【摘 要】
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表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是一种光波段沿金属与介质交界面传输的表面波,具有显著的亚波长约束、近场增强和慢波特性。2004年,Pendry教授提出了人工表
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表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是一种光波段沿金属与介质交界面传输的表面波,具有显著的亚波长约束、近场增强和慢波特性。2004年,Pendry教授提出了人工表面等离激元(Spoof SPPs)的概念并由Hibbins等人在微波段得以验证,从而引起了全世界科学家的广泛关注和深入研究。本文基于Spoof SPPs研究并提出了多种微波滤波器,主要包括:1.提出了一种基于Spoof SPPs的低通滤波器。在同轴波导内导体上刻蚀轴向对称且周期分布的凹槽以支持Spoof SPPs,外导体采用封闭式结构用以确保腔体内部电磁波能量的高效传输。滤波器采用同轴波导馈电。内导体利用渐变深度的周期凹槽阵列实现了TEM波(同轴波导)和同轴型Spoof SPPs之间的高效与宽频带模式转化,实现了带外抑制高,带内插损低的低通滤波器。2.研究了如何利用弯折结构实现滤波器的小型化。在CPW金属层的两侧地上刻蚀凹槽构造的低通滤波器,截止频率与凹槽的深度成负相关。应用T形弯折凹槽增加凹槽的等效深度,实现了横向尺寸的小型化。3.提出了一种基于Spoof SPPs的宽带带阻滤波器。栅格状条带被放置在CPW介质层的另一侧,条带单元用T形以减小尺寸。在条带上引入缺陷得到陷波窄带,陷波频点和抑制深度由缺陷的几何尺寸控制。通过多个缺陷单元的级联实现了抑制性高,插损低的宽频带带阻滤波器。4.提出了一种基于Spoof SPPs的带通滤波器。微带信号线被设计为单侧栅格状,结合渐变模式匹配构造低通滤波器。信号线的另一侧周期分布有高度渐变的开口谐振环,用以滤除一定宽度的低频,整体实现了通带滤波的功能。
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