CN109326861A - 一种紧凑型人工表面等离激元传输线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型人工表面等离激元传输线，包括介质基板，介质基板的顶层设有锯齿状的人工表面等离激元传输结构，人工表面等离激元传输结构的锯齿的凹槽内设有一端连接凹槽侧壁的顶层金属条带，顶层金属条带另一端悬空，人工表面等离激元传输结构的两端设有共面波导到人工表面等离激元传输结构的过渡结构，介质基板的底层设有底层金属条带，底层金属条带与人工表面等离激元传输结构连接，底层金属条带包括多个分离的条带段，顶层金属条带和条带段数量相等，且每个顶层金属条带都与一个条带段部分正对。本发明能够减小传输线的线宽，同时保持其对电场的束缚能力和传输特性不变。

Description

一种紧凑型人工表面等离激元传输线
技术领域
本发明涉及微波传输线领域，特别是涉及一种紧凑型人工表面等离激元传输线。
背景技术
人工表面等离激元传输线色散特性主要由其周期单元的几何尺寸决定，包括槽宽、槽深、单元周期。其中，槽深对色散特性的影响最大。凹槽越深，色散曲线向下弯折的程度越大，截止频率越低，人工表面等离激元传输线对电场的束缚能力也越强。这一特性对于减少传输线之间的串扰有很大作用。但是，要想得到更强的束缚能力，需要增加人工表面等离激元传输线的槽深，导致整个传输线的线宽变大。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种紧凑型人工表面等离激元传输线，能够减小传输线的线宽，同时保持其对电场的束缚能力和传输特性不变。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的紧凑型人工表面等离激元传输线，包括介质基板，介质基板的顶层设有锯齿状的人工表面等离激元传输结构，人工表面等离激元传输结构的锯齿的凹槽内设有一端连接凹槽侧壁的顶层金属条带，顶层金属条带另一端悬空，人工表面等离激元传输结构的两端设有共面波导到人工表面等离激元传输结构的过渡结构，介质基板的底层设有底层金属条带，底层金属条带与人工表面等离激元传输结构连接，底层金属条带包括多个分离的条带段，顶层金属条带和条带段数量相等，且每个顶层金属条带都与一个条带段部分正对。
进一步，所述顶层金属条带一端垂直连接凹槽侧壁。
进一步，所述底层金属条带通过金属过孔与人工表面等离激元传输结构连接。
进一步，所述共面波导到人工表面等离激元传输结构的过渡结构包括中心导带和中心导带两侧的接地板，中心导带连接人工表面等离激元传输结构的端部。
进一步，所述中心导带两侧的接地板向人工表面等离激元传输结构中间的方向逐渐张开。有助于实现共面波导到人工表面等离激元传输结构的阻抗匹配和波矢匹配，减小信号反射。
有益效果：本发明公开了一种紧凑型人工表面等离激元传输线，与现有技术相比，具有如下的有益效果：
1)顶层金属条带和底层金属条带的条带段构成很多对平行板电容器，等效于在人工表面等离激元传输结构的凹槽中串接了很多电容，因此人工表面等离激元传输线的色散曲线会在原来曲线的基础上向下弯折，截止频率也会随之下降，从而实现原本需要较大槽深才能实现的色散特性；可见，本发明能够减小传输线的线宽，同时保持其对电场的束缚能力和传输特性不变；
2)通过改变顶层金属条带和/或底层金属条带的条带段的长度和宽度，可以改变平行板电容器的电容值，进而调控人工表面等离激元传输线的色散特性，改变人工表面等离激元传输线的传输能力和场束缚特性。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中传输线的顶层结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中传输线的底层结构示意图；
图3为本发明具体实施方式中传输线的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种紧凑型人工表面等离激元传输线，如图1、图2和图3所示，包括介质基板1，介质基板1的顶层设有锯齿状的人工表面等离激元传输结构2，人工表面等离激元传输结构2的锯齿8的凹槽内设有一端垂直连接凹槽侧壁的顶层金属条带4，顶层金属条带4另一端悬空，人工表面等离激元传输结构2的两端设有共面波导到人工表面等离激元传输结构2的过渡结构3，介质基板1的底层设有底层金属条带5，底层金属条带5与人工表面等离激元传输结构2通过金属过孔6连接，底层金属条带5包括多个分离的条带段，顶层金属条带4和条带段数量相等，且每个顶层金属条带4都与一个条带段部分正对。
如图1所示，共面波导到人工表面等离激元传输结构2的过渡结构3包括中心导带10和中心导带10两侧的接地板9。中心导带10连接人工表面等离激元传输结构2的端部。中心导带10两侧的接地板9向人工表面等离激元传输结构2中间的方向逐渐张开。
顶层金属条带4和底层金属条带5的条带段构成很多对平行板电容器，等效于在人工表面等离激元传输结构2的凹槽中串接了很多电容，因此人工表面等离激元传输线的色散曲线会在原来曲线的基础上向下弯折，截止频率也会随之下降，从而实现原本需要较大槽深才能实现的色散特性。
并且，通过改变顶层金属条带4和/或底层金属条带5的条带段的长度和宽度，可以改变平行板电容器的电容值，进而调控人工表面等离激元传输线的色散特性，改变人工表面等离激元传输线的传输能力和场束缚特性。
此外，人工表面等离激元传输线的电场能量并不是均匀分布的，大多数能量被束缚在凹槽的顶部，底部能量密度则较小。因此顶层金属条带4和底层金属条带5的条带段构成的平行板电容器所在的位置对人工表面等离激元传输线色散特性也有影响。顶层金属条带4与底层金属条带5的条带段构成的平行板电容器中，保持顶层金属条带4与底层金属条带5的条带段的相对位置不变的前提下，顶层金属条带4越靠近凹槽顶部，顶层金属条带4对人工表面等离激元传输线色散特性的影响越大。因此，通过改变顶层金属条带4在凹槽中的位置也可以对人工表面等离激元传输线的电场束缚能力和传输特性进行调控。
在工艺上，本具体实施方式所述的一种紧凑型人工表面等离激元传输线可以通过普通的印刷电路板(PCB)工艺实现。

