基于人工表面等離激元波的抑制臨間耦合的傳輸線及電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于人工電磁材料領(lǐng)域，特別是基于人工表面等離激元的可通過自身 結(jié)構(gòu)減少臨間禪合的傳輸線。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光波段，表面等離激元波是一種在金屬與介質(zhì)交界面產(chǎn)生的一種特殊的表面 波。該種表面波的產(chǎn)生是由于位于金屬內(nèi)的自由電子與介質(zhì)中的電磁波相互作用形成等離 子震蕩。因?yàn)樵摲N特殊的產(chǎn)生機(jī)制使得該種表面等離激元擁有十分特殊的物理特性，其中 主要有如下兩個(gè)性質(zhì)：深度亞波長效應(yīng)和場局域效果。因此該一種特殊的電磁波模式在新 型光學(xué)器件具有重要的應(yīng)用價(jià)值，從而也引起了很多領(lǐng)域的科學(xué)家們的關(guān)注。
[0003] 但是相關(guān)的技術(shù)很難直接運(yùn)用在更低的頻段（微波和太赫茲頻段），該是因?yàn)樵?低于遠(yuǎn)紅外的頻段內(nèi)，金屬多表現(xiàn)為完美導(dǎo)電體而不是等離子體性質(zhì)。但是經(jīng)過科學(xué)家的 研究，可W通過人工電磁媒質(zhì)的思想通過構(gòu)建相應(yīng)的人工超材料，來實(shí)現(xiàn)表面等離激元性 質(zhì)。該種表面等離激元波由于其固有的場局域、場增強(qiáng)和亞波長性質(zhì)可W實(shí)現(xiàn)諸如器件小 型化W及多種潛在的應(yīng)用，因此，該種傳輸線是下一代電路系統(tǒng)的希望之一。
[0004] 而不產(chǎn)生額外成本（如不需要額外電路安排）的抑制傳輸線臨間禪合方案對(duì)于現(xiàn) 代集成化電路十分重要，因?yàn)閷?duì)于現(xiàn)代高度集成的現(xiàn)代系統(tǒng)需要在很小的空間內(nèi)集成較多 的傳輸線，因此傳輸線之間的相互干擾將會(huì)極其嚴(yán)重，W至于破壞信號(hào)完整性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 實(shí)用新型目的；為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種可抑制臨間串?dāng)_的 波導(dǎo)型傳輸線，W減少相鄰波導(dǎo)之間的互禪，并進(jìn)一步提供一種基于上述波導(dǎo)型傳輸線的 電路。
[0006] 技術(shù)方案；一種可抑制臨間串?dāng)_的波導(dǎo)型傳輸線，包括介質(zhì)基片，所述介質(zhì)基片的 正反兩面分別設(shè)置有兩根金屬片，每一金屬片包括若干波導(dǎo)單元；位于同一面上的兩根金 屬片成鏡面對(duì)稱，從金屬片的任一端口向金屬片中點(diǎn)的方向，至少包括順次設(shè)置的過渡段、 漸近段和周期結(jié)構(gòu)段；
[0007] 在過渡段，波導(dǎo)單元的凹槽深度從零逐漸增加到預(yù)定值，在漸近段，波導(dǎo)單元的凹 槽深度為預(yù)定值，波導(dǎo)向?qū)ΨQ軸線逐漸靠近，在周期結(jié)構(gòu)段，波導(dǎo)單元的凹槽深度為預(yù)定值 且到對(duì)稱軸線的距離相等；
[000引位于不同面上的金屬片，波導(dǎo)單元的位置上下對(duì)應(yīng)，開口方向相反。
[0009] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述介質(zhì)基片的介電常數(shù)為2. 2。損耗正切角為0. 0009。厚 度為0. 508mm。所述波導(dǎo)單元呈U型。在漸近段和周期結(jié)構(gòu)段，所述波導(dǎo)單元的凹槽深度為 1. 2 ~2. 0mm。
[0010] 一種基于人工表面等離激元波的抑制臨間禪合的傳輸線，包括介質(zhì)基片及設(shè)置于 介質(zhì)基片一側(cè)的、各自包含若干波導(dǎo)單元的兩根金屬片，每根金屬片具有一垂直于長度方 向的第一對(duì)稱軸；從金屬片的一端至另一端，波導(dǎo)單元凹槽的深度從零增加到預(yù)定值，形成 一段槽深相等的結(jié)構(gòu)后，再從預(yù)定值減小至零；
[0011] 兩根金屬片具有一沿長度方向延伸的第二對(duì)稱軸，兩金屬片的端部相互平行，其 中部相互靠近并形成一段相互平行的周期重復(fù)結(jié)構(gòu)；
[0012] 在介質(zhì)基板的另一側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有形狀位置對(duì)應(yīng)且波導(dǎo)單元凹槽開口方向相反的 金屬片。
[0013] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述波導(dǎo)單元的凹槽深度為1. 2~2. 0mm。所述波導(dǎo)單元呈 U型。
