于-10dB。圖2中S11為濾波器反射系數(shù)；S21為濾波器傳輸系數(shù)。由圖2可知，該樣品的反射特性得到有效改善，同時(shí)樣品的濾波特性得到很好的優(yōu)化。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是樣品的S參數(shù)特性曲線圖。

附圖中的標(biāo)記為：1-介質(zhì)板，2-金屬微帶，3-金屬地，4-共面波導(dǎo)段，5-過渡段，6-人工表面等離激元段,7-矩形槽，8-短截線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。

實(shí)施例。一種短截線加載矩形槽微波濾波器，構(gòu)成如圖1所示，包括介質(zhì)板1，介質(zhì)板1上設(shè)有金屬微帶2，金屬微帶2的兩側(cè)設(shè)有金屬地3；所述的金屬微帶2包括共面波導(dǎo)段4，共面波導(dǎo)段4經(jīng)過渡段5與人工表面等離激元段6連接；所述的人工表面等離激元段6上分布有矩形槽7，矩形槽7內(nèi)設(shè)有短截線8。

前述的矩形槽7的槽口寬度w1的取值為1～5mm，槽深Ch1的取值為2～6mm，矩形槽7周期p為2～8mm；所述的短截線8的長(zhǎng)度l為1～4mm，寬度w2為0.5～1.5mm。

處于過渡段5位置的金屬地3邊緣為，滿足Y＝h+g+w*(exp(a*(X-L₁)/L₂)-1)/(expa-1)方程的曲線；其中a為曲線形狀系數(shù)，其取值為5～20；h為金屬微帶寬度，其取值為4～8mm；g為金屬微帶2與金屬地3間距，其取值為0.3～1mm，w為金屬地3的寬度，其取值為20～30mm，L₁為共面波導(dǎo)段的長(zhǎng)度，其取值為5～15mm，L₂為過渡段長(zhǎng)度，40～80mm。

前述的過渡段5上設(shè)有深度漸變的矩形槽7，矩形槽7內(nèi)設(shè)有長(zhǎng)度漸變的短截線8。

本實(shí)用新型的工作原理：準(zhǔn)TEM模式的電磁場(chǎng)由左邊的共面波導(dǎo)段4傳輸?shù)竭^渡段5，在過渡段5中逐漸漸變?yōu)镾SPPs模式的電磁場(chǎng)，且在過渡段5中準(zhǔn)TEM模式和SSPPs模式的電磁場(chǎng)共存，當(dāng)電磁場(chǎng)到達(dá)人工表面等離激元段6時(shí)，完全轉(zhuǎn)化為SSPPs模式的電磁場(chǎng)，并在L₃進(jìn)行傳輸，傳輸后SSPPs模式電磁場(chǎng)又經(jīng)過右邊的過渡段轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)TEM模式的電磁場(chǎng)由右邊的共面波導(dǎo)段輸出。在L₃傳輸時(shí)，電磁場(chǎng)被束縛在矩形槽7內(nèi)，有效防止電磁場(chǎng)的擴(kuò)散，使電磁場(chǎng)在傳輸過程中不干擾其他傳輸線，也能不受其他傳輸線的干擾而能正常工作。