[發明專利]一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線及其控制方法

在審

• 申請號: 201910049359.0
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109742499A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 馬慧鋒;王萌;孫實;汪會川;田素成;崔鐵軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 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: 徐紅梅

1.一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：包括介質基板、位于介質基板正面的人工表面等離激元結構和位于介質基板背面的若干射頻高阻線，其中人工表面等離激元結構包括第一金屬條帶、兩個過渡段和若干可編碼人工表面等離激元單元，兩個過渡段分別位于傳輸線兩端與漸變共面波導結構連接，且過渡段與第一金屬條帶連接，并對稱設置于第一金屬條帶兩邊；可編碼人工表面等離激元單元位于過渡段之間，并與介質基板背面的射頻高阻線一一對應，可編碼人工表面等離激元單元帶有變容二極管，且分別與第一金屬條帶和介質基板背面的射頻高阻線連接。

2.根據權利要求1所述的一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：可編碼人工表面等離激元單元包括一段上下帶有對稱環狀結構的金屬條帶，環狀結構包括內外嵌套的兩個反向開口的金屬環，在內外金屬環之間連接一個變容二極管，變容二極管的一個電極通過外金屬環連接在第一金屬條帶上，另一個電極通過內金屬環和金屬通孔連接在介質基板背面的射頻高阻線上。

3.根據權利要求1所述的一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：射頻高阻線包括第二金屬條帶和串聯在第二金屬條帶上的四個高頻電感，通過加載在第一金屬條帶和射頻高阻線之間的直流電壓控制可編碼人工表面等離激元單元中的變容二極管的容值，進而控制表面等離激元傳輸線的傳輸阻帶。

4.根據權利要求1所述的一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：可編碼人工表面等離激元單元包括三種電場模式，其中模式二的色散曲線的群速度趨于0無法傳輸，模式一和模式三被有效激發并傳輸；在模式一和模式三之間存在色散曲線間隙，因此形成了傳輸阻帶；并且，該阻帶位置由可編碼人工表面等離激元單元上附加的可變電容進行調節。

5.根據權利要求1所述的一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：可編碼人工表面等離激元單元中的變容二極管的變容范圍為0.03pF-2.1pF。

6.根據權利要求1所述的一種阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線，其特征在于：阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的阻帶調節范圍為7.0GHz-9.3GHz。

7.一種對阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的多模編碼控制方法，其特征在于：阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線含有N個可編碼人工表面等離激元單元，每個單元產生的傳輸阻帶都能夠被獨立控制，通過對外加的N個直流電壓源進行編碼控制，對阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的傳輸特性進行整體控制，實現對于阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線傳輸阻帶的位置、數量和帶寬的靈活調控。

8.根據權利要求7所述的一種對阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的多模編碼控制方法，其特征在于：可編碼人工表面等離激元單元包括三種電場模式，其中模式二的色散曲線的群速度趨于0無法傳輸，模式一和模式三被有效激發并傳輸；在模式一和模式三之間存在色散曲線間隙，因此形成了傳輸阻帶；并且，該阻帶位置由可編碼人工表面等離激元單元上附加的可變電容進行調節。

9.根據權利要求7所述的一種對阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的多模編碼控制方法，其特征在于：通過加載在第一金屬條帶和射頻高阻線之間的直流電壓控制每個變容二極管的容值，進而整體控制表面等離激元傳輸線的傳輸阻帶。

10.根據權利要求7所述的一種對阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的多模編碼控制方法，其特征在于：阻帶編碼可控表面等離激元傳輸線的阻帶調節范圍為7.0GHz-9.3GHz。