[發明專利]周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線及調節色散和損耗的方法

有效

• 申請號: 201710094408.3
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106887659B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 李海江
• 申請（專利權）人: 江蘇賽博防務技術有限公司
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 竇賢宇

本發明公開了一種周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線及調節色散和損耗的方法，包括介質基片及其上的電阻加載的人工表面等離激元段；所述電阻加載的人工表面等離激元段包括金屬圖形及貼片電阻；所述金屬圖形包括金屬條及多個金屬片，所述金屬片位于所述金屬條的同側，所述金屬條與金屬片之間有縫隙；所述貼片電阻一端與金屬條焊接，另一端與金屬片焊接；與現有技術相比，本發明通過在人工表面等離激元傳輸線中加載貼片電阻，一方面具有較大的損耗，另一方面可通過改變加載電阻的阻值調節傳輸線的色散和損耗；同時也提供了一種調節色散和損耗的方法；該周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線可以應用于搭建負載、衰減器、隔離器、開關等損耗器件及電路。

技術領域

本發明涉及新型人工電磁材料傳輸線，尤其涉及一種周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線及條件色散和損耗的方法。

背景技術

隨著電子信息技術的發展，和通信、雷達、計算機等信息系統各方面性能的大幅提升，微波毫米波集成電路不斷面臨新的挑戰。高速率、多功能、小型化和共形化成為發展趨勢。其中主要技術需求包括：好的信號完整性，對鄰間串擾有更高的抑制，滿足小型化和共形化需求。基于微帶線、帶狀線等傳統傳輸線的器件和電路，由于其固有的傳播模式、空間波長和互耦關系，難以同時滿足以上需求。人們迫切需要發展一種具有深度亞波長電磁調控能力的微波傳輸線，進而發展相應的器件、電路及系統。

近年來，具有亞波長場局域性、低損耗、可共形傳輸、且色散特性可調的人工表面等離激元傳輸線受到了廣泛的關注，被認為是解決以上微波毫米波集成電路技術瓶頸最有效的新型傳輸線。人工表面等離激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons，SSPPs)，是利用人工電磁媒質(Metamaterial)的方式來降低金屬表面的等離子體頻率，從而在微波毫米波太赫茲等頻段實現類似于光頻表面等離激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)的模式和特性。2013年Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America(PNAS)上報道的超薄的人工表面等離激元傳輸線，這是一種印刷在超薄柔性介質襯底上的、具有亞波長褶皺圖形的金屬條帶，具有亞波長的場局域特性、低的彎曲損耗，可共形傳輸人工表面等離激元信號。該傳輸線具有和光頻表面等離激元類似的深度亞波長場局域，但由于金屬在微波毫米波頻段類似于理想導體，它的損耗相對于光頻表面等離激元大為降低。這種新型傳輸線滿足了微波毫米波電路小型化共形化的發展需求，得到了國內外的廣泛關注，迅速發展出一系列基于該傳輸線的特性及應用研究。至今，國內外學者已實現基于人工表面等離激元的濾波器、功分器、分頻器、環形諧振腔等無源器件及電路，放大器、二次諧波產生等有源電路，以及基于人工表面等離激元的輻射天線。

現有的人工表面等離激元傳輸線器件及電路都是基于介質基片及金屬圖形，其中人工表面等離激元的損耗只來自于介質基片及金屬中的吸收損耗和向空間中輻射的損耗。然而，在隔離器、開關、匹配負載等器件中，需要利用較大吸收的傳輸線。因此，設計一種具有較大損耗，且損耗可調的人工表面等離激元傳輸線，具有重要的促進意義。

發明內容

發明目的：為解決現有技術的不足，提供一種具有較大損耗，且損耗和色散可調的周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線及調節色散和損耗的方法。

技術方案：一種周期加載電阻的人工表面等離激元傳輸線，包括介質基片及其上的電阻加載的人工表面等離激元段；所述電阻加載的人工表面等離激元段包括金屬圖形及貼片電阻；所述金屬圖形包括金屬條及多個金屬片，所述金屬片位于該金屬條的同側，該金屬條與金屬片之間有縫隙；所述貼片電阻一端與金屬條焊接，另一端與金屬片焊接。

進一步的，所述多個金屬片的結構尺寸相同，周期或準周期性排布在金屬條的同側。

更進一步的，所述貼片電阻周期或準周期加載在金屬圖形中，其周期與金屬片的周期相同或不同。