[發明專利]拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線

有效

• 申請號: 202011068607.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112216941B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 湯文軒;陸予希;崔鐵軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P3/08
• 分類號: H01P3/08;H01P3/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發明公開了一種在可拉伸柔性介質基底上實現的可重構人工表面等離激元傳輸線。該傳輸線包括可拉伸柔性介質基底(1)、附著于可拉伸柔性介質基底(1)上表面的第二可延展金屬導體(3)和附著于第二可延展金屬導體(3)外表面的第一可延展金屬導體(2)構成拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線。該傳輸線通過拉伸形變對人工表面等離激元周期結構參數進行調節，實現人工表面等離激元色散曲線和截止頻率動態可重構。該傳輸線將人工表面等離激元傳輸線的可調控特性與柔性可延展微波電路相結合，在微波柔性電路和可調器件領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線技術，屬于微波毫米波技術領域。

背景技術

隨著電子信息技術的發展，電子設備的應用場景越來越豐富，需求不斷多樣化，小型化、多功能的需求日益顯著，可拉伸電路逐漸成為一個新的需求點。可拉伸電路是柔性電子器件和設備不可或缺的部分：在電路受到外力拉伸、卷曲、彎折的情況下，可以保持性能的穩定，或發生可設計、可控制的性能變化，從而提升電路的穩定性，實現電路功能動態可重構，是集成電路和電子器件走向新的應用領域的必然產物。

實現可拉伸柔性器件的一種典型方法是使用轉印或直接噴墨的技術，將傳統的電路結構印制在可拉伸柔性介質基底上。可拉伸柔性介質基底具有良好的電學、力學和熱學性能，在其上印制以金屬為導電媒質的電路結構，就可以實現一定拉伸范圍的柔性可拉伸電路。

人工表面等離激元傳輸線是一種印刷在介質襯底上的、具有周期性亞波長彎折或褶皺結構的金屬條帶，具有亞波長的場局域特性和較低的傳輸和輻射損耗，且可共形傳輸，是一種可滿足微波毫米波電路小型化、共形化需求的新型傳輸載體。人工表面等離激元傳輸線分為單導體傳輸線和雙導體傳輸線，其中雙導體傳輸線可通過漸變微帶線過渡實現高效激勵，單導體傳輸線可通過共面波導及特殊設計的過渡結構實現高效激勵。

發明內容

技術問題：本發明的目的是在可拉伸柔性介質基底上實現截止頻率可重構的人工表面等離激元傳輸線，包括單導體和雙導體傳輸線。該傳輸線包括可拉伸柔性介質基底以及附著于其上下表面的可延展金屬導體構成的人工表面等離激元周期結構及過渡結構。在電路結構受到外力拉伸的情況下，人工表面等離激元結構單元長度和幾何形狀在一定范圍內發生變化，導致色散曲線發生偏移，對應的傳輸線截止頻率隨拉伸形變量變化而改變，同時通帶內傳輸性能保持良好，從而實現頻率動態可重構的人工表面等離激元傳輸線。

技術方案：本發明為在可拉伸柔性介質基底上實現的頻率可重構人工表面等離激元傳輸線。該傳輸線總體結構包括可拉伸柔性介質基底、附著于其上下表面的可延展金屬導體構成的人工表面等離激元周期結構、及其與傳統微波傳輸線之間的過渡結構。在可拉伸柔性介質基底上通過轉印或直接噴墨的技術印制以金屬為導電媒質的人工表面等離激元金屬圖形，實現柔性可拉伸人工表面等離激元傳輸線，使得傳輸線在具有高效傳輸特性的同時，具備拉伸頻率可重構能力。

本發明采用以下具體方案：

本發明的一種拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線包括可拉伸柔性介質基底、附著于可拉伸柔性介質基底上表面的第二可延展金屬導體和附著于第二可延展金屬導體外表面的第一可延展金屬導體構成單導體拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線。

其中，

所述單導體拉伸可重構人工表面等離激元傳輸線，在可拉伸柔性介質基底下表面再設置第二可延展金屬導體和附著于第二可延展金屬導體外表面的第一可延展金屬導體構成雙導體傳輸線。

可拉伸柔性介質基底為可為聚二甲基硅氧烷PDMS、聚酰亞胺PI具有高彈性的薄膜介電材料。

所述第二可延展金屬導體、第一可延展金屬導體包括位于中部的人工表面等離激元周期結構及位于兩端的過渡結構。

所述第二可延展金屬導體、第一可延展金屬導體為貼片型人工表面等離激元傳輸線或彎折線型人工表面等離激元傳輸線。