[发明专利]周期加载电阻的人工表面等离激元传输线及调节色散和损耗的方法

说明书

本发明公开了一种周期加载电阻的人工表面等离激元传输线及调节色散和损耗的方法，包括介质基片及其上的电阻加载的人工表面等离激元段；所述电阻加载的人工表面等离激元段包括金属图形及贴片电阻；所述金属图形包括金属条及多个金属片，所述金属片位于所述金属条的同侧，所述金属条与金属片之间有缝隙；所述贴片电阻一端与金属条焊接，另一端与金属片焊接；与现有技术相比，本发明通过在人工表面等离激元传输线中加载贴片电阻，一方面具有较大的损耗，另一方面可通过改变加载电阻的阻值调节传输线的色散和损耗；同时也提供了一种调节色散和损耗的方法；该周期加载电阻的人工表面等离激元传输线可以应用于搭建负载、衰减器、隔离器、开关等损耗器件及电路。

技术领域

本发明涉及新型人工电磁材料传输线，尤其涉及一种周期加载电阻的人工表面等离激元传输线及条件色散和损耗的方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，和通信、雷达、计算机等信息系统各方面性能的大幅提升，微波毫米波集成电路不断面临新的挑战。高速率、多功能、小型化和共形化成为发展趋势。其中主要技术需求包括：好的信号完整性，对邻间串扰有更高的抑制，满足小型化和共形化需求。基于微带线、带状线等传统传输线的器件和电路，由于其固有的传播模式、空间波长和互耦关系，难以同时满足以上需求。人们迫切需要发展一种具有深度亚波长电磁调控能力的微波传输线，进而发展相应的器件、电路及系统。

近年来，具有亚波长场局域性、低损耗、可共形传输、且色散特性可调的人工表面等离激元传输线受到了广泛的关注，被认为是解决以上微波毫米波集成电路技术瓶颈最有效的新型传输线。人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons，SSPPs)，是利用人工电磁媒质(Metamaterial)的方式来降低金属表面的等离子体频率，从而在微波毫米波太赫兹等频段实现类似于光频表面等离激元(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)上报道的超薄的人工表面等离激元传输线，这是一种印刷在超薄柔性介质衬底上的、具有亚波长褶皱图形的金属条带，具有亚波长的场局域特性、低的弯曲损耗，可共形传输人工表面等离激元信号。该传输线具有和光频表面等离激元类似的深度亚波长场局域，但由于金属在微波毫米波频段类似于理想导体，它的损耗相对于光频表面等离激元大为降低。这种新型传输线满足了微波毫米波电路小型化共形化的发展需求，得到了国内外的广泛关注，迅速发展出一系列基于该传输线的特性及应用研究。至今，国内外学者已实现基于人工表面等离激元的滤波器、功分器、分频器、环形谐振腔等无源器件及电路，放大器、二次谐波产生等有源电路，以及基于人工表面等离激元的辐射天线。

现有的人工表面等离激元传输线器件及电路都是基于介质基片及金属图形，其中人工表面等离激元的损耗只来自于介质基片及金属中的吸收损耗和向空间中辐射的损耗。然而，在隔离器、开关、匹配负载等器件中，需要利用较大吸收的传输线。因此，设计一种具有较大损耗，且损耗可调的人工表面等离激元传输线，具有重要的促进意义。

发明内容

发明目的：为解决现有技术的不足，提供一种具有较大损耗，且损耗和色散可调的周期加载电阻的人工表面等离激元传输线及调节色散和损耗的方法。

技术方案：一种周期加载电阻的人工表面等离激元传输线，包括介质基片及其上的电阻加载的人工表面等离激元段；所述电阻加载的人工表面等离激元段包括金属图形及贴片电阻；所述金属图形包括金属条及多个金属片，所述金属片位于该金属条的同侧，该金属条与金属片之间有缝隙；所述贴片电阻一端与金属条焊接，另一端与金属片焊接。

进一步的，所述多个金属片的结构尺寸相同，周期或准周期性排布在金属条的同侧。

更进一步的，所述贴片电阻周期或准周期加载在金属图形中，其周期与金属片的周期相同或不同。