基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，用于解決現(xiàn)有帶阻濾波器無法實現(xiàn)溫度調(diào)控的技術(shù)問題。技術(shù)方案是包括基底和至少一個開口環(huán)，所述開口環(huán)的任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點附近頻域，開口環(huán)對外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會隨著溫度的升高而變大，從而實現(xiàn)對濾波器性能的調(diào)控，同時多單元陣列也能實現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器
本專利技術(shù)涉及一種帶阻濾波器，特別是涉及一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器。
技術(shù)介紹
帶阻濾波器是指能通過大多數(shù)頻率分量，但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器。參照圖7，文獻“Microwavefilterswithimprovedstopbandbasedonsub-wavelengthresonators.MicrowaveTheoryandTechniques,2005,53(6):1997-2006.”公開了一種通過在50Ω微帶傳輸線接地板上蝕刻出方形開口諧振環(huán)來實現(xiàn)帶阻濾波功能的濾波器。這種濾波器的介質(zhì)基板91是覆銅板，帶阻濾波器件由蝕刻方形開口諧振環(huán)凹槽的微帶傳輸線接地板覆銅片92構(gòu)成。此項工作研究了開口環(huán)的等效電路，將其等效為一諧振電路，由環(huán)間等效電容和形成電流環(huán)的等效電感組成。在入射電磁波的激勵下整個方形開口環(huán)構(gòu)型等效為一個諧振回路并產(chǎn)生諧振。在諧振點附近頻域，由于方形開口環(huán)會對外部電磁場表現(xiàn)出帶通或帶阻特性，其對外部電場的響應(yīng)特性可以通過改變相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸來控制。然而，對這種濾波器的調(diào)控僅僅能通過更改設(shè)計尺寸來實現(xiàn)，在尺寸不變的條件下無法實現(xiàn)溫度調(diào)控，因此在應(yīng)用中受到了諸多限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有帶阻濾波器無法實現(xiàn)溫度調(diào)控的不足，本專利技術(shù)提供一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器。該帶阻濾波器包括基底和至少一個開口環(huán)，所述開口環(huán)的任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，這樣整個開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點附近頻域，開口環(huán)對外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會隨著溫度的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會受到影響，于是對外部電磁場的濾波特性就會改變，從而實現(xiàn)溫度對濾波器性能的調(diào)控。該帶阻濾波器濾波性能的改變?nèi)Q于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時單個組成單元與多單元陣列均能實現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特點是包括基底1和至少一個開口環(huán)2，所述開口環(huán)2的任意一邊有開口，所述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)2的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)2，開口環(huán)2的開口朝上。所述基底1的材料是聚乙烯泡沫。所述基底1的厚度H為3.00mm。所述開口環(huán)2的材料是導(dǎo)電橡膠。所述導(dǎo)電橡膠中導(dǎo)電介質(zhì)為銅鍍銀顆粒。所述開口環(huán)2的尺寸：邊長p＝5.00mm，厚度t＝0.50mm，開口寬度g＝1.00mm，線寬w＝1.00mm。所述基底1與多個開口環(huán)2組成多單元陣列，開口環(huán)2等距離向基底1短邊方向延伸分布。本專利技術(shù)的有益效果是：該帶阻濾波器包括基底和至少一個開口環(huán)，所述開口環(huán)的任意一邊有開口，所述基底上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底長邊平行，凹槽短邊與基底短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)，開口環(huán)的開口朝上。開口環(huán)面與入射電磁波平行時，在平行電磁波的激勵下開口環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，開口兩邊則積累等量相反電荷，這樣整個開口環(huán)等效為諧振電路。在諧振點附近頻域，開口環(huán)對外部電磁場表現(xiàn)出帶阻濾波特性。由于導(dǎo)電橡膠的電阻率會隨著溫度的升高而變大，在溫度變化的條件下開口環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會受到影響，于是對外部電磁場的濾波特性就會改變，從而實現(xiàn)溫度對濾波器性能的調(diào)控。該帶阻濾波器濾波性能的改變?nèi)Q于外部溫度的變化，不依賴于尺寸的改變，同時單個組成單元與多單元陣列均能實現(xiàn)溫度調(diào)控的濾波功能。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作詳細(xì)說明。附圖說明圖1是本專利技術(shù)基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中開口環(huán)的示意圖。圖3是圖1中基底的示意圖。圖4是基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器多單元陣列立體示意圖。圖5是本專利技術(shù)實施例制作的基于導(dǎo)電橡膠材料溫度可調(diào)帶阻濾波器的透射反射頻譜。圖6是本專利技術(shù)實施例制作的基于導(dǎo)電橡膠材料溫度可調(diào)帶阻濾波器在溫度調(diào)控下的透射反射頻譜。圖7是
