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
【技術領域】
[0001] 本發明屬于人工電磁材料領域，特別是基于人工表面等離激元的可通過自身結構 減少臨間耦合的傳輸線。
【背景技術】
[0002] 在光波段，表面等離激元波是一種在金屬與介質交界面產生的一種特殊的表面 波。這種表面波的產生是由于位于金屬內的自由電子與介質中的電磁波相互作用形成等離 子震蕩。因為這種特殊的產生機制使得這種表面等離激元擁有十分特殊的物理特性，其中 主要有如下兩個性質：深度亞波長效應和場局域效果。因此這一種特殊的電磁波模式在新 型光學器件具有重要的應用價值，從而也引起了很多領域的科學家們的關注。
[0003] 但是相關的技術很難直接運用在更低的頻段（微波和太赫茲頻段），這是因為在 低于遠紅外的頻段內，金屬多表現為完美導電體而不是等離子體性質。但是經過科學家的 研究，可以通過人工電磁媒質的思想通過構建相應的人工超材料，來實現表面等離激元性 質。這種表面等離激元波由于其固有的場局域、場增強和亞波長性質可以實現諸如器件小 型化以及多種潛在的應用，因此，這種傳輸線是下一代電路系統的希望之一。
[0004] 而不產生額外成本（如不需要額外電路安排）的抑制傳輸線臨間耦合方案對于現 代集成化電路十分重要，因為對于現代高度集成的現代系統需要在很小的空間內集成較多 的傳輸線，因此傳輸線之間的相互干擾將會極其嚴重，以至于破壞信號完整性。
【發明內容】
[0005] 發明目的：為了解決現有技術存在的上述問題，提供一種可抑制臨間串擾的波導 型傳輸線，以減少相鄰波導之間的互耦，并進一步提供一種基于上述波導型傳輸線的電路。
[0006] 技術方案：一種可抑制臨間串擾的波導型傳輸線，包括介質基片，所述介質基片的 正反兩面分別設置有兩根金屬片，每一金屬片包括若干波導單元；位于同一面上的兩根金 屬片成鏡面對稱，從金屬片的任一端口向金屬片中點的方向，至少包括順次設置的過渡段、 漸近段和周期結構段；
[0007] 在過渡段，波導單元的凹槽深度從零逐漸增加到預定值，在漸近段，波導單元的凹 槽深度為預定值，波導向對稱軸線逐漸靠近，在周期結構段，波導單元的凹槽深度為預定值 且到對稱軸線的距離相等；
[0008] 位于不同面上的金屬片，波導單元的位置上下對應，開口方向相反。
[0009] 在進一步的實施例中，所述介質基片的介電常數為2. 2。損耗正切角為0. 0009。厚 度為0. 508mm。所述波導單元呈U型。在漸近段和周期結構段，所述波導單元的凹槽深度為 L 2 ~2. Omm0
[0010] -種電路，包括上述任一種可抑制臨間串擾的傳輸線。
[0011] -種基于人工表面等離激元波的抑制臨間耦合的傳輸線，包括介質基片及設置于 介質基片一側的、各自包含若干波導單元的兩根金屬片，每根金屬片具有一垂直于長度方 向的第一對稱軸；從金屬片的一端至另一端，波導單元凹槽的深度從零增加到預定值，形成 一段槽深相等的結構后，再從預定值減小至零；
[0012] 兩根金屬片具有一沿長度方向延伸的第二對稱軸，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結構；
[0013] 在介質基板的另一側對應設置有形狀位置對應且波導單元凹槽開口方向相反的 金屬片。在進一步的實施例中，所述波導單元的凹槽深度為1. 2~2. 0mm。所述波導單元呈
[0014] 有益效果：
[0015] 1.本發明通過物理基礎的改善，直接在基礎傳輸線就解決了鄰間互耦問題，增強 了抗干擾能力。
[0016] 2.相較于其他電路級別的技術，本發明無需額外的附加電路結構，可以節省電路 面積，簡化電路結構。
[0017] 3.相較于微波段其他的傳輸線，由于本發明采用表面波傳輸能量可以方便的制作 共型電路，具有較強的應用前景。
[0018] 4.相比于傳統傳輸線其傳播常數并不能隨意調節，本發明的傳輸線可以通過其不 同的單元結構來調節，因此可以通過調節缺陷深度來實現傳播常數的調節。
【附圖說明】
[0019] 圖Ia至圖Ic分別是本發明波導單元的正面、反面和側面的結構示意圖。
[0020] 圖2a至圖2b分別是本發明正面和反面的結構示意圖。
[0021] 圖3為本發明的S參數測試圖。
[0022] 圖4是在不同缺陷深度下的傳播常數圖。
【具體實施方式】
[0023] 如圖Ia至圖2b所示，本發明可抑制臨間串擾的波導型傳輸線主要包括介質基片 1以及位于介質基片正反兩面的中間逐漸靠近的金屬光柵狀銅箱波導。
[0024] 具體地，所述介質基片的正反兩面分別設置有兩根金屬片2,每一金屬片至少包括 若干波導單元2a ;位于同一面上的兩根金屬片成鏡面對稱，從金屬片的任一端口向金屬片 中點的方向，至少包括順次設置的過渡段21、漸近段22和周期結構段23。
[0025] 如圖2a和圖2b所不，兩根銅箱位于同一平面，在長度方向上具有一對稱軸，同時 銅箱自身為對稱結構，其對稱軸位于中點處，與長度方向垂直。由于該實施例為平面結構， 因此還可以說位于同一平面上的兩根波導成中心對稱。若為非平面結構，則對稱軸線為曲 線。
[0026] 如圖2a或圖2b所示，在過渡段，波導單元的凹槽深度從零逐漸增加到預定值，在 漸近段，波導單元的凹槽深度為預定值，波導向對稱軸線逐漸靠近，在周期結構段，波導單 元的凹槽深度為預定值且到對稱軸線的距離相等。
[0027] 如果從波導的一個端口向另一端口的方向，其結構依次為第一過渡段、漸近段、周 期結構段、漸遠段和第二過渡段。在第二過渡段，波導單元的凹槽深度從預定值逐漸減小至 零。在漸遠段，波導單元逐漸遠離對稱軸線。
[0028] 在該實施例中，過渡段和周期性結構段與對稱軸線平行。
[0029] 位于不同面上的金屬片，波導單元的位置上下對應，開口方向相反。
[0030] 在進一步的實施例中，所述波導單元呈U型，如圖Ia或圖Ib所示，當然根據設計 需要，技術人員可以采用其他形狀。
[0031] 本發明是基于人工設計的表面等離激元結構周期排列而成。其中介質基板使用的 是Rogers RT 5880,其相對介電常數為2. 2,損耗正切角為0.0009。其上結構通過印刷電路 板技術加工而成，其中上下兩根波導構成鏡像對稱關系。其單元周期為2. 4mm，缺陷寬度為 0. 96_，缺陷深度為I. 92_，波導高度為2. 4_。這種特殊的周期結構使得結構整體表現為 負介電材料，因此可以支持表面等離激元波的傳輸。由于表面等離激元具有高度場局域的 效果，因此其可以將場能量高度局域在結構的周圍，而不影