Claims (5)

1.一种紧凑型人工表面等离激元传输线，其特征在于：包括介质基板(1)，介质基板(1)的顶层设有锯齿状的人工表面等离激元传输结构(2)，人工表面等离激元传输结构(2)的锯齿(8)的凹槽内设有一端连接凹槽侧壁的顶层金属条带(4)，顶层金属条带(4)另一端悬空，人工表面等离激元传输结构(2)的两端设有共面波导到人工表面等离激元传输结构(2)的过渡结构(3)，介质基板(1)的底层设有底层金属条带(5)，底层金属条带(5)与人工表面等离激元传输结构(2)连接，底层金属条带(5)包括多个分离的条带段，顶层金属条带(4)和条带段数量相等，且每个顶层金属条带(4)都与一个条带段部分正对。
2.根据权利要求1所述的紧凑型人工表面等离激元传输线，其特征在于：所述顶层金属条带(4)一端垂直连接凹槽侧壁。
3.根据权利要求1所述的紧凑型人工表面等离激元传输线，其特征在于：所述底层金属条带(5)通过金属过孔(6)与人工表面等离激元传输结构(2)连接。
4.根据权利要求1所述的紧凑型人工表面等离激元传输线，其特征在于：所述共面波导到人工表面等离激元传输结构(2)的过渡结构(3)包括中心导带(10)和中心导带(10)两侧的接地板(9)，中心导带(10)连接人工表面等离激元传输结构(2)的端部。
5.根据权利要求4所述的紧凑型人工表面等离激元传输线，其特征在于：所述中心导带(10)两侧的接地板(9)向人工表面等离激元传输结构(2)中间的方向逐渐张开。
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