技術(shù)介紹
帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-基底；2-開口環(huán)；91-介質(zhì)基板；92-覆銅片。具體實施方式以下實施例參照圖1-6。本專利技術(shù)基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器包括基底1和至少一個開口環(huán)2，所述開口環(huán)2的任意一邊有開口，所述基底1上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底1長邊平行，凹槽短邊與基底1短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)2的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)2，開口環(huán)2的開口朝上，組成溫度可調(diào)濾波器的基本單元。導(dǎo)電橡膠材料中填充導(dǎo)電介質(zhì)為銅鍍銀顆粒。所述基底1與多個開口環(huán)2組成多單元陣列，開口環(huán)2等距離向基底1短邊方向延伸分布。基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器工作原理如下：由于導(dǎo)電橡膠的到底安特性，在電磁場的激勵下，開口環(huán)2中產(chǎn)生感應(yīng)電流其等效電感L，開口環(huán)2兩邊的開口上則積累等量相反電荷，其等效為電容C。這樣整個開口環(huán)2等效為LC諧振電路，其電路模型的諧振頻率可由等效電感電容電路分析在諧振點頻率ω0附近，開口環(huán)2會對外部電磁場表現(xiàn)出帶阻特性，因此基于導(dǎo)電橡膠的方形開口環(huán)結(jié)構(gòu)具備了帶阻濾波功能。開口環(huán)2中導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電行為取決于填充導(dǎo)電粒子形成的有效導(dǎo)電鏈。當(dāng)外部環(huán)境溫度上升時，導(dǎo)電橡膠內(nèi)部有效導(dǎo)電鏈逐漸減少，繼而導(dǎo)致導(dǎo)電橡膠電阻率升高。對于導(dǎo)電橡膠開口環(huán)而言，其等效電感L會增大，同時對外部電磁場的濾波能力減弱。從而實現(xiàn)了溫度對濾波功能的調(diào)控。應(yīng)用實施例：將裁成方形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電橡膠開口環(huán)嵌入到一側(cè)帶有凹槽的泡沫基底中，組成溫度可調(diào)濾波器的基本單元。聚乙烯泡沫基底1尺寸：寬度D＝3.00mm，高度H＝3.00mm，長度L＝10.16mm，開槽深度V＝1.5mm。開口環(huán)2尺寸：邊長p＝5.00mm；厚度t＝0.50mm；寬度g＝1.00mm；線寬w＝1.00mm。該基本單元以晶格常數(shù)N＝3.00mm沿磁場方向排布獲得溫度可調(diào)濾波器件。從圖5中可以看出，本實施例制備的溫度可調(diào)帶阻濾波器在電磁波的激勵下，透射譜在10.0GHz附近出現(xiàn)了諧振峰，濾波頻寬為0.5GHz；從圖6中可以看出，帶阻濾波器的濾波特性隨著環(huán)境溫度的變化而改變：環(huán)境溫度從-20℃度升高到60℃，濾波器件的濾波帶寬逐漸變窄濾波能力減弱，當(dāng)環(huán)境溫度升高至100℃時，帶阻濾波器的濾波特性消失。因此，本實例與文獻案例相比可以實現(xiàn)帶阻濾波器的溫度調(diào)控功能。專利技術(shù)人對泡沫基底開槽深度1.5mm和導(dǎo)電橡膠開口環(huán)厚度0.5mm進行了實驗，取得了良好的效果。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：包括基底(1)和至少一個開口環(huán)(2)，所述開口環(huán)(2)的任意一邊有開口，所述基底(1)上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底(1)長邊平行，凹槽短邊與基底(1)短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)(2)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)(2)，開口環(huán)(2)的開口朝上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：包括基底(1)和至少一個開口環(huán)(2)，所述開口環(huán)(2)的一邊有開口，所述基底(1)上表面正中開有凹槽，凹槽長邊與基底(1)長邊平行，凹槽短邊與基底(1)短邊平行，凹槽長邊和凹槽短邊的尺寸分別與開口環(huán)(2)的邊長和厚度相同，凹槽里嵌有開口環(huán)(2)，開口環(huán)(2)的開口朝上；所述開口環(huán)(2)的材料是導(dǎo)電橡膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻濾波器，其特征在于：所述基底(1)的材料是聚乙烯泡沫。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于導(dǎo)電橡膠材料的溫度可調(diào)帶阻...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邱克鵬，劉子君，張富利，馮樹琦，張衛(wèi)紅，
申請(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61