[0014] 一種電路，包括上述任一種可抑制臨間串?dāng)_的傳輸線。
[00巧]有益效果；
[0016] 1.本實(shí)用新型通過物理基礎(chǔ)的改善，直接在基礎(chǔ)傳輸線就解決了鄰間互禪問題， 增強(qiáng)了抗干擾能力。
[0017] 2.相較于其他電路級(jí)別的技術(shù)，本實(shí)用新型無需額外的附加電路結(jié)構(gòu)，可W節(jié)省 電路面積，簡化電路結(jié)構(gòu)。
[0018] 3.相較于微波段其他的傳輸線，由于本實(shí)用新型采用表面波傳輸能量可W方便的 制作共型電路，具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。
[0019] 4.相比于傳統(tǒng)傳輸線其傳播常數(shù)并不能隨意調(diào)節(jié)，本實(shí)用新型的傳輸線可W通過 其不同的單元結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)，因此可W通過調(diào)節(jié)缺陷深度來實(shí)現(xiàn)傳播常數(shù)的調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0020] 圖la至圖Ic分別是本實(shí)用新型波導(dǎo)單元的正面、反面和側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2a至圖化分別是本實(shí)用新型正面和反面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3為本實(shí)用新型的S參數(shù)測試圖。
[0023] 圖4是在不同缺陷深度下的傳播常數(shù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 如圖la至圖化所示，本實(shí)用新型可抑制臨間串?dāng)_的波導(dǎo)型傳輸線主要包括介質(zhì) 基片1W及位于介質(zhì)基片正反兩面的中間逐漸靠近的金屬光柵狀銅巧波導(dǎo)。
[0025] 具體地，所述介質(zhì)基片的正反兩面分別設(shè)置有兩根金屬片2,每一金屬片至少包括 若干波導(dǎo)單元2a;位于同一面上的兩根金屬片成鏡面對(duì)稱，從金屬片的任一端口向金屬片 中點(diǎn)的方向，至少包括順次設(shè)置的過渡段21、漸近段22和周期結(jié)構(gòu)段23。
[0026] 如圖2a和圖化所示，兩根銅巧位于同一平面，在長度方向上具有一對(duì)稱軸，同時(shí) 銅巧自身為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱軸位于中點(diǎn)處，與長度方向垂直。由于該實(shí)施例為平面結(jié)構(gòu)， 因此還可W說位于同一平面上的兩根波導(dǎo)成中屯、對(duì)稱。若為非平面結(jié)構(gòu)，則對(duì)稱軸線為曲 線。
[0027] 如圖2a或圖化所示，在過渡段，波導(dǎo)單元的凹槽深度從零逐漸增加到預(yù)定值，在 漸近段，波導(dǎo)單元的凹槽深度為預(yù)定值，波導(dǎo)向?qū)ΨQ軸線逐漸靠近，在周期結(jié)構(gòu)段，波導(dǎo)單 元的凹槽深度為預(yù)定值且到對(duì)稱軸線的距離相等。
[002引如果從波導(dǎo)的一個(gè)端口向另一端口的方向，其結(jié)構(gòu)依次為第一過渡段、漸近段、周 期結(jié)構(gòu)段、漸遠(yuǎn)段和第二過渡段。在第二過渡段，波導(dǎo)單元的凹槽深度從預(yù)定值逐漸減小至 零。在漸遠(yuǎn)段，波導(dǎo)單元逐漸遠(yuǎn)離對(duì)稱軸線。
[0029] 在該實(shí)施例中，過渡段和周期性結(jié)構(gòu)段與對(duì)稱軸線平行。
[0030] 位于不同面上的金屬片，波導(dǎo)單元的位置上下對(duì)應(yīng)，開口方向相反。
[0031] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述波導(dǎo)單元呈U型，如圖la或圖化所示，當(dāng)然根據(jù)設(shè)計(jì) 需要，技術(shù)人員可W采用其他形狀。
[0032] 本實(shí)用新型是基于人工設(shè)計(jì)的表面等離激元結(jié)構(gòu)周期排列而成。其中介質(zhì)基板使 用的是RogersRT5880,其相對(duì)介電常數(shù)為2. 2,損耗正切角為0.0009。其上結(jié)構(gòu)通過印刷 電路板技術(shù)加工而成，其中上下兩根波導(dǎo)構(gòu)成鏡像對(duì)稱關(guān)系。其單元周期為2. 4mm，缺陷寬 度為0. 96mm，缺陷深度為1. 92mm，波導(dǎo)高度為2. 4mm。該種特殊的周期結(jié)構(gòu)使得結(jié)構(gòu)整體表 現(xiàn)為負(fù)介電材料，因此可W支持表面等離激元波的傳輸。由于表面等離激元具有高度