CN220527169U - 一种电可调通带范围的带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电可调通带范围的带通滤波器，包括介质基板、位于介质基板正面的馈电结构、可重构人工表面等离激元（SSPPs）波导、电感、直流偏置电路以及位于介质基板反面的接地板；上层电路板包括馈电部分、可重构SSPPs波导、电感及直流偏置电路；可重构SSPPs波导包括N个可重构SSPPs单元；可重构SSPPs单元由开槽型SSPPs单元与变容二极管组成；通过控制加载在变容二极管两端直流电压的大小对可重构SSPPs单元进行色散调控，从而控制该带通滤波器的通带范围。本实用新型结构简单，在多功能的同时仍然具备较小的体积，带通滤波器的通带范围通过外加电压大小灵活可调。
Description
技术领域
本实用新型属于微波器件技术领域，涉及一种电可调通带范围的带通滤波器。
技术背景
表面等离子体激元（SPPs）是近年来现代物理和技术中最热门的话题之一，它可以被有效地激发和传播，同时呈指数衰减到界面中。表面等离子体激元具有强约束能力，可以突破衍射极限，将波定位在亚波长尺度。在低频率下，金属类似于完美的电导体，不能支持天然的SPPs。因此，人工表面等离激元（SSPPs）被提出，SSPPs的出现将SPPs与太赫兹甚至更低频率的SPPs领域连接起来，被广泛应用于天线、滤波器等器件设计中。
滤波器是现代通信系统的重要器件，主要用于微波和射频模块，它用来传输所需频率的信号并屏蔽带外信号。随着系统的复杂性不断提高，可重构滤波器作为可重构射频前端的重要组成部分,需求越来越严重。可重构滤波器可以根据环境变化和需求变化进行适应性调整。这种灵活性使得它们能够应对不同的输入信号，并根据实际情况进行最优的信号处理。
然而目前可重构滤波器成本高，体积大，设计复杂。由于需要实时调整滤波器参数，需要对滤波器结构和算法进行深入理解和开发。这对于工程师来说是一个挑战，并且可能需要更多的时间和资源来实现。
发明内容
为了解决可重构滤波器体积大，设计复杂的问题，本实用新型提出一种电可调通带范围的带通滤波器，以降低尺寸，降低设计复杂度。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电可调通带范围的带通滤波器，包括：介质基板1、位于介质基板正面的馈电结构2、可重构SSPPs波导3、电感4和直流偏置电路5和位于介质基板反面的接地板6，其特征在于：
所述可重构SSPPs波导3包括N个可重构SSPPs单元31周期性排布，其中N≥1；
所述可重构SSPPs单元31由开槽型SSPPs单元311与变容二极管312组成，两者之间通过焊接相连。
位于介质基板正面的馈电结构2能够高效地激励起可重构SSPPs单元31的第一阶高次模式。
开槽型SSPPs单元311内部槽的长度与外部矩形贴片的长度共同决定带通滤波器的初始通带。
可重构SSPPs单元31通过直流偏置电路5控制变容二极管312对开槽型SSPPs单元311进行色散调控，从而控制带通滤波器的通带范围，同时利用电感通直流隔交流的特性，滤除电路上的高频交流信号。
与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
本实用新型的结构简单，采用普通的微带线便可激发人工表面等离激元单元的第一阶高次模式，不需要额外的过渡结构，设计简单，实现了小型化，同时避免了在进行色散调控时出现波矢量不匹配的情况。通过改变开槽型SSPPs单元内部槽的长度与外部矩形贴片的长度来实现对电磁波的方便调控，从而可以改变装置的工作频段。和传统可重构滤波器相比，该滤波器能通过对可重构SSPPs单元进行仿真能准确预测通带范围，通过调节偏置电路电压大小便可实现通带范围稳定的可调。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为电可调通带范围的带通滤波器的主视图；
图2为电可调通带范围的带通滤波器的整体结构示意图；
图3为电可调通带范围的带通滤波器的初始单元色散曲线图；
图4为电可调通带范围的带通滤波器的传输系数图。
附图标记如下：
1- 介质基板；2- 馈电结构、3- 可重构SSPPs波导、31- 可重构SSPPs单元、311-开槽型SSPPs单元、312- 变容二极管、4- 电感、5- 直流偏置电路、6- 接地板。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1和图2所示，一种电可调通带范围的带通滤波器，包括：介质基板1、位于介质基板正面的馈电结构2、可重构SSPPs波导3、电感4和直流偏置电路5和位于介质基板反面的接地板6；
可重构SSPPs波导3包括6个可重构SSPPs单元31周期性排布，其中：
所述可重构SSPPs单元31由开槽型SSPPs单元311与变容二极管312组成，两者之间通过焊接相连。
位于介质基板正面的馈电结构2能够高效地激励起可重构SSPPs单元31的第一阶高次模式。
开槽型SSPPs单元311内部槽的长度与外部矩形贴片的长度共同决定带通滤波器的初始通带。
可重构SSPPs单元31通过直流偏置电路5控制变容二极管312对开槽型SSPPs单元311进行色散调控，从而控制带通滤波器的通带范围，同时利用电感通直流隔交流的特性，滤除电路上的高频交流信号。
如图3所示的开槽型SSPPs单元311不同内部槽的长度的色散曲线图，通过调整内部槽的长度，可以确定带通滤波器的初始通带。
如图4所示的电可调通带范围的带通滤波器仿真的传输系数图，滤波器的通带范围可以通过偏置电路5电压的大小进行调节。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种电可调通带范围的带通滤波器，包括：介质基板（1）、位于介质基板正面的馈电结构（2）、可重构SSPPs波导（3）、电感（4）和直流偏置电路（5）和位于介质基板反面的接地板（6），其特征在于：
所述可重构SSPPs波导（3）包括N个可重构SSPPs单元（31），周期性排布，其中N≥1；
所述可重构SSPPs单元（31）由开槽型SSPPs单元（311）与变容二极管（312）组成，两者之间通过焊接相连。
2.如权利要求1所述的电可调通带范围的带通滤波器，其特征在于：所述位于介质基板正面的馈电结构（2）能够高效地激励起可重构SSPPs单元（31）的第一阶高次模式。
3.如权利要求1所述的电可调通带范围的带通滤波器，其特征在于：所述开槽型SSPPs单元（311）内部槽的长度与外部矩形贴片的长度共同决定带通滤波器的初始通带。
4.如权利要求1所述的电可调通带范围的带通滤波器，其特征在于：所述可重构SSPPs单元（31）通过直流偏置电路（5）控制变容二极管（312）对开槽型SSPPs单元（311）进行色散调控，从而控制带通滤波器的通带范围。
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