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光通信研究2025年第02期:基于人工表面等离激元的超宽带带通滤波器

来源:期刊VIP网 时间:


作者:束耀辉;汤一铭;李泽坤;

单位:南京邮电大学电子与光学工程学院,柔性电子(未来技术)学院;

摘要:【目的】人工表面等离激元(SSPPs)具有诸多优秀的性能,如低损耗、高传输效率和对电磁波的束缚能力强等,被广泛应用于微波器件设计。文章基于SSPPs设计并研制了一款结构简单、易于加工和带外抑制性能良好的超宽带带通滤波器(BPF)。【方法】该BPF由两部分级联而成:对称加载开口谐振环(SRR)的共面波导(CPW)高通滤波结构和环型单元SSPPs的低通滤波结构。文章以BPF设计理论和SSPPs色散特性为基础,采用模块化和级联式的结构设计方法,对两部分结构分别进行仿真建模,研究了各关键结构参数与性能指标的依赖关系,并在此基础上进行容差分析、样品研制和测试。【结果】仿真结果显示,与传统的I型和T型单元相比,环型单元具有更好的慢波特性,所设计的超宽带BPF的通带范围为3.3~10.3 GHz,且可在结构设计中通过变化SSPPs单元结构尺寸来灵活控制其上截止频率。该BPF通带内回波损耗优于-13 dB,大部分插入损耗优于-1 dB,下边带带外抑制达到-25 dB,上边带带外抑制达到-30 dB,-20 dB内的矩形系数接近1,测试结果与仿真结果吻合度较好。【结论】文章所研制的BPF具有结构简单、加工方便成本低、频带宽和过渡带陡峭度好等特点,可以很好地实现滤波与带外谐波抑制功能,适合用于射频微波通信和仪器仪表测量等相关领域的电路与设备开发。

关键词:人工表面等离激元;;带通滤波器;;超宽带;;共面波导;;开口谐振环